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[摘 要]本文通过前人资料，结合水文地质调查，综合研究矿区已有水文地质资料，分析了马架子矿区的水文地质条件及地下水类型，查明了该区各地层的含水性的分布及水质评价，为今后矿山开采提供参考依据。
[关键词]马架子 水文地质 地下水 富水性
中图分类号：TQ177 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）22-0324-01
引言
辽宁省新宾县马架子水泥石灰岩矿床是一处有色冶金熔剂、黑色冶金熔剂和水泥石灰岩共生的大型优质矿床。该矿地处辽宁省东部新宾县，矿体厚度巨大，开采条件优越。本文基本查明矿区水文地质条件及矿床充水因素，对矿床水资源综合利用进行评价，指出供水水源方向，对矿区水文地质特点进行分析研究，为矿山开采设计提供依据。
1 概况
1.1 地形地貌
矿区地貌为剥蚀构造低山，最高海拔标高681.2m，最低海拔标高404.0m，相对高差277.2m，坡角20-35°，组成岩性为侏罗系砂页岩，石炭系砂页岩、奥陶系和寒武系石灰岩。地形总体趋势西高东低，部分山体基岩裸露，沟谷较为发育，植被发育。
1.2 气象
矿区气候依据多年的气象资料结果进行统计：平均年降水量793.8mm，降水多集中于7、8月份和9月份上旬，多年平均雨季降水量448.0mm，占全年总降水量56.4%；日最大降水量在1960年8月份达228.6mm，小时最大降水量在1965年7月份达56.5mm，雨季天数92天。年平均气温7.8℃，气温最高月份为7-8月，平均24.3℃，气温最低月份为1-2月，平均-12.0℃。多年极端最高气温37.3℃，极端最低气温-32.2℃。年平均冻结深度1.10m，最深1.49m，最浅0.85m；夏季多南风和东南风，冬季多北风和西北风。四季分明，夏季温热而多雨，冬季较冷，降水少，具有北温带季风气候特征。
1.3 水文
区内地表水不发育，矿区内部分地区基岩裸露，据访问，地表径流起自雨季岩土饱水后，终于降水过后5-10天。矿区内的汇水面积小，地表径流不大，洪峰流量小，经调查丰水期最高洪水位403.0-455.5m，枯水期地表水测流的流量约0.25L/s，近于干涸，丰水期流量约10.12L/s，对矿床开采无较大影响。
2 矿区地下水类型及分布特征
2.1 水量贫乏的松散岩类孔隙水
该类型地下水的含水层岩性为全新统（Q4）的砂砾石，直接覆盖于基底的灰岩之上。含水层厚度一般1—3m，粒径不均匀，分选较差，含水层中含粘性土或块石透镜体，以潜水为主，地下水富水性差，为地下水水量贫乏区。根据水文地质调查，民井的涌水量一般为10-20m3/d，丰水期水位埋深1.0—2.0m，枯水期水位埋深2.5—3.0m。地下水类型为硫酸重碳酸钙型水。主要分布在矿区的东北部的第四系地层分布区，地下水含水层呈层状埋藏于粉质粘土之下。此类型地下水主要出现在丰水期，地下水量贫乏。
2.2 分布不均匀的碳酸盐岩类岩溶孔隙裂隙水
该类型地下水主要含水介质为寒武系凤山组（∈3f）、奥陶系（O）冶里—亮甲山组（O1l+y）、下马家沟组（O2xm）和上马家沟组（O2sm）灰岩、白云岩的岩溶溶洞和岩溶裂隙（矿体及矿体顶板），含水介质富水性受岩石的溶蚀程度、岩石裂隙的发育程度控制；岩溶溶洞和岩溶裂隙受构造、地下水富水性的影响空间分布不均；岩层裂隙较发育，岩芯大部分呈柱状，岩芯柱绝大部分沿层面裂开，部分裂面见有地下水活动痕迹，少部分裂面见有溶蚀现象，并有溶孔，个别岩芯沿裂隙面断开，裂面粗糙而不新鲜。泉的涌水量一般为0.013-0.087L/s。该类型的地下水富水性为弱富水。
2.3 构造裂隙水
矿区内的构造裂隙水以断裂构造裂隙水为主，矿区断裂构造有北西向F1、F2共计二条。F1断裂位于矿区西部，斜贯矿区控制矿体西延，对矿体西延部分有较大破坏作用，断裂走向北西，倾向南西，产状245°∠66°。F2断裂位于矿区西部，断裂走向北西，倾向南西，产状220°∠60°。这些断裂构造均不影响矿体，断裂破碎带宽度1-2m，地下水的含水介质为构造角砾岩和断层两侧的构造裂隙带。断裂形成破碎带的宽度小，仅在1-2m范围内，发育程度差，产状陡，不利于地下水富集，矿区内的断裂为弱充水构造，对矿体开采影响不大。
2.4 碎屑岩类孔隙裂隙层间水
该类型地下水主要含水介质为侏罗系大堡组（J2d）、三个岭组（J2s），石炭系本溪组（C2b）灰白色硅质胶结粉砂质砂岩类，含水介质富水性受岩石裂隙的发育程度控制，地下水富水性的影响的空间分布不均，根据水文地质调查，泉的涌水量一般为0.09-0.11L/s，富水性弱。分布在矿区的南部区域，地下水富水性差。
3 矿区水文地质条件分析
3.1 矿体及顶板岩层的富水性
矿区位于水文地质单元的补给区，矿区最低侵蚀基准面标高404.0m，矿区最低自然排泄标高403.0m。矿体产于古生界奥陶系上马家沟组一段，地下水类型为碳酸盐岩类岩溶孔隙裂隙水，岩层裂隙较发育，岩芯大部分呈柱状，岩芯柱绝大部分沿层面裂开，部分裂面见有地下水活动痕迹，少部分裂面见有溶蚀现象，并有溶孔，个别岩芯沿裂隙面断开，裂面粗糙而不新鲜。通过抽水试验钻孔流量可达2.30L/s，地下水类型HCO3'-Ca"型水，矿化度0.47g/L。渗透系数K=0.069m/d，单位涌水量0.057L/s.m，属水量较贫乏的弱富水的含水岩层，该含水层是矿体开采时充水的主要来源。地下水类型为碳酸盐岩类岩溶孔隙裂隙水，岩层的层间裂隙较发育，泉的涌水量一般为0.013-0.087L/s，屬水量较贫乏的弱富水含水岩层。
3.2 矿区地下水的补给径流条件 矿区内松散岩类孔隙水、碳酸盐岩类岩溶孔隙裂隙水、构造裂隙水的主要补给来源为大气降水，主要补给方式为垂向补给，在断层切割灰岩的溶洞、裂隙时，这两种类型的地下水还会以径流的方式互相补给。松散岩类孔隙水主要补给来源为大气降水和岩溶孔隙裂隙水、构造裂隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水，主要补给方式为垂向补给和岩溶孔隙裂隙水、构造裂隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水侧向补给。岩溶孔隙裂隙水、构造裂隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水主要以径流方式排泄，松散岩类孔隙水主要以径流和蒸发的方式排泄。当矿区内的矿床开采后，地下水的补给、径流、排泄条件将会发生改变。矿区所处位置地形起伏较大，地势有利于地下水径流，排泄顺畅。
3.3 矿床充水因素
矿区的多年平均降水量、多年平均雨季降水量、日最大降水量、小时最大降水量相对较大，大气降水是矿床开采的主要充水因素。矿区内的矿床及顶底板均为可溶性的碳酸盐岩，没有良好的隔水层，溶洞大小不一，地下水具有承压性，岩石中含有岩溶孔隙裂隙水，对矿床充水的主要影响因素是岩溶的发育程度、分布的广泛性和不均匀的含水性，是矿床开采的次要充水因素。矿区内共分布有2条断裂构造，断层两侧的构造裂隙带，含有构造裂隙水，地下水富水性不均匀，对矿床充水的主要影响因素是断裂构造的导水性和不均匀的含水性。为弱充水构造，是矿床开采的间接充水因素。矿区内的汇水面积小，地表径流不大，洪峰流量小，经调查丰水期最高洪水位403.0-455.5m，枯水期地表水测流的流量约0.25L/s，近于干涸，丰水期流量约10.12L/s，是矿床开采的间接充水因素。
3.4 矿区地下水资源的利用
矿床开采过程中的矿坑排水，受人为因素影响，会恶化水的物理性质，因此矿坑排水只能作为农灌用水。矿区附近地下水的供水意义不大，因此建议矿区供水的水源地选择在距矿区东5km的徐大沟水库取水。
矿区内可利用的地下水主要是松散岩类孔隙水和碳酸盐岩类岩溶孔隙裂隙水，碳酸盐岩类岩溶孔隙裂隙水涌水量一般约200m3/d，地下水位埋深大。松散岩类孔隙水含水层厚度1—2m，涌水量一般为10-20m3/d，地下水类型为硫酸重碳酸钙型水，其中开采中产生的碳酸盐岩类岩溶孔隙裂隙水（矿坑水）可用于农田灌溉，上述类型的地下水均便于利用。
4 结语
本文评述了矿区地下水类型及分布特征，按地下水赋存条件划分了松散岩类孔隙水、碳酸盐岩类岩溶裂隙水、碎屑岩类孔隙裂隙层间水及构造裂隙水。重点论述了矿体及直接顶板岩溶裂隙水、间接顶板碎屑岩类孔隙裂隙层间水的富水性为水量较贫乏的弱富水含水层，反映了矿区水文地质特征和实际。对矿床充水因素进行了分析。矿区属露天开采，位于侵蚀基准面以上为主，以大气降水充水为主，以矿体顶底板岩溶裂隙水及构造裂隙水侧向充水为辅的充水矿床。水文地质条件属简单类型。最终评价结果可以为未来露天開采设计参改依据，具有实际意义。
[关键词]马架子 水文地质 地下水 富水性
中图分类号：TQ177 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）22-0324-01
引言
辽宁省新宾县马架子水泥石灰岩矿床是一处有色冶金熔剂、黑色冶金熔剂和水泥石灰岩共生的大型优质矿床。该矿地处辽宁省东部新宾县，矿体厚度巨大，开采条件优越。本文基本查明矿区水文地质条件及矿床充水因素，对矿床水资源综合利用进行评价，指出供水水源方向，对矿区水文地质特点进行分析研究，为矿山开采设计提供依据。
1 概况
1.1 地形地貌
矿区地貌为剥蚀构造低山，最高海拔标高681.2m，最低海拔标高404.0m，相对高差277.2m，坡角20-35°，组成岩性为侏罗系砂页岩，石炭系砂页岩、奥陶系和寒武系石灰岩。地形总体趋势西高东低，部分山体基岩裸露，沟谷较为发育，植被发育。
1.2 气象
矿区气候依据多年的气象资料结果进行统计：平均年降水量793.8mm，降水多集中于7、8月份和9月份上旬，多年平均雨季降水量448.0mm，占全年总降水量56.4%；日最大降水量在1960年8月份达228.6mm，小时最大降水量在1965年7月份达56.5mm，雨季天数92天。年平均气温7.8℃，气温最高月份为7-8月，平均24.3℃，气温最低月份为1-2月，平均-12.0℃。多年极端最高气温37.3℃，极端最低气温-32.2℃。年平均冻结深度1.10m，最深1.49m，最浅0.85m；夏季多南风和东南风，冬季多北风和西北风。四季分明，夏季温热而多雨，冬季较冷，降水少，具有北温带季风气候特征。
1.3 水文
区内地表水不发育，矿区内部分地区基岩裸露，据访问，地表径流起自雨季岩土饱水后，终于降水过后5-10天。矿区内的汇水面积小，地表径流不大，洪峰流量小，经调查丰水期最高洪水位403.0-455.5m，枯水期地表水测流的流量约0.25L/s，近于干涸，丰水期流量约10.12L/s，对矿床开采无较大影响。
2 矿区地下水类型及分布特征
2.1 水量贫乏的松散岩类孔隙水
该类型地下水的含水层岩性为全新统（Q4）的砂砾石，直接覆盖于基底的灰岩之上。含水层厚度一般1—3m，粒径不均匀，分选较差，含水层中含粘性土或块石透镜体，以潜水为主，地下水富水性差，为地下水水量贫乏区。根据水文地质调查，民井的涌水量一般为10-20m3/d，丰水期水位埋深1.0—2.0m，枯水期水位埋深2.5—3.0m。地下水类型为硫酸重碳酸钙型水。主要分布在矿区的东北部的第四系地层分布区，地下水含水层呈层状埋藏于粉质粘土之下。此类型地下水主要出现在丰水期，地下水量贫乏。
2.2 分布不均匀的碳酸盐岩类岩溶孔隙裂隙水
该类型地下水主要含水介质为寒武系凤山组（∈3f）、奥陶系（O）冶里—亮甲山组（O1l+y）、下马家沟组（O2xm）和上马家沟组（O2sm）灰岩、白云岩的岩溶溶洞和岩溶裂隙（矿体及矿体顶板），含水介质富水性受岩石的溶蚀程度、岩石裂隙的发育程度控制；岩溶溶洞和岩溶裂隙受构造、地下水富水性的影响空间分布不均；岩层裂隙较发育，岩芯大部分呈柱状，岩芯柱绝大部分沿层面裂开，部分裂面见有地下水活动痕迹，少部分裂面见有溶蚀现象，并有溶孔，个别岩芯沿裂隙面断开，裂面粗糙而不新鲜。泉的涌水量一般为0.013-0.087L/s。该类型的地下水富水性为弱富水。
2.3 构造裂隙水
矿区内的构造裂隙水以断裂构造裂隙水为主，矿区断裂构造有北西向F1、F2共计二条。F1断裂位于矿区西部，斜贯矿区控制矿体西延，对矿体西延部分有较大破坏作用，断裂走向北西，倾向南西，产状245°∠66°。F2断裂位于矿区西部，断裂走向北西，倾向南西，产状220°∠60°。这些断裂构造均不影响矿体，断裂破碎带宽度1-2m，地下水的含水介质为构造角砾岩和断层两侧的构造裂隙带。断裂形成破碎带的宽度小，仅在1-2m范围内，发育程度差，产状陡，不利于地下水富集，矿区内的断裂为弱充水构造，对矿体开采影响不大。
2.4 碎屑岩类孔隙裂隙层间水
该类型地下水主要含水介质为侏罗系大堡组（J2d）、三个岭组（J2s），石炭系本溪组（C2b）灰白色硅质胶结粉砂质砂岩类，含水介质富水性受岩石裂隙的发育程度控制，地下水富水性的影响的空间分布不均，根据水文地质调查，泉的涌水量一般为0.09-0.11L/s，富水性弱。分布在矿区的南部区域，地下水富水性差。
3 矿区水文地质条件分析
3.1 矿体及顶板岩层的富水性
矿区位于水文地质单元的补给区，矿区最低侵蚀基准面标高404.0m，矿区最低自然排泄标高403.0m。矿体产于古生界奥陶系上马家沟组一段，地下水类型为碳酸盐岩类岩溶孔隙裂隙水，岩层裂隙较发育，岩芯大部分呈柱状，岩芯柱绝大部分沿层面裂开，部分裂面见有地下水活动痕迹，少部分裂面见有溶蚀现象，并有溶孔，个别岩芯沿裂隙面断开，裂面粗糙而不新鲜。通过抽水试验钻孔流量可达2.30L/s，地下水类型HCO3'-Ca"型水，矿化度0.47g/L。渗透系数K=0.069m/d，单位涌水量0.057L/s.m，属水量较贫乏的弱富水的含水岩层，该含水层是矿体开采时充水的主要来源。地下水类型为碳酸盐岩类岩溶孔隙裂隙水，岩层的层间裂隙较发育，泉的涌水量一般为0.013-0.087L/s，屬水量较贫乏的弱富水含水岩层。
3.2 矿区地下水的补给径流条件 矿区内松散岩类孔隙水、碳酸盐岩类岩溶孔隙裂隙水、构造裂隙水的主要补给来源为大气降水，主要补给方式为垂向补给，在断层切割灰岩的溶洞、裂隙时，这两种类型的地下水还会以径流的方式互相补给。松散岩类孔隙水主要补给来源为大气降水和岩溶孔隙裂隙水、构造裂隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水，主要补给方式为垂向补给和岩溶孔隙裂隙水、构造裂隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水侧向补给。岩溶孔隙裂隙水、构造裂隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水主要以径流方式排泄，松散岩类孔隙水主要以径流和蒸发的方式排泄。当矿区内的矿床开采后，地下水的补给、径流、排泄条件将会发生改变。矿区所处位置地形起伏较大，地势有利于地下水径流，排泄顺畅。
3.3 矿床充水因素
矿区的多年平均降水量、多年平均雨季降水量、日最大降水量、小时最大降水量相对较大，大气降水是矿床开采的主要充水因素。矿区内的矿床及顶底板均为可溶性的碳酸盐岩，没有良好的隔水层，溶洞大小不一，地下水具有承压性，岩石中含有岩溶孔隙裂隙水，对矿床充水的主要影响因素是岩溶的发育程度、分布的广泛性和不均匀的含水性，是矿床开采的次要充水因素。矿区内共分布有2条断裂构造，断层两侧的构造裂隙带，含有构造裂隙水，地下水富水性不均匀，对矿床充水的主要影响因素是断裂构造的导水性和不均匀的含水性。为弱充水构造，是矿床开采的间接充水因素。矿区内的汇水面积小，地表径流不大，洪峰流量小，经调查丰水期最高洪水位403.0-455.5m，枯水期地表水测流的流量约0.25L/s，近于干涸，丰水期流量约10.12L/s，是矿床开采的间接充水因素。
3.4 矿区地下水资源的利用
矿床开采过程中的矿坑排水，受人为因素影响，会恶化水的物理性质，因此矿坑排水只能作为农灌用水。矿区附近地下水的供水意义不大，因此建议矿区供水的水源地选择在距矿区东5km的徐大沟水库取水。
矿区内可利用的地下水主要是松散岩类孔隙水和碳酸盐岩类岩溶孔隙裂隙水，碳酸盐岩类岩溶孔隙裂隙水涌水量一般约200m3/d，地下水位埋深大。松散岩类孔隙水含水层厚度1—2m，涌水量一般为10-20m3/d，地下水类型为硫酸重碳酸钙型水，其中开采中产生的碳酸盐岩类岩溶孔隙裂隙水（矿坑水）可用于农田灌溉，上述类型的地下水均便于利用。
4 结语
本文评述了矿区地下水类型及分布特征，按地下水赋存条件划分了松散岩类孔隙水、碳酸盐岩类岩溶裂隙水、碎屑岩类孔隙裂隙层间水及构造裂隙水。重点论述了矿体及直接顶板岩溶裂隙水、间接顶板碎屑岩类孔隙裂隙层间水的富水性为水量较贫乏的弱富水含水层，反映了矿区水文地质特征和实际。对矿床充水因素进行了分析。矿区属露天开采，位于侵蚀基准面以上为主，以大气降水充水为主，以矿体顶底板岩溶裂隙水及构造裂隙水侧向充水为辅的充水矿床。水文地质条件属简单类型。最终评价结果可以为未来露天開采设计参改依据，具有实际意义。