江西省葛源钽铌矿区含水层特征及充水因素分析

何登华，方志敏

（江西有色地质矿产勘查开发院，江西 南昌 330001）

矿区位于横峰和弋阳两县交界的磨盘山地南部,行政区划属上饶市横峰县葛源镇管辖。矿区位于横峰县正北方向，距横峰县城45公里。矿区在区域水文地质单元上属于江南丘陵水文地质区信江流域丘陵山地裂隙水岩溶水亚区，地貌类型属中低山地马鞍型剥蚀地貌，地形崎岖，切割剧烈，山崖陡峻，平均坡度在25°以上，山谷纵横，深浅交错。山间溪流发育该矿床目前已完成前期勘探工作，下一步将进入矿山建设和开采阶段。矿体隐伏于变质岩下部的燕山期钠长石化花岗岩体中。

1 矿区含（隔）水层特征

矿区所属水文地质单元汇水面积约12平方公里，总体地势北西高，南东低，最大高差800余米，矿区最低侵蚀基准面标高174m，矿体大部分位于侵蚀基准面以下。综合分析矿区地层岩性、成因类型、组合关系、地下水赋存状态及水力特征，地下水主要有孔隙水、基岩裂隙水、构造含水带，基岩裂隙水按储水空间的形态特征和组合关系进一步分为网状风化裂隙水和构造裂隙水，地层岩性是控制地下水富集的主要因素，不同地层的形成或发展过程不同，造成赋存空间不同，同一类型的地下水又因含水岩性的不同，其富水性、透水性差异也较大。主要含水层有第四系孔隙含水层、变质岩基岩裂隙含水层、构造含水带，参见图1。

1.1 第四系孔隙含水层

第四系孔隙含水层，位于矿区山间沟谷及低洼地带，厚0m～10m，大部分1m～2m，发育于山谷坡脚的低洼地带，为残积、坡积和冲积物组成，其成分由亚粘土、亚砂土夹碎石及砂、砾石组成，在矿区分布在表层且厚度极不稳定，泉流量0.005L/S～0.58L/S，富水性弱，泉水主要接受大气降水入渗补给，水温受气温控制明显，泉流量季节性变化大，枯水季节大多断流，为弱含水层。

1.2 基岩裂隙含水层

基岩裂隙含水层分布在矿区大部分区域出露，由一系列震旦系千枚岩、粉砂质板岩及寒武系荷塘组硅质板岩夹碳质板岩等浅变质岩组成，风化层裂隙含水性强于未风化基岩裂隙，矿体直接顶板为震旦系硅化千枚岩和粉砂质板岩，风化层厚10m～20m，其特征是节理裂隙较发育，并有退色现象。主要发育层面裂隙、顺层裂隙、横裂隙、斜裂隙，走向北东东、北西西为主，风化层渗透系数K=2.7m/d。构造裂隙主要有层面裂隙和顺层裂隙，发育程度总体呈不发育，具有强烈的非均匀性和各向异性，且裂隙大多被后期硅质充填胶结，有的被含矿熔液充填形成有价值的钨锡矿体，故在自然状态下裂隙以闭合状态为主，K=0.06%，基岩裂隙含水层整体富水性弱。如图1所示。

图1 区域水文地质略图

图2 A-B水文地质剖面图

1.3 构造含水带

受构造影响，在局部地段形成一定规律的构造含水带，目前勘查资料反映矿区北东向的F2、F3及近东西向的F1构造为矿区主要充水构造[1]。

F1：在地表可见出露，产状305°～330°∠55°～82°，延长500m以上，宽0.5～1.2m。属压扭性构造，带内见多组平行张口裂隙，裂隙宽0.3～3cm，倾向延深至花岗岩矿体内部部。勘探坑道350m中段遇该破碎带曾发生突水现象，300m中段该破碎带丰水季节涌水量0.4～0.68L/S。

F2：为近东西向含水破碎带，走向近东西向，产状185°～190°∠65°～78°，延长250m左右，宽0.5～2.0m，倾向延深至花岗岩体顶部。破碎带由一系列平行的裂隙组成。

裂隙宽0.2～0.5cm，裂隙面见大量的铁质氧化物及高岭土，勘查阶段300m中段施工至破碎带时遇强突水，最大涌水量约15L/S，正常涌水量1.43L/S。

F3：为北东向的含水破碎带，产状158°～165°∠70°～75°，延长1km以上，宽0.5～0.8m，带内网状裂隙发育，钻孔揭露时流量为1.2～3.72L/S，但由于构造倾向矿体外侧，离矿体有50m左右的距离，对矿床直接充水的可能性不大[2,3]。

1.4 花岗岩（矿体）隔水层

如图2所示，花岗岩体在矿区未出露，为隐伏岩体，是矿区的隔水层,参见图1-2。据勘查钻孔资料显示，岩心极完整，岩石裂隙率0～0.029%，平均裂隙率0.002%，偶见裂隙发育主要与构造有关，为原生裂隙，裂隙附近岩石相对较松软，但绝大部分裂隙不具含水特征，整体裂隙极不发育，且具有强烈的非均匀性、各向异性和随机性，整体发育程度明显弱于上部变质岩，故花岗岩(矿体)可视为较好的相对隔水层。

2 矿床充水因素分析

2.1 采空区及老窿积水

矿区上部变质岩中曾开采过钨锡矿，矿体位于410m标高以下，440m中段以上开采巷道无积水情况，但300m、350m中段勘探巷道积水约5000m3，积水可通过构造联通或直接对矿床充水。

2.2 地表水

矿区地表有溪流，矿坑影响半径范围有水库存在，基岩裂隙含水层有构造破碎带延深至矿体内部，可以通过自身含水和导入地表水和大气降水对矿床直接充水。

2.3 构造带水

构造含水带自身具有静储量，同时具有较好的导水性，可对下部矿体直接充水。

2.4 大气降水

矿区未来可能采取崩落法开采，采坑形成后，大气降水将会对矿坑进行入渗充水。

2.5 封闭不良钻孔水

矿区经历多次勘查工作，历经40多年，施工钻探近3万米，封闭不良钻孔及水文观测孔对矿井充水有一定影响。

综上所述，矿床的主要充水因素有大气降水、地表水、构造水、老窿积水及封闭不良钻孔水。

3 结语

（1）矿体大部分位于侵蚀面以下，基岩裂隙含水层及第四系含水层富水性弱，部分构造破碎带富水性中等，导水性较强，构造含水带未来对矿坑充水影响较大，开采到构造带附近时，应注意防范强突水事故发生。

（2）矿体范围内勘探坑道积水量较大，应开车过程中应注意对沟通上部老窿和采空区构造破碎带的监测，同时注意监测上部采空区及老窿的的积水情况并适时排水，矿山开采初期应先对老窿水和采空区积水进行人工抽排再进行开采活动。

（3）采坑形成时应在地表采坑周边修建截排水系统，防治地表水流直接灌入矿坑。

（4）矿区存在封闭不良地质钻孔和未封闭水文地质观测孔，在开采到钻孔附近时，应注意观察和防范。