辽宁省宽甸北部铜矿区开采技术条件分析

欧妮妮

（辽宁省地质矿产调查院有限责任公司，辽宁 沈阳 110000）

1 研究区慨况

研究区位于宽甸县正北方向，直线距离45km；位于牛毛坞镇西北约方向，直线距离10km。研究区位于辽宁省东部山区，为长白山脉西南端，属中低山地地貌，区内海拔标高518.40m-1272.90m，最大高差754.50m。当地最低侵蚀基准面518.40m。研究区属大陆性温带季风气候，四季分明，昼夜温差较大，年平均气温6.5-8℃，一月份最寒冷，最低气温-38.3°C，最大冻土深度1.1米。一般每年的七、八月份气温最高，最高温度约34.7℃左右。年平均降水量约700-1240mm，多集中在七、八月份，无霜期约146天。年平均风速为2.6m/s，最大风速14.6m/s。

2 区域地质条件

区域位于中朝准地台（Ⅰ）之营口—宽甸台拱（Ⅰ1-3）东段北缘，北部与桓仁凸起（Ⅰ12-2）相接，区域由于经历鞍山、吕梁、印支、燕山等多期塑造、叠加、干扰及强烈的岩浆活动，形成不同的构造形式，地层残缺不全，构造格局十分复杂，大地构造呈近北东-南西向展布。

2.1 区域地层

区域内出露的地层比较简单，主要有太古界鞍山群（Aran）、下元古界辽河群（Pt1Lh）、上元古界青白口系（Qn）及新生界的第四系（Qh）。按照辽宁省地层区划，区域内地层分区属华北地层大区（V）辽东地层分区（V49）之太子河—大连地层小区。

2.2 区域构造

因岩浆岩侵入活动，鞍山群地层在芦家堡子太古代岩体（γ21-2+3）南部形成卵形构造，辽河群地层在芦家堡子太古代岩体（γ21-2+3）周边环状超覆分布，褶皱构造以北东东向为主，断裂构造以北东向为主。

3 水文地质特征

3.1 水文地质条件

研究区内地势较陡峻，沟谷狭窄，切割较深；区内水系相对发育，部分沟、溪保持常年流水，但水位流量却随季节变化，七八月雨季流量增大，十二月-三月为枯水季节；结冰期为每年十一月中旬至次年四月中旬。水文地质条件主要受地质构造、地貌、岩性、气候及水文等多种因素控制，区内大体上可分为基岩裂隙水、山间洼地中的第四系松散层潜水，地下水的补给来源主要为大气降水的垂直补给，水位埋深在10-15m。区内无地表水体，多为季节性的小溪及其冲沟，夏季降水时低洼处汇聚为溪流，干旱季节无水。地形切割较小，属于中等切割的山区地貌，植被发育，基岩在山脊及沟谷处大量出露[1]。

3.2 含水层特征及富水性

（1）第四系松散层潜水含水层（Ⅰ）

主要分布于山坡及冲沟地带，组成了山前坡洪积裙及沿冲沟堆积的冲洪积物。岩性为含亚砂土碎石，砂砾石大小不等，磨圆度不好，呈棱角状和次棱角状，结构较松散，厚度一般小于5m，为孔隙潜水弱富水层，未见泉点。该层主要受大气降水补给，洪水期也接受相邻地表水补给，进而补给下游相邻含水层或出露低保排至区外。春天积雪融化及雨季孔隙水流出，流量很小，旱季完全枯竭。其地下水变化受气象因素控制，水位最低是每年的3、4月，最高在7、8月份。

（2）基岩裂隙潜水含水层（Ⅱ）

分布普遍，受大气降水及毗邻含水层补给，主要岩性为花岗岩、花岗4 0斑岩、大理岩及脉岩等，构造裂隙较发育，风化带深度一般为3-15m左右，延长及延深及张开宽度不大，部分被亚粘土、砂石充填，连通性较好，局部沟谷具“漏河”现象。基岩裂隙水水质良好，属HCO3—Ca型水，可直接饮用。地下水水位季节性变化幅度lm-2m，水位埋深一般为0-15m。

3.3 地下水补径排条件

研究区地下水主要依靠大气降水的渗入得到补给，区内岩层受构造作用影响，构造裂隙发育，区内山体以低山丘陵为主，地形切割比较强烈，地形起伏变化较大，支叉状沟谷发育，岩层内形成的裂隙起到了储水及导水作用，使得大气降水对研究区地下水具有面状补给特征。区内地下水的径流受地形条件、岩性及构造条件的制约。其中雨季大气降水以地表径流或地下潜流的方式流出研究区，基岩内的地下水则会沿着地形坡度产生径流。根据水文地质特征分析，地下水总体由北西向南径流，地下水径流条件较优越[2]。

4 工程地质条件

根据岩石形成时代、成因类型、岩性、工程地质特征以及岩石的物理力学性质等，主要分为两个岩组，其特征分述如下：

（1）第四系冲洪积层松散软弱岩组

黄-黄褐色，主要由砂、砂砾石、碎石等粗粒和粉土、粉砂等细粒物质组成，组成的松散堆积物，磨圆度和分选性差。该岩组分布在山间谷地，分布范围较广，为软弱岩类。

（2）块状坚硬岩组

矿区山体由花岗岩、花岗斑岩、大理岩、变粒岩等组成。岩石完整程度为较完整，按结构类型划分属块状结构。由于矿区基岩都比较坚硬，抗风化能力甚强，除地表岩石裸露区因受到风化作用的影响以至节理裂隙有所加宽并被风化产物充填的现象外，原岩结构保持良好，因此，风化作用对本矿区岩石强度的影响很小。强风化带在本区不发育，岩石厚度一般为1-10m，根据坑道工程地质编录及钻孔工程地质编录可知，岩性主要为大理岩，岩石均较破碎，风化裂隙中等发育，呈块状和短柱状，RQD值为40%-60%，岩体质量中等，结合体完整性一般，稳定性中等；弱风化带岩石厚度一般为10-60m，岩性主要为花岗岩，岩石风化裂隙不发育，根据坑道工程地质编录及钻孔工程地质编录可知，岩芯呈长柱状，RQD值为70%-90%，岩体质量较好，结合体完整，岩石整体稳固性较好。

5 环境地质条件

研究区属大陆性温带季风气候区，在地貌上研究区属低山丘陵区，地形较陡，地形坡度一般10-55°，局部大于45°，相对高差650m左右。地表植被发育，自然环境良好。地下基岩裂隙水丰富，水位埋藏浅，可直接饮用，区内地质环境未受到人类工程活动的破坏，地质环境可划为“良好”类型。根据2015年5月15日发布的GB18306-2015《中国地震动参数区划图》，本区地震动峰值加速度小于0.05g，地震烈度为VI度，建议抗震设防烈度为6度。

6 结论

（1）矿区地下水以裂隙水为主，水文地质条件中等。有二个地下水含水层：第一层为第四系孔隙潜水;第二层是以风化裂隙水为主的裂隙潜水。

（2）矿区山体由花岗岩、花岗斑岩、大理岩、变粒岩等组成。岩石完整程度为较完整，按结构类型划分属块状结构。矿区工程地质条件复杂程度属中等类型。

（3）研究区在地貌上研究区属低山丘陵区，地形较陡，地表植被发育，自然环境良好。地下基岩裂隙水丰富，水位埋藏浅，可直接饮用，区内地质环境未受到人类工程活动的破坏，地质环境可划为“良好”类型。