安徽廬江朱崗鉛鋅礦床環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題分析

岳運(yùn)華，劉中剛

（安徽省地質(zhì)調(diào)查院，安徽合肥230001）

朱崗鉛鋅礦床位于廬江縣城東南，離廬江縣城約20km。位于廬樅盆地北東部邊緣，系隱伏礦床，鉛鋅礦資源量達(dá)大型規(guī)模[1-2]。結(jié)合當(dāng)前礦山開(kāi)發(fā)建設(shè)要求，堅(jiān)持綠水青山就是金山銀山，加強(qiáng)礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)，形成開(kāi)發(fā)與保護(hù)相互協(xié)調(diào)的礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)新格局，這就需要在地質(zhì)勘查過(guò)程中弄清楚礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)可能引發(fā)或遭受的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題。

1 自然地理概況

礦區(qū)地貌單元屬沿江丘陵平原的江北丘陵波狀平原區(qū)。東部地勢(shì)較高，為低山丘陵，海拔標(biāo)高25～99.8m，以岳山為主峰。西部為丘陵崗地，中部為黃屯河河谷，海拔標(biāo)高10～20m，地勢(shì)平坦，平面上呈V型向北延伸與天河沖積平原相接。地貌成因以侵蝕、剝蝕為主，丘陵區(qū)山峰多呈渾圓狀，山坡坡度多在10°～25°之間。當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面為海拔標(biāo)高9.5m。

該區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，降雨充沛，氣候溫暖濕潤(rùn)。據(jù)廬江縣氣象局近年的氣象監(jiān)測(cè)資料：區(qū)內(nèi)降水年內(nèi)、年際分布不均，降水主要集中在每年的4～8月，約占全年降水的63%，其余月份降水較少（表1）。年平均降水量1069.4mm。最大年降水量1480.6mm（2009年），最小年降水量575.8mm（2003年）。年平均降水天數(shù)141d。多年平均氣溫15.8℃，極端最高氣溫41.3℃，極端最低氣溫-13.7℃。多年平均蒸發(fā)量1359.1mm。平均年無(wú)霜期219d。

表1 區(qū)域2000～2009年主要?dú)庀笠亟y(tǒng)計(jì)表

礦區(qū)屬長(zhǎng)江流域，地表水系發(fā)育。區(qū)內(nèi)河流主要為黃屯河，小水庫(kù)、池塘等密布。黃屯河流經(jīng)礦區(qū)中部，發(fā)源于小嶺北部的龍?zhí)稕_，流域面積約16km2，平水期流量10～20m3/s。洪水季節(jié)流量驟增，最大洪峰流量達(dá)200m3/s，洪水位標(biāo)高達(dá)13m。因該河道彎曲、狹窄，河床坡降小，遭遇連續(xù)性強(qiáng)降雨時(shí)，易淹沒(méi)兩岸農(nóng)田。河溝均系雨源型，汛期徑流量約占年徑流量的50%以上。

2 礦床地質(zhì)特征[1-2]

普查工作區(qū)內(nèi)出露的地層較少，多為第四系蕪湖組（Qhw）亞粘土大面積覆蓋，僅于查區(qū)南西部出露火山巖地層白堊系下統(tǒng)龍門(mén)院組（K1l）角閃粗安巖夾薄層狀凝灰?guī)r、磚橋組（K1z）粗安巖及粗安質(zhì)凝灰?guī)r夾凝灰質(zhì)粉砂巖，少量侏羅系下統(tǒng)磨山組（J1m）石英砂巖及粉砂巖出露于查區(qū)北東部。查區(qū)深部鉆孔見(jiàn)有侏羅系中統(tǒng)羅嶺組（J2l）粉砂巖、三疊世上統(tǒng)拉犁尖組（T3l）長(zhǎng)石石英砂巖及泥質(zhì)粉砂巖、三疊世中統(tǒng)銅頭尖組（T2t）泥灰?guī)r及鈣質(zhì)粉砂巖。

區(qū)內(nèi)構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，目前僅發(fā)育有單斜構(gòu)造、局部小型斷裂構(gòu)造、節(jié)理及小型破碎帶、侵入接觸構(gòu)造等。

勘查區(qū)內(nèi)巖漿巖主要有超淺成相的黃屯閃長(zhǎng)玢巖、淺成相的焦沖正長(zhǎng)斑巖，以及龍門(mén)院旋回的次火山巖（岳山粗安斑巖）和噴發(fā)巖等。

該礦床為鉛鋅礦共生少量銅礦的隱伏礦床，鉛鋅礦儲(chǔ)量達(dá)大型規(guī)模。鉛鋅礦體主要賦存于礦床北東部粗安斑巖和南西部的閃長(zhǎng)玢巖中，少量賦存在龍門(mén)院組凝灰質(zhì)粉砂巖和基底地層的磨山組砂巖中。鉛鋅礦體呈層狀、透鏡狀，近水平相互疊置，總體在橫向傾向北西，在縱向上傾向南西，大多數(shù)產(chǎn)狀平緩，個(gè)別分布在上部的礦體受裂隙控制，產(chǎn)狀較陡。

3 礦區(qū)水文地質(zhì)特征

3.1 地下水類(lèi)型及含水巖組特征

根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料、鄰近礦區(qū)的勘探成果及本礦區(qū)的普查資料，將區(qū)內(nèi)地下水劃分為4個(gè)含水巖組。

3.1.1 松散巖類(lèi)孔隙水含水巖組

巖性為第四系全新世以及晚更新世沖積、坡洪積成因的粉質(zhì)粘土、含碎石粘土，河谷地帶下部分布有砂礫石層。主要分布于黃屯河谷兩側(cè)及山坡坡腳處，呈層狀、似層狀分布。上部粉質(zhì)粘土厚3～9m，平均厚度5.9m，巖性呈灰褐、灰黃色等，含少量的細(xì)砂，具粘性。下部砂礫石厚0～10m，平均厚度4.9m，局部呈透鏡狀，礫石直徑0.5～10cm不等，滾圓度較好，內(nèi)夾有粗砂和少量粘土。該層富水性較弱，水質(zhì)屬HCO3-Ca型。

3.1.2 閃長(zhǎng)玢巖、粗安斑巖類(lèi)基巖裂隙水含水巖組

巖性主要為粗安斑巖、閃長(zhǎng)玢巖及部分龍門(mén)院組火山巖捕擄體等組成。厚度一般在300～740m。底板標(biāo)高一般在-550～-750m。

該含水帶巖石具不同程度的高嶺土化、硅化、黃鐵礦化、鉛鋅礦化。裂隙發(fā)育段較多，局部極發(fā)育，多有高嶺土、黃鐵礦、硅質(zhì)、碳酸鹽等充填，巖芯多呈塊狀、碎塊狀。沿裂隙及硅化處，可見(jiàn)直徑2～10mm的小孔洞發(fā)育，局部密集，一般具連通性，水蝕明顯。據(jù)327地質(zhì)隊(duì)供水井ZK4抽水試驗(yàn)結(jié)果，黃屯閃長(zhǎng)玢巖含水巖組單位涌水量3.184L/（s·m），滲透系數(shù)8.615m/d，礦化度0.214g/L，pH值7.0，水質(zhì)屬HCO3-CaMg型。該含水帶富水性較強(qiáng)，將是未來(lái)礦床充水的主要影響因素。

3.1.3 羅嶺組、磨山組、拉犁尖組砂巖類(lèi)基巖裂隙水含水巖組

巖性主要為泥質(zhì)粉砂巖、石英砂巖等，性硬脆，沿北東向分布，傾向南東，傾角40°～60°。鉆孔揭露厚度20～460m不等，多未見(jiàn)底。頂板埋深在150～720.12m，頂板標(biāo)高在-108～-680.24m。裂隙較發(fā)育，局部孔段裂隙發(fā)育，以陡傾角裂隙為主，未見(jiàn)明顯水蝕現(xiàn)象。結(jié)合鄰近礦區(qū)資料，推測(cè)該含水巖組富水性弱。

3.1.4 正長(zhǎng)巖類(lèi)基巖裂隙水含水巖組

巖性主要為石英正長(zhǎng)巖、正長(zhǎng)巖，分布于礦區(qū)東部及底部，區(qū)內(nèi)部分鉆孔揭露該巖層，均未見(jiàn)底。頂板埋深659.56～889.61m，頂板標(biāo)高-627.63～-880.50m。裂隙基本不發(fā)育，巖芯完整。未見(jiàn)含水跡象。該含水巖組富水性極弱，可視為相對(duì)隔水層。

3.2 斷裂構(gòu)造的水文地質(zhì)特征

礦區(qū)褶皺構(gòu)造不甚發(fā)育，礦區(qū)基底地層總體呈一單斜構(gòu)造，走向70°～80°，傾向南東，傾角40°～60°，局部見(jiàn)小褶曲。除黃屯—蜀山斷裂及金山水庫(kù)-鶴毛隱伏斷裂通過(guò)礦區(qū)，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造不發(fā)育，只有少數(shù)小斷裂、破碎帶發(fā)育于局限范圍。據(jù)部分鉆孔巖芯觀察，構(gòu)造破碎帶視厚度2～12m，界面軸心夾角30°～40°，多為巖粉膠結(jié)，部分為硅質(zhì)膠結(jié)，巖芯普遍破碎，構(gòu)造破碎帶兩側(cè)次級(jí)裂隙尤為發(fā)育，多以陡傾角裂隙為主，局部呈網(wǎng)狀。閃長(zhǎng)玢巖、粗安斑巖巖體內(nèi)裂隙普遍發(fā)育，以陡傾角裂隙為主，少量40°～45°，裂隙面多附著高嶺石、黃鐵礦等，巖芯易沿裂隙面裂開(kāi)。部分孔段裂隙極發(fā)育，呈網(wǎng)狀，巖芯較破碎，厚度幾米到幾十米不等，推測(cè)這些孔段是地下水活動(dòng)的良好通道，給地下水循環(huán)交替帶來(lái)了有利條件，對(duì)礦床充水有一定的影響。

3.3 地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件[3-4]

區(qū)內(nèi)地下水的補(bǔ)、徑、排條件受地形地貌、地層巖性、構(gòu)造斷裂等因素的控制。地下水主要接受大氣降水的補(bǔ)給，局部接受地表水體的補(bǔ)給（圖1）。其中東部的低山區(qū)地形切割較強(qiáng)烈，基巖裸露較好，易接受大氣降水的補(bǔ)給，徑流較快。在西部波狀平原及淺丘區(qū)，地表大面積覆蓋有透水性差的粉質(zhì)粘土層，接受大氣降水補(bǔ)給的能力相對(duì)較弱，地下水徑流緩慢，多以蒸發(fā)的形式排泄，少量被人工抽取利用。

3.4 礦區(qū)水資源綜合利用評(píng)價(jià)

根據(jù)礦區(qū)水文地質(zhì)條件的綜合分析，區(qū)內(nèi)閃長(zhǎng)玢巖、粗安斑巖類(lèi)基巖裂隙水含水巖組富水性較強(qiáng)，水質(zhì)較好，符合生活用水的要求。由于本礦床富含易分解的硫化物，未來(lái)礦坑排水的水質(zhì)屬酸性水，對(duì)鋼材及混凝土具一定程度的腐蝕性，不能直接作為礦區(qū)工業(yè)生產(chǎn)和生活用水。

綜上所述，本礦床主要賦礦圍巖為閃長(zhǎng)玢巖及粗安斑巖體，以基巖裂隙水為主要充水因素，局部可能有地表水體的補(bǔ)給。礦體埋藏標(biāo)高+55～-650m，大部分均低于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面（標(biāo)高9.5m）。區(qū)內(nèi)主要充水含水層富水性較強(qiáng)，地下水補(bǔ)給條件一般。

圖1 地下水標(biāo)高等值線(xiàn)圖

4 礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)

4.1 區(qū)域地殼穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

礦區(qū)處于長(zhǎng)江中下游斷陷帶內(nèi)，地處揚(yáng)子板塊的北緣，西側(cè)緊靠郯廬斷裂帶，處于廬樅火山巖盆地西北部邊緣。所在區(qū)域地震活動(dòng)較頻繁，但不強(qiáng)烈。據(jù)資料記載，20世紀(jì)60年代以來(lái)，廬江縣有感地震近10次，主要受郯廬斷裂的控制和影響。

礦區(qū)位于揚(yáng)州—銅陵地震帶。據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖（GB18306-2001）》，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.35s，地震動(dòng)峰值加速度（g）分區(qū)為0.10g，地震基本烈度屬Ⅶ度區(qū)。

4.2 水文環(huán)境

礦區(qū)內(nèi)較大的地表水體為黃屯河，其一般性流量為10～20m3/s，隨季節(jié)性變化大，已被上游小嶺硫鐵礦產(chǎn)生的廢水污染，水質(zhì)較差。

4.3 地溫評(píng)價(jià)[5-8]

據(jù)以往岳山鉛鋅礦的測(cè)溫資料，該區(qū)域恒溫帶深度約25m，溫度約18℃，測(cè)溫鉆孔平均地溫梯度小于3℃/100m，屬正常地溫梯度，未發(fā)現(xiàn)地溫異常變化的現(xiàn)象。

5 礦山開(kāi)發(fā)可能引發(fā)和遭受環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題預(yù)測(cè)

5.1 采礦活動(dòng)對(duì)水資源的影響[3]

本礦床埋深差異較大，礦山開(kāi)采時(shí)大降深的疏干必然會(huì)引起區(qū)域地下水位的下降和主要含水層的疏干。本礦區(qū)主要含水層為上部的閃長(zhǎng)玢巖、粗安斑巖，其水質(zhì)較好，富水性強(qiáng)，礦區(qū)及其周邊地區(qū)部分居民生活用水取自淺層地下水。

本礦床富含硫化物，未來(lái)礦山開(kāi)采形成的尾礦及廢石中含黃鐵礦等易氧化分解的礦物，當(dāng)其暴露空氣中，含硫礦物在氧化、淋濾作用下，易形成酸性水，如不加處理，將會(huì)對(duì)地表水、地下水造成污染。

5.2 礦區(qū)開(kāi)發(fā)可能引發(fā)和遭受地面變形的預(yù)測(cè)

區(qū)內(nèi)礦體屬隱伏礦，礦山開(kāi)采主要以坑采的方式。采空區(qū)應(yīng)及時(shí)回填，否則引發(fā)地面不均勻沉降甚至塌陷的可能性大。礦區(qū)地表多村莊、農(nóng)田，應(yīng)采用合理的開(kāi)采方法，保護(hù)當(dāng)?shù)厝嗣竦纳柏?cái)產(chǎn)安全。

5.3 熱害[5-8]

本礦區(qū)部分礦體埋藏較深，初步估算其地溫遠(yuǎn)大于27℃，已形成熱害。另礦石中硫化物氧化時(shí)也會(huì)釋放一定的熱量，增高井巷中的溫度，進(jìn)一步加劇熱害。

6 結(jié)論及建議

6.1 結(jié)論

本礦床為以閃長(zhǎng)玢巖、粗安斑巖基巖裂隙水為主要充水因素的礦床，主要含水層富水性較強(qiáng)，地下水補(bǔ)給條件一般，水文地質(zhì)邊界條件為中等復(fù)雜程度。

礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀良好，僅黃屯河已被污染。未來(lái)礦山開(kāi)采過(guò)程中，礦坑水、尾礦、廢石堆中黃鐵礦等的氧化分解易形成酸性水，對(duì)水、土、石等地質(zhì)環(huán)境易產(chǎn)生污染。

部分礦體埋藏較深，初步推測(cè)其地溫可達(dá)35℃～40℃，認(rèn)為該礦床存在一定程度的熱害。

6.2 建議

本礦床鉛鋅礦礦體主要賦存于閃長(zhǎng)玢巖及粗安斑巖巖體中，礦體及其頂、底板直接為含水層。下一步工作應(yīng)著重建立地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)網(wǎng)，查明各含水巖組的水力聯(lián)系及斷裂構(gòu)造的導(dǎo)水性。

通過(guò)進(jìn)一步的勘查工作查明礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)條件，明確區(qū)內(nèi)主要的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題及其防治措施。

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