青海纳日贡玛矿区冻土区水文地质特征及充水因素分析

2015-03-31夏泽军

地球 2015年7期

关键词：矿坑富水涌水量

夏泽军

（青海省柴达木综合地质矿产勘查院青海格尔木816000）

青海纳日贡玛矿区冻土区水文地质特征及充水因素分析

夏泽军

（青海省柴达木综合地质矿产勘查院青海格尔木816000）

本文首先对纳日贡玛矿区地层和矿区构造特征进行了调查与分析，然后对纳日贡玛矿区水文地质特征以及矿区的各种地下水类型进行了初步评价，最后再对矿区的充水因素析，预测出了矿床采区的充水水源、矿坑涌水量，给开采阶段矿坑的设计提供了充足的依据。

青海纳日贡玛矿区冻土区水文地质特征充水因素

作为高-中温热液型斑岩铜钼矿床的青海纳日贡玛矿床，其探明铜金属量，钼金属量7.53×104t。该矿区由冰川发育属于中切割的高山区，位置落在腹地唐古拉山东段。矿区内流经的主要河流有纳日贡玛、纳日俄玛，河流的补给主要靠接受大气降水、冰川融水和泉水。该矿区年的年平均气温在-4℃左右，年降水量500～600mm，年蒸发量1400mm。

1　纳日贡玛矿区地质概况

1.1纳日贡玛矿区地层

该矿区内的前第四纪地层是由碎屑岩、二叠纪基性-中基性火山岩和碳酸盐岩组成的，

地层的倾角为20°～50°朝向北,该岩组的地层连续性较差，主要是由于受到岩浆岩侵入以及后期多期次构造活动破坏。该矿区的山体、沟谷中均普遍出现有残坡积层、冰碛层和第四纪冲积层，其中冰碛层厚度有10～20m，而冲积层与残坡积层厚度则是1～3m。

1.2纳日贡玛矿区构造特征

矿区内的主要构造是断裂构造和岩浆活动区内构造主要为断裂构造及岩浆活动，其发育了两组断裂构造分别是北东向与北西向。该矿区的主要断裂是北东向断裂，其控制着矿体走向，倾向南东，具有张性特征的构造角砾岩就是发育于此。而位于格龙涌曲一带的是北西向断裂，其多是呈舒缓波状的断面，大多岩层均被挤压破碎。该断裂延伸长度达12km，具有明显的牵引并仍处于长期活动中。该矿区内岩浆活动的特点是多期次、不同规模活动,多产出岩株状岩浆岩。

2　纳日贡玛矿区水文地质特征

该矿区地下水的分布具有不同的特点，这主要是受到矿区多年片状冻土的发育的影响。矿区内的地下水在垂向上从单一结构向双层或多层结构转变，这是受到隔水层的影响，这些隔水层事多年冻土构成的区域内比较稳定。地下水在构造融区的存在下使平面的分布成天窗状，它为地下水补给、排泄提供了途径。

2.1纳日贡玛矿区地下水类型的划分

纳日贡玛矿区是水文地质单元的补给区，其面积约22平方千米，处于澜沧江源头。矿区有标高4950m的相对侵蚀基准面，不过矿体许多部分出露标高均在当地侵蚀基准面以下。矿区地下水因为片状多年冻土的存在可分为冻结层上水与冻结层下水。

2.1.1松散岩类冻结层上水

松散岩类冻结层上水渗透性良好、结构松散且径流、排泄通畅，它主要靠大气降水与冰雪融水的入渗进行补给，在第四纪松散堆积层赋存着，其地下水位与相态不稳定，主要是由于蒸发和气温等因素的影响，由于季节性融化层制约使其含水层厚度大都小于2m,出水量也小,单泉流量在0.1～1.0L/s之间。

2.1.2基岩类冻结层上水

基岩类冻结层上水的富水性较，单泉流量通常为0.1到1.0L/s，它主要靠大气降水与冰雪融水的入渗进行补给，在结晶灰岩、粉砂岩和层状砂岩赋存着。

2.1.3冻结层下水

冻结层下水的水位和相态均稳定，它通常在基岩裂隙中赋存，在多年冻土层之下埋藏，不过冻土层的下限会影响其埋藏深度。冻结层下水的补给和排泄受到构造融区补给或排泄的限制。富水性既有大气降水渗入补给还有其他地下水的补给，它受到补给条件以及断裂破碎带的范围、性质与发育程度影响。调查区圈定的矿体主要为此富水段，它主要发育于花岗岩、花岗斑岩以及玄武岩中的蚀变接触破碎带与断层破碎带中。所以矿区内矿床的直接充水水源

就是块状岩类冻结层下水。它主要位于主矿区南部，分布呈条带状，由于缺乏钻孔抽水试验资料，富水性与周围块状岩类裂隙冻结层下水的富水性相比为中等富水。

2.2地下水补给、径流、排泄

纳日贡玛矿区有大量厚度大的冻土层，由资料分析得，冻土层厚度在100～130m之间(王绍令,1991)，冻结层上水位于其融化层中,补给方式是大气降水与冰雪消融水。由花岗岩、花岗斑岩组成了冻土层以下的基岩。冰川消融水补于冻结层下水,冻结层下水和地表水、冻结层上水的水力的联系难，是由于区内冻结层下水没有露头的原因，冻结层下水的补给通道是5027m以上的构造融区。主矿区由北向南分别分布着ZK002、ZK803钻孔和12线的ZK1201,3个孔的水头标高分别是5065.30、5056.36、5027.18m,它们基本分布在一条线上。由水头标高可知,此区地下水从ZK1201钻孔中泄出，整体由北向南径流。ZK1201钻孔施工于2006年,终孔后使地下水成了该区冻结层下水的主要排泄点。

3　矿坑充水因素分析

3.1矿坑充水的水源

该矿区由于片状冻土的存在让依附其上冻结层上水无法对矿坑直接充水，又层水埋藏浅、厚度薄、排泄条件好等原因,对矿坑充水不存在威胁。因此矿床的直接充水水源就成了基岩类冻结层下水。当形成露采区后,铜钼矿区的主要充水水源就成了大气降水，它直接降入与渗入矿坑内。不过大气降水的充水强度对采坑的影响较小且随季节的变化大。

3.2矿坑涌水量预测

遵循相关规范,采取“大井法”来计算采矿的涌水量。大气降水补给量(Q1)和含水带内矿坑涌水量(Q2)是采坑矿场充水两个来源方面。经计算得Q1为811.89m3/d,Q2为10814.52 m3/d,采坑矿坑涌水量为Q1+Q2=11621.41 m3/d。由杂多县的气象站气象资料可知,2003年7月10日的日降雨量是近几年最大的为19.95mm,经计算可得采坑最大涌水量为Qmax=21742.02 m3/d,此数据仅供开采部门参考。