（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局327地質(zhì)隊(duì)，安徽 合肥 230011）

某礦床位于廬樅火山巖盆地的北東部邊緣，是一個(gè)以硫鐵礦為主，共（伴）生鐵、銅、金、銀等礦的大型隱伏硫鐵礦床。礦體圍巖主要有兩大類：一類為火山巖，另一類為沉積巖。為了預(yù)測評(píng)價(jià)某礦床尾礦庫未來建設(shè)、運(yùn)行以及服務(wù)期滿后，尾礦庫建設(shè)項(xiàng)目可能對當(dāng)?shù)丶爸苓叺叵滤h(huán)境可能造成的影響，對尾礦庫庫區(qū)基巖裂隙含水層開展了現(xiàn)場地下水彌散試驗(yàn)。選用熒光劑（包括熒光素鈉、熒光增白劑）和氯化鈉（食用鹽）三種示蹤劑進(jìn)行了監(jiān)測，為其它類似地區(qū)提供了可借鑒的方法和理論。

1 地質(zhì)特征

工作區(qū)均被第四系覆蓋。鉆孔揭露的地層有三疊系中統(tǒng)銅頭尖組（T2t）、上統(tǒng)拉犁尖組（T3l）；侏羅系中統(tǒng)羅嶺組（J2l）、上統(tǒng)龍門院組（J3l）。第四系主要為全新統(tǒng)（Qhapl）和中更新統(tǒng)（Qp2pl）。

工作區(qū)東有南北向斷裂，西有北東向斷裂，北有北西向斷裂。這幾條較大規(guī)模的區(qū)域性斷裂及其派生的次級(jí)構(gòu)造，構(gòu)成了礦區(qū)內(nèi)以斷裂為主的構(gòu)造形態(tài)[1]。

2 礦區(qū)水文地質(zhì)

2.1 主要含水巖組

火山碎屑巖與熔巖類孔洞—裂隙水含水巖組由侏羅系上統(tǒng)龍門院組第二、一巖性段巖石組成，分布普遍，厚度近300m。為礦區(qū)主要含水層組，巖性主要為粗安巖、含礫粗安巖、凝灰?guī)r等。裂隙發(fā)育，近直立，沿裂隙及硅化處多發(fā)育孔洞，具連通性；受地質(zhì)構(gòu)造影響，巖石裂隙發(fā)育極不均一，導(dǎo)致該含水層組的富水性和透水性在水平及垂直方向差異較大。

裂隙發(fā)育存在平面上呈網(wǎng)狀分布的特征，而垂向上表現(xiàn)為分段發(fā)育，差異較大。根據(jù)鉆孔揭露的巖性、裂隙發(fā)育特征，以及相應(yīng)的抽水資料，表明礦區(qū)內(nèi)龍門院組含水層富水性總體中等，受地質(zhì)構(gòu)造影響，裂隙發(fā)育的構(gòu)造破碎帶、裂隙富水性強(qiáng)—極強(qiáng)，含水巖組富水性空間上差異較大。

2.2 地下水補(bǔ)逕排條件

區(qū)內(nèi)地下水主要接受大氣降水入滲補(bǔ)給，其次在基巖裸露區(qū)還接受地表水下滲補(bǔ)給。

受地形因素影響，區(qū)內(nèi)地下水逕流方向總體由東、西兩側(cè)山區(qū)向河谷逕流；受地質(zhì)構(gòu)造影響，局部區(qū)段地下水順斷裂兩側(cè)和構(gòu)造破碎帶逕流，形成集中逕流帶；最終，流向北部的天河及其以東地區(qū)。

排泄方式主要為側(cè)向逕流排泄，其次為人工開采和地下逕流排泄。

3 彌散試驗(yàn)

3.1 試驗(yàn)場地條件

地下水彌散試驗(yàn)位于尾礦庫的中部，試驗(yàn)由三個(gè)鉆孔組成，間距分別為1.35m和1.82m，孔深分別為20.15m、18.65m和21.34m，分別揭穿了表層第四系粉質(zhì)粘土和侏羅系強(qiáng)風(fēng)化和中風(fēng)化砂巖[2]。其中表層第四系殘坡積粉質(zhì)粘土，結(jié)構(gòu)致密，為相對隔水層；侏羅系強(qiáng)風(fēng)化和中風(fēng)化砂巖裂隙較發(fā)育，含基巖裂隙水，在試驗(yàn)所在位置表現(xiàn)為微承壓含水層。彌散試驗(yàn)的目的就是確定該基巖裂隙含水層的動(dòng)力彌散系數(shù)，為該項(xiàng)目未來污染物在該含水層中的遷移、擴(kuò)散規(guī)律的預(yù)測提供基礎(chǔ)的水文地質(zhì)依據(jù)。

3.2 試驗(yàn)情況

考慮到本場地侏羅系砂巖裂隙含水層的滲透性較差，且天然條件下地下水的水力坡度較?。s為1.27%），即天然條件下地下水的實(shí)際流速非常緩慢，不宜開展天然流場條件下的地下水彌散試驗(yàn)[3]。因此，本次彌散試驗(yàn)采用在人工抽水流場條件下進(jìn)行，即在中心孔進(jìn)行抽水形成人工流場，然后在兩側(cè)孔中投放示蹤劑，監(jiān)測中心孔出水口示蹤劑濃度的變化過程，據(jù)此計(jì)算含水層的水動(dòng)力彌散系數(shù)和彌散度參數(shù)。

3.3 試驗(yàn)儀器設(shè)備及監(jiān)測情況

試驗(yàn)選用熒光劑（包括熒光素鈉和熒光增白劑）和氯化鈉（食用鹽）三種示蹤劑[4]。監(jiān)測設(shè)備分別采用加拿大生產(chǎn)的GGUN-FL Fluorometer野外熒光分光光度計(jì)和Solinst Levelogger三參數(shù)地下水自動(dòng)監(jiān)測儀進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，前者監(jiān)測熒光增白劑和熒光素鈉的濃度變化，后者監(jiān)測氯化鈉示蹤劑引起的地下水電導(dǎo)率的變化，這兩套儀器的優(yōu)點(diǎn)是：①能夠在線或離線連續(xù)監(jiān)測水溶液中的熒光素的濃度和電導(dǎo)率的變化（與鹽的濃度線形正相關(guān)），其監(jiān)測間隔單位可根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件和精度要求自由選擇；GGUN-FL Fluorometer野外熒光分光光度計(jì)的監(jiān)測時(shí)間間隔可以從10秒至20分鐘共9種；Solinst Levelogger三參數(shù)地下水自動(dòng)監(jiān)測儀的監(jiān)測時(shí)間間隔可以以秒為單位任意設(shè)定；②對示蹤劑的監(jiān)測精度很高，GGUN-FL Fluorometer野外熒光分光光度計(jì)對熒光素鈉的監(jiān)測范圍為0.01ppb～10000ppb，Solinst Levelogger三參數(shù)地下水自動(dòng)監(jiān)測儀的電導(dǎo)率監(jiān)測范圍為0.001mS/cm～80.000mS/cm；③儀器無需額外供電，兩種探頭都可以連續(xù)長時(shí)間離線監(jiān)測；④可以存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)，一次最多分別可以存儲(chǔ)80000組和16000組數(shù)據(jù)。

本次試驗(yàn)監(jiān)測到的熒光素鈉的濃度曲線如圖1所示。

圖1 彌散試驗(yàn)熒光素鈉濃度歷時(shí)曲線

4 彌散系數(shù)的確定

根據(jù)本次彌散試驗(yàn)的水文地質(zhì)條件，其彌散系數(shù)的確定方法如下：

（1）根據(jù)示蹤劑濃度歷時(shí)曲線，確定示蹤劑濃度峰值出現(xiàn)的時(shí)間（tm）和濃度峰值（Cm）；

（2）依據(jù)公式（1）計(jì)算X，Y；

（3）繪制X-Y散點(diǎn)圖，可由在峰值出現(xiàn)前和出現(xiàn)后的數(shù)據(jù)各擬合一條直線，確定平均直線斜率K；

（4）依據(jù)公式（2）計(jì)算縱向彌散系數(shù)DL；

（5）依據(jù)公式（3）計(jì)算實(shí)際流速u；

（6）依據(jù)公式（4）用所有的監(jiān)測數(shù)據(jù)橫向彌散系數(shù)DT，剔除一些明顯不合理的值后取平均值，得到橫向彌散系數(shù)DT均值；

（7）依據(jù)公式（5）計(jì)算縱向彌散度（αL）和橫向彌散度（αT）。

5 計(jì)算結(jié)果

試驗(yàn)測得峰值濃度出現(xiàn)在13:41:44，濃度為67.1ppb。根據(jù)上述方法繪制散點(diǎn)圖得到兩條直線如圖2所示，求得平均斜率K=0.033，從而計(jì)算得到的彌散參數(shù)見表1。

表1 彌散試驗(yàn)計(jì)算成果表

圖2 X-Y散點(diǎn)圖