广东省广宁铌钽矿区水文地质条件分析
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作者:张静婷
摘要：矿床主要充水含水层为层状岩类裂隙含水层，富水性弱，构造破碎带发育，富水性弱，预测矿坑涌水量，分析矿床水文地质条件。
关键词：含水层;涌水量;富水性
1.引言
矿区位于广宁复背斜内毕陇复背斜的东段，区内断裂、构造发育，利于伟晶岩型铌钽矿床形成。针对矿床充水的主要含水层进行试验研究，确定矿床充水的主要含水层及其水文地质参数，预测矿坑涌水量，指出建矿供水水源方向和影响矿床开采的主要水文地质问题;对矿床水文地质条件的复杂性做出评价。
2.地形地貌
区内属高丘陵地貌，总的地势中部高，南北低，最高峰是位于区内东部的围寨顶，海拔标高为+495.60m，山体标高一般+200m～+400m。地形切割多较深，坡度较陡，以“V”型谷为主，由于坡降大，地形上有利于大气降水的自然排泄。植被甚为发育，林木茂密，区内分水岭呈东西向展布，主要位于水文地质单元的径流区，部分位于补给区。
3.矿床地质及构造
3.1矿床地质
区内位于广宁复背斜内毕陇复背斜的东段，区内断裂、构造发育，北西角有广宁岩体侵入，有利于伟品岩型铌钽矿床形成。区内主要出露的地层为一套震旦系C组中、下部的沉积变质岩，原岩为一套由浅海相泥质岩和杂砂岩组成的类复理石碎屑岩建造，由于花岗岩的侵入，使岩石普遍受接触变质而成角岩化。北东、南东部有海西一印支期广宁岩体侵入，侵入岩有伟晶岩、黑云母二长花岗岩、灰绿玢岩、黑云花岗闪长岩和蚀变闪辉正煌岩。通坳北东角见一伟品状二云母花岗岩岩株侵入，岩株宽约50m，长约2000m。
3.2构造
位于广宁复背斜毕陇复式褶皱的中段，大致以南北向断裂带为界，位于断裂带西侧（上盘）的次级褶皱轴面倾向南东，位于断裂带东侧（下盘）的次级褶皱轴面倾向北西，枢纽走向10°—30°。与褶皱相伴产出的断裂共有3组。走向北东，倾角平缓，形成于海西～印支期与褶皱轴向一致的缓倾斜断裂、裂隙多为伟晶岩所占据。控矿（容矿）构造则以海西～印支期纵向平缓型张剪性裂隙为主，除少数伟晶岩脉外，绝大多数伟晶岩脉走向北北东，区内南东部发育有一组近东西向伟晶岩脉，脉组多呈平行排列，以较平缓或中等倾角向西倾斜，与地层倾斜方向相切。后期，北北东、北西向断裂多将伟品岩脉错断。从南到北纵贯全区的断裂带由矿床西侧通过，含铌钽伟晶岩脉成组成带密集产出于断裂带东侧，除少数伟晶岩脉外，绝大多数伟晶岩脉走向北北东，平行排列，以较平缓或中等倾角向西倾斜，与地层倾斜方向相切。
4.矿床水文地质条件
4.1含水层
（1）冲洪积层孔隙含水层。分布于矿区北部山间溪沟下游平缓地带的两侧，赋存于第四系冲洪积层的含砾亚粘土、亚砂土中，岩性为含砾亚粘土、砾砂和细砂层。水位埋深0.83m，标高208.47m，厚度7.91m。据抽水试验结果：单位涌水量0.0929L/（s·m），富水性弱，渗透系数为1.9518m/d，水化学类型为HCO3-Ca型，pH值6.48，矿化度0.056g/L。该含水层主要为大气降水补给，其底部无完整的相对隔水层，与下伏的风化裂隙水关系密切，其地下水径流方向与地表径流一致。
（2）裂隙潜水含水层。矿区内广泛分布，分布于震旦系的沉积岩和侵入花岗岩脉的风化裂隙带中。岩性主要为角岩化变质长石石英杂砂岩，角岩化变质石英杂砂岩，变质细粒石英砂岩，白云母钠长石伟晶岩，含水层厚度受岩石风化裂隙发育程度控制，其含水层底界与风化带底界基本一致。地下水位和含水层顶板埋深0.83m～79.70m，含水层底板埋深14.58m～85.OOm，含水层厚度0.26m～67.08m，平均17.09m。据抽水试验结果：钻孔单位涌水量0.0163L/（s -m），渗透系数0.2985m/d，富水性弱。水化学类型为S04 ·HC03-Na ·Ca型，pH值6.78，矿化度0.068g/L。
（3）裂隙承压含水层。地下水赋存于微风化带以下的变质石英粉砂岩、变质细粒石英砂岩、角岩化变质细粒石英砂岩和白云母钠长石伟晶岩的构造裂隙中，层中富水性不均一，富水部位主要是构造裂隙发育的部位，局部为断裂破碎带，部分钻孔揭露到该层时出现漏水，漏水点埋深21.OOm～83.20m，标高225.27m—336.05m，据抽水试验结果：钻孔单位涌水量0.0004L/（s.m）～0.0093L/（s.m），渗透系数0.0035-0.0048/d，富水性弱。水化学类型为HCO3·S04-Na ·Ca和HCO3-Ca型，pH值6.90—7.15，矿化度0.050～0.141g/L。该含水层呈脉状裂隙承压水的形式赋存，钻孔揭露时会出现短时涌水，但水量会快速减小，揭露到该含水层钻孔均出现漏水现象。
（4）构造断裂（层）带含水性。据钻孔揭露：构造断裂（层）带厚度一般0.97m～34.54m，一般小于lOm，且发育不规则，带中岩石破碎，裂隙和碳酸盐岩脉、石英细脉发育，见有泥质充填，脉宽0.2cm～l.Ocm，未见晶洞、溶洞，地下水活动迹象不明显。矿区规模较大的断层分别为近南北向和北西向断层，贯穿整个矿区。该区域断裂构造发育，力学性质以压剪为主，部分为张剪性断层。Fl断层和F21断层性质相近，两条断层在毕陇水库附近相交，钻孔揭露的Fl断层单位涌水量0.0057U（s·m），渗透系数为0.0587m/d，富水性弱。F21深部裂隙发育，泥质、石英脉、碳酸盐脉充填，裂面多新鲜，未见有地下水活动迹象。整体来看为富水性为弱的裂隙含水带，但对于位于其中或附近的矿体开采活动可能有一定影响。其地下水径流方向受构造断裂控制。
4.2隔水层
局部山坡上分布的第四系坡残积层以及强风化岩石，岩性以粉质粘土或砾质粉质粘土为主，且大部分位于地下水水位之上，可视为透水不含水层。分布于风化带以下的基岩新鲜完整，除了构造破碎带附近，岩石裂隙不發育，偶见充填或闭合裂隙，同可视为相对隔水层。 4.3地表水及地下水动态
地表水动态变化与季节和降雨量有密切关系，流量与降雨量呈正相关关系，雨后地表水流量会骤然增加，但地表水一般排泄较快。民窿水动态变化受降雨影响较明显，泉水流量随季节变化，雨季时期流量达到最大，随后呈逐渐下降的趋势，泉水随着雨水的减少，出露位置亦较雨季下降了约Im，说明区内裂隙水受雨水补给。
4.4矿坑涌水量预测
裂隙含水层呈层状分布，可视为无限补给边界，开采时地下水从四周以平面流的形式对矿坑充水。脉状裂隙承压水主要受潜水和大气降水补给，顶底围岩为隔水层。矿床直接充水含水层为裂隙潜水含水层，根据矿床充水特征及开采特点，疏干排水时，地下水从采坑两侧及两端形成对矿坑充水。裂隙水涌水量1175m3/d;矿坑大气降水渗入量正常l05m3/d，最大2167m3/d;河水渗入量正常1102m3/d，最大17 09m3/d。总涌水量预测正常矿坑涌水量为2382m3/d;最大矿坑涌水量为5051m3/d。由于矿体大部分位于当地侵蚀基准面之上，矿坑涌水可自然排泄，部分矿体位于当地侵蚀基准面之下，矿坑涌水需人工排水。
4.5供水水源和水质评价
（1）溪沟水和水库水
矿区溪沟水最终多汇人矿区外北部的水库，水库库容量达180×l04m3.水位最高147.29m，最低132.19m，平均140.60m，据水库入水口长观數据：雨季流量3.05×l04m3/d，旱季流量为0.88×l04m3/d。水化学类型为HCO3- Ca型，pH值7.99，矿化度0.044g/L，属低矿化淡水，雨季时水质较浑浊，对人体有害元素未超过国家饮用水标准，水质总体较好和水量较大，可作为未来矿山开采是的工业用水水源，如作生活用水需进行水质处理。
（2）矿坑水
矿坑水正常疏干排水量为2382m3/d，据钻孔与民窿水质分析结果：水化学类型以HC03-Ca型为主，个别为SO4·HCO3-Ca·Na或HCO3·S04-Ca·Na型，pH值6.48—7.27，矿化度0.046g/L～0.141g/L，属低矿化淡水，但部分水样铁达5.50mg/L，锰达0.16m/L—0.21m/L，pH值6.48，超过国家饮用水标准，其他对人体有害的元素未超过国家饮用水标准。可作为未来矿山开采时的工业用水水源，如作生活用水需进行水质处理。
5.结语
矿体位于当地侵蚀基准面以上，地形有利于自然排水，矿床主要充水含水层为层状岩类裂隙含水层，富水性弱，构造破碎带发育，主要地表水体位于矿区外围。综合矿区矿床水文地质条件简单。矿区水文地质勘探类型为第二类第一型。
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