沉积型铜矿床(斑岩型铜矿床的地质特征) 铜绿山铜铁矿床水文地质特征:& nbsp& nbsp一、引言& nbsp& nbsp& nbsp铜绿山铜铁矿是大冶有色金属公司的主要矿山，不仅含有高品位的铜和铁，还含有金、银、硫等有价成分。 矿区水文地质条件复杂，主要矿坑水来自大理岩溶岩溶水。 自1970年投产以来，地下水严重影响了露天和地下采矿生产。 因此，该矿采取了排水、青山河地表处理、帷幕注浆、局部堵水等多种治水措施，保证了矿井的正常生产。 为了进一步防治水，本文综合研究了矿区现有的水文地质资料，分析了矿区的水文地质特征，为开采设计提供了依据。 & nbsp& nbsp& nbsp二。区域水文地质概况:& nbsp& nbsp(1)自然 地理特征:& nbsp；& nbsp矿区周围地形总的趋势是南高北低，最高海拔在东南部的路儿山，海拔660.1米，最低海拔在北部的大冶湖底，海拔14.5米。根据相对高度，该区可分为低山、丘陵残丘和湖盆。 & nbsp& nbsp& nbsp这个地区属于长江水系。 矿区附近的地表水系统主要有北部的大冶湖和西部的青山河。在汛期，矿区三面环水。 大冶湖为间歇性水域，每年5月至11月洪水泛滥，湖底一般被湖水淹没，12月至次年4月处于枯水期。湖水退去，湖底光秃秃的，只剩下一条中央的河。 西部青山河为间歇性河流，发源于南部凤凰山，汇水面积7km2。流经矿区西部，注入大冶湖。雨季最大洪峰流量6.22m3/s，有时河水漫过河床，淹没河床两岸的田地。 & nbsp& nbsp& nbsp这个地区位于长江中游南岸。其气候特点是冬季酷暑，四季分明，雨量充沛。是典型的亚热带大陆性气候。 根据当地气象资料，该地区降水季节明显，多集中在3 ~ 8月，占全年降水量的67% ~ 85.2%，集中降水月份的4 ~ 6月降水量占全年降水量的37% ~ 59.4%。 年平均降水量1382.6毫米，最高2180.1毫米，最低899.8毫米，最大日降水量204.7毫米，最长连续降水日数20天，降水量656.8毫米 & nbsp& nbsp& nbsp(二)区域水文地质特征:& nbsp& nbsp区内从第四纪到志留纪，除缺失的泥盆系外，其他地层均有出露，还有燕山期岩浆岩。 由于不同时代地层、岩体和含水介质的差异，区内地下水类型较多。 根据各含水层的含水特征，区内含水层主要有第四系松散沉积物、白垩系碎屑岩、浅部风化岩浆岩、三叠系、二叠系和应时碳酸盐岩等。隔水层主要为三叠系的砂岩、页岩和泥灰岩，二叠系的硅质岩、炭质岩和粉砂岩，志留系的粉砂岩等。 & nbsp& nbsp& nbsp根据该区地下水动态与降水关系密切的特征分析，大气降水是地下水的总补给源。 由于区域内岩溶地层的埋藏条件、地质构造和地形地貌不同，区域地下水的补给、径流和排泄条件也不同。 & nbsp& nbsp& nbsp1.南部出露区:由于地表岩溶、裂隙发育，为降水的入渗提供了有利条件，是该区补给的最佳场所。 降水进入地下后，一部分被短暂搬运，然后通过泉水释放到地表，是区域地下水的补给和排泄区。 & nbsp& nbsp& nbsp2.中部覆盖和埋藏区:由于地表分布着透水性弱的粘性土和风化岩浆，岩溶地下水直接接受降水补给的条件不好。 岩溶地下水从出露区进入本区后，向北迁移。遇到岩浆岩后，主要以泉水或“冷浸田”、沼泽等集中或分散的水流形式向地表排泄，在曹家湾-曹小青段小清河河床段，是区域地下水的径流排泄区。 & nbsp& nbsp& nbsp3.北部大冶湖覆盖埋藏区:正常情况下，岩溶地下水位高于湖(中央河)水位。首先，被覆盖的砾石层被垂直补给，然后排放到中央河流。 & nbsp& nbsp& nbsp三。水文地质条件分析 矿区:& nbsp；& nbsp矿区位于大冶湖盆地南缘丘陵地带，北临大冶湖，西临青山河。汛期三面环水，呈半岛状直入湖中。 区内地层主要为下三叠统大冶组第四系松散层、大理岩和岩浆岩。 当地侵蚀基准面最低的是大冶呼中河底，海拔13.17米，大部分矿体埋藏在侵蚀基准面以下，其中1、2号矿体为露天开采，3、4号矿体为地下开采。 & nbsp& nbsp& nbsp(一)矿区岩溶发育特征:& nbsp& nbsp矿区岩溶地层主要为下三叠统大冶组上部第4、5、6、7岩性段的大理岩，构成矿体的直接顶底板，溶洞和溶蚀裂隙发育，为地下水提供了良好的储水空空间。 可见，岩溶的分布和发育规律是决定矿区水文地质条件的首要因素。 & nbsp& nbsp& nbsp1.大理石的分布:& nbsp& nbsp矿区内的大理岩除了马角地区南部有一小部分出露面外，均隐伏在第四纪或岩浆岩下，呈半岛状或捕虏体产出，呈北北东向断续分布，基本分为四部分。 & nbsp& nbsp& nbsp(1)南部大理岩:呈半岛状分布于矿区五勘探线以南，构成ⅰ、ⅲ、ⅺ等矿体的直接顶底倒置。 & nbsp& nbsp& nbsp(2)中央大理岩:在9号勘探线以东，有两个捕虏体，其中一个形成了1号的顶底板。七号矿体，另一个在三号矿体的顶部。ⅲ号矿体。 & nbsp& nbsp& nbsp(3)北部大理岩:分布在15 ~ 35勘探线之间，形成了1000号的顶底板。IV和No。五.矿体。 & nbsp& nbsp& nbsp(4)湖区大理岩:分布于43线以北的大冶湖底，构成#矿体和里泥湖区的直接顶底板。 & nbsp& nbsp& nbsp2.的发展规律:& nbsp；& nbsp矿区大理岩岩溶主要沿北北东向压扭断裂构造(矿区主要地表为破碎带)发育，位于大理岩与岩浆岩接触带附近和矿体氧化带附近。 南部除马角山外，由于地下岩溶形态，一是第四系覆盖的岩溶沟、槽、洼，二是地下溶洞、溶隙、溶孔，其中溶洞、溶隙是岩溶地下水的主要储水空室。 矿区内有400多个溶洞，规模不一，高度一般为0.25 ~ 2.00 m，最高达28.13m；矿山溶洞一般高1.5~6.0m，直径0.5~8.8m。最大的溶洞高29.91～40米，长100多米。 溶蚀裂隙是矿区分布最广的地下岩溶形态，是溶洞之间沟通的通道。裂隙宽度一般为0.02 ~ 0.40 m，最大可达0.7 ~ 1.5 m。 & nbsp& nbsp& nbsp矿区大理岩中溶洞和溶蚀裂隙的发育有以下规律:①岩溶发育于纯大理岩段，各岩性段岩溶发育由强到弱的顺序为岩性段6、7、5、4；②岩溶发育随深度增加而减少，垂直分带明显。强岩溶带发育在浅部，岩溶形态以溶洞为主，弱岩溶带分布在岩溶带之下，岩溶形态以溶蚀裂隙为主。③岩溶沿断裂构造强烈发育；④大理岩与岩浆岩接触带强烈；⑤矿体氧化带附近强烈发育。 此外，矿区溶洞不同程度地充填有外来物质和溶解残留物质，充填程度和充填物的性质直接影响岩溶含水层的富水性、透水性和开采条件。 & nbsp& nbsp& nbsp(二)矿区含水层(体)和隔水层(体)特征:& nbsp& nbsp矿区地层包括第四纪松散堆积物、岩浆岩、大理岩、变质矽卡岩和磁铁矿等。根据岩性和含水介质性质可分为9层。 & nbsp& nbsp& nbsp1.第四系残积亚粘土夹砾石孔隙含水层:主要分布于矿区低洼地带和大冶湖北岸，层厚2.01 ~ 23.61 m，含孔隙潜水。试验坑的渗透试验渗透系数为0.0145 ~ 0.68米/昼夜，富水性强，渗透性弱。 & nbsp& nbsp& nbsp2.第四系冲积亚粘土、砂砾孔隙含水层:分布于西部青山河两岸，层厚4.10~19.32m，从河床向两岸逐渐变薄。 含孔隙潜水富水性强，透水性弱。 & nbsp& nbsp& nbsp3.矿体含水体及岩浆风化裂隙:风化裂隙广泛分布于岩浆岩(包括含水介质性质相似的斜长石和矽卡岩)及矿体浅部。 裂隙和孔洞的充填程度直接影响其富水性和透水性。 接触带附近的岩浆风化破碎带由于裂隙发育，富水性和渗透性。钻孔单位涌水量为0.5611 L/(s·m)，渗透系数为1.1972m/天。 风化矿体氧化作用强，裂隙、孔洞发育，渗透系数可达6.1487米/天。 其他地区相对较弱，单位涌水量为0.0249 l/(s·m)，渗透系数为0.04958m/昼夜。 & nbsp& nbsp& nbsp4.矿体和岩浆裂隙水体:分布在风化裂隙下部的成矿接触带和构造破碎带附近。 岩浆岩裂隙的含水量、富水性和透水性较弱，单位涌水量为0.00512 ~ 0.0433 L/(s·m)，渗透系数为0.0094 ~ 0.1227m/昼夜。 裂隙矿体富水性和透水性差异大，氧化作用强。1号矿体裂隙发育，富水性强，透水性强，单位涌水量5.1607 l/(s·m)，渗透系数6.1487m/昼夜。 其他地段富水性强，透水性弱，单位涌水量0.0124 l/(s·m)，渗透系数0.0139m/昼夜。 & nbsp& nbsp& nbsp5.构造破碎带含水体:矿区断裂构造多为破碎带，主要有两组:一组是北北东向1、2、3、4号矿体的顶底板或中部破碎带；另一组是ⅹ、ⅷ、ⅶ、ⅷ号矿体向东65° ~ 70°的破碎带。 上述破碎带在矿区内断续分布，大理岩中发育的区域均被强岩溶发育带所替代。 根据钻探，ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅶ号矿体顶底板或中部破碎带富水性弱；1号和2号矿体之间发育的F61断层与岩溶含水层连通，岩溶水通过断层充入矿坑，涌水量达12.23 L/s。 & nbsp& nbsp& nbsp6.下三叠统大冶组大理岩裂隙岩溶含水层(对应强岩溶发育带):分布于各剖面大理岩上部，即大冶组第7、6、5、4岩性段。 含水介质主要为溶洞，其次为溶蚀裂隙。整个矿区含水层平均厚度为70.52米，富水性强，透水性好。钻井过程中，动水位经常突然下降，洗井液流失严重甚至不返。在该层开挖隧道时，经常发生涌水或突水。 其富水性有以下规律:①从进水条件看，南大理线22线以北虽然三面有岩浆岩，但南部和西部有过水通道。地下水涌水量条件较好，富水性较强，钻孔单位涌水量为0.839 ~ 1.262 L/(s·m)。 ②从岩性上看，岩溶发育的第六岩性段含水能力最强，居首位，单位涌水量为0.9958 ~ 1.922 L(s·m)，溶洞发育的第七岩性段次之，为角砾状白云质大理岩和白云质大理岩，单位涌水量为0.839 ~ 1.0443 L/(s·m)，溶洞发育。 ③从构造位置看，接触带和断裂构造富水性强。在隧道开挖过程中，出水点和突水点位于这些区域。 & nbsp& nbsp& nbsp7.下三叠统大冶组大理岩溶蚀裂隙含水层(对应弱中央溶蚀发育带):分布在强岩溶发育带下的下三叠统大冶组7、6、5、4、3岩性段。含水段空以溶蚀裂隙和孔洞为主，局部有少量溶洞。其水力特性受到限制。该含水层的平均厚度为127.89米 钻孔单位涌水量为0.00140 l/(s·m)，渗透系数为0.0116m/昼夜。 & nbsp& nbsp& nbsp8.岩浆岩和矿体隔水层:分布在深部远离矿化接触带和矿体深部中部的岩浆岩为新鲜岩浆岩和致密块状矿体。 钻孔内的动水位和冲洗液消耗量无明显变化。 新鲜岩浆岩钻孔单位涌水量为0.000944 l/(s·m)，渗透系数为0.00884m/昼夜，可视为相对隔水层。 & nbsp& nbsp& nbsp9.大理岩隔水层:分布于大理岩溶蚀裂隙含水层的下部，主要位于大冶第三、第四岩性段。 钻孔内的动水位和冲洗液消耗量无明显变化。 & nbsp& nbsp& nbsp(3)含水层之间的水力联系:& nbsp& nbsp矿区含水层之间没有完整的隔水层(体)，在自然条件下构成统一的含水体。但是，由于空之间的位置和渗透率的差异，各含水层的水力联系是不同的，水力联系的程度取决于含水层本身的渗透率，尤其是在弱透水性一侧。如果两侧透水性强，水力联系紧密。透水性强，透水性弱时，水力联系弱；两侧透水性弱，水力联系弱。 & nbsp& nbsp& nbsp(4)地表水 地下水之间的水力联系:& nbsp；& nbsp自然条件下，小清河曹家湾至曹小青段河床段是矿区岩溶地下水的排泄区。 开采后，随着地下水动态条件的急剧变化，首先表现为泉水断流，“冷浸田”和沼泽干涸，然后地表出现大量裂缝和塌陷，使河水流下或直接灌入地下岩溶含水层，造成河水严重渗漏，甚至断流，抬高地下水位。 可见，崩塌后，青山河乃至大冶湖的水力联系是非常紧密的。 & nbsp& nbsp& nbsp平原年份，大冶湖远离南方大理岩，被透水性差的岩浆岩阻隔。该湖与南部大理岩岩溶地下水之间没有水力联系。 & nbsp& nbsp& nbsp(5)矿井充水分析:& nbsp& nbsp根据对矿区自然环境和水文地质条件的分析，并结合矿床开采实践，确定矿坑充水有三个来源:地下含水层中的地下水、大气降水和地表水。 & nbsp& nbsp& nbsp矿区地下含水层中，第四系含水层位于地表浅部，厚度小，富水性弱，透水性强；岩浆风化裂隙水体和岩浆裂隙水体分布广泛，构成矿体的直接顶底板，但其富水性和透水性也较差，不是矿山的主要充水水源。 下三叠统大冶组大理岩岩溶含水层，特别是上部的裂隙岩溶含水层，分布面积大，是矿体的直接顶底板，富水性和渗透性强。此外，地下水由南部大理岩和青山河塌陷区补给，是矿井最重要的直接充水水源。 构造破碎带含水体分布范围较窄，但其所经过的岩层裂隙发育。穿越大理岩时，岩溶发育强烈且较深，含水空落差较大。一般是良好的地下水通道，含水和透水性都很强。采矿工程临近时，大量涌水甚至涌水，构成矿井充水的重要水源。 & nbsp& nbsp& nbsp大气降水主要通过三种途径向矿井充水:①从露天矿坑补给地下含水层进入矿井；(2)岩溶地下水由南部裸露岩溶区的溶洞裂隙补给，通过径流进入矿坑；(3)降水汇集青山河或溢出两岸，渗入或直接灌入大理岩裂隙溶洞含水层充水。 露天矿汇水面积有限，大部分降水收集后从地表排出。枯水期地下涌水量约6000m3/昼夜，说明区域补给条件不好。排泄青山河或溢出两岸，从塌陷区渗入或直接灌入大理岩裂隙溶洞含水层，是大气降水填充矿坑的最主要途径。 & nbsp& nbsp& nbsp地表水体主要为青山河水，大冶湖水在丰水年回流至青山河，通过塌陷区渗入或直接灌入塌陷坑，补给大理岩裂隙溶洞含水层，使矿坑充满水。 & nbsp& nbsp& nbsp四。结论 建议:& nbsp；& nbsp(1)开采实践表明，铜绿山矿区三面环水，地表水丰富。只要查明充水条件，采取合理的开发方案和防排水措施，该矿床是可以开发利用的。 & nbsp& nbsp& nbsp(2)岩溶地面塌陷是目前矿山开采中存在的主要水文地质工程地质问题。 因此，在做好塌陷预测的同时，还应注重治理，即采取封堵矿床外围的方法，使青山河段及南郊外围的地下水位升高，以防止塌陷的复发和复活或控制局部地段的塌陷，从而减少矿坑的排水量和泥砂侵入，预防和减少塌陷对环境的破坏。 & nbsp& nbsp& nbsp(3)深部开采时，要考虑防水岩(矿)柱的有效宽度，进一步加强北部地区深部大理岩、湖区大理岩及其之间岩浆岩的水文地质工作，确保矿山安全生产。 免责声明：本网部分内容来自互联网媒体、机构或其他网站的信息转载以及网友自行发布，并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。本网所有信息仅供参考，不做交易和服务的根据。本网内容如有侵权或其它问题请及时告之，本网将及时修改或删除。凡以任何方式登录本网站或直接、间接使用本网站资料者，视为自愿接受本网站声明的约束。
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