山东莱州市平里店地区矿山水文地质条件研究

马世君

（山东省地质矿产勘查开发局第六地质大队，山东 威海 264209）

山东省平里店地区位于华北板块鲁东隆起胶北隆起区胶北隆起之胶北突起内，空间上处于栖霞复背斜北翼焦家断裂带西南段，区域构造—岩浆活动频繁，成矿地质条件良好。矿床受北东—南西向断裂破碎带以及郭家岭花岗岩接触带控制明显，其控矿构造为区域性焦家断裂带的次级断裂，焦家深大断裂带为深部矿质的运移提供了充足的物源能能源，而北东—南西向的次级断裂交汇部位则是良好的储矿空间。为进一步编制矿山生产方案，本文对矿山水文地质条件进行了研究，为矿山建设提供参考。

1 矿区地质特征

矿区处于栖霞复背斜北翼焦家断裂带西南段，矿区出露地层主要包括：①新太古界胶东岩群苗家岩组（Ar3Jm）黑云斜长片麻岩、斜长角闪岩、黑云斜长变粒岩等；②古元古界粉子山群（Pt1f）石榴矽线黑云母片岩、黑云片岩、黑云变粒岩、白云质大理岩、黑云斜长角闪岩、黑云角闪片岩、浅粒岩等[1]；③古近系黄县组（E2h）砂岩、粘土质砂质砂岩等和泥灰岩；④第四系（Q）由沙质粘土组成。洪积、冲积物沿沟谷、河床分布，由砂、砂砾和含粘土的砾石组成。区域构造以断裂为主，而且极为发育，以北东向为主，次级的分枝断裂发育，构成断裂带，是本区金矿的主要控矿断裂构造，对岩金矿床起重要控制作用。矿区岩浆岩发育，以中生代燕山早期玲珑超单元（玲珑岩体）及郭家岭超单元等为主，尤其是郭家岭超单元是胶东金矿的直接矿源岩系，为胶东金矿的主成矿期提供了热动力和矿源条件。

2 矿区水文地质

2.1 地形地貌

矿区地处胶东半岛的西北部，其所在区域东南高西北低，从矿区向东南十几km起为丘陵山地，高程在+100m～+300m以上，往西9km为渤海，沿海岸为宽20km的带状剥蚀平原地貌，在平原上稀疏分布着平缓低丘，高程在+40～+50m，即胶东期夷平面，表层为几十厘米的耕土层，下伏为风化基岩，厚20～40m不等。区内主要发育剥蚀堆积及堆积地貌类型。

2.2 气象及水文

矿区属温暖带季风型大陆性半湿润气候，四季分明，年平均气温12.5℃；年平均降水量612.1mm，年最大降水量1204.8mm，年最小降水量313.8mm，降水多集中在7～9月份，占全年降水的60%以上；年平均蒸发量1665.1mm。剥蚀冲积平原上发育多条北西走向的河流，均发源于东南丘陵山地，流于渤海[2]。这些河流均较短，随季节变化，河谷宽阔而平坦，河流坡降小，在2‰左右，由河流堆积物形成了冲积平原，越靠近海滩厚度越大，最大近30m。该层堆积物中上部为含泥的粉砂中砂层，下部为粗砂砾石层，含丰富的地下水，水质化学类型CI-HCO3-Ca。

2.3 矿区地下水类型及特征

根据矿区内地下水的赋存特征等可将矿区内的地下水类型划分为松散岩类孔隙水和块状岩类裂隙水。

矿区内松散岩类孔隙水分布较为广泛，根据其赋存特征等可进一步分为三亚类：①冲积—冲洪积孔隙水，主要沿着矿区内河流及两侧分布，上部为粘质砂土，下部以粗砂及砾石等为主，含水层厚度介于5.0～30.2m之间，为潜水；冲积—冲洪积孔隙水水质较好，水化学类型以HCO3-Ca型为主，矿化度小于1g/L，单井涌水量500～1000m3/d[3]；②坡洪积孔隙水，主要分布于矿区东侧区域，厚度约为8m，为潜水，水位埋深介于1.8～3.7m之间；坡洪积孔隙水的水质较好，水化学类型以HCO3-Ca型为主，矿化度小于1g/L，单井涌水量小于500m3/d；③海积孔隙水，主要分布于矿区沿海区域，以粉砂质、中粗砂以及卵石等为主，最厚处可达60余米，一般厚为20～40m；海积孔隙水水质差，水位埋深0.2～3.5m，水化学类型为Cl–Na型，矿化度最高为153.7g/L，单井涌水量小于500m3/d。

矿区的块状岩类裂隙水主要分布在矿区东部丘陵地带，主要由花岗闪长岩、花岗岩等组成。该类地下水主要赋存在构造裂隙以及风化裂隙中，风化带厚度约20m。此外，块状岩类裂隙水受构造控制较明显，构造裂隙发育的区域其富水性相对较好。

3 矿床水文地质特征

矿区4、8号脉分布在矿区周围平缓低丘上，矿体赋存标高-24～-442m，整体地形比较平坦，最高海拔+41m。矿区东南侧河流由东向西流入渤海，矿区东侧河流向北汇入王河，矿区地表自然排水条件好，渤海海平面为当地最低侵蚀基准面。

3.1 含水层（带）与隔水层（带、体）

（1）第四系孔隙含水层与隔水层。研究区第四系发育，其富水性可根据垂向变化特征分为四层，从上至下富水变化特征如下：

①第一含水层：主要由中砂及粗砂组成，局部地段出现细砂及砾石。厚度3.50～17.29m，钻孔单位涌水量0.31～15.27l/s·m，渗透系数5.35～117.46m/h，富水性差异较大。该含水层主要接受大气降水和海水补给，水位埋深0.5～6.0m，水质变化大，矿化度0.21～25.95g/l，从东至西、从南至北呈增高趋势。随矿化度的升高、水化学类型由CI·HCO3-Na·Ca型转化为CI-Na·Mg型、CI-Na型。

②第一隔水层：在空间上位于第一含水层之下，由砂质粘土、粘质砂土以及含钙质结核砂质粘土等组成，厚度介于7～8m之间，厚度变化不明显。该层埋深5.5～9.0m，粘性小，隔水性相对较差。

③第二含水层：位于第一隔水层之下，该层岩性主要为中粗砂、砾石。厚度由北向南逐渐变大，一般3～4m，最大11.90m。含孔隙承压水，可接受第一含水层及海水补给。

④第二隔水层：位于第二含水层和基岩风化壳之间，由黄棕色含砾石砂质粘土和红棕色粘土组成，埋深7.8～25.5m，隔水性能较好。

（2）构造裂隙含水层。矿区内构造比较简单，主要为北东、北东东向断裂，贯穿矿区南北，向北延伸穿过河流及冲积平原，断裂倾向多为南东，局部北西，倾角15°～52°，属张性断裂。据钻孔揭露，构造破碎带宽1.8～18m，裂隙发育，含裂隙水，断裂带内赋存含金石英脉。根据相邻矿区水文地质资料显示：1号脉排水量15m3/h，2号脉排水量150 m3/h，裂隙水主要由大气降水和第四系孔隙水补给，径流排泄均不畅通，旱季时到补第四系孔隙水。孔隙水适宜农业灌溉和人畜饮用，化学类型CIHCO3-Ca。综上所述，矿床充水的主要因素是断裂破碎带裂隙水，矿坑涌水量200～250m3/d，雨季涌水量可以增大，能达到350～400m3/d。

（3）隔水岩体。矿区内花岗岩、胶东岩群变质岩系（黑云斜长片麻岩、黑云二长片麻岩、斜长角闪岩）、煌斑岩脉及含金石英脉可作为相对隔水岩体或隔水岩体。

3.2 地下水的补径排条件

研究区地下水的补径排明显受控于矿区地形地貌、岩性以及构造等因素，地下水的运动方向与地表水体的运动方向基本一致。矿区地下水的补给主要为大气降水，由于矿区地形变化较大，故在矿区丘陵区域由于切割较大，大气降水多以地表径流的方式排泄，少量的大气降水以渗透的方式补给地下水；在矿区内地形平缓的平原区域，地下水补给来源较多，包括大气降水以及基岩裂隙水、地表水的渗透补给。矿区地下水以径流排泄为主，局部低洼区域以泉水形式排泄，人工开采亦是其重要排泄方式，冲洪积孔隙水为该区工农业及居民生活用水的主要来源。海积孔隙水，除接受大气降水就地补给外，潮汐海水亦为主要补给来源，蒸发是它的主要排泄途径。

3.3 地下水化学特征

区内地下水化学特征，受古地理环境、地层岩性及补径排条件的综合控制。由于透水性差，地下水径流缓慢，排泄不畅，离子交换积累的矿物质高。曹家埠金矿水质分析结果为：水质类型为SO4-CI-Na型水，矿化度738.59mg/l，总硬度310.19mg/l，永久硬度209.24mg/l，游离CO24.48mg/l，PH值7.9，偏弱碱性。

4 结语

综上所述，矿区地下水类型主要为松散岩类孔隙水和块状岩类裂隙水，水化学类型以HCO3-Ca型为主，矿床充水主要因素为断裂破碎带裂隙水，矿坑涌水量200～250m3/d，雨季涌水量可以增大，能达到350～400m3/d。矿区水文地质条件简单，矿床水文地质条件以风化带裂隙潜水充水为主，主要充水层及含水层富水性弱，地下水补给条件差。此外，本文的研究成果为进一步制定矿山资源开采利用提供了基础依据。