刘启玉,许汉华,方中有,保光琼
中国有色金属工业昆明勘察设计研究院有限公司,云南 昆明 650051
摘要:通过对那豆矿区布绒矿段矿床水文地质特征及充水因素及矿段含(隔)水层、断层带水文地质特征及地下水补给、径流和排泄条件的分析,认为布绒矿段水文地质类型属于大气降雨补给为主的岩溶裂隙~裂隙溶洞含水层直接充水为主的简单~中等类型。
关键词:水文地质特征;充水因素;含水层
1 自然地理
1.1 地形地貌特征
那豆矿区布绒矿段位于右江北东岸,山脉呈西北~东南走向,依地层走向分布,地形坡度一般18°~30°,大部分属于卡斯特中高山,并有部分属于陡坡丘陵及少部分缓坡丘陵及侵蚀基准平原。按地貌成因和形态类型可分划分为剥蚀溶蚀溶丘台地、构造溶蚀峰丛洼地谷地、剥蚀溶蚀垄丘谷地三种地貌形态类型。
1.2 水文
布绒矿段范围内无常年流动地表水体发育。区域内主要河流为右江,其余均为右江一级支流,如濑江、新圩河等。
1.3 气象特征
矿区属亚热带季风气候,一年四季不甚分明,易受台风影响,夏季炎热,冬无霜冻,雨量充沛。年平均气温21.50℃,年平均降水量为1387.2mm(主要集中5~9月),年平均相对湿度81%;年平均蒸发量1598.5mm。
2 区域水文地质特征
2.1 区域含(隔)水层组划分
区内第四系土层主要为粉质粘土~粘土,分布面积不大,不含水,或局部含少量季节性孔隙水,区域内出露的地层有石炭系灰岩、二叠系灰岩以及三叠系灰岩、砂页岩等。石炭系灰岩含溶洞潜水,出露下降型泉水,流量4.0~20L/s不等;二叠系灰岩含溶洞承压水,补给区内靠近承压区出露由下降型泉水,流量5.0~200.0L/s,变化幅度大,底部的灰岩裂隙闭合且无岩溶现象,能起相对隔水作用;三叠系灰岩含溶洞裂隙潜水,流量0.5~35.0 L/s,雨季时个别泉水补给区较高,雨水充足时则呈现暂时上升泉的现象;三叠系砂页岩含裂隙潜水,富水性弱,底部泥质页岩不透水。
2.2 区域地质构造特征
区内经历了多期次的构造运动,在区内以发育北西向褶皱为基本特点,主要褶皱构造有那豆背斜、太平向斜、果化复式向斜、那荣次级向斜等。矿区主要位于那荣次级向斜之中。
区内断裂构造发育,按其走向大致可分为北北东向断裂组、北西向断裂组(以右江深大断裂规模最大,是平果区域内主要断裂)、近南北向断裂组。
2.3 区域地下水补给、径流、排泄特征
区内地下水主要接收大气降雨补给,降雨经地表各类洼(谷)地和岩溶微地貌中的透水覆盖层,以集中注入和面状渗入等形式补给地下水,岩溶水的补给条件良好。区内地下水流经方向主要为北西向南东流(与右江流向一致),沿岩层走向运动。区内地下水的补径排明显受地貌和地质构造的控制。浅部地下水总体沿地形呈近放射状运移。地下水的次级系统的运移边界受地层岩性和断裂构造的控制。
3 矿段水文地质条件
3.1 矿段所处水文地质单元
中部那荣次级向斜水文地质单元、西部右江东岸水文地质单元以及东部布见水库水文地质元与布绒矿段关系密切。布绒矿段位于中部的那荣次级向斜水文地质单元内。地下水以岩溶裂隙~裂隙溶洞水为主,总体富水性弱~中等,矿床补给来源以布绒矿段合山组汇水面积范围内大气降雨为主。
3.2 矿段含(隔)水层划分
矿段含(隔)水层分为:①第四系(Q)松散岩土弱~微弱含、透水层;②下三叠统北泗组(T1b)灰岩、白云质灰岩裂隙岩溶弱-强含水层;③下三叠统罗楼组(T1l)灰岩、白云质灰岩裂隙岩溶弱含水层;④上二叠统合山组上段(P2h2)灰岩裂隙岩溶弱-中等含水层;⑤上二叠统合山组下段(P2h1)碎屑灰岩裂隙岩溶弱-中等含水层;⑥下二叠统茅口组(P1m)灰岩裂隙岩溶弱-中等含水层。
3.3 断裂构造带的水文地质特征
矿段北部断层破碎带一般胶结良好,无较大孔穴,泥质胶结、钙质胶结、角砾状灰岩铁质胶结良好;而矿段南部及中部断层较为发育,裂隙较发育,钻探过程中,大体上为当未揭露到断层时,孔内冲洗液返水或漏失量较小,当揭穿断层后,孔内冲洗液完全漏失。使合山组上、下段水有相互连通造成矿床充水。
3.4 岩溶发育特征及规律
布绒矿段地层以三叠系、二叠系碳酸盐岩为主。其中上二叠统合山组上段(P2h2)地表岩溶较少发育,以岩溶洼地、落水洞为主,发育程度自上而下具增加趋势;上二叠统合山组下段(P2h1)地表岩溶较少发育,以岩溶洼地、漏斗、天坑、落水洞为主,发育程度自上而下具增加趋势;下二叠统茅口组(P1m)地表岩溶发育,主要为岩溶洼地、落水洞、天坑、石林等,发育程度自上而下明显减弱。
合山组上段(P2h2)地表岩溶较少发育,以岩溶洼地、落水洞为主,发育程度自上而下具增加趋势。合山组下段(P2h1)地表岩溶较少发育,以岩溶洼地、天坑、漏斗、落水洞为主,发育程度自上而下具增加趋势,矿段南部地下溶洞极度发育。茅口组(P1m)地表岩溶发育,主要为岩溶洼地、落水洞、天坑、石林等,岩溶发育主要集中在矿段北部。区内溶洞主要分为充填溶洞与无充填溶洞两种,充填溶洞往往胶结较好,以胶结物泥质、钙质、铁质为主。
3.5 地下水动态变化特征
布绒矿段内地表水体不发育,暴雨时期在矿段南西侧沟谷可形成短时径流溪水,一至数日即可消失。
对2个民井(含水层分别为P1m、P2h2)及矿段内1个泉点(那沙屯,T1b含水层)进行流量长期观测;对水文观测钻孔(P1m含水层)进行地下水位长期动态观测。通过对各点观测数据分析,得出本区各含水层受大气降雨影响明显,富水性及地下水水位变化幅度较大,常因大气降雨补给而骤涨数倍,甚至十倍以上。以那沙屯泉水为例,在连续30日不降雨的情况下泉水近断流(流量<0.1L/s),而降雨后1~2天内流量剧增至数升/秒,并在雨后数天急速减少。
3.6 地表水的影响
布绒矿段位于本区分水岭一带,无地表水体发育,只有较小的靠大气降雨补给的积水池,旱季多干涸。矿段内地表岩溶洼地发育,利于吸收大气降雨,入渗后径流补给矿床,但受水面积小对矿床开采影响不大。
3.7 矿床充水因素
布绒矿段内无地表水体发育,大气降雨是矿床充水唯一的补给源。
矿段内上二叠统合山组上段(P2h2)与二叠统合山组下段(P2h1)之间无隔水层,水力联系明显,地表出露,两套地层面积约2.5km2,地表岩溶较发育,接受大气降雨补给后沿落水洞、岩溶洼地、天坑以及节理裂隙下渗,形成矿床充水水源,是矿床充水直接补给途径之一。
下二叠统茅口组(P1m)是矿体直接充水底板,该层直接通过落水洞、岩溶洼地、天坑、石林、节理裂隙接受大气降雨补给,渗透后形成矿床充水水源,该层部分地下水水位高于合山组底板(矿体),且存在一定承压性,是矿床充水直接补给途径。
3.8 地下水补给、径流、排泄特征
布绒矿段主要位于补给区,地表灰岩裸露,岩溶发育,雨水垂直渗透快,矿体埋藏标高330~600m,与区内最低侵蚀基准面右江的相对高差达到240~510m,造成本区地下水径流条件好。大气降雨很快从岩溶裂隙、落水洞、漏斗等通道漏失渗入地下,当溶洞裂隙贯通时,易形成管道式地下径流。接受大气降水补给的地下水沿着岩溶层底板与非岩溶层接触带由高处向底处运移,最终以岩溶大泉、基岩裂隙水的形式进行排泄。
4 结论
本区属中高山喀斯特地貌,第四系一般厚度1.0~6.0m;区内最低侵蚀基准面位于右江,海拔90m。布绒矿段矿体赋存标高为330~600m,地形条件利于自然排水;矿床充水补给来源为大气降水补给;与矿床(体)开采相关的含水层总体富水性弱~中等。综上所述,矿段水文地质类型属于大气降雨补给为主的岩溶裂隙~裂隙溶洞含水层直接充水为主的简单~中等类型。
参 考 文 献
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