石桥石榴子石矿床水文地质工程地质特征

张江海，龚 斌，吴立岗

（1.江苏省有色金属华东地质勘查局，江苏 南京 210000；2.江苏省地质勘查技术院，江苏 南京 210000）

关健词：水文地质；工程地质；环境地质特征；开采条件分类；地表水；地下水

石桥石榴子石矿是连云港金玉泉矿业有限公司以有偿转让的方式取得的探矿权，普查结果已探明石榴子石矿品位较高，共求得332+333+334石榴子石矿石资源量306.72×104t（折合石榴子石矿物资源量113.17×104t）。其中 332 矿石资源量 102.15×104t，平均品位35.74%；333矿石资源量155.60×104t，平均品位36.92%；334 矿石资源量为48.97×104t，平均品位39.25%。伴生332+333+3334金红石矿物资源量1.08×104t。

为了下一步的详查及开采工作做准备，有必要对矿床的水文地质、工程地质、环境地质情况做一个研究。

1 水文地质

1.1 地形地貌

矿区地形为风化剥蚀堆积波状起伏的平原区，垄岗和洼地相间排列，垄岗呈北东向长条状分布，地面较平坦。总的地势是西北高南东低，有利于自然排水。第四系广泛覆盖，厚0.7～5.0m不等，在沟渠、采坑中见到基岩，有利于自然排水。

1.2 地表水

矿区内无较大的地表水体，仅在矿区北部有数个采石坑以及西侧的取土塘有常年积水，水位随季节性变化，雨季和农田灌溉时水位较高，其它时段水位较低。塘内水源主要来源于大气降水和地下水的补给。

1.3 气候、降水量

本区属华北暖温带季风气候区，四季分明，年平均降水量为976.4mm，年平均蒸发量为1458.0mm，蒸发量大于降水量；降水多集中在7～9月份，约占全年降水量的70%，最大日降水量为264.4mm(1976 年6 月29日)。由于受台风影响，常出现特大暴雨。

1.4 含水层特征

矿区内的含水层主要为第四系孔隙含水层和基岩裂隙含水层，其特征如下：

（1）第四系孔隙水含水层。矿区内第四系广泛分布，岩性主要为亚粘土，夹有铁锰质结核。本层含水层厚度不均，随地形地势变化，垄岗缓坡上缘较薄，一般在0.5～2.0m，垄岗缓坡下缘较厚，一般为2.0～5.0m，局部地段较厚，深达7.0m以上。该含水层透水和富水性较弱。

（2）基岩裂隙水含水层。基岩主要由早元古代东海群阿湖组的片麻岩、片岩、角闪岩以及榴辉岩等组成，因长期受风化作用影响，岩石的浅部物理化学性质发生了变化，原岩的结构构造遭受了不同程度的破坏，形成了较为发育的风化裂隙带；风化带以下则岩石新鲜、坚硬、一般风化裂隙不发育，故可将本区基岩裂隙水含水层划分为上下两个含水段：

①风化带含水段：该段岩石结构构造破坏，岩石酥松破碎，特别是片麻岩类岩石，风化呈砂状，孔隙裂隙、节理裂隙较发育，节理裂隙面呈褐红色或褐色，局部夹有钙质薄层。本含水段的厚度不均，约10.0～22.0m，区内呈面状广泛分布，其富水性受岩性与地形影响较大，榴辉岩和片麻岩类富水性较强，其它岩性富水性较弱。

②新鲜基岩含水段：本含水段岩石坚硬致密颜色新鲜，地下水主要受构造裂隙控制。一般节理裂隙不发育，富水性差。但局部地段受构造影响，节理裂隙发育，富水性较强。

1.5 地下水特征

（1）地下水的补、径、排条件。矿区内第四系覆盖层分布广泛，厚度薄厚不均，大气降水可以直接或间接补给地下水，地下水水位随季节性变化，雨季水位较高，旱季水位较低，说明地下水主要补给来源是大气降水，同时还有地下水的径流补给。地下水的排泄主要通过蒸发。

（2）地下水的化学特征。矿区内对地表水和地下水取样进行水化学分析，根据资料分析第四系孔隙水，矿化度m＝0.3g/L，水化学类型为Cl·SO4-Ca·Na 型，基岩裂隙水矿化度m＝0.3g/L，水化学类型为Cl·SO4-Ca·Na型，地表水矿化度m＝0.1g/L，水化学类型为Cl·SO4·HCO3-Ca·Na型，全部为淡水，根据地下水质标准，矿区内地表水和地下水水质均较好。根据调查矿区内居民的生活用水部分取自基岩裂隙水。

2 工程地质

根据地质时代、地层、岩性、工程地质特征、存在的主要工程地质层位问题及原始编录资料，通过综合研究分析划为：松散软弱岩类（Ⅰ）、半坚硬岩类（Ⅱ）、坚硬岩类（Ⅲ）三大工程地质岩组。其特征如下：

2.1 松散软弱岩类工程地质岩组（Ⅰ）

（1）第四系松软层。矿区内广泛分布，垄岗上部由残坡积的亚粘土组成，垄岗下部的洼地由坡洪积的亚粘土组成，局部含有碎石、铁锰质结核，硬塑，遇水松软，失水后干裂，山地工程易发生“坍塌”现象。本层厚度不稳定，一般为0.5～2.0m。

（2）强风化基岩软弱层。矿区内广泛分布，其上覆地层为第四系残坡积亚粘土，其岩性主要为东海群阿湖组的片麻岩、片岩和基性榴辉岩等。由于风化作用，原岩的结构构造受到破坏，节理裂隙较发育，岩体破碎，结构疏松，浅井易“崩塌”。厚度分布不均，一般约3.0～6.0m厚。

2.2 半坚硬岩类工程地质岩组（Ⅱ）

矿区内本岩组主要为弱风化基岩带，主要岩性为片麻岩、榴辉岩等。由于受风化作用，岩石的结构构造部分破坏，岩石颜色暗淡，节理裂隙较发育，岩体较破碎。本岩组厚度不均，局部地段有缺失。

2.3 坚硬岩类工程地质岩组（Ⅲ）

本岩组在矿区内广泛分布，主要为未风化的片麻岩、榴辉岩等。岩石新鲜，结构构造较清晰，节理裂隙不发育，岩体较完整，岩质较硬，性脆。

3 环境地质

3.1 区域稳定性

根据历史资料，本区未曾发生过破坏性地震。1668 年 7 月 25 日，山东郯城、莒城 8.5 级地震曾波及本区，此后，未发生过4级以上地震。另据《中国地震动参数区划图》及《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001），矿区抗震设防烈度为7度，基本地震加速度为0.10g，属于第一组，为较稳定地区。

矿区位于风化剥蚀堆积波状起伏的平原区，地势较平坦，矿区内没有特殊类岩土存在，基岩埋深较浅，岩石风化层厚度不均，矿区的工程地质条件较好。

3.2 地下水

据收集资料分析，本矿区的第四系孔隙水和基岩裂隙水的水化学类型都为Cl·SO4-Ca·Na 型，水质较好。矿床开采时，地下水排水疏干，导致地下水位下降，对矿区附近的居民取水会有一定的影响。

3.3 地质环境

矿体主要位于垄岗上，距居民区较远，噪音对居民生活无干扰，矿体无有害杂质，对水源无污染；废弃采坑可复垦、养殖、供水等。所以，开采不会对环境造成危害。

矿体埋藏深度较浅，且适于露天台阶开采，不易发生滑坡等地质灾害，但是随着开采深度的增加仍需加以防范。

3.4 岩矿石放射性

对钻孔岩芯进行了岩矿石的放射性检测，根据检测结果，为0.07～0.1μSv/h，均属于正常值。因此可以基本确定，矿区各类岩石的放射性对人身体无害。

4 矿床开采技术条件综述

4.1 矿床水文地质条件

矿床充水的主要含水层为基岩裂隙含水层中的风化带含水段，矿区地表水体很小，对矿床充水影响不大。矿区内未发现明显的构造碎裂现象，地形有利于自然排水。因此，矿床水文地质条件属简单类型。

4.2 矿床工程地质条件

矿区内第四系厚度小，其下伏基岩风化带发育较浅，岩质较硬，岩体较完整，地质构造简单，未发现明显构造破碎现象。故矿床工程地质条件属简单类型。

4.3 矿区环境地质条件

矿区离城区较远，水、气污染程度低，无地质性热害、气害、放射性害；矿区内地下水和地表水水质较好。第四系松散层较薄，矿山露天开采后，围岩碎石可以作为建筑材料综合利用，对周围环境不会有大的环境影响。因此，按《矿区水文地质工程地质勘探规范》GB12719-91 环境地质类型划分，属于环境质量简单型。

综上所述，本矿区属于开采技术条件简单的矿床。