李秀福

（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心云南總隊，云南 昆明 650000）

1 礦區(qū)概況

礦區(qū)地處橫斷山脈南段的滇西南中山寬谷亞區(qū)，位于瀾滄江南側(cè)，總體地勢南西高北東低，最高點位于礦區(qū)中部的豹子箐山頂，標高1892.50m，最低點位于礦區(qū)北東角蕁麻洼箐內(nèi)，標高1630m，相對高差262.50m。地形坡度一般15°～33°，局部坡度＞65°。由于地形坡度較大，有利于地表水的徑流排泄。礦區(qū)東、西部近南北向蜿蜒的山脊構(gòu)成了一個相對獨立的水文單元。礦區(qū)內(nèi)沖溝發(fā)育，多為干溝，小支流流量較小。其中以礦區(qū)東部蕁麻洼箐為最大沖溝，即F5斷層所形成的沖溝，沿礦體東部邊緣由南向北自流，由于流量受季節(jié)性影響大，且受F5構(gòu)造影響，該溪溝內(nèi)水基本從斷層破碎帶內(nèi)滲流，以泉的方式排泄。通過觀測本次施工鉆孔的終孔靜止水位，均為干孔，對礦床開采影響甚小。

礦區(qū)巖溶形態(tài)以溶溝、溶槽、石芽為主，頂?shù)装甯浇軜?gòu)造影響，發(fā)育少量落水洞、溶洞。礦區(qū)內(nèi)無泉、井分布，礦區(qū)北東部蕁麻洼箐內(nèi)有一泉點（標高1630m），巖性為灰?guī)r，洞口呈半圓形，泉水呈股狀流出，泉水清澈、無味，三角堰測高5cm，流量0.794L/s（圖1）。

圖1 泉點

鳳慶縣蕁麻洼石場，采坑最低標高為1530m，遠低于本礦區(qū)的最低開采標高，開采時沒有揭露地下水，雨季時也能快速疏干，采坑內(nèi)不會形成積水。可進一步證實，礦區(qū)地下水埋深大于資源量估算最低標高，礦床開采無地下水及常年性地表水的充水影響，礦坑涌水的來源為季節(jié)性大氣降水。

2 礦區(qū)水文地質(zhì)

2.1 含水層 （組）

按礦區(qū)出露的地層巖性及含水介質(zhì)特征，可分為三個含水層，即孔隙含水層、碎屑巖裂隙含水層及碳酸鹽巖溶含水層。

2.1.1 孔隙含水層

主要賦存于人工填土（Qs）、第四系殘坡積層（Qedl）。

人工填土（Qs），僅分布于F3與F14交叉處附近，巖性為褐黃色粘土夾灰?guī)r、白云巖塊石，厚度0～4.5m。其結(jié)構(gòu)松散，孔隙比大，雨季含少量孔隙毛細水，旱季處于自然疏干狀態(tài)。富水性弱、透水性強，地下水與地表水水力聯(lián)系密切，但規(guī)模較小，對礦床充水影響小。

第四系殘坡積層（Qedl）褐黃色、褐紅色粘土、含礫粘土。厚0～17.20m，與下伏地層呈不整合接觸。一般分布于緩坡、沖溝及溶溝、溶槽等部位，厚度不均勻。結(jié)構(gòu)疏松，滯水性強，僅雨后偶見有滲水出露，滲水量＜0.01L/s，雨季含少量孔隙毛細水，旱季處于自然疏干狀態(tài)?？紫侗却?，富水性弱、透水性強，地下水與地表水水力聯(lián)系密切，但規(guī)模較小，連續(xù)性差，對礦床充水影響較小。主要分布于礦區(qū)中部、中北部，范圍較大。

2.1.2 碎屑巖裂隙含水層

主要賦存于三疊系上統(tǒng)灣甸壩組下段(T3wn1)、泥盆系下統(tǒng)溫泉組上段(D1w2)地層中。

三疊系上統(tǒng)灣甸壩組下段(T3wn1)主要分布于礦區(qū)東部及外圍，巖性：上部為褐黃色、淺灰色中厚層狀粗砂巖，粉砂質(zhì)泥巖，薄-中層狀粉砂巖，中-厚層狀細砂巖夾砂礫巖；中部為灰色厚層狀砂礫巖夾風化后呈褐黃色的粉砂質(zhì)泥巖，下部為黃、灰、灰黃、紫紅色中-厚層狀泥質(zhì)粉砂巖，砂巖，細砂巖，砂礫巖。巖石表面風化裂隙較發(fā)育，受區(qū)域構(gòu)造的影響局部地段次級構(gòu)造裂隙較發(fā)育，主要接受大氣降水的補給，含裂隙水，富水性弱-中等，砂巖透水性較強、泥巖透水性較差；風化裂隙及次級構(gòu)造裂隙多呈半閉合狀、裂隙內(nèi)多為泥質(zhì)物充填，透水性較差。地下徑流模數(shù)1.10～1.70L/s·km2，區(qū)內(nèi)未見泉點出露，地下水水質(zhì)類型為HCO3-Ca·Mg型水。為區(qū)內(nèi)水泥用石灰?guī)r的間接頂板圍巖，是區(qū)內(nèi)次要充水含水層，分布地勢較低，對礦床充水影響較小。

泥盆系下統(tǒng)溫泉組上段(D1w2)主要分布于礦區(qū)西部及外圍，上部巖性為淺灰、淺灰黃、淺紫紅色白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r，下部巖性淺紫紅、灰、淺灰色中-細粒砂巖，含巖屑云母砂巖夾板巖，以砂巖為主。巖石表面風化裂隙較發(fā)育，受區(qū)域構(gòu)造的影響，局部地段次級構(gòu)造裂隙較發(fā)育，主要接級構(gòu)造裂隙多呈半閉合狀、裂隙內(nèi)多為砂泥質(zhì)物充填，透水性一般。地下徑流模數(shù)1～3L/s·km2，區(qū)內(nèi)可見少量滲漏，地下水水質(zhì)類型為HCO3-Ca·Mg型水。位于石灰?guī)r下部，為石灰?guī)r的底板圍巖，是區(qū)內(nèi)次要充水含水層，對礦床充水有一定影響。

2.1.3 碳酸鹽巖溶含水層

主要賦存于二疊系下統(tǒng)（P1），呈帶狀分布于礦區(qū)，巖性為淺灰-灰白色微晶灰?guī)r、淺灰黃色細-中晶白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖。

該巖溶含水層多裸露分布，地表巖溶發(fā)育，主要表現(xiàn)為洼地、漏斗、落水洞，降雨可直接入滲，富水性較強、透水性中等。礦區(qū)北東部蕁麻洼箐內(nèi)有一泉點出露，流量12.200L/s，地下水水質(zhì)類型為HCO3-Ca型，礦化度＜0.5%。該巖溶含水層位于礦區(qū)巖溶含水層（組）的補給-徑流區(qū)，構(gòu)造裂隙、溶隙內(nèi)多為砂泥質(zhì)物充填，山體緩坡相較陡坡處，地下水具垂直滲透、補給途徑長、連通性好的特點補給，故裂隙、溶隙水對地下水的補給量有限，對礦床充水影響有限；尾礦區(qū)礦層亦為主要充水含水層。區(qū)內(nèi)石灰?guī)r多為第四系孔隙含水層覆蓋、部分裸露于地表，大氣降水對礦床充水影響較大。

2.2 構(gòu)造水文地質(zhì)特征

由于礦區(qū)部分構(gòu)造對巖溶含水層有明顯制約或影響，沿斷層發(fā)現(xiàn)溶洞、落水洞等巖溶現(xiàn)象。沿斷層未發(fā)現(xiàn)泉水，僅在礦區(qū)外圍北東部有一排泄點。

構(gòu)造對含水層（組）地下水的埋藏、補給、徑流及排泄條件有一定的控制作用。區(qū)內(nèi)礦體沿山脊分布，大氣降水多形成地表徑流向坡下排泄，補給條件差。在山脊緩坡部位、斷層構(gòu)造等相對有利于降雨入滲補給，礦體位于徑流補給帶，排泄條件好，地下水徑流方向與含水層（組）走向基本一致，總體由南向北徑流。

2.3 地表水

該礦床所處位置較高，資源量估算范圍內(nèi)及附近無自然性地表水體分布，僅有季節(jié)性沖溝分布，不會對礦床造成充水影響。礦區(qū)各含水層均直接接受大氣降水的補給，即大氣降水是礦床充水的主要來源，將直接補給未來露天礦坑，對礦床充水影響較大。因此，大氣降水是礦床充水的直接因素。

3 礦區(qū)工程地質(zhì)構(gòu)造特征及其對礦床充水的影響

3.1 礦區(qū)工程地質(zhì)特征

3.1.1 工程地質(zhì)巖組

根據(jù)礦區(qū)出露地層的巖性組合特征、巖土體結(jié)構(gòu)類型和巖石力學強度等特征，將礦區(qū)巖土體劃分為四個工程地質(zhì)巖組，即第四系松散巖組、較軟層狀碎屑巖組、堅硬—半堅硬碳酸鹽巖巖組、較軟層狀碎屑巖組。礦山采礦活動主要在堅硬層狀-塊狀碳酸鹽巖組(含礦層)中開展。分述如下：

（1）第四系松散巖組。

主要分布于礦區(qū)中部、中北部及溝谷及緩坡地帶。由第四系沖殘坡積、洪積砂、礫石、粘土等組成，坡度變化大，一般厚0～17.20m。巖體結(jié)構(gòu)松散，孔隙比大，具中等壓碎性，力學強度低，所構(gòu)成的邊坡穩(wěn)定性差。易受沖蝕而變形。土石界面結(jié)構(gòu)面較軟，易形成滑塌體的破裂面。因分布于地表淺部，厚度變化大，礦山開采時需完全剝離，對礦床開采影響較小。若土層組成露天采坑最終邊坡，一般均在坡頂段，但因土層易受季節(jié)性降雨侵蝕，易發(fā)生坍塌、滑移，建議將其全部剝離，避免可能出現(xiàn)的侵蝕坍塌。

（2）較軟層狀碎屑巖組。

分布于礦區(qū)東部及外圍。為三疊系上統(tǒng)灣甸壩組下段（T3wn1）地層，上部為褐黃色、淺灰色中厚層狀粗砂巖，粉砂質(zhì)泥巖，薄-中層狀粉砂巖，中-厚層狀細砂巖夾砂礫巖；中部為灰色厚層狀砂礫巖夾風化后呈褐黃色的粉砂質(zhì)泥巖，下部為黃、灰、灰黃、紫紅色中-厚層狀泥質(zhì)粉砂巖，砂巖，細砂巖，砂礫巖。巖體呈層狀結(jié)構(gòu)，較軟，力學強度較低、一般飽和抗壓強度10MPa～40MPa(參考值)，穩(wěn)定性較差，高陡處軟硬相間的結(jié)構(gòu)面附近產(chǎn)生易崩落、垮塌等現(xiàn)象。該層位于礦區(qū)東部及外圍，是構(gòu)成西側(cè)坡體的主要巖體，對礦床開采有影響。

（3）堅硬—半堅硬碳酸鹽巖組。

呈帶狀分布于整個礦區(qū)。由二疊系下統(tǒng)(P1)致密塊狀、中—厚層狀灰?guī)r組成。巖體呈層狀結(jié)構(gòu)，堅硬、中等—較完整，力學強度高、性脆、穩(wěn)定性較好。根據(jù)鉆孔揭露結(jié)果統(tǒng)計，RQD值大于65，巖心品質(zhì)好。據(jù)巖石物理力學試驗結(jié)果，其風干單軸平均抗壓強度78MPa，平均軟化系數(shù)0.70。礦區(qū)構(gòu)造發(fā)育，構(gòu)造影響帶寬度不等，對礦床開采穩(wěn)定性有一定影響?？傮w工程地質(zhì)條件中等，部分區(qū)域地下或隱伏溶洞，在機械重力作用下易造成崩塌、滑坡等工程地質(zhì)問題，對礦床開采影響較大。該巖組在構(gòu)造露天采坑最終邊坡（東側(cè)）。

（4）軟硬相間層狀碎屑巖組。

為泥盆系下統(tǒng)溫泉組（D1w2）灰綠、紫紅、灰色石英砂巖，粉砂巖、泥巖、板巖夾硅質(zhì)巖互層。

分布于礦區(qū)西部及外圍，巖性為灰綠、紫紅、灰色石英砂巖，粉砂巖、泥巖、板巖夾硅質(zhì)巖互層。巖層具不等粒結(jié)構(gòu)、中-細粒結(jié)構(gòu)、粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu)、泥質(zhì)結(jié)構(gòu)。呈薄-中層狀構(gòu)造。巖石表面風化裂隙較發(fā)育，受區(qū)域構(gòu)造的影響，局部地段次級構(gòu)造裂隙較發(fā)育。石英砂巖、硅質(zhì)巖堅硬，力學強度高、飽和抗壓強度＞65MPa(參考值)，巖層較完整，穩(wěn)定性較好；粉砂巖、泥巖較軟，力學強度低、飽和抗壓強度15MPa～35MPa(參考值)，完整性一般，穩(wěn)定性較差。高陡處硬軟相間的結(jié)構(gòu)面附近易產(chǎn)生崩落、垮塌等現(xiàn)象。該層位于石灰?guī)r西側(cè)，為石灰?guī)r的底板圍巖，對礦床開采有較大影響，建議在開采過程中本著邊開采邊監(jiān)測邊治理的原則，及時核對現(xiàn)有資料，預警不良地質(zhì)作用，放緩開采臺階，注意維護臺階坡面，及時消除安全隱患。

3.1.2 構(gòu)造及工程地質(zhì)特征

礦區(qū)內(nèi)發(fā)育有Ⅱ級結(jié)構(gòu)面F3、F5斷層、Ⅲ級結(jié)構(gòu)面F8、F10、F12、F14、和Ⅳ級結(jié)構(gòu)面節(jié)理裂隙，其特征如下：

Ⅱ級結(jié)構(gòu)面：F3、F5均為近南北向破壞斷層，斷層所經(jīng)之處的巖體多呈碎裂狀，遠離斷層的巖體完整性較好，說明斷層的破壞對巖體完整性影響較大。F3東盤為二疊系下統(tǒng)（P1）堅硬層狀碳酸鹽巖組，南西盤為D1w2較軟層狀碎屑巖組，斷層上盤為石灰?guī)r；F5東盤為三疊系上統(tǒng)灣甸壩組下段T3wn1較軟-較堅硬層狀碎屑巖組，二疊系下統(tǒng)（P1）堅硬層狀碳酸鹽巖組。未來開采中，F(xiàn)3、F5斷層破碎帶附近形成的開采邊坡穩(wěn)定性較差，對礦床開采影響較大。

Ⅲ級結(jié)構(gòu)面：F8、F10、F12、F14均為近東向西破壞斷層，斷層所經(jīng)之處均破壞了石灰?guī)r的完整性，但規(guī)模較小，未來開采過程中Ⅲ級結(jié)構(gòu)面形成的露采邊坡穩(wěn)定性較差，對礦床開采影響較大，但不構(gòu)成露天采坑最終邊坡。

Ⅳ級結(jié)構(gòu)面：受區(qū)域構(gòu)造的影響，地表及淺部局部地段發(fā)育兩組裂隙，第一組276°～309°∠52°～71°，2～4條/m；為張性，半閉合狀、裂隙內(nèi)局部充填砂泥質(zhì)物；第2組產(chǎn)狀：120°～140°∠68°～88°，1～3條/m，為壓性，閉合狀，裂隙間距0.23m～0.40m。由于第一組為張性裂隙，局部裂隙密集發(fā)育地段巖體完整性中等，露天開采形成的邊坡易沿軟弱夾層發(fā)生巖石剝落、局部垮塌等不良工程現(xiàn)象，應注意防護。

3.2 礦坑涌水量預測

根據(jù)計算公式及參數(shù)取值，對該礦床資源量估算范圍內(nèi)的露天礦坑涌水量，分正常降雨和暴雨兩種狀態(tài)，坑內(nèi)和坑外兩部分，分別作了計算，結(jié)果見表1。

表1 露采礦坑涌水量計算參數(shù)取值一覽表

礦區(qū)露天礦坑涌水量計算公式，是在對本次工作獲得的有關(guān)資料進行綜合研究、統(tǒng)計歸納、概化的基礎(chǔ)上建立的，基本反映了本礦床水文地質(zhì)條件，參數(shù)取值有一定的代表性。由于礦區(qū)地形地貌條件控制，區(qū)內(nèi)自然條件下大氣降水大部分通過沖溝及斜坡徑流排泄，少量經(jīng)各種巖溶通道以補給巖溶含水層（組）的方式排泄，礦床開采后將部分改變礦區(qū)地形，同時也將影響原有的主要排泄通道的通暢，采坑內(nèi)、外地表徑流量難以截然分開，因此，礦坑涌水量推薦值為采坑坑內(nèi)及坑外兩部分之和。上述礦坑涌水量推薦值是在露天礦坑基本形成時的涌水量值，在礦床開采初期，礦坑涌水量將小于推薦值。

露天礦坑涌水量僅為季節(jié)性大氣降水匯集，地形有自然排泄或滲漏條件，一般不會對礦床開采造成較大影響。礦床資源量位于侵蝕基準面、地下水位之上，礦床開采可能對該含水層地下水埋藏條件有一定影響，如導致埋藏變淺，也能對含水層補給條件產(chǎn)生影響，如雨季可能增加含水層補給量，但對含水層地下水徑流及排泄條件影響不大。含水層主要排泄點為北西側(cè)泉水，建議對其作相應長期觀測，明確地下水排泄量與季節(jié)性變化的關(guān)系、自然狀態(tài)及人工狀態(tài)下的關(guān)系，以積累相應的水文資料。

4 總結(jié)

該礦床位于區(qū)域巖溶含水層富水塊段的補給、徑流區(qū)部位，礦層屬巖溶含水層組，地下水位高程低于礦床資源量估算最低標高（1660m），屬山坡露天開采的礦床。礦床開采無地下水及常年性地表水的充水影響，礦坑涌水的來源為季節(jié)性大氣降水，該礦床水文地質(zhì)條件屬大氣降水為主的簡單類型。

礦區(qū)構(gòu)造較發(fā)育，礦體屬可溶鹽巖類堅硬巖組。礦體巖石強度高，礦體節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖體完整-中等；構(gòu)成露天礦坑最終邊坡的巖組為可溶鹽巖巖體、碎屑巖巖體，最終邊坡穩(wěn)定性評價結(jié)果均處于穩(wěn)定-基本穩(wěn)定狀態(tài)，最終邊坡的變形與破壞形式主要為局部性侵蝕坍塌、危巖滾落、坡頂拉裂為主，該礦床工程地質(zhì)條件屬以可溶鹽巖類較堅硬巖組與碎屑巖類較軟弱巖組為主的中等類型。

礦區(qū)所處區(qū)域次不穩(wěn)定區(qū)，地形相對高差屬中山，但礦區(qū)所處山體穩(wěn)定，礦區(qū)內(nèi)未見古滑坡，未見崩塌的跡象，不良地質(zhì)作用一般發(fā)育。區(qū)內(nèi)可溶鹽巖溶蝕以溶溝、溶槽、石芽為主，巖溶總體不發(fā)育。礦石及夾石化學組分穩(wěn)定，不易分解出有毒有害元素和組分，礦床開采將破壞部分林木、耕地。剝離物有一定規(guī)模，隨意堆放可能誘發(fā)地質(zhì)環(huán)境問題。礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量中等。

綜上所述，據(jù)《固體礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范總則》（GB/T 13908-2020），該礦床開采技術(shù)條件屬以工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)復合問題為主的中等類型（Ⅱ-4）。