甘肃肃北双尖山地区某金矿床水文地质条件研究

刘东风

（甘肃省地质矿产勘查开发局第四地质矿产勘查院，甘肃 酒泉 735000）

研究区地处甘肃河西走廊以北的北山地区，属干旱荒漠区，为中低山丘陵地形，海拔为1850m～2050m，地形切割较强烈。研究区年降雨量7.54mm～149.8mm，年平均降水量81mm，由于受季节的影响，降水多集中于6～8三个月，占全年降水量的70%左右。

区内无常年地表水流，仅在暴雨后有短暂径流，大部分沿沟谷洼地自南向北呈散状流出区外总体上区域水文地质较简单。为确保金矿资源开采的安全性，本文在外业调查的基础上对该矿床的水文地质条件进行了总结，为编制资源开发方案提供依据。

1 区域水文地质特征

1.1 区域水文地质特征

区域气候干燥，降雨量小，蒸发量大，土面蒸发强烈，植被稀少，是本区地表及地下水相对贫乏的原因。区内地下水埋藏较深主要受大气降水渗漏补给，基本上以潜流形式就地迁移，或消耗于蒸发和植被蒸腾。区内地下水的分布受地形地貌、地层岩性、地质构造和降水特征控制。地下水的分布极不均匀，一般呈条带状分布，使一些地段贫水或无水。在较大山前及山间戈壁平原一般堆积有较厚的第四系洪积松散砂碎石，透水性较好，受降水及地表洪流渗入，往往形成局部富水带。在大面积分布区的石炭系安山凝灰岩，辉绿玢岩，华力西期钾长花岗岩属低山丘陵区，降雨量稀少，地下水补给条件很差，往往是地下水较贫乏区。

1.2 区域地下水类型

研究区区域地下水按其赋存条件、水力特征可以分为第四系砂碎石孔隙潜水、火山岩裂隙水。

（1）第四系砂碎石孔隙潜水。主要分布于矿区北侧的山前及山间戈壁平原局部区域，在局部地形比较低洼的地区，当地下水补给较好时，往往形成孔隙潜水。含水层以砂碎石为主，水位埋藏较浅，多小于0.5m～5m，个别达20m。富水性差，单井出水量小于10m2/d～50m2/d。区域地下水受上游沟谷洪流，其次为大气降水和火山碎屑岩裂隙潜水补给，主要排泄于下游沟谷中。

（2）火山碎屑岩裂隙水。分布于矿区南部及其周边广大地区，岩性主要为石炭系安山凝灰岩，流纹岩，辉绿玢岩，华力西期钾长花岗岩等火山碎屑岩[1]。地下水分布及其富水性极不均匀，主要赋存于岩石的构造破碎带、节理裂隙或风化壳内，受大气降水渗透补给。水位埋深在山区多大于75m～110m，矿坑涌水量130～1400m3/d。该类地下水多为火山碎屑岩裂隙潜水，

（3）区域地下水的化学性质。区内地下水化学特征较为简单，水化学类型Cl-—SO2-—HCO-—Na+型水，矿化度较低，一般在1g/L左右，PH值7.5～8.5，SO42-含量达0.3g/L，水质略微发咸、发苦，不能直接饮用，必须经净化处理后方可饮用。

2 矿区水文地质条件

2.1 矿区概况

矿区海拔1850m～2050m，属中低山区，地形切割比较强烈，比高一般为50m～150m。以矿区北部山口最低点高程1850m为当地最低侵蚀基准面，肃北双尖山金矿区所查明的矿体标高在1400m～1940m之间，部分矿体低于该基准面上，地形不利于自然排水。大部地段基岩裸露，局部有厚度较小的坡残积覆盖，个别沟谷地段见有少量冲洪积物。矿体主要分布于华力西期钾长花岗岩中。矿区处于低山丘陵区，气候干燥，植被稀少，地下水类型为火山岩裂隙潜水，大气降水是地下水的唯一补给源。含水层岩性为石炭系安山凝灰岩，流纹岩，辉绿玢岩，华力西期钾长花岗岩等火山碎屑岩，地下水位随地形起伏变化较大，多在50m～110m，富水性一般，且极不均匀。

2.2 含水层含水性特征

矿区内的第四系沙砾、碎石土主要分布在山前及山间戈壁平原中，其分布面积小，厚度薄，一般2m～15m，下覆为基岩。从矿区内的地形地貌情况及钻孔分析，砂碎石透水但不含水，不存在第四系孔隙潜水赋存的条件。矿区主要含水层为火山碎屑岩裂隙潜水。

火山碎屑岩裂隙潜水含水层：矿区分布最广泛，含水层主要为石炭系安山凝灰岩，流纹岩，辉绿玢岩，钾长花岗岩，金矿体主要产于断裂破碎带中的蚀变火山岩和蚀变钾长花岗岩中及石英脉中[2]。地下水主要赋存于岩石风化裂隙、构造裂隙空隙中，具有分布不均匀，富水性差的特点。一般在断裂带及其两侧影响带和构造复合部位富水性较好，反之较差。大气降水是唯一补给源。地下水排泄主要以地下潜流排出区外，少量地面蒸发、植物蒸腾。地下水埋深为75m～110m，坑道总涌水量5m3/h～50m3/h。但为静储量，易于排水疏干。同时，根据坑道岩石含水性分段统计结果显示：坑道内主要以干燥区为主，所占比例约84%～89%，潮湿区所占比例9%～14%，滴水区所占比例1%～2%，且涌水点水量不大，一般20m3/d。

2.3 断裂构造破碎带的含水特征

北西向压扭性逆断层：主要展布于矿区西南部，以F1断裂为代表，向两侧延至矿区外，矿区出露长约1.5km。走向310°～130°，断距0.5m～5m，最宽10m左右。断层面倾向南西，倾角60°～75°。沿断裂破碎带均见金矿化，北东向压扭性逆断层是区内主要导矿容矿构造，展布于矿区中部，主要为四条相互平行断层组成，以F2、F3、F4、断裂为代表。尤其是F4断裂十分发育，在Au2矿体产出部位，F4断裂形成分叉交织现象的次生次级派生断裂。断裂呈65°～70°走向展布，沿走向长约1km左右，断层面倾向北西，倾角65°～75°。断距1m～5m，最大10m左右。沿断裂破碎带岩石破碎，地下水活动痕迹明显，属于是即含水且导水的断层，但多为静储量，易于排水疏干。构造破碎带局部地段巷道因受断裂脉状水影响而涌水量较大，需采取有效的防透水措施，以确保安全生产。

2.4 矿床地下水特征

矿区风化带深度多在60m～110m，但沿断裂构造带可延伸到150m。风化带内节理、裂隙发育，透水性好，矿床地下水主要赋存于风化带下部及构造破碎影响带内，向下岩石裂隙减少，含水性减弱。据斜井井水文地质编录及简易水文观测资料分析，埋深150m以下岩石较完整，裂隙少见。穿脉内大部地段弱含水，构造影响带内岩层破碎处见有滴水现象，极少见有线状流水层段。各地段岩石富水性极不均匀。

（1）矿床地下水埋深及动态变化。矿床地下水埋深随地形变化而变化，一般水位埋深在地表下75m～110m不等，地下水流向大体总体由南向北，地下水动态变化，每年1～4月为低水位期，8～10月份为高水位期。

（2）地下水的补给、径流、排泄条件。大气降水是矿区地下水唯一补给来源，地下水高峰期滞后大气降水一个月左右。矿区地下水总体埋深较深，地下水主要是以地下潜流的形式，沿裂隙在静水压力作用下，由高水位地段向低水位地段运动迁移排出矿区为主，少量以蒸发消耗。

（3）地下水化学特征。矿区主要分布着火山碎屑岩裂隙潜水及基岩裂隙潜水，地下水补给来源单一，接受大气降水入渗补给。地下水补给、径流条件较差。水化学成分较简单，据平硐内渗水水取样分析结果，以水化学类型为SO42-—C1-—Na+—Ca2+型水为主，水质一般，矿化度较低，一般在1g/L左右，PH值7.5～8.5，SO42-含量达0.3g/L，水质略微发咸、发苦，不能直接饮用，必须经净化处理后方可饮用。

3 矿床充水因素

3.1 矿床充水因素

一期开拓水平矿床直接充水水源为石炭系安山凝灰岩，辉绿玢岩，钾长花岗岩中赋存的火山碎屑岩裂隙潜水，岩层透（含）水性一般，水量较小，补给源单一。矿区构造断裂虽较发育，多属压扭性断层，石英脉充填普遍，断裂带及影响带内透水性较围岩稍好，仍属弱含水层，以静储量为主，矿床开采时容易疏干，对矿床开采威胁不大。

3.2 未来矿坑涌水量预测

矿坑充水的主要来源是赋存在石炭系安山凝灰岩，辉绿玢岩，钾长花岗岩中的火山碎屑岩裂隙潜水及其断裂带裂隙水，主要工业矿体分布在当地侵蚀基准面以上，在没有明确开采方案的情况下[3]，依据矿体规模、埋藏条件、形态及产状要素特征，除地表露采外，深部采用竖井开采比较适宜。

4 结语

综上所述，矿床控制储量标高在当地最低侵蚀基准面以下，地形不利于自然排水，矿床主要充水含水层及构造破碎带含水层富水性弱，矿床充水方式为顶、底板直接充水，充水量小，补给边界远离首采地段坑道系统，矿坑涌水量较小，矿床属水文地质条件简单的裂隙充水矿床。