江西某铜矿矿区水文地质条件分析

高 园，陶少成，唐 珂，王 亮

（江西省地质矿产勘查开发局物化探大队，江西 南昌 330000）

矿区的水文地质条件分析是为进一步评价矿山开采技术条件和矿山开采设计的基础依据，因此，矿区的水文地质条件分析是必不可少的环节。本文所研究的铜矿床位于江西武山地区，是一个比较成熟的铜矿床[1]。该矿床由南北两个矿带组成，其赋水层位和赋水裂隙一致，均为灰岩溶洞裂隙含水层为主要赋水层。此外，在矿区东部存在一个较大的地表水体，对矿区地下水是否产生较大的影响等是亟待解决的问题。基于此，本文以该铜矿床为研究对象，分析了矿区的水文地质条件，为铜矿资源的开发与利用提供帮助。

1 矿区背景概况

图1 矿区水文地质略图

江西某铜矿位于江西武山地区，为黄桥向斜的北翼部分，地形地貌东低西高，属丘陵地貌与湖滨多度地带。矿区出露地层较齐全，从泥盆系至三叠系均有出露[2]。根据矿区岩层富水特征将其划分为含水岩组、弱含水岩组和隔水岩组三大类，其中含水岩组有五通纱帽砂岩弱裂隙含水岩组、茅口长兴灰岩含水岩组、黄龙栖霞灰岩含水岩组和大冶嘉陵江灰岩含水岩组，弱含水层岩组有茅口炭质灰岩弱含水岩组，隔水岩组为大冶页岩相对隔水层。前文已述及矿区中矿体主要赋存于黄桥向斜北翼东部，导致矿体在空间上具有成带分布的特征，即可分为南北两个矿带。南矿带赋存于向斜南西翼二叠—三叠系与花岗闪长斑岩的接触带，空间上呈环状产出；北矿带中的地层赋存于上泥盆统五通组与石炭系黄龙组之间。根据对矿区水文地质条件的简易分析发现，矿体多数埋藏于当地侵蚀基准面之下，导致矿区水文地质条件更为复杂。

2 矿床充水因素分析

前文已述及，矿区成矿带可分为南北两条，因此，在分析矿床充水因素时也可分为南北两带进行。北矿带、南矿带的充水因素如下所述。

2.1 北矿带充水因素分析

（1）充水水源分析：北矿带中矿体主要赋存于上泥盆统五通组和石炭系黄龙组之间，该套地层组成了矿区内的五通纱帽砂岩弱裂隙含水岩组和黄龙栖霞灰岩含水岩组，明显受控于大气降水的渗透补给。因此，北矿带的矿床充水因素为大气降水，也是该矿带主要的水源补给，导致开采井巷中的涌水量明显呈现出季节性变化的规律，其变化形态与矿区范围内的大气降雨状况基本一致。由于矿体基本埋藏于当地侵蚀基准面之下，随着矿坑及井巷坑道的开挖，严重的影响了该区域地下水的运移方式，使得原来由西向东径流的水体逐渐向下渗漏补给，致使赤湖中的水体补给地下水，进而使得赤湖中的水源也成为北矿带重要的充水水源。由于受到地质构造的影响，使得赤湖的水源被断裂破碎带沟通改变运移方向，导致北矿带的充水水源以五通纱帽砂岩弱裂隙含水岩组和黄龙栖霞灰岩含水岩组中的裂隙水为主，因此，矿坑中的水量也是十分有限的。

（2）充水途径分析：充水途径是判断矿坑充水量大小的标志之一，北矿带的充水途径以构造裂隙为主，可分为断裂破碎带和节理。北矿带位于黄桥向斜北东侧之北西翼，层间破碎带、节理裂隙极为发育，导致平行于走向的断裂破碎带极为发育，促进了地下水的运移速率，形成了比较稳定的导水通道。此外，随着层间裂隙及破碎带、节理等的形成，导致该区域存在大量的虚脱空间，为地表水体的渗漏提供了良好的储存空间，进而可使得原先不能沟通的裂隙逐渐演化为具有网络结构的含水网，形成相对稳定的含水层。该类裂隙水的含水量较小，对矿产资源的开发利用影像不大。

2.2 南矿带充水因素分析

（1）充水水源分析：南矿带中的矿体主要赋存于矿区南部之二叠—三叠系与花岗闪长斑岩的接触带上，空间上呈环状产出，由冶嘉陵江灰岩含水岩组和茅口组溶洞裂隙含水岩组组成，中间展布有呈北东东—南西西向的大冶组下段页岩隔水岩组，使得二者之间的水力联系较差。南矿带的矿体也基本赋存于当地侵蚀基准面之下，随着井巷工程及开矿坑道的开挖，充水因素逐渐变为茅口组溶洞裂隙水，进而使得赤湖水源通过断裂破碎带及下渗作用，使得原来由西向东径流的水体逐渐向下渗漏补给，致使赤湖中的水体补给地下水，进而使得赤湖中的水源也成为南矿带重要的充水水源。

（2）充水途径分析：北矿带的充水途径以构造裂隙为主，可分为断裂破碎带和节理，而南矿带的充水途径存在明显的差异，主要表现在压熔塌陷和断裂破碎带两个方面。前者主要与南矿带地表为大量第四系沉积物为主有关，随着矿区开发利用，导致南矿带地下水水位逐渐下降，诱发了大量岩溶塌陷，形成了大量的塌陷区域，为大气降雨的下渗提供了通道，导致地表水体和赤湖水体沿塌陷区域灌入，严重的威胁了南矿带的开采；后者主要与武山岩体的侵入活动有关，随着武山岩体的侵入，使得围岩中产生大量裂隙，成为主要的导水通道，不仅为井巷坑道提供了充水通道，而且使得矿区的构造裂隙更为复杂，逐渐可形成具有较大规模的含水网络，也影响了矿产资源的开发与利用进程。

3 结语

本文以江西武山地区某铜矿床为研究对象，分析了矿区的充水条件及充水途径，对该矿区的进一步开发与利用提供帮助。通过对该矿床的水文地质条件分析，认为矿床主要含水层位为五通纱帽砂岩弱裂隙含水岩组、黄龙栖霞灰岩含水岩组和冶嘉陵江灰岩含水岩组、茅口组溶洞裂隙含水岩组，导水通道与矿区内的次级断裂关系密切。此外，赤湖水源对南矿带的影响作用更大。