福建省尤溪县峰岩矿区水文地质特征分析

王补峰，王保峰，罗昆

(1.江苏省有色金属华东地质勘查局，江苏 南京 210007；2.福建金东矿业股份有限公司，福建 三明 365101)

1 区域水文地质

1.1 地形气象特征

本区为构造侵蚀低山～丘陵陡坡地形，区内最高点位于矿区中部狮形顶山峰处，标高656.4m，当地侵蚀基准面位于矿区西南部外侧下湖溪与尤溪河入口处，标高90.0m。地貌形态主要为山地、沟谷等，区内山峦起伏，沟谷发育，切割较深，多呈“V”字型，地形陡峻，有利于大气降水的自然排水。尤溪河在矿区西南部自南向北径流，在矿区西北部转向东流，经尤溪口汇入闽江，属闽江流域，尤溪河与矿体的最近距离为600m。气候处于中亚热带，年平均气温18.9℃，年平均降雨量1655.4mm，降雨多集中于五～六月，无霜期约300天。

1.2 含水岩组

根据区域内出露的地层、岩性组合，结合岩石含水介质的空隙性质及地下水的水力性质，将区域内含水层划分为四个含水岩组。

（1）松散岩类孔隙含水岩组。零星分布在尤溪河两侧，岩性为第四系冲、洪积层，厚度一般3m～5m。含孔隙潜水，水位埋深浅，受季节影响变化较大地下水直接受大气降水补给，与地表水相互补给，并随季节性变化，富水性弱～中等。

（2）碎屑岩类孔隙裂隙含水岩组。分布广泛，地层为侏罗系上统南园组、长林组及侏罗系下统梨山组。岩性为泥质粉砂岩、砂岩、砾岩、凝灰岩等，为隔水层。

（3）变质岩夹碳酸盐岩类溶蚀裂隙含水岩组。分布在区域的中部和西北部，地层为新元古界龙北溪组，岩性为绿泥石英片岩、绿帘透辉片岩、大理岩，岩溶作用不均匀，无溶蚀作用地段呈完整致密，起隔水作用。

（4）侵入岩类裂隙含水岩组。主要分布在区域的西北及中部，为燕山期花岗岩、花岗斑岩等岩体（脉），为隔水岩体。含风化裂隙水，富水性弱。

2 矿区水文地质条件

（1）水文地质单元。矿区水文地质单元北东边以谢坑溪的地表溪沟为界，北边以尤溪河的地表水岭为界，西边以矿权边界的地表分水岭为界，最高点位于矿区中部狮形顶山峰处，标高656.4m，山脊由此向四周延展，走向构成地表分水岭；当地侵蚀基准面位于下湖溪与尤溪河的交汇处，标高90.0m，形成“中部高、四周低”的凸起，在区域内形成包括补给、迳流、排泄区在内的一个完整的水文地质单元，面积12.3km2。大气降水是地下水的主要补给来源，地下水迳流途径短，循环快，多具就地补给就地排泄之特点。

（2）构造含水特征。本区大地构造位置位于政和～大埔断裂带中段。地质构造较为复杂，其中北东向和北西向构造为区内主要构造线方向，控制着区内水文地质条件，因受后期岩浆岩的侵入，其构造带的富水条件并非良好。一般在构造断裂的交截、复合和交汇等部位，是地下水富集的主要场所。基岩裂隙水以各自的山岭形成水文地质单元。大气降水是区内地下水的主要补给来源，地下水径流明显受地形控制，由高处向低处运移，以下降泉或片状缓慢渗透形式排泄于溪沟。地下水流向与地形坡向基本一致，地下水总体向尤溪河排泄。矿区位于区域水文地质单元中的补给径流区。

（3）地下水的补给、径流、排泄条件。矿区地下水主要赋存于新元古界龙北溪组的风化裂隙、溶蚀及构造裂隙带中，其补给、径流、排泄条件主要受地形因素控制，并受风化作用及断裂构造等因素影响。大气降水是矿区地下水的主要补给来源。区内虽风化裂隙、构造裂隙较发育，但由于地形陡峻、沟谷深切，风化带厚度大，降雨大多形成地表径流，仅部分通过风化裂隙、构造裂隙渗入补给地下水。由于区内雨量充沛，因而区内地下水的补给来源较丰富。风化带裂隙水直接接受大气降水渗透补给，构造裂隙含水带主要接受上部风化裂隙水层的渗入补给。矿区地下水径流主要受地形、裂隙及含水层埋藏深度等因素制约。浅部以垂直径流为主，深部沿构造、溶蚀裂隙方向运动，具一定承压性质。其径流途径短，速度快，其流向及水力坡度受地形坡度陡缓的制约，一般与地形坡向基本一致。在矿区的地形低洼处，地下水以片状缓慢渗流的泉水形式排泄至地表溪沟，形成地表径流。具就地补给，就地排泄的特征。

3 矿区水文地质特征分析

3.1 矿床充水因素

（1）大气降水。大气降水通过风化带裂隙及构造裂隙渗入地下，补给风化裂隙水，大气降水是地下水的主要补给来源，也是矿床充水来源主要因素。

（2）地下水。风化裂隙含水层由于风化裂隙较发育，岩石较破碎，大气降水较易渗入该带上部贮藏和运动，因风化层厚度大，多呈土状～块状，渗透系数较小，富水性弱，所以，该含水层的水对矿坑间接充水。构造、溶蚀裂隙含水层在地表或近地表处，接受大气降水和风化裂隙水的补给，并通过风化裂隙含水层与构造、溶蚀裂隙水含水层直接连通，并补给构造、溶蚀裂隙含水层，仅局部地段见滴水现象，该含水层的水对矿坑直接充水。

（3）地表水。矿区内地表水体主要有五条溪沟，由矿区中部向四周径流，据调查，溪沟下部的运输巷道中岩石完整，致密坚硬，裂隙不发育，干燥无水，未见滴水现象，两者几乎没有水力联系，在目前状态下，溪沟水对矿坑充水无影响。

（4）老窿水。矿区范围内较多的开采坑道，已开采多年，形成不同标高的开采中段，以往大多数坑道能自然排水，自2013年以来矿山大多老旧硐口已用水泥封堵，部分涌水量大的坑道由于排水不畅形成积水，个别斜坡道利用采空区作为集水水仓，用机械抽水排出洞外，但是矿山采掘过程中仍要严格执行先探后采，警惕构造裂隙导通附近老窿水引发突水事故。

3.2 坑涌水量预测

（1）计算方法。根据矿体分布特征及矿山开采方式、矿区水文地质条件和工作程度，选择比拟法预测矿体开采最低标高时的矿坑涌水量。

（2）计算公式及参数来源

比拟法：

计算公式：

式中Q-矿坑预测涌水量（m3/d）。QPD-现有坑道涌水量（m3/d）。S-设计矿坑开采水位降深(m)；取矿区平均水位降至设计矿坑标高的深度。SPD-现有坑道的水位降深；取矿区平均水位降至现有坑道标高的深度。F-设计矿坑分布面积(m2)；FPD-现有坑道分布面积(m2)。

（3）计算结果。详见表1。

（4）计算结果评价。矿坑涌水量计算中，比拟法是根据现有坑道揭露水文地质资料、矿产资源分布特征及水动态长期观测资料，其计算参数可靠。其矿坑涌水量计算结果可作为今后矿山开采设计依据。

3.3 矿区水资源综合利用评价

区内地表水及地下水资源较贫乏，矿区北西部边界的尤溪河河水流量大，水质一般，可作为矿山工业用水供水水源地；矿区内下湖溪、峰岩溪溪水污染源少，水质一般，流量随季节性变化较大，枯期量分别为21.41L/s、96.35 L/s，溪沟上游溪水可作为生活用水供水水源；矿坑水原水质较好，因开采影响，水质受污染，水量较小，作为工业用水供水水源地无意义。各供水水源特征见表2。

表1 矿坑涌水量预算表

表2 供水水源特征

3.4 开采后水文地质条件的变化

经多年来不同标高生产坑道采掘，地下水沿裂隙从上而下入渗到现最低标高的生产坑道中。矿山开采标高均高于侵蚀基准面，矿坑水能自然排出，局部斜坡道地段利用机械抽水排出硐外，验证了矿区含水层富水性弱，断裂带导水性差；地下水受地层岩性、地质构造及大气降水制约，开采后的矿区水文地质条件变化不大。

4 水文地质勘查类型

矿体均分布在当地侵蚀基准面以上，地形有利于自然排泄，矿床附近无大地表水体，矿床主要含水层的富水性弱且不均匀，构造断裂带导水性差，地下水补给条件差，因此，峰岩矿区水文地质条件属简单类型。