仰天堂锰矿水文地质特征

侯其迪

（安徽省地质矿产勘查局324地质队，安徽 池州 247000）

在矿山勘察中，需要全面收集区域地质、矿产资料、过去勘察成果资料，对矿区成矿地质特征进行研究，确定矿床赋予层位和矿体在地层当中的分布特点，找出矿区结构和矿体空间分布关系。仰天堂锰矿床大地构造位置处于扬子准地台（Ⅰ）北缘、下扬子台褶带（Ⅱ），沿江拱断褶带（Ⅲ）、安庆断褶带（Ⅳ），区内构造发育、岩浆活动较频繁，矿产资源丰富。锰矿形成于早二叠世，时空位置与二叠系孤峰组一致，矿层严格受孤峰组含锰岩系控制，地表风化形成次生氧化锰矿体，氧化锰之下为原生碳酸锰矿体。氧化锰矿石分布于氧化带内，氧化带主要受断层、裂隙及地下水的控制，主要是以细砂岩、石英砂岩、砂质页岩为主要岩性特征，富水性整体较弱，形成了天然分水岭。全面掌握仰天堂锰矿水文地质特征，从而为后续采矿工作奠定坚实的基础。

1 仰天堂锰矿区相关阐述

仰天堂锰矿区位于池州市西南，距城区约35Km，行政区划属贵池区殷汇镇和梅村镇管辖。318国道、芜大高速公路及铜九铁路等重要交通线均从查区北约10Km的殷汇镇交会，殷（殷汇）～石（石台）公路从查区西侧经过，村村通公路可达查区中心。查区距池州港约38Km，池州港是长江南岸的主要港口之一，沿长江黄金水道可抵达沿江各大城市，水陆交通较为方便。仰天堂锰矿床大地构造位置处于扬子准地台（Ⅰ）北缘、下扬子台褶带（Ⅱ），沿江拱断褶带（Ⅲ）、安庆断褶带（Ⅳ），区内构造发育、岩浆活动较频繁，矿产资源丰富。锰矿形成于早二叠世，时空位置与二叠系孤峰组一致，矿层严格受孤峰组含锰岩系控制，地表风化形成次生氧化锰矿体，氧化锰之下为原生碳酸锰矿体。通过勘探，详细查明了与成矿相关的地层、构造及岩浆岩的分布，锰矿成矿条件及矿体的分布规律。在区内圈定锰矿体八个，对Ⅳ-Ⅶ矿体进行了较系统的工程控制，详细查明了矿体形态、产状、规模；详细查明了矿石矿物成分、有用组分含量及其分布特征；详细查明了矿床的开采技术条件。Ⅱ、Ⅲ矿体以稀疏工程大致控制，Ⅰ、Ⅷ矿体以浅部工程大致控制。

2 矿区地质特征

仰天堂锰矿区位于牌楼向斜中段之灌口向斜，含锰岩系分别分布于向斜两翼，向斜两翼地层基本相似，北翼倾向南东，倾角40°～70°，南翼倾向北东，倾角稍缓，40°～55°。

2.1 地层

仰天堂锰矿区位于灌口向斜北西翼，地层整体上为单斜阐述，为北东向南东倾斜，倾斜角为60°左右，北向南依次为志留系～三叠系，还有少量的第四系。勘探区域和矿体关系较为紧密的地层为二叠系下统栖霞组～三叠系下统和龙山组。其中，一、二叠系下统主要包括栖霞组、孤峰组、龙潭组、大隆组；二、三叠系主要包括殷坑组、和龙山组；第四系全新统主要是位于西南角，主要是农田，由冲积层、坡积、残留层构成。

2.2 构造

2.2.1 褶皱

灌口向斜属于牌楼向斜中断，整体形态较为完整，为长条形分布，轴向角度为60°，北东向延伸长度为20km以上，宽度为5km，向斜核分布为三叠统和龙山组；两翼为二叠系～泥盆系五通组、志留系。两翼地层产状整体上较为稳定，倾斜角南缓北陡。灌口向斜西段北西翼，整体的走向为NE，是典型的单斜构造形态。地层向南东方向倾斜，倾斜角度平均为60°，局部达到了80°，由于孤峰组自含锰岩系至上部地层常发育小褶曲或挠曲，因此出现产状倒转情况，根据钻孔、平峒资料，一般达到了一定标高才能达到小褶曲发育，深基部基本保持正常。

2.2.2 断层

查区内断层发育性质和区域断层类似，整体上是以北西、北东断层发育为主，其次是近东向西、北北东向断层。北东层间、小角度斜切地层断层规模大，断层性质为逆冲断层、向逆断层，整体为南东倾向，倾斜角大致相等，以压力力学性质为主，对含锰岩系的影响相对较小。北西向断层多数都是平移断层，包括右旋和左旋两种形式，是以南西倾向为主，倾斜角度较大，以张性力学性质为主，断层规模不大，多数都是平行发育形态，横向切断锰矿体和锰岩系，造成广体连续性破坏问题。北北向东断层为左旋评议断层，主要在矿区西侧发育，整体规模较大，产状变化大，以西北、南东倾向为主，倾斜角度较大，斜切地层、含锰岩系，同时会出现一定的错距。

矿段共发育9条断层，编号分别为F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8、F9，其中，F1＞300m，为走向逆冲断层 ；F2＞620m，为张性右旋平移断层；F3＞325m，为张性右旋平移断层；F4＞230m，为张性左旋平移断层；F5＞370m，为张性右旋平移断层；F6＞300m，为张性右旋平移断层；F7＞360m，为张性右旋平移断层；F8为300m，为张扭性平移断层；F9为250m，为张性右旋平移断层。

2.3 岩浆岩

仰天堂锰矿段在勘测中未见岩浆岩露出，南部叶果矿段的发现了东风岭岩体，分布在二叠系孤峰组与栖霞组界面上，层系间有小型岩脉侵入，均为石英闪长玢岩，东风岭岩体面积为0.3平方公里，栖霞组和孤峰组脉岩长度大约为1600m、最宽处为100m，脉岩顺层产出整体产状和地层大致相同，对含锰岩系不会造成过大影响，脉岩构成含锰岩系底板时，会生成隔水底板，有助于锰的氧化富集。

2.4 变质与围岩蚀变

仰天堂锰矿区变质区域不发育。并且南部叶果矿段受小岩体及脉岩影响，局部产生了微弱的铁矿化、硅化蚀变现象，但是整体对锰矿体不会造成影响。

3 矿区水文特征

区域上志留系、泥盆系构成丘陵地貌，主要是以细砂岩、石英砂岩、砂质页岩为主要岩性特征，富水性整体较弱，形成了天然分水岭。二叠系大隆组（P2d）、龙潭组（P2l）、孤峰组（P1g）岩性为碎屑岩类，由于地下裂缝发育十分缓慢或不发育，通常含水量非常少。但是浅部风化层、局部岩溶、构造裂隙发育较为完善，因此地下水非常丰富。二叠系孤峰组下段（P1g1）为矿体赋存层位，下段岩溶裂隙水会矿床开采充水的主要因素。根据仰天堂锰矿区对龙潭组（P2l）、孤峰组（P1g）勘探结果表明，含水层S=84.5米时，q=0.0049升/秒·米，k=0.00166米/昼夜，富水性不强，承压系数不稳定，主要是以HCO3-Ca型水为主。

下部栖霞组（P1q）、石碳系船山组(C2c) 、黄龙组(C2h)位于向斜两翼，由于岩溶体系丰富，所以富含岩溶水，并且每个含水层之间有着紧密联系，构成了区域含水岩组。三个区域地表岩溶主要表现形式为溶槽、溶沟，有地下溶洞，高度大约在0.5m～11.40m，地下-450m仍然有溶洞发育。钻孔单位涌水量（q）0.002升/秒*米～1.05升/秒*米，渗透系数（k）0.001m/昼夜～1.94m/昼夜，最大4.54m/昼夜。以HCO3-Ca型水为主，矿化度为0.3mg/L，数位变化幅度在40m～70m左右，为承压水，降水可以为裸露区补充水分。

三叠系下统和龙山组（T1h）、殷坑组（T1y），岩系共同组成了一层含水岩组。该地区岩溶发育，地表岩洞主要包括溶洞、溶槽、溶沟、落水洞，含水量十分丰富；地下溶洞非常多，直径在1m～3m左右。钻孔用水量（q）0.00097L/s.m～0.1L/s.m，渗透系数（k）0.0002m/昼夜～0.08m/昼夜。水质类型较多，主要是以HCO3-Ca、Mg、HCO3-Ca为主，矿化度为0.2mg/L～0.4mg/L，主要是以潜水～承压水为主，受到第四系孔隙以及降水补给为主。

4 结语

综上所述，为了能够保证仰天堂锰矿区开采效率和安全，必须要对矿区水文地质特征展开全面的调查和分析，并结合勘探数据采取相应的开采方案、开采决策，为后续矿产开采提供数据支持，保证矿山生产率以及综合开采效益。