河南省寶玉石礦山地質災害分析及防治對策研究

羅勇，蘇博，江富建，李丹，王云飛 （南陽師范學院獨山玉研究實驗室，河南 南陽 473061）

河南省地處華北板塊與揚子板塊碰撞造山帶內，屬于我國六大寶玉石成礦帶中最重要的秦嶺成礦帶東段，寶玉石礦產極為豐富，迄今為止發(fā)現虎睛石、綠松石等約40余種寶玉石資源［1－4］。河南省是礦業(yè)大省，全省已發(fā)現各類礦產126種 （含亞礦種為154種），探明資源儲量為73種。礦產資源開發(fā)強度較大。據初步統(tǒng)計，截至2010年底，全省共有4078個采礦單位從事礦業(yè)生產活動，開發(fā)利用礦產數為106種 （含亞礦種）。生產礦山 （點）1543個，籌建礦山277個，停產礦山2155個，關閉礦山52個，其他51個。河南省主要礦山地質災害有采空地面塌陷、地裂縫、崩塌、滑坡、泥石流、礦坑突水等，同時還有煤矸石堆放及自燃、占用和破壞土地，礦區(qū)水土流失，區(qū)域地下水位下降、水體污染等［5－6］。

礦山地質災害是指自然地質作用和礦山地質作用導致礦山生態(tài)地質環(huán)境惡化的一系列災害事件［7］。前人在礦山地質災害方面研究成果豐碩，研究主要側重于煤礦、金屬礦山等方面的研究，關于非金屬礦山地質災害研究較少。而關于非金屬礦種中最為珍貴的寶玉石礦種方面的礦山地質災害研究尚屬于空白。寶玉石礦山由于其珍貴稀有的屬性，具有極高的價值，在非金屬礦產資源開發(fā)中，往往由于礦山開發(fā)單位唯利是圖或民間的私采、盜采，亂采、亂挖，地質災害隱患極強，造成的后果也極其嚴重。

寶玉石礦山由于其特殊的地質屬性，不僅有常見的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等地質災害，同時還有其特殊的地質災害，如巖溶 （漢白玉礦、米黃玉礦）、重金屬污染 （綠松石礦、螢石礦）、放射性輻射 （螢石礦）、石棉污染 （虎睛石礦）等。隨著寶玉石礦山開發(fā)的規(guī)模逐漸擴大，寶玉石礦山地質災害的隱患也會逐漸增強，因此有針對性的研究寶玉石礦山地質災害成因，并根據不同寶玉石礦山不同地質災害成因，提出相應的防治措施顯得尤為重要。

1 河南省寶玉石地質災害分析

1.1 寶石礦山地質災害分析

1）水晶礦山地質災害 河南省寶石級水晶主要分布在信陽、南陽、駐馬店3地，產出環(huán)境主要有偉晶巖脈晶洞 （如安皋鎮(zhèn)）和石英脈晶洞 （如桑樹溝、姚家村）2種類型。偉晶巖脈型晶洞往往空間較大，所產出的水晶質量較好，石英脈型晶洞往往空間較小，受構造控制作用明顯。由于水晶性脆，易發(fā)生崩塌、泥石流等礦山地質災害，并且不同產出環(huán)境發(fā)生崩塌、泥石流的概率不一樣，偉晶巖脈型晶洞易發(fā)生崩塌，石英脈型晶洞易發(fā)生滑坡、泥石流等地質災害。

2）螢石礦山地質災害 河南省可供工藝用的螢石礦主要分布在信陽邢集鎮(zhèn)尖山、駐馬店泌陽縣大路莊鄉(xiāng)樓房嶺村等地，主要產于花崗巖型 （尖山、樓房、陳樓）和大理巖型 （劉營）中。花崗巖型因其產在晶洞中，可能會發(fā)生崩塌等地質災害；大理巖型則容易發(fā)生巖溶塌陷。

3）藍晶石礦山地質災害 藍晶石主要為高鋁硅酸鹽礦物，主要分布在南陽市宛城區(qū)新店鄉(xiāng)隱山和桐柏縣固縣鎮(zhèn)2地，其中隱山藍晶石礦已基本采完，固縣鎮(zhèn)藍晶石礦正處于大規(guī)模開發(fā)中。藍晶石礦均產于新元古界變質巖系中，易發(fā)生崩塌、滑坡、泥石流等地質災害。

4）紅柱石礦山地質災害 河南紅柱石資源主要分布在西峽桑坪鄉(xiāng)楊乃溝紅柱石礦，是我國目前規(guī)模最大、晶體質量最好、開發(fā)條件優(yōu)越的超大型礦床。紅柱石主要產在云母石英片巖和二云石英片巖中，易發(fā)生崩塌、滑坡、泥石流等地質災害。

5）矽線石礦山地質災害 河南矽線石資源主要分布在西峽、內鄉(xiāng)、鎮(zhèn)平、桐柏一帶，主要賦存于矽線石英片巖和石榴黑云矽線片巖中。矽線石屬于鈣硅酸鹽類，在低溫水解作用下不穩(wěn)定，經水解形成層狀黏土礦物和游離硅酸，該類礦山易發(fā)生滑坡、泥石流等地質災害。

1.2 玉石礦山地質災害分析

1）獨山玉礦山地質災害 獨山玉是黝簾石化斜長巖，現階段僅發(fā)現產于南陽市獨山，圍巖主要為輝巖、輝長巖，巖石堅硬，但受構造運動作用裂隙發(fā)育，巖塊崩塌易發(fā)；同時由于深部開采，又涉及到巖爆、地下采空、地面塌陷等地質災害；同時儲量豐富，開采尾礦也是滑坡、泥石流等地質災害的隱患點。

2）密玉礦山地質災害 密玉是石英巖類玉石，主要產于新密市，賦礦圍巖主要為細粒石英巖。由于石英巖具有脆性且裂隙發(fā)育，所以易發(fā)生崩塌地質災害。如劉正軍［8］（1996）研究所述，密玉礦開采不同工作面，粉塵濃度不一樣，所以密玉礦也應注重礦山職業(yè)病的防治。

3）虎睛石礦山地質災害 虎睛石是一種硅化石棉，主要產于內鄉(xiāng)－淅川一帶，且儲量豐富?；⒕κ．a出于多組裂隙交錯部位或破碎蝕變帶網脈發(fā)育部位，因此虎睛石礦的巖石一般較為松散和破碎，易發(fā)生滑坡、泥石流等地質災害。由于虎睛石與藍石棉相伴生，所以石棉污染極為嚴重，對工人生命產生極大危害。

4）梅花玉礦山地質災害 梅花玉為杏仁狀安山巖，主要產于汝陽縣上店鎮(zhèn)境內。由于其處于地表，一般以路采或淺采為主，易發(fā)生地面塌陷、地裂等地質災害，同時也會產生粉塵污染空氣。對此應確定其成因及危害程度。

5）綠松石礦山地質災害 綠松石為銅鋁磷酸鹽礦物，圍巖為硅質巖，主要產于淅川縣大石橋鄉(xiāng)境內。民采、私采嚴重，已發(fā)生地面塌陷、地裂縫的地質災害，同時由于其本身還有重金屬元素，開采過程中還易發(fā)重金屬污染等環(huán)境地質災害。

6）碳酸鹽類玉石礦山地質災害 南召漢白玉礦、淅川米黃玉礦、魯山大理石礦等都屬于碳酸鹽類玉礦，其成因各不相同，顏色、硬度等地質屬性也各具特色。除常見的崩塌、滑坡、泥石流等地質災害外，碳酸鹽類玉礦區(qū)因易溶于酸，所以易發(fā)生巖溶地質災害，同時也會對水體造成一定程度的污染。

總之，各種寶玉石由于其特殊的礦物巖石屬性及圍巖性質，并受到構造、地貌、氣象、水文等因素的影響，易發(fā)生崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等各種地質災害。同時礦山地質災害也會引發(fā)地下水循環(huán)破壞、水體污染、大氣污染等環(huán)境地質問題。

1.3 寶玉石礦山地質災害形成的影響因素

1）地理因素 ①地理位置。不同寶玉石礦山的地理位置條件、與中心城鎮(zhèn)的距離和交通道路狀況，可以作為衡量地質災害應急響應機制速度的參考條件，同時也能作為評估礦山開發(fā)規(guī)模的參考條件。開發(fā)規(guī)模不同的礦山，地質災害嚴重程度也各不相同。②地形地貌。不同寶玉石礦山的地形地貌特征，尤其是海拔、高差、坡度等參數的準確測量是評估地質災害等級的依據，海拔高、高差大、坡度陡，發(fā)生地質災害的概率較高。③氣象水文。不同寶玉石礦山的氣象水文情況，對礦山所在地區(qū)的氣象資料進行搜集，尤其是氣溫、降水量等數據；對礦山所在地區(qū)水系河流發(fā)育情況、長度、落差、水質等進行調查，并搜集相應的年徑流量等水文數據，由此確定地質災害發(fā)生的概率，氣候多變、水系發(fā)育的寶玉石礦山易發(fā)生滑坡、泥石流等地質災害。④土壤植被。寶玉石礦山土壤植被覆蓋情況，土壤礦物組成、氣體、液體、微生物含量，植被類型、覆蓋程度等因素，都是影響地質災害參考因素。

2）地質因素 ①地層。不同寶玉石礦山地層特征，地層的新老、巖石組成、厚度、固結程度、接觸關系等都是影響地質災害的因素，老地層比新地層更易發(fā)生崩塌、滑坡等地質災害。②構造。不同寶玉石礦山構造特征，褶皺、斷層、節(jié)理發(fā)育程度、性質、產狀等對地質災害有著一定的控制作用，地質災害常沿構造發(fā)育地段發(fā)生聚集。③巖性。不同寶玉石礦山出露巖石性質，不同巖石的礦物組成、固結程度、巖石產狀、風化程度；礦體厚度、長度、傾角、埋深、設計開采水平等都是影響地質災害發(fā)生因素。④水文地質。不同寶玉石礦山地下水分布和形成規(guī)律，礦區(qū)地下水分類，不同類型地下水賦存狀態(tài)、埋深程度、補給來源等因素，影響著地質災害發(fā)育程度，同時也影響著地表水平衡。⑤工程地質。不同寶玉石礦山工程地質情況，有無工程開挖、工程建設程度、邊坡處理情況，周圍橋梁、路基、水庫建設等情況，這些都影響著礦山地質災害。如水庫地震能引發(fā)附近礦山地質災害。

2 河南省寶玉石礦山地質災害防治對策

河南省寶玉石礦山分布及地質災害成因各不相同，但主要有崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等幾種類型，同時這些地質災害的發(fā)生主要受控于地理和地質2方面因素。針對不同寶玉石礦山地質災害，從地質成因控制、氣象人為監(jiān)控、信息技術監(jiān)控等角度提出寶玉石礦山地質災害防治對策。

2.1 地質防治

寶玉石礦山地質災害是由于寶玉石礦產的特殊地質屬性所決定的，如礦物巖石結構、硬度，并受到構造、產出地層的影響。所以通過系統(tǒng)的寶玉石礦山地質災害分布特征研究，總結不同寶玉石礦產易發(fā)地質災害的規(guī)律，預測不同寶玉石礦山地質災害級別，劃分不同寶玉石易發(fā)主要地質災害級別，開采中注意巖石屬性、避開破碎帶、合理設計開采工作，嚴格執(zhí)行礦山防水設計，合理設置排水溝、擋水墻，并注重尾礦庫選址中地質因素，通過地質成因研究，提出各個環(huán)節(jié)的防治措施，有重點、有目標的進行寶玉石礦山地質災害防治。

2.2 氣象防治

寶玉石礦山地質災害易發(fā)的滑坡、泥石流等地質災害，及水循環(huán)破壞、水體污染、大氣污染等環(huán)境地質問題，往往都是突發(fā)性的天氣變化導致，如突發(fā)性的降水、大風，會導致上述地質災害的發(fā)生，所以應該嘗試探究降水量、風速等氣象因素對地質災害的影響，并提出不同氣象參數的地質災害響應級別。

2.3 人為防治

寶玉石礦山地質災害人為防治是重點，人為防治是現今地質災害防治主要手段。主要是通過各級地質災害點監(jiān)測人員監(jiān)測預警，這對地質災害監(jiān)測員的素質就有一定的要求，通過法規(guī)的制定、人員的培訓、職責的明確、定期巡查、突發(fā)氣象事件預警巡查等多種手段，強化人為防治作用。

2.4 技術防治

隨著遙感技術、地理信息系統(tǒng)、高分辨率物探、地震技術、動態(tài)監(jiān)控體系等新技術應用于地質災害防治，寶玉石礦山地質災害中地表發(fā)生的地質災害，如滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫及水體污染、大氣污染，都可以利用遙感等新技術進行預警和防治，建立區(qū)域臺站，定期上報地質災害監(jiān)測情況，動態(tài)防治地質災害。

3 結語

通過對河南省寶玉石地質災害進行分析，總結了河南省寶玉石礦山地質災害防治對策，以期能指導河南省的寶玉石礦的開采。

［1］江富建 .南陽地區(qū)寶玉石資源開發(fā)現狀與對策 ［J］.南都學壇，1990（3）：15－19.

［2］周世全，周敏 .豫西南地區(qū)寶玉石資源概況 ［J］.珠寶科技，1998，10（4）：49－51.

［3］涂懷奎 .河南寶玉石分布及其地質特征 ［J］.河南地質，2000，18（2）：92－96.

［4］申曉景 .河南寶玉石 ［J］ .檔案管理，2005，154 （3）：78－79.

［5］萬長吉 .河南地質災害及其減災十年對策初探 ［J］.鄭州工學院學報，1991，12（1）：69－76.

［6］張軍營，路東臣，馬旭東 .河南省非金屬礦山環(huán)境地質問題及防治對策建議 ［J］.河南地質情報，2002，20（2）：13－19.

［7］潘懋，李鐵峰 .災害地質學 ［M］.北京：北京大學出版社，2012.

［8］劉正軍 .玉礦開采中的坐肺危害流調報告 ［J］.中國城鄉(xiāng)企業(yè)衛(wèi)生，1996（6）：9－10 .