田佳輝

（河北省地礦局第二地質(zhì)大隊，河北 唐山 063000）

研究區(qū)位于河北邯鄲九龍地區(qū)，為開采礦山，為了綜合利用深部資源，需要進(jìn)一步集中開采深部400m～1000m范圍內(nèi)的資源，為了確保開采環(huán)境安全，防治突水涌水等災(zāi)害，進(jìn)行了礦區(qū)水文地質(zhì)條件分析[1]。

1 礦區(qū)地質(zhì)背景

九龍地區(qū)地表出露巖層較為單一，被大面積分布的第四系沉積物覆蓋。根據(jù)深部鉆孔資料顯示，九龍地區(qū)依次出露地層為：①中奧陶統(tǒng)峰峰組，為一套厚層灰?guī)r及白云巖；②中石炭統(tǒng)本溪組，為頁巖、粘土巖及含鐵質(zhì)泥巖；③上石炭統(tǒng)太原組，為泥巖、粉砂巖組合；④下二疊統(tǒng)山西組和下石盒子組，為一套泥巖、粉砂巖組合；⑤下三疊統(tǒng)劉家溝組，為細(xì)砂巖、砂巖及粉砂巖；⑥下三疊統(tǒng)和尚溝組，為細(xì)砂巖、粉砂巖、頁巖；⑦第四系，為亞粘土夾砂礫石。

九龍地區(qū)構(gòu)造較為簡單，為一單斜構(gòu)造，發(fā)育北東向和北北東向斷層，總體走向以北東向為主[2]。礦區(qū)中部隆起，除東部地區(qū)外其余三個方向呈下降趨勢。隨著早期階段開采，已揭露大斷層十余條，其中有7條斷層的落差大于50m。區(qū)域構(gòu)造不僅控制著地質(zhì)格架，還對礦體賦存起到一定的破壞作用，并溝通了地下水運移通道，使得該區(qū)域的水文地質(zhì)條件更加復(fù)雜，為深部資源的開發(fā)與利用帶來了困難。

2 礦區(qū)水文地質(zhì)特征

2.1 水文地質(zhì)單元劃分

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料顯示以及深部鉆探資料揭露地層，本文劃分為九龍地區(qū)某礦區(qū)的水文地質(zhì)單元，共分為含水層和隔水層兩部分。其中，含水層主要為奧陶系灰?guī)r含水層、大青灰?guī)r含水層、野青灰?guī)r含水和二疊系含水層；隔水層為底板隔水層、第四系隔水層和礦層頂板隔水等。

①含水層。奧陶系灰?guī)r含水層，厚度較大，可達(dá)500m～600m，平均單位涌水量為0.634L/s·m，水位標(biāo)高一般介于+90m～+116.8m，水質(zhì)類型為Cl-SO4-Ca-Na型水，總體上富水性不均一；大青灰?guī)r含水層，含水層厚度較小，平均為5.4m，該層裂隙發(fā)育，多充填網(wǎng)脈狀方解石脈，平均單位涌水量為0.01L/s·m，水位標(biāo)高介于-373m～+113.7m，總體富水性弱至中等，水質(zhì)類型為Cl-SO4-Ca-Na型水；野青灰?guī)r含水層，為礦床的直接充水含水層之一，該層平均厚度為2.1m，裂隙不發(fā)育，平均單位涌水量為0.019L/s·m，總體富水性較弱，水位標(biāo)高為+95.3m～+123.2m，該層局部地層構(gòu)造發(fā)育，斷層破壞原有地層，形成了地下水集聚區(qū)，因此該層總體上具有一定的儲水能力，對深部礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用產(chǎn)生一定的影響；二疊系砂巖含水層，巖性以砂礫石、中砂和細(xì)砂為主，平均厚度62.2m，平均單位涌水量為0.078L/s·m，總體富水性較差，水位標(biāo)高為+112.9m～+115.9m，水質(zhì)類型為Cl-HCO3-Na型水。②隔水層。九孔地區(qū)隔水層的隔水性良好，不同含水層之間均存在一定厚度的隔水層。其中，礦體底板隔水層下部為奧陶系灰?guī)r含水層，隔水層巖性為砂質(zhì)泥巖、粘土巖等，總體隔水性能良好；礦層頂板隔水層為二疊系粉砂巖、泥巖、粘土巖等，隔水層厚度一般大于40m，總體隔水性能良好；第四系隔水層層位較為穩(wěn)定，之間可見厚度穩(wěn)定的伊利石粘土，厚度一般介于5m～20m，總體隔水性能良好。

2.2 地下水補徑排條件

九龍地區(qū)某礦山總體上呈中間隆起和三面下降的“地壘”型地貌，有利于地下水的排泄。

礦區(qū)除東側(cè)外其余三面均以斷層接觸與外界相連，而東側(cè)為深部邊界。因此，礦區(qū)地壘型的構(gòu)造降低了礦區(qū)地下水的補給來源[3]。此外，由于礦區(qū)與外界呈斷層基礎(chǔ)，使得礦區(qū)所在區(qū)域的水文地質(zhì)單元與外界的水文地質(zhì)單元失去了水力聯(lián)系。因此，總體上九龍地區(qū)的地下水補給來源單一，即地表大氣降水補給不強，外界其他水文地質(zhì)單元補給地下水不強，總體上為一以靜儲量為主的水文地質(zhì)特征，即九龍地區(qū)某礦區(qū)的水文地質(zhì)單元較為封閉。

九龍地區(qū)某礦區(qū)奧陶系灰?guī)r含水層埋深較深，一般大于500m，且地理位置距離西部山區(qū)較遠(yuǎn)，因此，大氣降水通過區(qū)域大的水文循環(huán)經(jīng)過一段時期的補給后才能影響到礦區(qū)深部奧陶系含水層的水位。結(jié)合礦區(qū)所在區(qū)域大氣降水資料顯示，礦區(qū)所在區(qū)域的大氣降水集中于每年8、9月份，而深部奧陶系灰?guī)r含水層則在每年11月左右開始回升，充分反映出了礦區(qū)深部奧陶系灰?guī)r含水層水位與大氣降水之間存在明顯的滯后性，且滯后時期長達(dá)2個月～3個月。此外，深部奧陶系灰?guī)r含水層的補給入口以南西進(jìn)水口流入為主，且向東部和北部徑流。前文已述及，礦區(qū)所在區(qū)域的地下水單元較為封閉，為一以靜儲量為主的水文地質(zhì)特征，因此，礦區(qū)的地下水排泄也相對較差，主要以工農(nóng)業(yè)涌水以及礦井排水為主。

3 礦床充水因素分析

礦區(qū)為中間高三面低的地壘型地貌，使得礦區(qū)地表水徑流較快，補給地下水不強。此外，礦區(qū)第四系為主要的隔水層之一，含有于5m～20m厚的伊利石粘土，即地表大氣降水通過地表砂礫層滲流后很快被伊利石粘土隔水層隔開，進(jìn)而隨著表層砂礫層向地勢低洼處徑流。因此，地表大氣降水對礦床充水影響較小。此外，地表大氣降水沿表層流經(jīng)外界，通過大水文循環(huán)對深部奧陶系灰?guī)r含水層有一定的補給性能，但滯后于降雨集中時段2月～3月，而奧陶系灰?guī)r含水層被礦體底板隔水層隔檔，因此，對礦體的開發(fā)與利用影響也較小。九龍地區(qū)某礦區(qū)水文地質(zhì)單元相對封閉，三面以斷層與外界相連，東側(cè)為深部邊界。因此，礦區(qū)地淺表地下水通過其他水文地質(zhì)單元補給較弱，即外界其他水文地質(zhì)單元與礦區(qū)所在區(qū)域的水文地質(zhì)單元不存在或者存在極弱的水力聯(lián)系，對礦床的充水影響不大?？傮w上，礦床充水因素單一，為以靜儲量為主的水文地質(zhì)特征，即充水來源主要為礦區(qū)范圍內(nèi)的含水層。

4 結(jié)語

礦產(chǎn)資源的開發(fā)與利用與國民經(jīng)濟的發(fā)展離不開，是科學(xué)技術(shù)發(fā)展以及社會進(jìn)步的主要原材料之一。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們能夠利用的礦產(chǎn)資源類型日益增多，推動了資源的開發(fā)與利用進(jìn)程。此時，如何高效、安全的將深部資源開采出來成為亟待解決的問題，而水文地質(zhì)條件分析是開采設(shè)計中不可或缺的部分。本文對九孔地區(qū)某礦區(qū)的水文地質(zhì)條件進(jìn)行了分析，劃分了水文地質(zhì)單元，為后期深部資源的開發(fā)與利用奠定了基礎(chǔ)。