浅谈某矿床IV区段的充水条件

张国伟

摘要：本文是作者结合多年在矿床的工作经验，从矿区含水岩系，矿区水文地质构造，矿床含水层（带）的分布与特征，红层构造裂隙含水带，裂隙承压含水层，构造带的水文地质特征，矿床充水水源因素，矿床充水的通道等方面分析，认为该矿床IV区段充水条件较为简单，没有溃入性通道和大的充水水源，水文地质复杂程度类型属中等类型。

关键词：矿床；充水条件；水文地质特征；充水水源；含水层；含水带

Abstract: This paper is a combination of years of work experience in the deposit, from the mining area aquiferous system, mine hydrology and geological structure, distribution and characteristics of the deposit aquifers (with), red beds, tectonic fissure aquifer zone, fractured confined aquifer, constructedhydrogeological characteristics, with deposits in water-filled water factors, deposit water filled channels that the water-filled condition of the IV section of the deposit is relatively simple, there is no collapse into the channel and the large water-filled water, hydrogeological complexity of the typethe medium type.

Keywords: deposit; fill condition; hydrogeological characteristics; water-filled water; aquifer; aquifer with

中图分类号: P613 文献标识码：A文章编号：

矿区地质背景

矿区在大地构造上位于华南加里东褶皱系北缘，扬子准地台南端，为桂北台隆城岭断褶带中越城岭苗儿山两花岗岩所夹持的新资向斜中段。经历了前泥盆系的地槽阶段，上古生界至下三迭统的准地台阶段及中三迭统后的陆源活动带阶段，地史演化漫长，构造运动及岩浆活动频繁，构造体系复杂，地层层序基本正常。矿区经历了加里东、印支、燕山期三次强烈断褶运动，形成了F1、F2及F4等主要断裂构造。

矿区水文地质

（1）含水岩系

本区可以划分四大含水岩系：

① 喜山期松散岩含水岩系，以孔隙水为特征，在本区以河谷区含水为丰富，山区含水性变弱。

② 燕山期碎屑岩含水岩系，以裂隙—构造裂隙含水为特征，本区表现为红层碎屑岩含水为主要特征。富水程度极为不均一，一般富水性中等。

③印支期碳酸盐岩含水岩系，以裂隙—岩溶含水为特征，以岩溶含水为主要特征，其富水性变化较大。

④加里东期浅变质岩含水岩系，分为寒武系炭硅泥岩含水岩组及震旦系石英硅岩含水岩组，以裂隙—晶洞含水为特征，一般富水性较弱；花岗岩含水岩系，以裂隙（或构造）含水为特征，一般富水性较弱，本矿床揭露甚少。

（2）矿区水文地质构造

矿区基岩地下水，总体上受地质构造控制。本区可分为区域性断裂构造（属阻水型蓄水水文地质构造），层间破碎带，次一级张性构造（属蓄水构造）。

矿床水文地质条件

矿床位于新资向斜中部小型“船形”复合向斜之中，本身就是一个较独立半封闭的自流盆地，也是一个完整的集水盆地。具有较完整的补、迳、排系统。

在矿床东侧与南侧分布着F1新资硅化断裂带及F4硅化断裂带，它们具有一定的蓄水和导水能力。

（一）含水层（带）分布与特征

（1）第四系冲洪积物孔隙潜水含水层Q

分布于资江河两岸冲洪积层中，含水岩性由上至下分别为亚砂土、流砂、砾卵石层及砾岩风化破碎带，水位埋藏较浅，由北往南含水层厚度逐渐变大，富水性逐渐增强，接受大气降水补给，与地表水互补。

（2）白垩系红层构造裂隙含水带(组)K

赋存在紫红色、灰绿色杂砂砾岩中，以构造裂隙和溶蚀空洞含水为特征，含水带（组）分布极不稳定，沿倾向向深部厚度变薄，以至尖灭，局部仍以透镜体形式分布。由于红层含水带(组)分布的极不均一性，导致其富水性极弱，与下伏含水层水力联系微弱。

（3）古风化壳裂隙承压含水层A

埋藏于古风化壳中，以风化裂隙含水为主，主要赋存于变余含碳泥质长石石英砂岩顶部，分布较广，含水层厚度相对较稳定，一般为13.06-56.00m，平均厚度30.60m，具承压性，富水、透水性较均一，水量较小。

（4）层间构造裂隙承压含水带B

赋存于F2层间挤压构造带及其上下盘影响带中，与含矿带具有相对一致性，但此含水带由于埋藏深，受补给条件的影响，Ⅳ区段富水性较Ⅱ、Ⅲ区段明显变弱，水矿化度相对较高，具承压性，透水性较差，水量更小。该带在矿床北部及向斜西翼高山地区出露于地表，接受大气降水补给。

（5）石英硅岩裂隙承压含水层C

赋存于石英硅岩中，以裂隙晶洞含水为特征，分布较稳定，受层位控制，承压性强。其富水性由北往南，逐渐减弱，I-III区段与A、B层相比水量较大，IV区段则水量小于A、B两层。由于受岩性的影响，水的矿化度较低。补给区与A、B含水层（带）一致，接受大气降水补给。

（二）构造带的水文地质特性

F1构造带硅化程度较高，岩性均质坚硬不含水，在其上下盘影响带中裂隙发育，具弱含水性，为一阻水型蓄水构造。F1在矿床东部切穿K、A、B、C 四个含水层（带），使其上盘影响带沟通了矿床内各含水层（带），但其间的水力联系甚微。

F4构造带构造裂隙较发育，尤其是上下盘影响带，硅质充填程度不高，含构造裂隙水。往南F4构造切过资江，据专门孔抽水试验资料，其含水层厚度M=10.28m，单位涌水量qmix=0.02127 L/s·m，qcp=0.00995 L/s·m，由IV区段往南F4含水带厚度变化较大，最薄处仅1.20米，有变薄的趋势，表明即使F4与资江相切，其导水能力也是很微弱的，同时反映出F4的富水性、导水能力较弱的特点，水温24摄氏度，水质类型为HCO3·SO4-Ca型。此构造在矿床南端切穿K、A、B、C含水层（带），使四个稳定含水层（带）之间产生微弱的水力联系。

矿床充水因素

（一）矿床充水水源

本矿床充水水源主要有地表水、地下水与大气降水。

1、大气降水对矿床充水的影响

大气降水是地下水主要补给水源，但补给量较弱，其原因是：①对含水层（带）的补给，是通过含水层（带）出露地表部分或出露地表为松散沉积物覆盖部分，以直接或间接入渗方式进行的，并非直接灌入；②各含水层（带）本身的渗透性极差，吸收大气降水量的能力极弱；③本区暴雨多，降水的大部分以片流形式经河溪排出盆地之外，仅小部分补给入渗地下，故入渗量有限，只在降水的高峰季节，使涌入量略有增加。因此，大气降水对矿床充水无大的威胁。

2、地表水对矿床充水的影响

资江水是矿区内的大型地表水体，一般流量257m3/s。它由南向北流经船式向斜的西侧，切穿矿床内各地层及含水层（带）是对矿床充水的重要因素，但因入渗条件不足，含水带的透水性能差，入渗量有限。因此，河水对矿床充水威胁性并不大。

3、地下水对矿床充水的影响

地下水是本矿床开采时主要充水因素，据矿体与含水体之空间关系，开采时A、B、C三个含水体是矿床充水主要充水源。

（a）直接充水因素

按矿体与含水层空间位置及充水的影响程度，直接充水因素以B含水体为主。

B含水体与含矿层具一致性，属矿中水。含水带的分布形态特征及富水程度，严格受构造的控制。该含水层走向，倾向上连续稳定，以裂隙水充水为特征，补给面积狭窄，不利于接受大气降雨补给，加之含水层的渗透性和富水性较弱，水量是不大的，易于矿床的疏干。由于受构造的影响，B层含水层又可视为直接充水水源。

（b）间接充水因素

以近矿的A、C含水层对矿床充水的间接影响最大，他们分别属矿上水和矿下水。A含水层赋存在古风化裂隙之中，以风化裂隙充水为特征，具微承压性，由于受补给条件的限制，其富水性渗透性较弱，其下部以炭泥质硅板岩作隔水底板，一般情况下，对矿床充水的影响不大。但在人为通道的影响下，A含水层中的水可能导入矿坑，造成对矿坑的充水。C含水层位于矿层底部，赋存在Zbl石英岩顶部，受层位控制，该层具有承压水头高的水力特征，承压性大于B含水层，局部地段B含水层与C含水层之隔水层厚不足20米，对开采深部的矿体，有一定的影响，但影响不大。

对于第四系孔隙潜水、白垩系红层层间裂隙水、地表水等矿上水，虽然它们与资江有局部的水力联系，但其下有隔水性良好的K3隔水岩体，而且距矿体又较远，与A、B、C、三个含水层（带）的水力联系也很微弱。

本区大气降水和地表水虽丰富，但因入渗条件的限制，及与近矿的A、B、C含水层的水力联系很微弱，因此大气降水、地表水等对矿床充水不造成重大的威胁。

（二）矿床充水通道

F1及F4为阻水型蓄水构造，分别切穿了K、A、B及C四个含水层（带），其上盘影响带微含水，并且不同程度导通各含水层（带），形成对矿床充水的通道，但因上盘影响带的导水性较弱，被切穿的含水带单位涌水量极小，能够导通的水量受沿途的渗透性能的限制，导入矿坑的水量极微，对矿床充水影响不大。

F2层间构造不仅控制了矿床的分布，而且也控制了B含水带的发育。B含水带含水裂隙有四组，其中两组是伴随向斜形成过程中东西向力偶作用形成的节理。另外一组是与F2构造产状相一致的派生产物。这三组裂隙规模小，但相当发育，是含水带中地下水赋存运移和对矿床充水的主要通道。

（三）矿床充水的水文地质边界

本矿床的周边均为花岗岩隆起的基底，岩石坚硬致密。东部为F1及F4构造切割，由于其本身不含水，是阻水型的蓄水构造，故F4构造向南虽切过资江，但专门抽水孔试验结果证明，F4构造的导水能力此段是非常微弱的，水量极小，可见矿床基本是无侧向补给，特别是A、B、C含水层不与地表水发生水力联系或联系甚微，从而形成了一个较独立封闭的水文地质单元，从根本上限制了或减弱了矿井涌水量的大小或充水强度。井田涌水量结果也表明这一点。

结论

综上所述，①本矿床IV区段的充水水源，主要是埋藏于近矿体A、B、C三含水层中的地下水。其中F2层间构造裂隙含水带B与含矿带相对一致，是矿床主要的充水因素。②大气降水是矿床的间接充水水源，其充水途径是通过含水层（带）出露地表部分的裂隙以渗入方式进行的，但终因含水层（带）的渗透性较差，渗入量有限，不会对矿床充水造成严重威胁。③在矿床中，不论是矿上水、矿中水还是矿下水，它们之间都有一定厚度的隔水层存在。尽管F1、F4构造沟通了各含水层（带）和资江，但因其本身的导水能力和富水性微弱，各含水层（带）和资江之间的水力联系微弱，不会对矿床充水产生重大影响。④C含水层特征主要表现在承压性强，其高水头易导致底板变形，对矿床充水有一定影响，但因水量较小，对矿床充水一般影响不大。⑤通过大量抽水试验证明，资江与各含水层（带）无水力联系，一般情况下不会造成对矿床的威胁。⑥由于矿床处在一个较封闭自流盆地环境中，矿床中地下水与外界水体不发生直接联系，从而限制了矿床充水的强弱，有利于矿床疏干排水。

总之，从以上分析论证中，可以认为本矿床IV区段的水文地质条件较I、II和III区段为简单，矿床充水条件也较为简单。加之矿床顶板存在K3良好的隔水层，又没有溃入性通道和大的充水水源。因此，本矿床IV区段水文地质复杂程度类型属中等类型。

参考文献：

1、矿床水文地质学，沈继方 于青春 胡章喜编著，中国地质大学出版社；

2、水文地球化学，李学礼编著，原子能出版社。

3、310核地质大队某矿床报告及相关资料；