相山铀矿田西部主要含矿构造水文地质特征

黄少钦，周良卿

（江西省核工业地质局二六一大队，江西 鹰潭 335001）

相山铀矿田西部经过半个多世纪勘查，已发现多个大、中、小铀矿床。从最初矿床普查到矿山开采生产实践中对各开采矿床水文地质特征有了进一步的认识，特别是对其中原先认为水文地质条件复杂或中等复杂的矿床，通过了解矿床开采过程中所见矿体及构造裂隙表现出来的特征，水文地质特征与前认识不尽一致，有必要进行梳理、总结，为本区今后矿床勘查中水文地质条件评价提供一些可借鉴的资料。

1 地质概况

相山铀矿田西部位于江西省乐安县湖溪乡，属赣中亚热带潮湿多雨气候区，地貌为火山岩组成的中等切割的剥蚀构造中低山区，地形东高西低、南高北低。地表水发育，小芙蓉河、书堂河、石洞河（溪）均自南向北汇入宝塘河。

矿田西部地层由基底和盖层组成。基底为震旦系千枚岩、云母石英片岩；盖层主要为早白垩统打鼓顶组（K1d2）流纹英安岩、鹅湖岭组（K1e2）碎斑熔岩组成［1］。

区内盖层构造以继承式华夏系断裂为主，火山塌陷构造、褶皱构造次之。盖层中的北东向断裂有芜头—小陂、邹家山—石洞压扭性断裂破碎带等，北西向断裂有石城—书堂张扭性断裂带、河元背—石洞张扭性断裂破碎带、邹家山—石洞下张扭性破碎带 （统称主断裂）等。现已查明，区内断裂经受过多期的活动，为一继承性构造断裂。其中邹家山—石洞断裂和河元背—石洞断裂破碎带是相山西部主要导矿、控矿构造，局部亦含矿（图 1、2）［2］。

2 相山西部主要矿床含矿构造地质特征

相山西部地区铀矿（化）赋存于盖层的碎斑熔岩和流纹英安岩之中，矿体主要分布在次级断裂和旁侧裂隙构造中。这些主断裂带旁侧的含矿裂隙系统，往往由于主断裂带的多次活动，而经受多次的改造和复合，形成较为复杂的裂隙群带。

图1 相山矿田地质略图Fig.1 Geological skech of Xiangshan ore field

李家岭铀矿床主要受居隆庵菱形断块内近南北向的F13断裂控制，龙巴岭铀矿床则主要与断块内近南北向的F1和北东向的F14等断裂关系密切［3］。

图2 居隆庵菱形断块地质略图Fig.2 Geological sketch of rhombic fault block in Julong’an

F13断裂长约800 m，呈北西-北北东方向侧列展布，总体为南北向。该断裂是李家岭矿床最主要的控矿构造，且其本身也含矿［4］。含矿构造呈近南北向至北北东向与之成一定角度斜交，并部分重叠平行排列，组成小型张裂隙系统，这些张裂隙系统一般趋向于张开，表现为雁行式特征，经矿液充填形成矿脉。它们的每一条矿脉都较短，但总的组合则形成一个相当长的线性带 （13号矿带）。F13断裂为一张扭性构造，构造面不平整，沿破碎带见角砾岩，角砾呈棱角状、次棱角状。断裂具多期次继承性活动，并以构造破碎带产出为特点，多为密集裂隙破碎带或网状裂隙带，宽度一般为2 m左右。其与火山岩组间界面交汇部位，裂隙尤为发育，为矿液的聚集和矿体形成提供了良好的构造空间。

F1断裂由数条北北西向的张扭性断裂及其派生的裂隙构造组成，宽度数米或十几米，平面上呈舒缓波状，走向350°～360°，倾向东，倾角80°左右。沿破碎带可见构造角砾，角砾呈棱角状、次棱角状，局部以硅质脉或硅化破碎带产出，断裂面粗糙。蚀变有赤铁矿化、萤石化、绿泥石化、水云母化等。

3 主要含矿构造水文地质特征

相山西部地区地下水主要类型有第四系孔隙水、风化裂隙水和构造裂隙水3种类型，与矿体（化）关系密切的为构造裂隙水。构造裂隙水是西部矿床主要充水因素之一，断裂构造是地下水赋存的主要场所和活动通道。含矿构造水文地质特征亦以构造裂隙水为研究对象。

区内构造裂隙水在空间上呈带状分布，称之为构造裂隙含水带。与矿体关系密切的构造裂隙含水带主要有：北东向的邹家山—石洞构造裂隙含水带，北西向河元背—石洞构造裂隙含水带，居隆庵的近南北向F7构造裂隙含水带和近南北向为主的F21构造裂隙含水带（图3）。根据地形地貌、地质及水文地质特征，北东向的邹家山—石洞构造裂隙含水带，北西向河元背—石洞构造裂隙含水带各自为一个独立的完整水文地质单元，居隆庵的近南北向F7构造裂隙含水带和近南北向为主的F21构造裂隙含水带两者合为一个完整水文地质单元。含矿构造裂隙含水带水文地质特征主要表现在富水性和渗透性两方面。

3.1 邹家山—石洞断裂构造含水带特征

邹家山—石洞断裂构造，长约10 km，宽几 m至 200 m，走向 30°～40°，倾向西北，倾角80°。在石洞—书堂段的构造形迹，以单断裂的形式出现。在邹家山矿床 （包括矿床2、3、4号矿带）范围内主要由F1、F6、F7及F10等多条大致平行，侧列的断裂组成，是该区深切基底的断裂构造。在该断裂上下盘还存在次一级的含矿裂隙构造。这些断裂和裂隙构造一般含有地下水，它们之间有一定的水力联系，在空间上呈似网络状，并组成邹家山—石洞构造裂隙含水带 （图4）。该含水带北段 （即排泄区）邹家山矿床 （4号带）范围内，在邹家山小溪和小芙蓉河两侧有构造裂隙水涌出孔口，水头高出孔口2～10 m，水温在23～29℃。

由于邹家山—石洞压扭性断裂构造具有多期多次活动历史，规模较大，受其控制的含水带发育较深，地下水循环深度也大，给温热水的发育形成创造了条件，形成了一片温热水涌水区［5］。该含水带南段，在石洞矿床范围内的低洼处，构造裂隙水也涌出地表，但水头不高，一般为2～5 m，水温19～20℃。组成该含水带的各次级断裂构造裂隙含水带的水文地质特征见表1。

图3 相山铀矿田西部综合水文地质图Fig.3 Comprehensive hydrogeological map in the west of Xiangshan uranium ore field

从表中可知：含水带的富水性、渗透性北段要好于南段，上盘要好于下盘。

邹家山矿床据矿山开采证实，在矿山疏排水影响范围内，从已开拓的多个中段所揭露的构造裂隙含水带情况看，刚开始出水点涌水量稍大，多呈滴水状 （少数呈线状），随时间的延续，水量逐渐减小，以渗水形式出现，到旱季甚至出现无水现象。在含水带北段，F1构造裂隙含水带是邹石构造裂隙含水带的主要组成部分，上盘裂隙十分发育，岩石破碎，富水性、渗透性较强，形成赋存地下水的有利场所；下盘受破坏程度低，岩石裂隙不发育，结构致密，富水性微弱，为相对隔水层［6］。该段所处亦是矿床地下水的排泄区，地表有小芙蓉河流经，构造裂隙水与河水有联系，形成一个水文地质条件相对复杂区段。由于居隆庵矿床的开采，可以观测到实际开采过程中的矿坑涌水量，把这一数据跟预测的矿坑涌水量对比，可以得知实际的矿坑涌水量远小于预测的涌水量（表 2、 3）［2］。

图4 邹家山矿床 （4号带）19线水文地质剖面示意图Fig.4 Schematic hydrogeology section of Line 19 in Zoujiashan deposit （Belt 4）

表1 邹家山—石洞构造裂隙含水带主要参数特征Table 1 Main parameter feature of fissure aquosity zone in Zoujiashan-Shidong structure

究其原因，相山西部大部分矿床主要矿体位于当地侵蚀基准面以下，本区的书塘河与地下水水力联系较差，对矿床充水不构成威胁；地质构造较复杂，但无强导水构造，地下水补给条件好，水压高，而影响矿床充水的主要含水带——构造（次级构造）裂隙含水带富水性弱，钻孔单位涌水量小于0.05 L/s·m，估算矿坑涌水量一般小于500 m3/h。龙巴岭矿床浅部矿体位于当地侵蚀基准面以上，地形有利于自然排水。本区水文地质条件属中等类型。因矿床局部工程地质条件较差和有温热水存在，矿床开采技术条件等级划分为II-3型。

3.2 河源背—石洞构造含水带特征

河源背—石洞破碎带长约10 km，工程揭露宽度 3～28 m，走向 300°～350°，倾向南西，倾角70°～75°。断裂中岩石破碎，结构面不平，构造角砾岩发育，角砾大小不等，排列无序。该断裂在石洞矿床范围内由多条次级断裂组成，往北至河源背矿床已经变为单条断裂带，并与正常岩石之间无明显的断层面存在、成渐变接触的正断层［7］。受该破碎带控制的构造裂隙含水带，在石洞矿床范围内的F2构造裂隙含水带之上有石洞河流过，据多个钻孔抽水试验资料表明，河水与构造裂隙水在一定部位存在水力联系，但联系较小。该含水带在走向和垂向上富水性、渗透性差异很大（表4）。

表2 垂直井筒换算系数法矿坑涌水量预测结果Table 2 Forecast results of mine water inflow by conversion coefficient method of vertical wellbore

表3 居隆庵21号带40-56线详查大井法矿坑涌水量预测结果Table 3 Forecast results of water inflow from Dajingfa mine in Line 40-56 of Belt 21 in Julong'an

表4 河源背—石洞构造裂隙含水带主要参数特征Table 4 Main parameter characteristic table of Heyuanbei-Shidong structural fissure aquosity zone

由表4可见，含水带在水平方向上富水性和渗透性南段比北段要好。经河源背矿床1号竖井＋50 m标高（20线处的）平巷揭露此带北段时并无滴水现象，只见两处面积很小的潮湿区。在垂直方向上由浅入深，富水性和渗透性都趋于减弱。根据湖港矿床和河源背矿床20世纪80年代中期地下开采排水资料，开拓总面积48 500 m2，矿坑涌水量平均为12 m3/h，也证明了含水带北端富水性很弱［8］。

4 结论

相山铀矿田西部地下水主要类型有第四系孔隙水、风化裂隙水和构造裂隙水3种类型。其中，构造裂隙水与矿体（化）关系密切，是西部矿床主要充水因素之一。断裂构造是地下水赋存的主要场所和活动通道。

1）邹家山矿床根据开采证实，邹家山—石洞断裂构造含水带的富水性、渗透性北段要好于南段，上盘要好于下盘。地质构造较复杂，但无强导水构造，地下水补给条件好，水压高，而影响矿床充水的主要含水带——构造（次级构造）裂隙含水带富水性弱，实际开采过程中的矿坑涌水量远小于预测的涌水量。本区水文地质条件属中等类型。因矿床局部工程地质条件较差和有温热水存在，矿床开采技术条件等级划分为II-3型。

2）据多个钻孔抽水试验资料表明，河元背—石洞地区河水与构造裂隙水在一定部位存在水力联系，但联系较小。该含水带在走向和垂向上富水性、渗透性差异很大：在水平方向上富水性和渗透性南段比北段要好；在垂直方向上由浅入深，富水性和渗透性都趋于减弱。

总之，本区矿床水文地质条件属简单-中等类型。各处矿床水文地质条件虽有差异，矿坑涌水量不大，但在矿床开采过程中仍应加强监测，及时判断可能出现的涌水量变化情况，保证生产安全。