廣西羅城仫佬族自治縣地質(zhì)特征及礦山地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測

劉 祥

（廣西海洋地質(zhì)調(diào)查院，廣西 北海536000）

1 地質(zhì)特征

羅城仫佬族自治縣地質(zhì)構(gòu)造較發(fā)育，地殼運動表現(xiàn)為出旋回的特點，有四堡構(gòu)造運動、加里東構(gòu)造運動和印支構(gòu)造運動三次強烈的褶皺運動及多次較強的振蕩運動。 另外燕山運動亦有表現(xiàn)，主要是繼承性活動，以斷裂活動為主，幾條較大的斷層此時可能均有復(fù)活現(xiàn)象，境內(nèi)從第四紀以來地殼一直處于緩慢抬升狀態(tài)。 境內(nèi)地層巖性分布較復(fù)雜，整體上北西部主要是碎屑巖、變質(zhì)巖、巖漿巖分布區(qū)，南東部主要為碳酸鹽巖分布區(qū)。 沉積巖出露地層除第四系外，中元古界、晚元古界、震旦系、泥盆系、石炭系是境內(nèi)主要分布地層，南東部主要為石炭系地層分布區(qū)，其余地層主要分布在北西部；寒武系、奧陶系、三疊系分布面積很小，僅在南西部、南部有很少量分布，特別是奧陶系分布面積不到10 km2。 境內(nèi)出露的巖漿巖時代絕大部分以中元古界為主，還有極少量的白堊、侏羅系時代，其余地層在境內(nèi)零星分布。

2 巖土體工程地質(zhì)

調(diào)查區(qū)的巖體按 “巖體細部結(jié)構(gòu)＋巖石強度＋巖石名稱” 的要求規(guī)則，可以劃分為六個工程地質(zhì)類型：黏性土、砂、礫石多層松散土體（Ⅰ）、塊狀堅硬的侵入巖巖組（Ⅱ）、中厚層狀半堅硬的千枚巖、板巖夾堅硬的變質(zhì)砂巖巖組（Ⅲ）、中～厚層狀堅硬的砂礫巖夾半堅硬的頁巖、板巖巖組（Ⅳ）、薄～厚層狀堅硬的弱巖溶化碳酸鹽巖、半堅硬的泥頁巖互層巖組（Ⅴ）、中～厚層狀堅硬的強巖溶化碳酸鹽巖巖組（Ⅵ）六類工程地質(zhì)巖組。

3 水文地質(zhì)特征

3.1 地下水類型及含水巖組富水性

根據(jù)地下水含水巖組及含水介質(zhì)特征，境內(nèi)地下水類型可分為四類，即：松散巖類孔隙水，碳酸鹽巖裂隙溶洞水，碎屑巖、碳酸鹽巖溶洞裂隙水，基巖裂隙水及花崗巖風(fēng)化網(wǎng)狀裂隙水。 據(jù)其富水性可分為水量豐富、水量中等、水量貧乏三個富水等級。

（1）松散巖類孔隙水。 分布于碎屑巖區(qū)的殘坡積層及巖溶洼地、谷地中的溶余堆積層的黏性土及洪積、沖洪積含礫亞砂土、亞黏土、黏土質(zhì)礫卵石層中，其富水性差，涌水量＜100 m3／ d，屬水量貧乏。

（2）碳酸鹽巖裂隙溶洞水。 主要分布在羅城—懷群單斜一帶，此外還有一些零星小塊，整體上分布在境內(nèi)南部。 地下水埋深分布特征主要受地下水補給、徑流、排泄條件和巖溶發(fā)育程度控制；區(qū)內(nèi)喬善、懷群、天河、四堡、黃金、龍岸等谷地屬淺覆蓋型巖溶水，其余均為裸露及半裸露型巖溶水。 地下水賦存于純碳酸鹽巖裂隙溶洞中，含水介質(zhì)為溶洞、裂隙，不同地段富水程度不均，富水性貧乏—中等。 主要巖性為灰?guī)r、白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r。 富水性中等區(qū)巖溶泉平均流量15.7 L／ s，地下平均徑流模數(shù)3.2 L／（s·km2）；富水性貧乏區(qū)屬零星分布，巖溶泉平均流量1.95 L／ s，地下平均徑流模數(shù)1.42 L／（s·km2）。

（3）碳酸鹽巖夾碎屑巖溶洞裂隙水。 此含水類型與碳酸鹽巖裂隙溶洞水相間分布，其碳酸鹽巖厚度一般占巖組總厚的30% ～70%。 地下水賦存于碳酸鹽巖、碎屑巖溶洞、裂隙中，縣內(nèi)為富水性弱區(qū)。天河地段的巖溶泉平均流量為5.23 L／ s，是富水性弱區(qū)中相對較強的地段；羅城地段巖溶泉平均流量為0.63 L／ s，鉆孔涌水量僅9.3 t／ d，各開采坑道涌水量一般也小于65 t／ h；懷群地段巖溶泉平均流量為5.12 L／ s，地下徑流模數(shù)2.27 L／（s·km2）。

（4）基巖裂隙水。 根據(jù)巖體形態(tài)又分為層狀巖類裂隙水和塊狀巖類裂隙水。 層狀巖類裂隙水含水巖組主要由碎屑巖及千枚巖等淺變質(zhì)巖組成，此外有許多不同時期的小型巖漿巖體穿插在中間，也一起并歸到本巖組。 龍岸、黃金、懷群以北絕大部分都屬該類裂隙水。 由北向南水量由極富—豐富—中等逐漸遞變，水量極富區(qū)分部在西華—雙河口—縣界一帶，面積不大，枯季地下徑流模數(shù)一般6.34 ～16.12 L／（s·km2），泉平均流量為0.22～1.24 L／ s；水量豐富區(qū)分布在水量極富區(qū)與肯橋、臘峒、江口以北之間地帶，枯季地下徑流模數(shù)一般3.11～5.84 L／（s·km2），泉平均流量為0.15 ～0.54 L／ s；水量中等區(qū)分布在水量豐富區(qū)以南與碳酸鹽巖裂隙溶洞水之間地帶，枯季地下徑流模數(shù)一般1.4～2.82 L／（s·km2），泉平均流量為0.1～0.78 L／ s。

（5）花崗巖網(wǎng)狀裂隙水。 花崗巖網(wǎng)狀裂隙含水巖組為四堡期晚期花崗閃長巖和加里東期晚期花崗巖。 境內(nèi)主要有龍有、巖口、田蓬、坡甲、老旺等幾個小巖體，屬水量豐富區(qū)，枯季地下徑流模數(shù)一般2.54～5.19 L／（s·km2），泉出露稀少。

3.2 地下水補給、逕流、排泄特征

（1）松散巖類孔隙水補給、逕流、排泄特征。 大部分覆蓋于巖溶水之上，主要接受大氣降水的入滲補給，其次在局部地段接受周邊巖溶水、基巖裂隙水和地表水補給。 地下水徑流途徑一般較短，其主要排泄方式為逐漸垂直下滲補給下伏基巖裂隙水，或裂隙溶洞水，或溶洞裂隙水，或通過蒸發(fā)排泄。

（2）碳酸鹽巖裂隙溶洞水補給、逕流、排泄特征。 碳酸鹽巖裂隙溶洞水的補給來源一是大氣降水，為主要補給來源；其次是近分水嶺地帶碎屑巖區(qū)—側(cè)向徑流而來的地表河溪側(cè)向集中補給，當(dāng)然局部地段還有少量的孔隙水等其他類型地下水的補給。 前者補給方式是以注入式集中從落水洞、溶井、漏斗等垂直或傾斜的巖溶管道，直接匯入到地下河管道中，或以滲入式通過溶蝕裂隙慢慢地滲入，形成隙流，間接補給地下水。

地下水主要賦存和徑流空間是溶蝕裂隙和溶洞，因此，徑流形式可分為：裂隙～管道型、管道～裂隙型和裂隙型，前者為主要徑流形式。

排泄形式主要為地下河、泉及出水溶洞，天河、牛鼻河及其主要支流是區(qū)內(nèi)巖溶水的主要排泄通道。 根據(jù)起主要排泄作用的河流與構(gòu)造軸線或巖層走向的關(guān)系，排泄方式又可以分為橫谷排泄和側(cè)谷排泄。

（3）碳酸鹽巖、碎屑巖溶洞裂隙水的補給、逕流、排泄特征。 碳酸鹽巖夾碎屑巖溶洞裂隙水的補給來源主要為大氣降水，同時還得到周邊基巖裂隙水、碳酸鹽巖裂隙溶洞水以及地表水的側(cè)向補給。地下水賦存于規(guī)模較小的溶蝕裂隙、溶洞或碎屑巖構(gòu)造裂隙和風(fēng)化裂隙中，為裂隙型徑流方式。 徑流途徑短、分散排泄、水力坡度大為其特點。 徑流、排泄條件受地形地貌、裂隙構(gòu)造等因素控制。 總體看表現(xiàn)為在坡腳一帶以泉的形式出露地表，或垂直下滲補給下伏碳酸鹽巖裂隙溶洞水、基巖裂隙水。

（4）基巖裂隙水的補給、逕流、排泄特征。 基巖裂隙水的補給來源主要為大氣降水，局部地段還有周邊巖溶水補給。 地下水主要沿構(gòu)造裂隙、風(fēng)化裂隙、斷裂及不同巖性相間的層面構(gòu)造徑流，于溪溝、岸邊、沖溝、坡腳、緩坡等地貌部位以泉水和以散流形式匯入附近溝谷中；在與碳酸鹽巖交界地帶部分地下水則以潛流形式匯入巖溶管道、裂隙中。

徑流條件明顯受地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造因素控制，具有徑流途徑短、水力坡度大（隨山坡角變化）、近源排泄、地表水分水嶺與地下水分水嶺一致和分散排泄等特征。

4 礦山地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測

羅城仫佬族自治縣未來將重點加強銅、鎳、錫、鉛、鋅、銻等金屬礦及煤、碳酸鈣等非金屬礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)。 針對各類礦產(chǎn)的開采特點，預(yù)測未來縣內(nèi)潛在礦山地質(zhì)災(zāi)害。

4.1 采空地面塌陷（沉陷）

礦山潛在的采空地面塌陷（沉陷） 隱患是一個十分嚴峻的問題，潛在的采空地面塌陷（沉陷）隱患始終伴隨著礦山采掘過程，隱患是長期的。 由于采空地面塌陷（沉陷） 的破壞發(fā)育過程具有持續(xù)性和復(fù)發(fā)性，因此，其危害具有長久和持續(xù)的特點。 隨著采空區(qū)的日益擴展，頂板覆巖變形作用和礦坑排水將形成越來越多的地面塌陷、地面沉降和地裂縫隱患，因此，采空區(qū)是潛在的地面塌陷、地面沉降和地裂縫災(zāi)害隱患最為主要的地區(qū)。 礦山采空地面塌陷（沉陷）的潛在危害具有以下特征：

（1）已經(jīng)發(fā)生的采空地面塌陷（沉陷）災(zāi)害大多處于未穩(wěn)定或暫時穩(wěn)定狀態(tài)，且礦山為在采礦山。礦山持續(xù)開采將進一步加劇其危險性，對人民生命和財產(chǎn)安全構(gòu)成潛在危害。

（2）從礦種來看，潛在的采空地面塌陷（沉陷）主要分布在鉛、錫、銅、鋅、多金屬等金屬礦區(qū)及煤礦區(qū)。 該類礦山主要以地下開采為主，隨著礦山不斷采掘，這些潛在的采空地面塌陷（ 沉陷） 區(qū)或隱患區(qū)，將可能形成新的采空地面塌陷（沉陷） 災(zāi)害，破壞土地，威脅礦山及人員的安全。

（3）對于生產(chǎn)礦山，隨著礦山開采的深入，采空區(qū)面積日益擴展，采空地面塌陷（沉陷）的范圍和災(zāi)害規(guī)模將呈增長趨勢，對人的生命安全和地面設(shè)施的危害程度將進一步加劇。 對于閉坑礦山，由于采場頂板無人管理，任其自然冒落，頂板覆巖變形波及地表的影響往往會延續(xù)1—2 年，礦山閉坑后的相當(dāng)一段時期內(nèi)，采空區(qū)仍然存在著發(fā)生采空地面塌陷（沉陷）的可能性。 對于新建礦山，隨著近年來礦業(yè)秩序的多次整頓，地質(zhì)環(huán)境保護的法制法規(guī)逐漸健全，如《廣西地質(zhì)環(huán)境保護條例》 等的頒布實施、礦山地質(zhì)環(huán)境影響評估及礦山開發(fā)利用方案的制定工作的開展、礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理保證金制度的逐步推廣等等，這些礦山地質(zhì)環(huán)境管理政策和措施的出臺，對預(yù)防和避免礦山地質(zhì)災(zāi)害將起到重要作用，預(yù)計新建礦山發(fā)生采空地面塌陷（沉陷） 災(zāi)害的頻次及經(jīng)濟損失將小于目前生產(chǎn)礦山的災(zāi)害頻次和經(jīng)濟損失。

4.2 崩塌、滑坡和泥石流

崩塌、滑坡及泥石流地質(zhì)災(zāi)害具有突發(fā)性強、損失大和一定的隱蔽性特點。 縣內(nèi)露天開采的礦山數(shù)量眾多，絕大多數(shù)礦山未嚴格按開采設(shè)計或開發(fā)利用方案分臺階開采，開采往往形成高陡的臨空面，采石場圍巖節(jié)理裂隙發(fā)育，頁巖礦、煤矸石礦邊坡疏松，易形成崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害。 有色金屬如鉛、錫、鋅等以及非金屬礦山如煤礦、頁巖礦、煤矸石礦山開采歷史年代久遠，礦渣、尾砂積存量大且大部屬于無序堆放，強降雨往往會引發(fā)泥石流及滑坡，一般規(guī)模較大。

（1）已經(jīng)發(fā)生崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害的礦山大多處于未穩(wěn)定或暫時穩(wěn)定狀態(tài)，礦山開采將進一步加劇其危險性，存在產(chǎn)生新的危害的可能。

（2）金屬礦山尾砂庫存在的滑坡及泥石流隱患問題，金屬礦山主要集中在九萬山自然保護區(qū)周邊一帶，礦山尾砂庫及廢石場往往置于沖溝內(nèi)，匯水面積大，極大地增加泥石流發(fā)生概率。 非金屬露采礦山在縣內(nèi)分布較廣，占縣內(nèi)礦山總數(shù)的76.4%，由于礦山數(shù)量眾多，露天剝采導(dǎo)致的崩塌、滑坡隱患問題相對突出，特別是采石場危巖分布廣，隨機性強，今后，建材非金屬露采礦山可能引發(fā)較多數(shù)量的崩塌、滑坡。