張雍照
(福建省121地質大隊,福建 龍巖 364000)
漳平市尾侖山礦區(qū)位于福建省漳平市城區(qū)以南,直線距離33 km,隸屬于福建省漳平市官田鄉(xiāng)管轄。礦區(qū)距308省道約8 km,距華安火車站約14 km。礦區(qū)南北長約1.35 km,東西寬約1.01 km,面積1.37 km2。礦坑充水因素主要包括大氣降水、地表水體、含礦地層及上覆地層的富水性、斷裂帶的富水性及充導水性,本文就以上幾種因素對礦坑充水進行分析探討。
礦區(qū)屬構造侵蝕、溶蝕低中山地貌類型,出露地層主要有中二疊世童子巖組、早三疊世溪口組、晚侏羅世侵入巖、花崗斑巖(見圖1)。山嶺走向總體呈U字型向,地勢呈北低、西南東三個方位高的趨勢,地形較陡峻,山坡坡度20°~40°,最高處位于礦區(qū)南部,標高1 215.7 m,最低處位于SK1水庫東側,標高690 m,相對高差525.7 m。整體上礦區(qū)溝谷較發(fā)育,切割強烈,溝谷發(fā)育常呈“V”型或“U”型谷。
圖1 礦區(qū)水文地質圖
區(qū)內氣候溫暖濕潤,多年平均降雨量為1 519.0 mm,大氣降水是地下水的主要補給源。礦區(qū)地形北低,西、南、東高,地下水位與地形形態(tài)基本一致,地下水受控于地形地貌、地質構造、區(qū)域自然地理等條件的制約,含水層含水性微弱,均屬于弱富水性量級。
螢石礦賦存于晚侏羅世正長花崗巖與溪口組藍田灰?guī)r段接觸帶中。區(qū)內主礦體為Ⅱ號礦體,礦體形態(tài)、產狀嚴格受晚侏羅世正長花崗巖與溪口組藍田灰?guī)r段接觸面控制。礦體主要分布在20-26勘探線之間,真厚度0.73~18.19 m,形態(tài)較簡單,主要呈透鏡狀,總體表現(xiàn)為由近地表-深部厚度逐漸變厚再變薄尖滅為特征。礦體走向10°~100°,傾向100°~190°,傾角20°~45°,最大長度380 m,最大延深230 m,賦存標高在+623~+733 m之間,埋深0~150 m。礦體與圍巖接觸面清楚,容礦巖石主要為矽卡巖;礦體頂板一般為大理巖、矽卡巖,通常較為致密完整,在近地表多為巖溶充填物掩蓋;底板為黑云母花崗巖、矽卡巖,巖石致密堅硬。
大氣降水主要沿風化裂隙或地面塌陷裂隙滲入地下,補給區(qū)內各含水層,地下水動態(tài)變化嚴格受大氣降水的控制,具有雨季集中補給長年排泄的特點。其滲入量受地形及其植被條件制約,由于地形相對高差較大,不利于大氣降水補給,反有利于排泄。
本區(qū)地表水體較發(fā)育,主要為SK1水庫及S8溪溝,其他多為季節(jié)性溪流(見圖1),現(xiàn)分述如下:
3.2.1 SK1水庫
位于礦區(qū)西北部外圍,分布于早白堊世正長花崗巖與晚侏羅正長花崗巖地層上,壩體為漿砌石壩體,壩長38 m,壩高約15 m,水面面積約3 300 m2,水庫容積約10 893 m3,動態(tài)變化大。距Ⅱ號螢石礦體水平距離約100 m,正常情況下水庫對礦床開采無影響。
3.2.2 S8溪溝
沿礦區(qū)西部邊界外圍由南向北徑流,流量63~998 L/s。據(jù)調查礦區(qū)內S8溪溝歷史最高洪水位約+690 m,礦體位于溪溝東側,今后主井、風井井口標高及工業(yè)廣場、建筑物及設施應位于礦區(qū)最高洪水位線以上,做到不受溝谷洪水威脅。
3.2.3 季節(jié)性溪流
流量受大氣降水影響,變化較大,季節(jié)性有水。對礦床充水影響一般較小,但暴雨季節(jié)應注意引流。
影響礦坑充水的主要巖層有第四系及巖溶洼地弱孔隙含水層、早三疊世溪口組藍田灰?guī)r段弱巖溶裂隙含水層和晚侏羅世正長花崗巖隔水層(礦層與地層的相對位置關系見圖2)。
圖2 20號勘探線剖面圖
3.3.1 第四系及巖溶洼地弱孔隙含水層
第四系主要分布于礦區(qū)北西部東西向溝谷兩側,主要為沖洪積、殘坡積層;巖溶洼地被巖溶充填物覆蓋,分布于礦區(qū)北部及中部大理巖地層的上部,巖性上部主要為灰色含礫砂質粘土,含較多礫石,下部主要為鈣質粘土、大理巖碎塊和粉砂巖碎塊。該層主要接受大氣降水補給,沿坡向徑流,遇有地形切割,就近于溝谷低洼處排泄。泉水出露標高751~754 m,旱季流量為0.48 L/s,雨季流量為2.88 L/s,富水性以弱為主。當大面積回采后,形成冒落裂隙帶時,將溝通該含水層對礦坑充水,該含水層屬頂板間接充水含水層,對礦井充水有間接影響。
3.3.2 早三疊世溪口組藍田灰?guī)r段弱巖溶裂隙含水層
該地層主要分布于礦區(qū)北西部,受晚侏羅世侵入巖影響,發(fā)育強烈的大理巖化、矽卡巖化,主要巖性為灰色-灰白色中細粒大理巖、淺灰綠色(螢石礦化)透輝石矽卡巖夾變質粉砂巖、變質泥巖。鉆孔揭露厚度0~93.69 m,含水層厚度0~89.14 m。地層內局部因溶蝕作用形成溶洞,多以粘土質細砂,粉砂巖、花崗巖碎塊及大理巖碎塊充填。該層地下水主要由大氣降水及地表徑流補給。鉆孔抽水試驗,單位涌水量0.002 1 L/s·m,滲透系數(shù)0.006 9 m/d,該層為礦坑直接充水的弱巖溶裂隙含水層,對礦坑充水有直接影響。
3.3.3 晚侏羅世正長花崗巖隔水層
主要出露于礦區(qū)北西部,巖性為似斑狀中粒(含黑云母)花崗巖。淺部柱狀節(jié)理發(fā)育,質硬,地表露頭風化裂隙較發(fā)育,含弱裂隙潛水,隨深度增加,風化裂隙減少,巖石致密,含水性減弱呈相對隔水層,地表未見泉水出露,該地層對礦井充水影響甚微。
礦區(qū)內地層總體為一向東傾斜的單斜構造,主要的斷裂構造有近南北向斷層F1,北西西向斷層F2。
3.4.1 F1斷層
F1斷層為區(qū)域大斷裂,呈南北向貫穿礦區(qū)西部外圍,斷裂帶一般寬10~40 m,主要為花崗斑巖侵入充填,傾向東,傾角70°~85°,平均約80°,為張性斷裂,其切割破壞礦體向礦區(qū)西部外圍延伸。地表未見泉水出露,在礦體上下游對溪溝流量進行測定,流量基本無變化,推測該斷層富水性、導水性弱,為弱導水斷層,對礦床充水影響小。
3.4.2 F2斷層
F2斷層呈北西西向斜貫礦區(qū)中部,其北西端為F1斷層切斷,斷層上盤為早三疊世溪口組,下盤為中二疊世童子巖組,斷裂帶寬5~40 m,主要為構造角礫巖,局部為花崗斑巖侵入充填。其走向約290°,傾向20°,傾角55°~70°,走向延伸長大于2 km,礦區(qū)內延伸1.3 km,為一張性斷裂,該斷層破壞了地層的完整性。地表無泉水出露,推測其富水性、導水性弱,為弱導水斷層。對礦床充水影響小。
根據(jù)斷層帶巖性及斷層性質及其上下盤接觸巖性、地面調查分析,一般具張性的正斷層,其破碎帶均較寬,以角礫巖為主,富水和導水性較強,反之逆斷層則破碎帶狹窄,以糜棱巖、斷層泥為主,并不同程度被泥質擠柔充填,一般導水性差,具阻水性質。另外斷層上下盤接觸地層的富水性也直接影響其導水性。礦區(qū)斷層兩盤巖性都處在泥巖分布的弱含水層中或被花崗斑巖充填,據(jù)此分析斷層帶的富水性和導水性相對較弱,但斷層兩側巖石破碎、裂隙發(fā)育,當巷道直接穿越時,有可能引起局部淋水,應予以重視。
該區(qū)地下水主要補給來源為大氣降水;直接充水含水層為弱巖溶裂隙含水層,間接充水含水層為第四系及巖溶洼地弱孔隙含水層;直接、間接充水含水層內斷層的富水性和導水性均弱;地表季節(jié)性溪流對未來礦山開采充水有一定的影響,雨季應注意引排??傮w上,礦區(qū)水文地質類型為以弱巖溶裂隙含水層充水為主的簡單類型,但今后礦山開采應加強注意各充水因素對礦山的影響,防止產生水害。