大型礦山環(huán)境地質(zhì)問題及礦山環(huán)境治理工作探討①

孫艷榮

摘 ? 要：鞍山地區(qū)礦產(chǎn)豐富，采礦業(yè)發(fā)展較快，在帶動地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時也對當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境造成了一定危害，而大型礦山的影響尤為明顯，作者以城區(qū)周圍地質(zhì)環(huán)境為背景，通過對鞍山市周圍現(xiàn)有礦山地質(zhì)環(huán)境問題梳理分析，闡述礦業(yè)生產(chǎn)對城區(qū)地質(zhì)環(huán)境的影響，提出對鞍山城區(qū)地質(zhì)環(huán)境治理工作的建議，對礦山地質(zhì)環(huán)境治理工作提出了新要求。

關(guān)鍵詞：礦山 ?地質(zhì)環(huán)境 ?治理 ?鞍山市

中圖分類號：TD167 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）09（a）-0114-02

鞍山是東北地區(qū)最大的鋼鐵工業(yè)城市、新中國鋼鐵工業(yè)的搖籃，有著"共和國鋼都"的美譽(yù)，鞍山現(xiàn)轄鐵東、鐵西、立山、千山4個區(qū)，城區(qū)總面積797km2，截至2018年，鞍山市區(qū)人口154.40萬。

1 ?礦山分布特點

鞍山市地勢東南高，西北低，自東南向西北傾斜，地貌類型屬低山丘陵區(qū)，主要分布有太古宙表殼巖鞍山群變質(zhì)巖系、早元古宙陸間裂谷環(huán)境沉積形成的火山——沉積巖系，遼河群變質(zhì)巖以及大面積出露太古宙和元古宙花崗巖類，并不乏世界規(guī)模的鐵礦床。圍繞鞍山城區(qū)的大礦山有西鞍山、東鞍山、大孤山、齊大山、眼前山、鞍千礦，均由國家開采。

2 ?地質(zhì)環(huán)境背景

2.1 地層巖性

鞍山地區(qū)出露地層以下元古界遼河群和新生第四系最為發(fā)育，其次為太古界鞍山群、中上元古的青白口系，震旦系和古生界寒武系、石炭二迭系、中生界上侏羅系地層。

2.2 巖漿巖

鞍山地區(qū)巖漿巖十分發(fā)育，占出露基巖面積的80%左右。按照侵入時代，可分為早前寒武紀(jì)侵入巖、中生代侵入巖。本區(qū)以早前寒武紀(jì)侵入巖分布最廣。

2.3 構(gòu)造

鞍山地區(qū)整體構(gòu)造格架是以鐵架山花崗雜巖體構(gòu)成一個近于三角形的中心，圍繞該巖體分布有南北鐵礦帶和東西鐵礦帶，西北被新生代遼河沉降帶東沿斷裂所切割，在外圍為太古宙晚期的花崗巖所包圍的總體格局。在其上接受了早元古宙遼河群的沉積，其后經(jīng)過區(qū)域變質(zhì)作用形成結(jié)晶基底。

2.4 水文地質(zhì)

鞍山地區(qū)基巖出露位置較高，風(fēng)化裂隙和節(jié)理裂隙均較發(fā)育，處于積極交替的水文地質(zhì)環(huán)境之中，水量不大?；鶐r分布區(qū)，第四紀(jì)厚度較薄且顆粒較粗，有利于降水的下滲，形成基巖裂隙水。在低山丘陵區(qū)分布有元古界碳酸鹽巖類、中生界碎屑巖、火山碎屑巖等，賦存裂隙巖溶水和孔隙裂隙水。

3 ?地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀和存在的問題

鞍山市區(qū)周邊鐵礦山自南而東而北呈半月狀向西環(huán)抱城區(qū)，最遠(yuǎn)離市區(qū)13km，最近2km，6大鐵礦山分布在活動斷裂帶上或其附近，其中西鞍山礦、東鞍山礦、大孤山礦沿寒嶺斷裂帶分布，鞍千礦、齊大山、眼前山礦則沿倪家臺斷裂帶分布。初步查明，這些斷裂最新活動年代距今1～30萬年。鞍山市區(qū)地質(zhì)環(huán)境和礦山地質(zhì)環(huán)境交織在一起，互為依托不可分割;所存在的地質(zhì)災(zāi)害也呈鏈群狀分布，具有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。

3.1 礦山開采誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害

（1）礦山物質(zhì)遷移強(qiáng)度每100km大于5000萬t/a，廢石尾礦堆積年平均約8000萬t，礦山開采引起地表應(yīng)力分布的變化，引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。（2）礦山開采地基失穩(wěn)，容易引發(fā)滑塌沉陷等地質(zhì)災(zāi)害。（3）活動斷裂的性質(zhì)、破碎帶寬度、節(jié)理裂隙的發(fā)育程度及其組合特征是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的重要因素。

從以往調(diào)查資料看，規(guī)模較大的滑坡都出現(xiàn)在國有大型礦山，主要有：（1）大孤山鐵礦自1957年以來共發(fā)生12處滑坡，西南幫片麻狀混合巖出露區(qū)內(nèi)有8處，海拔高程53～18m，東南幫花崗巖出露區(qū)有3處，海拔高程53m，西山區(qū)玢巖風(fēng)化層內(nèi)1處，海拔高程75～120m。這些滑坡雖沒有造成人員死亡，但造成了不同時間的停產(chǎn)，最長影響兩天通車。（2）眼前山鐵礦于1984年秋在采坑的東北角發(fā)生一次滑坡，最終坡高337m，坡角38°。滑坡范圍，東西長50m，南北長100m，總滑方量55×104t，最大滑坡幅度為0.7m。此次滑坡因及時處理沒有造成損失。（3）齊大山鐵礦露天開采時第四系層發(fā)生滑坡，滑方量不大，損失較小。其它礦山的采場、排土場也不同程度存在這類地質(zhì)災(zāi)害或隱患，由于沒有造成明顯的損失，記錄很少。

3.2 城區(qū)范圍內(nèi)環(huán)境水文地質(zhì)問題

（1）鞍山市是全國100多個嚴(yán)重缺水城市之一，水資源總量1.38m3×108m3，人均占有水資源量825m3，為全國人均水資源量的1/3，嚴(yán)重偏低;（2）露天開采造成原始地形地貌發(fā)生變化，改變地下含水層補(bǔ)給、徑流和排泄條件。由地下水資源缺乏造成地下水過量開采引起地下水位持續(xù)下降，進(jìn)而激發(fā)巖溶塌陷、地面沉降等地質(zhì)災(zāi)害;（3）尾礦水污染地表、地下水。鞍山城區(qū)西部，地表分布有一層厚度近 1m 的砂質(zhì)粘土層，是地下水的有效保護(hù)層。但由于地表水污染物濃度過高，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過該保護(hù)層的自凈和降解能力，目前鉛、鎘等物質(zhì)在表層土壤中，積聚深度超過0.5m，局部已達(dá)1m。

3.3 城區(qū)周圍地形地貌景觀環(huán)境問題

（1）廢石、尾渣排放大量占用土地，破壞植被，造成土地荒漠化。（2）粉塵污染城市空氣。（3）開采使自然景觀、人文景觀發(fā)生破壞，對居民構(gòu)成環(huán)境心理壓力，形成經(jīng)濟(jì)文化的負(fù)面效應(yīng)。

4 ?地質(zhì)環(huán)境治理工作建議

4.1 建立鞍山市區(qū)周邊礦山地理信息系統(tǒng)

進(jìn)行較大范圍內(nèi)的活動斷裂地質(zhì)災(zāi)害勘查，以物探、鉆探等手段，對各礦山的非穩(wěn)定邊坡進(jìn)行調(diào)查、勘查，重點查明礦區(qū)主要斷裂帶的活動性及其與礦山工程的關(guān)系，初步建立起鞍山市區(qū)周邊礦山地理信息系統(tǒng)。

4.2 礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測工程試點先行

摸清各礦山地層結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造，根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育情況，布設(shè)地表變形監(jiān)測網(wǎng);根據(jù)各礦山水文地質(zhì)條件及地下水的補(bǔ)、徑、排關(guān)系，建立水資源管理系統(tǒng)，重點查明露采深坑與活動斷裂的水力聯(lián)系。選擇工作基礎(chǔ)比較好，監(jiān)測條件比較成熟的礦區(qū)先行先試，積累經(jīng)驗后在全區(qū)逐漸推開。

4.3 加強(qiáng)礦山環(huán)境影響評價工作

礦山周圍分布有選礦廠及尾礦庫，為防止選礦尾水下滲影響地下水環(huán)境，地質(zhì)環(huán)境治理工作應(yīng)與礦山環(huán)境影響評價相結(jié)合。（1）督促企業(yè)選礦水做到循環(huán)使用，不外排;（2）做好尾砂回水水池的防滲工作，積極探索研究選礦廢水凈化處理措施;（3）制定尾礦庫周圍土壤、地下水的監(jiān)測計劃，研究污染物遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律。

4.4 與城市相關(guān)規(guī)劃相協(xié)調(diào)

治理工作要與鞍山市地質(zhì)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃及生態(tài)城市建設(shè)規(guī)劃相協(xié)調(diào)，建議如下：

（1）從重點區(qū)域、重點礦山抓起，以點帶面，統(tǒng)籌治理，著力解決對“三區(qū)兩線”區(qū)域存在突出影響的礦山地質(zhì)環(huán)境問題。自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、城市規(guī)劃區(qū)、主干公路鐵路沿線可視范圍內(nèi)的的排土場、采場邊坡應(yīng)重點治理。

（2）對礦山工程分布區(qū)域進(jìn)行城市地質(zhì)環(huán)境評價，與景觀生態(tài)多樣性分析相結(jié)合，為確定合理可行的治理、恢復(fù)工程方案提供依據(jù)。

（3）尾礦庫、壩治理。①開展服役尾礦庫的穩(wěn)定性監(jiān)測、加固;②積極探索尾砂改良的方法，減少礦山土源壓力;③探索研究各種微地貌和不同風(fēng)向條件下減少粉塵的工程措施。

（4）植被恢復(fù)。①北方耐旱植物培育移植、披復(fù);②不同地形不同土質(zhì)植物適應(yīng)性試驗;③礦山地質(zhì)環(huán)境修復(fù)初步規(guī)劃和實施;④修復(fù)區(qū)的管理保護(hù)。

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