■邱东方 ■江西省核工业地质局二六七大队，江西 九江 332000

1 概况

1.1 自然地理、水文、气象

修水县桂坳钒矿区勘探面积为1.31km2，坡度一般15～25°。地处修水西部的低山丘陵地带，最高海拔标高260.00m(矿区南西部)，最低159.40m，最大海拔高程相差100.60m。地势总体为西高东低，区内植被发育。

地表水主要为东港河，为长江Ⅲ级水系，位于矿区东部，流向总体自南西至北东流，河床弯曲，常年流水不断。河床宽9.5～30 米，水深0.50～1.8 米，根据长期观察资料，其最大流量56.94m3/s，最小流量0.97m3/s，据了解最高洪水位标高为166.5 米(东港石灰厂河段)。

本区属赣西北亚热带季风气候，温和湿润，四季分明，雨水充沛，日照充足。据多年气象资料统计，年平均气温18℃，极端最高气温40.5℃，极端最低气温-9.4℃。多年平均降水量1627.3mm，最大年降水量2358.8mm，最小年降水量1091mm。年平均蒸发量1308mm，多年平均风速2m/s，风力多为2 级～4 级;初霜期在11 月中旬末，终霜期在次年3 月中旬末，年霜期120 天。

1.2 矿床地质概况

矿床处于下扬子准地台、江南台隆区内九岭隆褶带北部边缘的修水复向斜西端。

矿区内出露地层有震旦系上统灯影组硅质岩、白云质泥岩夹薄层状硅质岩透镜体;寒武系下统王音铺组泥页岩、石煤层;观音堂组中薄层状低炭质泥岩及第四系冲积、洪积、坡积、残积物，岩性为泥沙、砂土、亚粘土

1.3 构造

(1)褶皱构造。该区处于董坑-东港向斜的东端南东翼，以前震旦系的变质岩系为基底，核部地层为观音堂组及中上寒武统，翼部为震旦系和寒武系下统。两翼地层较为对称，倾角为15°，向斜的轴向为80°～120°。

(2)断裂构造。区内构造发育中等，主要有NNE 向杨皮港断裂(F2)和涂坑断裂(F4)。两条断裂构造均从矿区边缘通过，对矿体影响都较小。(见图1)杨皮港断裂(F2)断裂位于戴源洞—杨梅港一带，呈25°～30°方向展布，倾向SE，倾角在50°～63°。涂坑断裂(F4)位于涂坑村附近，走向30°，倾向SE，倾角75°，构造宽3～5m，局部达10m，东端延伸至第四系，西端变小，构造从矿区的北东部通过。

1.4 岩浆岩

矿区内未见岩浆岩通过。

图1

2 矿床水文地质特征

2.1 矿区水文概况

修河支流东港河从矿区东部流过，其流随季节性变化大，一般3.56m3/s，水位标高一般为+158.7～+166.5m，最后汇入修水河;其余主要发育东西向的季节性沟谷溪流，仅丰水雨季有水流，流量一般0.01～0.1m3/s，雨后流量可猛增到2.34m3/s，均汇入东港河。

2.2 矿床含水层(组)的划分及水文地质特征

根据矿区水文地质测绘、钻孔简易水文地质观测、抽水实验及坑道水文地质编录等工作，基本查明了矿床含(隔)水层的空间分布及其富水性，全区可分为第四系孔隙潜水含水层、基岩风化裂隙潜水含水层、层间构造裂隙水含水层、岩泥硅质白云岩为主的碳酸岩夹碎屑岩裂隙溶洞水含水层及构造裂隙潜水含水层(见图1)，分述如下:

(1)第四系孔隙潜水含水层:包括冲洪积层和残坡积层。区内残坡积层不甚发育，仅山坡及山谷洼地分布少量松散原岩碎石及亚粘土，水量贫乏，偶见季节性溢流泉，泉流量一般小于0.03 升/秒;区内冲洪积层主要分布于东港河两侧。厚度4～18m，含水量中等，根据民用水井观测资料单井涌水量0.05～0.7 升/秒。

(2)基岩风化裂隙水含水层:出露地层为寒武系中统观音堂组(∈1g)炭质泥岩。地层新鲜岩石致密坚硬，富水性差，为相对隔水层，地下水赋存以近地表风化裂隙为主，成岩裂隙为辅，风化壳发育深度一般为2～10.6 米。接受大气降水补给，大多为潜水，以下降泉泄露，泉流量常见值0.01～0.1 升/秒，在断裂带发育地段富水性稍好。

(3)层间构造裂隙水含水层:含水岩组为寒武系王音铺组(∈1w1-4)黑色炭质泥岩与薄层硅质岩互层，泥岩柔性，硅岩硬脆。垂直层面裂隙发育，地层厚度20～60 米。地下水为层间构造裂隙承压水。泉流量常见值0.01～0.2 升/秒，富水性弱。

(4)岩溶裂隙承压水含水层:呈北西向分布于矿区南部及南西部。地下水赋存于震旦系上统灯影组(Z2dn)，总厚度约17.7m，其岩性主要为硅质岩夹薄层状白云质泥岩，岩溶不发育，仅局部有溶蚀现象，节理裂隙较发育，且在溶蚀作用下，节理裂隙富水性和透水性均有所增加。该含水层常见上升泉，流量一般0.01～2.50 升/秒。

(5)构造裂隙潜水含水层。主要赋存于断裂构造中，矿区断裂构造发育中等，主要为北北东向杨皮港和涂坑断裂。早期以张性活动为主，主要形成硅化构造角砾岩，晚期为压扭性质，形成糜棱岩及糜棱质胶结的硅化角砾岩、压碎岩，断层影响带宽达10～40 米，富水性较好。

2.3 地下水补给径流排泄条件

区内地下水受大气降水补给，近地表岩石风化裂隙密集，且断裂构造较发育，有利于大气降雨的渗入。浅部潜水含水层裂隙连通性好，渗入和径流条件也好，而深部承压含水层，岩溶裂隙发育不均匀，连通性较差，径流条件亦差。承压水在浅部F2断层以东主要受大气降雨和浅部潜水的水平排泄补给。而深部承压含水层(F2断层以西)则沿断裂带垂直向上补给上部承压水或潜水。地下水排泄严格受到地形和构造的控制，地下径流较为通畅，主要以含水层倾向和断裂带溢出变为表流，以侧向径流的方式排出矿区，其次为消耗于蒸发。

3 矿坑涌水量预测

3.1 预测方法的选择

本矿区钒矿体具有厚度较大，顺坡向呈正地形产出，大部分资源量处于当地侵蚀基准面以上，总体剥采量中等，且矿石与围岩稳固性一般。因此在+159m 标高以上矿段(为首采区估算的绝大部分资源量)适宜露天开采，而在+159m 标高以下矿段适宜竖井开拓，崩落采矿法开采。本次矿坑涌水量预测仅进行露采矿坑最大涌水量预测。其矿坑涌水是由大气降水沿地表流入采矿场的水量和地表水经节理裂隙渗入采矿场的水量组成，因此，矿坑涌水量预测分别采用比水量平衡法［1］和大井法［2］。

3.2 参数的确定

(1)地表汇水量预测(水均衡法)。水均衡法是根据某一均衡区、某一均衡期内地下水补给量、消耗量和储存量之间的数量平衡关系，利用所确定的均衡要素计算地下水天然资源(或补给量)和开采资源(可开采量)的资源评价方法。未来首采地段露采矿坑呈长方形，顶境界长约1480m，宽约670m，底境界长约1450m，宽约640m。可根据公式:Q1=F×X/365 ×(1 -α)×1000 计算。

(2)大井法。有效边界的确定以自然隔水边界为界，大井面积由γ0=确定，F 为矿体周边圈定的面积，水位及降深的确定同前所述，各类参数值详见涌水量预测表。

3.3 预测结果

预测结果见涌水量预测总表表1。

桂坳矿区矿坑涌水量预测结果，正常涌水量为166.483m3/h，最大涌水量为5791.483m3/h。

表1 江西省桂坳矾矿床涌水量预测总表

4 结论

根据上述研究，初步提出下列几点认识:(1)该矿区含水层主要受到地质构造，地层岩性和地形条件控制。(2)本矿区利用的水均衡法根据多年的水文观测资料求出其涌水量，而用大井法计算的坑采矿体的涌水量，其渗透系数为水文孔抽水试验而得到的渗透系数。因此，其预测结果是较为可靠的。(3)矿区内大部分矿体位于当地侵蚀基准面(+159m)以上，且区内地形切割厉害，坡度较陡，地表径流条件良好，不利于地下水的大量聚集与渗透。但矿区东部，矿体位于东港河水位以下，未来坑采时，河水有可能存在往坑道倒灌现象，应当引起矿权开采单位的重视。矿区内水文地质条件中等。

［1］赵成.地下水资源评价中有关概念的讨论［J］.甘肃地质学报，1998，8(1):78 -85.

［2］杨成田.专门水文地质学［M］.北京.地质出版社，1981.