水文地质测绘在云南播卡金矿矿区供水水文地质勘察中的应用

王亚明

(华北有色工程勘察院有限公司，河北 石家庄 050021)

播卡金矿位于云南省昆明市东川区播卡村西约2 km马家沟,目前已探明储量超过150 t，远景储量达400 t，被国土资源部称为“世界级金矿”，并为全世界瞩目。 播卡金矿的开发对云南，甚至对国家黄金工业的发展都具有里程碑式的意义。金矿位置西临金沙江，东毗小江，属二江之间狭窄的分水岭，构造复杂。本区地质研究程度较高，但水文地质工作研究程度较低，因此摸清区域水文地质条件，为矿山用水提供基础资料，成了矿山开发面临的主要问题。本工程通过水文地质测绘，基本查明了区域地下水的补给、径流、排泄规律，区域各含水层组的空间分布、富水性、水力联系等，宏观上掌握了矿区水文地质边界条件，查明了矿山供水方向。

1 播卡金矿基本概况

云南省昆明市东川区马家沟矿段属于云南播卡金矿拟建矿段,矿段位于昆明市东川区播卡村西约2 km马家沟，行政区划属云南省昆明市东川区拖布卡镇。马家沟矿段平均品位达2～3 g/t，金属量达150 t左右，远景储量达400 t，预计整个矿山可持续开采15 a。按照矿山开发初步设计，矿山需水量8×104m3/d，供水成为矿山开发面临的主要问题。

1.1 自然概况

矿区位于金沙江、小江南北走向地表分水岭地带，地形南宽北窄、南高北低。东、西两侧被小江、金沙江深切，呈两个条块状面坡，山岭深谷多数呈近东西向并垂直于两江，呈梳状排列。区内地形切割剧烈，山高谷深，坡陡流急。山脊海拔高度一般1 800～2 200 m，河谷海拔高度700～800 m，地形高差达1 000 m以上，坡度一般为30°～50°。

地区属亚热带气候，年平均降雨量690 mm；海拨1 400 m以上的半山区属暖温带气候，年平均降雨量840 mm。

区内地表水体主要为金沙江水系和小江水系。

1.2 区域地质概况

本区内主要地层主要为下元古代昆阳群，均为变质岩。岩性主要为下昆阳亚群(Pt2Kn1)，中昆阳亚群(Pt2Kn2)和上昆阳亚群(Pt2Kn3)。该区前第四系地层一般分布于分水岭及山坡地带，其上都有第四系残破积覆盖，第四系冲洪积地层分布于金沙江和小江两岸，以及规模不大的山间盆地中。本区地处康滇地轴(古陆)中段东缘、小江南北向深大活动性断裂北段西侧。受小江大断裂影响，区内构造发育，以断层为主、褶皱次之。

2 水文地质测绘目的任务和工作内容

2.1 目的任务

本次工作水文地质测绘目的是查明矿区水文地质条件及矿床充水因素，对矿床水资源综合利用进行评价，提出矿山供水水源方向，为矿区供水水文地质勘察报告提供基础性资料。具体目的任务包括下列内容：

(1)查明第四系分布范围、发育厚度及其含水性和透水性，查明基岩裂隙的发育程度、发育深度、充填程度、充水情况，透水性、富水性及其空间变化规律。

(2)查明区内断裂的分布，各断裂的性质、规模以及构造裂隙的展布方向、组合关系，闭合状态、张开情况、延伸距离、水力性质(断层的导水性或阻水性)、充水程度及裂隙含水层组对矿床充水的影响。

(3)为研究矿床地下水的运动规律,应深入综合分析地下水的补给、径流、排泄条件以及地下水动态变化规律。

(4)对矿区水资源综合利用进行评价，区域上查明矿山供水水源方向。

2.2 测绘内容

2.2.1 地貌调查

地貌调查的重点应从宏观到微观，即从地貌成因类型到地貌形态以至形态要素的详细观察和描述，以期找到相对有利于储水的微地貌形态。

2.2.2 地层调查

地层调查是研究地质构造和岩相变化的基础，调查地层时代、层序及接触关系、地层岩性、产状及分布范围、各个地层的透水性、富水性及它们之间的水力联系。重点调查小江西岸豆腐沟与小江河漫滩交界处第四系冲洪积物的发育厚度，并对其含、透水性作深入的调查研究。

2.2.3 地质构造调查

地质构造对地下水的形成、富集、排泄有一定的影响，在一定条件下很多构造本身就控制着含水层的分布规律，起着汇水、导水或阻水的不同作用。区域性地质构造轮廓控制着区域水文地质条件的发生和发展，因此应对区内各种构造型式的形态、规模和力学性质，分布规律，地貌景观进行调查，并分析它们之间的关系。

2.2.4 自然地质现象的调查

通过对自然地质现象的观测和描述，能帮助了解区域地貌的发展过程与强度以及构造运动的趋向。本次重点针对区域内断层及褶皱和节理裂隙进行深入调查研究。

2.2.5 第四纪堆积物的调查

第四纪堆积物的调查，山区主要是研究基岩上覆第四纪堆积物的岩性、大气降水的入渗条件；两江主要是研究沿江第四纪堆积物作为傍河取水的水源地的可能性。

2.2.6 水文地质点的调查

水文地质点是野外直接认识地下水的窗口，本区内天然地下水露头只有泉点。

2.2.7 地表水调查

区内地表水主要是金沙江水系和小江水系，收集调查金沙江和小江历年来的水位、流量、水质、水温和含砂量等水文资料。调查金沙江和小江的动态变化以及与地下水的补排关系。

3 技术方法

3.1 测绘比例尺的选择

根据任务书要求以及本区山高坡陡的地形特点，本次测绘工作应一次达到较高精度。本区水文地质条件相对简单，因此我们选定1:10 000比例尺，采用同比例地形图作为底图进行地质测绘。成果可作为矿山水文地质勘察报告的基础资料。

3.2 资料的收集研究

本次收集了测绘区1：1万地形图、东川区水利志、东川区2005年年鉴，东川区20 a气象资料，以及一些探矿地质资料，未收集到水文地质资料。通过对收集现有资料的分析研究，初步确定了测绘方法应点面结合、重点突出，着重研究矿区地下水露头，以及两江沿岸冲洪积扇。

3.3 测绘路线、测绘点布置

观测路线的布置以查明研究区主要水文地质问题，路线长度、观测点数要满足测绘比例尺要求。

3.3.1 测绘路线布置

测绘路线布置原则：应依据区域的自然地质条件的特征，按照路线最短，观测路线内容最丰富为原则，沿地质与水文地质条件变化最大的方向布置，根据本区水文地质特征，观测线布置原则如下：

(1)测绘路线应垂直岩层走向和主要构造线方向，并穿越补给区和排泄区。

(2)测绘路线应由山麓伸向河谷，并沿冲、洪积扇的轴部穿越其各个带。

(3)测绘路路线重点放在小江西岸各冲洪积扇以及金沙江东岸阶地。

进行测绘时除进行测绘点、测绘路线的纪录描述外，还必须做好线路观测。

3.3.2 测绘点布置

观测点的布置原则：在地质、地貌和水文地质条件变化最大，并具有一定代表性的重点地段；含水岩组的分界线，断层线，节理裂隙发育处，侵入岩与围岩接触带，褶皱轴线、岩性或岩相变化带等；地貌形态类型(如两江阶地、河漫滩、山地沟谷等)的控制部位和分界线；物理地质现象发育处；地表水与地下水有水力联系的地段；泉及地表水体等。

4 地下水赋存及分布总体规律

矿区地下水赋存条件较差，且分布不均一，基岩构造裂隙含水层和第四系松散岩类孔隙含水层为区内主要含水层。根据钻孔简易水文地质观测，基岩风化带以上基本为弱透水不含水。基岩构造裂隙水仅在局部形成小循环，以泉的形式排泄，其流量小，且不能构成统一的地下含水层。小江河漫滩砂砾卵石、碎石层，厚度大于30m，透水性富水性极强，孔隙潜水水位埋深1.2m左右，与河水互为补给，是区内较好的第四系孔隙水含水层。其余第四系地层所含孔隙水甚微。由于基岩构造裂隙含水层和第四系松散岩类孔隙含水层分散分布于局部地段,相互间不存在水力联系,因此不能形成统一的地下水体。

5 综合评价

5.1 矿区水文地质条件

矿床位于马家沟东坡，矿山开采采用浅部露天、深部坑下开采方案。

根据矿山设计，深部矿床采用坑下开采。由于矿区不存在大范围的统一地下水体，仅在局部地段赋存构造裂隙水，矿坑充水主要来自这些构造裂隙水下渗，深部没有地下水补给源。因此露天采矿场地下水流入量采用泉水动态分析法预测，泉水为就地排泄的全排型，再往深部开采，矿坑涌水量不再增大。预测露天采矿场涌水量枯水期73.26 m3/d，平水期4 710.34 m3/d，暴雨期104 428.78 m3/d，深部坑道系统涌水量枯水期73.26 m3/d，平水期3 810.98 m3/d。

由于露采场形态象一只朝西开口的簸箕，露天开采矿坑涌水量小且不稳定，可利用地形条件，开挖排水沟直接排水。深部矿床采用坑下开采方式，矿床位于当地侵蚀基准面之上，矿区地形坡度大，可于矿床下游斜坡上开挖水平巷道直接开采、自然排水。总之，矿山排水不成问题。

通过综合分析研究得知，由于矿坑涌水量小且不稳定，难以综合利用，因此供水问题是制约矿山开发主要因素。

5.2 供水方向

播卡金矿设计矿山用水量为8×104m3/d，根据上述对水文地质条件的认识，建议直接取用金沙江地表水和傍河(小江)取水两个方案。若采取金沙江地表水方案，适宜地段可选择在奚家坪至树桔村段，该段水流较平稳，无险滩，距矿区的水平直线距离约为3.5 km，高差约1 200 m，东岸有较平坦的台地，有简易公路通布格公路，交通较便利。但取用金沙江水有如下诸多不利因素：

(1)该地段工程地质条件复杂，矿区位于上游，开发矿山必然改变原来地质环境，极易发生滑坡、泥石流等地质灾害，对水利设施建设的安全存在隐患。

(2)金沙江水位瀑涨瀑落，取水构筑物建设难度较大，同时，江水含砂量大，按设计矿山用水量为8×104m3/d计，每天可产生108t泥沙，大量泥沙排放是个重要的现实问题。

(3)金沙江属于川、滇两省的界河，而且地处长江上游自然保护区，取用金沙江水，必然对下游的生态环境造成一定影响。

综上所述，金沙江地表水方案经济上、技术上存在较大的难度。

若采取傍河(小江)取水方案，应选择小江西岸豆腐沟冲洪积扇与小江河漫滩一带，河漫滩宽度150 m左右，第四系砾卵石层透水性、富水性极强，地下水与河水水力联系密切，地下水位埋深浅(1.0 m左右)，含水层具有一定厚度(最厚超过30 m)，具有一定的水位降深空间，具备傍河水源地条件。小江枯水期最小流量52.7×104m3/d(6.1 m3/s)，充沛的河水可为傍河取水提供充分的补给来源。

经对比论证，傍河取水水量具有保证程度高、便于管理、取水建筑物造价低及生产运营费用少等优点，在实际矿山建设中应优先考虑小江傍河取水。

6 结语

水文地质测绘是水文地质勘察的基础手段之一，具备直观、控制面积大、先行和简便的四大特点。水文地质测绘对宏观认识水文地质条件，指导勘探工作方向有举足轻重的作用。对于水文地质资料匮乏的地区，水文地质测绘尤为重要。

本文结合我院在云南东川播卡金矿水文地质勘察矿山供水项目，对水文地质测绘在矿山找水中的运用方法、工作程序作了详细的介绍，希望这一传统工作手段在水文地质勘察中得到更加广泛、科学的应用。

[1]刘益康.商业性矿产勘查.北京：中国大地出版社.2007.

[2]区域水文地质工程地质环境地质综合勘查规范(GB/T 14158-1993).

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