孫睿

摘要：礦區(qū)區(qū)域構(gòu)造位置屬塔里木板塊東北邊緣，處于塔里木板塊、中朝板塊與哈薩克斯坦板塊、西伯利亞板塊的交匯部位，是晚元古代至早古生代裂谷作用下的產(chǎn)物，其中含銅、鎳的基性一超基性巖沿裂谷作用前期的斷層向上遷移。本文對(duì)黑山銅鎳礦環(huán)地質(zhì)境進(jìn)行評(píng)價(jià)并提出了防治措施，對(duì)其他礦區(qū)研究具有十分重要的參考意義。

1.區(qū)域地質(zhì)特征

1.1地質(zhì)構(gòu)造。本區(qū)區(qū)域構(gòu)造形跡表現(xiàn)為主構(gòu)造線呈近東西向，次級(jí)構(gòu)造線呈北東向及北西向展布，顯示出南北向擠壓的力學(xué)機(jī)制。

黑山銅鎳礦區(qū)位于雙鷹山斷裂帶南側(cè)，澤魯木一大豁落山背斜褶皺內(nèi)，屬黑山一大豁落山一月牙山斷裂帶，帶內(nèi)褶皺和斷裂均發(fā)育。該帶西起廟廟井，經(jīng)雙鷹山東抵大豁落山，東西斷續(xù)延伸800km，寬6km～10km，由發(fā)育在中、上元古界和下古生界中的數(shù)條規(guī)模宏大的逆沖斷裂和派生斷裂以及間夾的褶皺組成。逆沖斷裂群既有北傾，亦有南傾者，呈疊瓦式或?qū)_構(gòu)造，具分叉交織現(xiàn)象。帶內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，從超基性到酸性均有。斷裂帶東西兩端與北東向構(gòu)造的交匯部位，對(duì)大規(guī)模巖漿侵入活動(dòng)有控制作用，黑山基性一超基性巖體位于本帶兩條主干斷裂之內(nèi)。元古代地層作為基底廣泛出露，早古生代中上寒武統(tǒng)以蓋層出露。歷經(jīng)多期運(yùn)動(dòng)，已褶皺的地層受后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)烈影響，導(dǎo)致了區(qū)內(nèi)褶皺重復(fù)，斷裂交織，形成十分復(fù)雜的構(gòu)造格架。

1.2地層特征。區(qū)內(nèi)各時(shí)代地層均有分布，以元古界分布最廣，下古生界十分重要。前長城系、長城系及志留系均見海相火山巖，奧陶系及石炭一二疊系為裂陷海槽碎屑巖與中、基性熔巖、火山碎屑巖；泥盆系及上二疊統(tǒng)為山間火山一磨拉石沉積建造。

2.水文地質(zhì)特征

區(qū)域地下水的埋藏和分布受地層、構(gòu)造、地貌的控制，不同地質(zhì)構(gòu)造所賦存的地下水類型亦有所差異?；鸪蓭r、變質(zhì)巖以賦存裂隙水為主；碳酸鹽巖巖溶裂隙發(fā)育，以賦存巖溶裂隙水為主；第四系松散巖類則賦存孔隙潛水；與斷層構(gòu)造有關(guān)的則賦存構(gòu)造帶裂隙水。

2.1地下水類型、分布及富水性。根據(jù)含水層巖性和地下水賦存特征，本次調(diào)查區(qū)地下水類型可劃分為松散巖類孔隙水、基巖裂隙水、碳酸鹽巖裂隙巖溶水三類。

（1）松散巖類孔隙水。地表大部被第四系覆蓋，南側(cè)山前第四系厚度大于40m，向北至礦體一帶厚度為20m-40m，北側(cè)山前5m-10m，受基底地形態(tài)控制第四系厚度變化較大。該類地下水主要接受大氣降水入滲補(bǔ)給，徑流方向與地形傾伏方向基本一致，順溝谷排泄或補(bǔ)給下伏基巖裂隙水。據(jù)已有SW-1、SW-2鉆孔資料，第四系全新統(tǒng)砂礫（碎）石透水而不含水。

（2）基巖裂隙水。含水巖組主要為青白口系輝長巖和寒武系各類板巖，含水巖組裸露于地表，接受大氣降水的入滲補(bǔ)給。含水巖組內(nèi)各個(gè)含水層相對(duì)呈層狀，水力聯(lián)系較弱，無一定的地下水水位，地下水一般沿地層傾斜方向或地形傾伏方向徑流。據(jù)SW-1、SW-2孔及本次鉆孔資料，富水性差，單井涌水量小于10m3/d。

（3）碳酸鹽巖裂隙巖溶水。含水巖組主要為青白口系大理巖，巖石裂隙發(fā)育程度隨深度增加而逐漸減弱，主要發(fā)育一至兩組裂隙。裂隙水分布極不均勻，多屬潛水類型，富水性主要受地形地貌條件和巖性構(gòu)造控制。分水嶺及陡坡地帶，不利于降水及雨洪人滲，不利于儲(chǔ)存，易于排泄；山間洼地及平緩溝谷地帶，有較好的匯水條件。由于地處分水嶺及陡坡附近，補(bǔ)給條件較差，富水性極差，水量貧乏，單井涌水量<10m3/d。水質(zhì)較差，多屬微咸水或半咸水。水化學(xué)類型一般屬SO-Cl-Na+型。該類地下水補(bǔ)給來源主要是接受上覆第四系孔隙水的滲透補(bǔ)給及大氣降水入滲補(bǔ)給，沿層間裂隙順傾斜方向徑流。

2.2補(bǔ)徑排條件。調(diào)查區(qū)表層大部分為第四系砂碎石覆蓋，地層透水能力強(qiáng)，蓄水能力弱，形成透水不含水層；微弱的大氣降水通過表層第四系補(bǔ)給下伏板巖、含礦超基性巖以及侵入接觸破碎帶，或降水直接滲入基巖山區(qū)的風(fēng)化裂隙之中對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)給，補(bǔ)給區(qū)在礦體頂部，以垂向補(bǔ)給為主；調(diào)查區(qū)地下水與區(qū)域地下水很少發(fā)生水力聯(lián)系，受邊界條件限制，無區(qū)域側(cè)向補(bǔ)給源。基巖裂隙水順巖層傾向向下或向東緩慢徑流。由于大部礦體低于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面，故不利于地下水排泄。

2.3地下水動(dòng)態(tài)。調(diào)查區(qū)內(nèi)無地下水動(dòng)態(tài)觀測資料。據(jù)以往水文地質(zhì)勘探鉆孔情況分析，鉆探深度達(dá)到72.47m～400.52m，揭露地層為第四系砂碎石和寒武系硅質(zhì)板巖，硅質(zhì)板巖中侵入了超基性貧礦巖組，以上鉆孔中除孔底殘留少量鉆進(jìn)沖洗液外，水位未發(fā)生變動(dòng)，也無漏漿現(xiàn)象。反映了區(qū)內(nèi)第四系透水不含水，基巖裂隙含水巖組富水性極弱（小于10m3/d）的事實(shí)。

3.地下水環(huán)境影響預(yù)測評(píng)價(jià)

3.1尾礦庫及選礦廠地下水環(huán)境影響評(píng)價(jià)。綜前所述，本次黑山銅鎳礦開發(fā)利用項(xiàng)目區(qū)擬建尾礦庫及選礦廠周邊及下游20km內(nèi)不存在集中式飲用水水源地和自然生態(tài)保護(hù)區(qū)，項(xiàng)目從建設(shè)、運(yùn)行至服務(wù)期滿后各個(gè)階段均不會(huì)造成環(huán)境敏感問題。

目前，與項(xiàng)目區(qū)最近的水源地為礦區(qū)東北部約12km的云母頭水源地，但受北部山體的阻隔與項(xiàng)目區(qū)屬于不同的水文地質(zhì)單元，分別位于地表分水嶺的兩側(cè)，其地表和地下徑流方向截然相反，與本項(xiàng)目區(qū)無水力聯(lián)系。據(jù)此，該項(xiàng)目不會(huì)對(duì)周邊及下游集中式飲用水水源地和廠礦企業(yè)生產(chǎn)水源等地下水質(zhì)安全造成影響和威脅。

通過本次對(duì)項(xiàng)目建設(shè)場地環(huán)境影響評(píng)價(jià)區(qū)地下水在事故狀態(tài)下進(jìn)行污染預(yù)測。尾礦庫在突發(fā)事故導(dǎo)致防滲層破壞后廢水泄露滲入地下造成地下水污染，通過包氣帶吸附和彌散作用，污染物中鉛、銅、鎳、砷、六價(jià)鉻在分別經(jīng)過12天、1天、6天、8天和1天的時(shí)間后，中心點(diǎn)濃度均達(dá)到了《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB/T14848-93）》中的Ⅲ類水質(zhì)要求，選礦廠在事故狀態(tài)下由于廢水管道和集水池的破裂導(dǎo)致廢水外泄?jié)B入地下造成地下水污染，通過包氣帶吸附和彌散作用，污染物中的鉛、砷、銅、鎳和六價(jià)鉻在分別經(jīng)過4天、3天、1天、2天和1天的時(shí)間后，中心點(diǎn)濃度均達(dá)到了《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB/T14848-93）》中的Ⅲ類水質(zhì)要求。此時(shí)，濃度中心點(diǎn)分別向下游遷移了2.8m、2.1m、0.7m、1.4m和0.7m。總體污染運(yùn)移途徑短，評(píng)價(jià)認(rèn)為項(xiàng)目建設(shè)方案合理，在建設(shè)、運(yùn)行至服務(wù)期滿過程中無論在正常運(yùn)行狀態(tài)或是發(fā)生突發(fā)事故時(shí)均不會(huì)對(duì)周邊及下游地下水環(huán)境造成影響和污染。

3.2礦山地下水環(huán)境影響評(píng)價(jià)。黑山礦山開采對(duì)地下水環(huán)境的影響主要表現(xiàn)為開采礦體形成的通道會(huì)對(duì)原有地層結(jié)構(gòu)和基巖裂隙地下水賦存條件產(chǎn)生改變，影響地下水流場及下游排泄區(qū)域內(nèi)地下水流量，并產(chǎn)生局部降落漏斗，但不會(huì)影響地下水水質(zhì)。預(yù)測礦區(qū)總涌水量為355.46m3/d，其影響半徑為沿礦井掘進(jìn)方向向四周擴(kuò)展319.49m，但北、西、南三側(cè)均至隔水邊界為止，降落漏斗總面積為13.12km2?？傮w評(píng)價(jià)認(rèn)為項(xiàng)目開采方式科學(xué)合理，在礦區(qū)整個(gè)開采過程至服務(wù)期滿后對(duì)礦區(qū)周邊及下游地下水環(huán)境影響極小。

4.防治措施

4-1礦山開采污染防治措施

（1）改進(jìn)生產(chǎn)工藝，減少礦山固體廢棄物的排（堆）放量。應(yīng)對(duì)采礦產(chǎn)生的少量廢石應(yīng)合理選擇堆放場地，堆放場底部必須采取防滲措施，對(duì)產(chǎn)生的淋濾液全集中全收集處理等措施。通過集水池和回水池收集后采用篩濾法和過濾法對(duì)礦井井下一般的廢水進(jìn)行處理。同時(shí)加強(qiáng)對(duì)礦山廢石場淋濾水集中處理，加強(qiáng)對(duì)雨季地表水水質(zhì)和礦區(qū)地下水水位及水質(zhì)的監(jiān)測。

（2）加強(qiáng)采礦中對(duì)地下水資源的保護(hù)措施：預(yù)測本礦山礦坑涌水量中等偏大，因此井巷掘進(jìn)工作在接近含水層特別是導(dǎo)水構(gòu)造時(shí)，必須打超前鉆孔探水，在井下有突水危險(xiǎn)的地區(qū)附近設(shè)置水閘門或閘墻；在掘進(jìn)工作面或其他地點(diǎn)發(fā)生明顯突水征兆或大量涌水時(shí)，應(yīng)立即停止工作，及時(shí)采取相應(yīng)的保護(hù)措施，確保含水層不受破壞并避免產(chǎn)生大量涌水造成安全事故。

4.2尾礦庫污染防治措施

（1）加強(qiáng)對(duì)雨季地表水水質(zhì)和下游地下水水位、水質(zhì)的監(jiān)測工作。確保尾礦庫壩體和庫區(qū)的防滲工程措施老滾可靠，防止庫區(qū)內(nèi)廢水下滲或外漏。

（2）庫區(qū)內(nèi)加強(qiáng)日常管理，防止淤積及損壞排水系統(tǒng)。排放中分層碾壓，須保證尾礦堆存按標(biāo)準(zhǔn)合理堆放，杜絕尾礦庫內(nèi)大量積水。采取措施防治尾礦粉對(duì)周邊水體土壤的污染。

（3）尾礦庫期滿時(shí)，應(yīng)對(duì)外坡進(jìn)行分層碾壓，自下而上修成階梯形，每5m～10m設(shè)置一平臺(tái)，并修筑縱橫排水溝，以便排出雨水或洪水。具體按照國家尾礦庫閉庫要求和有關(guān)尾礦庫環(huán)境污染防治規(guī)定整治。

4.3選礦廠污染防治措施

（1）加強(qiáng)對(duì)雨季地表水水質(zhì)和下游地下水水位、水質(zhì)的監(jiān)測工作。選礦工序必須配備有足夠容量的集水池和礦區(qū)回水池，確保生產(chǎn)用水全部循環(huán)使用不外排。

（2）廠區(qū)設(shè)置雨污分流，清污分流，廠區(qū)作防滲漏處理。廢石場、原礦堆場、廠房地面需進(jìn)行硬化并作防滲漏處理，四周修建截水溝、導(dǎo)流溝，導(dǎo)流溝接口接入廠區(qū)廢水收集池。按要求建設(shè)應(yīng)急事故池。

（3）對(duì)產(chǎn)生粉塵的生產(chǎn)線上應(yīng)做相應(yīng)防護(hù)處理。精礦壓濾后直接在車間內(nèi)裝入包裝中，放置于車間內(nèi)，等待運(yùn)輸。通過上述措施，減少污染輻射面，杜絕污染根源，保護(hù)環(huán)境。