白象山铁矿工程地质条件

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1、1.1 极复杂工程地质条件分析本区位于位于安徽省当涂县太白镇东约4.0 km，地理坐标东经1183153”，北纬342734，距离当涂县约15.0 km，距离芜湖市约20.0 km，当涂-马桥公路穿过矿区，与姑山铁矿的铁路专用线相距2.0 km，矿区距青山河约1.5 km，交通便利。该区位于华中地洼区、苏鄂地洼系或秦淮弧构造系东翼之宁芜地洼南缘钟姑凹内，晚侏罗至白垩世地洼激烈期，宁芜断陷盆地南段，长江东岸，南部为长江冲积一级阶地，地势平坦，地面标高多为6.07.0 m；北部为低山丘陵剥蚀堆积地形，地面标高多为30.0200.0 m，山脊发育方向与区域构造基本一致，呈NNE向。区内褶皱断裂构造发

2、育、岩浆活动强烈、成矿条件有利。矿体分布面积1.4 km2，铁矿表内B+C1+C2级储量1.46亿吨，表外储量460万吨，Tfe平均品位39.43 %。由于该矿矿床工程地质与水文地质条件复杂，且地表有长江支流-青山河流经矿区，因此，该矿床长时间未得到开发。近年来随着我国钢铁工业对铁矿石的大量需求，目前马钢集团公司姑山矿业公司进行了矿山建设。1.1.1 地层根据钻探资料和岩石试验结果，按照岩层形成地质时代、层序、成因、矿物组成、富水性的不同，将主、副井深度范围内的岩层划分为6大层，白象山铁矿主副井地质柱状图如图1-1所示，现将各岩层特征描述如下：（1）第四系更新统坡积粉土夹碎石层（Q3）土黄色，

3、湿，密实，粘性土呈硬塑状态，主要由角砾、碎石和粘性土组成，粒径约20.050.0 mm左右，碎石含量约30.0 %。该层仅在副井有分布，层厚3.4 m，层底标高30.52 m。（2）侏罗系中下统长石石英砂岩层（J1-2xn）灰白色，中粒结构，层状构造。主要矿物成分为长石、石英和少量云母，裂隙较发育，现有裂隙多被岩浆热液携带的铁质所充填，见2组裂隙与岩芯中轴夹角分别为30、60，裂面平直，裂口闭合，裂面可见高岭土化。在主井地表测得该层产状为6580/NW20，岩石裂隙密度34条/m。在主井，该层岩石呈微风化状态，层厚46.2 m，偶见小溶洞，洞径0.5 cm；在副井，该层岩石呈强风化状态，层厚7

4、.5 m。该层分布于地表，厚度较小，层底标高8.7423.02 m。层底见有角砾岩（2-A）亚层。角砾岩（2-A）：灰白色，角砾状结构、构造。角砾成分为石英岩，砾径1.0 cm，含量50.0 %左右，胶结程度好，胶结物为隐晶质。裂隙较发育，宽约0.1 cm，裂面平直。见黄铁矿化星点状，稀疏浸染状分布，岩石呈微未风化状态，岩芯呈块状、碎块状。该亚层厚度较小，层厚8.520.0 m，层底标高-11.2614.52 m，该层是由晚侏罗世岩浆喷发作用形成的。该亚层中夹黑色炭质页岩薄层，仅在主井有发现，深度厚度较小，层厚2.0 m，炭质页岩强度低。（3）三叠系上统黄马青组紫红色粉砂质泥岩层（T3h2）紫

5、红色，块状结构，层状构造。主要矿物成分为石英和粘土矿物，裂隙不发育（2组与岩芯中轴夹角分别呈10和60），裂面较平直，裂口闭合，裂面见方解石细脉充填，宽度0.5 mm。岩石呈微未风化状态，岩芯多呈短柱长柱状。主井在182.4198.7 m岩芯破碎，有饼化现象。该层厚度大，层厚306.6372.4 m，层底标高-357.88-317.86m。层中夹有粉砂岩（3-A）、辉绿岩（3-B）、泥质粉砂岩（3-C）共3个亚层。粉砂岩（3-A）：灰白色，细粒状结构，层状构造。主要矿物成分为长石、石英及云母。裂隙不发育，见2组裂隙（与岩芯中轴夹角为0、30），裂面较平直，见有方解石薄膜。岩石呈微未风化状态。岩

6、芯呈长、短柱状，少量块状。该亚层呈多层、薄层状分布于层中，层厚6.631.5 m。辉绿岩（3-B）：暗灰色，斑状结构，块状构造。斑晶以辉石为主，角闪石等次之，基质为隐晶质。裂隙不发育，裂面与岩芯中轴夹角为10。岩石呈微未风化状态。岩芯呈短柱状，少量碎块状。该亚层是由岩浆侵入作用形成的，呈薄层状分布于层中，该亚层层厚2.976.09 m。泥质粉砂岩（3-C）：紫红色，细粒状结构，层状构造，主要矿物成分为长石、石英、粘土矿物及少量云母。裂隙不发育，见2组裂隙与岩芯中轴夹角为30、45，宽2.0 mm，裂面见碳酸盐充填。岩石呈微未风化状态。岩芯多呈长柱状。该亚层分布于层底部，厚度56.466.82

7、m，层底标高-336.68-317.86 m。（4）三叠系上统黄马青组杂色粉砂岩层（T3h2）灰白灰褐色，细粒状结构，层状构造。主要矿物成分由长石、石英及云母。发育有4组裂隙，裂面与岩心中轴夹角分别为5、10、60、80，宽度1.06.0 mm，裂隙面较平直。岩芯中多处见有方解石晶簇、晶洞，洞径3.010.0 mm，冲洗液消耗严重，消耗量0.4 L/s，副井钻探过程中，冲洗液不返出井口，主井冲洗液少量返出井口。岩石呈微未风化状态，岩芯呈长柱状，少量块状。该层是主要含水层，厚度大，层厚150.2174.54m，层底标高-492.4-486.88 m。图1-1 白象山铁矿主副井地质柱状图（5）燕山

8、期闪长岩层（）灰白色，中细粒结构，块状构造。主要矿物成分为斜长石、角闪石，辉石、黑云母次之，少见石英。高岭土化中等，见绿泥石化、碳酸盐化等。裂隙不发育，岩芯呈长柱状，与岩芯中轴夹角分别为5、15、30，宽约1.0 mm，裂隙面见高岭土化、碳酸盐薄膜充填。岩石呈中等微风化状态，岩石局部高岭土化严重，抗压强度偏低，该岩石呈层状分布于沉积岩中。（6）三叠系上统黄马青组白云质泥灰岩层（T3h1）浅灰灰白色，隐晶质结构，块状构造。成分主要为白云质、泥质等。裂隙不发育，见3组与岩芯中轴夹角分别为5、30和45。裂隙面宽约1.0 mm，呈波状或闭合，裂隙面有绿泥石化，见碳酸盐类充填裂隙。岩石呈微未风化状态，

9、岩芯呈长柱状。该层仅在主井有揭露，未揭穿该层。1.1.2 构造（1）褶皱构造褶皱构造主要有白象山背斜、白象山钟山间向斜、阴山向斜。白象山背斜走向NNW，轴部出露黄马青组砂页岩，两翼为象山群石英砂岩，背斜宽2.0 km左右，延长达6.0 km，为矿区主要控矿构造，地层倾角东翼1520，西翼2030，在挠曲部位达4050，呈波状向北倾伏，倾伏角85。白象山钟山间向斜位于白象山背斜之间，为F2断层切割，走向近南北，轴部为象山群石英砂岩，两翼及深部为黄马青组砂页岩，该向斜宽0.81.0 km，轴向延长5.0 km以上。阴山向斜位于白象山背斜东部，出露地层为象山群石英砂岩，两翼产状平缓。（2）断裂构造矿

10、区内断裂构造较发育，纵向断裂有船底山断裂带（F1）和西部断裂带（F2），横向的断裂有青山街豹子山断裂带（F3）以及F4F10等小断裂，主要断层特征见表1-1。船底山断裂带（F1）出露在背斜轴部，宽20.0 m。走向近南北，倾向南东，倾角87。断层角砾呈棱角状，岩屑和硅质胶结，强烈镜铁矿化。走向延长200.0 m，倾向延长150.0 m。西部断裂带（F2）走向NNW，与背斜轴基本一致，倾向西，倾角7080。断裂带延长大于5000.0 m，断距100.0 150.0 m，由南向北落差逐渐减小。沿断裂带有岩脉侵入及较强矿化和蚀变、地温变化相对强烈、赋矿层位出现挠曲。F3断裂位于矿区南部，横切背斜和F

11、1。走向290300，倾向南，倾角7075。断裂延长大于7.0 km，断距约100.0 m，大部为闪长岩充填。豹子山南侧断层角砾岩带宽达50.0100.0 m，胶结物为岩屑和硅质。强烈镜铁矿化和黄铁矿化，普遍见有重晶石，4B线以南矿体向南陡倾为该断裂引起。表1-1 主要断层特征表编号性质规模/m产状对矿体破坏程度长度宽度走向倾向倾角F1张性断裂20020NNESE87成矿前构造F2剪张性正断层5000520NNWW7585成矿前构造F3平移正断层700050100NWWS7075成矿前构造F4张性断裂40051030SE85破坏矿体但未发生位移F5张性断裂250051030SE8590破坏矿体

12、但未发生位移F6张性断裂5005830SE7580破坏矿体但未发生位移F7张性断裂80058510E5785破坏矿体但未发生位移F8平移断层5060NW90局部构造对矿体无影响F9平移断层140NWSW80局部构造对矿体无影响F10平移断层100NNE90局部构造对矿体无影响成矿后期断裂F4、F5、F6和F7，走向一般30，倾向南东，倾角7585。破碎带宽度5.010.0 m，为正长细晶岩脉充填，延长400.02500.0 m，延深超过500.0 m。该组断裂破坏矿体，但位移不大。矿区节理裂隙比较发育，两组成矿前节理较发育，走向分别为2050和290345，成矿后节理主要走向为285。1.1.

13、3 岩浆岩矿区内岩浆岩主要有3类，即闪长岩、辉绿岩及正长细晶（斑）岩，闪长岩与矿化关系密切，为成矿母岩及主要围岩；辉绿岩与正长细晶岩均属成矿后之脉岩，对矿体起破坏作用；与本矿床有关的岩体有青山街-白象山-万家山闪长岩体，根据重磁资料和钻探揭露，该岩体与矿区周边其它岩体在深部连接成一体。1.1.4 变质和蚀变特征由围岩向接触带方向过渡，热接触变质带可划分三个亚带。镜铁矿亚带，角岩化程度轻，原岩中形成镜铁矿为主的黑色结核。含镜铁矿结核的磁铁矿-钠长角岩化亚带，厚120.0150.0 m，岩石致密坚硬，弱重结晶，镜铁矿结核或透镜体带有浅色退色圈。磁铁矿-钠长角岩亚带，厚10.0150.0 m，缺失镜

14、铁矿结核或透镜体，原岩特征消失，鳞片状显微花岗变晶结构，岩石致密坚硬。热变质过程主要形成金云母角岩，其次为石英岩和大理岩，区内绝大部分矿体为交代金云母角岩而成。石英岩和大理岩多未被交代成矿，往往呈夹层或透镜体出现在矿体中。岩浆后期热液交代作用叠加在热力变质带之上，闪长岩的主要蚀变为钠长石化、高岭土化、绿泥石化、碳酸盐化和金云母化，其次为磁铁矿化、黄铁矿化、赤铁矿化和石膏化。砂页岩蚀变较弱，主要是硅化、钠长石化、碳酸盐化、磁铁矿化、赤铁-镜铁矿化、黄铁矿化等，其次为金云母化、透辉石化及滑石化，主要见于磁铁矿化角岩或矿体中。根据颜色和矿物共生组合可分为浅色蚀变带（泥化带）和深色蚀变带，浅色蚀变带主

15、要位于矿体上盘，在矿区西北部延伸到矿体下盘，厚度50.0190.0 m。闪长岩中主要发育高岭土化、钠长石化和碳酸盐化，局部出现绿泥石化和硅化。矿体下盘碳酸盐化普遍发育，蚀变带宽度与铁矿体厚度有正相关趋势。深色蚀变带位于浅色蚀变带下部，主要在矿体及其下盘闪长岩中。其中阳起石-金云母亚带厚度5.020.0 m，下盘和南部更发育。该带之下为钠长石绿泥石绿帘石化亚带，厚度50.080.0 m，蚀变一般较弱。本矿床成因类型属闪长岩体与周围沉积岩接触带中的高温汽液交代层控矿床（玢岩铁矿）。1.2 极复杂水文地质条件分析1.2.1 区域水文地质概况1.2.1.1 区域含水层和隔水层分布及特征（1）第四系孔隙

16、含水层与隔水层1）第四系上更新统残坡积亚粘土夹碎石微弱孔隙含水层：分布于白象山至和睦山一线以北，龙山与青山之间凹地及其近山周围。由黄褐色亚粘土及亚粘土夹碎石组成，内含有铁锰结核，并夹有灰绿、灰白色花斑状粘土，由上往下碎石含量增多，平均厚度14.04 m，最厚达44.2 m，由山脚向外厚度变薄。2）第四系全新统孔隙含水层 砂砾卵石强富水含水层分布在白象山至睦山以南、九山至龙山以西的冲积平原中，平均厚度13.71 m，最大厚度为50.4 m，一般北与东面厚度变薄至尖灭，南与西面厚度大，尤其在年陡、大桥、新桥一带以西，厚度普遍较大，局部地段有所缺失。主要成分由砂岩、石英砂岩、页岩、矽化页岩、灰岩、闪

17、长岩等砾卵石与中粗粒砂组成。砾卵石粒径2.0100.0 m，一般20.050.0 m居多，偶见大于200.0 m的漂石。颗粒大小不均匀，分选性差。呈次棱角与次圆状。姑山矿区疏干试验获得渗透系数64.94 m/d，北部渗透系数32.46 m/d，前钟山矿区排水试验获得渗透系数71.5 m/d。单孔流量一般为15004000 t/d。 粉细砂-中细砂强富水层分布范围与砂砾卵石层基本一致，而面积稍大些。平均厚度15.26 m，最大厚度47.15 m，主要由长石、石英、云母组成，其次含有磁铁矿、角闪石、绿帘石等，以粉细砂为主，局部有中粗砂。姑山矿区对此层疏干试验获得渗透系数南部为25.1 m/d、北部

18、为16.13 m/d，前钟山矿区排水试验获得渗透系数18.99 m/d。其富水性仅次于砂砾卵石层。（2）第四系全新统隔水层1）灰黑色亚粘土隔水层在近山周围呈裙状分布，平均厚度为12.81 m，最厚达36.0 m，一般远离山边500.01500.0 m自然尖灭。由灰黑色亚粘土组成，局部夹有薄层状粉细砂层。上部与砂层或互层接触，下层与坡积层或砂砾卵石层接触，渗透系数0.00017 m/d，透水性能极弱，为砂层与砂砾卵石层的隔水层。2）亚粘土与粉细砂互层相对隔水层分布范围很广，为冲积层的上部。平均厚度为19.99 m，最厚达4.37 m，上部普遍有2.05.0 m厚的黄褐色亚粘土层，下部由亚粘土、粉

19、细砂呈薄层状互层出现。亚粘土单层厚度5.050.0 m，最厚达500.0 m；砂层单层厚度为0.515.0 m，最厚达200.0 m，大部分覆盖在砂层砂砾卵石层之上。边缘部位多与黑色亚粘土层接触，持水性强，饱和状态下具有流动性质，垂直渗透系数0.1210.56 m/d。为相对的隔水层，能阻止地表水与地下水直接水力联系。（3）岩溶裂隙与基岩裂隙含水层及相对隔水层1）三迭系中统周冲村组白云岩中等富水岩溶裂隙含水层：分布于姑山、钓鱼山、中九、和睦山、龙山和云楼等矿区。厚度变化大，一般在30.0200.0 m。背斜轴部埋藏较浅，和睦山矿区出露地表，呈薄层状，含泥质高，内夹泥质或钙质页岩，普遍大理岩化，

20、岩溶不甚发育，云楼矿区个别钻孔见有溶洞，其它矿区在白云岩中只见有溶蚀裂隙和溶蚀现象。据和睦山矿区统计，溶洞发育深度在标高-100.0 m以上，总岩溶率为0.15 %，单孔最高岩溶率为3.49 %。据钟九、和睦山矿区抽水试验结果，单孔涌水量0.1130.295L/s. m、渗透系数0.01021.14 m/d。2）基岩裂隙含水层三迭系上统黄马青组杂色粉砂岩强富水裂隙含水层：是本区各矿床主要充水岩层，厚度为100.0200.0 m，由灰、灰白和灰绿等杂色砂页岩组成，多为岩（矿）体的顶板。由于受热变质或烘烤作用，岩石受到不同程度蚀变、角岩化、硅化、碳酸岩化等。使岩石变硬变脆，其富水性受构造条件控制。

21、在背斜轴部岩层破碎，裂隙发育，富水性强，单位涌水量一般大于2.0 L/s. m；在背斜的翼部与岩矿体接触带附近的岩层，一般比较完整，富水性减弱，单位涌水量0.2160.634 L/s. m。 三迭系上统紫红色粉砂质泥岩弱富水裂隙含水层分布在背斜两翼及向斜地带，背斜轴部大部分缺失。厚度一般在300.0400.0 m，由粘土质粉砂岩和粉砂质泥岩组成。岩石新鲜完整，裂隙不发育，单位涌水量0.135 L/s. m，渗透系数0.14 m/d。 侏罗系中下统象山群砂岩弱富水裂隙含水层分布范围广、厚度大，厚度为300.0500.0 m，东部青山地区出露位置较高，裸露面积大。含水层岩性有厚层状的长石石英中粗粒

22、砂岩、含砾粗砂岩和底砾岩组成，其中夹粉砂质粘土岩与炭质页岩，单位涌水量0.02270.107L/s. m。 白垩系下统火山岩弱富水裂隙含水层分布于本区南部和西部，最大厚度达400.0 m以上，由安山岩和火山碎屑岩组成。裂隙不发育，单位涌水量0.0508 L/s. m，渗透系数0.072 m/d。岩石受高岭土化强，松软易崩解，上部受第四系砂砾卵石孔隙含水层所覆盖。 基岩相对隔水层三迭系中统周冲村组硬石膏隔水层：主要分布在钟九、和睦山、龙山、向阳、年陡等矿区的深部。最大厚度160.0 m。硬石膏层很完整，未见到溶蚀现象。虽有个别钻孔见有空洞，但无溶蚀痕迹与漏水现象。视为隔水层。岩浆岩隔水层：主要为

23、闪长岩类，在深部为一巨大的岩床。岩床顶面以岩株、岩枝侵入钟姑复式背斜构造的轴部和断裂带中，部分出露地表。是各矿体的主要底板，部分为顶板，深部新鲜岩浆岩含水微弱。单位涌水量0.00170.0071 L/s. m，是区内相对隔水岩层。1.2.1.2 区域含水背斜构造的分布及富水特征在钟姑复式背斜中，次一级背斜构造较发育，有白象山背斜、长岭背斜和姑山穹窿等。使轴部的刚性岩石破碎，产生裂隙，透水性强，形成了储水构造。一般单位涌水量1.84934.105L/s. m，渗透系数1.8339.91 m/d，最大单位涌水量8.204L/s.m，渗透系数10.89 m/d。含水层岩性以黄马青组下段杂色砂页岩为主

24、，两翼岩层透水性减弱。1.2.1.3 断裂构造的导水性在断裂带中的破碎岩石，虽然被岩矿浆胶结，但具有导水性能。如和睦山-白象山断裂带：东段白象山矿区单位涌水量0.2190.368L/s.m，渗透系数0.051 m/d；中段中九矿区单位涌水量0.1094L/s.m，渗透系数0.705 m/d；和睦山矿区单位涌水量0.25770.634L/s.m，渗透系数0.2641.18 m/d。中至弱导水性，起到沟通含水层作用。1.2.1.4 岩浆活动及隔水性区内岩浆岩主要为闪长岩类，在深部为一巨大的岩床。岩床顶面以岩株、岩枝侵入钟姑复式背斜构造的轴部和断裂带中，部分出露地表，是各矿体的主要底板，部分为顶板，

25、深部新鲜岩浆岩含水微弱。单位涌水量0.00170.0071L/s.m，是区内相对隔水岩层。1.2.2 矿区地下水系统特征矿区地下水系统位于白象山西侧，地下水系统边界南部以F3断裂带为界，北部以白象山背斜的倾没端凹向部位为界，东部以万家山岩体为界，西部到F2断裂带，面积3.64 km2，由于地下水系统边界大多是隔水或弱透水边界，使地下水系统具有一定的相对独立性。1.2.2.1含水系统特征地下水系统的主要含水介质为第四系松散孔隙含水岩层和基岩裂隙含水岩层，其空间结构及其特性由上而下分述如下：第四系孔隙含水层系统分布于地下水系统的西部冲积平原上，厚度一般为20.050.0 m。可划分为五层，其中下部

26、的砂砾卵石层含水丰富，并与区域连成一片，是地下水系统主要含水层之一。1）第四系全新统亚粘土与粉细砂互层微弱含水层Q44al-II4分布于矿区南、西冲积平原，其上多为农田，厚度由0.026.34 m，平均厚度12.365 m。底板标高-19.782.595 m，顶板平均标高6.197 m。由浅灰褐色至灰色薄层状的亚粘土、粉细砂组成。单位涌水量0.0087 L/sm，渗透系数0.12l m/d。2）第四系全新统粉细砂弱含水层Q43al-II3分布于区域砂层边缘，由于受相变，岩层颗粒变细，富水性减弱。矿区南与西南面厚度有逐渐变厚的趋势，厚度0.4731.0 m，平均13.504 m。底部与亚粘土层接

27、触，18线以南与砂砾卵石层接触。主要成分由石英、长石粉细砂粒组成，次为云母、粘土等。单位涌水量0.130.149 L/sm，渗透系数0.911.237 m/d。3）第四系全新统亚粘土相对隔水层Q43al主要分布在白象山西面与南面，近山边缘地带厚度较大，部分出露地表。厚度1.2523.74 m，平均厚度在12.07 m。大部分覆盖在坡积层之上，南面有部分覆盖在砂砾卵石层上，风干后较坚实。受潮后具塑性，粘性连结强，隔水性能较好。4）第四系全新统砂砾卵石强含水层Q41al-II1分布于矿区西南面的2线以南，覆盖在坡积层与基岩之上。由北向南变厚，一般厚度1.8615.4 m，平均厚度为8.85 m。顶

28、板标高-26.825-41.819 m；底板标高-39.562-48.389 m。主要由砾卵石和细中粗砂组成。一般透水性强。单位涌水量0.8117.35 L/sm，渗透系数5.2545.08 m/d。5）第四系更新统亚粘土夹碎石微弱含水层Q3dl-II4分布在山坡及山脚边缘，直接覆盖基岩之上，厚度为0.021.39 m，平均为9.308 m。顶板标高39.25-30.765 m，底板标高30.88-32.765 m。主要由坡积的黄褐色亚粘土与石英长石砂岩、页岩等碎石组成，局部有黄褐色亚粘土层分布。内含有铁锰结核。山坡附近碎石块度大而多，远离山坡碎石块度小，厚度变薄至尖灭。单位涌水量0.0072

29、40.00836 L/sm，渗透系数0.09790.24 m/d。1.2.2.2基岩裂隙含水层系统（1）白垩系下统上火山岩弱含水层K1-I3分布于矿区南部，由安山岩和安山质角砾熔岩组成。厚度20.0370.0 m。岩石较完整，裂隙不发育，其上部有10.030.0 m风化带，岩石呈灰白至黄褐色、风化裂隙较发育，单位涌水量0.046 L/sm，渗透系数0.083 m/d。（2）侏罗系中下统象山群长石石英砂岩弱含水层J12-I3分布在矿区的东、西、北三面，东与北二面出露位置高，西面出露位置低。厚度由17.56287.85 m，平均150.0 m。该层岩石由中粗砂岩、含砾粗砂岩与炭质、泥质页岩组成。以

30、中粗砂岩为主，砂岩坚硬完整，有效裂隙不发育。单位涌水量0.025 L/sm，渗透系数0.0089 m/d。（3）三叠系上统黄马青组砂页岩含水层1）黄马青组紫红色页岩弱富水带T3h2-I3该带在矿区2线以北，7线以南的中间部位缺失，形成“天窗”。南部与背斜部位厚度小，向北与东西两翼延伸方向变厚，厚度由17.94426.11 m，平均为125.34 m。由紫红色、砖红色的泥岩、粘土质粉砂岩组成，其中夹厚层状粉砂岩。单位涌水量0.135 L/sm，渗透系数0.14 m/d。位于29线CK2906、CK2912两孔地段的黄马青组上段紫红色页岩内夹青灰色与紫红色砂岩，岩层裂隙发育，裂面粗造。钻孔揭露后孔

31、内涌水，单位涌水量0.4870.55 L/sm，渗透系数1.16l2.2 m/d，属中等富水。2）黄马青组杂色粉细砂岩强富水带T3h-I l 矿床内部强富水带分布在2线以北至29线CK2905孔附近以南范围内，分布形态受背斜构造与岩体侵如接触带控制。南部出露位置高，一部分出露地表。“天窗”部位与第四系更新统亚粘土夹碎石层接触，由南向北沿走向方向与东西两翼倾斜方向延伸，富水带厚度变薄至尖灭。顶板标高-23.97-474.955 m，平均为-112.27 m；底板标高-55.12-536.6 m，平均为-224.69 m，厚度为16.96263.5l m，平均为112.42 m。富水带内岩性，由退

32、色的紫灰色粉砂质页岩与杂色粉细砂岩组成。岩石一般较硬脆碎，裂隙发育。钻孔揭露该层时，消耗量增大，漏水普遍，漏水点占全区38.0 %，岩心破碎，采取率低，富水性强。通过单孔与群孔抽水试验，背斜轴部单位涌水量2.4558.204 L/sm，渗透系数1.4910.89 m/d。西翼单位涌水量0.30l0.94l L/sm，渗透系数0.542.12 m/d，东翼导水系数15.0 m2/d。群孔抽水试验中，在背斜轴部各观测孔水位下降速度快，并呈等幅下降，反映出透水性较均匀、富水性强，而两翼富水性明显变弱。通过大口径群孔抽水试验查明，矿区内的黄马青组杂色粉细砂岩强富水带，与第四系更新统亚粘土夹碎石孔隙含水

33、层、西面象山群长石石英砂岩裂隙含水层、南面闪长岩体有水力联系。该富水带是矿坑主要充水岩层。 矿床外围强富水带分布于F3断裂带以南强富水带，被F2断层分割东西两段块，东段块出露位置高，上部直接与第四系砂砾卵石孔隙含水层接触；西段块埋藏深度大，在标高-354.0 m以下，厚度140.0 m左右。单位涌水量3.35 L/sm，渗露系数2.7 m/d。西北部强富水带：分布在29线CK2906孔周围，埋藏位置较深，在标高-389.45 m以下，厚度约100.0 m左右。岩层由于接触变质作用，岩石变硬脆碎，钻探中发观涌水现象，单位涌水量2.509 L/sm，渗透系数7.72 m/d。 黄马青组角岩化砂页岩

34、弱富水带T3h1-I3从矿区l线向北的黄马青组下段的下部杂色砂页岩，受岩（矿）体接触热变质作用，石蚀变成角岩化，分布形态受岩体接触带控制。出露位置南高北低。厚度0.0312.02 m，均在93.48 m，背斜西翼变薄。一般坚硬完整，裂隙不发育，裂隙被高岭土、镜铁矿、方解石和黄铁矿等充填，其中部分方解石脉被溶蚀并见淋滤褐铁矿等物质。单位涌水量0.01350.032 L/sm，渗透系数0.0120.058 m/d，透水性弱，对顶部强富水带向深部渗透起阻水作用。 含矿层中等富水带Fe-I2含水层岩性组成有蚀变角岩、蚀变闪长岩和铁矿体。南部出露位置比北部高，并有一部分出露地表。其分布形态与矿体相似，厚

35、度由0.8l529.56 m，平均为143.29 m。裂隙较发育、被方解石脉、镜铁矿和高岭土等充填，少量方解石脉有溶蚀现象，呈半充填状态。南部岩石受高岭土化，碳酸盐化、矽化，单位涌水量0.0980.658 L/sm，渗透系数0.0790.96 m/d。由17线向北岩石受绿泥石化为主，次为绿帘石化等，单位涌水量0.0090.0283 L/sm，渗透系数0.00430.017 m/d。富水性减弱。此层富水性南部比北部相对强，平均单位涌水量0.284 L/sm，平均渗透系数0.214 m/d。（4）岩体微弱富水带-I4 1）分布于含矿层下盘的闪长岩，近矿体部分岩石蚀变强，远离矿体蚀变逐渐减弱，岩石变

36、得新鲜而完整，裂隙不发育，裂隙内以充填方解石为主，其次为石膏、绿泥石、黄铁矿、高岭土、绿帘石等。单位涌水量0.0040.012 L/sm，渗透系数0.0040.0086 m/d。此带富水性微弱，可视为矿体下盘隔水底板。2）分布于白象山东侧的万家山闪长岩体，经钻探揭露，岩石受较强的高岭土化、碳酸岩化、绿泥石化。裂隙不发育，在钻进中未发现漏水观象，最大单位消耗量0.02520327 L/sm，水位标高24.104100.51 m，与矿区内无明显水力联系。1.2.2.3地下水流动系统地下水流动系统主要受地下水系统补给、排泄条件以及含水系统的制约，第四系孔隙含水系统中地下水径流方向总体上自东向西径流；

37、基岩裂隙含水系统中地下水以垂向交替为主，在认为影响下，受矿坑排水的影响，地下水向排泄点径流。地下水的补给主要是大气降水补给，裸露的第四系松散岩层和基岩区域直接接受大气降水的入渗补给。洪水期上部含水层由于接受大气降水的补给，水位升高，在水头压力下垂向补给下伏含水层。局部第四系含水层也得到地表水的渗漏补给。由于第四系砂砾卵石含水层与区域直接相连，天然流场条件下，一般由东向西呈径流排泄。地下水的排泄在天然状态下，以地表蒸发为主，由于蒸发上部含水层水位下降，同样在水头压力下，下伏含水层向上覆含水层排泄。1.2.2.4主要断裂带的水文地质特征（1）F1断裂带上部由黄马青砂页岩角砾组成，被硅质、铁质胶结，

38、裂隙内充填物有溶蚀观象与淋滤的黑色铁、锰物质，但据旁侧的CK1106孔揭露角砾岩带时，最大冲洗液消耗量0.13l L/sm，富水性不强。而大口径群孔抽水试验时，分布在断裂带两侧的观测孔，均受到同步等幅的影响，可见F1断裂带向深部不起阻水作用。（2）F2断裂带由黄马青组砂页岩角砾岩组成，被闪长岩、矽质、铁质胶结。上部胶结比下部差：裂隙较发育有效裂隙率1.13 %。单位涌水量0.3140.531 L/sm，渗透系数1.011.51 m/d，具有沟通西侧象山群砂岩弱含水层与第四系孔隙含水层的作用。（3）F3断裂带被闪长岩体充填。并有黄马青组砂页岩角砾岩分布，多被铁质、矽质胶结，其次被闪长岩与泥质胶结

39、。上部裂隙发言，充填方解石、高岭土等，部分方解石脉被溶蚀成孔洞，呈骨架状，并有淋滤褐铁矿膜分布，有效裂隙率1.4%，下部有效裂隙发育程度逐渐减弱。单位涌水量0.2190.368 L/sm，渗透系数0.180.51 m/d。群孔抽水试验时，此破碎带上的观测孔，均受到影响，具有导水性能，为矿区南边进水边界。另外，F4 F7断层均导水。1.2.2.5地表水与地下水的水力联系（1）地表水、地下水动态变化规律区内地表水、地下水动态变化受季节降水控制。据历年观测资料表明，每年4月至9月份为洪水期，降水量占全年72.0 %。第四系地层地下水位随降水动态的变化一般要滞后20 d左右，基岩裂隙含水层的地下水头一

40、般滞后4050 d。青山河历年平均最高水位标高6.985 m，枯水期青山河历年平均最低水位1.541 m，年变化幅度5.444 m。基岩强含水层最高地下水位标高4.1374.357m，最低水位标高3.039 m。年变化幅度由0.7671.49 m，平均1.182 m。（2）青山河水与地下水的水力联系青山河流经研究区，切割第四系亚粘土与粉细砂互层。前人对青山河与地下水位进行观测的结果表明，河水垂直渗透量很小，与第四系层水力联系甚弱。研究区范围内青山河床下部有25.035.0 m厚的第四系松散岩层，其中有6.017.0 m厚互层，10.020.0 m厚的亚粘上隔水层，渗透系数0.00017 m/d

41、。在青山河西岸CK316孔F2断裂破碎带抽水试验时，水位下降18.3l24.1 m。河东的基岩观测孔多数受影响，水位下降0.411.01 m，此现象说明地表水渗透补给量小，无明显水力联系。大口径群孔抽水试验时，分布在河床两岸及河床中的观测孔，进行了水位观测，观测结果表明：矿床中基岩裂隙含水层与青山河水，无明显的水力联系。1.2.3矿区地下水分布规律1.2.3.1 矿区内各含水层与隔水层的分布规律及主要特征白象山矿区自上而下分别为第四系孔隙含水层、隔水层及裂隙含水层、相对隔水层，呈现多重结构，矿区地层水文地质参数见表1-2。表1-2白象山矿区地层水文地质参数地层平均厚度/m单位涌水量/（L/s.

42、m）渗透系数/（m/d）组成分布情况第四系全新统亚粘土与粉细砂互层微弱含水层12.3650.00870.121亚粘土与粉细砂相互交叉层组成矿区上部及其南与西南面冲积平原上，如青山河床全新统亚粘土隔水层12.07-亚粘土层白象山西面与南面，近山边缘地带较厚全新统砂砾卵石强含水层8.850.8117.355.2545.08砂砾卵石层矿区西南面的2线以南，覆盖在坡基层与基岩上，由北向南变厚更新统亚粘土加碎石微弱含水层9.3080.007240.008360.09790.24粘土与砂岩、页岩等碎石组成山坡及山脚边缘，直接覆盖在基岩之上白垩系下统上火山岩弱含水层20.0370.00.0460.083由安

43、山岩和角砾熔岩组成，裂隙不发育分布于矿区南部，上部为10.030.0m风化带侏罗纪中下统象山群长石石英砂岩弱含水层150.00.0250.089以中粗砂岩为主，岩石完整，有效裂隙不发育分布于矿区东西北三面三叠系上统黄马青组紫红色砂页岩弱富水层125.340.1350.14紫红色砂页岩2线以北7线以南中间缺失，形成“天窗”。南部和背斜部位厚度变薄，向北与东西延伸变厚上统黄马青组杂色粉细砂岩强富水层112.42背斜轴部2.4558.204背斜轴部1.4910.89杂色粉细砂岩2线以北29线CK2906钻孔以南，南部出漏位置高，两翼延伸变薄；矿床外F3以南及29线CK2906钻孔附近两翼两翼0.30

44、10.9410.542.12上统黄马青组角岩化砂页岩弱富水层93.480.01350.0320.0120.058角岩化砂页岩，闪长岩1线以北，出漏位置南高北低，1线CK6钻孔、3线CK304钻孔、5线CK505钻孔范围缺失，为中等富水闪长岩代替含矿层中等或弱富水层110.00.0980.6580.0790.96由蚀变角岩、蚀变闪长岩及铁矿体组成分布情况与矿体相似，17线以北为矿坑直接充水岩层17线以北0.00990.028317线以北0.00430.017岩体中等富水层-0.6390.96主要为闪长岩4B线以南至12线以北岩体弱富水层-0.0980.0793线至10线，中等富水层以下岩体微弱富

45、水层-0.0040.0120.0040.0086含矿层下盘，近矿部位岩石蚀变强，远离则减弱1.2.3.2 矿区内的含水带对于裂隙充水矿床，构造含水带是矿区主要的储水部位及主要的径流通道，掌握其分布规律及水文地质特征，对防治水工作而言，显得尤为重要。（1）背斜轴部含水带白象山背斜为钟姑复式背斜的次一级背斜构造，其轴部近南北向，大致分布于0纵线附近，由于轴部岩层有刚性的粉砂岩及含矿层，致使上述刚性岩石破碎，裂隙发育，形成透水性强的背斜轴部含水带。该含水带主要处于2线与17线之间，为矿区重要储水构造，并控制Th-I1及Fe-I2层主要富水部位，单位涌水量2.4558.204 L/sm，渗透系数1.4910.89 m/d，而两翼富水性则明显减弱。（2）断裂含水带白象山铁矿地质勘探阶段确定了F1F10十条主要断裂，后又发现了一条F11断裂，其中F1F3为成矿前张性断裂；F4F7、F11为成矿后张性断裂；F8F10为局部平移断层，对矿体无影响；其中，F1 F7断层均导水。特别要指出白象山背斜轴部含水带及断裂含水带尤其是F4F11以及钻探未揭露但客观存在的次一级断裂的导水性应当引起高度重视。15 / 15