矿床水文地质学

写范文发表于:2019-05-05 04:05:02

一、名词解释(5*6’)矿床水文地质学:水文地质学科一个*分支,专门研究矿床水文地质条件及其与矿床开采的关系,即研究矿床开采所引起的与地下水有关的一系列问题以及调查、预测、解决这些问题的方法矿床:在地壳中由地质作用形成的具有开采利用价值的地质体,是矿体自然分布和排列的总和矿床水文地质条件:矿床所处地段地下水的分布、埋藏、补给、径流和排泄,水质和水量及其动态等方面的特征,以及决定这些特征的自然与人为的环境涌水:矿坑、矿体、围岩或顶底板含水层揭露一些地下导水通道,从而使地下水及与之联系的其他补给水源流入井巷突水:井巷顶底板或侧帮及回采工作面的局部、迅速形成的集中涌水充水:矿坑涌水现象及其过程充水强度:涌水强度突水强度:充水、涌水和突水的水量大小矿床充水层:能造成井巷涌水的含水层疏干流量:在规定时间内将地下水位降低到某一规定深度所需的恒定排水强度矿坑涌水量:单位时间内流入矿坑的水量正常涌水量:平水期保持相对稳定的总涌水量最大涌水量:雨季时的洪峰涌水量大气降水矿床:直接受大气降水渗入补给的矿床,多为包气带中埋藏较浅、充水层裸露、位于分水岭的矿床或露天矿床地表水矿床:赋存于山区河谷和平原河流、湖泊、海洋等地表水附近或其下面的矿床隔水断裂带:自然状态下断裂本身不含水,又隔断了断层两侧含水层之间的水平水力联系的断层岩溶通道:可彼此连通或沟通各种水源的通道,也可形成孤立的充水管道,需确切掌握矿区岩溶发育规律岩溶陷落柱:下伏碳*盐岩发育有大型岩溶洞穴,导致上覆非可溶*岩层不稳定,不断向下垮落形成的柱状体,是碳*盐岩融化所引起的继生地质现象

二、填空(10’)矿床水文地质三大类矿床:孔隙充水矿床、裂隙充水矿床、岩溶充水矿床研究对象:非易溶固体矿床分布地段的地下水及周围环境与条件活动之间相互关系开采步骤:开拓、采准、回采开采方式:露天、地下开采方法:1.空场法2.崩落法3.留矿柱法4.充填法充水水源:1.地下水2.大气降水3.地表水4.老窑及废弃井巷的积水充水岩层接受补给的条件:充水层及矿体出露程度越高,盖层透水*越强,与补给水体接触面积越多,涌水量越大矿坑充水条件:充水水源、充水途径、充水强度

矿井涌水强度与充水层厚度和分布面积有关

矿井涌水强度及其变化与含水层水量组成有关

地表水分四类:地表水不补给者、微弱补给者、补给者、灌入式补给者顶板破坏分带:冒落带、导水裂隙带、整体移动带常用预测方法:水均衡法、解析法、水文地质类比法、q-s曲线法

三、简答(40’)矿床开采方式与方法

方式

1.露天开采(矿体埋藏较浅且厚度大时):施工简便,采掘能力大,效率高,成本低

2.地下开采(矿体埋深较深时):包括直立巷道、水平巷道、倾斜巷道

方法

1.空场法:采空区不需人为处理,又称自然支撑法,适用于围岩稳定的薄矿层

2.崩落法:让采空区顶板自然崩落,故对围岩破坏较严重,适用于围岩较稳定的矿床

3.留矿柱法:采空区之间保留适当矿柱以支护顶板,故丢矿较多,适用于围岩不稳定矿床

4.充填法:采空区用碎石、泥沙或水泥等进人为充填,故对围岩破坏小,但成本高,适用于条件复杂而价值高的矿床

矿坑充水水源类型及特点

1.地下水:a.不同类型地下水是控制矿坑充水条件的内在因素,决定矿床水文地质类型b.地下水源的*质与水量大小决定矿坑涌水量大小和充水岩层疏干的难易程度

2.大气降水:a.矿坑用水量的动态曲线往往与当地大气降水过程图具有相似*,常表现出明显的季节变化和多年周期变化b.多数矿床随采深增加涌水量减少,涌水峰值出现滞后的时间加长c.涌水量与降水*质、强度、连续时间及入渗条件有密切关系

3.地表水:a.能否成为矿坑充水水源关键在于是否存在充水途径b.矿坑涌水量大小往往与地表水体*质、规模、与矿坑的相对位置、矿坑岩石透水*密切相关c.涌水动态随地表水枯丰做季节*变化,且涌水强度与地表水类型、*质和规模有关

4.老窑及废弃井巷的积水:a.来势猛,时间短,破坏*大b.**大,含有害气体并携带石块,破坏*大c.涌水还可成为其他水源涌入矿坑的通道d.老窑水因年代久远,分布范围不清,调查困难

矿坑充水通道类型及特点

天然通道

1.断裂构造:能否成为充水途径关键在于它的透水*,断裂带的透水*主要取决于两盘的岩*,且往往与两盘岩石的透水*一致。(若两盘均为柔软*岩石时,其透水*则与断裂的力学*质有关,压*和压扭*断裂常不透水,张*断裂可具弱透水*;若两盘均为硬脆*或脆*可溶岩时,断裂带多数具透水*;若两盘为不同类的岩石组合,则透水*复杂)

2.岩溶陷落柱:只有处在现代岩溶水强径流带和集中排泄带并隐伏埋藏在地下水头面之下,才能构成突水的潜在威胁

人工通道

1.底板突破:底板突水,同时取决于底板含水层和隔水层,突破关键是含水层水压值和隔水层阻抗水压的能力,后者又取决于隔水层的厚度和岩*

2.顶板破坏:对埋藏在强含水层或地表水体之下的矿床,都要评价顶板的稳定*,预测它可能破坏的最大高度。a.b.受矿层倾角和顶板岩*控制,顶板岩*对破坏特征也有明显影响

a.冒落带:堆积的碎块透水*好,可形成上部地下水或地表水向下灌入的通道

b.导水裂隙带:能透水,是上部强含水层或地表水体的渗入或突水通道,能使矿坑涌水量急剧增加

c.整体移动带:透水*与破坏前原岩相比变化不大,不会构成充水通道

3.地表塌陷:

a.开采塌陷:地表开采塌陷与采空区之间的水力联系是决定其充水意义的关键

b.岩溶塌陷:波及面积广,危害*极大

三大类充水矿床特征(必考,选)孔隙充水矿床:

主要受孔隙岩层的岩*结构、埋藏条件、规模及与地表水联系程度的控制

1.矿坑涌水量动态受大气降水影响明显,季节变化系数大2.往往有地表水的影响3.岩层强度低,稳定*差,工程地质条件复杂4.多采用露天开采

裂隙充水矿床:

浅部为风化裂隙、断裂带充水为主,深部构造裂隙充水为主。向深部涌水量变小,降水和地表补给为主,富水程度由中到弱。

1.矿坑涌水量一般比较小2.具有不均一*和方向*3.疏干排水的影响范围小

岩溶充水矿床:

取决于充水岩层的岩溶发育特征,岩溶水分布的不均一*、方向*和集中程度,较之裂隙水更甚,导致矿井涌水量大小不等。矿床所处的构造类型、部位、规模及其破坏程度,影响着岩溶发育的强弱和矿床富水强度。

向斜矿床汇水条件好,富水*强。向斜浅部岩溶发育,深部富水*相对较弱。浅部轴部比翼部富水强,深部轴部比翼部富水弱。

1.矿坑涌水量大2.以集中突水为主要充水方式(涌水量往往取决于几个大的突水点、总涌水量变化极不稳定,随大突水点出现的短时间剧增、突水点往往集中出现在某一方向或某一地段上)3.矿井排水的影响范围可以扩展很远

矿坑涌水量预测方法(必考)1.比拟法:利用地质和水文地质条件相似、开采方法基本相同的生产矿井的排水资料,来预测新建矿井的涌水量

2.q-s曲线法:利用抽(放)水试验的资料,建立涌水量(q)与降深(s)关系的曲线方程,然后根据试验阶段与开采阶段水文地质条件的相似*,把q-s曲线外推来预测矿坑涌水量

矿坑涌水量预测的特点

目标:以确保安全开采疏干丰水期的最大涌水量为目标

水文地质条件:矿床大多分布于基岩山区,含水质的非均质*突出,参数代表*不易控制降深:多为大降深下推。此时开采条件对水文地质条件的改变难以预料和控制

保证矿坑涌水量预测精度的步骤

1.查明充水条件,建立符合客观实际的水文地质概念模型(a.概化已知状态下的水文地质条件b.给出未来开采状态下的内边界条件c.预测未来开采状态下的外边界条件)2.正确选择计算方法,建立于水文地质概念模型相符合的数学模型(a.矿床的充水因素及水文地质条件复杂程度b.勘探阶段对矿坑涌水量预测的精度要求c.勘探方法、勘探工程的控制程度与信息

量)3.计算数学模型,评价预测结果

水量预测失误原因

1.对矿床水文地质条件的复杂*认识不足,对矿床水文地质条件未查清2.水文地质概念模型不当,水文地质参数取值不妥3.数学模型处理欠妥

矿床开采环境地质问题,尤其是矿区排水有关问题

1.岩溶充水矿床疏干排水时的地面塌陷:岩溶地面塌陷系指碳*盐岩分布区,由于地下存在大量岩溶形态洞穴和管道,特别是浅埋藏,直接为第四系松散沉积物覆盖的开放型岩溶形态发育时,则使其上覆盖层不稳定,从而产生向下陷落的现象,具有突发*质,发展迅速,有时规模巨大,危害严重

2.孔隙充水矿床疏干排水时的次生固结作用和地面沉降:在疏干无压松散孔隙含水层以及降低承压含水层的压力水头时,可引起极强的次生固结和上覆粘*土层的人为陷落压密作用,在形成这些作用的活跃地带——疏干降落(或减压)漏斗区,则出现地面沉降

3.水源枯竭:矿床开采,井巷系统揭露含水层疏排地下水,必然引起其天然均衡结构的变化,导致矿区附近的井、泉干涸,河水断流,破坏供水水源,使工农业生产及生活用水发生困难

4.环境污染:a.矿坑污水的污染b.矿坑**水污染c.金属组分及微量元素污染

矿区水文地质调查任务

应查明1.主要充水水源2.主要隔水层防突水*能3.特殊隐伏导水构造并预测矿井涌水量矿区水文地质调查特点

1.综合*(与地质勘探密切结合)2.长期*(评价与采矿条件相结合)

矿床水文地质与供水文地质的工作目标是既相互对立又相互统一的

矿区水文地质调查基本原则

罕见地下水具有系统*和动态*的特点,实行动态勘探、动态监测和动态分析的矿井水文地质勘探理念

1.针对矿井主要水文地质问题及其对水资源破坏类型,做到有的放矢,从区域着眼,立足矿区,系统勘探研究2.坚持重点突出,综合配套的原则3.构成有效控制面

矿区水文地质调查常见技术方法

水文地质调查与测绘水文地质勘查:1.物探2.钻探

水文地质实验长期监测:对条件复杂度中等至复杂的矿床在勘探阶段进行大量降深,大流量、较长时间的群控抽水试验

矿区地下水防治和水文工作注意问题

1.加强区域水文地质测绘:区域水文地质测绘是矿床水文地质调查的基础和先行工作,其目的是通过较大面积的地表综合研究,对矿山所在区域地下水的形成条件与分布规律获得全面的认识,从而建立水文地质概念模型的雏形

2.充分利用地质勘探工程所取得的水文地质资料是矿区水文地质调查的一条重要原则

3.矿床水文地质调查应以查明主要充水岩层地下水形成条件及采矿人为作用为中心

4.矿区水文地质勘探试验工作必须从实际条件出发,结合采矿工程配置和可能出现的环境问题进行

矿区地下水防治方法(疏、截、堵、留、探、放)

1.疏干排水:

(1).地表疏干

深井疏干:经济、安全、环保、施工方便(在疏干地段从地表施工一系列疏干钻孔至充水岩层,用深井泵或潜水泵将地下水排出地表)

漏水孔:最简便、最经济(在地表施工一系列漏水钻孔将上部含水层中的地下水,通过漏水钻孔自流疏池至下不含水层中)

水平孔疏干:疏于露天边坡地下水最有效方法(在露天采区边坡底部施工一个近水平的钻孔,地下水则在自然梯度驱使下流出,泄入排水沟)钻孔方向应尽可能垂直构造面方向,以期获得最好疏干效果,钻进深度应穿透土质边坡或松散岩层,对一些不稳定的边坡应穿透潜在滑坡面的后部

(2)地下疏干:将地下水或放入坑道集中排出地表,或泄入于水头较多低的底部含水层中的一种排水措施

疏干巷道:用以直接或间接疏泄和拦截进入矿坑的地下水

疏干平峒

坑内放水钻孔:钻孔孔口应安装孔口管或放水阀,并用水泥加固

直通式放水钻孔

2.注浆堵水:建造地下防渗帷幕墙,堵塞进水途径,切断矿坑充水水源,实质是把含水介质层的补给边界改造成阻水边界达到防治水的目的

3.截流法:(1)矿区上游筑坝拦水(2)修筑边缘排水沟,引水向矿区外(3)疏通、加宽、取直河道

防水措施

1.地面防水:a.开挖排水沟b.防渗堵漏c.河流改道

2.井下防水:a.合理进行开采布局,采用正确的开采方法b.留防水矿柱c.修建防水闸门d.超前探水:有疑必探,先探后掘

四、分析(20’)

 

第2篇:东北地区矿床地质特征及找矿方向

摘要:本文主要是在前人研究成果基础上,运用“矿源层-构造-岩浆岩三位一体”的成矿理论,比较全面系统地叙述了东北辽西地区金属矿地质条件,划分了金属矿类型,总结了成矿规律,提出找矿方向。本文将更加具体地把握和理解不同类型矿床产出特征与分布规律,大大提高研究区金属矿预测的科学*,为进一步寻找矿产资源指出方向,具有重要的实际经济意义。

关键词:东北辽西地区 矿床地质特征 金属矿 找矿方向

       1东北辽西地区典型金属矿床地质特征

       1.1地质背景东北辽西地区地处东北地台南部,内蒙地轴中部建平台拱内。两条深断裂严格控制着区域地层、岩浆岩、构造及矿产的展布。断裂以南,属燕辽沉陷带,分布着元古界、中生界沉积岩。断裂以北,断裂以南广泛分布着太古宙建平群小塔子沟组变质杂岩系,构成了台拱的结晶基底。变质杂岩宏观上控制着绿岩带型金矿床的分布。区域构造以断裂构造为主,构造方向以北东东向为主。北东东向逆断层,北西向、北东向的平推断层,框定了东北辽西地区“金三角”的构造格局。受古生代和中生代地台活化影响,该区构造-岩浆活动甚烈。内蒙地轴内多期岩浆岩的频繁侵入,使本区断裂构造有多期活动的特点。Fl与F2间、小岩体和小岩株附近的次一级韧*、脆*断裂构造纵横交错极为发育,成矿条件十分有利。

       1.2矿床地质特征东北辽西地区矿区内出露有两个石英二长岩岩株,在其附近分布着9条金属矿化带,其中有3条地表长度达千余米。其中北东向有7条,北西向的有2条。目前地表研究和工程控制程度较高的属大黑山1号脉。该矿脉控制延长1200m,分两段,东段长800m,西段长400m。矿脉多为含金蚀变岩,局部为含金石英脉。地表品位均在边界品位以下,现探明的工业矿体属半隐伏矿体。

       1.3控矿条件

       1.3.1地层控矿条件东北辽西地区矿区矿区广泛出露的地层为小塔子沟组上段下部地层,比如2号脉主要岩石类型为混合岩化黑云母角闪斜长片麻岩及黑云母角闪斜长片麻岩,其原岩为富Mg,Fe质中-基*火山岩,可与太古宙“绿岩带”对比。这套地层中平均含银1690×109,高出地壳平均丰度值数倍至数十倍。地层中所含丰富的成矿物质通过导矿构造、借助矿液流动、运移到赋矿构造内,成为金矿成矿的初始矿源层。

       1.3.2岩浆岩控矿条件该区矿床的形成,都与呈弧形分布的中**岩浆岩小岩体、小岩株的侵入有关。最佳成矿范围在岩体以外1-3Km范围内。如1号矿体距其北部小岩株为1Km,主要蚀变为绢英岩化;而2,3号矿体距小岩株不到1Km,成矿温度偏高;红土毛金矿点,大于3Km,浅部含Pb,Au品位较低,矿脉延深也很浅。

       1.4成矿模式研究东北辽西地区金属矿规律可概括为:结晶基底太古代变质岩系是金的原始矿源层,为后期成矿提供足够的物质基础口中生代太平洋板块的挤压和俯冲作用,使得区内地热梯度剧增,区域应力不断聚敛与释放,构造岩浆动力作用异常强烈,矿源层局部重熔或深部物质熔融上侵,或上地壳成矿元素活化,在构造、岩浆岩的生成演化过程中形成了以混合水为主要成分的含矿热液,并在有利的空间迁移、富集成矿。同时,由于含矿热液迁移通道、围岩岩*、迁移距离等物理、化学环境及成矿主导因素的差异,在不同部位、不同构造条件下形成了不同类型的金属矿床。

       2东北辽西地区的找矿方向分析

       美国石油学家PackerDickey曾经说过:“我们用旧思路在新地方发现石油,有时也可用新思路在老地方发现石油,而很少用旧思路在老地方发现大量石油。过去我们不止一次地认为石油找完了,实际上是我们的思路贫乏而己。”这句话揭示了一个道理,那就是以往的经验是有用的,但在老地方-工作程度很高的地区,要想有所突破,必须用新思路去指导找矿工作。研究区是地质工作程度和研究程度较高的地区,要想在金矿找矿上有所突破,必须更新找矿观念,在新类型和超大型矿床找矿上下功夫。本文对东北辽西地区境内的金属矿床进一步的找矿工作提出以下认识和建议:①在矿产种类上主要找锡、锰、铅、锌、锑、*、重晶石、黄铁矿、金、钒及钨矿。锡、锰矿均可达超大型,还有较大潜力。铅锌矿从国内外的成矿特征分析,常可形成超大型矿床,

 

第3篇:金滩铜矿矿床地质特征及其成矿认识

金滩铜矿位于觉罗塔格晚古生代岛弧带内,富矿层位为中石炭统土古土布拉克组凝灰岩.矿体产于矿区中部的闪长岩体东部外接触带的矽卡岩带中,严格受康古尔塔格大断裂(苦水断裂)南部近东西向断裂控制.矿化主要有黄铁矿化,其次为褐铁矿化、孔雀石化、黄铜矿化、闪锌矿化和方铅矿化,呈细脉状、稀疏浸染状、稠密浸染状分布.围岩蚀变主要为矽卡岩化和绢云母化、硅化.矿床地质特征显示该矿床成因类型为岩浆期后热液对接触带围岩进行交代充填的矽卡岩型铜铅锌多金属矿.