会泽铅 锌矿区水文地质条件及地下水环境质量评价
昆明理工大学硕士学位论文前言 前言 一、田内外地下水环境质量评价研究工作的：葩甓 地下求环境质量评价是研究地下水质量现状和时空变化规律同其所处的自然 地理、地质、水文地质环境的关系，以及人类工程活动对地下水质量影响的－－ｆｌ实 用科学。它可为改造地下水、防止水质恶化和制定水资源政策提供科学依据。它是 环境质量评价的重要组成部分。特别是城市和工业开发区，随着城市建设、工业发 展、地下水的大规模开发利用，使得环境质量发生显著的变化，在一些地区已经严 重影响城市供水质量。影响人类的健康，甚至造成巨大的经济损失．因此研究这些 问题并提出防止措施，已成为环境中急待解决的问题，这也是保护地下水资源、控 制地下水污染、保护地质环境的一项重要手段． 地下水环境质量评价，自二十世纪五十年代开始得以被重视，其评价思想和方 法与环境科学的环境质量评价方法密切相关。 环境科学中环境质量评价的发展出现过两次研究高潮：diyi次出现在五、六十 年代，第二次出现在８０年代。diyi次高潮主要是工业发达国家出现的环境污染。 １９６４年在加拿大召开的国际环境质量评价会议上，学者们首先提出了“环境质量 评价”的概念，随后，美国在１９６９年通过立法建立了环境质量评价制度．这是人 类在环境问题认识上的一次飞跃。由于diyi次高潮主要是局地污染问题。所以当时 环境质量评价的重点放在了单个项目的评价上，形成了主要考虑局地环境质量的传 统环境影响评价方法．随着开发步伐的加快，８０年代初出现了第二次环境问题高 潮，使人类开始由对局地环境问题的关注扩大到区域或全球性环境问题的关注，区 域开发环境影响评价便应运而生． 随着环境质量评价工作的逐渐深入，地下水环境质量评价的研究工作从７０年 代开始逐步受到重视，评价体系及方法正日臻完善． 为使地下水环境质量评价有据可依，各犀根据实际情况，制定了地下永环境质 量评价标准．国内外目前使用的标准可分两类：一类为区域地下水天然背景值：一 ．—』Ｌｊ！一类为国家制定的水质量标准。我国于１９９３年１２月３０日由国家技术监督局发布了 ‘地下水质量标准》。 七十年代以来，地下水环境质量评价工作由浅入深，由简单到复杂，由单项指 标到综合指数的计算，由现状评价到趋势分析，由数理统计到数学模型的建立，由 室内模拟试验到现场大型试验逐渐发展起来了。 早在１９６５年，美国俄亥俄州河流卫生委员会的赫尔顿提出了一种水质评价的 指数体系，并提出了制定指数的步骤，diyi是要选择建立指数时所需要的质量特征； 第二是根据各种参数确定评价等级：第三是定出各参数的加权值．布朗于１９７０年 发表了评价水质污染的水质指数。并得出对水质有关的１１种重要参数，针对他们 得相对重要性，定出他们的权系数。 国内水环境质量评价始于７０年代。１９７４年，我国提出了diyi个综合表示水质 污染情况的综合污染指数，其目的是期望用一种zui简单的、可以进行统计的数值来 评价多种污染物质影响下水质的污染情况，改善用单项指标表示永质污染不够全面 的欠缺。７０年代中期上海地区水系水质调查组提出了“有机污染综合评价值”的 概念。１９７７年，在南京城区环境质量综合评价研究中，提出了“水域质量综合指 标”，用以评价环境中水要素的质量。选用酚、***、铬、***、***作为污染因子，按 水域质量综合指标定出水域的水质分级标准．该方法考虑了不同的污染物乘以一个 权系数，但权系数的确定属主观规定。７０年代末广州进行水质评价时，把测定项 巨分为３类，即无枫类、有机类和重金属类，将水质评价指数也分为３类．即分指 数、类指数、综合指数，从而分级进行评价． ８０年代前主要采用的地下水环境质量评价方法为简单的给定临界判据的指数 法。８０年代后．随着计算机技术的飞速发展．使现代数学理论应用于水环境评价， 复杂的数理统计方法能得以实现．近年来，系统论，控制论和信息论的发展以及耗 散结构论、协同论和突变论的产生。使模糊数学、层次分析、随机模型、灰色系统 和人工智能等理论方法与计算机技术相结合应用于水环境评价研究。于是。地下水 星堕里三查堂堡主兰垡丝塞一一一ｌＬｊ！一 环境质量评价由单因子模型的定量评价转向多因子模型的综合评价。国内目前采用 的较为有效的方法为综合指数法，我国学者还提出并应用了一些新方法，如：（Ｍ“ 一Ｍｉｌｌ）综合评判方法、模糊概率综合评价法、聚类分析法、物元分析法、灰色聚 类法等。国外关于水环境质量评价理论的研究在８０年代后更是深入和系统，在高 科技操作工具的辅助下，神经网络、遗传算法、灰色理论等得到了广泛的应用。近 年来遥感（ＲＳ）和地理信息系统（ＧＩＳ）技术也开始逐渐应用于水环境质量研究， 实现定量监测水体的污染程度和污染类型。 现代高新技术，计算机技术、空间技术和自动化技术在资源环境研究中得以应用，为地下水环境质量评价研究展示出更加广阔的前景。 地下水环境质量评价工作起步较晚．现研究重点多放在单个含水层、矿埋层的 水环境研究上，而对多个含水层系统之间矿物质的运移规律，以及不同含水层系统 水环境差异，开展的研究工作较少。这些不足，有待今后不断完善。 本论文是在对会泽矿区水文地质测绘的基础上，运用综合指数法、模糊数学综 合指数法、ＴＯＰＳＩＳ法，对矿区不同含水层地下水环境质量进行评价。 二、研究区水文堆质、地下水环境质量研究程度 会泽矿区正式地质勘探始于１９５３年，１９６４年提交补充勘探报告。１９８０年７ 月云南省地质局水文地质工程地质队提交了１／２０万东川牺‘区域水文地质普查报 告》，其中对者海盆地水文地质条件有专门论述，涉及矿区部分很少．１９９６年西南 地勘局昆明勘测工程公司对麒媵厂矿区水文地质条件进行了初步勘寨，并提交了 ‘麒麟厂矿区水文地质勘察报告》，完成地衰１５ｋｉｎ２的ｌ，万水文地质概调查、四个 中段的坑道水文地质测绘．进行了只限于６号矿体的坑下单孔抽水试验。同年会矿 提交的‘麒麟厂６号矿体地质勘察报告’引用了上述研究成果．此翦的地质勘查过 程中，仅在１９８０年云南省地矿局开展１／２０万东川幅区域水文地质普查对．分析了 矿区外围者海盆地孔隙水的地下水环境质量。重点对冶炼厂对者海盆地地表环境污 染状况作了一定的调研，既未对矿区内地下水环境进行系统研究和评价，也未对不 同含水层组水质特征进行分析、比较和研究。因此，本次研究不但填补了会泽矿区地下水环境质量研究的空白，也为矿山 ｌ可持续发展提供了必不可少的实际资料，研究方法和思路可供同类矿山借鉴，具有 重要的理论和实际意义。 三、选曩依据及主要研究内容 会泽铅锌矿为国家大型二级企业，包括麒麟厂和矿山厂两个矿坑，年采矿石２５ 万吨，主要矿产品以铅锌锭、锗、银为主。随着西部大开发的战略部署，会泽铅锌 矿拟扩大生产开采麒麟厂＝深部８号矿体及ｌＯ号矿体，但所探明的深部矿体均位于 岩溶含水层地下水位和zui低侵蚀基准面以下，需进一步查明水文地质条件，为矿床 安全开采提供依据。矿床开采同时将会引起地下水动力参数的改变和影响地下水环境。 本论文结合“云南会泽铅锌矿区水文地质测绘”项目进行，经过野外水文地质 调研及室内深入分析、研究，在查明了会泽铅锌矿区矿床水文地质条件及矿区地下 水的补给、径流、排泄规律基础上。首次系统划分了不同地下水含水层组及地下水 类型，并重点对各含水层组地下水环境质量现状做了多方法评价，确定了当前地下 水环境质量等级．为矿山今后的可持续性发展、合理利用地下资源提供了科学依据。 四，工作进度 ａ）准备工作阶段 通过云南省科技情报国际联机检索了国内外近二十多年来的相关资料３１０多 篇，在昆明理工大学图书馆、昆明理工大学国土资源学院资料室和西南地勘局资料 室查阅、收集有关资料，为顺利完成课题研究作好了充分的前提准备工作。 ｂ）野外调研阶段 分别在丰水期（２０００．８—２０００．１０）和枯水期（２００１．３—２００１．４）两次到野外进 行了艰苦的调查和踏勘，完成了如下的工作量（表１）取得了丰水期和枯水期详实 的diyi手资料．井从有关单位收集到了一些相关数据和图件资料．为课题研究的高 质量完成打下了坚实的基础． 昆明理工大学硕士学位论文前言 裹１项目完成的主要工作量 实际完成工作量本人贡献 １／５万水文地质测绘合同坐标范围３５０ ｋｍ２ ｌ，万水文地质测绘合同坐标范围３６ｋｍ２ 坑道水文地质测绘（１／５００－１／２０００）约６５００ｍ 参与 实测剖面３条约１１８０ ｎｌ 野外地质及水文地质点５９４个 泉点观测５１个 主要参加者 坑道及地表节理裂隙统计点１８５个 岩溶裂隙统计点１３８个 参与 地表测流点１１９个（其中长观点４个） １０ 坑道涌水量观测点（堰槽） Ｊ１个 ｌｌ 钻孔水位及流量观测点 ＞２０个 １２ 坑内裂隙涌水点观测 ４６个 主要参加者 １３ 民井调查 ３７口 １４ 采集水样（全分析） ２ｌ件 １５ 地下水环境质量评价、分析、计算 三个含水层 负责完成 注：未包括重复观测的工作量 ｃ）室内综合分析阶段 野外工作结束后，立即投入室内资料的整理、分析，成图及计算，借助计算机等辅助工具进行数据、文字、图件处理，取得了较好的研究成果。zui后将研究成果 进行整理，汇编成硕士论文。 diyi章矿区水文地质条件diyi节 ．自然地理概况 会泽铅锌矿位于云南省东北部的乌蒙山区，矿区东西长４．５ｋｍ，南北宽３ｋｍ，面积为１３．５ｋｍ２，包括矿山厂和麒麟厂两个矿床，两者平距３千多米。行政区划属 曲靖市会泽县者海镇和矿山镇。矿区交通便利，可通达昆明、曲靖、昭通、宣威 及会泽。 矿区地质构造复杂，为麓台地貌，主要山脉走向大体呈北东向展布，地势陡 峻，沟谷纵横，地势上总体西高东低，北高南低，海拔一般在２０００米以上，zui高 ２８３０．６ｍ，zui低为牛栏江河床（１５６１ｍ）。麒麟厂断层向西至矿山厂一带，地形起伏 不大，地貌比较舒缓，构成溶蚀及侵蚀缓坡至低中山地形（标高２４００－２６００ｍ）。 从矿山厂往西形成两山之间夹持之长条状溶蚀缓坡及洼地，至石咀时地势平坦， 范围扩大构成小型山问盆地（者海盆地）．在整个麒肆厂地段山高坡陡，地形西高 东低，西侧山地标高为２６３７．６－２６６８．９ｒｎ。东郁牛栏江为云贵两省天然分界线，切割 深度大于一千米，为当地zui低侵蚀基准面（标高１５６１ｍ）。相对高差达到１１１２．４０ｍ， 河岸两侧多为石灰岩地层裸露地表，到处是悬崖峭壁，从两侧至谷底呈“ｖ”字 形，属构造溶蚀及侵蚀中高山切割地形。 矿区从石咀至矿山厂及麒麟厂一带，植被极少．地衰支沟及冲沟比较发育． 较大的有矿山厂支沟、尾矿坝支沟、小菜园支沟及三道拐支沟筹，但地表水比较 缺乏，多属季节性支沟及溪流，长时期以来造成矿区生活及生产用水困难。全靠 从较远的牛栏江边抽水供给使用．牛栏江从矿区东侧由南向北流过。为当地地形 切割zui深和zui大的地衰水体，其沿岸为主要排泄带。全长３５０公里，属金沙江水 系，河床宽５０—３００ｍ，江面平均宽１００ｍ，流经矿区约４公里．据１９６４年新桥水 文站观测（江边驻地下游）：zui小流量１９米３，秒，zui大洪峰量９９９米３，秒，洪水 位与桔水位高差为５．２９ｍ．１５号坑口东zui高洪水位标高位１５６１．７９ｍ．据上游黄梨 树水文站１９９１至１９９５年、１９９９年和２０００年观测：日zui小流量平均１８．６米３，秒 （１９９３年５月２２日zui小为１３．３米３，秒），日zui大流量平均５８５米３／秒（１９９４年６月２３日zui大洪峰量达７５８米３，秒），７年间平均流量为１１２．０３米诡ｐａ 本区气候属亚热带高原型季风气候，Ｉ由于地形高差大，气候具有垂直分带特 征。年降雨量为５６２．９．１１５８．８ｍｍ，雨季集中在５－ｌＯ月份，占全年降雨量的８７．７％ zui大降水量为２２０．３毫米／昼夜，是地下水补给旺盛时期．历年平均气温１２．６。 zui高气温３３．８，zui低气温－１２．２。年平均有霜日３６天，主导风向为东东南风， zui大风速１９米，秒，平均风速２．６米，秒。年平均相对湿度７１％。 矿区出露的主要地层有新生界、中生界、古生界、元古界（见图ｌ－１），其岩性及富水性特征如下： 一、元古界震且系上统灯影组（Ｚｚｓｔｌａ） 岩性以灰白色细晶一泥晶白云岩、含硅质条带白云岩为主，是矿区次要含矿层 位之一，厚度大于１３９米．岩石富水性均一，是岩溶含水层组之一。只在龙王庙一 黄家脑包一线与下三道拐较小范围内出露，对矿区的影响不大。 岩性较稳定，上部为深灰色页岩、粉砂质页岩夹细砂岩及少量灰岩；下部为灰黑色、深灰色泥质粉砂岩、炭质粉砂岩夹页岩．只在马脖子、下三道拐附近出 露，区域厚度Ｏ－７０ｍ，径流模量Ｍ＝Ｏ．９８１／ｓ ｋｍ２，富水性较差。具隔水层性质。与 下伏灯影组平行不整合接触。 （＝）泥盆系中统口组（Ｄ２ｈ） 为陆缘湖盆相带沉积。岩性为浅灰、灰白色中 厚层状细粒石荚砂岩、石英杂 砂岩、夹薄层页岩。在马脖子、孙家沟．黄家脑包一带较小范围出露。厚度１０．８５ｍ， 丽＝１．３４１／ｓ．ｋｍ２，砂岩粗细混杂、分选性差，富水性差。为次要隔水层。 由于筇竹寺组和海口组岩性都为页岩、砂页岩组成，其水文地质性质相似， 可作为矿区范围内的下部隔水层，用Ｇｌ衰示（其分布见圈１．１）． （三）掘盆系上囊宰格组（ｍｚＩ）为一套成化海相镁质碳酸盐岩沉积．分上，中、下三段。岩性为深灰色、灰 白色粉．细晶白云岩，夹粗晶白云岩、角砾状自云岩、泥质自云岩及薄层页岩．厚 度１３１．３ｌＯｍ，岩石透水性强，地袭岩溶裂隙较发育。面＝２．８７ ｋｍ２。富水性中 等，为主要含水层。（四）石炭黑下统大塘组（Ｃｉｄ） 以灰色隐晶质灰岩、鲕状灰岩为主，但该层位在不同地段含厚度不等的砂页 岩，如在孙家沟．大石头脑包－双石头一带，其底部为一层厚度不大的深灰、褐黑 色细至粉砂岩及紫色泥岩层（图１．２，１－３），厚度１０－３２ｍ。在矿山厂深部（１７５１ 中段６．１４川）和麒麟厂１５７１中段、三道拐等地，可见大塘组顶部含数层厚０．２－２．５ｍ 的紫色页岩。砂页岩虽分布不稳定，但对岩溶化和富水性的影响较明显，使该地 层富水性中等。为次要含水层。 ｏＬ旦Ｉ－２并采掏嗣曩ＰＩｑ＋ｍ—Ｄ３－－曩 １．灰岩２．炭质页岩３．砂岩４．泥岩５．白云厦衷岩６白云岩 １－３双石头登蘑东（Ｎｏ．１９３点）ＣＩｄ翻膏一Ｉ白云岩２籍．细砂岩３黄蠓色页岩４灰岩 昆明理工大学硕士学位论文diyi章矿区水文地质条件 （五）石炭系下统摆佐组（Ｃｌｂ） 岩性为米******，肉红色中．粗晶白云岩，夹浅灰色灰岩及白云质灰岩（图Ｉ－２）， 为矿区的主要赋矿层位，厚度４５－７０ｍ，富水性中等。经坑内钻孔抽水试验，单位 涌水量ｑ＝０．０１８３１／ｓ．ｍ，渗透系数zui大值为０．１２０９ｍ／ｄ，zui小值为０．０４６５９ｍ／ｄ，平均 值为０．０８３７ｍ／ｄ，丽＝５．３１Ｉ／ｓ ｋｍ２，为主要含水层。 裂隙发育及地形有利地段含少量裂隙水。Ｍ＝０．１７６１／ｓｋｍ２，富水性较弱。 （七）石炭系上统马坪组（Ｃ３ｍ） 岩性为灰紫色泥质条带角砾状灰岩，角砾具有一定的磨圆度。被紫色、黄绿 色泥质胶结，中部夹黄绿色－紫******页岩（图Ｉ－２、１－４）．厚度一般在５３．８５ｍ之 间。Ｍ－０．１３ｌ／ｓ－ｋｍ２．富水性微弱，为隔水层。ＣＡ）＝叠系鬃山姐（Ｐ１１） 为一套海陆交互相的含煤线碎屑岩建造，上部为黑色炭质页岩夹灰黑色细粒 石英砂岩、粉砂岩，中部为灰．灰白色中厚层状中．细粒石英砂岩与灰黑色薄层状 页岩互层，下部为灰－灰白色中厚层状中－粗粒石英砂岩夹灰色薄层状页岩。据对 矿区多个剖面测量（图ｌ－４，１．５，ｌ－６），厚度４７－１０５ｍ，且分布稳定，尤其在新 工地－矿山厂公路两侧出露连续且厚度稳定．该组中页岩含量较高，据多个剖面点 统计，页岩含有率为Ｉ１％．６５．３％，，平均含有率为３３．４％．蔚＝０．１６１／ｓ ｋｍ２，为主 要隔水层， 根据地层的zui新划分标准，石炭系已经两分化，Ｃ２Ｗ和Ｃ３ｍ化为一组，又 由于石炭系灰岩厚度小，且岩性、水文地质性质与粱山组具有相似性，可共同作 为矿区中部隔水层，用Ｇ２表示．（其分布见图）． １０旦盟里三查堂堡主堂垡丝苎 栖霞．茅口组灰岩２．鬃山组砂岩夹页岩３．马坪组团块状灰岩夹泥岩圈１．５尾矿坝北部冲沟（Ｎ０．２６７－２６９点）集山姐宴剖面圈 砂岩夹页岩＠砂岩与页岩互屡＠炭质页岩夹砂岩砂岩 １－６老尖山西（．１９９点）鬃山氲捌酉ｏ砂岩与泥岩互层＠页岩夹砂岩＠炭曩页岩夹眇岩 在本区广泛出露．为一套厚度较大的浅海相碳酸盐岩沉积．厚度２９２．６００ｍ。岩性为灰白色、灰色鲕状灰岩、生物碎屑灰岩及虎斑状白云质灰岩，中厚层致密 块状，白云质分布不均匀，常呈不规则团块，而形成了虎斑状。岩溶较发育，岩 石透水性好。丽＝５３．５１Ｆｓ ｋｍ２．富水性好。为主要含水层。 （十）＝叠系上统曩眉山玄武岩组（Ｐ２口） 在本区广泛出露．岩性为深灰色、褐色致密块状及气孔状、杏仁状玄武岩， ｌｌ 昆明理工大学硬士学位论文 diyi章矿区水文地质条件 夹紫色凝灰岩，中、上部具紫色蚀变现象，星脉状或扁豆状。厚度６００—８００ｍ。上 部风化、半风化玄武岩富水性较强，万之．２０１／ｓ ｋｍ２，为含水层。下部新鲜玄武岩 层致密，透水性差，为隔水层。与下伏栖霞．茅１：３组角度不整合接触。 （十一）＝叠系上统宣戚组（Ｐ２Ｉ） 仅在矿区南部出露，为一套湖沼相沉积，岩性为灰绿色粘土质砂岩夹页岩、底部见铝土质岩、炭质页岩及煤层。厚度２４７ｍ，但岩性及厚度变化较大。 面＝ｏ．１６１／ｓ．ｋｍ２，富水性弱，为隅水层。与下伏峨眉山玄武岩组平行不整合接触。 由于宣威组岩性以页岩为主，且富水性弱，可划为矿区上部隔水层，用Ｇ， 表示，（其分布见图Ｉ－１）。 兰、中生界 在矿区的南部出露。为一套以陆相为主的红色碎屑岩沉积，间夹少量海相夹层。岩性为紫红色中－厚层状长石岩屑杂砂岩、泥质粉砂岩夹灰黄绿色薄层钙质泥 岩及细晶鲕状灰岩透镜体，厚度７０４．７３０ｍ。厚度及岩性变化均较稳定， 丽＝０．９８１／ｓ．ｋｍ２，富水性较弱。 （二）三叠系下冲统永宁ｔ、关岭姐（ＴＩｙ＋２１） １．永宁镇组（ＴＯ）：下段为灰绿色中一厚层状中细粒长石岩屑杂砂岩、粉砂 岩夹钙质泥岩；上段为灰、黄灰色薄层泥质灰岩、粉晶灰岩夹粉砂岩。厚度约１９０ｍ。 ２．关蛉组（Ｔ２Ｉ）。下段紫红色中层－块状、细 粗粒长石岩属砂岩与泥岩不等 厚互层；上段灰色粉晶灰岩、粉晶白云岩夹泥岩。厚度约７００ｍ。仅在矿区南东 ｋｍ２。富水性较弱．（三）三叠系上统曩塞河组（Ｔｈ） 岩性灰黄、黄绿色长石岩屑杂砂岩、石英杂砂岩和灰绿、紫红色泥岩、灰黑 色粉砂质页岩，厚度１４１．２３１ｍ。仅在矿区南东部出露。丽＝ｏ．５２１／ｓ－ｋｍ２，富水性 较弱。与下伏关岭组平行不整合接触． １２ （四）侏罗系下－中统（Ｊｌ＋２）只在矿区南东部少量出露。下统为褐红色中 厚层状细粒岩属砂岩、杂砂岩与 同苣钙质、铁、泥质粉砂岩、泥岩互层，夹少量泥质粉屑白云岩，底部有一层紫 红色砾岩。中统为灰绿色页岩、砂质页岩与同色钙泥质粉砂岩、岩屑杂砂岩互层。 厚度５１７ｍ。万－－３．２９１／Ｓ－Ｉｏｎ２，富水性较强。与下伏须家河组平行不整合接触。 四，新生界第四系（Ｑ） 主要分布在者海盆地及其周缘地区。与下伏Ｊｌ＂角度不整合接触。包括以下 沉积物： Ｑ２ｐＩ－ｉＩ：分布于者海盆地北部及周缘地区。以泥砾堆积为主，由一套棕红、棕******无分选、半棱角状泥砾夹粉砂质粘土组成。砾石成分以玄武岩为主，风化程 度较深，一般砾径５－２０，zui大可见砾径为１．０５ｍ之漂砾。在解家村一带其实测 厚度为９．６ｍ，而在牛间房一带经钻孔揭露厚度可达６９．６ｍ左右．面＝１．６４１／ｓ．ｋｍ２， 富水性较弱至中等。 Ｑ３４卅‘：分布于者海盆地的中部及南部。中部地区据钻孔资料，厚度为 １００．１６７．７９ｍ，其中较深处位于范家村一带，呈北东向延伸．堆积层主要为一套颗粒 较细的角砾状砾石层及含砾粘土、砂质粘土层。可见有多屡厚度在３－４ｍ左右的灰 黄、******粘土层存在．颗粒组分大致有由北向南变细的趋势。而底部大都存在杂色 砂质粘土层。南都地区据会泽矿在者海水泵房附近的钻孔资料。第四系地层厚度 ８９．９９ｍ，岩性及颗粒组分显然比中、北部地区细，上部台泥炭、ＦｅＣ０３夹层．下部 夹有褐煤层．底部亦为杂色粘土层。Ｍ：１．３２１／ｓ ｋｍ２，富水性较弱至中等。 第三节断裂构造的水文地质佳 一、主蔓断裂的永文地质性质 测区内主要地衰水系牛栏江沿东部“Ｖ”型峡谷搬贯垒区，距赡厂矿区不足 ｌｋｍ．河床标高１５６１ｍ左右．但因矿区内她层走向与牛栏江呈小角度相交，倾向南 东．倾角陡．一般在ｓｏ－７００之间，含矿层与上部岩溶水含水层（ＰＪｑ＋ｍ）之间有较 稳定的隔水层（％。＋Ｐ。），从地层系统看（图卜７），麒麟厂矿床与地表水体之间的水力联系较弱，地表水对矿坑涌水的影响较小。但由于矿区构造较复杂，尤其是 断裂构造发育，使矿床水文地质条件趋于复杂化。野外调研期间，我们特别重视 对断裂带水文地质性质的鉴别。现将主要断层特征筒述如下： １．ｍｕｌｌ山童ｔ暑Ｉ．ＩＥ－尊ｒ＇ｔｓ．山Ｉ－葺并‘．中ｄｉｇ．５．龃．．太姐Ｔ．８．日＿ＩＩ竹曩９．ｒ謦１０．膏１１．下ｌＩ．下木｜【ｔ （一）北东向新疆 矿区主体构造为ＮＢ向断裂带。由矿山厂、麒厂、韫厂坡三条逆断层带组 成。总的展布为北东向。三条逆断层北东墙收拢或相交，中段膏散（zui大问隔ｌｏ 公里）．南西蛸到板栗树，前两逆断层归并，后者继续向南西延伸． １．矿山厂遵新墨：北起牛栏江东岸，向南西过江经商塞篝、矿山厂、双石头 以后，没于者海盆地第四系之下，后复出瑰于溢慑厂拈东，蛭窝蟾厂南、板栗树 向雨碌南西延伸．其晨布方向ＮＥ柏＿５５０，组向南东，颤角＂７３－７４。，断层面沿倾向 有波状变化。在矿山厂西支沟一带断屡破碎带可达３４ｍ，由角砾碎裂灰岩、碎粉 岩、糜棱岩和片理化带组成，胶结紧密．民兵营采场附近、马脖予（******１－ｔ）、孙 家沟（圈１－８）、双石头后山（图ｌ－９）尊地也可见箕鼙迹．知在理石头后山，可 见两条平行的断层带，产状１２０。Ｚ７５０，Ｐｔｑ＋ｍ灰岩和Ｚａｄｎ白云岩依次逆冲于 Ｐ２垦玄武岩和Ｐ１．ｍ生物灰岩、硅质团块灰岩之上，其中碎Ｉｌ羞，ｆ层泥化带广泛 １４ 昆明理工大学硕士学位论文 diyi章矿区水文地质条件 发育，为一典型的以压性为主的断层。在矿山厂逆断层旁侧，常有北西向羽状横 断层，陡倾角，错距不大，交汇处可形成一些岩溶洼地或漏斗。 总体看，该断层具压扭性质，闭合和胶结较好，沿断层没有线状泉点出露， 且矿山厂西支沟流经断层处未见渗漏，流量未见减小，所以该断层具隔水性质。 ｏ灰白色犀层虎斑状细一中‘白云质灰岩，生物碎一。产状１２４。ＬＳ？‘＠荚一深灰白色厚 层状隐晶一翔晶白云岩．产状１７０‘Ｚ２５‘＠ 断裂硅碎带中岩在呈碎裂碎糟状．宣２０—３０ｓ 啊ｌ－９双石头詹山矿山厂听囊帚一面胃１．誊武岢；２．白云质灰岩；３．生物获岩；４．硅夏团头灰岩；５白云岩：６．砂岩夹页岩；Ｔ断层 ２．鼠厂逆断层：北东起自牛栏江东岸，过江经麒麟厂向南西延伸被东头断昆明理工大学硕士学位论文 diyi章矿区水文地质条件 层平移错开后继续向南西，经范合落，与矿山厂逆断层归并于板栗树，全长３０ 余公里，是对矿区水文地质条件起控制作用的主干断层。断层延伸方向ＮＥ２０—３００ 产状１１００Ｌ５９％１２００２７７０。在麒麟厂逆断层上盘发育有较多的羽状乎移横断层，走向北西１０．７００，向南西倾斜，倾角５０．８５０。该断层在地表形成宽１５－３０ｍ的破碎 带，以充填站公路一线zui典型，破碎带由透镜体化角砾岩带及片理－断层泥化带组 成，透镜体化角砾或岩块扁平面与主断面平行，多被断层泥充填胶结（******Ｉ－：、 １．３）。破碎带中的泥化带厚约０．５ｍ，常与透镜体化带相问出现。在白泥阱、马脖 子、ｂ家脚下和碌新等地也见类似情况。其中在白泥阱、沈家村（图Ｉ－１０）、陶 家坡南公路两侧、鲍家老村子等地，可见该断层将多个地层右行切错，老地层逆 冲于新地层之上，水平地层错距２００ ５００ｍ． 指示左行平蕃的擦阶、擦癯．断裂上盘地层老（指示逆冲性质）；Ｐｚｐ：灰色块状、香仁状玄武岩．夹凝灰者＾ｑ＋－：衷白色白云质灰岩 在９１Ｉ工程２０－２２点间，麒麟厂断裂带宽５１ｍ，由三个近平行的断层及其间的岩片所构成。其中东支和中支断层带宽０．３一Ｉ．２ｍ，内由含透镜体的灰黑色、黄 褐色断层泥和碎裂－碎粉岩带组成，断层泥延伸较稳定（图ｌ ＩＩ）【Ｊ！《片ｉ－４）。断 层面较平直，并显波状起伏、陡倾，面上可见侧伏角为４０ｉ．４５。的擦痕和近铅直的 擦痕．前者与断层旁侧节理、断层带中的片理及由针状石膏组成的拉伸线理等共 昆明理工大学硕士学位论文diyi章矿区水文地质条件 同指示断层具典型的右行逆冲性质，后者可能反映断层晚期有过松弛引张过程。 西支断层带宽３０．８０ｃｍ，断面清晰，产状１２０。Ｌ７５。。在坑道顶板见有一开口 ３０．６５ｃｍ的裂隙，内部充填物已溶蚀或流失，形成向上延伸达ｌＯｒｅ左右的裂缝， 有弱滴水现象Ｌ******Ｉ－５），坑道两壁断裂带由碎裂岩和含灰岩透镜体断层泥带组 成，其中紫色断层泥带厚２０．４０ｃｍ，总体较稳定．呈软塑状（图１．１２）。 晨片ｌｏ 膏晨奄奄愚片１－４ ９１１工纛２０号点附蛭。 曩片Ｉ－５ 性较好麒麟厂断层带在９ｌｌ工程坑道的渗水情况有以下特征：断层上盘（东支断层 以上地段）有一强清水区。东支断层至西支断层之间基本为干燥区，局部潮湿， 西支断层沿溶蚀裂缝有少量渗水现象。 总体看。麒麟厂断层是一条典型的右行压扭性断裂．闭合和胶结总体较好， 仅住局部地段因后期断层松弛引张或产状变化处有开口现象．可能成为局部渗水 通道。 断层破碎带（产状１２６’ｚ７４‘）：舍遗镜体断层泥化带函牵甍者、麋援岩化带＾：断层上盘节理化带。节理产状２１７‘Ｌ７５‘｛下盘地层Ｐｔｑ＋１１０５‘ｚ７１．．上盘地雁吣Ｅｔｔ５‘Ｌ６５’ ３．慑厂坡逆断屠：该断层在牛栏江东岸与矿山厂和麒蘑厂两逆断层相交，向南西延伸，在牛头山过牛栏江．经长箐沿江而上，与东头断裂归并后延向雨沐卡 出本区，区肉长度大于５０ｋｉｎ．展布方向为ＮＥ２００左右，凝甄倾向南东，倾角７００． 与逆断层配套的羽状北西向横断层很发育，走向北西。倾向南西。倾角７４。至直 立。该断层由南至北在大草房、小丫口、黑鱼洞牛栏江沿岸、木厂、小竹箐及三 １８ 昆明理工大学硕士学位论文 diyi章矿区水文地质条件 道拐等均可见其出露点。在下三道拐附近，可见断裂破碎带宽约ｌＳｍ，断层产状 １０５。／６７。，断面平直，断面有大量斜向错动擦痕，侧伏角７８。，断裂带内由碎粉 岩、糜棱岩、片理．透镜体化带、碎裂岩及劈理一节理化带组成（******１－６）。据阶步、 擦痕等判断，属右行压扭性断裂（图ｌ－１３）。该断裂在多处可见上盘老地层逆冲 到新地层之上（如下三道拐、小竹箐、术厂、小丫Ｅｌ和大草房等）。从野外观察资 料看，银厂坡断层压扭特征显著，内部断裂构造岩结构致密、胶结较好，总体具 隔水性质．该断裂在木厂至黑鱼洞和９儿暗河一带大致沿牛栏江西岸延伸，控制 了河谷线状地貌形态，断层东盘为Ｐ２Ｂ玄武岩，透水性差，因此，东部次级水文 地质单元的地下水径流到断裂带后，受断层及其东盘玄武岩阻滞，沿断裂下盘裂 隙（或岩溶管道）排泄，形成黑鱼洞泉和９１１暗河及沿江岸裂隙带分布的渗流排 Ｚ＝＝ｄｎｌ，ｔＴｔ．ＺＧ４ 墨Ｉ．１３下三道拐附近（Ｎ‰ｉ３４）广ｔｔｔｔｌｌｔｔＨｔｔ｛ｌ墨 昆明理工大学硕士学位论文diyi章矿区水文地质条件 （二）近南北向断裂 以东头断裂为主，在选厂西侧冲沟到双水河附近可见其出露，将多个地层右 行切错，水平地层错距可达３００ｍ左右。在选厂西侧公路旁冲沟，东头断裂断裂破碎带宽约５ｍ，内含大量的灰岩角砾，角砾大小混杂，分选性普遍较差。断层 面光滑平直，产状８００Ｌ８９０，右行水平擦痕发育，其中可见大量的早期张性角砾 被切错，角砾切错面光滑（******ｌ－７）。显示明显的由张性一右行压剪切转化的过 东头断裂在麒麟坑９１１工程中部分出露（大部分被支护），在ｌ号堰槽处（******ｌ嵋），见宽约７ｍ的破碎带，由碎裂岩带和透镜体一断层泥化带组成，其中透镜 体一断层泥化带宽０．４一１．２ｍ，产状１１００Ｌ６８０．透镜体长轴与断面平行，大小相差悬 殊（一般６－２０ ｃｍ不等），被紫色断层泥胶结，片理化指示断层上盘上升。断层上 盘支护带为滴水区，下盘为灰岩（Ｄｓｚｇ）和自云岩（ＣＩｂ）干燥无清水，显示东头 断裂具有较好的隔水性（图ｌ－１４）。 ＿片ｌ－７ ８ｓ号点东头氍囊豢其中阜鞠张性 ＿片Ｉ．８ ９１１ （３）紫色－羲紫色建ｔ体－断层泥化带新层上ｔ永，扼化ｔ痒带一下盘为Ｔ－Ｊｒ医． ＤＩｔ（４）支护区．主蔓由珥４白云岩姐虞 在矿区较多，但规模相对较小，其中较为典型的断裂为选厂断裂（东头断裂分支）．在二台坡路边（******１．９），可见Ｐｌｑ＋ｍ中选厂断裂酸碎带竟约３ｍ，内部 有较多的断裂面和磨光面，破碎带中角砾具有大小混杂，有一定的棱角，但胶结 紧密，显示断层先张后压剪的性质．在坑下９１１－Ｔ２７点附近，断裂破碎带宽１．２－２ｍ， 断裂面平直。陡倾．衰面光滑，断裂带由碎裂岩．角砾岩带组成，并有透镜体化带， 未见明显的断层泥化带．断裂带上盘两水平孔浦水量较大（******Ｉ－１０）。断裂带内 裂隙有水渗出。反映该断层具一定的导水性，其上盘为富水块段． Ｊ—片ｌ－９二台鬟—童厂麓囊 纛片ｌ－ｌＯ９１１－Ｔ＇ＭＩ＾—掘，黻中厂断 一ｔＣｌｂ中酋—采铸乳。４１－６Ｕｓ ２ｌ 昆明理工大学硕士学位论文 diyi章矿区水文地质条件 其它如在麒麟坑１５中段多处可见产状大致为２４０。Ｌ７５。和６５。Ｌ８５。的多条断层（酗１－１５）。断层破碎带宽３０—８０，多由碎粉岩一断层泥化带及透镜体一片理化 带组成。据坑下观察和已有资料看，北西向断层以剪性为主，值对地层的错断量 不大，从表１－１，中的统计数据看，该断层两盘地层的水平错距为２－２０ｍ，平均错 距为７．３ｍ，远未将隔水层错开。 衰１－１ １５中段北面向所屡水平镑厦统计衰 ｌ断层号 Ｆｌ ｈＦ１ｌＦｎ．１ Ｆ１２ Ｆ１３０ Ｆｌ Ｆ１４ Ｉ水平地层 １０ ２．５ －６ ２０１２．５ １５ 在矿山厂区和矿山厂．新工地公路东侧，也多处见ＮＷ向断层，如在双石头东，可见ＮＷ向断裂将Ｃ３ｍ紫色泥质条带团块状灰岩和ＰＩｌ砂页岩（右行）错断，地 层错距一般在５０ｍ以内。 综上所述，矿区内近垂直牛栏江的ＮＷ向断裂较发育，以剪性为主，在碳酸 盐岩中可以沟通岩溶裂隙，具有一定的导水性。但断裂带内充填物以断层泥．透镜 体化角砾岩带为主。且错距较小，将隔水层完全错断的可能性不大．所以我们认 为，该组断层尚难成为地衰水与地下水相互沟通的开放性通道，但对含水层内渗 水应有一定的影响。 二、节理裂棘的永文地质性质 经对地表及坑下大量节理统计及其水文地质性质观察，．共确定主要节理有五 组，其中三组（唧３００、ＮＥ４０－５ｆｆ（顺层）、近南北向）聂发育，是重要的富水构 造．大多数岩溶裂隙水均沿这几组节理，尤其是顺层和ｍｏｏ士节理涌出。有的顺 层节理因层间滑动较强，发展成层间破碎带，甚至成为与地衰水系沟通的重要通 道，如矿山厂１４中段‰附近，可见ｃｔｂ／Ｃ－ｄ层间滑动带内充填有大量的河流冲积 物一卵砾和泥砂，说明与地表的大菜园沟有良好的沟通． 前述ＮＥ向断层上盘的强滴水区，其潘水裂嫁亦多为肌和顺层节理裂隙．因 此，ＮＷ３０。、ＮＥ４０－５０。（顺层）、近南北向节理裂隙带是重要的导水构造． 第四节岩涪发育特征测区内碳酸盐岩建造发育，总体属裸露型岩溶地区，岩溶作用广泛，但因不 同地区水文地质条件不同。岩溶发育程度差异较大。经野外调研，将研究区岩溶作用特征总结如下： 一、岩溶化类型和程度在空间上分布不均匀 按岩溶化类型、发育程度在空间上分布特点，可分为三个不同的岩溶发育区： 中ｑＢ部垂直岩涪化地区ｔ包括者海盆地以北的广大测区，矿山厂、麒麟厂属 此范围，是zui主要的岩溶类型区，岩溶化标高一般在１５６０—２６５０ｍ。特点是：属地 壳强烈上升区，河谷下蚀作用强，在北端的孔家坪子—麒麟厂一带，河流峡谷深 切７００－１０００ｍ，沿岸形成五级侵蚀阶地；主要岩溶形态有溶纹、溶孔、溶沟（溶 槽）、石芽（溶芽）、溶蚀裂隙（******１－１１、卜３），中南部（矿山厂至双石头）还 发育有溶蚀漏斗、溶蚀洼地、溶柱等；岩溶主要沿节理裂隙发育，定向性和连续 性较好，如孙家沟南剖面附近（******卜１２），可见一宽０．５－ｌｍ，长近２００ｍ，深５—７ｍ 的大型岩溶裂缝，在矿山厂附近，岩溶漏斗和溶蚀洼地也较集中；由地表至深部 均以垂直岩溶化为典型（******卜１４），仅在标高１７５１中段开始，出现少量溶蚀洞 穴或孔洞；在地下水位以上及其附近，矿体与围岩接触带上有较多的穴、孔，这 些溶蚀穴（孔）不仅与岩溶作用有关外。还与原生硫化矿体***化和酸蚀作用有关。 向深部进入地下水位以下时溶蚀穴（孔）减少。 总体看。由于该区以快速抬升为主，地层倾角又相对较大，地下水以较大水 力梯度向牛栏江排泄，所以水平岩溶发育差，难以形成水平方向的大型连通管道， 但垂赢发育的岩溶裂隙对地表水和大气降水的入渗极有利，使岩溶水受到一定程 度的外界影响。 愚片１－１２孙翻ｑＤＩｌＩ中蔓啊（２１８。ｚ８０。）爱育的石芽和涪掏 向节囊控的大量靖（由东向西ｔ） ******卜１３一厂公路边沿Ｐｚｑ＂ｑｌ巍岩中晨 者海盆地周缘强烈岩溶化地区ｔ主要分布于标高在２０００ｍ左右的者海盆地周缘。该带位子第四系以来断陷盆地周缘。是地表水和地下水汇聚的富水块段，地 下水位埋深相对较浅，地层产状相对平缓（一般在２０—３０。）。因此岩溶发育程度 较强烈。一般在标高２０００ｍ以上的山地，石芽、溶柱、溶沟（橹）、溶隙、落水洞 较发育，在２０００ｍ标高以下，水平溶蚀洞穴发育较多（圈卜１６），如在者海盆地 南缘磨合山附近，栖霞．茅口组（ＰＩｑ＋ｍ）灰岩中连续分布６个高５－１０ｍ。深６－７ 米的溶洞，底部多有被泥质填积。石咀附近的落水洞还与地下水平溶洞相连，与 ９１ ｌ暗河出口连为一体。反映该带水平岩溶带较发育，已形成良好的水平联通管 道，成为地下水有利的集中径流区． 昆明理工大学硕士学位论文 diyi章矿区水文地质条件 牛栏江沿岸岩涪化带ｔ主要分布于三道拐至坡脚的牛栏江沿岸，该带主要发育的碳酸盐岩的地层为Ｒｑ＋ｍ灰岩，是地下水与地表水长期强烈交换的地带，在 混合效应的影响下，岸带地下水位附近岩溶化强烈，产生较多的沿河岸分布，标 高大致在１５６５－１６７０ｍ的水平溶洞，如在三道拐、木厂河口、黑鱼洞、９１１暗河一 带均可见较多的水平岩溶现象（******１－１５、１－１６）。远离阿谷向西。水平岩溶逐渐 减弱。 纛片１－１５ 一片１－１ａ术厂阿口附垃Ｋｑ＇ｔ＇ａ措中的岩潦警遣．来且封角．捐口辅１８４０ｍｄ：隶平漕。鬟ｌ鬻膏ｌＵＯ－１５钧ｗ冉南量 二、不同层位的岩漕化程度有明量的区捌 岩溶化程度与地层岩性关系密切，野外工作期闻对不同地层的线溶蚀率作了 统计测量，有关结果见表ｌ－２。根据这些结果．将研究区内碳酸盐岩地层按岩溶 化程度的不同，分为以下类型的岩溶化地层： 强烈岩溶化地层ｌ主要为ＰＪｑ＋ｍ灰白色厚层状灰岩及白云质灰岩、ＣＩｄ灰白色 ２６ ＿Ｄｉｍ 细晶灰岩、团粒状灰岩。其中大塘组（ｃＩｄ）分布面积和厚度较小，栖霞一茅口组（Ｐ。ｑ＋ｍ）分布面积和厚度较大，故更显重要。这些地层中无论是垂直岩溶现象 畿水平岩溶现象均相对zui强烈，连通性较好ａ中等岩涪化地层ｔ主要包括Ｄ３ｚｇ细晶白云岩、Ｃｌｂ粗晶自云岩和ｃｚｗ灰岩， 地表主要发育溶纹、溶槽、溶沟、石芽等。其中石芽多呈浑圆形。尖棱状者较少， 溶沟发育深度较小，连通性差。深部水平溶洞规模一般较小。 弱岩溶化地层Ｉ主要包括马坪组（ｃ３ｍ）泥质条带灰岩和灯影组（Ｚｚ２ｄｎ）细 晶白云质灰岩．一般仅沿层面或节理面发育溶纹、小型溶槽和溶隙等，连通性很 差。深部岩溶化不明显。 三，岩涪作用受节理、构造控倒。以蠢直岩溶占主导 如前所述，不同岩溶化地区的岩溶现象受节理裂隙的控制尤明显，据野外统 计测量，Ｎｗ向、ＳＮ向、ＥＷ向节理和层间裂隙是岩溶作用的优选构造方向（照 片】至４）。受这些构造的控制，许多地段的岩溶裂隙呈网状或顾层稳定分布．矿 山厂断裂带的岩溶洼地、漏斗、大型溶隙等（如矿山厂民兵营采场附近、窝铅厂： 三多多等）均明显受断层或节理带控制。因此，岩溶化作用加剧了地表水向深部 入渗程度，为地下水渗流运动宦造了良好的地下通道。
会泽铅 锌矿区水文地质条件及地下水环境质量评价
