资源描述
某铅锌矿床水工环地质条件评价
1 水文地质
勘查区开展了1/万水文地质调查,面积7.4km2, 具体开展了矿区水文工程地质调查、泉水流量观测、钻孔简易水文地质观测以及泉水水质观察等工作。
对普查中共施工19个钻孔作了简易水文地质观测。
坑道(老硐)简易水文地质观测都在雨季进行,坑道(老硐)中未发现涌水现象,大部分坑道存在滴水现象,其中有1个坑道出现强滴水现象。滴水沿断层破碎带、裂隙进行,坑道(老硐)施工均未揭露至∈1q。
对勘查区所有泉水点与地表径流进行了观测,主要观测降水量、流量、流速以及天气。泉水流量用三角堰观测,地表径流流量用漂流法观测。
1.1勘查区地形地貌
勘查区地处大渡河两支沟的田坝河与黑马沟的分水岭的东侧,即黑马沟之上。总体为向东倾斜的南北向山坡,地形陡峭、切割强烈,海拔1450~2450m。具典型的构造剥蚀高(中)山峡谷地貌特征。
1.2勘查区水文气象
勘查区属亚热带季风型气候,其特点是雨热同季。全年平均降水量949mm,平均风速2.1m/s;每年5月上旬~10月中旬温暖多雨,降水量占全年86﹪,最大降雨季节为5~9月; 10月下旬~次年4月下旬干燥寒冷、少雨多风,降水量占全年的14﹪,高山区11月~次年5月常有积雪。全年最热为7月,月平均气温24.1℃,最高气温为39.2℃;全年最冷出现在1月, 月平均气温7.1℃,最低气温为-5.7℃(见表3)。
该区水系为牛日河及其支流,据甘洛牛日河岩润水文站1978~1987年资料,水温随气温升高而升高,雨季高、枯季低,年平均水温13.4~14.2℃,10年最高水温21.6℃,最低水温4.4℃。河流水位枯季低,雨季高,最高7~8月,最
甘洛县气候统计资料表 表3
1月
2月
3月
4月
5月
6月
7月
8月
9月
10月
11月
12月
全年
平均风速(m/s)
2.8
3.3
3.5
2.6
1.8
1.3
1.3
1.3
1.3
1.5
1.9
2.2
2.1
最大风速(m/s)
18.7
24.0
24.0
21.3
16.0
15.0
14.0
17.0
15.0
17.0
17.0
25.0
25.0
风向
NNE
NE
NE
NE
NE
NE
NE
NE
ENE
NE
NE
NE
NE
雨季
5~10月
最大降雨季节
5~9月
降水量(mm)
2.9
8.5
25.3
71.1
127.8
163.4
176.3
155.1
126.1
66.0
22.7
3.7
949.0
蒸发量(mm)
117.0
139.3
208.9
211.7
195.9
154.5
177.3
182.2
127.1
108.9
101.3
96.0
1820.1
平均气温(℃)
7.1
8.8
12.9
17.3
20.2
22.1
24.1
23.9
20.4
16.6
12.7
8.4
16.2
低1~2月。从表8可知,每月降雨量有部分渗入地下,补给地下水,部分直接蒸发;雨季中仅6月降雨量大于蒸发量,地表水补给地下水,地下水位上升;其它月份地表水补给较小,蒸发量大于降雨量,地下水位下降。历年年蒸发量大于年降雨量,地下水位下降,雪解冻时,也有部分水补给地下水。枯季地下水补给地表水。
1.3勘查区地表水
勘查区属大渡河水系、地表水较发育,主要有合北沟、黑马沟,黑马沟由北西向南东注入大渡河,合北沟由南上北注入大渡河。勘查区为树枝状水系,沟水由大气降水、地下水以及泉水补给。
黑马沟全长6km,汇水面积约42km2。合北沟全长1.3km,汇水面积约50.6km2。勘查区溪沟切割深度大。沟床呈“V”字型。其流量、水温受大气降水影响,随季节变化而变化。黑马沟枯水期流量51.45(l/s),合北沟枯水期流量40.87(l/s)。
勘查区雨季为5~10月,最大降雨为5~9月,降雨量占全年总降雨量的78.9%,这期间地表水量增大,由地表水补给地下水。沟水位变化频繁,但相差不大。
勘查区地下水与地表水相互沟通,除大气降水,雪水补给地下水外,雨季沟水也补给地下水,枯季地下水补给沟水,形成相互补给,相互排泄的迳流关系。
1.4勘查区地下水
勘查区岩溶极不发育。地下水动态直接与大气降水及地表水下渗、侧渗补给有关。据地下水的赋存条件,水理性质,水力特征,勘查区地下水可划分为三大类:裂隙水、断裂水、孔隙水。
裂隙水: 据本区赋存地下水的裂隙性质,将基岩裂隙划分为碎屑岩层层间裂隙水及风化裂隙水。
A、碎屑岩层层间裂隙水
碎屑岩层层间裂隙水在坑道中多处出现滴水。在1/万水文地质测量中,下降泉SD6、SD7点等均为碎屑岩层层间裂隙水,SD6、SD7点出露在∈1q底部, SD6、SD7四季均有流水,流出地表后又渗入地下,未能形成稳定的地表径流。雨季水量大,枯季水量小,经三角堰测量,枯季时SD6流量为0.012(l/s),SD7流量为0.014(l/s)。水质较好,无色无味,清澈。
B、风化裂隙水
勘查区浅部岩层均有不同程度的风化,风化垂深30~50m。风化裂隙水在浅部坑道中多出现滴水现象,如HLD1、HLD3、HLD4、HLD5。在1/万水文地质调查中,发现SD9点属风化裂隙水。泉水仅雨季时有流水、枯季时干枯,SD9泉水流量为0.039l/s。
断裂水: 勘查区断层发育,断层破碎带宽可达到30~40米。在水文地质调查中,在F1断层附近,有多处岩石湿润,暂未见泉水点。
孔隙水:零星分布在第四系残坡积层中。勘查区第四系厚0~62m,由各种岩石碎块,角砾与泥、砂质物混杂而成,结构松散,孔隙发育,富水性强。由于第四系下伏层是一套白云岩,岩石中裂隙发育,因此,勘查区内暂未见泉水点。
1.5勘查区含水层、透水层(相对)和隔水层的分布及特征
(1) 主要含水层(IA)
勘查区主要含水层为震旦系上统灯影组二段、寒武系下统麦地坪组地层,在勘查区广泛分布。灯影组二段为浅灰色中厚层状白云岩~薄层泥岩,寒武系下统麦地坪组为勘查区含矿层,为灰白~浅灰色中厚层状白云岩夹硅质(燧石条)条带,含砂砾屑,顶部为灰-深灰色中层状细晶白云岩,层面间夹极薄层泥质。在坑道(老硐)调查中,岩石普遍潮湿,在麦地坪组白云岩中有大量滴水现象,坑道(老硐)局部都可见积水。钻孔在不同的标高都未出现过不返水现象,证实白云岩中裂隙发育,属脉状裂隙水。
(2)次要含水层(IB)
勘查区次要含水层(IB)为寒武系下统沧浪浦组(∈1c)、石龙洞组(∈1s)以及上统娄山关组(∈Ol)地层,在勘查区广泛分布。∈1c厚13~25米,为一套中厚层状石英粉砂岩、含砾石英砂岩。∈1s厚32.56~110米,灰白色中厚层状泥质白云岩,薄层状泥质粉砂岩,细晶白云岩。∈Ol为一套浅灰色中厚层状白云岩,其顶部夹薄层风化面上呈黄色石英砂岩;厚86.72米。在1/万水文地质调查中,发现多处岩石湿润,未见泉水点。
(3)透水层(IC)
勘查区透水层(IC)为寒武系中统西王庙组(∈2x),厚45~80米,顶部为灰白色薄层状硅泥质中细粒石英砂岩,中上部为灰白色厚层状含粉砂质微晶白云岩,粉晶白云岩,下部为灰白色中层夹薄层状粉砂岩。均以裂隙发育,透水性能、迳流条件好为特征。属就地补给,就地排泄。
(4)隔水层(ⅡA)
勘查区相对隔水层(ⅡA)为寒武系下统筇竹寺组(∈1q)、奥陶系下统红石崖组(O1h)。∈1q厚160~200米,中上部为灰色薄层状含泥质石英粉砂岩,具粉砂状结构,泥质含量约10%,层面平整;中下部为灰色中厚层状含岩屑石英粉砂岩;下部为灰色薄层状与中层状互层含黄铁矿泥质粉砂岩。O1h厚大于70.47米,下部以紫红色岩性为紫红色、偶夹灰绿色薄层状粉砂质页岩灰白色中层夹薄层状石英粉砂岩,厚层状石英砂岩。页岩页理发育,底部为紫红色薄层状页岩。岩石中节理、裂隙不发育,透水能力弱,在∈1q下部泥质粉砂岩层之上见泉水点SD6、SD7等二点下降泉,为本区的相对隔水层。
1.6矿床充水因素
矿床充水因素主要有大气降水、地表水、被揭露含水层的地下水。
(1)大气降水:据甘洛县气象局资料表明,全区雨量充沛,全年平均降雨量949mm,主要集中在5~9月,占全年总降雨量的78.9%,勘查区北、西、南三面高,东面低,地势有利于降水的汇集,汇水面积约1.8km2,成为矿坑充水的主要来源。
(2)地表水:在洪水期地表水量特大时,沿断层破碎带与大的裂隙渗流将会造成矿坑大量充水,直接影响生产。
(3)被揭露的含水层中的水:勘查区∈1m是主要的裂隙含水层,矿坑开采常揭露∈1m中裂隙含水层,导致矿床充水。
本区地下水主要赋存在岩层的断裂、裂隙中,勘查区内地形陡峻,有利于大气降水迳流、排泄。矿体位于当地侵蚀基准面海拨标高700米之上(大渡河),矿山开采可以利用平巷自然排水,地下水不影响矿山的正常生产。为了避免突水现象,采用小坡度的巷道排泄较好。
1.7勘查区供水水源评价
勘查区的地表水、地下水资源丰富,特别是地表水,可以满足生产及工业用水需求。黑马沟枯水期流量51.45(l/s),合北沟枯水期流量40.87(l/s)。
综上所述,勘查区位于马拉哈断层与合北向斜交切部位,出露地层为震旦系灯影组一套白云岩、寒武系一套碎屑岩与碳酸盐岩互层以及第四系堆积物(残坡积、冰水堆积),铅锌矿体产于麦地坪组顶部。已经提交的铅锌资源量多位于潜水面之上,且勘查区地形陡峻,地下水易于排泄,水文地质条件较为简单。
2工程地质
2.1、工程地质岩组
根据矿体及围岩岩性、结构、构造以及工程地质特征,将该勘查区划分为四个工程地质岩组。
(1)第四系松散软弱工程地质岩组:以残坡积层为主,包括冲、洪积层,分布较广泛。主要为粘土夹岩块、碎屑等组成,厚0~22m。该岩组在沟谷两侧或顶部易产生崩塌或顺基岩接触面的小型滑坡,工程地质条件差,冲、洪积层工程地质条件更差。
(2)较软弱工程地质岩组
分布在勘查区大断层两侧或断层交切部位及附近,其岩性为断层角砾岩与碎裂岩,岩石疏松破碎,胶结程度极差。本岩组属较软弱岩类,岩体力学强度较低、稳定性较差。工程地质条件差。
(3)较坚硬块状工程地质岩组
该岩组在勘查区广泛分布,覆于含矿层之上,岩性为中厚至厚层状石英粉砂岩、粉砂岩、含砾石英砂岩夹白云岩,局部夹少量薄层页岩。本岩组属较硬质岩类,岩体力学强度较高、岩石中裂隙不太发育,稳定性好。钻孔中岩芯较为完整,有时具多组裂隙面,构成多种形态的结构体,局部夹软弱层—页岩,其力学强度低,岩体的稳固性有所降低。该组工程地质条件较好。
(4)坚硬块状工程地质岩组:该岩组岩性为白云岩,属硬质岩类,岩体力学强度高、稳定性好。由于受构造影响,岩体的完整性受到一定程度的破坏,从坑道中来看,岩石相对较完整,钻孔中岩芯完整程度(完整与较完整的约占55%)较好,节理裂隙局部密集发育,岩石局部破碎,呈碎块状与碎屑状,使岩体的稳固性降低。
2.2岩体结构面
(1)断层(裂隙)
大断层多分布于勘查区东侧,与主矿体相距0—200米,对围岩稳固性有一定的影响。勘查区地貌西高东低,为向东倾斜的上坡,岩层、含矿层间破碎带和矿体均倾向西,属反向坡,总体结构较为稳定。矿体内另有部分断层,切错矿体或与矿体相交,切错矿体断距不详(钻孔内见),对矿体破坏较大,断层多为张性断层、小部为压扭性,断层破碎带宽0.2~50.27米,地下水沿其渗出形成滴水或涌水,力学强度降低,稳固性较差。
(2)节理
受断层影响节理裂隙十分发育,可分为四组,这些节理裂隙规模一般较小,微张开(1~2cm),多数无充填物,当其密集分布时,造成矿体及其顶底板岩体破碎,地下水沿其渗出形成滴水,力学强度降低,稳固性较差。
2.3 矿体及其顶底板岩石的稳固性
矿体顶板为深灰色中厚层状白云岩,具粉~细晶结构、块状构造,底板为夹燧石条带白云岩,硅化白云岩,具微~粉晶结构及致密块状构造,岩石坚硬,节理裂隙较发育,钻孔中岩芯较破碎,矿体顶底板围岩的稳固性属较坚固型。
2.4矿石和围岩的物理力学性质
本次工作程度为普查,矿石的物理力学性质研究仅开展了矿石小块体重测量工作。
2.5开采时对人体有害的物质成份
含矿岩石为硅化至强硅化微晶白云岩,夹燧石(硅质)条带白云岩,SiO2含量较高,在开采矿石时应重点防止矿尘进入体内,减少矽肺病的发生。此外,铅等有毒元素亦应采取有效措施进行防护。
综上所述:勘查区工程地质岩组为层状类型,但含矿层受断层影响较大,其复杂程度为中等型。
3环境地质
3.1区域稳定性
勘查区自有文字记载以来,有感地震不断频繁发生,是地震易发区,对勘查区影响最大的地震强度为6~7级。区内新构造运动较发育,表现为微弱的地壳振荡运动以及不均衡抬升,具体表现为地震,河谷强烈下切以及沿断层出现温泉。勘查区自然边坡较稳定,斜坡类型以逆向坡为主。地震可能造成滑坡、崩塌以及泥石流等自然灾害发生,同时可造成井巷变形、垮塌,矿山建设应当按照有关规定,采用抗震设计。
勘查区植被发育,覆盖率约占70%,耕地约占30%,人类活动频繁,土地流失严重,矿业活动对区内环境有一定影响,其地质环境现状总体较好。
3.2勘查区环境地质现状
目前勘查区内地质灾害类型主要有滑坡、崩塌、泥石流。
滑坡多为第四系堆积层顺基岩接触面小型滑坡,勘查区目前未见较大的滑坡,存在滑坡隐患的地段已在1/万地形地质图上标注,滑坡对勘查区生产会带来一定影响,需提前做好防范工作。
勘查区内易发生崩塌地段主要分布在Ⅰ-2号矿体上方及其以南300m范围内,由于受断层影响,裂隙、节理发育,加之该段地形陡峭(近90度),坡体上岩石易剥落或失稳形成崩塌,对勘查区生产有一定的安全隐患,需做好防范工作。
勘查区前期民采产生的废石随处堆放在山坡上,在暴雨时,易形成人工泥石流,主要破坏植被、耕地,并造成土地流失,并对地下水造成一定程度的污染。但废石总量不大,故泥石流分布和影响范围较小。
矿山目前的地质灾害规模较小,发育程度较轻,破坏对象主要是耕地、林地,危险性较小。对环境的污染程度较轻,地表水地下水基本上未受污染,其水质目估在Ⅲ类以上,水环境质量较好。
综上所述:勘查区地质环境质量中等。
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