紫金山金铜矿区水文地质特征初析

刘瑞强

（广东省核工业地质局二九二大队，广东 河源 517000）

紫金山金铜矿位于福建省上杭县境内，是我国新探明的特大型有色金属矿床基地之一，其上部金矿是氧化带中次生富集的大规模低品位矿床，储量为特大型，下部铜矿储量为大型矿床。

1 区域水文地质特征

1.1 区域含（隔）水岩组的划分及特征

根据区域出露的地层、岩性组合，结合岩石含水介质的空隙性质及地下水的水力性质，可划分为四个含水岩组：①松散岩类孔隙含水岩组；②侵入岩类、火山岩类裂隙含水岩组；③变质岩类裂隙含水岩组；④碎屑岩类裂隙含水岩组。

1.2 区域构造富水性

根据区域地质资料，区内主要发育北东向断裂、北西向断裂、东西向断裂及北北东向断裂等四组裂断裂构造。其中北东向断裂和北西向断裂是区域主要的导水构造，导水性弱～极弱，局部可达中等[1]。其余断裂一般不导水，仅局部断裂交汇部位具弱导水特征。

1.3 区域地下水补给、径流、排泄条件

区内地势陡峻，突兀于汀江，由侵蚀构造中低山及丘陵盆地组成。水系发育，主干河流汀江由北向南流经资金山矿区西南部[2]。区内次级溪沟在平面上呈树枝状展布。受地形控制，形成了中部高，四周低的相对独立的地下水系统。自然条件下，本区地下水主要来源于大气降水，低山丘陵区通过风化带裂隙、基岩构造裂隙渗入地下并补给地下水，之后在地形条件控制下，向系统四周附近山麓坡脚地带运动，以泉水和潜流的形式就近排进附近沟谷，汇集到沟河，最后排泄于汀江。另外一部分地下水继续向深部运移，参与到区域性中、深层地下水的循环体系，并成为中、深层地下水系统的组成部分。本区浅层地下水，一般循环交替积极；中、深层地下水，则运动滞缓。本区域总体大气降水汇水面积分布图见（图1）。

图1 区域汇水分布图

1.4 区域地下水动态变化特征

本区位于武夷山南段东列山地的南端，丘陵盆地和河谷盆地地貌，气候属亚热带季风气候区，温湿多雨。

地下水天然动态类型为径流型，区内地形高差大，水位埋藏深，地下水以径流、排泄为主。雨季接受大气降雨补给后，各处水位抬升幅度不等，水力梯度增大，径流排泄加强。

2 矿区水文地质条件分析

2.1 地下水类型及地下水位分布特征

根据地质调查结合前期水文地质资料综合确定，矿区地下水根据岩石富水性和地下水含水介质等差异性，可分为松散岩类孔隙水、基岩裂隙水、断裂构造水三大类。其中松散岩类孔隙水主要为人工堆积松散岩类孔隙水为主；基岩裂隙水可分为风化裂隙潜水、基岩裂隙承压水两个亚类。

（1）松散岩类孔隙水：矿区范围内仅在为金铜矿采矿活动的大型堆场、排碴场，富水性弱至中等、局部无防渗措施地段，接受大气降雨补给后，与下伏基岩有一定水力联系，可越流补给下伏基岩裂隙水。

（2）基岩裂隙水：①风化裂隙潜水含水带，赋存于破碎～较破碎中风化岩带中，在矿区广泛分布。含水带厚度与破碎～较破碎风化岩带发育深度有关，破碎风化岩体带发育深度大，含水带厚度也大，反之则小。一般下部与隔水带相接，个别地段受导水断层影响，可与深部承压水发生水力联系。含水带裂隙发育～较为发育，富水性空间分布极不均匀，在极弱～弱～中等之间变化。风化裂隙潜水含水带空间分布形态不尽规则，中上部受风化作用制约以近水平的厚层状为主，主要呈垂直向径流为主。②基岩裂隙承压水带下部赋存有基岩裂隙承压水，主要分布在露采场东部及东北部一带。在以往地质勘探时期钻进过程中主要表现为水位急剧上升。承压水含水带岩芯破碎，岩石裂隙发育，以微张为主。裂面黄铁矿充填物失去金属光泽，颜色变暗。岩石中小孔洞发育，孔洞内多见重结晶的石英小颗粒，岩石空隙之间普遍连通性较差。基岩裂隙承压水含水带富水性以弱～极弱为主，局部可达中等。

（3）断裂构造水：矿区内北东向断裂及北西向断裂局部有一定的导水能力，导水性弱—极弱，局部可达中等。根据前期水文地质资料显示，该采区某个斜坡道施工时，就揭露到北西向断裂构造淋（涌）水情况，淋（涌）水点基本都具有揭露时大，一定时间后涌水变小、变稳定的特点，说明这些断裂构造补给条件较差，涌水往往不大。

2.2 断裂构造及富水性

矿区内断裂构造较发育。露天开采终了境界范围及周边主要发育有北东向、北西向，以及东西向断裂。其中，与地下开采有关，即深部开拓岩石移动界线范围及周边的断裂构造主要有北东向的以及北西向的断裂。

（1）北东向断裂：分布于矿区菜场中部，深部矿体东南侧，属区域性断裂区域金山脚下-中寮断裂的一部分，断裂总体走向约近52°，倾向北西，倾角一般60°～75°，具多次活动特点，表现为先压后张扭性的性质。沿断裂有构造角砾岩分布，角砾形状不规则，大小不一，棱角明显，分布无定向性。断裂中主要为张裂角砾岩、断层泥及碎裂岩，该断裂沿走向方向常被其它弱导水或不导水断裂错断，在西南方向又经过了含水性极弱的碎屑岩地层，因此，尽管该断裂局部富水性中等，但整体上仍为一弱导水断裂。

（2）北北东向断裂：分布于矿区西北部，为区域断裂在矿区的延伸，断裂带主要由石英斑岩及构造角砾岩组成，裂隙带大部分为石英斑岩充填，接触面紧密，地表断裂破碎带宽度数厘米至十多米不等，未见泉水出露，为不导水断裂。

（3）北西向断裂：分布于露天采矿境界西南边界以内，深部铜矿体西南侧。裂隙带岩石破碎，浅部受风化作用影响，充填物松散，以半充填为主，其透水性较好，深部为岩脉充填，胶结紧密。该构造在采区外围地表裂隙带两侧偶见泉水出露，最大泉水流量0.114L/s，一般在0.02L/s～0.04L/s，但在矿区内主要受地采排水影响，在采区未见泉水出露；总体上该构造裂隙带为局部不导水，是该采场导水构造，导水性一般。

（4）东西向断裂：分布于深部铜矿床东南侧，断裂发育规模不大。一般不导水，局部与北东向断裂交汇部位具弱导水特征，与紫金山深部铜矿床水力关系不密切。

2.3 矿床深部地下水系统及含水介质特征

矿床深部地下水类型主要为火山岩类裂隙水，该含水层及含水介质主要为成岩后地质构造运动而产生的裂隙及断层构造。

一般情况下，矿区火山岩裂隙率比较低，裂隙在岩层中所能占有的空间很有限，且在岩层中分布也很不均匀，裂隙通道在空间上展布具有明显的方向性，因此，深部铜矿床地下水系统并没有形成具有统一水力联系，水量分布均匀的含水层，仅在部分岩层中的局部范围内连通形成若干带状或者脉状含水系统。岩层中各个连通的裂隙往往形成独立的含水系统，各有自己的补给范围、排泄点和动态特征，各个系统与系统之间水力联系微弱，表现出高度的非均质的特点（不均匀性、各向异性）。

另外，深部铜矿床地下水系统含水介质还有弱导水断裂构造，这些断裂构造发育于火山岩中，断裂构造上下盘并没有统一的含水体，仅连通各个分支裂隙系统，断裂构造导水水源有限。但是当断裂构造沟通地表水体时，断裂构造有可能起到集水廊道和导水通道的作用，坑道揭露到断裂构造带的某一个部位时，水位下降迅速波及导水畅通的整个断裂构造带，形成延展相当长的水位低槽，断裂构造带将向集水廊道一样，汇集广大范围内围岩裂隙中的水，并可能沟通地表水体。

由于过去矿山地下开采以及近期露地联合开采，矿山疏干排水使地下水位大幅下降，原含水层（带）富水性、空间分布位置等水文地质条件已发生了很大改变。坑道即是疏干排水通道，地采巷道也是未来边坡岩体地下水的主要排泄区之一。依据已知地下水位连线初步判断采场疏干降落漏斗形态呈收敛状，其漏斗中心最低标高为+100m。位于钻孔水位～+100标高排泄区的水位连线以下的裂隙潜水含水岩体称之为裂隙潜水带；位于钻孔水位～+300m标高排泄区水位连线以下的含水岩体称之为季节性裂隙潜水带；位于此水位之上的不含水岩体称之为饱气带，实际上这三个带的空间位置与形态是随着采场空间改变而变化的。

3 结论

根据区域出露的地层、岩性组合，结合岩石含水介质的空隙性质及地下水的水力性质，本区可划分为四个含水岩组：①松散岩类孔隙含水岩组；②侵入岩类、火山岩类裂隙含水岩组；③变质岩类裂隙含水岩组；④碎屑岩类裂隙含水岩组。

矿区地下水根据岩石富水性和地下水含水介质等差异性，可分为松散岩类孔隙水、基岩裂隙水、断裂构造水三大类。根据初步分析表明，不同岩组的岩石透水率差异性较大，矿区岩石透水性与基岩裂隙、构造发育以及风化程度呈对应关系，岩体越破碎相对应的岩石透水性较大，反之越小。由于爆破影响范围有限，微张裂隙仅限于边坡表层；总体上该边坡岩体裂隙主要闭合裂隙为主，透水性较小，裂隙相互贯穿性较差，并且深部岩石裂隙不发育或裂隙中有泥铁质充填，并且可看出深层地下水运动缓慢，水力联系不畅。