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山东五莲地区矿山水文地质特征研究

2021-06-14马世君

世界有色金属 2021年6期
关键词:岩浆岩白垩第四系

马世君

(山东省地质矿产勘查开发局第六地质大队,山东 威海 264209)

山东省五莲地区某矿区位于区域性沂沭深大断裂带东侧,区域构造—岩浆活动频繁,成矿条件良好。矿区处于北东向和北西向断裂破碎带的交汇部位,同时也是沂沭深大断裂带的次级构造,为深部成矿物质的运移、储闭等提供了良好的通道和空间[1],同时为深部矿物质的运移提供了良好的空间通道,对成矿有利。为后期矿山资源开发与利用建设需求,同时指导资源开发利用方案的确定,本文对该矿区的水文地质条件进行了研究,为进一步编制开采矿山提供依据。

1 区域地质特征

1.1 地层

区域位于鲁东地区沂沭断裂带之东侧,大地构造位置处于胶南隆起中北部之胶莱盆地西南缘,出露地层由老到新依次为(图1):①古元古界粉子山群祝家夼组(Htz)黑云母钾长片麻岩、黑云母变粒岩、斜长角闪岩及大理岩等;②古元古界粉子山群张格庄组(Htzg)大理岩、炭质板岩等;③下白垩统莱阳群林寺山组(K1l)紫色、灰紫色厚层到块状角砾岩;④下白垩统莱阳群曲格庄组(K1q)黄绿色砾岩、含砾粗砂岩、砂岩等;⑤下白垩统青山群后夼组(K1h)流纹质晶屑凝灰岩、流纹岩等;⑥下白垩统青山群八亩地组(K1b)灰黑色辉石安山岩、安山质火山集块岩、凝灰角砾岩等;⑦下白垩统青山群石前庄组(K1Ŝq)流纹质层凝灰角砾岩、层角砾凝灰岩等;⑧第四系(Q)主要岩性为粘土质砂、砾石层等,主要分布在河谷区域以及沟谷低洼区域。

1.2 构造

矿区处于秦岭—大别—苏鲁造山带胶南—威海隆起区胶南隆起之胶南断隆五莲山凸起内,矿区断裂构造主要分为NE向和NW向两组(图1),其中NE向断裂为区延伸长度大,产状陡,呈2~4条带状分布,岩石较破碎,且蚀变发育;NE向断裂常与NW向断裂相互错断,反映了区内不同时代构造活动均较强烈,断裂构造十分复杂。综上所述,矿区内构造相对较为复杂,其导矿构造与区域性沂沭深大断裂带有关,而储矿构造主要为北东向和北西向断裂构造的交汇部位。

1.3 岩浆岩

矿区岩浆岩活动较频繁,尤其以中生界燕山晚期最为强烈,区内岩浆岩种类较多,出露面积分布较广。岩浆岩形成时期主要有晋宁期、南华期和燕山晚期[2](图1)。其中,晋宁期侵入岩主要分布在矿区南部大部地区,岩性为新元古界荣成序列威海单元条带状细粒含黑云二长花岗质片麻岩;南华期侵入岩岩性为麻姑馆斑状二长花岗质片麻岩;燕山晚期侵入岩主要为中生代白垩纪花岗斑岩、花岗岩、细粒含角闪辉石二长闪长岩、中粒含黑云角闪石英二长岩。

图1 矿区地质简图

2 矿区水文地质特征

2.1 地下水主要类型

矿区及周边地区大部分为低山丘陵区,矿区地表水和地下水均受地形、地貌、构造的控制较为明显。根据矿区地下水赋存特征,地下水的赋存及运动规律与地形、地貌特征相吻合,地下水类型主要为第四系孔隙水、碎屑岩类裂隙水和基岩裂隙水。

(1)第四系孔隙水:主要分布在水库周边及汇入河流两侧远离河床的丘陵地带,丘陵地带含水层为坡积、残坡积薄层砂夹层、姜石等。河流中下游为冲积、冲洪积纯砂砾石层,自河流的上游至下游,砂层的颗粒由粗变细、厚度由薄变厚、结构由单层到双层或多层、埋藏条件由浅到深、分选及磨圆程度逐渐变好,单井涌水量为<500m3/d,水质良好,为重碳酸盐型水,矿化度<0.5g/L。

(2)碎屑岩类裂隙水:含水层为下白垩统莱阳群地层,岩性普遍坚硬,结构较紧密,不易风化,裂隙极不发育,含水层为砾岩、砂岩,含水微弱。根据测井资料显示:单井涌水量<100m3/d,水位埋深多1m~5m,个别近10m。沟谷地带或岩浆岩穿插阻水形成小泉,自流量小于100m3/d,大部分小于20m3/d,水质良好,多为重碳酸型水,矿化度小于0.5g/L。

(3)基岩裂隙水:分布面积较大,低山丘陵区皆分布基岩裂隙水,岩性为二长花岗岩等,单井涌水量一般小于100m3/d,水位埋深一般为3m~5m,为当地居民的主要饮用水源,二长花岗岩在个别断裂带或接触带位置富水性较好,单井涌水量可达1000m3/d,水质一般较好,井深100m~150m,如新医院施工的水井位于松柏—叩官断裂附近,井深97.5m,上部第四系沙土层下20m铁管止水护孔后,单井涌水量达8m3/h~10m3/h,而在周边的集居等地,一般涌水量仅0.5m3/h~3m3/h左右[3]。基岩裂隙水则主要接受大气降水补给,地下水运动方向与地形坡向及河流流向大致相同,在重力潜流和水力坡度影响下,流向河谷,基岩裂隙水最高水位一般出现在7~8月份,年最低水位一般出现在5~6月份。

综上所述,结合在矿区内部署施工的钻孔工程资料,认为矿区内地下水在北西向和北东向断裂的交汇处较丰富,根据转孔资料显示,在70.28m降深单井涌水量达110.24m3/h。

2.2 地下水的补给与排泄

赋存于岩浆岩不同裂隙中的地下水可分为:风化带裂隙水、断层构造裂隙水,岩浆岩岩体本身一般不含地下水,其地下水的补给排泄与气候、地形、岩性、构造等有密切的关系[4],矿区地下水的补给来源,主要依靠大气降水的补给,降水主要通过渗入的方式汇入风化裂隙及构造裂隙中,同时风化裂隙中的水又对构造裂隙进行补充,使得地下水主要储存在构造裂隙中,地下水经降雨期补给和周边中低山及丘陵处地下径流补给,排泄方式主要为地表径流排泄。

2.3 地下水的水化学特征

矿区内的基岩裂隙水,分布面积较大,如低山丘陵区皆分布基岩裂隙水。矿区内水质较好,多为HCO3-Ca·Mg型水,矿化度小于1g/L,根据钻孔中的水样测试结果显示,矿区深部水化学类型为SO4·Cl-Na型水,矿化度1.5215g/L。

2.4 矿区深部水文地质特征

钻孔深部岩性主要为灰绿色凝灰岩、凝灰角砾岩肉红色二长花岗岩、花岗斑岩、浅灰白色石英二长斑岩、灰绿色煌斑岩、辉绿岩脉等,上部0m~11.00m为第四系砂砾石层,夹杂大量粘土,11.00m~317.00m为八亩地组火山沉积岩,该层岩性较致密,裂隙不发育,富水性不强,涌水量一般在3.2m3/h~15.2m3/h。下部主要受北西向断裂构造影响,根据钻孔资料及简易水文观测显示,自1145m处往下都为受北西向断裂活动影响层位,裂隙较发育,富水性强。

3 结束语

综上所述,矿山地下水类型主要为第四系孔隙水、碎屑岩类裂隙水和基岩裂隙水,浅部水质为HCO3-Ca·Mg型,深部为SO4·Cl-Na型水,矿区水质较好。

地下水的补给排泄与气候、地形、岩性、构造等有密切的关系,主要依靠大气降水的补给,排泄方式主要为地表径流排泄。矿山水文地质条件较简单,有利于矿区深部资源的开发与利用。

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