新疆和静县备战矿区水文地质勘探类型划分的探讨

2018-01-30朱慧秦陆志明

世界有色金属 2018年3期

朱慧秦，陆志明

（新疆地矿局第十一地质大队，新疆昌吉 831100）

1 自然地理概况

矿区位于天山北麓的博罗霍洛山北坡，距南侧天山主峰仅3Km，矿区南侧及西侧均为永久性山麓冰川。南侧冰川至备战矿床距离1.3Km。矿床位于伊开哈仁郭萨拉河河谷中，东西延伸至两侧山坡。区内地形起伏较大，地形单一，两山夹一谷，呈单一的“V”字形。地层走向近东西向，地层产状：倾向0°～20°，倾角50°～70°，矿体（层）产于各类矽卡岩中，地表大部地段被第四系松散沉积物所覆盖，基岩露头较少。地形陡峭，坡度较大，植被不发育，仅在河谷缓坡上生长低矮的草本植物，冲沟发育，有利于地表排泄[1]。

2 矿区水文地质特征

（1）含（隔）水层的划分。依据矿区地质、水文地质特征、钻孔编录资料、简易水文观测等划分依据，将勘查区地层划分为四个含水层（段），一个隔水层（段）。第四系松散岩类冻结层水、下石炭统大哈拉军山组、阿克沙克组基岩裂隙含水层、致密状矽卡岩相对隔水层、碎裂状矽卡岩基岩裂隙承压自流含水层、块状岩类裂隙含水层(Ⅴ)。其中矿区范围内主要出露下石炭统大哈拉军山组、阿克沙克组基岩裂隙含水层。岩性较为复杂，风化带裂隙较发育，主要接受伊开哈仁郭萨拉河水下渗、大气降水、融化雪水的补给，赋存一定量的地下水。根据钻孔抽水试验成果，单位涌水量q=0.00079 L/S·m，渗透系数K=0.0037m/d，影响半径R=9.17m，水位标高3431.72m，水位埋深36.53m，属于弱富水含水层。

（2）构造对矿床充水的影响。矿区断裂构造不发育，较大断裂共3条，多为压扭性断层，因残坡积覆盖，断层实测长度较小。在矿体（层）底板稳定隔水层下部，由于F3断裂构造的影响，据钻孔揭露穿过矿体(层)、各类致密状矽卡岩后，进入碎裂状矽卡岩破碎带，一般厚度10m～30m，岩石普遍较破碎、节理、裂隙发育，RQD值偏低，属中等-强富水性。在正常排水条件下，构造因素对矿床充水有利[2]。

（3）地下水与地表水间的水力联系。矿区内仅伊开哈仁郭萨拉河为常年性地表水流，冬季封冻时几乎断流，该河流量较小，动态显著，其补给来源主要为大气降水，冰川、冰雪消融水的补给。在河流上游较高部位，通过断裂破碎带及基岩裂隙下渗补给基岩裂隙承压自流含水层。河水可通过下伏第四系全新统砂砾石层补给基岩含水层。致使基岩含水层与地表水发生水力联系。区内地下水与地表水间存在密切的水力联系，且补给源水量较充沛，两者之间水力联系密切。

（4）含水层之间的水力联系。据本次调查资料，结合当地地形、地貌、水文地质条件，矿区地下水的形成主要接受大气降水、冰川、冰雪消融水的补给，同时接受部分地下水径流补给。第四系冰川为固体水库，它是各类含水层的主要补给来源，春夏冰川消融后，与之相邻的含水层均接受其补给。矿区内总体上含水层较为复杂，地下水由南向北依次补给，水位高的补给水位低的，各含水层之间的水力联系密切。

（5）地下水补给、径流、排泄条件。矿区地下潜水的主要补给源为大气降水、冰川、冰雪消融水和地表水，这些补给水源通过基岩风化裂隙垂直入渗补给下伏基岩含水层，地表水则在沟谷中通过基岩或通过上覆第四系砂砾石、碎石层入渗补给下伏基岩含水层。由于受断裂构造F3的影响，矿区内独特的地质构造条件，形成了备战矿区深部承压水，在地形低洼处形成了承压自流水，该地下水的主要补给源为伊开哈仁郭萨拉河地表水。地表水由南部高位向北纵贯矿体（层）底板承压水补给区，在南部矿床底板相应部位岩石节理、裂隙发育处进行饱和式补给，沿矿床底部稳定隔水层之下的矽卡岩中径流。矿区地势呈南高北低的“Ⅴ”型山谷，据抽水试验孔及静止水头观测孔成果，并结合区域水文地质资料及地形地势，判定矿区地下水流向是由南向北方向运移。

（6）矿床充水因素分析。①地层含水性。矿区出露地层岩性主要为岩性主要由凝灰岩夹安山岩、凝灰岩夹凝灰质砾岩、砾岩、凝灰岩、安山岩等组成，地下水赋存于岩石的裂隙中。针对直接充水含水层下石炭统大哈拉军山组地层进行抽水试验成果，查明该地下水属弱富水含水层，但由于基岩裂隙水的富水性不均匀，含水层分布位置在矿体底板之上，总体上该层不利于矿床充水。井工开采时在矿体（层）底部应特别注意超前探水，留足防水矿柱。②构造。在矿体（层）底板稳定隔水层下部，有F3断裂构造通过，据钻孔揭露穿过致密状矽卡岩、二长花岗岩、钾长花岗岩、矽卡岩化安山质凝灰岩后，进入各类碎裂状矽卡岩破碎带，一般厚度10-30m，受断裂构造的影响，岩石普遍较破碎、节理、裂隙发育，RQD值偏低，在此形成了承压自流含水层，属中等-强富水性。③大气降水。矿区地形总体南高北低，起伏较大，地形单一，为两山夹一谷的“V”字型，冲沟发育，有利于地表水排泄，建井时必需加强井口的防洪措施。当井下采矿后，打破了岩层原有的稳定性，使上覆岩层失去支撑，而发生位移，岩石裂隙会增大增多，在地表低洼处，大气降水和融化雪水易汇集于冲沟及低洼地段，通过节理，裂隙进入矿井，造成矿坑涌水量增大，甚至造成淹井事故。

3 矿区水文地质勘探类型的划分及其复杂程度

根据钻孔针对直接充水含水层下石炭统大哈拉军山组地层的抽水试验成果，单位涌水量（q）0.00079 L/s·m，渗透系数（K）0.0037m/d，岩石透水性差，地下水径流不畅。据ZK003、ZK007钻孔资料，直接充水含水层碎裂状矽卡岩基岩裂隙承压自流水分布区地层的单位涌水量（q）为0.46-1.1592L/s·m，渗透系数在（K）1.3734-3.49m/d。

矿体（层）底板稳定隔水层下部的碎裂状矽卡岩基岩裂隙承压自流水直接充水含水层属富水性中等-强，岩石透水性较好，地下水径流较好，将成为未来井工开采时矿坑充水的重要水源之一。

上部基岩裂隙水地下水水化学类型属SO4·HCO3-Ca·Mg型，pH值8.20，溶解性总固体在426.0mg/L。下部碎裂状矽卡岩岩裂隙承压自流水，地下水水化学类型属SO4-Na型，pH值7.70-9.16，溶解性总固体在206.00-242.00mg/L，水质较好。矿区具有两层直接充水含水层，属以裂隙充水为主、水文地质条件中等-复杂的矿床，水文地质勘探类型为二类三型。