珠拉扎嘎金矿初步矿床水文地质勘查-课程设计.doc

目录1、绪论11.1选题意义11.2位置与交通21.3自然地理与经济概况21.4 工作的目的与任务32、水文地质条件42.1 区域地层概括42.2珠拉扎嘎金矿矿区地下水含水系统地层42.3 珠拉扎嘎金矿矿区地层52.4 区域构造及矿区构造52.5 矿床及矿体52.6气象73、珠拉扎嘎金矿矿床（井）水文地质类型及矿坑（井）疏干工程排水量83.1矿区地下水系统充水条件93.1.1排泄基准面以上是以大气降水、洪流渗漏为充水水源矿床93.1.2地下水系统断裂构造、裂隙导水通道123.2矿床充水条件143.2.1露天采矿高程的限定条件143.2.2矿床出露及埋藏条件163.2.3矿床充水岩层出露和接受补给条件193.3矿坑疏干、疏干工程排水量的概念模型及数学模型223.3.1矿床现状开采方式223.3.2远景矿床开采方式243.3.3矿床水文地质参数263.3.4矿区疏干工程排水量概念模型及数学模型273.4露天开采疏干工程排水量293.5 矿坑（井）涌水304 、水文地质环境评价314.1水量均衡评价324.2水位降深影响评价335 、问题及建议366、依据文件387、参考文献391、绪论1.1选题意义现代矿床水文地质学要求水文矿床地质勘查、矿坑（井）涌水量预测必须在一个完整的地下系统中进行。在研究、调查地下水系统形成条件、结构基础之上，查清矿床（区）的水文地质条件，才能对矿床地下水边界、补给、径流以及开采后的涌水量和条件改变的预测做出正确结论。同时也为矿床开采疏干地下水引起的水文地质环境、生态环境演化做出合理评价。地下水资源不同于固体矿产资源，它与大气降水、地表水联系密切，相互妆花，在一个完整的地下水系统中完成补给、径流和排泄的水文循环。沙漠地区生态环境恶化主要因素是人为矿坑疏干及地下水开采引起的地下水位持续下降，沙生植被死亡，沙丘活化。矿坑（井）疏干系统内地下水位的影响作用是涌水量预测、涌水量合理利用的重要内容。本次珠拉扎嘎金矿初步矿床水文地质勘查，在分析1:20万区域水文地质报告和收集区域资料的基础上，进行1:5万水文地质测绘、钻探、试验、长期观测实物工作。确定珠拉扎嘎金矿地下水含水系统、流动系统的形成条件、水文地质边界。矿区内依据.1：1万地质勘察报告。论文内容主要要阐述矿床（井）水文地质类型及涌水量预测、涌水量利用。1.2位置与交通珠拉扎嘎金矿位于内蒙古自治区阿拉善左旗政府驻地巴彦浩特方位335，160KM处，巴彦诺日公苏木珠拉扎嘎毛道，行政区划属内蒙古自治区阿拉善左旗巴彦诺日公苏木管辖。地理坐标：东经：1045821.01045848.0；北纬：401051.5401111.5。阿拉善左旗珠拉黄金开发责任有限公司采矿证号：1500000620350；矿山名称：阿拉善左旗珠拉黄金开发邮箱责任公司。开采矿种：金矿。开采方式：露天开采。有效期限：五年，2006年5月至2011年5月。开采深度：由1429M至1150M标高。珠拉扎嘎金矿位于阿拉善左旗（巴彦浩特镇）北北西直距约160KM，运距约200KM；位于吉兰泰火车站北西直距约80KM，运距约130KM；阿拉善左旗额济纳旗有省道S218从矿区西侧15KM处通过，由公路至矿区有简易公路通过，交通尚属便利。1.3自然地理与经济概况珠拉扎嘎金矿矿区属低山丘陵区，最高海拔高度1434M，最低1381M，相对高差53M。区内沟谷较发育，多为宽缓的“U”型沟谷，山体多呈浑圆状，走向NE30。矿区北邻巴丹吉林沙漠东端南缘，风蚀作用强烈，山前为荒漠戈壁和风城山区区内属寒温带的大陆性干旱气候，全年多风少雨，多年平均降水量117.7MM、蒸发量2972.0MM（20CM口径蒸发器），蒸发量为降水量的25.25倍，降水量多集中在78月份；主导风向为西北向，最大风速28M/S。区内最高气温可达40，最低气温-36，昼夜温差达23.1。历年11月下旬至翌年4月下旬为冰冻期，最大冻土深度可达1.4M。依据“中国地震烈度区划图”（GB-18306-2001）划分，地震动降至加强度（g）为0.15，对照烈度7.5度，区内无破坏性地震记录，近年来未发生过破坏性地震。区内基岩出露较好，构造裂痕发育，水系不发育。矿区及附近为少量牧民散居区，以牧业为主，劳动力缺乏，工业极不发达，生产、生活物资及燃料均依靠外地供应。矿区南侧的井泉水量不大，仅可供生活用水，且水质较差。现状生产、生活用水由15KM外的巴彦若日公苏木输水管道提供，水质较好。1.4 工作的目的与任务结合现状，环境矿产资源储量及分布，进行矿床水文地质初步勘察工作。目的是确定该矿区所处的地下水含水系统、流动系统的形成条件、空间结构和边界性质；计算地下水系统的天然补给量、储存量；设计降深时的最小、最大容水量；矿区疏干量对沙漠生态环境的影响作用；疏干水量的合理利用，为变更开采方式及后期规划设计、矿山生产建设等事宜提供水文地质依据。本次论文具体目的是：1、充分收集分析利用已有的水文地质、地质资料及采矿权人提供的各种采矿工程资料，了解区内金矿体的变化情况，根据确定的地下水含水系统形成的地质条件，变质岩、岩浆侵入岩及第四系堆积物的空间分布，裂痕，孔隙含水层（水）的渗透性和给水性能。2、根据矿区试验数据和露天开采方式，建立概念模型及相应的数学模型；计算最大、最小矿坑涌水量（疏干工程排水量）3、评价现状、远景疏干排水量对沙漠地下水位影响作用，疏干水的总和利用，水文地质环境评价。2、水文地质条件2.1 区域地层概括 古生代及其以前地层大致以北纬40线为界，南、北的沉积建造和生物群特征差异明显。南部为华北地台，北部为中亚-蒙古地槽。古生代末期地槽回返，使华北地台与其北的西伯利亚台连成一体，构成古亚洲大陆。嗣后，中、新生代的沉积差异不大。2.2珠拉扎嘎金矿矿区地下水含水系统地层珠拉扎嘎金矿区域地层属于华北区，阿拉善分区，阿拉善右旗小区。出露地层有前长城系阿拉善群古老变质岩系；震旦亚界长城系、蓟县系、青白口系变质岩；二叠系火山碎屑岩系；侏罗系、第三系碎屑岩；第四系松散堆积层。加里东期、燕山期侵入岩和少量华力西期、燕山期喷出岩。珠拉扎嘎金矿矿区地下水含水系统地层单一，为：震旦亚界长城系、蓟县系、青白口系变质岩：第四系上更新统堆积层和全新统松散堆积层：岩浆岩。2.3 珠拉扎嘎金矿矿区地层矿区范围内基岩出露面积8.1平方千米，岩性组合为一套滨海相碎屑岩沉积和碳酸盐岩沉积。2.4 区域构造及矿区构造珠拉扎嘎金矿区域位处阿拉善弧形构造东翼反射弧转折端北东向构造与东西向复杂构造交汇部位，遭受了多期次复杂的构造运动，不同方向，不同性质，不同规模和不同期次构造行迹广泛发育。总体上主要受东西向构造带和阿拉善弧形构造运动（800KA）奠定了该区的构造格架，而后经过了多次改造，燕山运动（65-205MA）形成了东部布罗史台山、中部巴音希博、南部巴音诺尔公公梁中生代隆起和北部的阿毛苏中生代沉降带；喜山运动（65KA）形成了沿克布尔海-巴音诺尔公断谷的两棵树、阿拉毛台、巴音诺尔公、伊和布鲁格一系列北东向第四纪断陷盆地。受哈拉毛台-巴音毛道断裂控制，南部巴音毛道第四纪盆地呈近东西向展布。2.5 矿床及矿体矿区除采空区外，四周多为沙土所覆盖，局部出露中元古界。岩浆岩和断层、褶皱构造均较发育。区内为一南东倾的单斜构造，地层倾向120170，倾角3050，从北到南底层趋于变缓。矿体主要为顺层产出，形态以似层状、透镜状为主，脉状次之。矿体规模变化较大。金矿体基本集中产出在蓟县系阿古鲁沟组一岩段四亚段（Jxa1-4）中，该段地层厚近300m，岩性以变质钙质砂岩、粉砂岩为主，其次是粉砂质绢云母板岩，夹多层流纹岩及微晶大理岩，有时出现凝灰质板岩，不同岩性频繁交替出现，岩相变化大，层间裂隙亦相对发育，另外，其它方向的裂隙也普遍较多，这为成矿热液活动创造了良好条件。向深部到三亚段时，金矿化明显减弱了，而PbZn矿化增强，方铅矿和闪锌矿在碳酸盐岩中呈浸染状或不规则脉状分布。向上到五亚段，金矿化和硫化物伴随着蚀变作用的减弱也随之消失。矿区内，已控制金矿体主要分布在34线南西，矿体受层间裂隙及层间滑动断层控制，因此，绝大部分矿体顺层产出，局部有穿层现象，特别是在赋矿地层中有多组裂隙存在情况下，常在裂隙交叉部位形成瘤状、囊状矿体。矿体形态以似层状、透镜状为主，脉状次之；矿体规模大小不一，长10余米到300余米，厚数厘米到数十米，延伸可达近200m。矿体总体走向以北东南西向为主，倾向东南，倾角3545，矿体沿走向常出现分枝复合、膨大收缩、尖灭再现现象。矿体矿石品位在1.0 8.8310-6之间变化，与矿体规模大小无关，而与矿体形态和矿石自然类型有关，即脉状矿体的含金品位一般高于似层状、透镜状矿体,氧化矿品位略高于原生矿。矿体对比连续情况及成矿地质规律由东向西可划分为三个金矿段（即A、B、C矿段）。F2以东为A矿段，F2F1间为B矿段，F1以西为C矿段。A矿段：位于北东向之F2正断层东南侧的断层下盘。该矿带由11个小矿体组成，编号为AK1、AK3、AK5AK12及AKM1。控矿地层倾向南东，倾向145150,倾角3440。AK1、AK3、AK5及AK6围岩为阿古鲁沟组一岩段四亚段第三岩性层（Jxa1-4-3）之含阳起石化变质粉砂岩，AK7AK12及AKM1围岩为阿古鲁沟组一岩段四亚段第二岩性层（Jxa1-4-2）之变质钙质粉砂岩、变质石英粉砂岩。B矿段：位于近南北向之F1平推断层东侧之断层下盘。为矿区主要矿段。共圈定金矿体12个，编号为BK1BK9及BK12、BK13，其中BK1、BK2、BK3-1、BK3-2等矿体地表出露，BK4BK13为盲矿体。矿体产状与地层产状基本一致。地表出露矿带宽度约260m,长度约350m,总体走向约35，倾向130165，倾角3042。该矿段沿倾向深部被F2断层截切。矿体围岩主要为阿拉鲁沟组一岩段四亚段第二岩性层（Jxa1-4-2）之变质钙质粉砂岩、泥板岩。C矿段：位于F1平推正断层西侧之上盘。该矿段由6个矿体组成，编号为CK3CK8，其中CK4、CK5出露地表，其它为盲矿体。矿段地表出露宽度约105m，工程控制长度约120m，受NNE向断裂多次活动影响，使靠近断裂的矿体呈近EW走向。控矿地层倾向145195倾角2540。矿体围岩主要为阿拉鲁沟组一岩段四亚段第二岩性层（Jxa1-4-2）变质钙质粉砂岩、泥板岩。2.6气象本区属典型大陆性干燥气候区，夏季酷热，冬季寒冷，温差大，风沙多，降水量少，蒸发大。根据巴彦诺日公气象站19652002年的资料（表4-1）统计：年降水最高值为253.7mm（1977年），最低值为52.1mm(1965年)，极值比4.87，多年平均降水量为117.7mm；年蒸发量最高值为3239.0 mm（2001年），最低值为2719.5 mm（1983年），极值比1.19，多年平均蒸发量为2972.0 mm（20cm口径蒸发器），为降水量的25.25倍；多年平均气温7.3，夏季最高气温可达38.8（1978年7月6日），冬季最低气温低至36.6（1967年12月7日），昼夜温差一般可达2030。酷夏午后地面温度高达摄氏60余度，而午夜竟低至摄氏10度，温差大于50度；区内云雾稀少，日照强烈，多年平均日照时间3030.5h，即使冬季也日达78 h；多年平均无霜期206d；因受蒙古高原气压的影响，多年平均气压868.6mb；多年平均相对湿度39.3%；风多集中于春秋两季，特别是春季，35月盛行西北风，风力一般为3至5级，多年平均风速3.1m/s，最大风速曾达22.3m/s（1973年11月14日），多年平均大风（八级）日数39天。3、珠拉扎嘎金矿矿床（井）水文地质类型及矿坑（井）疏干工程排水量依据中华人民共和国国家标准(GB127191991)矿区水文地质工程地质勘探规范及珠拉扎嘎矿区水文地质初步调查工作，可确定珠拉扎嘎金矿是以裂隙含水层（体）充水为主的矿床。3.1矿区地下水系统充水条件珠拉扎嘎金矿地下水系统位处巴音希别隆起带西北边缘，地理坐标：E 10452001050730，N 400833401516；雅布赖迭布斯格大断裂（编号），在巴音诺尔公西的哈拉毛台向东分为南北两支，控制着珠拉扎嘎金矿地下系统的地质体结构，同时也控制着矿产资源的分布和产状。形成了巴音希别变质岩北西向推覆构造体，使得中远古界蓟县系巴音希别群下岩组含矿层出露地表，为珠拉扎嘎金矿露天开采和浅层巷道采矿创造了良好的矿体埋藏体条件。3.1.1排泄基准面以上是以大气降水、洪流渗漏为充水水源矿床珠拉扎嘎金矿地下水系统，北部及东部为基岩构造剥蚀低山丘陵，以山脊地表分水岭为界；西部为塔克林敖包南北向展布山前洪积扇分水岭边界；南部东西向展布的哈拉毛台巴音毛道隐伏断裂确定为流量边界；面积165.56km2。其中构造剥蚀低山丘陵区出露面积64.50km2；第四系松散堆积物直接覆盖在花岗岩和变质岩之上，由自北而南展布的海生哈日、敖格之木山冲洪积扇所组成，出露面积100.96km2（图2）。雅布赖迭布斯格大断裂南支哈拉毛台巴音毛道大断裂横担于珠拉扎嘎金矿南部，众多节性湖泊串珠状呈东西向展布，构成地下水含水系统南部边界。该大断裂带是珠拉扎嘎金矿地下水系统地下水天然排泄基准面。根据阿19号钻孔及民井资料，水位标高1314.91m。排泄基准面以上基岩含水体平均厚度45.09m。矿区距离该边界2.8km。哈拉毛台巴音毛道大断裂控制的巴音毛道第四系盆地，主要汇流来自南部巴音乌拉山系及斜平原地下水。根据阿1、阿19号东西向钻孔剖面图，在南边界处第四系松散沉积层厚度大于200m，主要为更系统中粗砂、中细砂及粉砂。南部巴音诺尔公公梁隆起带山势高耸，汇水面积大，是巴音毛道第四系盆地的地下水主要补给区域。如果金矿地下采矿达到1314.91m以下，南边界哈拉毛台巴音毛道大断裂将形成断裂带矿床充水通道，可能发生灾害性突水。故此，珠拉扎嘎金矿矿区露天开采设定为1314.91m以上，地下开采设定为1314.791150m标高。珠拉扎嘎金矿低山丘陵区地面高程一般为14501650m，年均降水量为128.34144.34mm，多年平均降水量为136.34mm。该系统构造剥蚀丘陵区大气降水总量为879.40万m3/a。地下水天然补给量由大气降水入渗补给和洪流渗漏补给所组成，构造剥蚀低山丘陵区降水入渗补给量25.50万m3/a、洪流渗漏补给量91.51万m3/a。排泄基准面以上地下水储存量9306.58万m3。第四系松散沉积区地面高程一般为13171450m，年均降水量为117.7128.34mm，均值123.02mm，大气降水总量1242.01万m3/a。地下水天然补给量由大气降水入渗补给和洪流渗漏补给所组成，第四系松散堆积区降水入渗补给量452.09万m3/a、洪流渗漏补给量226.19万m3/a。排泄基准面以上地下水储存量64205.51万m3。珠拉扎嘎金矿地下水系统出露基岩为元古代地层，属华北地层区巴音希别分区。系统内出露有下元古界的上阿拉善群和中元古界长城系诺尔公群、蓟县系巴音希别群，山间洼地为第四系冲洪积砂砾石、中细砂、湖积风积堆积物。构造剥蚀低山丘陵基岩由变质岩和岩浆岩组成，出露面积64.50km2。地下水系统内构造剥蚀低山丘陵变质岩区为一推覆单斜构造体，呈北东南西向展布，山体北部边缘陡峻，向南渐变平缓。变质岩分布于珠拉扎嘎金矿地下水系统海生哈日巴音希别山山区，向南至珠拉扎嘎毛道南侧，向东北尖灭至敖格之木山北麓。地层自北西向南东由下元古界上阿拉善群克兰尼都组青灰色、灰白色大理岩、白云质大理岩，硅质条带条带状大理岩，中元古界长城系诺尔公群白云质结晶灰岩、变质钙质石英粉砂岩、浅灰色石英岩，蓟县系巴音希别群变质钙质石英粉砂岩、砂岩、粉砂质阳起石岩、云母板岩、条带状石英岩。珠拉扎嘎金矿矿区北部至系统北界，呈北东南西主要出露中元古界长城系诺尔公群塔克林敖包组浅变质滨海相碳酸盐类岩石，为灰色厚状白云岩、结晶灰岩、白云质结晶灰岩、硅质条带白云质结晶灰岩夹钙质泥板岩，发育大量叠层构造、角砾状构造。构成了海生哈日巴音希别山变质岩区的主体。这些脆性、弱脆性碳酸盐类构造断裂、构造裂隙十分发育，并且位处地下水系统补给区，地面标高14501650m，而珠拉扎嘎金矿矿区位处巴音希别推覆构造变质岩向南突起部位，地面标高13811434m。因此，大气降水形成的地表洪流、降水入渗和洪流渗漏都是开采矿床时地下、地面工程必须考虑的问题。3.1.2地下水系统断裂构造、裂隙导水通道珠拉扎嘎金矿地下水系统位处阿拉善右旗雅布赖迭布斯格大断裂（编号）向东延伸的西侧分叉部位。该大断裂北支向东经迭布斯格山一带与巴音乌拉山狼山色尔腾山南缘深断裂汇为一体；南支在德斯特乌拉山一带与上述深断裂相接。大断裂的北支南侧断陷的隆起带构成了珠拉扎嘎金矿地下水系统北部地下水分水岭边界；南支是该系统地下水的排泄基准面边界。以两分支大断裂为构造骨干的断裂系统，平面上交织出一幅以北东、近东西和北北东向为主，北西、北北西及近南北向为辅的线性构造图案。大断裂北支由塔克林敖包巴音希别敖格之木山北部通过，逆掩断裂面向南东倾斜，同斜倒转的轴面也向南东倾斜。推覆体之及间的滑动面倾角平缓，使山体地势特征为北陡南缓的阶梯状，阶梯南部为缓坡，这种缓坡的坡度角与滑动面的倾角相一致。南支位处珠拉扎嘎金矿地下水含水系统南部边界，呈东西向展布，南倾；向南与两颗树巴音诺尔公梁东西向压性断裂相呼应，控制着巴音诺尔公巴音毛道等宽阔、东西延伸的第四系盆地的分布。受主体断裂构造的控制，珠拉扎嘎金矿地下水系统发育有4组次一级断裂：（1）东西近东西向断裂组：分布于系统北部、中部6条以上。主要为压扭性、压性断裂，沿走向多数被北东或北西向断裂切割、错移。其形成时代为早古生代，华力西期构造活动强烈。（2）北北东向断裂组：分布较少，系统内主要发育3条，断裂性质为压扭性、倾向北西，切割东西近东西向断裂，又被北西向断裂切割或位移。形成于古生代，对古生代岩浆岩的展布有一定的控制作用。（3）北西向北北西向断裂组：为系统内分布最多的断裂，主要倾向北东，分布于海生哈日巴音希别山敖格之木山一带达10条以上，呈群体出现。倾角5080，是高角度逆冲断层，断层带宽3050m，结构面较光滑，见有明显擦痕。断层带内糜棱岩、断层泥和挤压透镜体。（4）南北近南北向断裂组：仅发育于珠拉扎嘎金矿矿区地段，单体规模在几公里以内。上述断裂带大多因断层间的构造岩和充填物被压密或胶结成岩形成为隔水断裂带，透水断裂带次之。而该地下水系统南部边界大断裂，规模巨大，透水部位与隔水部位相见出现，水文地质特征十分复杂。珠拉扎嘎金矿矿区距离大断裂带2.8km，含矿地层呈一倾向南东的单斜产出，地层倾角3045之间，随采矿深度愈接近大断裂。据我国北方各大矿统计，当开采井巷穿过某些断裂时干燥无水或涌水量微小，但经过一段时间或回采达到一定宽度时，才发生底鼓、裂隙，继之突然大量涌水，这类事例在采矿史上屡见不鲜。巴音西别构造剥蚀低山丘陵变质岩、侵入岩基岩区，构造风化裂隙十分发育，扭性裂隙发育强度远远大于张性裂隙与压性裂隙。大多数裂隙面光滑，走向上呈直线延伸，弯曲延伸者为数甚少。裂隙宽度一般12mm，最宽3mm。被方解石或风成沙充填。裂隙率为23%，个别达到大于3%。裂隙发育方向主要为北西、北东走向，其方向以北东4055，北西275290，北西315325三组为主。由水文地质测绘资料可知，巴音希博基岩区裂隙发育具备如下规律：（1）各构造体系均较发育，由于不同性质，不同方向，不同期次的断裂面相互穿插叠置，裂隙发育方向比较混乱。（2）断裂发育地区尤其是断层交汇处裂隙率达4.765.92%，断裂不发育地区裂隙率低至1.13%。（3）脆性岩石裂隙率大，脆朔性岩石裂隙率变小。火成岩平均裂隙率为3.2%，高达5.92%；变质岩平均裂隙率2.23%，最大3.6%。（4）与断层走向斜交两组扭性裂隙最为发育，一般每米510条，最高达20条；而与断层走向平行或直交的裂隙不甚发育，一般每米35条，最多每米10条。3.2矿床充水条件3.2.1露天采矿高程的限定条件珠拉扎嘎金矿矿区位处地下水系统南部，巴音希别隆起带向南突起部位，地理坐标：E：1045821.01045848.0；N：401051.5401111.5。采矿证详查范围1.953km2，赋矿标高1150m以上。矿区平均地下水位1360.0m，水位埋深36.01m。雅布赖迭布斯格大断裂南支哈拉毛台巴音毛道大断裂横担于珠拉扎嘎金矿南部，众多节性湖泊串珠状呈东西向展布，构成地下水含水系统南部边界。该大断裂带是珠拉扎嘎金矿地下水系统地下水天然排泄基准面。根据阿19号钻孔及民井资料，水位标高1314.91m。排泄基准面以上基岩含水体平均厚度45.09m。矿区距离该边界2.8km。哈拉毛台巴音毛道大断裂控制的巴音毛道第四系盆地，主要汇流来自南部巴音乌拉山系及斜平原地下水。根据阿1、阿19号东西向钻孔剖面图，在南边界处第四系松散沉积层厚度大于200m，主要为更系统中粗砂、中细砂及粉砂。南部巴音诺尔公公梁隆起带山势高耸，汇水面积大，是巴音毛道第四系盆地的地下水主要补给区域。如果金矿地下采矿达到1314.91m以下，南边界哈拉毛台巴音毛道大断裂将形成断裂带矿床充水通道，可能发生灾害性突水。故此，珠拉扎嘎金矿矿区露天开采设定为1314.91m以上，地下开采设定为1314.791150m标高。珠拉扎嘎金矿地下水系统所属地貌成因类型为构造剥蚀低山丘陵、洪积平原、风积平地砂和风积链状沙丘。矿区属低山丘陵区，位处巴音西别构造剥蚀低山丘陵变质岩向南凸起部位，山体坡度30-40，最高海拔高度1434m，最低1381m，相对高差53m。矿区内沟谷较发育，多为宽缓的“U”型沟谷，山体多呈浑圆状，走向NE30。矿区含矿地层呈一倾向南东的单斜产出，地层倾角3045之间，属缓倾斜岩层。矿体多顺层产出，呈似层状、透镜状。区内断裂及脉岩发育，矿体多被断裂及脉岩截切破坏。矿体围岩以变质砂岩、砂质板岩为主，地表风化较强，节理裂隙发育。由于矿床面积较大，矿体厚度大，埋藏浅，矿体间距不大，围岩及夹层剥离量不大，一些矿体裸露地表处于包气带中，适宜露天开采。根据珠拉扎嘎矿区金矿祥查报告，最适宜露天开采的区段为6线26线之间的B、C矿带+1270m+1250m水平标高以上。该区段以外及深部，矿体明显变薄，矿体间距大，不适宜露天开采。上述观点仅从工程地质条件出发，没有地下水系统全面的勘查、分析研究。珠拉扎嘎金矿地下水系统南部边界是雅布赖迭布斯格大断裂南支哈拉毛台巴音毛道大断裂，该大断裂带不仅是珠拉扎嘎金矿地下水系统地下水天然排泄基准面，而且是矿区深部开采疏干的定水头边界。如果金矿地下采矿达到1314.91m以下，南边界哈拉毛台巴音毛道大断裂将形成断裂带矿床充水通道，可能发生灾害性突水。因此确定1314.91m水平标高以上为露天开采。露天开采范围内，矿坑涌水量年动态曲线和降水曲线动态基本一致，涌水量大值出现在雨季和融雪季节，最小值出现在旱季。3.2.2矿床出露及埋藏条件矿区地层总体呈一单斜构造产出，山体坡度30-40，矿区断层发育，主要有四组。北东向张扭性正断层，与地层走向趋于一致，倾向北西，平行排列，断层倾角陡，破碎带不甚发育，多见后期脉岩侵入。一组为近南北向张扭性正断层，平行排列，倾向南西。另两组为北北西向、北东东向平移正断层，断层面紧闭，矿区内规模最大的一条为F1断层，位于矿区中部，见有后期脉岩侵入。矿区除发育上述四组断裂外，还发育层间断裂及节理、裂隙。矿体围岩为变质石英砂岩、变质钙质砂岩、变质粉砂岩、砂质板岩、泥质板岩及少量大理岩，岩石致密坚硬，属坚硬岩石。地表及近地表岩石为中等风化的岩石。节理裂隙发育，属较坚硬岩石，围岩总厚度大于887.0m，金矿体基本集中产出在蓟县系巴音希别群下岩组四段（可与阿鲁沟组一岩段四亚段对比Jxa1-4）中，该段地层厚近300m，岩性以变质钙质砂岩、粉砂岩为主，其次是粉砂质绢云母板岩，夹多层流纹岩及微晶大理岩，有时出现凝灰质板岩，不同岩性频繁交替出现，岩相变化大，层间裂隙亦相对发育，另外，其它方向的裂隙也普遍较多，这为成矿热液活动创造了良好条件。向深部到三段时，金矿化明显减弱了，而PbZn矿化增强，方铅矿和闪锌矿在碳酸盐岩中呈浸染状或不规则脉状分布。向上到五段，金矿化和硫化物伴随着蚀变作用的减弱也随之消失。按工程控制程度，矿体对比连续情况及成矿地质规律由东向西可划分为三个金矿段（即A、B、C矿段）。F2以东为A矿段，F2F1间为B矿段，F1以西为C矿段。A矿段：位于北东向之F2正断层东南侧的断层下盘。该矿带由11个小矿体组成。围岩为巴音希别群下岩组四岩段第三亚段（Jxa1-4-3）之含阳起石化变质粉砂岩，或巴音希别群下岩组四岩段第二亚段（Jxa1-4-2）之变质钙质粉砂岩、变质石英粉砂岩。B矿段：位于近南北向之F1平推断层东侧之断层下盘。为矿区主要矿段。共圈定金矿体12个，编号为BK1BK9及BK12、BK13，其中BK1、BK2、BK3-1、BK3-2等矿体地表出露，BK4BK13为盲矿体。矿体产状与地层产状基本一致。地表出露矿带宽度约260m,长度约350m,总体走向约35，倾向130165，倾角3042。该矿段沿倾向深部被F2断层截切。矿体围岩主要为巴音希别群下岩组四岩段第二亚段（Jxa1-4-2）之变质钙质粉砂岩、泥板岩。C矿段：位于F1平推正断层西侧之上盘。该矿段由6个矿体组成，只有两个矿体出露地表，其它为盲矿体。矿段地表出露宽度约105m，工程控制长度约120m，受NNE向断裂多次活动影响，使靠近断裂的矿体呈近EW走向。控矿地层倾向145195倾角2540。矿体围岩主要为巴音希别群下岩组四岩段第二亚段（Jxa1-4-2）变质钙质粉砂岩、泥板岩。已控制金矿体受层间裂隙及层间滑动断层控制，因此，绝大部分矿体顺层产出，局部有穿层现象，特别是在赋矿地层中有多组裂隙存在情况下，常在裂隙交叉部位形成瘤状、囊状矿体。矿体形态以似层状、透镜状为主，脉状次之；矿体规模大小不一，长10余米到300余米，厚数厘米到数十米，延伸可达近200m。矿体总体走向以北东南西向为主，倾向东南，倾角3545，矿体沿走向常出现分枝复合、膨大收缩、尖灭再现现象。矿体矿石品位在1.0 8.8310-6之间变化，与矿体规模大小无关，而与矿体形态和矿石自然类型有关，即脉状矿体的含金品位一般高于似层状、透镜状矿体,氧化矿品位略高于原生矿。3.2.3矿床充水岩层出露和接受补给条件珠拉扎嘎金矿位于珠拉扎嘎金矿地下水系统南部边缘地带，是巴音希别推覆构造隆起带向南突起部位。距离北部、西部、东部分水岭边界依次为7.55.75km、9.7510.2km、9.511.4km；距南部排泄基准面以下定水头边界2.8km。矿体产状与地层产状基本一致，呈一倾向南东，走向北东南西，倾角在3040之间，产状变化较小，均为缓倾单斜矿体。厚度较稳定。随开采深度加大愈接近南部给水边界。巴音希别隆起带北部陡峭，向南平缓，呈北东南西向展布，走向120170倾向3050。自北而南地层由老到新分布有：长城系诺尔公群沙拉更次组、塔克林敖包组，蓟县系巴音希别群下岩组、上岩组，青白口系乌兰哈夏群。海生哈日至巴音希别自北而南出露青白口系乌兰哈夏群、蓟县系巴音希别群；海生哈日塔克林敖包巴勒子格拉主要出露长城系诺尔公群沙拉更次组、塔克林敖包组变质岩；显示推覆构造体特征。 敖格之木山南敖格之木山为岩浆侵入岩构成山体，敖格支木山主要出露燕山期粗粒、块状红色花岗岩，加里东期灰绿岩，南敖格之木山除出露粗粒、块状红色花岗岩，加里东期灰绿岩外，南部主要为华力西期花岗岩：灰白褐灰色，主要矿物成分为钾长石、斜长石、石英、角闪石，局部为花岗闪长岩，中细粒、细粒结构，块状构造。构成海生哈日巴音希别山变质岩区主体（占6570%）地层是中元古界长城系诺尔公群塔克林敖包组浅变质滨海相碳酸盐类岩石，为灰色厚状白云岩、结晶灰岩、白云质结晶灰岩、硅质条带白云质结晶灰岩夹钙质泥板岩，发育大量叠层构造、角砾状构造。这些脆性、弱脆性碳酸盐类构造断裂、构造裂隙十分发育，并且位处地下水系统补给区，地面标高14501650m，而珠拉扎嘎金矿矿区位处巴音希别推覆构造变质岩向南突起部位，地面标高13811434m。所以矿床充水岩层为以溶隙为主，充水空间是大面积分布的层状构造裂隙与层面裂隙控制下的溶隙网络，富水性较强，具有统一的地下水位的溶隙裂隙充水矿床。断层破碎、裂隙发育。变质岩、岩浆岩潜水区的裂隙率大于3%，岩浆岩平均裂隙率3.2%，最高达5.92%；变质岩裂隙率高达3.6%，用裂隙率近似代替给水度，取值为0.032。矿体围岩是以中元古界蓟县系巴音希别群一套碎屑岩为主。下岩组主要为致密块状的叠层石白云岩，夹含有机质的具硅质条带和结核的泥质白云岩；上岩组在泥灰岩和白云岩中都含有叠层石，岩性、岩相变化不大。岩性为泥板岩、砂质板岩、变质钙质砂岩、变质石英砂岩，结晶灰岩等。矿区属低山丘陵地区，长期处于构造剥蚀环境，风化壳保留不好。矿区断裂裂隙发育，断裂裂隙被后期脉岩及泥砂质充填较多，破碎带不发育，透水性和含水性均一般；砂岩体由于变质作用，石英颗粒次生加大，使孔隙度变小。但围岩断裂带及其发育，以压扭性、扭性断裂为主构成隔水断裂带，在水平方向隔水而在垂向上导水，断裂带在开采后可能转化为透水断裂带。所以矿区赋存有基岩裂隙孔隙潜水含水层体。矿区区内含矿地层呈一倾向南东，走向北东南西，倾角3045的单斜产出，F1断层以西，受断层影响，近断层处地层倾向南，倾角2540。该矿床受地层控制，矿体形态主要呈似层状、透镜状，矿体产状与地层产状基本一致，倾角在3040之间，产状变化较小，均为缓倾单斜矿体。厚度较稳定。珠拉扎嘎金矿所处巴音希别变质岩、构造剥蚀低山丘陵区，向南凸起。在塔克林敖包隆起带至巴音希别山及巴音希别山至敖格之木山的山间凹陷带，第四系堆积形成自北而南的海生哈日、敖格之木山冲洪积扇形地。第四系沉积物直接覆盖岩浆岩、变质岩之上，与下伏基岩之间没有稳定的隔水层。含水层颗粒由北向南颗粒变细，厚度变大，主要为砂砾石、含砾砂、中粗砂、粉细砂等，结构松散，孔隙性好，含水层厚度550.3m。上部全新统洪积层多由砂砾石、粗中砂组成，透水性良好；全新统风积砂孔隙性好，透水能力强，故此全新统地层为透水层。含水层体主要接受大气降水入渗及洪流渗漏补给，降水后一部分作为地表水泄入山前洼地补给第四系潜水或蒸发，一部分渗入地下补给基岩裂隙孔隙水。珠拉扎嘎金矿地下水系统面积165.46km2，其中变质岩、岩浆岩面积64.50km2，第四系松散堆积区100.96km2。排泄基准面1314.91m以上基岩裂隙含水体天然储存量9306.58万m3，第四系松散地层64205.51万m3。珠拉扎嘎金矿地下水系统天然补给量由大气降水入渗补给和洪流渗漏补给所组成，为795.29万m3/a。其中降水入渗补给量477.59万m3/a，洪流渗漏补给量317.70万m3/a。地下水天然补给量占降水总量的36.26%。3.3矿坑疏干、疏干工程排水量的概念模型及数学模型3.3.1矿床现状开采方式珠拉扎嘎金矿矿区位处巴音希别隆起带南端凸起部位，地理坐标：E：1045821.01045848.0；N：401051.5401111.5，面积仅有0.1954km2。金矿体基本集中产出在蓟县系巴音希别群下岩组四段（可与阿鲁沟组一岩段四亚段对比Jxa1-4）中。计查明资源储量：（122b+333+333低）矿石量为5939784t其中露采5294466t，硐采645318t，Au金属量13116.17kg其中露采11805.92kg，硐采1310.25kg，平均品位2.21310-6其中露采2.23310-6，硐采2.03310-6。其中（122b）矿石量为3263521t，Au金属量7135.74kg，平均品位2.19310-6；（333）矿石量为2251290t，Au金属量5569.87g，平均品位2.47310-6；（333低）矿石量为424973t，Au金属量410.56kg，平均品位0.97310-6。矿石主要由微细粒侵染状金矿石和脉状网状金矿石组成，金粒径大部分0.002mm，多数以晶隙金和裂隙金形式分布于脉石矿物之间或裂隙中，少数分布于金属硫化物边部。矿床平均品位2.11310-6，属低品位金矿床。矿体围岩为变质石英砂岩、变质钙质砂岩、变质粉砂岩、砂质板岩、泥质板岩及少量大理岩，岩石致密坚硬，属坚硬岩石。地表及近地表岩石为中等风化的岩石。节理裂隙发育，属较坚硬岩石，围岩总厚度大于887.0m。钻孔中采取了矿体顶底板围岩及夹石的岩石物理性质样品，经测试，抗压强度74.50-261.55(MPa)、抗剪强度21.9-43.4(MPa)、抗拉强度3.00-5.66(MPa)。原生矿体岩性与围岩相似，亦属坚硬岩石。蓟县系巴音希别群下岩组四段地层厚近300m，矿体厚度大，品位较低。尤其是主采矿体（BK1、BK2、BK3等）厚度大, 埋藏浅，矿体倾角较小（3040），矿体间距不大，围岩及夹石剥离量不大，工程地质条件简单，适宜露天开采。最适宜露天开采的区段为6线26线之间的B、C矿带+1270m+1250m水平标高以上。该区段以外及深部，矿体明显变薄，矿体间距大，不适宜露天开采。由于矿体围岩地表及近地表具微中等程度风化，且发育多组节理裂隙，加之断层较多，F1、F3断层发育碎裂岩、角砾岩，其它断层断面紧闭或被后期脉岩充填，岩石常以块状出现，尤其是地表浅部风化较强，节理裂隙较发育，岩石较为破碎，无疑对岩层（围岩）的稳定性有所影响，故在露采时应注意边坡角的稳定性。顺岩层倾向剥离的一侧（北西面）及断层通过部位，边坡角应适当放缓，截切岩层倾向剥离的一侧（南东面），边坡角可适当增大。根据矿体围岩及夹石物理力学性质测试，确定露采边坡为50。长春黄金设计院依据围岩岩性特征及现场实际情况，类比其它矿山，选取边坡参数如下：台阶高度：10m（并段后20m）；台阶坡面角：60-70；安全清扫平台宽度：8 m；最终边坡角为50。根据上述原则，圈出露天境界，境界范围在-2勘探线至34勘探线间，底标高在+1270m水平标高以上，封闭圈标高+1390m，出入沟口标高+1400m，最高标高+1420m。图3-2、图3-3。3.3.2远景矿床开采方式根据珠拉矿区金矿1:10000区域地质勘查，勘查地理坐标：N：4009?58?4011?28?，E：10457?28?10459?56?；面积1.953km2，主要勘探线及钻孔仍位处原采矿许可范围内，仅在外围从事了地质测绘。珠拉扎嘎金矿床中最主要的成矿作用与海西期花岗岩浆热液活动有密切的内在联系，且具有多期次、多成因、多种物质来源，受地层岩性控制，矿体顺层产出为主的特点，因此，从该矿床的主体看，其成因类型应属岩浆热液蚀变岩型矿床（或称为微细粒浸染型金矿床）。区域构造环境及岩浆活动特征分析，矿区花岗斑岩岩浆的侵入和古生代晚期西伯利亚板块向华北板块俯冲造山的时间也基本吻合。珠拉扎嘎金矿床是一受一定地层层位和岩性控制的金矿床，即矿体主要呈顺层状赋存于蓟县系巴音希别群下岩组变质钙质砂岩、粉砂岩和变质火山岩中。该矿床的形成是多种成矿条件共同制约的产物，具多期次、多成因类型、多种物质来源、受地层岩性控制的特点。从已控制探明的矿体产状、形态、规模、赋存规律、分布特征来看，矿床深部及外围蚀变岩、构造、脉岩发育地段有金矿体存在，只是目前地质工作程度低，还没有彻底系统揭露控制。因此矿区仍有一定的找矿远景。因次，远景面积1.953km2开采方式同上，开拓方案是公路开拓式采掘，开采方式是露天开采，露采最低标高1270m，硐采最低标高1150m。结论：上述近期面积0.1954km2、远期面积1.953km2开采方式，依据的是地质、工程地质条件，没有水文地质勘查、调查工作。矿床水文地质调查（勘查）确定的矿床充水条件、矿床水文地质类型，决定着该矿床开拓、开采简单、中等、复杂程度，投资成本，它是矿床开采方式的重要条件之一。本次矿床水文地质初查，确定矿区南部2.8km处为哈拉毛台巴音毛道大断裂，众多节性湖泊串珠状呈东西向展布，构成地下水含水系统南部定水头边界。该大断裂带是珠拉扎嘎金矿地下水系统地下水天然排泄基准面。水位标高1314.91m。所以排泄基准面以上适宜露天开采。开拓方案是公路开拓式采掘，开采方式是露天开采。根据矿体围岩及夹石物理力学性质测试，确定露采边坡为50。3.3.3矿床水文地质参数矿区在地质祥查过程中曾进行简易水文观测并对ZK10-2钻孔的简易抽水试验，矿区水位埋深一般为36.01m（+1360m水平标高以下），含水层厚度最大可达16.87m,涌水量17.4m3/d。矿区南侧地形平缓，风化壳保留较好，风化壳埋深25.20-116.02 m,水量达34.42 m3/d。该小孔径提桶式简易试验未确定水文地质参数，不满足勘查要求。本次初步水文地质勘查工作，在苏海呼都格、巴勒子格拉、呼布和特及珠拉扎嘎毛道南部4孔，进行了非稳定井流试验。孔径380mm，孔深6070m，主要揭露含水层（体）为质石英砂岩、变质钙质砂岩、变质粉砂岩、砂质板岩、大理岩，岩石致密坚硬，构造节理裂隙发育，属坚硬岩石。潜水含水层初始水位1354.61368.5m，排泄基准面以上含水层平均厚度45.09m。矿化度一般1.0g/l，水化学类型为HCO32Cl-Na型或Cl2HCO32SO4-Na（Ca）型。因抽水井未配置观测孔，求参数方法选为水位恢复试验，抽水持续时间每一井72h，累计抽水时间288h。停止抽水后的剩余降深为： 式中：s为停止抽水后剩余降深值；tp为抽水持续时间；t为水位恢复延续时间。采用单对数坐标系，计算导水系数苏海呼都格、巴勒子格拉、呼布和特及珠拉扎嘎毛道南部4个抽水井，单孔定流量抽水依次为772.83m3/d，938.36 m3/d，35.37 m3/d，48.86 m3/d；抽水持续时间达72h。因抽水时间相对较短，水位变化达不到地下水系统的边界，视为无限含水层非稳定潜水井流。试验期间无降水入渗。采用半对数坐标直线图解法，计算公式为（3-1-1）、（3-1-2）和（3-1-3）抽水试验初期流量不稳定，4-6小时后趋于稳定。井深，含水层厚度、时代、岩性，计算结果见（表3）。3.3.4矿区疏干工程排水量概念模型及数学模型1、概念模型矿坑涌水量是确定矿床水文地质条件复杂程度的重要指标之一，对矿床的经济技术评价有很大影响，也是开采设计部门制定疏干措施，确定排水设备及其生产能力的主要依据。矿坑涌水量计算预测是一项贯穿矿床水文地质勘探全过程的工作，是随着对矿床水文地质条件认识的不断深化而逐步形成的。本次为珠拉扎嘎金矿地下水系统初堪阶段。基本查清了该地下水系统的形成条件，地质、地貌条件，降水入渗、洪流渗漏补给条件及地下水的储存条件。依据矿床、矿体出露、埋藏的地质、地貌和工程地质条件，尤其是地下水系统南部定水头边界条件，确定排泄基准面1314.91m以上为山坡露天开采形态和深凹露天开采形态。露天矿场平面面积现状0.1954km2，远景1.953km2。地下开采（硐采）为垂直、水平巷道的巷（坑）道开采系统，最低标高1150m。在来年矿床水文地质详查阶段，重点查清矿区南部边界的性质及与矿区断裂构造通道的连通关系，进行矿区、南部边界两个位置的大型抽水试验。如果定水位边界与矿床断裂充水通道联系单一或为隔水断裂带时，可以通过工程措施（防水、堵水等）预防和消除地下水对矿坑建设和采矿生产造成的危害。深凹式露天开采深度可以达到珠拉扎嘎金矿地下水系统排泄基准面（标高1360m）以下的露采最低标高1270m，硐采最低标高1150m。珠拉扎嘎金矿地下水系统矿床水文地质初查阶段，依据水文地质勘探、水文地质试验及区域、矿区分析研究、资料的掌握程度，视该系统基岩裂隙孔隙含水层（体）为均质各向同性含水层，排泄基准面（标高1360m）以上平均厚度45.09m；潜水含水层重力给水度0.032；渗透系数0.33m/d，3.50m/d；露天开采现状面积0.1954km2，远景面积1.953km2。露采区疏干方式为群井、顺地形坡度排水巷道相结合，将水抽到地表，迫使地下水位下降，使掘采地段处在地下水位之上，达到安全开采目的。设计露采区中心年降深10m，计算现状、远景露采面积，渗透系数最小、最大条件下，地下水位下降值。确定动态降落漏斗曲线形态，为安全采矿提供依据。2、数学模型3.4露天开采疏干工程排水量现状露天矿坑面积0.1954km2；远景露天矿坑面积1.953km2。概化为圆形面积疏干区，计算公式：得到疏干区的半径依次为R0=249.39m、788.45m；由非稳定完整井流试验确定水文地质参数：渗透系数K=3.50m/d、0.33m/d；重力给水度d=0.032；含水层（体）水位扩散系数a=4931.72m2/d、464.991m2/d；地下水系统排泄基准面以上潜水含水层平均厚度h0=45.09m；按一个水文年计算t=365d。设计露天矿坑中心降深10m/a。3.5 矿坑（井）涌水珠拉扎嘎金矿矿区位处地下水系统南部，巴音希别隆起带向南突起部位。以珠拉扎嘎金矿地下水系统排泄基准面以上为公路开拓式采掘，开采方式是露天开采；以下为地下开采（硐采），开采方式是垂直、水平巷道的巷（坑）道开采系统。当前矿床水文地质初步勘查仅就露天开采矿坑（井）涌水量做出预测。露采区疏干方式为群井、顺地形坡度排水巷道相结合，将水抽到地表，迫使地下水位下降，使掘采地段处在地下水位之上，达到安全开采目的。分为现状、远景矿坑疏干区，面积依次为0.1954km2、1.953km2；疏干水平为1314.91m标高；疏干区中心设计降深年下降10m。苏海呼都格、巴勒子格拉抽水试验孔位处矿区西北上游补给区，岩性特征为青灰色