巴根黑格其尔铁铅锌矿床充水因素分析

摘 要：通过区域、矿区水文地质勘查和水文地质钻探等大量工作，研究认为，巴根黑格其尔铁铅锌矿床充水因素主要为大气降水沿第四系孔隙、基岩裂隙和构造断裂带进入矿坑，这些充水因素对未来矿山开采不会产生太大影响。

关键词：水文地质条件；含水层；隔水层；富水性；断裂

内蒙古自治区科尔沁右翼前旗巴根黑格其尔矿区位于大兴安岭山脉中部主脊地带，属寒温带大陆性季风气候，春秋季干旱多风，夏季炎热，冬季寒冷。河谷宽一般10-50m，多呈U型，河谷坡降普遍较大。地表径流发育，多为间歇性水流，分布于各沟谷中。地貌单元为中低山丘陵区，呈北西-南东向延伸。地形标高990-1280m，相对高差290m，属低中山地形。矿体呈NE-SW向带状展布。矿体赋存标高为947-500m，全部位于当地最低侵蚀基准面标高990m以下。区内部分地区基岩裸露，易接受大气降水的渗入补给，大气降水是地下水的主要补给来源。该区是地下水的补给区，但由于矿区内植被不发育，地形坡降较大，一次降水的持续时间短，大部降水以地表径流形式迅速排泄，少部分直接渗入地下补给基岩裂隙水[1]。

1 水文地质条件

依据地下水的赋存条件及含水层的富水性将区内含水层划分为：

1.1 第四系松散岩类孔隙水

松散岩类孔隙水主要赋存于沟谷下部及部分地势低洼的坡角处，主要为第四系冲洪积层或残坡积地层组成，上部为l-1.5m灰黑色、灰黄色亚粘土、砂质粘土，下部为2.0-10m的砂砾石层。主要由大气降水补给，水位埋深较浅，一般2-8m，含水层厚度2-6m左右，水井最大涌水量2.3148L/s，水质良好，水化学类型为HCO3-Ca型，PH值7.2，矿化度0.22g/L。第四系松散岩类孔隙水是矿床的间接充水因素之一。

1.2 基岩裂隙水

矿区内大面积分布侏罗系安山质凝灰岩，受风化作用的影响，上部岩石节理裂隙发育，透水性较好，有一定的储水空间。根据本次工作施工的三個水文地质钻孔抽水试验资料，水位埋深6.0-11.30m，含水层厚度一般在51.80-97.90m左右，水位标高1035.34-1039.93m，富水性弱，单位涌水量0.0048-0.0112L/m.s，渗透系数0.0078-0.0108m/d。水化学类型为HCO3-Ca·Mg型，PH值7.5～7.7，矿化度0.31g/L。

1.3 构造裂隙水

工作区断裂构造较发育，区域构造主要以近南北向断裂为主，主要有F3、F4、F5，其次为北东向断裂F2、近东西断裂F7、F8，北西向断裂F6、F9。近南北向断裂为为压扭性，断裂带内岩石破碎呈棱角状，带内可见后期沿裂隙充填的碳酸盐细脉，总体胶结较好，局部胶结较差；由于该组断裂多位于地势较高的山脊部位，富水性普遍较差；近东西向断裂和北西向断裂均为张扭性断裂，断裂带内为黄褐色-红褐色棱角状凝灰质角砾岩，胶结物为岩屑、钙质、铁、锰。带内见有红褐色、紫褐色铁锰质脉分布，宽度仅几厘米，总体胶结较好，局部胶结较差，富水性较差；北东向断裂F2为区内的控矿断裂，断裂长度约1300m，走向35-55°，倾向北西，倾角40-75°，断裂带宽约1-80m，断裂带内为棱角状的凝灰质角砾岩，松散胶结，岩石破碎，见有少量的闪锌矿化、孔雀石化。根据断裂带内角砾特征分析，断裂性质为张性，该断裂具有多期活动特点。据探矿坑道观察，在坑道顶板及壁处，有滴淋水现象，说明该断裂带赋存地下水，矿床开采时应重视，避免断裂带地下水透水事件的发生。

2 隔水层

2.1 第四系松散岩类隔水层

主要在较大的宽谷洼地和河谷平原中分布，由第四系上更新统——全新统粘性土层组成。主要分布在洼地中心地带的中上部，为粘砂土或砂粘土，厚度一般2-10m，可视为弱含水层或隔水层。

2.2 块状基岩隔水层

区内各期侵入岩体、变质岩和火山岩，在地表以下一定深度内，遭受构造运动的破坏和分化作用的影响较弱，直至岩石新鲜完整，裂隙不发育，呈致密块状，可视为隔水层。

3 地下水动态变化规律

根据科尔沁右翼前旗气象站资料与本区地下水位、泉流量及水流水温变化情况分析，地下水位、泉流量、水温较明显的受气象因素影响和制约。3月下旬至5月，积雪融化，地下水位升高，5月下旬-6月为旱季，地下水位下降，7-9月雨季时，地下水位又逐渐上升，10月至翌年3月，降水量减少，地下水位降低，泉流量也随着地下水位的升降而增大和减小。地下水位、泉流量的变化要迟于降水量的变化，而水温则明显受气温制约，其变化稍晚，地下水位年变幅在0.2-1.3m之间。

总体看，近年来由于降水量逐年减少，地下水位逐年下降，泉流量逐年减小。基岩裂隙水主要受大气降水和上游地下水的侧向补给，而后径流补给下游地下水。由于矿区所处位置地势较高，处于地下水的补给区，故其水量贫乏。

4 地下水补给、径流、排泄条件

矿区位于地表水的分水岭地带，为地下水的补给区，大气降水是区内地下水的主要补充来源。

区内基岩裸露，岩石裂隙发育，可直接接受大气降水的渗入补给，但由于所处地势较高、地形坡降大，径流条件好，不利于大气降水的渗入、汇集。基岩裂隙水沿风化裂隙带由地势较高的丘陵地区向山前坡积裙裾径流，然后向河谷平原地势低洼地带排泄。

5 矿床充水因素

5.1 矿区首采地段矿体，大部分位于当地侵蚀基准面以上，岩石直接裸露地表，风化裂隙较为发育，透水性好，大气降水入渗为矿床充水的自然因素。

5.2 第四系孔隙潜水，主要分布在地势低洼的山坡地带及季节性沟谷中，由冲积砂砾层、砂层组成，含水层厚度一般小于5.0 m，且地形坡降较大，富水性较差，当开采潜水含水层附近及以下矿体时，潜水将沿基岩裂隙和其它导水通道渗入矿坑，造成矿床充水，是矿床充水的间接因素。

5.3 基岩裂隙潜水，含水层遍布整个矿区，主要在近地表发育不同程度的风化裂隙及构造裂隙，赋存基岩裂隙潜水，但因所处地势普遍较高，降水时可接受降水的入渗补给，过后很快便顺坡径流向沟谷排泄，因此，基岩裂隙潜水富水性较弱。当矿体与裂隙含水层直接接触，裂隙水沿风化裂隙和构造断裂带直接进入矿坑，造成矿床充水，是矿床充水的直接因素。

5.4 构造裂隙水，矿区内的主要存水的断裂为F2断裂，也是矿体赋存的构造断裂带，赋存构造裂隙水，当开采矿体位于断裂构造带或附近时，构造裂隙水会沿构造裂隙和断裂带直接进入矿坑，造成矿床充水，是矿床充水的直接因素。

6 结束语

矿床间接充水因素为第四系孔隙潜水；直接因素为基岩裂隙潜水、F2断层构造裂隙水。根据长期观测矿坑涌水量为685m3/d。

基于上述，研究认为：矿床以基岩裂隙和构造裂隙充水为主，水文地质条件属于中等类型。这些充水因素对未来矿山开采不会产生太大影响。

参考文献

[1]武汉东，王凤武，等.巴根黑格其尔铁铅锌矿地质详查报告[R].辽宁省有色地质局一0六队档案室，2013.

第一作者简介：王凤武（1966-），男，工程师，1990年毕业于焦作矿业学院，长期从事水工环工作。资料来源：辽宁省有色地质局一0六队档案室。2013年《辽宁省开原市曹家堡子金矿地质详查报告》。主持水文地质工作，并执笔第六章矿床开采技术条件。2013年《巴根黑格其尔铁铅锌矿地质详查报告》。主持水文地质工作，并执笔第六章矿床开采技术条件。