王家坪金矿矿区水文地质条件浅析

薛 磊，薛玉山，张 凯，刘新伟，胡西顺

（西安西北有色地质研究院有限公司，陕西 西安 710054）

1 区域水文地质

王家坪金矿位于秦岭山脉南麓，海拔高度890m～1390m，相对高差200m～400m。山势陡峭，河谷深切，当地侵蚀基准面为海拔890m，属中低山区。区内属于秦岭褶皱系南秦岭印支褶皱带，构造线呈东西向[1]。区域内发育较多断裂构造，以东西向区域性断裂构造为主，矿区出露地层主要为泥盆系星红铺组灰岩[2]。

薛家沟为矿区内的干流水系，由南向北流径矿区。其属于季节性流水，雨季暴涨，旱季断流。流量随降雨量变化增减。矿区支流有头条沟、二条沟、西坡、东坡等，均汇入薛家沟。

2 矿区水文地质

2.1 地形地貌

矿区属于秦岭山脉南部山地地貌，地势呈东西向展布，总体东南高，西北低。山势陡峭，悬崖绝壁多，海拔高度890m～1390m，相对高差200m～400m。植被发育较好，第四系在阴坡覆盖较厚，阳坡覆盖较薄。薛家沟标高890m，为矿区最低侵蚀基准面。

2.2 气候条件

矿区气候属北亚热带向暖温带过渡的季风性半湿润山地气候，四季分明，年平均气温13.1℃。7月份温度最高平均25.4℃，1月份最低平均0.4℃。气温垂直分布差异大，绝对高度每升高100m，温度降低约0.6℃。年平均降雨量671mm～865mm，初夏干旱，夏秋季常出现地方性大暴雨和连阴雨，七月至九月的降雨量占全年的49%，最大日降雨量为199mm，最大时降雨量58.2mm。

2.3 地表水

地表水呈网状发育，是当地居民的主要饮用水源，水量丰富，水质良好。薛家沟为矿区内的干流水系，由南向北穿过矿区，流入下游薛家沟水库。其断面呈U型，河道宽约3m～12m，2013年7月23日暴雨后测得其最大流量为3324.02 L/s，期间水流漫过河床。其余老君沟、头条沟、二条沟等均属支沟水系，流量随降雨量变化显著，6-9月流量增加，10月开始缩减。

图1 王家坪矿区地表水动态观测折线图

2.4 地下水含水层

区内的地下水类型，按赋存条件可以划分为第四系松散岩类孔隙潜水、层状基岩裂隙水和碳酸岩类岩溶裂隙水三种类型[3]。水化学类型属HCO3-Ca型或HCO3•SO4-Ca•Mg型。

2.4.1 第四系松散岩类孔隙潜水

（1）冲洪积砂砾卵石类孔隙潜水：主要分布于薛家沟、老君沟河谷区，含水层主要由坡积、洪积砂砾卵石组成，厚度0.5m～2.0m。其主要补给来源为沟谷与沟谷两侧基岩裂隙水，排泄至沟谷转化为地表水，属弱-中等富水区。

（2）坡积、洪积砂砾卵石孔隙潜水：主要分布于薛家沟、老君沟斜坡地带，含水层由坡积碎石土、洪积砂砾卵石组成，厚度3m～5m。其补给来源可分为大气降水和基岩裂隙水两类，排泄至沟谷转化为地表水。其分布局限，泉水仅在雨后可见，泉水流量一般小于0.001L/s，水量贫乏，属极弱富水区。

2.4.2 层状基岩裂隙水

（1）钙质板岩千枚岩裂隙水：主要为上泥盆统馒头山组一套细碎屑岩、钙质板岩、千枚岩、粘土岩和灰岩。岩石表层风化强烈透水性好，随深度增加风化裂隙减弱，透水性变差，地下水接受降水补给，随地形由高向低运移，在近沟谷两侧形成相对富水区。据区域资料，其泉流量＜0.001L/s，属极弱富水区。

（2）中细粒长石石英砂岩裂隙孔隙水：主要为古道岭组一套薄层泥砂质灰岩夹砂岩、灰质砂岩、杂砾岩、含砾砂岩夹生物灰岩、砂质白云岩。岩层具有多层结构特点，水位埋深悬殊较大。表层风化强烈，透水性好，随深度增加风化裂隙减弱，透水性变差。区内基岩虽然节理裂隙发育，但裂隙的闭合性较好，储集的条件差，地下水贫乏。地下水接受大气降水补给，随地形由高向低运移，在近沟谷两侧形成相对富水区。据区域资料显示，泉流量0.1L/s～1.0L/s，属弱到极弱富水区。

2.4.3 碳酸岩类岩溶裂隙水

（1）中薄层含泥灰岩夹板岩-岩溶裂隙水：含水岩层为星红铺上部一套中薄层泥质灰岩和钙质板岩，互层产出，虽然节理裂隙发育，但多为压性或剪切裂隙，闭合性较好。受构造影响，部分张开性节理裂隙多被后期方解石脉或石英脉充填。该地层和构造条件不利于岩溶地下水的形成和发育。该地层内泉水雨后偶见产出，流量极小，属极弱富水区。

（2）中厚层灰岩-岩溶裂隙水：含水岩层为星红铺一段下组，主要岩性为灰岩、白云质灰岩和钙质板岩。岩溶不发育，形成相对隔水层，受构造影响，层间裂隙发育，形成以层间裂隙运移为主的岩溶裂隙水，岩溶裂隙水具有多层含水的特点。其补给条件差，不利于地下水的越层运移补给，水量贫乏。

3 矿床充水影响因素

矿床充水内在影响因素为构造破碎带含水层之间的水力联系程度，外在影响因素为河流流经构造破碎带的渗透能力和地区降雨量大小。

通过分析得知，降水入渗和构造影响对矿坑充水影响较小。层间岩溶裂隙水，单层储水能力较小，多层累加，对矿坑充水影响较大。地下开采时，地表水渗漏补给岩溶水，对矿床充水影响较大。沿脉掘进矿坑充水量较小，穿脉掘进形成层间岩溶裂隙水贯通，对矿坑充水影响较大。

4 矿坑涌水里预测

矿区最低开拓水平标高为400m左右，位于当地最低侵蚀基准面以上。由于含矿层厚度大，缺少深部地下水疏干排水资料，矿坑的疏干排水量，利用抽水试验资料进行估算。矿区地下水主要与地表水渗漏补给岩溶裂隙水有关，而地表水则受大气降水补给，故矿坑疏干排水与当地降雨量密切相关。据资料显示，矿区所在地年内月平均降雨量约60.6mm，雨季平均降雨量为143.8mm，其相差2.37倍。矿坑涌水量的大小主要受降水变异系数影响，因此计算的矿坑疏干排水量，可以视为正常矿坑涌水量[4]。

计算公式选用科斯嘉科夫公式：

q—单位长度矿坑疏干排水量(m3/d·m)；

K—渗透系数(m/d)；

H1—巷道中心埋入含水层中的深度(m)；

a—计算系数；

R—影响半径(m)；

γ—巷道半径(m)。

表1 矿坑疏干排水量预测表

5 结语

本矿区为基岩裂隙含水层充水的矿床，主要矿体位于当地侵蚀基准面以上，矿床充水主要与地表水渗漏补给层间岩溶裂隙水有关，水文地质边界简单，地下水补给条件差，富水性较弱，属于水文地质条件简单的矿床。