福建政和马仑头金矿水文地质条件研究

许宗胜

(政和县自然资源局，政和，353600)

福建政和马仑头金矿大地构造位置位于闽东火山断坳带上，处于政和—大埔北北东向断裂带与福安—南靖北北东向断裂带之间，闽东火山断坳带以大规模火山喷发活动为主，尤其以燕山期火山活动最为强烈(图1)[1]。目前福建政和马仑头矿区金矿勘探及矿山生产勘探(扩深)为地质勘探阶段[2]，求得工业品位以上金(银)矿体(331+332+333)类型矿石资源量为106.76万t，金金属量为5 158.02 kg，银金属量为108 191.66 kg，金平均品位为4.83×10-6，银(共伴生)平均品位为101.33×10-6。此次研究主要在收集原有的地质资料[3,4]，同时结合众多学者对矿山水文地质条件研究的基础上[5-10]，对矿山水文地质条件进行调查分析，为下一步合理开采提供依据。

1 地形(地貌)和气象水文条件

1.1 地形(地貌)

马仑头矿区属中低山地貌类型，最高标高为667.0 m，最低标高为215.5 m(当地侵蚀基准面)，相对高差为451.5 m。地形陡、切割深(局部见陡壁分布)，水系较发育，自然排泄条件好。龙潭溪经过矿区中部，其水量为20 000 m3/d，龙潭溪两侧主要见流量较小的沟谷，雨季汇集降水自东北和西南汇流入七星溪，区内植被较发育，自然地理条件较差。地表局部基岩裸露，地表水天然排泄条件较好。

图1 政和马仑头矿区构造分区示意图Fig.1 Structural zoning diagram of Maluntou deposit in Zhenghe county

1.2 气象水系特征

区内沟谷纵横交错，地表水系发育。龙潭溪为该区的主沟谷，走向北东-南西向，调查期间，溪沟地表水流量约为20 000 m3/d，枯水季流量约10 000 m3/d。其他小沟谷的流量为17～56 m3/d，流量变化主要受大气降雨影响，沟谷切割能力较强，底部均可见基岩裸露，矿区最低侵蚀基准面标高约为215.5 m。根据政和县气象资料，该区为亚热带季风气候，温暖湿润，雨量充沛，年平均降水量为1 648.5 mm，全年3～6月为丰水期，2，7～9月为平水期，10月至翌年1月为枯水期。

2 地层(岩石)的富水性

矿区疏干排水区内分布的地层主要为第四纪更新世残坡积层、白垩纪石帽山群黄坑组火山岩。

2.1 第四纪更新世残坡积层

矿区内部分岩石裸露，第四纪残坡积层主要分布于丘陵坡麓和沟谷底部地带，岩性为残坡积黏性土夹碎石，厚为0.9～8.95 m，局部为11.8～14.7 m。风化带网状孔隙裂隙水含水层厚为2～5 m，地下水顺坡向沟谷低洼处径流，以泉或片状渗水形式排泄于溪沟，矿区及外围均未见泉水出露，富水性弱，为弱透水或含水层。该层位于丘陵坡麓和沟谷底部地带，对矿床充水基本无影响。

2.2 白垩纪石帽山群黄坑组火山岩

矿区内白垩纪石帽山群黄坑组火山岩大面积分布，黄坑组可分为上、下段2段，下段岩性为凝灰质砂砾岩、砂岩、粉砂岩夹英安质凝灰岩；上段岩性为火山角砾岩、安山质(岩屑)晶屑凝灰岩、英安岩、英安质(岩屑)晶屑凝灰(熔)岩、流纹质(岩屑)晶屑(角砾)凝灰(熔)岩。

根据现场调查和钻探资料，表层岩石风化强烈，上部强风化岩呈碎石、碎屑状或散体土状，结构松散，透水性强，底界埋深为0～19.80 m，局部为29.25 m(ZK10801)，厚度为0.60～19.54 m。弱风化岩风化裂隙较发育，局部密集，连通性好，底界埋深为1.14～113.79 m，厚度为1.20～78.48 m，局部为107.94 m(ZK13901)。微风化岩风化裂隙稍发育，连通性较差，底界埋深为5.10～118.45 m，厚度为0.23～100.90 m。

岩石的风化程度在平面上受地形控制，在分水岭区，风化裂隙发育较深，但地形高，为透水或含水层；沿山坡至沟谷较平缓地段，风化裂隙发育相对变浅，地形相对较低，易于储水，含风化基岩裂隙潜水。含水层埋深为1.14～65.69 m，含水层厚为0.92～53.51 m。

区内植被覆盖较好，降水易渗入，地下水补给来源为大气降水，以泉或地表渗水形式排泄于沟谷及地形低洼处，单泉流量为0.039 L/s，地下径流模数一般为4.6～8.7 L/s·km2，最大为14.2 L/s·km2，富水性弱。矿区内风化带厚度较大，且埋藏较浅，大部分矿体位于风化带中，所以风化裂隙水含水层对矿坑充水影响较大，是矿区内主要直接充水含水层。相对而言，新鲜基岩风化裂隙不发育，岩石较完整坚硬，连通性较差，为相对隔水层。

3 断裂构造带的富水性

矿区内断裂构造发育，较大断裂构造带见有F2、F8、F10及F134条(图2)，均为弱导水或不导水断层。破碎带有的为含水带，含水层沿断裂破碎带分布，为断裂脉状承压水，在平面和剖面上均呈条带状分布，含水层厚度为破碎带宽度，沿断裂走向追索，未见泉水露头，且富水性弱。

图2 政和马仑头矿区地质简图Fig.2 Geological map of Maluntou deposit in Zhenghe county

4 地下水的补给、径流和排泄条件

4.1 断裂构造带中地下水的补给、径流、排泄条件

根据调查，矿区内构造破碎承压含水带中地下水动态与降雨量密切相关，流量和水位变化均受大气降雨量的影响，大气降雨的渗入为地下水的主要补给来源。F6、F7、F8、F10、F13断裂规模大小不一，均横跨地表沟谷，地表水与F6、F7、F8、F10、F13断裂均存在一定的水力联系，地表水的渗入也为地下水的另一补给来源。其它断裂规模小，位于斜坡或山脊地带，与地表水不存在水力联系。

由于矿体出露于丘陵区，地表起伏较大，补给面积较窄，地形有利于地表水排泄，该区虽然雨量充沛，但因受上述因素影响，断裂破碎带地下水接受大气降雨补给量不足。F13断裂虽然横跨地表小沟谷，但地表所在沟谷纵坡降大，地表水排泄条件好，不利于地表水的渗入补给，且该断裂为推覆构造，断裂带泥质含量高，断裂带连通性较差，地下水活动较弱，地表水渗入量小，地下水接受沟谷地表水补给量不足。

4.2 开采后地下水补给、径流、排泄条件

矿区内地下水主要补给来源为大气降水，渗入地下后顺坡径流，补给区与排泄区无明显分界线，一般在地形较高处为相对补给区，地形较低处为相对排泄区，以片状渗水排泄于地表或汇集于断层，随季节性动态变化。矿山开采(开拓)后，采掘工程穿过风化层，其影响半径范围内的风化裂隙水流入矿井，在弱风化带及微风化带内见有风化裂隙水流入矿井，在PD 280 m标高硐内，微风化带滴水段长为3～5 m。矿体开采中局部有揭穿风化带，其下渗的风化裂隙水补给下中段的矿体及矿体两侧的断层，即补给了断层裂隙脉状承压水带。在PD 280 m标高的运输巷道的硐口测得流量为77.76 m3/d。

断层脉状承压水有冲沟地表水、风化裂隙水补给。冲沟地表水渗入断层,为主要补给源；风化裂隙水向断层汇集是次要补给源。水沟与断层之间水力联系弱，冲沟地表水实给量有限，补给条件差。开采前断层脉状承压水多以泉的形式或向低洼处排出，矿山开采(开拓)后，工程揭穿断层脉状承压水，破坏了原有的地下水平衡，呈片状从断层中排入矿坑中，并从平硐自然流出。在PD 280 m标高以上的水有部分流到PD 260 m标高，部分从PD 280 m标高的硐口流出，在PD 260 m标高的主运输巷道的硐口测得流量为116.64 m3/d。

5 坑道涌水量预测

采用比拟法[4,5]计算200 m标高以上矿坑涌水量[11-15]，即利用PD硐口(280 m标高)实测流量Q1和PD 260硐口(260 m标高)的流量，开采面积F1(穿脉硐长与沿脉硐长乘积的1/2)，水位降深S1(PD 260 m标高硐口周围钻孔终孔稳定水位平均标高与200 m标高之差)，预测200 m标高以上矿坑涌水量Q。

计算公式：

式中：Q— 矿坑涌水量(m3/d)；

Q1— 调查期间PD 280 m硐口实测最大流量169.43 m3/d 与PD 260 m标高硐口流量116.64 m3/d的和为286.07 m3/d；正常流量99.34 m3/d与 PD 260 m标高硐口流量116.64 m3/d的和为215.98 m3/d；

F1— PD 260 m平硐开采影响面积=穿脉硐长与沿脉硐长乘积的1/2=1 688 m×1 090 m/2=919 960 m2；

S1— 水位降深，PD 260 m硐口周围钻孔终孔稳定水位平均标高与PD 260 m硐口标高之差=422.2 m-260.00 m=162.20 m；

F— 200 m标高以上矿体开采影响面积=2 898 m×1 090 m/2=1 579 410 m2；

S—钻孔终孔稳定水位平均标高与200 m标高之差=422.2 m-200 m=222.20 m。

计算结果显示东北矿段主矿体200 m标高以上矿坑最大涌水量为438.55 m3/d。正常涌水量为331.10 m3/d。计算结果可作为该矿区今后矿床技术经济评价的依据。

因矿山基岩裂隙水和构造裂隙水富水性弱，地下水径流短，条件简单。采用比拟法是以现有PD 280 m标高硐口实际测量流量和PD 260 m标高硐口的流量的和、开采影响面积为参考值，预测不同开采标高及开采影响面积的矿坑涌水量，其预测结果相对较准确。

6 结论

福建政和马仑头金矿主要影响矿床充水的含水层属基岩风化裂隙水和构造裂隙承压水，沟谷地表水与F13控矿断裂承压含水带地下水存在一定的水力联系，但影响程度有限。主要矿体大多位于当地侵蚀基准面215.50 m以上，地形有利于自然排水，矿区水文地质条件属风化裂隙充水为主的简单类型，有利于开采活动。