郝昱貴,陳建成,蔣宗滿
(湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四一三隊(duì),湖南 常德 415000)
(1)地層和巖漿巖。地層除缺失石炭、侏羅系外,自寒武系至第四系均有出露。以焦柳鐵路為界,以西主要分布有寒武系至三疊系地層,巖性主要為鈣質(zhì)粉砂巖、砂巖、泥質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r、白云巖。以東主要為第四系更新統(tǒng)及全新統(tǒng)地層,巖性主要為砂質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粘土及砂、砂礫石。境內(nèi)出露地層以沉積巖為主,未見有巖漿巖出露。
(2)地質(zhì)構(gòu)造。區(qū)內(nèi)位于新華夏系構(gòu)造第二沉降帶的南部,屬新華夏系構(gòu)造體系。自震旦紀(jì)以來(lái),本區(qū)長(zhǎng)期處于拗陷狀態(tài),在沉降過(guò)程中,又間有多次上升運(yùn)動(dòng),從而構(gòu)成了多旋回的地殼運(yùn)動(dòng)[1]。本區(qū)唯一強(qiáng)烈的褶皺運(yùn)動(dòng)發(fā)生于侏羅紀(jì)末,不但使本區(qū)由古生代-早中生代拗陷區(qū)變?yōu)橹猩薨檸?,而且?duì)后期構(gòu)造發(fā)展有一定影響。
(1)地下水類型及富水性。①松散堆積層孔隙水:主要包括松散堆積層孔隙潛水及松散堆積層孔隙承壓水,含水層位多為更新統(tǒng)及全新統(tǒng)巖層;②碳酸鹽巖裂隙巖溶水:分布受地質(zhì)環(huán)境支配,含水層位需為可溶性的碳酸鹽巖,另需地質(zhì)構(gòu)造及外營(yíng)力作用形成一系列次生結(jié)構(gòu)面,提供給地下水賦存和轉(zhuǎn)移的空間;③基巖裂隙水:境內(nèi)分布的基巖裂隙水主要為碎屑巖裂隙水和碎屑巖孔隙裂隙水兩個(gè)亞類。
(2)地下水補(bǔ)、徑、排條件與動(dòng)態(tài)特征。①松散堆積層孔隙水:大部分分布于平原區(qū),其補(bǔ)給源為大氣降雨、湖泊和澧水等,隨大氣降水、澧水水位變化而變化;②碳酸鹽巖裂隙巖溶水:主要接受大氣降水垂向入滲補(bǔ)給,其次為地表水補(bǔ)給。巖溶水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和排泄條件,主要受構(gòu)造、巖溶發(fā)育強(qiáng)度等多方因素控制;③基巖裂隙水:其補(bǔ)給源主要為大氣降雨,大部分基巖裂隙水埋藏于巖溶水下,巖溶水可
視為補(bǔ)給源之一?;鶐r裂隙水的徑流強(qiáng)度遠(yuǎn)遜于巖溶水的徑
流強(qiáng)度,運(yùn)動(dòng)速度慢,屬穩(wěn)定型。
(1)巖體工程地質(zhì)基本特征。按巖土體特征及巖土物理力學(xué)性質(zhì),可分為四大巖類,五個(gè)巖組。四大巖類即軟弱至較堅(jiān)硬巖類、較堅(jiān)硬類、較堅(jiān)硬至堅(jiān)硬巖類、堅(jiān)硬巖類;五個(gè)巖組分別為堅(jiān)硬厚層狀石英砂巖巖組、堅(jiān)硬薄—厚層狀碳酸巖巖組、較堅(jiān)硬層狀至薄層狀頁(yè)巖巖組、軟弱—半堅(jiān)硬膠結(jié)松弛的粉細(xì)砂巖巖組[2]。
(2)土體工程地質(zhì)類型及特征。①砂性土(雙層結(jié)構(gòu)):分布于澧縣東部平原和崗地,上部為粉砂質(zhì)粘土,下部為砂礫石層;②粘性土(單層-雙層結(jié)構(gòu)):主要分布在澧縣西部低山丘陵地區(qū),土體具單層結(jié)構(gòu)和雙層結(jié)構(gòu)。前者為殘坡積粘性土、亞粘性土,底部夾碎石;后者為沖洪積層,位于西南部Ⅳ階地,具二元結(jié)構(gòu),上部為密實(shí)狀粘土,下部為含泥砂卵石。
截止調(diào)查年度全縣已經(jīng)投入開發(fā)利用的主要礦種有煤、石煤,鐵,巖鹽、芒硝,石膏等15種,已開采礦山面積59.28Km2。全縣礦山企業(yè)169家,省市發(fā)證礦山企業(yè)100家,以能源礦產(chǎn)、非金屬礦產(chǎn)資源開發(fā)利用為主。大中型規(guī)模礦山24家,僅占全縣礦山總量的14.20%;開采方式主要以露天開采與井下開采兩種方式;現(xiàn)有58家礦山企業(yè)在產(chǎn),停產(chǎn)、閉坑111家。
目前,礦山環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:①采礦活動(dòng)引發(fā)的滑坡、地面塌陷、地面沉陷等礦山地質(zhì)災(zāi)害;②開采過(guò)程中,露天采場(chǎng)、工業(yè)廣場(chǎng)、廢石堆場(chǎng)等造成土地資源占用破壞等;③礦山“三廢”的排放造成水土污染等地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題;④礦坑抽、排水引起大面積的地表水漏失、井泉干枯。
通過(guò)調(diào)查研究分析,境內(nèi)的礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題地域分帶明顯,與礦產(chǎn)分布密切相關(guān)。以閘口~王家廠一線劃分,可分為西北部的煤、石煤、鐵成礦區(qū),中部芒硝、石膏、膨潤(rùn)土成礦區(qū),北東部鹽礦成礦區(qū)。因此,礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題集中分布于這幾個(gè)地區(qū),各類礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題在不同地域的分布具有相對(duì)集中的特點(diǎn)。
(1)礦山地質(zhì)災(zāi)害分布特征。全縣有14家礦山發(fā)生了礦山地質(zhì)災(zāi)害24處,主要分布在西北部,從開采規(guī)模來(lái)看,大規(guī)模開采礦山區(qū)域內(nèi)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害比小型規(guī)模開采礦山災(zāi)種多、面積廣、危害及損失重,如羊耳山礦區(qū)地面塌陷、沉陷等均有發(fā)育,且影響范圍較大;從開采礦種及礦區(qū)來(lái)看,縣內(nèi)礦山地質(zhì)災(zāi)害主要集在煤礦區(qū),主要分布于甘溪煤礦區(qū)和羊耳山煤礦區(qū);以開采方式來(lái)看,地下開采礦山地質(zhì)災(zāi)害較露天開采更為嚴(yán)重。
(2)礦山占用及破壞土地資源的分布特征。礦山占用及破壞土地資源是一個(gè)普遍性的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題,每一家礦山均不同程度地存在占用及破壞土地資源的問(wèn)題,共計(jì)427公頃,其中水田及其他耕地為36公頃,按其礦種劃分為能源礦山占用破壞63公頃,黑色金屬礦產(chǎn)占用破壞4公頃,化工原料非金屬礦產(chǎn)占用破壞23公頃,建材及其它非金屬礦產(chǎn)占用破壞337公頃。
(3)礦山水資源影響破壞的分布特征。地下水系統(tǒng)因采礦而遭受破壞的主要分布在澧縣甘溪礦區(qū)、澧縣羊耳山礦區(qū)等開采強(qiáng)度大的煤礦區(qū)及澧縣金羅礦區(qū)石膏礦區(qū)。澧縣羊耳山礦區(qū)對(duì)地下水系統(tǒng)的破壞最為嚴(yán)重,使得地表水漏失,河流漏失長(zhǎng)度達(dá)2Km,給當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)、生活造成較嚴(yán)重影響。
(4)礦山“三廢”排放及水土污染分布特征。礦山在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量的廢水、廢液、固廢等,大部分未經(jīng)處理肆意排放對(duì)當(dāng)?shù)氐乃潦h(huán)境的污染影響在全縣調(diào)查的礦山中較為普遍,其污染對(duì)象包括地表水體、農(nóng)田及地下水含水層等,其污染源主要來(lái)自礦坑廢水及煤矸石堆、廢石(渣)等固體廢棄物產(chǎn)出的淋濾水。據(jù)調(diào)查,全縣礦山“三廢”排放主要集中在澧縣甘溪礦區(qū)、澧縣羊耳山礦區(qū),其礦山廢水、廢液的年排放量為545.89萬(wàn)噸;煤矸石堆、廢石(渣)等固體廢棄物堆放點(diǎn)31處,累計(jì)堆放體積69.59萬(wàn)m3。大量的“三廢”排造成約294.85公頃的水土環(huán)境污染嚴(yán)重。
評(píng)價(jià)原則:以礦山地質(zhì)環(huán)境造成的影響為主,兼顧礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境背景,突出礦山環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題。對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行評(píng)述,分析其形成原因,預(yù)測(cè)礦山地質(zhì)環(huán)境的變化趨勢(shì)。
評(píng)價(jià)方法:根據(jù)《細(xì)則(試行)》,以單礦山的評(píng)價(jià)因子為基礎(chǔ),采用網(wǎng)格法來(lái)對(duì)全縣的礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題進(jìn)行現(xiàn)狀影響綜合評(píng)價(jià)分區(qū),最后得到全縣的礦山地質(zhì)環(huán)境影響程度,分嚴(yán)重、較重、較輕三個(gè)級(jí)別。
(1)單個(gè)礦山地質(zhì)環(huán)境影響綜合評(píng)價(jià)。根據(jù)單個(gè)礦山地質(zhì)環(huán)境影響綜合評(píng)價(jià)原則和評(píng)價(jià)方法,對(duì)澧縣100家省市級(jí)發(fā)證礦山進(jìn)行了礦山地質(zhì)環(huán)境綜合評(píng)價(jià),分為嚴(yán)重、較重、較輕三個(gè)等級(jí)。單個(gè)礦山地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)結(jié)果為嚴(yán)重的有23家礦山,較重的40家礦山,全縣礦山地質(zhì)環(huán)境較重+嚴(yán)重共占市級(jí)發(fā)證以上礦山63÷100=63%。
(2)綜合分區(qū)評(píng)價(jià)。礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀影響綜合評(píng)價(jià)在1×1km網(wǎng)絡(luò)中將區(qū)內(nèi)的各礦山單個(gè)影響評(píng)價(jià)結(jié)果通過(guò)賦值、疊加、網(wǎng)格法劃分再賦值的方法進(jìn)行礦山地質(zhì)環(huán)境影響綜合評(píng)價(jià)。形成澧縣礦山地質(zhì)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)圖,根據(jù)礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀圖將網(wǎng)格單元邊界進(jìn)行修正,形成澧縣礦山地質(zhì)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)分區(qū)圖。根據(jù)其評(píng)價(jià)方法及其綜合分區(qū)原則,全縣共評(píng)價(jià)出澧縣甘溪—申家村礦區(qū)煤礦等3個(gè)以土石環(huán)境破壞、土地占用破壞為主的地質(zhì)環(huán)境嚴(yán)重區(qū),金羅石膏礦區(qū)火連坡鎮(zhèn)等8個(gè)以土地占用破壞為主的地質(zhì)環(huán)境較重區(qū),其余礦山所在地均為地質(zhì)環(huán)境影響較輕區(qū)。以綜合分區(qū)評(píng)價(jià)結(jié)果為依據(jù),綜合考慮社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等效益,本著“輕重緩急”的原則,將全縣礦山劃分為3個(gè)重點(diǎn)整治區(qū)、8個(gè)次重點(diǎn)整治區(qū)和1個(gè)一般整治區(qū),以此來(lái)開展礦山地質(zhì)環(huán)境整治工作。
(1)滑坡、崩塌。①澧縣礦山已經(jīng)發(fā)生的滑坡災(zāi)害大多處于未穩(wěn)定或暫時(shí)穩(wěn)定狀態(tài),礦山開采將進(jìn)一步加劇其危險(xiǎn)性,可能存在產(chǎn)生新的危害。②從生產(chǎn)現(xiàn)狀,不僅生產(chǎn)礦山存在崩滑坡、泥石流隱患;閉坑礦山同樣存在隱患,礦山遺留的廢石、煤矸石堆等大量堆積,沒(méi)有進(jìn)行有效圍擋治理,隨著時(shí)間推移,隨時(shí)可能發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害,嚴(yán)重地威脅著人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。③從開采方式來(lái)看,滑坡、崩塌地質(zhì)災(zāi)害主要發(fā)生在露天開采的礦山中,由于露天開采,邊坡開挖較常見,長(zhǎng)期開采,易形成高危陡坎,爆破等采礦活動(dòng)導(dǎo)致巖土體松動(dòng),從而為崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生創(chuàng)造了條件。
(2)地面變形。地面變形由于誘發(fā)因素不同,其特點(diǎn)也不同。一般而言,巖溶塌陷具有突發(fā)性、多發(fā)性、群發(fā)性和難以預(yù)見性的特點(diǎn),而采空沉陷具有漸變影響持久等特點(diǎn)。目前,潛在的地面變形隱患始終伴隨著礦山采掘過(guò)程,隱患是長(zhǎng)期的,因此,它們的危害具有長(zhǎng)久和持續(xù)的特點(diǎn)。
占用破壞土地資源與礦山開采范圍的擴(kuò)大密切相關(guān),總體呈加劇的趨勢(shì);現(xiàn)有生產(chǎn)礦山,隨著礦山產(chǎn)能規(guī)模等持續(xù)增加,礦山占用破壞土地資源總體也呈加劇的趨勢(shì);部分礦山處于停產(chǎn)狀態(tài),一旦恢復(fù)生產(chǎn),礦山占用破壞土地的趨勢(shì)會(huì)逐漸加大。
對(duì)于目前在建及生產(chǎn)礦山而言,尤其是井下開采的礦山,地下開挖活動(dòng)仍然在進(jìn)行,并局部在加劇,從而造成的對(duì)部分區(qū)域含水層的破壞是不可避免的。
根據(jù)本次實(shí)地調(diào)查,仍存在極少數(shù)選廠不規(guī)范管理,廢水、廢液肆意排放,故廢水對(duì)土石環(huán)境的污染仍會(huì)加??;關(guān)閉或停產(chǎn)的礦山廢石(渣)、煤矸石堆沒(méi)有進(jìn)行有效的治理,產(chǎn)生的淋濾水年排放量直接排放到溝渠等水體或土壤中,也會(huì)加劇當(dāng)?shù)赝潦h(huán)境的污染程度。