彭銀波，孫 偉

(中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心廣東總隊，廣東 廣州 510403)

1 引言

連南瑤族自治縣地處廣東省的北西部，共轄7鎮(zhèn)，北東連接連州市、南東靠陽山縣、南部連接懷集縣，西接連山壯族瑤族自治縣，西北鄰近湖南省江華瑤族自治縣，礦產(chǎn)主要分布在寨崗鎮(zhèn)和大麥山鎮(zhèn)。在以往開采過程中，由于技術、標準及規(guī)模等原因，忽視了對地質(zhì)環(huán)境的保護，致使礦山及周邊地質(zhì)環(huán)境遭到一定程度的破壞[1]，存在的主要環(huán)境地質(zhì)問題有崩塌、滑坡、巖溶塌陷、占用土地資源等。本文綜合分析了礦山地質(zhì)環(huán)境影響的主要因素，針對礦產(chǎn)資源開發(fā)情況及相應的地質(zhì)環(huán)境問題，采用加權因素比較法的評價模式，進行了連南縣礦山地質(zhì)環(huán)境影響程度分析，并提出了加強動態(tài)環(huán)境監(jiān)測和礦山地質(zhì)環(huán)境治理的建議。

2 區(qū)域地質(zhì)背景

2.1 地形地貌

連南縣位于南嶺東西向復雜構造帶，整個地勢北、西、南高，向東部低山丘陵傾斜。多為崇山峻嶺，地形切割深，多呈“V”字型，區(qū)內(nèi)最高山峰在北部的大霧山，海拔為1 659.3m。區(qū)內(nèi)海拔500～1 000m的高山有83座，1 000m以上的高山有161座，貫通連南縣的南部、西部和北部，地勢逐漸向東傾斜，屬于中山、低山和丘陵地貌。形態(tài)與南嶺構造帶和地層巖性等有密切的關系，是內(nèi)、外動力地質(zhì)作用的結果。

2.2 地層

連南縣主要出露地層從老到新有震旦系、寒武系、泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系、白堊系—古近系、第四系[2]。出露面積907.1km2，占全縣總面積的69.5%。

石炭系(C)地層主要分布于連南縣中、東部的三排鎮(zhèn)、鄧屋及大麥山鎮(zhèn)北西及南東面、寨崗鎮(zhèn)東南面，大部分呈北西與北北東向展布，面積124.71km2，巖性為生物碎屑粉晶灰?guī)r夾白云巖、泥質(zhì)灰?guī)r、砂巖夾頁巖、煤層，局部灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r和白云巖，中—厚層狀塊狀灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r夾白云巖，含少量燧石，為一套淺海相灰?guī)r建造，沉積厚度2 953.01m。

二疊系(P)地層主要分布于大麥山鎮(zhèn)的北部、大塘東面、百斤洞東面及北東面，呈北北東向展布，在寨崗鎮(zhèn)山聯(lián)鄉(xiāng)的西面也見有零星的出露，呈南北向展布，面積21.85km2。巖性有灰?guī)r(常含硅質(zhì)、燧石)、鈣質(zhì)或碳質(zhì)頁巖夾煤層、頁巖與細砂巖、粉砂巖互層(夾中粒砂巖、碳質(zhì)頁巖及煤層)、泥巖。為一套淺海—瀉湖灰?guī)r—碎屑巖建造，沉積厚度為776.0m。

三疊系(T)地層主要分布于連南縣南東面寨崗鎮(zhèn)北西面—鄧屋北西面，呈北北東向展布，在寨崗鎮(zhèn)山聯(lián)村見有呈南北向展布，面積為15.85km2。巖性有灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、砂質(zhì)、粉砂巖、頁巖、泥質(zhì)頁巖，沉積厚度920m。

白堊系—古近系(K-E)地層主要分布于連南縣南部寨崗鎮(zhèn)周圍及大麥山鎮(zhèn)南面菜坑，呈北東向展布，面積30.17km2。巖性為礫巖、砂礫巖、含礫砂巖、不等粒長石石英砂巖夾雜砂質(zhì)長石石英粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖，沉積厚度481.25m。

第四系(Q)地層主要分布于連南縣南東部、河流兩岸階地及丘陵、溝(谷)盆地，面積約73.63km2。巖性為礫石、砂及亞粘土、淤泥、砂質(zhì)粘土及細砂層。沉積層厚度一般1.5～7.5m，最厚達138.6m。

2.3 巖漿巖

連南縣巖漿活動較強烈，巖漿巖分布較廣泛，出露面積440.98km2，占全縣總面積的32.9%。主要為奧陶—志留紀花崗閃長巖，早侏羅世及晚侏羅世花崗巖、黑云母花崗巖與早白堊世黑云母花崗巖[3]，僅見連南縣西部邊緣及南部邊緣，呈零星出露于地表。

奧陶—志留紀侵入巖為花崗閃長巖(Osr)，主要分布于大坪鎮(zhèn)大坪—軍寮洞，香坪鎮(zhèn)山口—香坪，及香坪鎮(zhèn)盤石村西南部五海沖口—宜代，呈巖基產(chǎn)出，面積61.45km2。早侏羅世侵入巖為粗?；◢弾r(J1γ)，主要分布于連南縣三江鎮(zhèn)金坑村西部的邊緣，五角坪—新勇坳頂一帶，以及大坪鎮(zhèn)牛路水—軍寮—坑邊一帶，呈巖基產(chǎn)出，面積58.8km2。晚侏羅世侵入巖為黑云母花崗巖(J3γ)，主要分布于連南縣最南部邊緣部位，即寨崗鎮(zhèn)的山聯(lián)村—石徑村—寨南村白水坑的南部，以及大麥山鎮(zhèn)河灣寨的南部，呈巖基產(chǎn)出，面積285.30km2。早白堊世侵入巖為黑云母花崗(K1r)，主要分布于連南縣南東邊緣，即寨崗鎮(zhèn)石徑村北面和南面，以及山聯(lián)村的周圍均有零星出現(xiàn)，呈巖株或巖枝侵入于晚侏羅世的花崗巖中與石炭—二疊系地層中，面積35.43km2。

2.4 地質(zhì)構造

連南縣在大地構造單元上，位于南嶺東西向復雜構造帶、湘南南北向構造帶上，北東向構造帶及北西向構造的交界處，經(jīng)歷多次構造運動，地層發(fā)育古老而不全，地質(zhì)構造較為復雜，各類構造體系在空間展布上規(guī)律較為明顯，形成了以北北東向構造為主，其次為北東向、南北向、東西向、北西向構造體系的格局[3]。

3 礦山地質(zhì)環(huán)境問題

連南縣共有礦產(chǎn)18種，中小型礦山53個，相對集中地分布在寨崗鎮(zhèn)和大麥山鎮(zhèn)。早期關閉或廢棄礦山30個，目前在建(生產(chǎn))礦山有4個，但均處于停采狀態(tài)(圖1)。能源礦產(chǎn)為煤炭，地下開采13處均已廢棄，主要分布于大麥山鎮(zhèn)。金屬礦產(chǎn)有鐵礦12處、鉛鋅礦19處、鉬礦2處，主要分布在寨崗鎮(zhèn)。非金屬礦產(chǎn)有大理巖礦3處、石英巖礦3處、石灰?guī)r礦4處，也主要分布在寨崗鎮(zhèn)。多年的礦產(chǎn)開采雖然帶動了當?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展，但礦產(chǎn)資源與生態(tài)環(huán)境的矛盾也日益凸顯，連南縣存在的主要礦山地質(zhì)環(huán)境問題有以下幾方面。

3.1 礦山地質(zhì)災害

連南縣金屬、非金屬礦山地質(zhì)災害以崩塌、滑坡為主，主要發(fā)生在露天采場；能源礦山地質(zhì)災害以巖溶地面塌陷為主，發(fā)生在碳酸鹽巖地區(qū)地下開采礦山。根據(jù)本次野外調(diào)查，7處崩塌分布于6個露天采場，均已停采關閉，規(guī)模以微型為主，因離居民區(qū)遠，危害程度及危險性小；4處滑坡分布于2個礦山(QY027、QY028)，礦山已廢棄，規(guī)模為中小型，危害程度及危險性小—中等；巖溶地面塌陷分布于2個地下開采礦山(QY025、QY042)，其規(guī)模較大，危害程度及危險性較大。

3.2 破壞地形地貌與土地資源

礦山生產(chǎn)對土地損毀的方式主要有挖損和壓占兩種，挖損一般發(fā)生在開采區(qū)，壓占一般發(fā)生在工業(yè)場地及辦公生活設施的建設以及尾礦堆積壓占損毀土地。根據(jù)野外調(diào)查，地形地貌景觀與土地資源破壞礦山共36個，主要發(fā)生于露天開采礦山，閉坑、廢棄礦山地形地貌與土地資源破壞面積87.44hm2。

3.3 破壞礦山含水層

礦山露天開采活動雖然對含水層造成了一定破壞，但是采礦活動造成地下水含水層介質(zhì)破壞及水位下降僅限于采場及其周邊較小范圍，停采后水位逐漸恢復穩(wěn)定，含水層達到自然平衡[4]。能源礦山開采時對地下含水層的影響主要表現(xiàn)在含水層結構破壞、地下水水位下降過快、泉水流量減少、對生產(chǎn)生活用水水源的影響、巖溶地面塌陷等方面[5]。本次檢測礦山水樣6個，其中地下水2個、地表水4個(表1)。經(jīng)分析統(tǒng)計，調(diào)查范圍內(nèi)的5個水樣達到Ⅲ類水標準，1個為Ⅴ類水(主要為地下水)，As、Pb、Zn元素超標，為地下開采礦井口出水，對地表流水影響較輕。

3.4 礦山廢渣

固體廢棄物主要是開采后形成的廢石渣及尾礦庫，常見于金屬礦山，現(xiàn)積存量總計約535.54萬m3，土地壓占總計約44.15hm2。采集的11個土樣(表2)主要來自金屬礦山，依據(jù)DD 2014-05《礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查評價規(guī)范》評價標準[6]，采用單項污染指數(shù)法進行評價，除KST-02、KST-03樣品存在部分元素超標，其他樣品全部超標，超標樣品主要集中在金屬礦山廢石渣和礦井流出水底泥。

表2 土樣元素檢測結果

4 礦山地質(zhì)環(huán)境影響評價

4.1 評價指標

(1)地質(zhì)災害評價指標。

崩塌、滑坡、巖溶塌陷根據(jù)DZT 0286-2015《地質(zhì)災害危險性評估規(guī)范》地質(zhì)災害評估方法(表3)，判定地質(zhì)災害發(fā)育程度和危險性分級[7]。

地質(zhì)災害危害程度反應致災體已對或?qū)砜赡軐χ車ㄖ?、項目及生態(tài)環(huán)境的破壞程度。當災情死亡人數(shù)大于10人，經(jīng)濟損失超過500萬元，危害程度為大；當災情死亡人數(shù)介于3～10人，經(jīng)濟損失在100～500萬元，危害程度為中；當災情死亡人數(shù)小于3人，經(jīng)濟損失小于100萬元，危害程度為小。

表3 崩塌、滑坡、巖溶塌陷發(fā)育程度分級

(2)地形地貌破壞評價指標。

依據(jù)DD 2014-05《礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查評價規(guī)范》[6]，將地形地貌破壞評價分為嚴重、較嚴重、較輕三個級別。嚴重程度對各類自然保護區(qū)、人文景觀、風景旅游區(qū)等地形地貌景觀影響嚴重，地形地貌破壞率大于40%。較嚴重程度對各類自然保護區(qū)、人文景觀、風景旅游區(qū)、城市周圍、主要交通干線兩側可視范圍內(nèi)地形地貌景觀影響較重，地形地貌景觀破壞率20%～40%。較輕程度對各類自然保護區(qū)、人文景觀、風景旅游區(qū)等范圍內(nèi)地形地貌景觀影響較輕，地形地貌景觀破壞率小于20%。

(3)土地資源破壞評價指標。

土地資源破壞主要表現(xiàn)為挖損和壓占兩類，其中地下開采礦山宏觀表現(xiàn)主要為壓占土地資源。評價依據(jù)《廣東省礦山地質(zhì)環(huán)境詳細調(diào)查技術指南》將其影響程度分為嚴重、較嚴重、較輕三個級別[8]。

嚴重破壞：占用破壞基本農(nóng)田，占用破壞耕地＞2hm2、林地或草地＞4hm2、荒地或未開發(fā)利用土地＞20hm2。較嚴重破壞：占用破壞耕地＜2hm2、林地或草地2～4hm2、荒山或未開發(fā)利用土地10～20hm2。較輕破壞：占用破壞林地或草地＜2hm2、荒山或未開發(fā)利用土地＜10hm2。

(4)含水層破壞評價指標。

依據(jù)DD 2014-05《礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查評價規(guī)范》評價廢渣對環(huán)境的破壞，采用單項污染指數(shù)法進行環(huán)境質(zhì)量評價[6]。

嚴重危害：礦床充水，主要含水層結構破壞，礦井正常涌水量大于10 000m3/d，區(qū)域地下水位下降，礦區(qū)周圍主要含水層(帶)水位大幅度下降，或呈疏干狀態(tài)，地表水體漏失嚴重；水質(zhì)惡化，影響供水，礦區(qū)及周圍生產(chǎn)、生活供水困難。較嚴重危害：礦井正常涌水量3 000～10 000m3/d，區(qū)域地下水位下降。礦區(qū)及周圍主要含水層(帶)視為下降幅度較大，地下水成半疏干狀態(tài)，礦區(qū)及周圍水體漏失較嚴重，影響礦區(qū)及周圍部分生產(chǎn)生活用水。較輕危害：礦井正常涌水量＜3 000m3/d，礦區(qū)及周圍主要含水層(帶)視為下降幅度小，礦區(qū)及周圍水體未漏失，未影響礦區(qū)及周圍生產(chǎn)生活用水。

(5)廢渣對環(huán)境破壞評價指標。

依據(jù)DD 2014-05《礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查評價規(guī)范》評價廢渣對環(huán)境的破壞(表1)，采用單項污染指數(shù)法進行環(huán)境質(zhì)量評價，顯示超標樣品主要集中在金屬礦山廢石渣和礦井流出水底泥[6]。

(6)礦山地質(zhì)環(huán)境條件。

依據(jù)《廣東省礦山地質(zhì)環(huán)境詳細調(diào)查技術指南》評價礦山地質(zhì)環(huán)境條件復雜程度[8]。

復雜條件礦山地質(zhì)環(huán)境：主要礦層(體)位于地下水位以下，礦坑進水邊界條件復雜，充水水源多，礦坑正常涌水量大于10 000m3/d。礦床圍巖巖體結構以碎裂結構、散體結構為主，地表殘坡積層、基巖風化破碎帶厚度大于10m，地質(zhì)構造復雜?，F(xiàn)狀條件下原生地質(zhì)災害發(fā)育，礦山地質(zhì)環(huán)境問題的類型多，危害大。中等條件礦山地質(zhì)環(huán)境：主要礦層(體)位于地下水位附近或以下，礦坑進水邊界條件中等，礦坑正常涌水量3 000～10 000m3/d。礦床圍巖巖體結構以薄到厚層狀結構為主，地表殘坡積層、基巖風化破碎帶厚度5～10m，地質(zhì)構造較復雜?，F(xiàn)狀條件下礦山地質(zhì)環(huán)境問題的類型較多，危害較大。簡單條件礦山地質(zhì)環(huán)境：主要礦層(體)位于地下水位以上，礦坑進水邊界條件簡單，礦坑正常涌水量小于3 000m3/d。礦床圍巖巖體以巨厚層狀—塊狀整體結構為主，地表殘坡積層、基巖風化破碎帶厚度小于5m，地質(zhì)構造簡單?，F(xiàn)狀條件下礦山地質(zhì)環(huán)境問題的類型少，危害小。

4.2 分區(qū)評價方法和結果

采用加權因素比較法，對連南縣礦山地質(zhì)環(huán)境展開質(zhì)量評價并進行綜合分區(qū)[9]。具體評價模式為：

式中：P-礦山地質(zhì)環(huán)境影響程度系數(shù)；S1-礦山地形地貌景觀破壞程度專家評判值；S2-礦山土地資源破壞程度專家評判值；S3-礦山地質(zhì)災害危害程度專家評判值；S4-礦山含水層影響與破壞程度專家評判值；S5-礦山水、土污染程度專家評判值；S6-礦山地質(zhì)環(huán)境條件脆弱程度專家評判值；a-權重，分別賦予a1=0.35、a2=0.25、a3=0.15、a4=0.10、a5=0.10、a6=0.05。

各評判因子分級標準如表4所示。

表4 礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量分級評價標準

根據(jù)對連南瑤族自治縣56處礦產(chǎn)地野外地質(zhì)調(diào)查的實際情況，通過上述評價模式對連南縣礦山地質(zhì)環(huán)境影響程度進行評價分級，結果如表5所示。根據(jù)P值可將連南縣礦山地質(zhì)環(huán)境影響區(qū)域劃分為三類：Ⅰ－礦山地質(zhì)環(huán)境影響嚴重區(qū)(P＞6.0)；Ⅱ－礦山地質(zhì)環(huán)境影響較嚴重區(qū)(4.0＜P≤6.0)；Ⅲ－礦山地質(zhì)環(huán)境影響較輕區(qū)P≤4.0)。

4.3 連南縣礦山地質(zhì)環(huán)境影響分區(qū)評價

根據(jù)表5評價方法，按照礦山地質(zhì)環(huán)境影響嚴重區(qū)、較嚴重區(qū)和較輕區(qū)三個級別，確定礦山地質(zhì)環(huán)境影響嚴重區(qū)有8個、影響較嚴重區(qū)19個、影響較輕區(qū)26個，受影響土地總面積為195.3hm2(未治理面積 158.5hm2)。

表5 連南縣礦山地質(zhì)環(huán)境影響評價結果

表5 (續(xù))

(1)礦山地質(zhì)環(huán)境影響嚴重區(qū)(Ⅰ)。

礦山地質(zhì)環(huán)境影響嚴重區(qū)共8個，占總礦山15.1%，受影響土地面積 78.4hm2，未治理面積105.8hm2，占未治理面積66.7%，主要分布于三江鎮(zhèn)、寨崗鎮(zhèn)、大麥山鎮(zhèn)，其中非金屬礦山5個、金屬礦山3個，礦種為石灰?guī)r、大理巖采石場、石英礦、鐵礦及多金屬礦[10]。主要環(huán)境地質(zhì)問題為地形地貌景觀破壞、壓占與破壞土地和地下水均衡破壞。崩塌地質(zhì)災害礦山2處，巖溶地面塌陷(地裂縫)礦山1處。

(2)礦山地質(zhì)環(huán)境影響較嚴重區(qū)(Ⅱ)。

礦山地質(zhì)環(huán)境影響較嚴重區(qū)共19個礦山，占總礦山35.9%，受影響土地面積97.9hm2，未治理面積49.9hm2(含地質(zhì)災害影響范圍7.17+10.58hm2)，占未治理面積31.5%，基本上分布在寨崗鎮(zhèn)。金屬礦山13個、非金屬礦山4個、能源礦山2個，主要礦種為鉛鋅礦、鉬礦、鐵礦、煤礦，大部分為地下開采。主要環(huán)境地質(zhì)問題為地形地貌景觀破壞、壓占與破壞土地，崩塌地質(zhì)災害礦山4處，滑坡地質(zhì)災害礦山2處，巖溶地面塌陷(地裂縫)礦山1處。

(3)礦山地質(zhì)環(huán)境影響較輕區(qū)(Ⅲ)。

除礦山地質(zhì)環(huán)境影響嚴重區(qū)、較嚴重區(qū)以外的其它地區(qū)，共26個礦山，占總礦山的49.1%，受影響面積 18.97hm2，未治理面積 2.8hm2，占未治理面積1.8%。金屬礦山13個、非金屬礦山7個、能源礦山6個，地質(zhì)環(huán)境問題以礦山壓占與破壞土地為主，礦山地質(zhì)災害規(guī)模及危害程度小，礦山活動對該區(qū)地質(zhì)環(huán)境影響小。

5 結論和建議

通過野外地質(zhì)調(diào)查表明連南縣礦山環(huán)境地質(zhì)問題主要有地形地貌景觀及土地資源破壞、礦山地質(zhì)災害、含水層破壞、礦山廢渣影響地質(zhì)環(huán)境等四大類，其中又以地形地貌景觀及土地資源破壞為主。基于53個礦山野外地質(zhì)調(diào)查情況和六項環(huán)境影響評價指標評價，采用加權因素比較法的評價模式，根據(jù)評價結果P值劃分影響區(qū)域有8個嚴重區(qū)(Ⅰ)、19個較嚴重區(qū)(Ⅱ)和26個較輕區(qū)(Ⅲ)三個級別，受影響土地總面積為195.3hm2。為了進一步改善和治理連南縣礦山地質(zhì)環(huán)境，結合評價結果和研究區(qū)的實際情況，提出如下建議。

(1)下一步應討論連南縣礦山地質(zhì)環(huán)境分區(qū)治理，設立礦山地質(zhì)保護區(qū)，并劃分出重點治理區(qū)域和一般治理區(qū)域。同時，要提高連南縣新建礦山的準入條件，形成相對集中、有序開采、分期治理的模式，切實保護礦山生態(tài)環(huán)境。

(2)建立礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測體系和礦山地質(zhì)環(huán)境動態(tài)監(jiān)測信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，對于評價結果中的(Ⅰ)、(Ⅱ)區(qū)要加強動態(tài)環(huán)境監(jiān)測，利用3S技術等最新手段對礦山環(huán)境發(fā)展趨勢進行預測預報，對可能產(chǎn)生的生態(tài)環(huán)境問題應及時采取防治措施。

(3)建立完善礦山環(huán)境治理體系，依靠科技進步，樹立典型治理示范礦區(qū)，搞好礦區(qū)綜合防治。比如，對研究區(qū)露天開采形成的高陡巖質(zhì)邊坡采取綜合修復手段，將傳統(tǒng)生態(tài)復綠與新型生態(tài)修復技術相結合，預期取得良好效果。

(4)規(guī)范礦山管理秩序，加大執(zhí)法力度。對研究區(qū)內(nèi)嚴重破壞生態(tài)環(huán)境的礦山要依法關閉，比如采石場；對于研究區(qū)水源地附近區(qū)域的礦山要嚴格管理，不再審批新礦山；要加強對礦山的全程監(jiān)督和審查工作，對違法違規(guī)行為要依法嚴處。