红岭云英岩型钨矿矿山水文地质特征浅析

徐浩

摘要：矿区位于广东省翁源县城325°方向，直距约21km处的红岭村附近。地势总体北高南低、东高西低，最高海拔标高+590m，位于矿区北部东鹊山山脊。矿区内出露的岩性为第四系含砾粉质黏土和燕山三期（γ52（3））花岗岩。本区无主要含水层。矿坑涌水量预测范围为地质详查区（614线～626线）；预测对象为云英岩型钨矿体。根据矿体赋存形态、规模等因素，云英岩型钨矿体宜采用露天开采。矿区属水文地质条件简单的矿床。

关键词：钨矿；广东省翁源县

1.礦区概况

矿区位于广东省翁源县城325°方向，直距约21km处的红岭村附近。行政上隶属翁源县江尾镇管辖。矿区位于红岭钨矿采矿证范围内，地理坐标：东经113°57′34″～113°58′35″、北纬24°27′15″～24°29′19″，采矿证核定矿区范围面积3.483km2。红岭钨矿的采矿证范围内的614线—626线（详查区范围），面积约0.62km2（图1）

矿区地形地貌以低山丘陵为主，西侧有河流阶地，微地貌单元较多。地势总体北高南低、东高西低，最高海拔标高+590m，位于矿区北部东鹊山山脊。最低海拔标高+300m，位于矿区北西侧蒲竹坝河，最大相对高差约300m。矿区所在地属中亚热带季风气候区。年平均气温20.3℃；平均年雨量为1731.0mm，年最大降雨量2156.2mm，年最小降雨量1116.4mm；春末夏初雨量集中，4月～8月总雨量1189.4mm，占全年总雨量68.7%，是地下水的主要补给期，头年11月～次年1月雨量最少，为133.2mm，占全年降水量的7.7%。矿区属于北江流域上游。区内及外围的水体有蒲竹坝河及东昌河。

2.矿区水文地质特征

2.1矿区含水层、隔水层

矿区内出露的岩性为第四系（Q）含砾粉质黏土和燕山三期（γ52（3））花岗岩。本区无主要含水层。区内地层与花岗岩各风化带的含水性、隔水性及水文地质特征如下：

（1）第四系（Q）岩性为含砾粉质黏土。未形成有效含水层。

（2）燕山三期（γ52（3））花岗岩，按照风化程度，可分为全风化花岗岩、强风化花岗岩、中风化花岗岩、微风化花岗岩。

①全风化花岗岩，根据渗水试验，渗透系数为2.64×10-3～4.67×10-3cm/s，属中等透水。

②强风化花岗岩，全区均有分布；节理、裂隙较发育，风化裂隙发育；属弱透水层。

③中风化花岗岩，全区均有分布；节理、裂隙稍发育；据钻孔压水试验、注水试验，岩石渗透系数为2.18×10-5～ 6.17×10-5cm/s，属弱透水层。

④微风化花岗岩，矿体及围岩均赋存于该地层中，根据钻孔压水试验，岩石渗透系数为1.03×10-6～5.76×10-6cm/s，属微透水，相对隔水。

综上所述，本区第四系山间沉积物及废石零星分布于多处低洼地带，没有形成有意义的含水层。下伏的花岗岩

渗透系数一般<10-5cm/s，属隔水层，故本区不存在主要含水层。

2.2地下水类型

本区地形切割较强，利于地表径流和排泄，第四系沉积物一般不含水，地下水分散贮存于花岗岩裂隙中，属典型的断裂—裂隙水。根据水文地质特征，地下水类型可划分为：①松散岩类孔隙水，②块状基岩裂隙水，③构造断裂水。

2.2.1松散岩类孔隙水

赋存于第四系残坡积层、冲洪积层中，分布于详查区牛屎坜溪及东昌河两侧。岩性为含砾粉质黏土；为透水层，结构松散，富水性弱，水量贫乏。该层厚度约1.0m～2.0m，最厚3.0m。分布范围少，厚度小，未形成有效含水层。

2.2.2块状基岩裂隙水

（1）浅部风化带网状裂隙水：赋存于全风化、强风化花岗岩裂隙中。风化带厚10m～30m，风化裂隙极发育，岩石呈松散状、砂状，地下水有一定的侧向活动力。风化裂隙水以大气降水补给为主；主要是向地表径流排泄，其次是通过基岩裂隙向深部矿坑排泄。丰水期在详查区北部和南部可见大量山间溪水，均出露于此带，流量小，一般<0.002m3/s。

（2）深部构造裂隙水：储存在中风化、微风化花岗岩部分裂隙中。岩层厚度较大。中风化花岗岩岩石节理、裂隙较发育，完整性稍差，连通性稍好。微风化花岗岩节理、裂隙不发育，裂隙率仅0.1%～0.3%，大部分为高倾角封闭裂隙，充填石英脉、硅化带，一般呈闭合状态。经坑道调查，大部分裂隙充填石英脉，干燥，未见滴水。裂隙连通性差，经坑道揭露疏干后呈干燥状态，表现为被氧化，呈黄褐色。且基岩裂隙水具有规模小、数量多、分布不均匀、静储量少、水平联通性差以及垂直传导快的特征。详查区地下水位埋深为49m～184m，水位标高+250m～+450m。据钻孔水文地质试验，中风化花岗岩渗透系数为2.18×10-5～6.17×10-5cm/s，微风化花岗岩渗透系数1.03×10-6～5.76×10-6cm/s。据水质分析结果，地下水化学类型为Cl-SO4-Na+Ca型和HCO3-Ca型。基岩裂隙水的赋存、运移主要有以下两种表现形式：

①在多组裂隙交汇处及断裂附近的次生裂隙中，形成近于垂直展布的管状含水段。在坑道中表现为潮湿—滴水状，弱透水。

②仅有一组裂隙，但裂隙较发育，裂隙在滴水，弱透水。

2.2.3构造断裂水

构造断裂水储存于成矿后断裂中，单纯的成矿期或成矿前断裂不含水。矿区断裂经历次构造叠加，性质一般为压扭性断裂，充填致密石英脉，呈闭合状态，不含水，坑道中无滴水现象；部分断裂，局部开口，裂隙中潮湿—滴水，弱透水。成矿后断裂经历次构造叠加，断裂中角砾较发育，主要充填石英脉、硅化带，破碎花岗岩，少量高岭土及黏土等；局部开口，为不均匀的弱含水断裂，在坑道中表现为潮湿—滴水状。

矿区构造断裂水强度较基岩裂隙水稍大，在坑道系统中揭露规模远小于后者，故对矿坑充水影响反不如后者。

2.3矿区地下水的补、径、排条件

矿区地下水的补给主要为降水补给，储存于基岩风化带中，在地形或地层适宜地段大部分以泉或散流的形式排泄，具有就地补给就地排泄的特点。其次是沿裂隙通道下渗向深部矿坑排泄。

本区地下水径流方向，总体呈自北向南，与地表水流向一致，局部受地形影响有所变化。

地下水的排泄主要有以下两种形式，①在沟谷中以散流、泉的形式排泄，为主要排泄途径；②以坑道水的形式排出，补给地表水，其排泄量受降水量控制明显，雨季流量大，枯季流量减小。

2.4地表水对矿床充水影响

据调查，地表水对矿坑充水无补给或补给小。对矿床充水有影响的地表水主要为东昌河和猴坑水。

①东昌河，自东而西流经矿区中部，最终汇入蒲竹坝河。据矿山技术人员介绍，东昌河与V15、V31有弱水力联系。在本次坑道调查中，V15、V31断裂及周围岩石均呈干燥状态，未见充水现象。故目前为止东昌河对矿坑充水影响小。东昌河位于详查区南侧约50m处，对矿山将来露天开采影响甚小。

②猴坑水，位于矿区北部，为山间季节性溪流，汇水面积约0.5km2；丰水期流量约0.025m3/s，枯水期流量约0.0008m3/s。据矿山技术人员介绍，猴坑水对矿坑充水的影响主要为V28矿脉，猴坑水与V28地表相交，具有弱的水力联系。本次坑道调查中，于V28支巷口布设一监测点，流量约12m3/h～15m3/h。猴坑水位于详查区北部（652勘探线附近），对矿山露采无影响。

3.矿坑涌水量预测

3.1预测范围及对象

矿坑涌水量预测范围为地质详查区（614线～626线）；预测对象为云英岩型钨矿体。根据矿体赋存形态、规模等因素，云英岩型钨矿体宜采用露天开采。

3.2充水因素

矿体赋存于（γ52（3））中风化、微风化花岗岩中，矿区无主要含水层。《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287-99）岩土渗透性分级，全风化花岗岩渗透系数为2.64×10- 3～ 4.67×10-3cm/s，属中等透水；强风化、中风化花岗岩渗透系数为2.18×10-5～6.17×10-5cm/s，属弱透水；微风化花岗岩渗透系数为1.03×10-6～5.76×10-6cm/s，属微透水，相对隔水。矿区地下水类型有风化裂隙水、基岩裂隙水、构造裂隙水；风化裂隙水主要赋存于全风化花岗岩中，受大气降水补给，以泉、溪流的形式排泄，同时向下补给基岩裂隙水、构造断裂水；在露天开采的条件下，上部全风化、強风化花岗岩被剥离，中风化、微风化花岗岩赋存的基岩裂隙水、构造断裂水不构成矿坑的充水水源。

在详查区范围内，地表水体主要为东昌河，与详查区水力联系弱，不具备向矿坑充水的条件。

区内露天开采矿坑的主要充水水源为大气降水，为直接充水水源；基岩裂隙水和构造断裂水静储量小、连通性差，对矿坑充水影响甚微。

3.3矿坑影响边界的确定

露天开采矿坑影响范围及边界的确定，主要以地表分水岭和截水沟圈定，详查区北部面积较大，拟于北边100m处修建截水沟，以此为界；东边、西边以地质详查区所处微地貌单元的地表分水岭为界，南边以614勘探线为界，总面积697718m2（图2）。

3.4计算方法

采用分析计算预测法矿坑涌水量，如下：

Q=10-3AFρ

式中：Q—矿坑涌水量，m3/d；

A—降雨量，mm/d；

F—露天开采汇水面积，m2；

ρ—地表径流系数，取0.6。

注：ρ值的选取依据：花岗岩地区暴雨径流系数为0.8，按正常降雨量计算可减去0.1～0.2，故ρ（地表径流系数）取0.6。

3.5矿坑涌水量预测

据翁源县气象局资料，平均年雨量为1731.0mm，年最大降雨量2156.2mm，年最小降雨量1116.4mm。年降雨天数平均约为150d，正常降雨量为11.54mm/d、最大年降雨量15.04mm/d、最小年降雨量7.44m/d。根据上述方法预测矿坑涌水量，详见表1。

上表计算的矿坑涌水量是矿山露天开采的最大开采平面进行预测，实际开采时，是分区分阶段开挖，采场工作面的面积远小于最大开采平面面积，因此，计算的矿坑涌水量偏大，实际涌水量远小于预测值。

另外，依据云英岩型钨矿体与目前地下开采坑道的相对位置关系，在露天开采至标高324m（324中段）及以下时，部分地下开采的排水可在露天采坑中一并排出，部分可利用井下矿坑原排水系统排出矿坑涌水。

4.结论

云英岩性钨矿体Ⅰ号矿体和Ⅱ号矿体于当地侵蚀基准面上方和下方均有分布，约60%位于当地侵蚀基准面上方，40%位于当地侵蚀基准面下方；Ⅲ号矿体位于当地侵蚀基准面下方。Ⅰ号矿体和Ⅱ号矿体于当地侵蚀基准面上方的部分，地形利于自然排水；Ⅰ号矿体和Ⅱ号矿体于当地侵蚀基准面下方的部分和Ⅲ号矿体矿坑涌水不能自然排出，需机械抽排。本区无主要含水层。断裂带隔水—弱透水；附近地表水体对地下水影响小；矿坑涌水的主要来源为大气降水，正常情况下，露天矿坑平均涌水量4831.00m3/d，最大涌水量6296.21m3/d，最小涌水量3114.61m3/d，实际开采时，采场工作面的面积远小于最大开采平面面积，另一方面，于采坑周边会修筑截水沟等排水措施，矿坑涌水量远小于预测值。故本矿床在采用露头开采方式的情况下，矿区属水文地质条件简单的矿床。