【正文】 巖接觸 ，水體 對(duì)礦區(qū)地下水具有直接的滲漏補(bǔ)給作用。 區(qū)域穩(wěn)定性 特征 地震活動(dòng)概況及其影響 據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，徐州市及其周?chē)貐^(qū) 歷史上 發(fā)生過(guò)有 記錄 的 地震 54 次，震中 均位 于 周?chē)貐^(qū) ； 其中 5 級(jí)以上的地震 15 次， 對(duì)區(qū)內(nèi)造成不同程度震害的有 4 次 。 4 次較大的地震主要是 ： 462 年 發(fā)生在山東兗州 縣 的 5～ 6 級(jí)地震 、 1502 年 10 月 發(fā)生在 河南濮城 的 級(jí)地震 、 1668 年 7 月 發(fā)生在 山東郯城 的 級(jí) 地震 和 1937 年 8 月 發(fā)生在山東菏澤 的 7 級(jí)地震 。 其中 又 以郯城 發(fā)生 的 級(jí)地震造成的震害最 10 大，震中烈度 12 度，徐州 地區(qū)為 8 度 。 根據(jù)徐州府志記載 ：這次地震造成了 “城垣官署民廬傾覆過(guò)，遠(yuǎn)近壓死人不可數(shù)記 ”的特大災(zāi)害 。菏澤 發(fā)生的 7 級(jí) 地震亦 造成了 徐州 舊 房 坍塌 50～ 60 間，死亡 20 余人。近期（ 1960—1980 年）發(fā)生在徐州的僅有一次，震級(jí) 2～ 3 級(jí) ； 發(fā)生在邳縣 、 新沂市 、 豐縣 、 沛縣的地震 38 次 ； 其余地 震 多 發(fā)生在郯廬斷層 帶附近 。 由此可知，鄰區(qū)的地震波及對(duì)吳莊礦區(qū)的地殼穩(wěn)定性存在著一定程度的影響，但該區(qū)地震活動(dòng)較為微弱，屬于地殼基本穩(wěn)定區(qū)。 地震烈度區(qū)劃 據(jù)《徐州市城 市抗震防災(zāi)規(guī)劃》，徐州利國(guó)地區(qū)地震條件不太復(fù)雜，深部構(gòu)造 相對(duì) 簡(jiǎn)單，地震活動(dòng)強(qiáng)度和頻率 較低，為一 相對(duì)穩(wěn)定 的塊體 ， 今后發(fā)生中、強(qiáng)地震的可能性不大，地震烈度為 7 度。 礦區(qū)場(chǎng)地穩(wěn)定性 吳莊 礦區(qū) 地形 較為 平坦， 地面 坡 度 小， 而 在 礦區(qū)部分地 段 淺部 灰?guī)r中的裂隙巖溶較為發(fā)育， 雖 然大多已 被粘 性 土填充，但 在 礦床開(kāi)采過(guò)程中， 礦坑排水導(dǎo)致 巖溶 地下水 位 降低， 天然水文地質(zhì)條件 發(fā)生 改變，巖溶 、 裂隙中 的 充填物會(huì)被潛蝕掏空，產(chǎn)生巖溶塌陷，危 及 建筑物安全 ，因此 地面穩(wěn)定性一般。 礦區(qū)第四系松散層較薄，巖性主要為殘坡積和洪坡積成因的亞 粘土、鈣質(zhì)結(jié)核亞粘土，淺部土層容許承載力較大，地基較穩(wěn)定。 礦區(qū)地質(zhì)概況 地層 按照 《華東地區(qū)區(qū)域地層表》 劃分，該區(qū)域 地層 屬于華北地層區(qū)—魯西地層分區(qū) —徐州至宿縣地層小區(qū)。 在 礦 區(qū) 分布 的地層 主要 有寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系和第四系 。 各 地層 主要 巖性 見(jiàn)表 2—1。 11 表 2— 1 礦區(qū) 地層簡(jiǎn)表 地 層 時(shí) 代 厚 度（ m） 代 號(hào) 地層名稱(chēng) 主 要 巖 性 第四系 1～ 10 Q 亞粘土及鈣質(zhì)結(jié)核亞粘土 二 疊 系 上統(tǒng) 250 P2s 石盒子組 雜色粘土巖、頁(yè)巖為主，間夾砂 頁(yè)巖 下統(tǒng) 108 P1s 山西組 頁(yè)巖 及 砂巖互層 石炭系 上統(tǒng) 175 C3t 太原組 灰?guī)r，碳質(zhì)頁(yè)巖，砂巖互層 中統(tǒng) 20～ 40 C2b 本溪組 灰?guī)r， 鐵 質(zhì)頁(yè)巖及鋁土頁(yè)巖 奧 陶 系 中統(tǒng) 70～ 97 O2c 晁所組 白云巖及鈣質(zhì)白云巖 200 O2m 馬家溝組 豹皮灰?guī)r及白云質(zhì)灰?guī)r 下統(tǒng) 70～ 115 O1d 大泉組 白云巖夾灰?guī)r、泥質(zhì)白云巖 360 O1z 寨山組 灰?guī)r或白云巖夾鈣質(zhì)白云巖 7～ 14 O1j 賈汪組 泥質(zhì)白云巖、泥質(zhì)灰?guī)r，鈣質(zhì)白 云巖 寒 武 系 上統(tǒng) 170～ 225 ?3f 鳳 山組 豹皮灰?guī)r、白云巖 60 ?3c 長(zhǎng)山組 薄層灰?guī)r與竹葉狀灰?guī)r互層 60 ?3g 崮 山組 薄層灰?guī)r夾鮞狀灰?guī)r 中統(tǒng) 210 ?3z 張夏組 灰?guī)r 、 鮞狀灰?guī)r 礦區(qū)地層總體走向近 EW 向，傾向 NW。在礦區(qū)北部走向由 NNE向轉(zhuǎn)為 NW 向，傾向 NE。地層傾角：礦區(qū)南部 40176。左右，中部較平緩，為 10176?！?20176。，北部 26176。左右。 巖漿巖及圍巖蝕變 礦區(qū)所見(jiàn)巖漿巖是一套以中性為主，伴有中酸性、酸性偏堿性的巖漿雜巖體，屬于燕山期巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物，主要巖性為角閃閃長(zhǎng)玢巖、閃長(zhǎng) 玢巖、石英閃長(zhǎng)斑巖及脈巖類(lèi)。分布位置主要在礦區(qū)的東部和北部地區(qū)，它們?cè)谙嗨频臈l件下，表現(xiàn)為多次侵入活動(dòng)，形成了較完整的同源巖漿演化旋回體系，侵入到奧陶系、石炭系和二疊系三個(gè)地層層位當(dāng)中。從以前資料分析，這些侵入巖體在奧陶 紀(jì) 地層中大致呈東西方向延伸，受 EW 向基底斷層構(gòu)造與 NE～ NNE 向斷層構(gòu)造復(fù)合部位的控制。 12 礦區(qū)內(nèi)圍巖蝕變較發(fā)育，主要產(chǎn)生在礦體下部，蝕變寬度由幾 m到十幾 m，有的達(dá) 20 多 m（ ZK76 孔）；礦體頂板蝕變較弱，幾 cm 到幾十 cm，很少超過(guò) 1m。由于蝕變作用，巖石多粘性土化、透水性差、強(qiáng)度降低，導(dǎo)致礦 體附近的圍巖穩(wěn)固性變差，在高壓水頭的作用下，易沿接觸帶發(fā)生突水事故。 礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造 礦區(qū)處于徐州復(fù)背斜 NNE～ NE 向構(gòu)造帶東北 部?jī)A伏 端與近EW 向基底 斷層 控制的鄭集 —利國(guó)煤田兩組構(gòu)造復(fù)合部位。褶皺多表現(xiàn)為開(kāi)闊的短軸背斜及向斜。區(qū)內(nèi) 斷層 構(gòu)造發(fā)育，主要有近 EW 向及NE 向兩組（一般前者早于后者），其次為 NNE 向 和 NW 向 斷層 。這些 斷層 都具有不同程度的繼承性和復(fù)活性運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。 奧陶系灰?guī)r和閃長(zhǎng)玢巖（ 或 閃長(zhǎng)斑巖）的節(jié)理 裂隙 最 為 發(fā)育，共有兩組：一組 走向 90176。～ 110176。，傾向 NNE 或向南；另一組走向 345176?！?176。，傾向 SWW 或向東 ，傾角 70176。左右， 部分 近于直立。 吳莊礦 區(qū) 的褶皺主要 為 利國(guó)到吳莊附近 的 EW 向短軸背斜， 軸 部由奧陶系組成。北翼主要分布中、上石炭系和二疊系 ；南翼為一對(duì)應(yīng)的小向斜，軸部由中、上石炭系 組成，向斜兩翼 均 為奧陶系 ；背斜傾伏 端亦為石炭系 環(huán)繞 。該背斜在蔡山、義和莊之間被斷層分成東西二部分，其中義和莊 —吳莊部分構(gòu)成吳莊礦區(qū)背斜構(gòu)造的主體。 礦 區(qū) 內(nèi) 斷層 主要為近 EW 向 的 張扭性正斷層，使地層形成階梯狀下落，旁側(cè)巖石破碎 ， 小錯(cuò)動(dòng)發(fā)育。如 F F F F5 斷層 及 NW 向 、NE 向 的 構(gòu)造 破碎帶等，這些 斷層 帶及構(gòu)造帶 為地下水的 賦存和 運(yùn)移提供了空間 。 吳莊礦 區(qū) 地質(zhì)構(gòu)造 及地層 分布 情況 見(jiàn) 圖 2—1。 13 圖 2— 1 吳莊 礦區(qū)地質(zhì) 簡(jiǎn)圖 礦區(qū)水文地質(zhì)條件 礦區(qū)地下水類(lèi)型 及其賦存特征 根據(jù) 含水 介質(zhì) 的巖 性特征 及 地下水的賦存條件 ， 礦區(qū)地下水 可 劃分為松散巖類(lèi)孔隙水，碎屑巖類(lèi)孔隙裂隙水， 巖漿巖類(lèi) 裂隙水 和 碳酸鹽 巖 類(lèi) 裂隙 巖溶水 四種主要類(lèi)型 ?，F(xiàn)分述如下： 松散巖類(lèi)孔隙水 賦存于 第四系 松散堆積物的孔隙中。 礦區(qū) 第四系 分布廣泛， 巖性主要由亞粘土 和 鈣質(zhì)結(jié)核亞粘土組成，厚度 1～ 10m， 由于無(wú)砂層發(fā)育，富水性 弱 ， 水文地質(zhì)意 義不大。 碎屑巖類(lèi)孔隙裂隙水 主要賦存于 礦區(qū) 北部和東部 區(qū)段 的 二疊系 砂巖、砂質(zhì)頁(yè)巖的裂隙 14 中。在地表淺部巖石風(fēng)化裂隙發(fā)育，易于接受補(bǔ)給，相對(duì)富水； 礦 區(qū)北側(cè)的原紅衛(wèi)煤礦，在 深度 55m 的 風(fēng)化帶 中 采煤時(shí)，坑道長(zhǎng) 370m，排水量 240m3/d。風(fēng)化帶以下的巖石 相對(duì) 完整 、 新鮮 、 致密，裂隙不發(fā)育 ，富水性 弱 。 巖漿巖類(lèi) 裂隙水 主要分布在利國(guó) 鎮(zhèn) 東壟子、西壟子、蔡山、義和莊 和 吳莊等 地 段，賦存于 閃長(zhǎng)玢巖、閃長(zhǎng)斑巖、花崗斑巖及石英閃長(zhǎng)斑巖等 巖石的風(fēng)化與構(gòu)造裂隙中 。在裸露區(qū) 50m 以淺 ， 巖石 風(fēng)化裂隙 、 構(gòu)造 裂隙 較 發(fā)育，易接受大氣降水補(bǔ)給，形成裂隙潛水。在礦床范圍內(nèi)， 地下水賦存于礦床下部 及石炭系中 侵入巖體 的 構(gòu)造裂隙中 ， 賦 水 空間發(fā)育差，富水性 弱 ，鉆 孔單位涌水量 小于 (sm)。 碳酸鹽 巖 類(lèi) 裂隙 巖溶水 主要賦存于碳酸鹽巖類(lèi)巖石的構(gòu)造裂隙及溶蝕孔洞中，根據(jù)含水介質(zhì)的巖性特征 、 組合關(guān)系 以及地下水賦存環(huán)境的差異 又 可以將其大致劃分為以下 兩 種類(lèi)型。 （ 1） 碳酸鹽巖類(lèi) 巖溶裂隙水 主要賦存在寒武系石灰?guī)r、白云巖及石炭系灰?guī)r、砂巖 及 頁(yè)巖互層介質(zhì)的裂隙之中。分布 區(qū)域 主要 在 礦區(qū)南部的丘陵區(qū) ， 以及 礦區(qū) 的北部、東 部地區(qū)， 在礦區(qū)南部及西南部呈條帶狀 分布 ，含水巖層寬度在 200～ 400m 之間。 寒武系巖層分布在南部丘陵地帶，并多裸露于地表，淺部裂隙巖溶較為發(fā)育，易于接受降水入滲補(bǔ)給 ，富水性相對(duì)較好； 但 隨著深度增加，巖石裂隙巖溶發(fā)育程度逐漸變差，富水性減弱 。 據(jù)以往勘察資料 ： 張夏組灰?guī)r分布區(qū)鉆孔單位涌水量一般 在 14L/(sm)左右 ； 崮山、長(zhǎng)山和鳳山組灰?guī)r、白云巖 分布區(qū) 鉆孔出水量相對(duì)較小，單位涌水量 15 一般 小于 (sm)；地下水類(lèi)型以 HCO3—Ca 型或 HCO3—CaMg型為主。 石炭系巖層分布范圍 較為廣泛，在礦區(qū)北、 東、南和西南部方向均有分布， 除 局部 地段出露 以外， 大多隱伏于第四系松散巖層之下。受巖性組成及組合關(guān)系的影響，巖層裂隙巖溶 發(fā)育程度差，富水性弱 ，鉆孔單位涌水量一般 小于 (sm)。對(duì) 區(qū)域地下水的 循環(huán)運(yùn)動(dòng) 來(lái)說(shuō)，石炭系巖層具有相對(duì)隔水作用。 （ 2） 碳酸鹽巖類(lèi)裂隙巖溶水 該類(lèi)地下水是礦區(qū)地下水的最主要類(lèi)型，含水介質(zhì)由奧陶系晁所組、馬家溝組、大泉 組 、賈汪組灰?guī)r、白云巖及白云質(zhì)灰?guī)r等巖性組成，分布在礦區(qū)的南部、西部及西南部的大部分 區(qū)段 ，厚度較大。由于受到褶皺、巖漿巖侵入及多條 斷層 構(gòu)造影響，巖層 裂隙巖溶發(fā)育 程度較 高 ，并分布有多條 斷層 及構(gòu)造 破碎帶，為地下水提供了良好的賦存與運(yùn)移空間， 在礦區(qū)南部和西部形成巖溶水 富集區(qū)，含水層富水性中等 —強(qiáng) ， 局部 地段富水 性極強(qiáng)；如：礦區(qū)主井處 的 鉆孔單位涌水量 L/(sm)， ZK92 號(hào)孔單位涌水量 L/(sm)，風(fēng)井 處鉆孔 單位涌水量 L/(sm)，礦區(qū)東側(cè)的 ZK17 號(hào) 孔 單位涌水量 L/(sm)，F(xiàn)20 號(hào)斷層西部東馬山一帶的電 電 電 6 等鉆 孔 單位涌水量則在—(sm)之間。 碳酸鹽巖類(lèi)裂隙巖溶水水質(zhì)優(yōu)良，礦化度在 —，水化學(xué)類(lèi)型以 HCO3—Ca 型及 HCO3—CaMg 型為主。 巖溶 水 徑流帶分布及發(fā)育規(guī)律 碳酸鹽巖類(lèi)地層巖溶裂隙發(fā)育具有顯著的不均一性，含水層 中 地下水的 滲流運(yùn)動(dòng)主要受裂隙巖溶發(fā)育程度及其連通性的影響，儲(chǔ)存在溶蝕孔洞及裂隙中的地下水沿著網(wǎng)絡(luò)狀溶隙運(yùn)動(dòng)逐漸往巖溶裂隙發(fā) 16 育程度較高的、大的導(dǎo)水通道當(dāng)中運(yùn)移， 而 當(dāng) 其具備 較強(qiáng) 的 輸導(dǎo)能力時(shí)，便形成地下水 徑流帶 。一般情況下，碳酸鹽巖地區(qū)的張性 斷層 帶及不同類(lèi)型地層巖性接觸處的巖溶發(fā)育帶往往會(huì)形成巖溶水的 富 集區(qū) 與 徑流通道，起著 運(yùn)移和 排泄 地下水的作用。 就 吳莊 礦區(qū)來(lái)說(shuō)，規(guī)模稍大的巖溶 水 徑流帶主要存在兩種類(lèi)型，即 斷層 型和接觸型。 分述如下： 斷層 型巖溶 水 徑流帶 斷層 型巖溶水徑流帶是巖層受到 斷層 構(gòu)造的影響 而 碎裂、破壞，為地下水的儲(chǔ)存和運(yùn)移提供了空間環(huán)境，在地下水的循環(huán)、移動(dòng)過(guò)程中又不斷對(duì)巖石產(chǎn)生溶蝕作用，巖溶空間不斷擴(kuò)大， 旁側(cè)區(qū)域含水層中的地下水不斷向此 匯集 ，并 在其 內(nèi)部流動(dòng)而 形成 。 礦區(qū) 內(nèi) 規(guī)模較大的 斷層 型巖溶水徑流帶主要沿 F F3 斷層 和礦區(qū)東 部的 NE 向破碎帶以及廠區(qū)西側(cè)的 NW 向破碎帶分布。這幾條徑流帶內(nèi)部裂隙巖溶發(fā)育程度 較 高、 地下水 接受補(bǔ)給的條件 較好，富水性及導(dǎo)水 能力較 強(qiáng) ；尤其 F1 和 F3 斷層 帶延伸距離遠(yuǎn)、溝通的巖溶含水層范圍大，而且 又能 匯集南部丘陵 地 區(qū) 的 地下水，對(duì) 礦床開(kāi)采具有 非常大的安全威脅。 接觸型巖溶 水 徑流帶 地下水在徑流過(guò)程中，遇 到 弱透水層或不透水層 的阻擋，地下水水位抬 升 ， 并 在 可溶性巖層中 富集 和 循環(huán)運(yùn)移， 形成巖溶 水 徑流帶。本 礦 區(qū)分布 有地層 型 和巖體 型 兩種 類(lèi)型的接觸型巖溶水徑流帶 。 （ 1） 地層接觸型 在 該類(lèi)型徑流帶位于礦區(qū)北側(cè)，呈東西向 條帶狀 展布， 南部碳酸鹽巖 層中 的 巖溶水 在 向北流動(dòng) 過(guò)程中 ，在此 處受到煤系地層 阻擋， 使地下水在接觸帶南 側(cè)的碳酸鹽巖層中運(yùn)移并不斷對(duì)其進(jìn)行溶蝕而形 17 成導(dǎo)水通道。 （ 2） 巖體接觸型 巖體接觸型巖溶 水 徑流帶，是 燕 山期 巖漿 巖侵入奧陶系地層中，導(dǎo)致 南 部 山區(qū)巖溶地下水徑流至巖體受 到 阻 擋 富集 、 儲(chǔ)蓄在巖體前緣的 碳酸鹽巖 層 中 并沿接觸帶循環(huán)運(yùn)動(dòng) 而 形成 。 巖溶水在 接觸帶處 以泉的形式排泄于地表 形成 利國(guó)的珍珠泉 ， 但 由于礦坑排水該泉 現(xiàn)已經(jīng)干枯 。 位于 巖體 接觸帶的銅山縣煉鐵廠供水井出水量 2860m3/d， 原利國(guó)磨山礦井排水量 達(dá)到 萬(wàn) m3/d。 說(shuō)明該徑流帶 巖溶含水層裂隙巖溶發(fā)育 較好，地下水補(bǔ)給來(lái)源豐富。 地下水 的補(bǔ)給、徑流與排 泄 條件 地下水的補(bǔ)給條件 礦區(qū)地下水補(bǔ)給來(lái)源主要有兩種途