个旧锡矿高松矿田水文地质调查

０１７年６月　２

中　国　矿　业

ＨＩＮＡ　ＭＩＮＩＮＧ　ＭＡＧＡＺＩＮＥＣ

ｏｌ．２６，Ｓｕｌ　Ｖｐｐ

Ｊｕｎ．０１７　２

个旧锡矿高松矿田水文地质调查

康德明１，杨智鹏２

（１．云南锡业有限公司大屯锡矿，云南个旧６６１０２１；

）２．云南财经大学城市与环境学院，云南昆明６５０２２１

随着开采标高下降，矿区地下水越来越复杂。　　摘　要：个旧锡矿高松矿田区是我国主要锡产区之一，

本次调查通过剖面调查、岩石样品和钻孔岩芯分析、地下水环境调查等研究，从岩溶发育规律、天然水文地质、开采水文地质等方面进行了分析，结果表明：①高松矿田地下水可划分为两个边界条件清晰的独立水文地质单元，以大气降雨补给为主，集中以暗河或直接向溪沟泄流；②矿坑潜在充水水源主要有大气降水及个旧组含水层，其中矿坑与顶部岩溶洼地有直接水力联系，遇强降雨易发生透水危害；③个旧组含水层在未来开采水平依然发育有溶洞，矿坑开采很容易直接揭露岩溶水，引发突水危害。　　关键词：水文地质；调查；个旧锡矿高松矿田

（）６４１．７　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１００４０５１２０１７Ｓ１１９１４４００　　中图分类号：Ｐ－－－ＴｈｅｈｄｒｏｅｏｌｏｉｃａｌｉｎｖｅｓｔｉａｔｉｏｎｉｎＧａｏｓｏｎｆｉｅｌｄｏｆＧｅｉｕｔｉｎｍｉｎｅ　　　　　　　　ｙｇｇｇｇｊ　

１２

ＤｅｍｉｎＺｈｉｅｎＫＡＮＧ　　ｇ，ＹＡＮＧｐｇ

（，Ｙ，Ｌ，Ｇ；２．Ｓ１．ＤＣｏ．ｔｄ．ｅｉｕ６６１０２１，ＣｈｉｎａｃｈｏｏｌｏｆＵｒｂａｎａｎｄａｔｕｎＴｉｎＭｉｎｅｕｎｎａｎＴｉｎＩｎｄｕｓｔｒ　　　　　　　　ｙｊ　

，Ｋ），Ｙ６５０２２１，ＣｈｉｎａＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｕｎｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＦｉｎａｎｃｅａｎｄＥｃｏｎｏｍｉｃｓｕｎｍｉｎ　　　　ｇｙ　　

：ＧｍｉｎｅｓｉｎＣｈｉｎａ．ＷｉｔｈｔｈｅｂｓｔｒａｃｔａｏｓｏｎｆｉｅｌｄｏｆＧｅｉｕｔｉｎｍｉｎｅｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍａｉｎｔｉｎｒｏｄｕｃｉｎ　　Ａ　　　　　　　　　　　　　　ｊｐｇｇ　　，ｔｈｅｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｂｅｃｏｍｅｓｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｃｏｍｌｉｃａｔｅｄ．Ｔｈｉｓｉｎｖｅｓｔｉａｔｉｏｎａｎａｌｚｅｄｄｅｅｅｘｌｏｉｔａｔｉｏｎｏｉｎ　　　　　　　　　ｇｐｇｙｐｇｇｐ　，ｔｈｏｕｈｓｅｃｔｉｏｎｓｕｒｖｅｒｏｃｋｓａｍｌｅａｎｄｈｄｒｏｅｏｌｏｔｈｅｋａｒｓｔｄｅｖｅｌｏｍｅｎｔｌａｗａｎｄ（ｎａｔｕｒａｌａｎｄｍｉｎｉｎ　　　　　　　　　　ｐｇｙｐｇ）ｙｇｇｙ　，：ｂｏｒｅｃｏｒｅａｎａｌｓｉｓａｎｄｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｓｕｒｖｅ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｆｉｅｌｄｃａｎｂｅｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｉｎＧａｏｓｏｎ　　　　　　　　　①ｇ　　ｙｇｙｇ　，ｈｄｒｏｅｏｌｏｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｎｄｅｖｅｒｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｔｗｏｉｎｄｅｅｎｄｅｎｔｈｄｒｏｅｏｌｏｉｃａｌｕｎｉｔｓｗｉｔｈｃｌｅａｒｂｏｕｎｄａｒ　　　　　　　　ｙｇｇｐｙｇｇｙｙ　　；ａｎｄｄｉｒｅｃｔｌｅｘｃｒｅｔｅｓｔｏｃｒｅｅｋｓａｎｄｕｎｄｅｒｒｏｕｎｄｒｉｖｅｒｓｈｅａｔｍｏｓｈｅｒｉｃｒａｉｎｆａｌｌｓｕｌｕｎｉｔｉｓｍａｉｎｌ　　　　　　②ｔ　　　　ｇｙｙｐｐｐｙ　　　，ａｕｉｆｅｒａｎｄｔｈｅｃｏｍｏｓｅｄｏｆａｔｍｏｓｈｅｒｉｃｒｅｃｉｉｔａｔｉｏｎａｎｄＧｅｉｕｒｏｕｏｔｅｎｔｉａｌｉｔｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅｉｓｍａｉｎｌ　　　　　　　　　　　　ｑｐｐｐｐｊｇｐｐｐｙ　　ｋａｒｓｔｄｅｒｅｓｓｉｏｎａｎｄｍａｂｅｅｎｄａｎｅｒｅｄｂｓｔｒｏｎｍｉｎｉｎｉｔｓｈａｖｅｄｉｒｅｃｔｈｄｒａｕｌｉｃｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅｔｏ　　　　　　　　　　　　ｇｐｙｇｙｇｐｙｐ　　　，；ｋａｒｓｔｃａｖｅｓｉｎｆｕｔｕｒｅｍｉｎｉｎａｎｄｔｈｅｍｉｎｉｎｉｔｓｃａｎｒｅｃｉｉｔａｔｉｏｎｌａｕｉｆｅｒｗｉｌｌｓｔｉｌｌｄｅｖｅｌｏｅｉｕｒｏｕ　　　　　　　　　　③ｇ　ｇｐｇｐｐｊｇｐｑｐ　　　ａｎｄｃａｕｓｅｗａｔｅｒｉｎｒｕｓｈａｃｃｉｄｅｎｔｓ．ｕｎｃｏｖｅｒｋａｒｓｔｗａｔｅｒｄｉｒｅｃｔｌｅａｓｉｌ　　　　　　　ｙｙ　　；；Ｇ：ｈｉｎｖｅｓｔｉａｔｉｏｎａｏｓｏｎｆｉｅｌｄｏｆＧｅｅｗｏｒｄｓｄｒｏｅｏｌｏｕｔｉｎｍｉｎｅｉ　　Ｋ　　　　ｊｇｇｙｇｇｙｙ　

０　引　言

个旧锡矿高松矿田位于个旧市大屯镇，距个旧市至蒙自市约２约９ｋｍ，１ｋｍ。高松矿田位于近ＳＮ向的个旧断裂、甲介山断裂与近ＥＷ向的个松断裂、背阴山断裂之间，矿体主要赋存于花岗岩体与中三叠系

］１３－），。地层的接触带中［见图１个旧组（Ｔｇ２

经过几十年的开采，浅部氧化矿床已被开采殆尽，矿床水文目前已拓展到深部的１６０ｍ中段以下，３　地质条件变得愈趋复杂，先期所做的水文地质调查

］４７－。远远不能满足生产需要［

个旧组灰岩是矿山开采的直接充水层，其岩性岩相的细微变化和内部存在的稳定弱透水层对矿坑涌水量具有重要的控制作用，本次调查在矿区范围内测制了ＥＷ向、采取了岩ＳＮ向两条地层剖面，石样进行薄片分析，并开展了大比例尺填图重点关注构造和岩溶，同时开展水文地质调查及地下水环境问题研究，分析矿区地下水水量和水质对矿山生

高松矿田地势高差悬殊，属深切割中山地形，而附近的红河河最高的莲花山顶海拔达２６６．４ｍ，７　

南盘江河谷海拔１谷海拔仅１５０～２００ｍ，００ｍ。３　

收稿日期：２０２０１７４４－－　　责任编辑：刘硕

产和生活的影响，为矿床开采过程中疏干排水方案

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第２６卷

图１　个旧锡矿高松矿田周边地貌图

设计提供科学依据，指导矿山科学开采生产。１　岩溶发育规律

岩石的化学组成是岩溶发育的基本条件。三叠系中统个旧组碳酸盐岩含量占８构成区５％以上，内岩溶发育的主要层位，为岩溶的发育提供了有利

］４７－。本次调查得到的研究规律分平面的形成条件［

裂方向对比，也有耦合的效果，说明区内构造严格控制了岩溶的平面发育特征。１．２　垂向发育规律

本次调查中，结合以往区域工作资料，共计统计出地表４均发育于个旧组。较大规模的７组溶洞，岩溶洞穴，一般发育在块状、厚层状的碳酸盐岩中，中－厚层和薄层状石灰岩中发育的溶洞规模较小。

调查发现，区域内溶洞呈多层级出现，总体可分为四层，分布在１２０１３８６ｍ、１３５４２８５ｍ、５～　　～１　　１２６７～１１６４ｍ、１１４０～１０４８ｍ等标高。其中第　　　　

一层、第二层为干溶洞，第三层出现４个干溶洞、２个出水溶洞，第四层出现１个现代出水溶洞。溶洞主要集中出现在个旧组且在标高１５４～１１６４ｍ之３　　间，见图２。对矿区有代表性的勘探钻孔进行地质编录，发现１３８～１１９３ｍ范围内发育有３个溶洞，２　　４５１１０２ｍ范围内发育有３个溶洞；８５～８９４ｍ１１９～　　

范围内发育有１２个溶洞；８３～７３６ｍ范围内发育有８。钻孔内标高９见图３０个溶洞，１０～８１０ｍ溶洞发４

）。图３育最多，在８１０６７０ｍ基本呈均匀分布（～

从深度上看，矿区溶洞呈现出分层化的现象，与研究区大地构造间歇性的抬升、下降有关。地表

和垂向两个方面进行分别说明如下。１．１　平面发育规律

区域上岩溶形态主要表现为洼地和溶洞，地表尚可见孤峰、溶沟、溶槽以及石林等。结合以往区域上的工作资料，加之本次工作共调查到溶洞４７、个，溶洞发育方向主要在Ｎ和ＮＷ三Ｅ２４°ＮＥ５３°３５°个方向。溶洞高深比变化范围较大，数值在０．１～３之间；宽高比主要集中在０宽深比在．５～０．９附近；其中典．３～１．５之间。溶洞形态多呈长条型发育，０

宽约４ｍ，平面呈长条状，型的洞口高约７ｍ，洞内为一大型溶厅；厅内钟乳石发育，直径１０～５０ｃｍ，表面钙化现象发育，整个溶厅呈近球形状，顶部偶有滴水，洞身底部稍显平坦，现处于干燥状态。

区域内断裂发育，主要有北西向、北东向和东西向。将区内统计的各岩溶洼地的长轴方向与断

增刊１康德明，等：个旧锡矿高松矿田水文地质调查

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图２　地表溶洞分布高程直方图

图３　钻孔揭露溶洞分布高程直方图

岩溶在垂向上的分层性对应深部渗透性的分层性，在构造的抬升期，地下水顺裂隙向下溶蚀，最终到构造间歇期时，于最低夷平面发展成大型的水平岩溶形态；在深部则表现为特定埋深处的渗透性数值呈现出相对极大值。深部渗透性的分层性对地下水的运移会产生深刻影响，使矿区岩溶含水层中的地下水赋存规律存在特有的分层化现象。

　地下水化学特征

高松矿田大部分区域地下水无色、无味、透明，呈现弱碱性、中硬度。化学成分比较简单，主要成

分为ＨＣＯ３－、ＳＯ２４－、

Ｎａ＋、Ｃａ２＋和Ｍｇ２＋

，其余项目＋、

Ｆｅ２＋、Ｆｅ３＋、ＮＨ４＋、ＮＯ３－

和Ｆ－含量极低。地下水类型主要为重碳酸钙型、重碳酸钙镁型和重碳酸硫酸钙镁型

［９－１１］。

该区域部分地区地下水硫酸根含量较高，具有一定的腐蚀性，主要原因是人类活动的影响，特别是矿区尾矿库的废水对周边地表水体化学成分的影响很大。矿井坑道水ｐＨ值７

．５，总矿化度７３．４３ｍｇ／Ｌ，不含Ｃｌ－

，水质类型简单，为低矿化度的ＨＣＯ３·ＳＯ４－Ｃａ·Ｍｇ型水。根据暗河出口水样，乍甸暗河不含Ｃｌ－，ＳＯ２４－

含量明显升高，

原因可能是附近地表污水的影响；卡房暗河出口水样中不

含Ｃｌ－，ＳＯ２４－

明显偏高，

总矿化度也明显偏高，为酸性水，原因是附近地表污染水排泄进入暗河系统；

曼耗暗河出口水样含少量Ｃｌ

－

，与井下水样相比ＳＯ２４

－

含量也较高，原因可能是尾矿库污水下渗进入地下河系统的影响。

３　天然水文地质条件

高松矿田地势中间高四周低，属强切割中山地貌区。区内沟谷多成Ｕ型，少量呈Ｖ型，山坡坡度

一般在１５～２０°之间，局部达到３０°

。区内地表水系不发育，大气降雨多经岩溶洼地直接汇入地下暗河系统。矿区近２０多年均降雨量为９８７．９７ｍｍ，历年８月份月降雨量最高，平均达１９７．０ｍｍ，日最大降雨达１０２．６ｍｍ，降雨多集中在６～１０月份，占年降雨量的８０％以上。

区域上矿区属蔓耗水文地质单元北段，含水层（组）即为个旧组碳酸盐岩容矿地层。该单元断裂构造发育，其中受ＮＥ向、ＮＷ向及近ＥＷ向断裂带控制，岩溶作用强烈，形成典型的地表洼地、漏斗和溶蚀残丘型地貌，多呈串珠状分布，其形态以圆形者多，次为椭圆形，长轴一般５０～１５０ｍ，深度３０～

９０ｍ，岩溶形态发育个数达１．５个／ｋｍ

２

；灰岩大部分裸露，多见石芽、溶孔、溶裂、溶沟、溶槽等，岩溶

率一般２％～６％，溶洞有４个，洞地面近于水平，基

本上沿优势裂隙方向发育，形状不规则［

６－９］。地下水主要补给来源为大气降雨，补给方式为灌入或渗入式，其次为农田灌溉水下渗补给。根据地形、岩溶形态和植被等因素，补给区可划分为洼地、水田、裸露和林地四种类型，其中岩溶洼地型具有汇流作用，岩溶形态包括区内溶沟、落水洞、盲谷、干谷、洼地等类型。矿区特殊的补给方式致使地下水入渗系数较为偏高。

４　开采水文地质条件

矿区在１　３６０ｍ以下中段开采，势必疏排地下水，形成更大的降落漏斗，改变天然地下水流场，造成南部沿背阴山断裂分布的尾矿库水反补地下水，北部个松断裂沟通北部含水层渗流至矿坑，东部、西部均分布有统一含水层组，而矿区个旧组碳酸盐岩则直接接受大气降水和农田灌溉水补给，下渗涌入矿坑。在矿区中部、东部花岗岩凸起部位，地下水下渗后垂直运移至花岗岩顶部隔水层，将顺花岗岩界面倾斜、水平运动，直接进入矿坑。

鉴于个旧组容矿、充水层出露地表，其间又缺乏良好隔水层，因此可概化为具有多型边界条件的单层潜水模型。矿区岩层岩溶发育，以溶隙为主；

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节理裂隙也较发育，其中垂向裂隙多具张开性，透水性较好；加之芦塘坝断裂沿ＮＥ向穿入矿区，沟通上方沿背阴山断裂分布的各尾矿库与矿床的水力联系，对于矿床开采充（突）水作用显著。因此，继续开采条件下背阴山断裂作为矿区南部的定水头边界。个松断裂破碎带强透水性致使北部含水层地下水可能沿之南流补入矿坑，矿区北部在个松断层附近分布串珠状的落水洞及地下暗河系统为这种可能性提供了潜在通道。继续开采１　３６０ｍ以下中段情况下，北部边界补入矿坑的地下水水力坡度和过水断面基本不变，因此个松断裂带可处理为矿区北部的定流量边界。

个旧断裂具有良好导水性，在矿区西部致使个旧组碳酸盐岩强含水层有较强的水力联系，地下暗河系统复杂，富水性比矿区所在的东部个旧组含水层强，因此在开采条件下矿区西部的个旧组的地下水强度主要受矿区本身含水层的渗透性所决定，矿坑到个旧断裂水力坡度和过水断面也基本不变，同样可处理为矿区西部的定流量边界。

矿区东部的ＮＷ－ＳＥ向甲介山断裂附近有大面积花岗岩凸起存在，花岗岩体本身是矿床下部良好的弱透水层，又与矿床本身的个旧组含水层直接接触；而蒙自盆地各大地表水体标高低于矿区未来开采最低标高，因此矿区东部沿甲介山断裂可处理概化为相对隔水边界。

　结　论

通过对个旧高松矿田水文地质的深入调查研究，可以得出以下结论。

１

）区内地下水可划分碳酸盐岩类岩溶水、碎屑岩类裂隙水、火成岩裂隙水和第四系孔隙水四个亚类，其中个旧组富水性强，构成区内主要含水层（组），受地形地貌和构造格局的控制，大致形成乍甸、卡房、蔓耗等两个独立水文地质单元。各单元

边界条件清晰，均以大气降雨补给为主，向斜坡低处径流，集中以暗河或直接向溪沟泄流方式排泄。２

）矿坑潜在充水水源主要有大气降水以及矿坑内部个旧组岩溶含水层，其中矿坑与顶部岩溶洼地有直接水力联系，遇强降雨易发生矿坑透水危害，需注意防范。

３）个旧组碳酸盐岩含水层厚度大，岩溶发育较为强烈，分布面积广，是矿坑顶板直接充水水源，在开采面之上存在体积庞大的地下水库。岩溶发育规律显示，个旧组含水层在未来开采水平依然发育有溶洞，矿坑开采很容易直接揭露岩溶水，发生突水危害。

总体来看，矿区在未来开采情况下地下水为单一潜水含水系统，矿区开采水文地质特征应属中等偏复杂类型，需要在矿山开采生产过程中特别注意。

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