許宗勝

(政和縣自然資源局，政和，353600)

福建政和馬侖頭金礦大地構(gòu)造位置位于閩東火山斷坳帶上，處于政和—大埔北北東向斷裂帶與福安—南靖北北東向斷裂帶之間，閩東火山斷坳帶以大規(guī)模火山噴發(fā)活動為主，尤其以燕山期火山活動最為強(qiáng)烈(圖1)[1]。目前福建政和馬侖頭礦區(qū)金礦勘探及礦山生產(chǎn)勘探(擴(kuò)深)為地質(zhì)勘探階段[2]，求得工業(yè)品位以上金(銀)礦體(331+332+333)類型礦石資源量為106.76萬t，金金屬量為5 158.02 kg，銀金屬量為108 191.66 kg，金平均品位為4.83×10-6，銀(共伴生)平均品位為101.33×10-6。此次研究主要在收集原有的地質(zhì)資料[3,4]，同時結(jié)合眾多學(xué)者對礦山水文地質(zhì)條件研究的基礎(chǔ)上[5-10]，對礦山水文地質(zhì)條件進(jìn)行調(diào)查分析，為下一步合理開采提供依據(jù)。

1 地形(地貌)和氣象水文條件

1.1 地形(地貌)

馬侖頭礦區(qū)屬中低山地貌類型，最高標(biāo)高為667.0 m，最低標(biāo)高為215.5 m(當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面)，相對高差為451.5 m。地形陡、切割深(局部見陡壁分布)，水系較發(fā)育，自然排泄條件好。龍?zhí)断?jīng)過礦區(qū)中部，其水量為20 000 m3/d，龍?zhí)断獌蓚?cè)主要見流量較小的溝谷，雨季匯集降水自東北和西南匯流入七星溪，區(qū)內(nèi)植被較發(fā)育，自然地理?xiàng)l件較差。地表局部基巖裸露，地表水天然排泄條件較好。

圖1 政和馬侖頭礦區(qū)構(gòu)造分區(qū)示意圖Fig.1 Structural zoning diagram of Maluntou deposit in Zhenghe county

1.2 氣象水系特征

區(qū)內(nèi)溝谷縱橫交錯，地表水系發(fā)育。龍?zhí)断獮樵搮^(qū)的主溝谷，走向北東-南西向，調(diào)查期間，溪溝地表水流量約為20 000 m3/d，枯水季流量約10 000 m3/d。其他小溝谷的流量為17～56 m3/d，流量變化主要受大氣降雨影響，溝谷切割能力較強(qiáng)，底部均可見基巖裸露，礦區(qū)最低侵蝕基準(zhǔn)面標(biāo)高約為215.5 m。根據(jù)政和縣氣象資料，該區(qū)為亞熱帶季風(fēng)氣候，溫暖濕潤，雨量充沛，年平均降水量為1 648.5 mm，全年3～6月為豐水期，2，7～9月為平水期，10月至翌年1月為枯水期。

2 地層(巖石)的富水性

礦區(qū)疏干排水區(qū)內(nèi)分布的地層主要為第四紀(jì)更新世殘坡積層、白堊紀(jì)石帽山群黃坑組火山巖。

2.1 第四紀(jì)更新世殘坡積層

礦區(qū)內(nèi)部分巖石裸露，第四紀(jì)殘坡積層主要分布于丘陵坡麓和溝谷底部地帶，巖性為殘坡積黏性土夾碎石，厚為0.9～8.95 m，局部為11.8～14.7 m。風(fēng)化帶網(wǎng)狀孔隙裂隙水含水層厚為2～5 m，地下水順坡向溝谷低洼處徑流，以泉或片狀滲水形式排泄于溪溝，礦區(qū)及外圍均未見泉水出露，富水性弱，為弱透水或含水層。該層位于丘陵坡麓和溝谷底部地帶，對礦床充水基本無影響。

2.2 白堊紀(jì)石帽山群黃坑組火山巖

礦區(qū)內(nèi)白堊紀(jì)石帽山群黃坑組火山巖大面積分布，黃坑組可分為上、下段2段，下段巖性為凝灰質(zhì)砂礫巖、砂巖、粉砂巖夾英安質(zhì)凝灰?guī)r；上段巖性為火山角礫巖、安山質(zhì)(巖屑)晶屑凝灰?guī)r、英安巖、英安質(zhì)(巖屑)晶屑凝灰(熔)巖、流紋質(zhì)(巖屑)晶屑(角礫)凝灰(熔)巖。

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查和鉆探資料，表層巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，上部強(qiáng)風(fēng)化巖呈碎石、碎屑狀或散體土狀，結(jié)構(gòu)松散，透水性強(qiáng)，底界埋深為0～19.80 m，局部為29.25 m(ZK10801)，厚度為0.60～19.54 m。弱風(fēng)化巖風(fēng)化裂隙較發(fā)育，局部密集，連通性好，底界埋深為1.14～113.79 m，厚度為1.20～78.48 m，局部為107.94 m(ZK13901)。微風(fēng)化巖風(fēng)化裂隙稍發(fā)育，連通性較差，底界埋深為5.10～118.45 m，厚度為0.23～100.90 m。

巖石的風(fēng)化程度在平面上受地形控制，在分水嶺區(qū)，風(fēng)化裂隙發(fā)育較深，但地形高，為透水或含水層；沿山坡至溝谷較平緩地段，風(fēng)化裂隙發(fā)育相對變淺，地形相對較低，易于儲水，含風(fēng)化基巖裂隙潛水。含水層埋深為1.14～65.69 m，含水層厚為0.92～53.51 m。

區(qū)內(nèi)植被覆蓋較好，降水易滲入，地下水補(bǔ)給來源為大氣降水，以泉或地表滲水形式排泄于溝谷及地形低洼處，單泉流量為0.039 L/s，地下徑流模數(shù)一般為4.6～8.7 L/s·km2，最大為14.2 L/s·km2，富水性弱。礦區(qū)內(nèi)風(fēng)化帶厚度較大，且埋藏較淺，大部分礦體位于風(fēng)化帶中，所以風(fēng)化裂隙水含水層對礦坑充水影響較大，是礦區(qū)內(nèi)主要直接充水含水層。相對而言，新鮮基巖風(fēng)化裂隙不發(fā)育，巖石較完整堅(jiān)硬，連通性較差，為相對隔水層。

3 斷裂構(gòu)造帶的富水性

礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，較大斷裂構(gòu)造帶見有F2、F8、F10及F134條(圖2)，均為弱導(dǎo)水或不導(dǎo)水?dāng)鄬?。破碎帶有的為含水帶，含水層沿?cái)嗔哑扑閹Х植迹瑸閿嗔衙}狀承壓水，在平面和剖面上均呈條帶狀分布，含水層厚度為破碎帶寬度，沿?cái)嗔炎呦蜃匪?，未見泉水露頭，且富水性弱。

圖2 政和馬侖頭礦區(qū)地質(zhì)簡圖Fig.2 Geological map of Maluntou deposit in Zhenghe county

4 地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄條件

4.1 斷裂構(gòu)造帶中地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件

根據(jù)調(diào)查，礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造破碎承壓含水帶中地下水動態(tài)與降雨量密切相關(guān)，流量和水位變化均受大氣降雨量的影響，大氣降雨的滲入為地下水的主要補(bǔ)給來源。F6、F7、F8、F10、F13斷裂規(guī)模大小不一，均橫跨地表溝谷，地表水與F6、F7、F8、F10、F13斷裂均存在一定的水力聯(lián)系，地表水的滲入也為地下水的另一補(bǔ)給來源。其它斷裂規(guī)模小，位于斜坡或山脊地帶，與地表水不存在水力聯(lián)系。

由于礦體出露于丘陵區(qū)，地表起伏較大，補(bǔ)給面積較窄，地形有利于地表水排泄，該區(qū)雖然雨量充沛，但因受上述因素影響，斷裂破碎帶地下水接受大氣降雨補(bǔ)給量不足。F13斷裂雖然橫跨地表小溝谷，但地表所在溝谷縱坡降大，地表水排泄條件好，不利于地表水的滲入補(bǔ)給，且該斷裂為推覆構(gòu)造，斷裂帶泥質(zhì)含量高，斷裂帶連通性較差，地下水活動較弱，地表水滲入量小，地下水接受溝谷地表水補(bǔ)給量不足。

4.2 開采后地下水補(bǔ)給、徑流、排泄條件

礦區(qū)內(nèi)地下水主要補(bǔ)給來源為大氣降水，滲入地下后順坡徑流，補(bǔ)給區(qū)與排泄區(qū)無明顯分界線，一般在地形較高處為相對補(bǔ)給區(qū)，地形較低處為相對排泄區(qū)，以片狀滲水排泄于地表或匯集于斷層，隨季節(jié)性動態(tài)變化。礦山開采(開拓)后，采掘工程穿過風(fēng)化層，其影響半徑范圍內(nèi)的風(fēng)化裂隙水流入礦井，在弱風(fēng)化帶及微風(fēng)化帶內(nèi)見有風(fēng)化裂隙水流入礦井，在PD 280 m標(biāo)高硐內(nèi)，微風(fēng)化帶滴水段長為3～5 m。礦體開采中局部有揭穿風(fēng)化帶，其下滲的風(fēng)化裂隙水補(bǔ)給下中段的礦體及礦體兩側(cè)的斷層，即補(bǔ)給了斷層裂隙脈狀承壓水帶。在PD 280 m標(biāo)高的運(yùn)輸巷道的硐口測得流量為77.76 m3/d。

斷層脈狀承壓水有沖溝地表水、風(fēng)化裂隙水補(bǔ)給。沖溝地表水滲入斷層,為主要補(bǔ)給源；風(fēng)化裂隙水向斷層匯集是次要補(bǔ)給源。水溝與斷層之間水力聯(lián)系弱，沖溝地表水實(shí)給量有限，補(bǔ)給條件差。開采前斷層脈狀承壓水多以泉的形式或向低洼處排出，礦山開采(開拓)后，工程揭穿斷層脈狀承壓水，破壞了原有的地下水平衡，呈片狀從斷層中排入礦坑中，并從平硐自然流出。在PD 280 m標(biāo)高以上的水有部分流到PD 260 m標(biāo)高，部分從PD 280 m標(biāo)高的硐口流出，在PD 260 m標(biāo)高的主運(yùn)輸巷道的硐口測得流量為116.64 m3/d。

5 坑道涌水量預(yù)測

采用比擬法[4,5]計(jì)算200 m標(biāo)高以上礦坑涌水量[11-15]，即利用PD硐口(280 m標(biāo)高)實(shí)測流量Q1和PD 260硐口(260 m標(biāo)高)的流量，開采面積F1(穿脈硐長與沿脈硐長乘積的1/2)，水位降深S1(PD 260 m標(biāo)高硐口周圍鉆孔終孔穩(wěn)定水位平均標(biāo)高與200 m標(biāo)高之差)，預(yù)測200 m標(biāo)高以上礦坑涌水量Q。

計(jì)算公式：

式中：Q— 礦坑涌水量(m3/d)；

Q1— 調(diào)查期間PD 280 m硐口實(shí)測最大流量169.43 m3/d 與PD 260 m標(biāo)高硐口流量116.64 m3/d的和為286.07 m3/d；正常流量99.34 m3/d與 PD 260 m標(biāo)高硐口流量116.64 m3/d的和為215.98 m3/d；

F1— PD 260 m平硐開采影響面積=穿脈硐長與沿脈硐長乘積的1/2=1 688 m×1 090 m/2=919 960 m2；

S1— 水位降深，PD 260 m硐口周圍鉆孔終孔穩(wěn)定水位平均標(biāo)高與PD 260 m硐口標(biāo)高之差=422.2 m-260.00 m=162.20 m；

F— 200 m標(biāo)高以上礦體開采影響面積=2 898 m×1 090 m/2=1 579 410 m2；

S—鉆孔終孔穩(wěn)定水位平均標(biāo)高與200 m標(biāo)高之差=422.2 m-200 m=222.20 m。

計(jì)算結(jié)果顯示東北礦段主礦體200 m標(biāo)高以上礦坑最大涌水量為438.55 m3/d。正常涌水量為331.10 m3/d。計(jì)算結(jié)果可作為該礦區(qū)今后礦床技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價的依據(jù)。

因礦山基巖裂隙水和構(gòu)造裂隙水富水性弱，地下水徑流短，條件簡單。采用比擬法是以現(xiàn)有PD 280 m標(biāo)高硐口實(shí)際測量流量和PD 260 m標(biāo)高硐口的流量的和、開采影響面積為參考值，預(yù)測不同開采標(biāo)高及開采影響面積的礦坑涌水量，其預(yù)測結(jié)果相對較準(zhǔn)確。

6 結(jié)論

福建政和馬侖頭金礦主要影響礦床充水的含水層屬基巖風(fēng)化裂隙水和構(gòu)造裂隙承壓水，溝谷地表水與F13控礦斷裂承壓含水帶地下水存在一定的水力聯(lián)系，但影響程度有限。主要礦體大多位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面215.50 m以上，地形有利于自然排水，礦區(qū)水文地質(zhì)條件屬風(fēng)化裂隙充水為主的簡單類型，有利于開采活動。