湖南新邵县谢家山金锑矿区水文地质特征分析

徐英明　李惠纯　颜伟裕　成晟鑫

摘  要  本文对谢家山金锑矿区水文地质条件进行分析与总结，认为矿区属裂隙充水矿床，主要充水水源为浅变质岩裂隙含水岩组，充水方式主要为顶、底板分散滴入或渗入。采用“大井法”和“比拟法”对谢家山矿区李家冲矿段进行矿坑涌水量预测，估算矿坑涌水量均小于300m3/d，属小水矿床，矿区水文地质条件简单，能为矿山开发利用提供水文地质依据。

关键词  水文地质;涌水量;金锑矿;谢家山

中图分类号：P641文献标识码：A

Analysis on Hydrogeological Characteristics of Xiejiashan Gold Antimony Mine in Xinshao County of Hunan

Xu Yingming1，  Li Huichun2，  Yan Weiyu2， Cheng Shengxin2

（1. Hunan Yimidi Planning Consulting Co.Ltd.， Changsha Hunan 410000; 2. 304 Brigade of Hunan Nuclear Geology， Changsha Hunan 410000）

Abstract： This paper analyzes and summarizes the hydrogeological conditions of the Xiejiashan gold-antimony mining area. It is believed that the mining area is a fractured water-filled deposit. The main water source is shallow metamorphic rock fractured water-bearing rock group， and the water filling method is mainly scattered dripping or infiltration of roof and floor. The "big well method" and "comparison method" are used to predict the pit water inflow in the Lijiachong section of the Xiejiashan mining area. It is estimated that the mine water inflow is less than 300m3/d. It is a small water deposit with simple hydrogeological conditions in the mining area， which can provide for mine development and utilization.

Keywords： hydrogeology; discharge; gold antimony mine; Xiejiashan

謝家山金锑矿区分为李家冲矿段[1]和后里冲—虎形山矿段[2]，位于湖南省新邵县潭溪镇，为一小型金锑矿，主要赋矿层位为南华系下统长安组（Nh1c），属中低温热液蚀变破碎带型金锑矿[3]。本文重点论述了谢家山矿区水文地质特征，结合抽水试验结果（3个孔）对李家冲矿段涌水量进行了预测。

1  自然地理条件

1.1 地形地貌

该区地势总体南东高，北西低，东部最高峰为岳坪峰1513.3 m，最低为西部淘金桥河沟，海拔178.0m，相对高差1140.0m，一般大于500m，地形坡度一般为19°～53°。李家冲矿段位于侵蚀构造低山—丘陵区，以低山为主，局部见丘陵地貌，最低侵蚀基准面为+375m。区内沟谷深切，多呈“V”字型，有利于大气降水的排泄[4]。

1.2 气象

本区属亚热带湿润季风气候，温湿多雨且雨水集中，秋冬季常旱，严寒期短，无霜期长。春夏季主风向为东南风，秋冬季主风向为西北风。年降水量1543.4 mm/a，日最大降水量250 mm;年平均气温17.2 ℃，最高气温39.8 ℃。

1.3 水文

区内地表水系较发育，见小涟河等多条小溪，为孙水河支流，由涟水汇入湘江。小涟河为湘江三级支流，龙山主峰岳坪峰上的药王殿是孙水河的源头。李家冲矿段、后里冲矿段处于新邵潭溪镇猫公洞—李家冲水文地质单元，虎形山矿段处于新邵陈家坊镇虎形山—宝塔坪水文地质单元（图1）。对小涟河流量进行动态观测，最大流量为1.38×107 m3/d，最小流量为5.97×104 m3/d。该溪流在平水期主要接受地下水补给，因纵坡降大，洪水位主要局限在沟槽中。

2  矿区水文地质特征

2.1 含水岩组特征

因岩性、地质时代及富水程度不同和钻孔抽水试验[5]，将区内水文地质单元中含水岩组分为6组（图2），具体描述如下。

2.1.1  孔隙含水岩组

主要为第四系松散岩类含水层，岩性为粘土、含砾石砂土、含碎石粉质粘土、腐植土等，沿山间盆地、河流两侧、谷底一带分布，属残坡积层、冲洪积物，厚1.50 m～26.06 m，平均7.97 m;16个泉水调查点均为下降泉，泉流量1.64 m3/d～6.48 m3/d，平均1.31 m3/d。

2.1.2  孔隙裂隙含水岩组

主要为南华系富禄组（Nh1f）碎屑岩类，岩性为石英砂岩夹含砾砂岩和含砾砂质板岩，厚17.8m，裂隙分布不甚稳定，富水性一般较弱;其泉流量一般8.64 m3/d～17.28 m3/d，径流模数43.2 m3/d.km2～86.4 m3/d.km2，水类型多为HCO3·Cl或Cl-HCO3，矿化度低（10 mg/L～50 mg/L）。

2.1.3  裂隙含水岩组

主要为震旦系上统留茶坡组（Z2l）浅变质岩类，岩性为硅质岩，厚15.62 m，节理裂隙发育;调查1个泉水点，为下降泉，泉流量25.92 m3/d ，富水性中等。

2.1.4  岩溶裂隙含水岩组

主要为浅变质岩夹碳酸盐岩类，涉及区内多个地层。

南华系中统大塘坡组（Nh2d）岩性为板岩夹硅化白云岩，厚34 m;其裂隙分布不甚稳定，泉流量一般8.64 m3/d～43.20 m3/d，径流模数43.2 m3/d.km2～86.4 m3/d.km2，富水性一般较弱。

震旦系下统金家洞组（Z1j）岩性为板岩夹含锰灰岩或含锰白云岩，厚30.84 m;其裂隙分布不甚稳定，富水性一般较弱;浅部水质属于SO4-Na·Mg型、HCO3·SO4-Ca·Mg型、HCO3-Ca·Mg·Na型。

寒武系第一二统牛蹄塘组（∈1-2n）岩性炭质板状页岩、炭质板岩夹薄层硅质岩，厚150m;其裂隙水分布较为稳定，1个泉水调查点，为下降泉，泉流量74.04 m3/d，富水性中等，受季节性变化不大;浅部风化壳水质属SO4-Na型、SO4·HCO3-Ca·Mg·Na型、HCO3·SO4-Ca·Mg型。寒武系第二、三统污泥塘组（∈2-3w）岩性为含钙板岩夹白云质灰岩，厚100 m，属HCO3-Ca·Mg·Na型。寒武系第三四统探溪组上段（∈3-4t2）岩性为含钙板岩夹泥质灰岩，厚500m，属HCO3-Ca·Mg·Na型。

2.1.5  裂隙岩溶含水岩组

主要为寒武系第三四统探溪组下段（∈3-4t1）碳酸岩夹碎屑岩类，岩性为含泥质灰岩夹白云岩，厚30m;其泉流量一般小于86.40 m3/d，径流模数86.4 L/s.km2～108 L/s.km2。

2.1.6  岩溶含水岩组

主要为泥盆系中统棋梓桥组（D2q）碳酸盐岩类，岩性为灰岩、泥灰岩、钙质页岩，厚270.6 m;其泉流量一般86.4 m3/d～432 m3/d，径流模数216 m3/d.km2～432 m3/d .km2;水类型主要表现为HCO3-Ca型，少量的表现为HCO3-Ca·Mg型，矿化度200～550 mg/L。

2.2 隔水层

区内（相对）隔水层主要为粉砂岩、砂质板岩隔水层，涉及南华系上统洪江组（Nh3h）、奥陶系第一二统桥亭子组（O1-2q）和泥盆系中统跳马涧组（D2t）等地层，层厚分别为245.28m、200m和300m。各地层渗透性差，断层不发育，含水性弱。其中南华系下统长安组（Nh1c）为弱透水层至不透水层，以弱透水层为主，岩性为含砾砂质板岩、含砾绢云母板岩夹少量灰岩透镜体，厚度大于500 m;3个泉水调查点均为下降泉，泉流量1.81 m3/d～10.80 m3/d，平均53.31 m3/d;施工3个水文孔[6]，其渗透系数为5.95×10-5～10.71×10-5 m3/d。

2.3 老窿及探矿坑道水特征

本次重点对区内李家冲矿段进行坑道水文地质调查，金锑矿体大部分赋存于当地侵蚀基准面（+375m）以下，调查老窿、斜井和平硐13个，一般岩壁多潮湿，局部断裂带滴水、渗水情况明显。窿内有积水，未流出窿口的工程4个，标高为388.14 m～459.74m;坑内无积水工程3个，其中LD2和LD4是通过PD423之XJ1排泄的;LD5从窿口流出，流量约为86.4 m3/d;其余工程積水来源于大气降水，且不能自行外排需人工抽水。本次对PD423坑口排水情况进行了为期一年的长期观测，流量44.48 m3/d～70.93 m3/d，正常69.59 m3/d。

2.4 断层破碎带水文地质特征

李家冲矿段区内断层较发育，两条规模较大的北东向构造F4、F8对矿床开采影响较大，现介绍如下：

F4断裂：为区内的导矿构造，走向NE，断层面倾向108°～138°，平均123°，倾角40°～75°，平均62°，为逆断层。断层破碎带中构造角砾岩胶结程度中等，结构较紧密。野外调查时未发现较大地下水露头，仅在F4断裂带附近偶见坑道水出露，流量约86.4 m3/d，水量不大。推断F4断层为弱导水断层，且已发现的矿脉均处于该断层的上盘，对矿床开采影响不大。

F8断裂：为导矿构造，走向NE，断层面倾向295°～318°，平均309°，倾角70°～82°，平均75°，宽度0.80～10m，平均2m，左行平移正断层。受F8断裂影响在其两侧发育有北东、北西向分支断裂或牵引褶皱，两侧地层产状较乱。断层由碎裂化板岩、方解石石英脉及断层泥等组成，裂隙闭合，坑内无明显滴、淋水现象。

2.5 地下水补径排及动态变化

2.5.1  补给来源

大气降水是区内地下水的主要补给来源[7]，多以面状入渗补给形式补给。因第四系地层较为松散，透水性强，大气降水直接入渗补给。大气降水直接补给基岩裸露区的裂隙或岩溶含水岩组，或通过第四系地层间接补给，其中变质岩岩类含水岩组区降雨入渗补给系数约0.30～0.40。区内雨量充沛，年平均降雨量1543.4mm，日最大降水量250 mm。

2.5.2  径流条件

李家冲矿段金锑矿主要位于新邵潭溪镇猫公洞-李家冲径流区，其地下水排泄的总体方向由南东向北西，最终汇入湘江。

2.5.3  排泄条件

大部分降雨形成地表径流，从山脊流向沟谷，整体流入湘江。李家冲金锑矿体出露地层为隔水层，入渗的地下水顺第四系与基岩接触界面形成细缓层流，以裂隙流的形式汇集于就近的泉域，并以泉水形式流出地表汇入当地溪沟，继而汇入湘江。湘江是单元地下水最终排泄场所。