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霍邱金安鐵礦水文地質(zhì)條件初步研究

2012-12-03 08:00:42譚綠貴張廣勝王本偉汪萬芬
皖西學(xué)院學(xué)報(bào) 2012年5期
關(guān)鍵詞:金安隔水層鐵礦

譚綠貴,張廣勝,王本偉,汪萬芬,劉 忠

(1.皖西學(xué)院 資源環(huán)境與旅游管理學(xué)院,安徽 六安237012;2.六安市國(guó)土資源局,安徽 六安237001)

1 引言

水文地質(zhì)條件(Hydrogeological Condition)是研究地下水的埋藏、分布、補(bǔ)給、徑流、水質(zhì)和水量及其形成的地質(zhì)條件的總稱,而礦床水文地質(zhì)條件則是探討在礦床分布區(qū)域內(nèi)地下水的各種相關(guān)作用及其所形成的地質(zhì)條件等諸多問題,具體就是分析礦床地下水的埋藏分布特點(diǎn),補(bǔ)給、徑流及排泄條件和預(yù)測(cè)地下水水量等地下水科學(xué)及工程問題。在分析礦床水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上,進(jìn)而搞清地下水水化學(xué)特征、科學(xué)判別地下水水源,合理預(yù)測(cè)礦坑涌水量以及由于開采可能引起的地下水動(dòng)態(tài)變化,為礦床的順利開采提供相關(guān)的水文地質(zhì)資料[1-2]。

礦床水文地質(zhì)條件分析的內(nèi)容豐富。胡學(xué)玲[3]主要從4個(gè)方面分析礦床水文地質(zhì)條件,分別為礦床的地下水賦存條件、礦床礦井的含水層與隔水層的特征,礦床地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄的條件和礦井涌水量的預(yù)測(cè)及防水排水的對(duì)策。同時(shí)在進(jìn)行水文地質(zhì)條件分析時(shí),需要因地制宜地采取不同的方法勘探地層、預(yù)測(cè)涌水量。

礦床地下水的補(bǔ)給、徑流與排泄條件是礦床水文地質(zhì)條件分析的重點(diǎn)內(nèi)容,所以,在具體分析一個(gè)礦床水文地質(zhì)條件之前,需要對(duì)區(qū)域及礦區(qū)的自然地理?xiàng)l件進(jìn)行調(diào)查。同時(shí)還要對(duì)礦區(qū)的地質(zhì)條件進(jìn)行調(diào)查分析,其內(nèi)容主要包括礦區(qū)的地質(zhì)背景、地層、構(gòu)造、巖漿活動(dòng)等。

礦區(qū)內(nèi)的地形地貌及其地質(zhì)構(gòu)造條件,對(duì)礦床的地下水補(bǔ)給、徑流與排泄具有很大影響,尤其是對(duì)于地下水徑流與排泄情況的分析,而外部的氣候條件則主要影響地下水的補(bǔ)給來源。因此,在分析地下水的補(bǔ)給、徑流與排泄條件時(shí),應(yīng)注意結(jié)合地下水的分布情況,分別從補(bǔ)給、徑流、排泄這3個(gè)方面,結(jié)合氣候、地形、構(gòu)造狀況和含水層的類型進(jìn)行分析,并在此基礎(chǔ)上綜合評(píng)價(jià)某一礦區(qū)水文地質(zhì)條件的復(fù)雜程度。

劉宏信等認(rèn)為大氣降水是地下水補(bǔ)給的重要組成部分,根據(jù)蒙庫鐵礦區(qū)所在的地理位置可確定當(dāng)?shù)氐慕邓愋停?]。若礦區(qū)處于我國(guó)的東部季風(fēng)區(qū),其降水類型主要為大氣降水,因此,大氣降水就是礦床地下水補(bǔ)給的主要來源。

此外,地面的植被覆蓋情況也會(huì)影響到地下水的補(bǔ)給。李亮經(jīng)等[5]分析坎上鐵礦床含水層第四系孔隙水的補(bǔ)給來源主要為降水補(bǔ)給,灤河滲漏補(bǔ)給,山前側(cè)向徑流補(bǔ)給。第四系第二含水層與基巖裂隙水的主要補(bǔ)給來源為裸露山區(qū)的大氣降水補(bǔ)給。

地下水的徑流方向主要受到地形地貌及地質(zhì)構(gòu)造的影響,含水層為地下水主要的徑流通道。其次,節(jié)理、斷裂裂隙也是地下水徑流的通道。地下水徑流遵循由高處流向底處的運(yùn)移規(guī)律。劉宏信等[4]得出蒙庫鐵礦床地下水的水力坡度值和裂隙水的滲透系數(shù)值成為衡量地下水徑流條件優(yōu)劣的主要指標(biāo)。水力坡度值越大,滲透系數(shù)越大,地下水的徑流條件就越優(yōu)越。

礦區(qū)礦床地下水排泄有多種方式,自然排泄和人工排泄是兩種主要的方式。自然排泄主要是依靠天然河流、河谷和自然蒸發(fā)進(jìn)行排泄。主要形式有地下水補(bǔ)給河流、湖泊,天然泉排泄和蒸發(fā)、滲透。排泄條件的優(yōu)劣主要取決于礦床的地質(zhì)構(gòu)造條件、含水層的分布狀況、補(bǔ)給區(qū)與排泄區(qū)的標(biāo)高。排泄條件較優(yōu)的礦床,一般都存在有利于排水的地質(zhì)構(gòu)造,如單斜構(gòu)造;含水層與河流河谷相互連接且地下水位高于河流河谷的正常水位;補(bǔ)給區(qū)標(biāo)高比排泄區(qū)標(biāo)高的數(shù)值要大。而蒸發(fā)和滲漏主要取決于礦床是否露天以及地下巖層裂隙發(fā)育狀況。除了自然排泄,人工的排泄方式主要用于礦區(qū)礦井內(nèi)。由于礦床開采,地下水的自然排泄方式受到干擾,會(huì)出現(xiàn)礦井內(nèi)積水,需要進(jìn)行礦井人工排水。付江偉等[6]認(rèn)為焦作礦區(qū)本身就處于地下水徑流的排泄區(qū)內(nèi),因而也需要進(jìn)行礦井人工排水。因此,地下水排泄條件對(duì)于礦床的排水工作意義重大。

因此,分析地下水補(bǔ)給、徑流與排泄條件,有助于分析研究礦床水文地質(zhì)條件的復(fù)雜程度,可為礦床地下水的涌水量預(yù)測(cè)提供基礎(chǔ)資料。

礦床的涌突水是礦產(chǎn)開采過程中所面臨的重要問題,礦床的充水因素是礦床涌水量大小的主要原因之一。因此,礦床充水因素分析也應(yīng)是礦床水文地質(zhì)條件分析內(nèi)容。姚明朝[7]認(rèn)為礦床的充水因素分析包括3個(gè)方面內(nèi)容,分別為礦床的充水水源、充水途徑、充水特征。其中礦床的充水水源和充水途徑是礦床充水因素分析的主要內(nèi)容。不同地區(qū)、類型的礦床,它們的充水水源和充水途徑各不相同,因而它們的充水特征也不同。劉玉柱認(rèn)為內(nèi)蒙古大雁一礦東四采區(qū)內(nèi)的補(bǔ)給來源總體有3個(gè),分別為降水補(bǔ)給、含水層的滲入補(bǔ)給和斷層導(dǎo)水。它們的充水途徑分別為第四系地層、單斜構(gòu)造的含水層、張扭性正斷層破碎帶[8]。劉宏信等[4]在研究蒙庫礦床的水文地質(zhì)條件則得出1~9號(hào)礦體的礦床充水來源主要與礦床所處的地質(zhì)構(gòu)造、礦體的出露情況以及地表的水系有關(guān)的結(jié)論。

通過對(duì)礦床的水文地質(zhì)條件分析,掌握礦區(qū)或礦床的主要含、隔水層以及含水層的富水性,在此基礎(chǔ)上,探討礦床地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件。在掌握礦床水文地質(zhì)條件的實(shí)際資料的基礎(chǔ)上,分析礦床充水因素,進(jìn)而分析礦床水文地球化學(xué)特征、探討地下水水源來源、科學(xué)預(yù)測(cè)礦床地下水水量、動(dòng)態(tài)掌控礦床地質(zhì)環(huán)境,從而滿足礦井設(shè)計(jì)與生產(chǎn)需要,保證井下泵排設(shè)施的合理投入,有力促進(jìn)礦井的采掘持續(xù)和生產(chǎn)安全。本文在省教育廳自然科學(xué)研究重點(diǎn)(產(chǎn)學(xué)研)項(xiàng)目資金支持下,收集了霍邱鐵礦田部分礦床的地質(zhì)、水文地質(zhì)資料,并依據(jù)對(duì)霍邱鐵礦田金安、大昌等礦床井下野外地質(zhì)、水文地質(zhì)調(diào)查研究,開展水文地質(zhì)、水文地球化學(xué)等方面的研究工作,以期對(duì)礦山的開采設(shè)計(jì)、安全生產(chǎn)和排水用水有所啟發(fā)和幫助。因而分析研究礦床水文地質(zhì)條件不僅具有一定的理論意義,而且具有十分重要的生產(chǎn)實(shí)際意義。

2 霍邱金安鐵礦地理地質(zhì)概述

2.1 金安鐵礦地理概況

霍邱鐵礦田地處淮河流域中上游沖積平原區(qū),地勢(shì)總體較為平坦,海拔標(biāo)高30~50m。金安鐵礦(即原草樓自然村所在地,初始稱草樓鐵礦)位于霍邱鐵礦田的中部,位于安徽省六安市霍邱縣范橋鄉(xiāng)境內(nèi),礦床中心地理坐標(biāo)為東經(jīng)115°58′45″,北緯32°25′19″。礦區(qū)氣候溫和,四季分明。根據(jù)霍邱縣氣象局近5年氣象資料,年最高氣溫為37.6℃,最低-12℃,無霜期全年一般為210~230天,最大凍土深度9cm,最大積雪深度16cm。年最大降雨量1 507.8mm,最小降雨量506.4mm,年平均降雨量1 064mm。

圖1為霍邱鐵礦田典型礦床水文地質(zhì)勘探剖面示意圖,指示礦區(qū)典型礦床礦體的地理位置、主要的含水巖組及其界線、地下潛水面形態(tài)、富水的古風(fēng)化帶界線、地下水徑流方向、充水及導(dǎo)水?dāng)鄬?、礦體形態(tài)及與圍巖的關(guān)系,以及水文勘探鉆孔位置。根據(jù)勘探資料,金安鐵礦(草樓鐵礦)區(qū)基巖處在F13和F17充水?dāng)鄬又g,地下水類型主要為變質(zhì)巖類裂隙水,其中ZK112號(hào)孔和ZK32號(hào)孔處在金安鐵礦所在區(qū)域。

2.2 金安鐵礦地質(zhì)概況

霍邱鐵礦田礦體多賦存于新太古界霍邱群周集組片巖、片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖及白云石大理巖中[9]。金安鐵礦礦體則賦存在吳集組上部,礦體上部為巨厚的第四系,厚度在122~222m之間,且夾有1~4層中粗砂含水層①。含礦巖系為黑云斜長(zhǎng)片麻巖、角閃黑云斜長(zhǎng)片麻巖及斜長(zhǎng)角閃巖等。含礦巖系為近南北走向并向東突出,傾向西的單斜構(gòu)造。礦床埋深130~208m,礦體沿傾斜方向深122~555m,平均280m。主礦體控制長(zhǎng)度為2 400m,平均厚度達(dá)53 m。礦體呈似層狀或透鏡狀,產(chǎn)狀與圍巖一致,平均傾角50°。礦體中部(3~19線)厚度較大,其中11~19線間礦體完整,8~7線之間礦體呈多層互層狀[10]。

圖1 霍邱鐵礦田水文地質(zhì)剖面示意圖(參修注釋②)

礦體裂隙比較發(fā)育,基巖裂隙含水層透水性、富水性較強(qiáng),遠(yuǎn)離礦體兩翼的片巖、片麻巖和白云石大理巖裂隙不發(fā)育,透水性差,在空間上形成南北狹長(zhǎng)的地下含水體;礦體上覆周集組風(fēng)化裂隙含水層、青白口系風(fēng)化裂隙含水層與第四系孔隙含水層,其特點(diǎn)是分布范圍大、厚度大、透水性較差、富水性較弱①。

3 金安鐵礦床的主要含、隔水層以及含水層的富水性

金安礦床含水層總體情況可概括為隔-含-隔-四含-隔(如圖2)。礦床的主要含、隔水層以及含水層的富水性與礦床賦存的地質(zhì)條件有關(guān)。地層組成巖石的孔隙度、松散程度以及裂隙發(fā)育程度都影響巖層的含水量和巖層的滲透系數(shù)大小。所以根據(jù)礦床巖層的性質(zhì)、組成物質(zhì)、裂隙發(fā)育程度,把金安鐵礦床劃分如下的含、隔水層,并分析主要含水層的富水性。

圖2 金安鐵礦床主要含、隔水層略圖

3.1 第四系含(隔)水層

第四系出露于礦區(qū)地表,為河湖相沉積。該層為礦床重要的新生代含水層,簡(jiǎn)稱新生水。從金安鐵礦床來看,有北部薄、南部厚、西部薄、東部厚的趨勢(shì),最薄處122.22m,最厚處達(dá)222.39m,平均厚度為167.78m①。巖性自上而下分為3層:

(1)上更新統(tǒng)粉質(zhì)亞粘土隔水層(Q1):為隔水層,以粉土質(zhì)亞粘土為主,向下粘土含量增高,變?yōu)榉弁临|(zhì)粘土。本層厚度大(68.19~90.95m,平均厚度為80.00m),分布廣,透水性差,對(duì)大氣降水及地表水的下滲起著阻隔作用。

(2)中更新統(tǒng)含水層(Q1+2):為金安礦床的主要含水層,系1~4層砂質(zhì)與粘土互層,總厚度27.36~130.41m。第四系砂層及亞砂土,含有較豐富的孔隙承壓水,金安礦床礦體最大厚度為53.15m,最小為18.61m,平均為29.50m。

第1層砂(自上而下)厚度大,分布廣,頂板標(biāo)高為-32.35~ -49.79m,底板標(biāo)高為 -64.38~-82.99m,中間多有1~2層粘土(或亞粘土)夾層,單層厚度為1.85~11.03m,本層砂是砂層中重要含水層。第2~4層砂,厚度較小,分布也不廣。第2層砂僅見于金安16線的164、165孔,頂標(biāo)高-100.72~-106.02m,厚度3.02~19.82m。在緊鄰的范橋礦床,本層砂分叉,中間夾有粘土,厚度5.80~8.10 m。第3層砂見于金安的8線、16線,另見于周油坊礦床的47線及范橋礦床的ZK04、ZK71,頂標(biāo)高為-132.42~-156.44m,厚度2.76~25.75m。

(3)中下更新統(tǒng)下部粘性土隔水層(Q2+3):本層透水性差,對(duì)砂層孔隙水與基巖裂隙水的水力聯(lián)系均起到一定的阻礙作用。少數(shù)鉆孔可見礫石層,有時(shí)與粘土混雜,最大厚度9.55m(ZK231),主要為基巖殘坡積物,含水性較差。

3.2 古風(fēng)化帶裂隙含水巖組

第四系在沉積之前,下元古界變質(zhì)巖系,遭受風(fēng)化剝蝕作用,形成似層狀的古風(fēng)化殼,其深度為154.65~232.92m,厚度15.00~46.37m,平均厚度達(dá)29.52m。上部為強(qiáng)風(fēng)化帶,厚度在2.90~44.65 m之間①,弱風(fēng)化帶中風(fēng)化裂隙發(fā)育,構(gòu)造裂隙因風(fēng)化作用而擴(kuò)張。古風(fēng)化帶巖石含有較豐富的裂隙水,該層裂隙含水層簡(jiǎn)稱古殼水。

3.3 新鮮基巖含(隔)水巖組

該層基巖總體含水性、富水性較差,筆者把這一層地下水簡(jiǎn)稱基含水,可以把該層劃分為以下4個(gè)巖性段:

(1)礦段頂板裂隙含水巖段:該礦段頂板主要為混合巖段、片麻巖段,裂隙一般不發(fā)育,局部較發(fā)育,裂隙多被碳酸鹽巖及綠泥石充填,偶見有溶蝕小洞①。本層為含水性弱的裂隙水。(2)含礦段裂隙含水巖段:該段主要巖性為3個(gè)鐵礦體層及其夾層,裂隙一般不發(fā)育,局部較發(fā)育。偶見有地下水溶蝕現(xiàn)象,本層富水性較差。(3)礦體底板裂隙水含水巖段:該段主要巖性和礦段頂板相同,為片麻巖和混合巖段,裂隙不發(fā)育,為一弱裂隙含水巖組。(4)混合花崗巖不含水巖組(隔水層):該段裂隙極不發(fā)育,不含水,為隔水巖層。

4 金安鐵礦床地下水補(bǔ)給、徑流與排泄條件

4.1 地下水的補(bǔ)給條件

礦床地下水的補(bǔ)給條件主要取決于礦床所在地區(qū)的氣候條件、地形地貌條件、地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育狀況等。其中地形地貌條件不僅包括礦床所在地形地貌單元特征,還包括該礦床所處的地表水系特征。大氣降水狀況與礦床地下水補(bǔ)給來源密切相關(guān),是地下水補(bǔ)給來源的重要方面。

霍邱鐵礦田地處淮河流域中上游沖積平原區(qū),金安礦床位于四十里長(zhǎng)山東側(cè),礦區(qū)西北方建有蝎子山水庫,西臨周油坊礦床,東和范橋礦床相連,屬Ⅱ級(jí)階地地貌單元,礦床地形平坦,地表標(biāo)高在29.64~40.05m之間①。礦區(qū)西高東底,地下水徑流方向?yàn)樽晕飨驏|(礦床方向)。地表水塘星羅棋布,但在大旱季節(jié)(如1978年)所有池塘均干涸,地下水位下降很多。礦區(qū)地表水系發(fā)育,除淮河自西向東流經(jīng)礦區(qū)北部外,西隔四十里長(zhǎng)山與泉河相臨,東部沿崗河與城西湖(季節(jié)性蓄洪水域)相毗連。地表池塘密布,拗谷沖溝內(nèi)有水徑流,最終匯合注入淮河。該礦體位于區(qū)域侵蝕基準(zhǔn)面(18m)和地下水位之下。礦區(qū)內(nèi)第四系廣泛分布,下伏為下元古界含鐵變質(zhì)巖系。

金安礦床所處地區(qū)的氣候類型為亞熱帶季風(fēng)氣候,區(qū)內(nèi)氣候溫和,四季分明。這樣的氣候條件決定了礦區(qū)夏秋季節(jié)大氣降水多,冬春季節(jié)降水少,降水的季節(jié)變化顯著。而礦區(qū)的地下水補(bǔ)給來源,特別是第四系含水層的地下水的補(bǔ)給來源主要應(yīng)為入滲到含水層的大氣降水。所以,亞熱帶季風(fēng)氣候?qū)τ诘V床地下水補(bǔ)給意義重大。第四系淺層和深層含水層均不同程度地接受大氣降水及地表水的入滲補(bǔ)給,同時(shí)淺層地下水與淮河還存在著互補(bǔ)關(guān)系。當(dāng)淮河處于豐水期時(shí),河流水補(bǔ)給流域內(nèi)的淺層地下水;當(dāng)淮河處于枯水期時(shí),流域內(nèi)的淺層地下水則補(bǔ)給河流,這種互補(bǔ)關(guān)系同樣是取決于亞熱帶季風(fēng)氣候的降水季節(jié)變化。

4.2 地下水的徑流條件

由于地下水徑流途徑直接影響到地下水水質(zhì)、水化學(xué)特征乃至地下水污染的嚴(yán)重程度,因此可以認(rèn)為金安礦床的地下水徑流途徑與地下水地球化學(xué)作用過程大致相同,進(jìn)而運(yùn)用地下水化學(xué)特征來識(shí)別地下水水源、徑流路徑,分析水流場(chǎng)狀態(tài)。在實(shí)際調(diào)查的基礎(chǔ)上,利用水化學(xué)資料,探討鐵礦區(qū)地下水的徑流條件,以期分析地下水的徑流途徑及水源特征。

通過野外地質(zhì)調(diào)查和前人勘探資料,認(rèn)為金安鐵礦地下水的徑流途徑主要有:(1)地表水體側(cè)向滲入流動(dòng)。礦坑排水經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后排入沿崗河河道再次補(bǔ)給潛水。(2)塌陷裂隙滲入流動(dòng)。地表水體也可能通過采礦活動(dòng)所形成的地面塌陷裂隙補(bǔ)充地下水。(3)沿?cái)鄬悠扑閹Я鲃?dòng)。地下采礦活動(dòng)打破了各含水層之間的相對(duì)靜止和隔絕狀態(tài),水流可通過斷層破碎帶或其他裂隙溝通不同水質(zhì)的含水層之間的水力聯(lián)系,從而影響地下水水質(zhì)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。(4)可通過礦井排水孔或勘探時(shí)未封閉的鉆孔直接進(jìn)入地下含水層。由于礦井排水將加速深層地下水的循環(huán),導(dǎo)致部分巖層的礦物、巖石被侵蝕、溶蝕或溶解,從而使地下水礦化度相對(duì)增高。

在分析徑流條件的同時(shí),也要對(duì)影響徑流條件的因素進(jìn)行分析,主要影響因素有地下含、隔水層的分布和礦床的地質(zhì)構(gòu)造狀況。地下含水層的頂?shù)装宓臉?biāo)高、隔水層所處的位置以及地層的走向?qū)τ诘叵滤畯搅鞯姆较蚓哂兄匾饔谩H缜拔乃?,金安礦床含水層總體情況可以概括為隔-含-隔-四含-隔(圖1),包括第四系含(隔)水層,古風(fēng)化帶裂隙含水巖組以及新鮮基巖含(隔)水巖組。在“新生水”層中,根據(jù)巖性從上到下分為上更新統(tǒng)粉質(zhì)亞粘土隔水層(Q2+3),中更新統(tǒng)含水層(Q1+2),中下更新統(tǒng)下部粘性土隔水層(Q1),這些含、隔水層的分布決定了金安鐵礦床地下水的徑流方向。而“古殼水”巖組以及“基含水”隔水巖組則對(duì)地下水徑流的通道狀況產(chǎn)生影響。例如,構(gòu)造裂隙對(duì)地下水徑流的影響主要表現(xiàn)為金安礦床由于受底部混合花崗巖突起的影響,裂隙不發(fā)育,對(duì)地下水的運(yùn)動(dòng)可能起著阻隔作用。在礦體的頂?shù)装澹ㄓ绕涫堑装澹┑幕旌蠋r及片麻巖段,局部見有擠壓破碎現(xiàn)象且壓碎不均勻,局部具有糜棱巖化現(xiàn)象,而臨近破碎帶處裂隙較發(fā)育,有利于地下水的流動(dòng)。

4.3 地下水的排泄條件

礦床地下水的排泄分為自然排泄與人工排泄,自然排泄條件主要受到整個(gè)礦區(qū)地形走勢(shì)的影響。金安鐵礦總的地貌特征為四十里長(zhǎng)山丘陵孤聳于西區(qū),南部有基巖裸露和泉水出露(圖1)。裸露區(qū)風(fēng)化帶與覆蓋區(qū)風(fēng)化帶是連續(xù)的,呈似層狀分布,總的趨勢(shì)是南高北低。從基巖裸露區(qū)得到降雨補(bǔ)給的地下水沿風(fēng)化帶由南向北運(yùn)移,以致排出區(qū)外,途中部分地下水可通過“天窗”向中、下更新統(tǒng)頂托補(bǔ)給。隨著金安礦床開采活動(dòng)不斷地向前推進(jìn),礦井內(nèi)會(huì)出現(xiàn)一定流量的地下水,需要根據(jù)實(shí)際水量大小,采用人工排泄方式進(jìn)行礦井抽水,以保證井下安全生產(chǎn)活動(dòng)正常進(jìn)行。但同時(shí)應(yīng)注意,坑道排水將加速地下水的循環(huán),導(dǎo)致部分巖層礦物、巖石被侵蝕,加速地下水化學(xué)作用進(jìn)程,或使深層地下水礦化度有增加的趨勢(shì)。

通過調(diào)查金安鐵礦水文地質(zhì)情況,分析該礦床含隔水層及含水層剖面特征,剖析“新生水”、“古殼水”以及“基含水”間的水力聯(lián)系,進(jìn)而探究礦床地下水補(bǔ)給、徑流與排泄條件,可以為該鐵礦礦山開采防治水實(shí)踐提供技術(shù)支持,對(duì)于井下開采的疏干工程和礦山排水用水設(shè)計(jì)和安全生產(chǎn)具有重要參考價(jià)值。

霍邱金安鐵礦是屬于水文地質(zhì)條件較復(fù)雜的一類沉積變質(zhì)型鐵礦床[9]。在礦床開采之前已經(jīng)對(duì)該礦床水文地質(zhì)條件進(jìn)行了一定的地質(zhì)工作,初步摸清了礦床含隔水層和含水層的富水性,地下水補(bǔ)給、徑流與排泄條件以及礦床充水條件,為預(yù)測(cè)礦床涌水量、確保礦山生產(chǎn)安全和科學(xué)排水用水等提供了水文地質(zhì)依據(jù)。隨著礦床開采活動(dòng)的進(jìn)行,會(huì)在不同程度上破壞原有地下水的徑流、排泄條件,這勢(shì)必會(huì)打破地下水的動(dòng)態(tài)平衡,影響到該礦床所在區(qū)域的地下水流場(chǎng)狀態(tài)。因此,在分析金安鐵礦礦床開采的水文地質(zhì)條件時(shí)需要該礦床抽水試驗(yàn)資料以及地下水水化學(xué)資料,以便判別地下水水源、預(yù)測(cè)水量,為礦山開采設(shè)計(jì)、安全生產(chǎn)和科學(xué)排水用水提供依據(jù)。

5 結(jié)論

金安鐵礦位于霍邱鐵礦田的中部,行政區(qū)劃隸屬于六安市霍邱縣范橋鄉(xiāng)。在具體地分析金安鐵礦床的含水層與隔水層的特征及含水層的富水性基礎(chǔ)上,依據(jù)礦床含水層剖面可把礦床地下水分為新生水、古殼水和基巖水。結(jié)合該礦床地下水的補(bǔ)給來源、徑流途徑、排泄條件及礦床的充水來源與充水途徑,認(rèn)為金安鐵礦是一個(gè)水文地質(zhì)條件較為復(fù)雜的沉積變質(zhì)型鐵礦床。因整個(gè)礦區(qū)西高東底,地下水徑流方向應(yīng)為自礦床西向東流動(dòng)。礦床地下水補(bǔ)給來源,特別是新生水的補(bǔ)給來源主要應(yīng)為入滲到含水層的大氣降水。金安鐵礦地下水的徑流途徑主要有4個(gè)方面:一是通過地表水體側(cè)向滲入;二是沿塌陷裂隙滲入;三是沿著斷層破碎帶進(jìn)入;四是可能通過礦井排水孔或勘探時(shí)未封閉的鉆孔直接進(jìn)入地下含水層。礦床地下水的排泄則主要是在礦床開采階段的礦井抽水,其次可能是位于礦區(qū)南部的泉水出露?;羟窠鸢茶F礦地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄條件以及礦床的充水因素分析,以及礦床水文地球化學(xué)特征及其水源判別還有待今后進(jìn)一步的野外和室內(nèi)工作。

致謝對(duì)霍邱縣國(guó)土資源局、霍邱縣環(huán)境保護(hù)局、安徽金安鐵礦有限公司以及安徽省地質(zhì)勘探局313地質(zhì)隊(duì)在野外和資料收集過程中提供的指導(dǎo)和幫助表示衷心的感謝。

注釋:

①馬鞍山礦山研究院,六安科環(huán)環(huán)境工程有限公司.安徽草樓鐵礦開發(fā)環(huán)境影響報(bào)告書(R),2004.8.

②安徽開發(fā)礦業(yè)有限公司,華北有色工程勘察院.安徽省霍邱縣李樓鐵礦水文地質(zhì)研究報(bào)告(R),2007.12

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