王小強(qiáng)

（山西省第三地質(zhì)工程勘察院，山西晉中030620）

山西省汾西縣秋堰鋁土礦區(qū)水工環(huán)地質(zhì)特征分析

王小強(qiáng)*

（山西省第三地質(zhì)工程勘察院，山西晉中030620）

山西省汾西縣秋堰鋁土礦項目礦區(qū)的水文地質(zhì)條件為二類一型，即礦區(qū)鋁土礦床為以裂隙含水層充水為主、水文地質(zhì)條件簡單的礦床。綜合開采技術(shù)條件為中等的礦床（Ⅱ類4型），即該礦區(qū)屬礦床水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)條件三因素中兩項以上屬中等的礦床，其余屬簡單的礦床，具有良好的開發(fā)前景。

秋堰鋁土礦區(qū)；礦區(qū)水文地質(zhì)；工程地質(zhì)；環(huán)境地質(zhì)

1　概述

礦區(qū)水工環(huán)地質(zhì)工作是礦產(chǎn)普查與勘探中的一個重要組成部分，礦區(qū)水工環(huán)地質(zhì)特征評價的正確與否在礦床開采技術(shù)條件中起著舉足輕重、不可或缺的作用，它不僅影響礦區(qū)的評價及礦床的合理開采利用和規(guī)劃，而且還影響到礦床開采利用過程中可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害及其應(yīng)對措施和礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理方案的制訂和實施。

山西省汾西縣秋堰鋁土礦項目為全國鋁土礦整裝勘查項目，隸屬孝義—霍州區(qū)整裝勘查。勘查區(qū)位于山西省汾西縣城305°方向直距約13km處的勍香鎮(zhèn)秋堰—董家溝村一帶，行政區(qū)劃隸屬汾西縣勍香鎮(zhèn)管轄。

2007～2012年，我院對礦區(qū)進(jìn)行了預(yù)查、普查工作，查明礦區(qū)內(nèi)有6個礦體，礦體厚度較穩(wěn)定，頂?shù)装逡草^穩(wěn)定，礦石品位較好，為一大型鋁土礦床，礦石可進(jìn)行工業(yè)加工利用；并共伴有鎵、山西式鐵礦、硬質(zhì)耐火粘土礦等多種礦產(chǎn)，具有良好開采前景。現(xiàn)就山西省汾西縣秋堰鋁土礦區(qū)水工環(huán)地質(zhì)特征做一簡要分析。

2　礦區(qū)水文地質(zhì)

2.1區(qū)域水文地質(zhì)

區(qū)域上礦區(qū)位于山西中部斷陷盆地區(qū)韓候嶺拱隆低山臺丘亞區(qū)的中西邊部即霍西盆地與呂梁山過渡地帶的低中山區(qū)。地表水屬黃河流域的汾河水系。礦區(qū)所在區(qū)域巖溶水文地質(zhì)單元屬郭莊泉巖溶水泉域的西南部補(bǔ)給區(qū)，該泉域為目前我省巖溶大泉開發(fā)利用程度較高的泉域區(qū)，其形成為斷層溢流泉，含水巖層是奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r，泉域面積約5000km2,泉域裸露可溶巖面積約1400km2,泉水流量多年平均7.14m3/s，近年2.83m3/s，水溫17℃，水質(zhì)類型屬HCO3·SO4—Ca·Mg型，礦化度0.55g/L；出露高程516～571m。區(qū)域水文地質(zhì)條件受區(qū)域構(gòu)造和地層巖性的控制，總體構(gòu)造為走向北東—南西，傾向南東的單斜構(gòu)造，該巖溶水在區(qū)域上具統(tǒng)一的水位，由北西流向南東。礦區(qū)所在區(qū)域巖溶地下水流向從西向東，水位標(biāo)高約500～600m。

根據(jù)區(qū)域地層的巖性特征，含水層的類型由老到新有寒武系碳酸鹽巖巖溶裂隙含水巖組、奧陶系碳酸鹽巖巖溶裂隙含水巖組、石炭系碎屑巖類夾碳酸鹽巖類裂隙含水巖組、二疊系碎屑巖類裂隙含水巖組、新生界松散巖類孔隙含水巖組。

2.2礦區(qū)水文地質(zhì)

礦區(qū)位于呂梁山中南部，地貌呈淺切割的低中山區(qū)[6]。總體地勢西高東低，區(qū)內(nèi)海拔最高1323.827m，最低1128.067m，最大相對高差195.76m。礦區(qū)屬汾河水系，區(qū)內(nèi)溝谷縱橫，主要溝谷呈北西—南東向分布，均為干谷，僅在雨季有水，雨后不久便干涸。區(qū)內(nèi)各礦體均位于侵蝕基準(zhǔn)面之上,礦床水文地質(zhì)條件簡單。

區(qū)內(nèi)含水層有奧陶系石灰?guī)r巖溶含水層，石炭系砂巖、石灰?guī)r裂隙含水層和第四系孔隙裂隙含水層。

礦區(qū)內(nèi)鋁土礦床賦存于石炭系中統(tǒng)本溪組下段，位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以上，地形有利于自然排水，礦床充水含水層為石炭系上統(tǒng)太原組、中統(tǒng)本溪組上段的區(qū)域穩(wěn)定砂巖、灰?guī)r裂隙含水層，富水性弱，受地形地貌影響，地下水補(bǔ)給條件較差；礦區(qū)內(nèi)無地表水體發(fā)育，僅在雨季有短暫坡面流通過，持續(xù)時間較短；水文地質(zhì)邊界條件簡單；地質(zhì)構(gòu)造條件簡單；未來開采模式為坑采，礦層充水以裂隙含水層為主，該含水層富水性較弱。

綜合判定，礦區(qū)鋁土礦床的水文地質(zhì)條件為二類一型，即礦區(qū)鋁土礦床為以裂隙含水層充水為主、水文地質(zhì)條件簡單的礦床。

3　礦區(qū)工程地質(zhì)

區(qū)域上礦區(qū)位于山西中部斷陷盆地區(qū)韓候嶺拱隆低山臺丘亞區(qū)的中西邊部即霍西盆地與呂梁山過渡地帶的低中山區(qū)。巖體類型以堅硬、軟互層狀碳酸鹽和較硬、軟互層狀碎屑巖巖體組成；土體類型以濕陷性黃土為主。

3.1礦體及頂、底板巖石的穩(wěn)固性

礦體穩(wěn)固性較好，礦體上部覆蓋層一般為硬質(zhì)耐火粘土礦、石灰?guī)r、中粗砂巖，此類巖石較為穩(wěn)固；礦體下伏巖石為粘土巖、鐵質(zhì)粘土巖、山西式鐵礦和石灰?guī)r，其中粘土巖、鐵質(zhì)粘土巖為軟弱巖層，但其下有堅硬的石灰?guī)r墊托，彌補(bǔ)了這些巖層穩(wěn)定性差的不足。因此礦體底板巖石的穩(wěn)固性屬良好型。

3.2人類工程活動

礦區(qū)內(nèi)人類工程活動以小規(guī)模采礦為主，破壞了地表植被覆蓋，加劇了本地的水土流失。目前在礦區(qū)內(nèi)暫未發(fā)現(xiàn)地裂縫、地面塌陷、崩塌、滑坡等現(xiàn)象，但在今后的開過程中，還要注意在地下、地表水的作用下發(fā)生軟弱巖層及黃土的滑坡、崩塌及地裂縫和地面塌陷，以免造成災(zāi)害。

礦區(qū)內(nèi)山梁地帶普遍覆蓋第四系上更新統(tǒng)濕陷性黃土，下伏石炭系太原組、本溪組碎屑巖夾碳酸鹽巖，溝谷中廣泛出露奧陶系峰峰組灰?guī)r，溝谷縱坡降較大，地形有利于地表徑流排泄；鋁土礦床上部發(fā)育層狀巖類碎屑巖夾碳酸鹽巖，軟硬巖相間，地層巖性較為簡單；未來開采形式為坑采，石炭系上統(tǒng)太原組、中統(tǒng)本溪組上段的區(qū)域穩(wěn)定砂巖、灰?guī)r含水層富水性弱；礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造不發(fā)育。綜合所述，礦區(qū)工程地質(zhì)復(fù)雜程度判定為“中等”。

另外，區(qū)內(nèi)局部地方可能存在老窯采空區(qū)，由于年代久遠(yuǎn)全部封閉，已無法進(jìn)入現(xiàn)場調(diào)查。據(jù)走訪當(dāng)?shù)卮迕瘢煽諈^(qū)里可能會有積水，可能會給未來礦山開發(fā)帶來不利影響，建議進(jìn)一步勘查、開發(fā)時能注意這些問題。

4　環(huán)境地質(zhì)

區(qū)域上礦區(qū)位于山西中部斷陷盆地區(qū)韓候嶺拱隆低山臺丘亞區(qū)的中西邊部即霍西盆地與呂梁山過渡地帶的低中山區(qū)。屬地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)（A）中的地裂縫、地面塌陷高易發(fā)亞區(qū)（A1-7）的西部[4]。

4.1礦區(qū)穩(wěn)定性評價

礦區(qū)位于位于呂梁太行斷隆之呂梁山塊隆的瓊香太林南北向褶皺帶與陽泉曲汾西盆狀復(fù)向斜銜接部位，據(jù)國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局2001年批準(zhǔn)實施的GB18306-2001《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》，本區(qū)地震動峰值加速度為0.15g，對應(yīng)地震基本烈度值為Ⅶ度。

4.2礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量

礦區(qū)內(nèi)地形切割較強(qiáng)烈，礦區(qū)內(nèi)相對高差342.7m，地貌較為復(fù)雜；地表普遍覆蓋第四系、上第三系松散巖類，下伏石炭系層狀巖類碎屑巖及碎屑巖夾碳酸鹽巖，軟硬巖相間，工程地質(zhì)條件較簡單；地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育一般，危害性??；水土流失較嚴(yán)重；人類工程活動中等，農(nóng)田耕作施肥對周圍環(huán)境造成一定損害，對淺層地下水和地表水有一定程度的污染。綜合評價，礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量中等。

5　結(jié)論

綜上所述，礦區(qū)開采技術(shù)條件可確定為開采技術(shù)條件中等的礦床（Ⅱ類4型）即該礦區(qū)屬礦床水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)條件三因素中兩項以上屬中等的礦床，其余簡單的礦床⑧，具有良好的開發(fā)前景，讓我們在充分掌握礦區(qū)水工環(huán)地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，合理開采礦床，做到既有效利用能源，又可減少不必要的經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境破壞，為實現(xiàn)我省轉(zhuǎn)型發(fā)展、跨越式發(fā)展、實現(xiàn)偉大的“中國夢”而努力奮斗。

[1]史建儒，程方解，張迎波，等.山西省交口—汾西（瓦房溝）鋁土礦遠(yuǎn)景區(qū)預(yù)查地質(zhì)報告[R].山西省第三地質(zhì)工程勘察院，2009.

[2]侯毅，鄧華平，張迎波，張棟，相里宏升，等.山西省汾西縣秋堰礦區(qū)鋁土礦普查地質(zhì)報告[R].山西省第三地質(zhì)工程勘察院，2012.

[3]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB/T 13908-2002固體礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范總則[S].北京:地質(zhì)出版社，2003.

[4]中華人民共和國國家技術(shù)監(jiān)督局.GB 12719-91礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘探規(guī)范[S].北京:地質(zhì)出版社，1991.

[5]GB/T1458-93區(qū)域水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)綜合勘查規(guī)范[S].

[6]水文地質(zhì)手冊[M].

[7]工程地質(zhì)手冊[M].

P618.45

A

1004-5716(2015)07-0125-02

2014-07-27

王小強(qiáng)（1967-），女（漢族），山西平遙人，工程師，現(xiàn)從事水工環(huán)方面的技術(shù)工作。