甘肃肃北双尖山地区某金床水文地质条件分析

边成辉

（甘肃省地矿局第二地质矿产勘查院，甘肃 兰州 730020）

研究区位于天山—兴蒙造山系中西段，属于额济纳—北山弧盆系之明水岩浆弧的重要组成部分，区内构造—岩浆活动频繁，成矿地质背景条件优越，具有较大的找矿潜力[1]。双金山地区某金矿床资源量丰富，具有较大的开发潜力。基于此，本文以该矿床为研究对象，分析其水文地质条件，为进一步制定开采计划提供参考依据。

1 矿区水文地质条件

1.1 矿区基本概况

金矿区海拔1850m ～2050m，属中低山区，地形切割比较强烈，比高一般为50m ～150m。以矿区北部山口最低点高程1850m 为当地最低侵蚀基准面，肃北双尖山地区某金矿区所查明的矿体标高在1400m ～1940m 之间，部分矿体低于该基准面上，地形不利于自然排水。大部地段基岩裸露，局部有厚度较小的坡残积覆盖，个别沟谷地段见有少量冲洪积物。矿体主要分布在华力西期钾长花岗岩中。矿区处于低山丘陵区，气候干燥，植被稀少，地下水类型为火山岩裂隙潜水，大气降水是地下水的唯一补给源。含水层岩性为石炭系安山凝灰岩、流纹岩、辉绿玢岩以及华力西期钾长花岗岩等火山碎屑岩，地下水位随地形起伏变化较大，多在50m ～110m，富水性一般，且极不均匀。

1.2 含水层划分及岩层的含水性

矿区第四系砂砾、碎石土主要分布在山前及山间戈壁平原中，分布面积小，厚度薄，一般2m ～15m，下覆为石炭系基岩。从矿区地形地貌特征及钻孔编录资料分析，砂碎石透水但不含水，不存在第四系孔隙潜水赋存的条件，矿区主要含水层为火山碎屑岩裂隙潜水，其特征如下。

1.2.1 火山碎屑岩裂隙潜水含水层

火山碎屑岩裂隙潜水含水层在矿区范围内分布最广泛，含水层主要为石炭系安山凝灰岩、流纹岩、辉绿玢岩和钾长花岗岩，金矿体主要产于断裂破碎带中的蚀变火山岩、蚀变钾长花岗岩或石英脉。地下水主要赋存于岩石风化裂隙、构造裂隙空隙中，具有分布不均匀，富水性差的特点。一般在断裂破碎带及其两侧的影响带和构造复合部位富水性较好，反之较差。大气降水是唯一补给源。地下水排泄主要以地下潜流排出区外，少量地面蒸发、植物蒸腾。地下水埋深为75m ～110m，坑道总涌水量5m3/h ～50m3/h，但为静储量，易于排水疏干。

通过对矿区4 个斜井水文地质调查资料可以得出，自井口大部分为干燥区，局部潮湿区，有个别滴水点，极少数涌水点。坑道岩石含水性分段见表1。从表1 统计可以得出矿区岩石含水性规律，坑道内主要以干燥区为主，分别占84%～89%；潮湿区所占比例9%～14%，滴水区所占比例1%～2%；涌水点水量不大，一般20m3/d。

表1 坑道岩石含水性分段统计结果表

1.2.2 断裂构造破碎带的含水特征

北西向压扭性逆断层，主要展布于矿区西南部，以F1 断裂为代表，向两侧延至矿区外，矿区出露长约1.5km；走向310°～130°，断距0.5m ～5m，最宽10m 左右；断层面倾向南西，倾角60°～75°，沿断裂破碎带均见金矿化。北东向压扭性逆断层，是矿区主要的导矿容矿构造，分布在矿区中部，由四条相互平行断层组成，以F2、F3、F4、断裂为代表，尤其是F4 断裂十分发育，在Au2 矿体产出部位，F4 断裂形成分叉交织现象的次生次级派生断裂；断裂呈65°～70°走向展布，沿走向长约1km ～2km，断层面倾向北西，倾角65°～75°，断距1m ～5m，最大10m；沿断裂破碎带岩石破碎，地下水活动痕迹明显，属于是即含水且导水的断层，但多为静储量，易于排水疏干。构造破碎带局部地段巷道因受断裂脉状水影响而涌水量较大，需采取有效的防透水措施，以确保安全生产。

1.3 矿床地下水特征

矿区风化带深度多在60m ～110m，但沿断裂构造带可延伸到150m。风化带内节理、裂隙发育，透水性好，矿床地下水主要赋存于风化带下部及构造破碎影响带内，向下岩石裂隙减少，含水性减弱[2]。据斜井水文地质编录及简易水文观测资料分析，埋深150m 以下岩石较完整，裂隙少见。穿脉内大部地段弱含水，构造影响带内岩层破碎处见有滴水现象，极少见有线状流水层段，各地段岩石富水性极不均匀。

矿床地下水特征包括：①矿床地下水埋深及动态变化，矿床地下水埋深随地形变化而变化，一般水位埋深在地表下75m ～110m 不等，地下水流向大体总体由南向北，地下水动态变化，每年1 月～4 月为低水位期，8 月～10 月份为高水位期；②地下水的补给、径流、排泄条件，大气降水是矿区地下水唯一补给来源，地下水高峰期滞后大气降水一个月左右，矿区地下水总体埋深较深，地下水主要是以地下潜流的形式，沿裂隙在静水压力作用下，由高水位地段向低水位地段运动迁移排出矿区为主，少量以蒸发消耗；③地下水化学特征，矿区地下含水层主要为火山碎屑岩裂隙潜水及基岩裂隙潜水，地下水补给来源单一，接受大气降水入渗补给，地下水补给、径流条件较差；水化学成分较简单，据平硐内渗水水取样分析结果，以水化学类型为SO42-—C1-—Na＋—Ca2＋型水为主，水质一般，矿化度较低，一般在1g/L 左右，PH 值7.5 ～8.5，SO42-含量达0.3g/L，水质略微发咸、发苦，不能直接饮用，必须经净化处理后方可饮用。

2 矿床充水因素分析及矿坑涌水量预测

2.1 矿床充水因素

一期开拓水平矿床直接充水水源为石炭系安山凝灰岩、辉绿玢岩、钾长花岗岩中赋存的火山碎屑岩裂隙潜水，岩层透（含）水性一般，水量较小，补给源单一。矿区构造断裂虽较发育，多属压扭性断层，石英脉充填普遍，断裂带及影响带内透水性较围岩稍好，仍属弱含水层，以静储量为主，矿床开采时容易疏干，对矿床开采威胁不大。

2.2 矿坑涌水量预测

矿坑充水主要来源为石炭系安山凝灰岩、辉绿玢岩以及钾长花岗岩中的火山碎屑岩裂隙潜水及其断裂带裂隙水，主要工业矿体分布在当地侵蚀基准面以上，在没有明确开采方案的情况下，依据矿体规模、埋藏条件、形态及产状要素特征，除地表露采外，深部采用竖井开采比较适宜[3]。

根据矿区竖井、斜井资料，结合现场调查测量认为，矿区坑道内涌水量较小，掘进过程中水量稍大，随后渐渐减少并趋于稳定，具有雨后水量增大的特点。因此，依据已有坑道的施工参数，采用水仓水泵法预测未来开采平巷的涌水量，具有较高的可靠性。

式中：Q-矿坑每小时总涌水量（m3/h）；Q0-水泵的实际出水量（m3/h）；t1-从停泵到恢复原水位时间；t2-水泵排水由原水位排到一定深度所需时间。

根据矿山斜井水仓水泵抽水数据计算矿坑涌水量，结果见表2。由表2 可知，随着时间的推移，地下水静储量不断消耗，矿坑涌水量将会逐渐减少，可以直接采用上述涌水量做为一期开拓水平的正常和最大涌水量。该矿充水方式简单，补给条件单一，各含水层间水力联系不太密切，含水层富水性一般，涌水量小，未来开采矿坑涌水易于疏干，对矿山安全威胁小。

表2 双尖山地区某金矿床水仓水泵法计算矿坑涌水量统计表

3 结语

综上所述，根据矿床主要充水含水层的容水空间特征，本矿床为裂隙潜水含水层为主，顶、底板充水为主的矿床。矿床控制储量标高在当地最低侵蚀基准面以下，地形不利于自然排水，矿床主要充水含水层及构造破碎带含水层富水性弱，矿床充水方式为顶、底板直接充水，充水量小，补给边界远离首采地段坑道系统，矿坑涌水量较小，该矿床属水文地质条件简单的裂隙充水矿床。