摘 要:通過區(qū)域、礦區(qū)水文地質(zhì)勘查和水文地質(zhì)鉆探等大量工作,研究認為,巴根黑格其爾鐵鉛鋅礦床充水因素主要為大氣降水沿第四系孔隙、基巖裂隙和構(gòu)造斷裂帶進入礦坑,這些充水因素對未來礦山開采不會產(chǎn)生太大影響。
關(guān)鍵詞:水文地質(zhì)條件;含水層;隔水層;富水性;斷裂
內(nèi)蒙古自治區(qū)科爾沁右翼前旗巴根黑格其爾礦區(qū)位于大興安嶺山脈中部主脊地帶,屬寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候,春秋季干旱多風(fēng),夏季炎熱,冬季寒冷。河谷寬一般10-50m,多呈U型,河谷坡降普遍較大。地表徑流發(fā)育,多為間歇性水流,分布于各溝谷中。地貌單元為中低山丘陵區(qū),呈北西-南東向延伸。地形標(biāo)高990-1280m,相對高差290m,屬低中山地形。礦體呈NE-SW向帶狀展布。礦體賦存標(biāo)高為947-500m,全部位于當(dāng)?shù)刈畹颓治g基準(zhǔn)面標(biāo)高990m以下。區(qū)內(nèi)部分地區(qū)基巖裸露,易接受大氣降水的滲入補給,大氣降水是地下水的主要補給來源。該區(qū)是地下水的補給區(qū),但由于礦區(qū)內(nèi)植被不發(fā)育,地形坡降較大,一次降水的持續(xù)時間短,大部降水以地表徑流形式迅速排泄,少部分直接滲入地下補給基巖裂隙水[1]。
1 水文地質(zhì)條件
依據(jù)地下水的賦存條件及含水層的富水性將區(qū)內(nèi)含水層劃分為:
1.1 第四系松散巖類孔隙水
松散巖類孔隙水主要賦存于溝谷下部及部分地勢低洼的坡角處,主要為第四系沖洪積層或殘坡積地層組成,上部為l-1.5m灰黑色、灰黃色亞粘土、砂質(zhì)粘土,下部為2.0-10m的砂礫石層。主要由大氣降水補給,水位埋深較淺,一般2-8m,含水層厚度2-6m左右,水井最大涌水量2.3148L/s,水質(zhì)良好,水化學(xué)類型為HCO3-Ca型,PH值7.2,礦化度0.22g/L。第四系松散巖類孔隙水是礦床的間接充水因素之一。
1.2 基巖裂隙水
礦區(qū)內(nèi)大面積分布侏羅系安山質(zhì)凝灰?guī)r,受風(fēng)化作用的影響,上部巖石節(jié)理裂隙發(fā)育,透水性較好,有一定的儲水空間。根據(jù)本次工作施工的三個水文地質(zhì)鉆孔抽水試驗資料,水位埋深6.0-11.30m,含水層厚度一般在51.80-97.90m左右,水位標(biāo)高1035.34-1039.93m,富水性弱,單位涌水量0.0048-0.0112L/m.s,滲透系數(shù)0.0078-0.0108m/d。水化學(xué)類型為HCO3-Ca·Mg型,PH值7.5~7.7,礦化度0.31g/L。
1.3 構(gòu)造裂隙水
工作區(qū)斷裂構(gòu)造較發(fā)育,區(qū)域構(gòu)造主要以近南北向斷裂為主,主要有F3、F4、F5,其次為北東向斷裂F2、近東西斷裂F7、F8,北西向斷裂F6、F9。近南北向斷裂為為壓扭性,斷裂帶內(nèi)巖石破碎呈棱角狀,帶內(nèi)可見后期沿裂隙充填的碳酸鹽細脈,總體膠結(jié)較好,局部膠結(jié)較差;由于該組斷裂多位于地勢較高的山脊部位,富水性普遍較差;近東西向斷裂和北西向斷裂均為張扭性斷裂,斷裂帶內(nèi)為黃褐色-紅褐色棱角狀凝灰質(zhì)角礫巖,膠結(jié)物為巖屑、鈣質(zhì)、鐵、錳。帶內(nèi)見有紅褐色、紫褐色鐵錳質(zhì)脈分布,寬度僅幾厘米,總體膠結(jié)較好,局部膠結(jié)較差,富水性較差;北東向斷裂F2為區(qū)內(nèi)的控礦斷裂,斷裂長度約1300m,走向35-55°,傾向北西,傾角40-75°,斷裂帶寬約1-80m,斷裂帶內(nèi)為棱角狀的凝灰質(zhì)角礫巖,松散膠結(jié),巖石破碎,見有少量的閃鋅礦化、孔雀石化。根據(jù)斷裂帶內(nèi)角礫特征分析,斷裂性質(zhì)為張性,該斷裂具有多期活動特點。據(jù)探礦坑道觀察,在坑道頂板及壁處,有滴淋水現(xiàn)象,說明該斷裂帶賦存地下水,礦床開采時應(yīng)重視,避免斷裂帶地下水透水事件的發(fā)生。
2 隔水層
2.1 第四系松散巖類隔水層
主要在較大的寬谷洼地和河谷平原中分布,由第四系上更新統(tǒng)——全新統(tǒng)粘性土層組成。主要分布在洼地中心地帶的中上部,為粘砂土或砂粘土,厚度一般2-10m,可視為弱含水層或隔水層。
2.2 塊狀基巖隔水層
區(qū)內(nèi)各期侵入巖體、變質(zhì)巖和火山巖,在地表以下一定深度內(nèi),遭受構(gòu)造運動的破壞和分化作用的影響較弱,直至巖石新鮮完整,裂隙不發(fā)育,呈致密塊狀,可視為隔水層。
3 地下水動態(tài)變化規(guī)律
根據(jù)科爾沁右翼前旗氣象站資料與本區(qū)地下水位、泉流量及水流水溫變化情況分析,地下水位、泉流量、水溫較明顯的受氣象因素影響和制約。3月下旬至5月,積雪融化,地下水位升高,5月下旬-6月為旱季,地下水位下降,7-9月雨季時,地下水位又逐漸上升,10月至翌年3月,降水量減少,地下水位降低,泉流量也隨著地下水位的升降而增大和減小。地下水位、泉流量的變化要遲于降水量的變化,而水溫則明顯受氣溫制約,其變化稍晚,地下水位年變幅在0.2-1.3m之間。
總體看,近年來由于降水量逐年減少,地下水位逐年下降,泉流量逐年減小?;鶐r裂隙水主要受大氣降水和上游地下水的側(cè)向補給,而后徑流補給下游地下水。由于礦區(qū)所處位置地勢較高,處于地下水的補給區(qū),故其水量貧乏。
4 地下水補給、徑流、排泄條件
礦區(qū)位于地表水的分水嶺地帶,為地下水的補給區(qū),大氣降水是區(qū)內(nèi)地下水的主要補充來源。
區(qū)內(nèi)基巖裸露,巖石裂隙發(fā)育,可直接接受大氣降水的滲入補給,但由于所處地勢較高、地形坡降大,徑流條件好,不利于大氣降水的滲入、匯集?;鶐r裂隙水沿風(fēng)化裂隙帶由地勢較高的丘陵地區(qū)向山前坡積裙裾徑流,然后向河谷平原地勢低洼地帶排泄。
5 礦床充水因素
5.1 礦區(qū)首采地段礦體,大部分位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以上,巖石直接裸露地表,風(fēng)化裂隙較為發(fā)育,透水性好,大氣降水入滲為礦床充水的自然因素。
5.2 第四系孔隙潛水,主要分布在地勢低洼的山坡地帶及季節(jié)性溝谷中,由沖積砂礫層、砂層組成,含水層厚度一般小于5.0 m,且地形坡降較大,富水性較差,當(dāng)開采潛水含水層附近及以下礦體時,潛水將沿基巖裂隙和其它導(dǎo)水通道滲入礦坑,造成礦床充水,是礦床充水的間接因素。
5.3 基巖裂隙潛水,含水層遍布整個礦區(qū),主要在近地表發(fā)育不同程度的風(fēng)化裂隙及構(gòu)造裂隙,賦存基巖裂隙潛水,但因所處地勢普遍較高,降水時可接受降水的入滲補給,過后很快便順坡徑流向溝谷排泄,因此,基巖裂隙潛水富水性較弱。當(dāng)?shù)V體與裂隙含水層直接接觸,裂隙水沿風(fēng)化裂隙和構(gòu)造斷裂帶直接進入礦坑,造成礦床充水,是礦床充水的直接因素。
5.4 構(gòu)造裂隙水,礦區(qū)內(nèi)的主要存水的斷裂為F2斷裂,也是礦體賦存的構(gòu)造斷裂帶,賦存構(gòu)造裂隙水,當(dāng)開采礦體位于斷裂構(gòu)造帶或附近時,構(gòu)造裂隙水會沿構(gòu)造裂隙和斷裂帶直接進入礦坑,造成礦床充水,是礦床充水的直接因素。
6 結(jié)束語
礦床間接充水因素為第四系孔隙潛水;直接因素為基巖裂隙潛水、F2斷層構(gòu)造裂隙水。根據(jù)長期觀測礦坑涌水量為685m3/d。
基于上述,研究認為:礦床以基巖裂隙和構(gòu)造裂隙充水為主,水文地質(zhì)條件屬于中等類型。這些充水因素對未來礦山開采不會產(chǎn)生太大影響。
參考文獻
[1]武漢東,王鳳武,等.巴根黑格其爾鐵鉛鋅礦地質(zhì)詳查報告[R].遼寧省有色地質(zhì)局一0六隊檔案室,2013.
第一作者簡介:王鳳武(1966-),男,工程師,1990年畢業(yè)于焦作礦業(yè)學(xué)院,長期從事水工環(huán)工作。資料來源:遼寧省有色地質(zhì)局一0六隊檔案室。2013年《遼寧省開原市曹家堡子金礦地質(zhì)詳查報告》。主持水文地質(zhì)工作,并執(zhí)筆第六章礦床開采技術(shù)條件。2013年《巴根黑格其爾鐵鉛鋅礦地質(zhì)詳查報告》。主持水文地質(zhì)工作,并執(zhí)筆第六章礦床開采技術(shù)條件。