林县杨家庄铁矿矿区水文地质条件分析

李 清 ，赵彦巧，王 青

河南省有色金属地质矿产局第一地质大队，河南郑州 450016

0 引言

杨家庄铁矿区位于河南省林县境内，矿区东部和安阳县接壤，西距林县城约21km，东距安阳市38km。矿区地形位于太行山东部，林县城东的丘陵山地，北有塔山，黄龙脑，南有五华山和磨盘脑，东有纱帽山，矿区内为群山环抱，山势走向基本为东西向延展，最高标高645.08m，最低标高337.70m。本区冬季严寒，夏季酷热，温差较大，属大陆性气候。年平均降水量700mm。本次研究根据矿区地质勘查，研究矿床的水文地质条件，为矿石的开发设计以及地质工作提供依据。

1 矿区地质概述

矿区内出露有奥陶系中统马家沟组以黄褐色、砖灰色薄层状白云岩为主，第三系汤阴组以角砾岩为主及第四系黄土坡积物。

该矿区由于处于弧形褶皱带的偏西部位，其构造特征严格地受此褶皱带控制。以褶曲为主，断裂次之。该矿区由杨家庄主背斜及上台向斜组成，二者均为复试褶皱，褶曲轴向120°左右，东西纵贯本区，主褶皱一般南翼产状较平缓，北翼产状较陡，次级褶皱甚至倒转。

该区岩浆岩包括超基性岩，中性岩和碱性岩。其岩石种类为角闪石岩，角闪闪长岩，闪长岩，闪长斑岩，斜长斑岩，石英正长斑岩及碱性正长斑岩等。

2 水文地质条件

2.1 区域水文地质条件

矿区本身是一个小的盆地，区域虽有横水河和红旗区从矿区的西和南面流过，但对矿区地下水无影响。

本区位于太行山褶皱带东翼，其主要构造线受太行山褶皱的控制，走向为NNE—SSW。区内出露的地层虽多，但作为主要含水层只有中奥陶统马家沟组灰岩和大理岩，为裂隙岩溶含水层，次要得为火成岩风化裂隙含水层等。

中奥陶统马家沟组灰岩和大理岩裂隙岩溶含水层 ，在全区广泛出露，灰白—深灰色，厚层至中厚层状，局部有薄层状，本组共分七层，其中又尤以中奥陶统马家沟组第七层灰岩水量为最丰富，第三层次之，第五层最差，这只是一般的情况，也并非是绝对的。水位标高为130m ～381.87m，单位水量为4.85L/s·m～55L/s·m。

火成岩风化裂隙含水层，有闪长岩、蚀变闪长岩、角闪闪长岩及闪长斑岩、斜长斑岩，在全区广泛出露，据目前所了解最大风化裂隙发育深度为80m 左右。一般为50m～70m。水位埋藏深度变化大。单位涌水量为0.027L/s·m～0.48L/s·m。受季节控制明显。

奥陶系下统，冶里组白云岩，灰白—灰色，厚层至薄层状，产状较平缓，是较好的隔水层，在地表只局部出露。中奥陶统马家沟组的泥质灰岩、白云质灰岩、也是隔水岩层。

2.2 矿区水文地质条件

矿区位于太行山东麓的线割切的低山区，其地形特点是一个四周群山环抱的小盆地，地势是西北高，东南低，此盆地的地势比矿区外围的地势要高，矿区内地形坡度较大，有利于大气降水的排泄，矿区内无地表水体。

矿区的地层受区域地层控制的，含水层与隔水层同样也受区域的控制。但两者又有差别，其主要含水层为中奥陶统马家沟组灰岩和大理岩裂隙岩溶含水层，次要为火成岩风化裂隙含水层，隔水层有泥质、白云质灰岩及完整的火成岩。其特征分述如下：

含水层为中奥陶统马家沟组灰岩及大理岩裂隙岩溶含水层，在矿区内，只有第三层灰岩与大理岩裂隙岩溶含水层，是矿区的主要含水层，出露在黑龙脑、上台及杨家庄一带，岩性为灰、灰白、深灰色，中厚层状，致密块状，质较纯，局部有黄斑状及假角砾状。出露厚度为130m，裂隙比较发育，在钻孔中发现少量的岩溶，最大的直径为3m。在水平和垂直方向上，其规律性不明显。在岩溶中很少有充填物。地下水位标高为309.90m～381.87m，含水层厚度为25.92m～74.10m。单位涌水量（g）为0.217L/s·m～1.427L/s·m，渗透系数（K）为0.3m～3.1m/日，水质类型为HCO3SO4～Ca.Mg 型到HCO3SO4—Ca 型水，矿化度为0.337g/L～0.46g/L，pH 值为7.5 左右。受大气降水的直接补给。水位季节性变化幅度较大。矿区与区域此含水层的差别是，一是中奥陶统马家沟组上部含水层在矿区被剥失了，二是水量小的多，三是水位高的多。

火成岩风化裂隙含水层，主要有闪长岩、蚀变闪长岩和角山闪长岩。在矿区分布广泛。本层含有风化裂隙潜水，潜水面埋藏深度为6m～25m，单位涌水量（g）为0.745L/s·m～0.032L/s·m，水质类型为HCO3—Ca 型至SO4。HCO3～Ca.K+Na 型水，pH 值为7.7 左右，矿化度为0.28g/L～0.56g/L。大气降水是维意的补给来源，所以水位和水量季节性变化幅度大。

隔水层，中奥陶统马家沟组泥质、白云质灰岩，黄褐色，泥质成分高，所以是不含是的。因泥质成分不均，含钙质成分高的，就略含一点水，即局部为弱含水是，本层可视为隔水层。火成岩除风化裂隙发育带和构造裂隙发育处外，其余是致密、坚硬的、裂隙不发育的火成岩，一般皆不含水，是良好的隔水层。

2.3 矿区地质构造水文地质条件

矿区地质构造是褶皱为主，断裂次之。杨家庄主背斜控制全区。背斜轴走向为120°左右，背斜轴部由闪长岩和角山闪长岩组成，两翼为马家沟组灰岩组成。该背斜轴部基本是一个隔水墙。从钻孔和民井水文地质资料可以证明，在近背斜轴部，为闪长岩。抽水试验时，降深为27.46m，水量为0.868L/s，可视为隔水层。因此其两翼马家沟组灰岩，被火成岩切割而不相连接。故地下水没有水力联系。

2.4 矿区地下水的补给、径流、排泄条件

矿区地下水即不接受区域地下水的补给，区内又无地表水体，所以矿区的地下水补给来源就只有大气降水的渗入了。因为矿区地下水是潜水或微承压水，所以蒸发式其主要的排泄方式。另外，人类的活动也是排泄地下水的一个方式，以垂直排泄为主，只有少量的地下水向东北或东南方向缓慢地流走。

群孔抽水试验的说明：对吴家井矿段，进行了群孔抽水试验，主控为L_1 孔，观测孔L_2 孔。抽水试验结果，按一个主孔及一个观测孔的计算公式计算结果与按单孔计算公式计算结果是不一样的，见下表1：

计算方法 计算公式 第一落程 第二落程 第三落程K R K R K R按一个主孔及一个观测孔images/BZ_339_365_915_604_1098.png0.27 40.48 0.25 47.00 0.22 53.00

表1 抽水试验结果

由此得吴家井矿段250m 水平预测坑道涌水量为490.23t/日。

3 结论

本次研究工作主要得出主要结论如下矿区水文地质条件，基本上是一个孤立的水文地质单元，大气降水是唯一的补给来源，涌水量小，以垂直排泄为主径流条件很差。矿区内部的含水层，又分成独立的几小块。

[1]李志功，等.河南省林县杨家庄铁矿区勘查地质总结报告[R].河南省冶金厅第一地质队，1981.

[2]房佩贤，卫中鼎，等.专门水文地质学[M].北京：地质出版社，1987.

[3]赵彦巧，冯昂.陕县寺家沟—胡沟矿区金矿开采技术条件分析[J].北京：科技传媒，2012.