云南省官房铅锌钨矿区团山矿段水文地质特征与矿区涌水量预测

方 娜，张世涛，程先锋，刘 伟

昆明理工大学国土资源学院，云南昆明650093

云南省官房铅锌钨矿区团山矿段水文地质特征与矿区涌水量预测

方 娜，张世涛，程先锋，刘 伟

昆明理工大学国土资源学院，云南昆明650093

官房铅锌钨矿区团山矿段位于云南省文山州文山县内，钨矿矿体规模中等，矿区水文地质条件中等偏复杂，包含有3个含水层组.矿坑充水的主要来源是矿体顶底板围岩岩溶裂隙水中的地下水.利用大井法对矿区的涌水量进行预测，结果表明1200、1300和1400 m水平段正常涌水量分别为21587、9997和4484 m3/d，最大涌水量分别为64761、29991和13452 m3/d.

水文地质特征；矿区涌水量；铅锌钨矿区；大井法；文山州；云南省

1 研究区概况

官房铅锌钨矿区团山钨矿段位于文山县城240°方向36 km处，属文山州文山县小街乡所辖.该区范围由4个拐点圈定，其地理坐标：东经103°55′33″～103°56′07″，北纬23°14′15″～23°17′45″，面积约0.873 km2（图1）.

研究区区域上地势较陡，地形坡度一般10～20°，局部可达30°，总体北高南低.最高峰位于中部的营盘山山顶，海拔2030.7 m，最低点位于西南隅腰店河河床，海拔1415 m，相对高差逾600 m，地貌类型属强烈侵蚀切割中山地貌.

2 矿区水文地质特征

2.1 矿体特征

团山钨矿段已控制的矿体有5个，其中KT1为主矿体，其余矿体规模较小.KT1矿体走向NNE，总体倾向SEE，倾角20～35°，分布标高在1190～1540 m间.矿体长约619 m，倾斜延深215～335 m，平均260 m.矿体厚度0.87～42.83 m，平均厚16.93 m，工业矿体品位WO3为0.12%～2.35%，平均0.63%.矿石类型为夕卡岩型白钨矿.寒武系中统大丫口组为含矿层位，岩性为中—厚层状灰岩，夹少量粉砂质泥岩，具不同程度的大理岩化和角岩化现象.矿体顶底板以夕卡岩、大理岩为主，少部分为角岩，局部底板为花岗岩.

图1 研究区位置及钻孔分布图Fig.1 Location of the study area and distribution of boreholes1—洪积层（diluvium）；2—冲积层（alluvium）；3—下三叠系（Lower Triassic）；4—下寒武统冲庄组（Lower Cambrian Chongzhuang fm.）；5—中寒武统大丫口组第二段（2nd mem.of Dayakou fm.,Middle Cambrian）；6—大丫口组第三段（3rd mem.of Dayakou fm.）；7—黑云二长花岗岩（biotite monzogranite）；8—地层产状、图切剖面位置（stratum attitude and profile position）；9—实测逆断层（surveyed reverse fault）；10—平移断层（strike-slip fault）；11—见矿钻孔/未见矿钻孔（borehole with/without ore）；12—研究区范围拐点及编号（corner point and number of the study area）

团山钨矿段钻孔静止水位1440.11～1499.62 m，地下水位埋深1.60～60.0 m，基本受地形及风化带控制，地下水向腰店河及其下游方向径流，水力坡度2～8°.矿段最低侵蚀基准面标高1415 m.已控制的矿体大多位于地下水位标高以下，部分位于地下水位以上.

2.2 研究区含水层及其特征

根据含水层岩性、地下水赋存条件、水力性质及特征，将区内对矿区有直接充水影响的含水层划分为以下3组.

1）第四系松散岩类孔隙弱含水层：主要分布于河谷地带，第四系松散岩类厚6～50 m，由冲积、洪积的砾石、碎石、砂砾及砂质黏土等组成，大小混杂，成分复杂，漂石、卵石的成分主要是花岗岩.岩性松散，孔隙度较大，透水性较好，腰店河两侧水位埋深一般在1.6～5.1 m，含孔隙水，无泉点出露，局部见渗水，富水性弱.该含水层覆盖在矿体之上，与含矿层直接接触，可沟通地表水与含矿层的水力联系，对矿床有充水影响.

2）碳酸盐岩碎屑岩岩溶裂隙含水层：分布于探矿权区北西部和南东角，在详查区出露最广.可分3段，主要岩性均是灰、浅灰色中—厚层状灰岩，只是所夹粉砂岩、粉砂质泥岩的含量以及蚀变程度不同.第三段中灰岩具不同程度大理岩化，第二段已形成多层夕卡岩，第一段除形成多层夕卡岩外，粉砂质泥岩、粉砂岩还常被变质成角岩.第二段和第一段是详查区内钨矿的主要赋矿层位，因此该含水层构成矿层的直接顶底板，对矿床充水有直接充水影响.从钻孔岩心来看，岩溶发育很不均一，第三段和第一段岩溶和裂隙一般均不发育，第二段局部溶孔发育，溶孔呈椭圆状至不规则状，大小一般在2～10 mm之间，连通性较好.根据ZK11钻孔抽水资料，降深10.18 m，单位涌水量0.03 L/s·m，富水性弱—中等，且显示不均匀性.

3）花岗岩风化裂隙含水层：分布于探矿权区北部、东部和详查区北部.岩性主要为似斑状中细粒黑云二长花岗岩.岩石风化裂隙发育，含网状风化裂隙水.该岩组中溪沟发育，沟沟有流水，泉点出露多，流量0.11～3.66 L/s.水质为HCO3-K·Na·Ca型，pH值6.2，矿化度0.36 g/L，富水性弱，局部中等.该含水层构成矿床的基底，对矿床开采影响较大.

2.3 构造水文地质特征

探矿权区内断裂及褶皱较发育，以断裂构造为主.北东向断裂多为压扭性断层，具有隔水性质.如穿过详查区的F3断层，断层带岩体呈劈理化破碎，泥质充填，为隔水断层.近东西向断裂多为张扭性断层，在官房以东一带有铅锌矿体充填于其中.在官房铅锌矿PD4坑道中见断裂带有滴水现象，为导水断层.北西向断裂为平移断层，断裂带岩性破碎，含水性较强，应为导水断层，如F4.

2.4 地下水的补径排条件

研究区内的地下水以大气降雨补给的方式为主，地形和风化带基本上控制了地下水位的变化，总体上都是由北向南径流排泄入那母果河，其补给、径流、排泄条件与降雨量、地形、地貌及岩性等因素有关.

第四系孔隙水的补给来源主要由降雨入渗补给和腰店河渗漏补给.主要排泄方式由北向南径流排泄.

裂隙岩溶裂隙水、基岩裂隙水补给来源主要是降雨和地表水入渗间接补给.主要排泄方式由北向南径流补给.

3.1.2 地表水

腰店河从主矿体上方流过.腰店河流量在64.27～

3 矿坑涌水量预测

3.1 涌水来源

3.1.1 地下水1147.4 L/s之间，平均流量344.05 L/s.河谷第四系岩性为冲洪积的砾石、角砾、砂砾及砂质黏土，厚度不等，松散多孔.砂质黏土呈透镜状，分布不连续，构不成稳定隔水层，因此，具备地表水入渗条件，腰店河对矿坑有充水影响.

3.1.3 大气降水

大气降水是矿区地下水的主要补给来源.从官房矿区PD4和PD8的雨季和枯季涌水量对比来看，降水对矿坑充水影响明显.

3.2 水文地质边界

3.2.1 侧向边界

矿区北西方向的F3断层作为隔水边界，其长度大于1.4 km.走向北东，倾向北西，倾角约75°.矿区北部受花岗岩裂隙水含水层补给.地下分水岭与地表分水岭基本一致，从探矿权区块的东、北、西三方向沿薄竹山山脉分布.矿区水文地质单元的补给-径流区距分水岭带3～10 km.各含水层接受降雨补给后下渗沿裂隙、溶隙通道径流，继续向矿区南部沟谷处径流，最终于距矿区约8 km的百富一带的沟谷适宜地段以大泉排泄.矿区总体倾向南东灰岩碎屑岩岩溶裂隙含水层向南面延伸，所以矿区地下水的侧向边界形成开放的三向无限边界.

3.2.2 底部边界

矿床产于古生界变质岩内，最低开采标高为1200 m，随着深度的增加，基岩趋于完整，基岩裂隙水富水性减弱.为便于计算，统一将1200 m标高视为底部隔水边界.

3.2.3 顶部边界

矿床顶部边界主要由第四系松散岩类孔隙弱含水层、灰岩岩溶裂隙含水层，寒武系中统田蓬组的碎屑岩裂隙弱含水层、碎屑岩裂隙弱含水层、灰岩岩溶裂隙含水层、碎屑岩裂隙弱含水层、碎屑岩裂隙弱含水层、灰岩岩溶裂隙含水层，大丫口组及下统冲庄组的碳酸盐岩碎屑岩岩溶裂隙含水层和碎屑岩裂隙弱含水层组成.由于接受降雨补给及地表水补给充分，所以视为顶部透水边界（补给边界）.

3.2.4 内部边界

矿体受夕卡岩控制，矿体直接顶底板围岩夕卡岩与大理岩或夕卡岩与花岗岩岩溶裂隙含水层与风化裂隙含水层，是矿床充水的主要来源.据孔组抽水试验结果表明，矿区地下水动态变化较大，岩溶裂隙含水层具有径流途径较长，泉点排泄相对较集中，出露泉点流量较大等，说明矿体内部水力联系密切.

3.3 大井法预测

根据矿区的水文地质边界和矿坑涌水来源，官房矿区团山矿段含水层主要有岩溶裂隙含水层和孔隙水等.经抽水试验测得各段流量为0.9～3.4 L/s，无明显隔水层，为潜水.根据大井法适用条件，选用淹没过滤器井壁进水的潜水井非完整井公式.

3.3.1 计算参数

根据相关求参方法的适用条件，确定本次采用的求参方法.单孔抽水试验采用稳定流三次降深的求参方法.在选取的孔组抽水试验观测孔中，ZK7勘探孔号做抽水实验时，降深较大，可用于求参.

从Q-S关系曲线上看，抽水曲线正常.渗透系数计算选用如下公式.

式中，K：抽水段的渗透系数（m/d）；Q：抽水段出水量（m3/d）；L：抽水段过滤器长度，结合工作实际情况，部分抽水段选用孔壁代替；Sw：抽水段水位降深（m）；rw：抽水孔半径（m）；R：抽水影响半径（m）；H：含水层厚度（m）.经计算，K=0.29 m/d.

3.3.2 计算公式

根据矿区水文地质边界条件和矿坑涌水来源，确定采用大井法进行涌水量预测.计算公式采用潜水井公式：

式中：Ro为引用影响半径（m）；ro为引用半径（m）.

根据相关求参方法的使用条件，确定本次采用的求参方法为稳定流三次降深、非稳定流水位恢复法等求参方法.根据以上方法及公式，求得矿区矿坑涌水量如下：

1400 m水平段涌水量Q1=4484 m3/d；

1300 m水平段涌水量Q2=9997 m3/d；

1200 m水平段涌水量Q1=21587 m3/d；

1400 m水平段最大涌水量Q1最大=13452 m3/d；

1300 m水平段最大涌水量Q2最大=29991 m3/d；

1200 m水平段最大涌水量Q2最大=64761 m3/d.

4 结论

1）官房矿区团山矿段矿床主要赋存于古生界变质岩中.矿床主要充水来源为矿体顶底板的夕卡岩与大理岩的岩溶裂隙含水层.

2）团山钨矿属于弱富水—中等富水的碳酸盐岩碎屑岩岩溶裂隙含水层直接充水、弱富水的第四系孔隙水间接充水的矿床.

3）综合分析认为，团山矿段1200 m水平段涌水量21587 m3/d，最大涌水量64761 m3/d；1300 m水平段正常涌水量为9997 m3/d，最大涌水量29991 m3/d；1400 m水平段涌水量为4484 m3/d，最大涌水量13452 m3/d.

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HYDROGEOLOGY AND PREDICTION ON THE WATER INFLOW OF TUANSHAN ORE BLOCK OF THE GUANFANG LEAD-ZINC-TUNGSTEN OREFIELD, YUNNAN PROVINCE

FANG Na,ZHANG Shi-tao,CHENG Xian-feng,LIU Wei
College of Land and Resources Engineering,Kunming University of Science and Technology,Kunming 650093,China

The Tuanshan ore block of Guanfang Pb-Zn-W orefield is located in Wenshan County of Yunnan Province,with medium tungsten orebody scale and medium-complex hydrogeological condition,including 3 aquifer formations.The main water source for pit filling is from the groundwater in the karst fractures within the roof and floor of orebody.The water inflow of the orefield is predicted with the big well method.The result shows that the normal water yields in the levels of 1200 m, 1300 m and 1400 m are 21587 m3/d,9997 m3/d and 4484 m3/d,respectively,with the largest yields of 64761 m3/d,29991 m3/d and 13452 m3/d,respectively.

hydrogeological features;orefield water inflow;Pb-Zn-W orefield;big well method;Yunnan Province

1671-1947（2015）06-0583-04

P641.4

A

2014－03－14；

2014-10-31.编辑：李兰英．

方娜（1987—），女，硕士，从事水文地质与工程地质研究，通信地址云南省昆明市昆明理工大学莲华校区，E-mail//zxfangna@163.com