馬海峰
(新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局七〇一隊(duì),新疆 昌吉 831100)
黃山東銅鎳礦床位于新疆哈密市境內(nèi),地處中亞造山帶東天山覺羅塔格島弧,礦床嚴(yán)格受控于黃山韌性剪切帶控制,含礦巖體為鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖石,呈紡錘狀侵位于晚石炭世火山巖中[1-3]。礦石及巖石變形、破碎強(qiáng)烈,為資源的開發(fā)利用增加了難度,基于此,本文著重分析該礦床的水文地質(zhì)條件,為進(jìn)一步開發(fā)利用提供依據(jù)。
黃山東銅鎳礦床位于中亞造山帶之東天山羅塔格島弧,南鄰華北克拉通和塔里木地塊,北接西伯利亞克拉通[4,5]。礦區(qū)出露地層相對(duì)簡(jiǎn)單,以上石炭統(tǒng)干墩組(C2g)為主,第四系沖洪積物次之。干墩組(C2g)根據(jù)巖性變化可以分為三個(gè)巖性段:干墩組下段(C2g1)出露最多,上部以含炭質(zhì)粉砂巖、板巖為主,夾有少量的細(xì)砂巖、硅質(zhì)板巖等,下部以礫巖、含礫砂巖、砂巖為主,夾薄層狀灰?guī)r;干墩組中段(C2g2)以火山巖為主,主要為千糜巖化沉凝灰?guī)r,與干墩組下段(C2g1)呈斷層接觸關(guān)系;干墩組上段(C2g3)由細(xì)砂巖、粉砂巖組成,夾有閃長(zhǎng)巖脈、石英脈、細(xì)晶巖脈等。
礦區(qū)斷裂構(gòu)造極為發(fā)育,以區(qū)域性大斷裂的次級(jí)破碎帶為主,控制著礦區(qū)內(nèi)地層、巖漿巖、礦體等的展布形態(tài)。礦區(qū)構(gòu)造總體上呈南傾的單斜構(gòu)造,局部見牽引褶皺。礦區(qū)巖漿巖較為發(fā)育,以華力西中期中基性巖漿活動(dòng)最為發(fā)育,酸性巖漿巖和超基性巖次之。與成礦關(guān)系密切的巖體為黃山東雜巖體,是一個(gè)同源的基性~超基性復(fù)式雜巖體,主要由角閃輝長(zhǎng)巖、橄欖輝長(zhǎng)巖、輝長(zhǎng)蘇長(zhǎng)巖等組成。
(1)礦區(qū)概況。黃山東銅鎳礦床海拔高約1000m~1058m,相對(duì)高差一般為30m,最大高差約90m。礦區(qū)所處位置海拔相對(duì)較低,且相對(duì)高差較低,因此礦區(qū)地形切割也較小,屬于淺切割區(qū)域。礦區(qū)山脊總體走向與區(qū)域構(gòu)造跡線一致,均呈北東東向展布。礦區(qū)屬于大陸性氣候,較為干燥、多風(fēng)、降雨量極少,而蒸發(fā)量極大。礦區(qū)地表水系以暫時(shí)性洪流水系為主,向礦區(qū)低洼地帶匯集。
(2)礦區(qū)地下水類型。礦區(qū)內(nèi)地下水類型較為簡(jiǎn)單,其含水巖組也較單一。第四系沖洪積物零星展布于礦區(qū)溝谷及低洼地帶,未形成統(tǒng)一的含水層?;鶐r裂隙水的潛水水位埋深較深,約2387m,根據(jù)野外泉點(diǎn)調(diào)查資料顯示,單位涌水量約0.24ml/s·m,總體上屬于無水區(qū)域。地下水類型為Cl--Na+-Ca+型水,礦化硬度一般為12g/L,屬于鹽水。
(3)礦區(qū)含水巖組。礦區(qū)含水巖組較為單一,根據(jù)賦存特征可以劃分為兩類,一是沖積淤積砂礫石透水層組,二是基巖風(fēng)化裂隙含水巖組。礦區(qū)內(nèi)第四系不發(fā)育,主要以零星狀展布于礦區(qū)溝谷及低洼地帶,由于第四系出露面積較小且極為分散,導(dǎo)致第四系未能形成統(tǒng)一的含水層,加之礦區(qū)內(nèi)第四系沉積物厚度較小,難以形成較為穩(wěn)定的沖積淤積砂礫石含水層,因此,礦區(qū)內(nèi)第四系沖積淤積砂礫石為主要的透水層。
基巖風(fēng)化裂隙水,礦區(qū)內(nèi)基巖裂隙水的潛水水位埋深約為2387m,根據(jù)泉點(diǎn)資料顯示,單位涌水量約0.24ml/s·m,總體上屬于無水區(qū)域。因此,礦區(qū)內(nèi)基巖風(fēng)化裂隙水對(duì)礦體的開發(fā)影響不大。
(4)礦區(qū)地下水動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。根據(jù)前文可知,礦區(qū)內(nèi)第四系沖積淤積砂礫石層為礦區(qū)內(nèi)主要的透水層,而礦區(qū)內(nèi)地表水系以洪流水系為主,因此,礦區(qū)地下水的動(dòng)態(tài)變化受大氣降雨控制明顯,具有地下水為變化隨大氣降雨變化而變化的特征,使得礦區(qū)地下水的潛水水位變化幅度較大,在降雨集中的時(shí)段內(nèi),地下水潛水的水位明顯升高。
當(dāng)處于枯水期時(shí),地下水潛水的水位顯著降低。因此,礦區(qū)地下水水位的變化受大氣降雨影響明顯,具有明顯的周期性,即夏季水位變化幅度明顯高于冬季的水位變化。
(5)礦區(qū)地下水的補(bǔ)給排條件。根據(jù)礦區(qū)水文地質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn),礦區(qū)暫時(shí)性洪流主要從礦區(qū)由東向西徑流,地下水的形成與補(bǔ)給方式與區(qū)域補(bǔ)給方式一致,受地形控制和大氣降雨控制明顯。礦區(qū)地形地貌具有西低東高的特征,因此,礦區(qū)西側(cè)地下水受礦區(qū)東側(cè)地下水的補(bǔ)給。礦區(qū)屬于大陸性氣候區(qū),具有干燥、多風(fēng)、降雨量少、蒸發(fā)量大的特征,因此,礦區(qū)地下水的排泄主要以地表蒸發(fā)為主,而以地下水向西潛流流出礦區(qū)外次之。
黃山東銅鎳礦體主要分布于1019m~200m的區(qū)間內(nèi),開采時(shí)以豎井開拓方式進(jìn)行,井下最低排泄標(biāo)高為1010m,雖然在井下可見多處涌水點(diǎn),但涌水量極小,對(duì)資源的開發(fā)利用影響不大。根據(jù)上文所述可知,礦床充水來源主要有兩個(gè)方面,一是大氣降水,二是基巖裂隙水。礦區(qū)所在區(qū)域?qū)儆诘湫偷拇箨懶愿珊禋夂騾^(qū),區(qū)內(nèi)降雨量少,蒸發(fā)量大,且降雨多為陣雨,導(dǎo)致洪流在地表形不成較大的地表徑流,因此,洪流水系對(duì)礦區(qū)地下水的影響較小,對(duì)礦體的開發(fā)與利用影響不大。此外,地表第四系沖積淤積砂礫石層為礦區(qū)透水層,對(duì)地表水體的保存能力較差,導(dǎo)致地表水體下滲補(bǔ)給地下水的能力較弱?;鶐r裂隙水埋深2387m,主要賦存在含礦巖體的裂隙中,對(duì)礦體的開采影響較大,是礦床的主要充水水源,但是基巖裂隙水的補(bǔ)給來源較小,因此,在礦床開采早期涌水量相對(duì)較大,隨著開采的進(jìn)行,涌水量逐漸減少直至干涸。綜上所述,礦床的充水因素較為單一,地表洪流水系不礦床的開發(fā)利用影響不大,基巖裂隙水是礦床的主要充水水源,但該類地下水的補(bǔ)給來源較少,涌水量較小,對(duì)礦床的開發(fā)利用影響不大。
綜上所述,黃山東銅鎳礦床的水文地質(zhì)條件較為簡(jiǎn)單,屬于簡(jiǎn)單—中等裂隙充水礦床類型,礦體的頂?shù)装寰芑鶐r裂隙水充水,為弱含水層。礦區(qū)所在區(qū)域?qū)儆诖箨懶愿稍餁夂騾^(qū),少雨蒸發(fā)量大,導(dǎo)致地表洪流水系不能形成地下水的補(bǔ)給來源。因此,在礦床開采早期涌水量相對(duì)較大,隨著開采的進(jìn)行,涌水量逐漸減少直至干涸。