大型金屬礦床水工環(huán)地質(zhì)特征及礦山開發(fā)保護(hù)探析

王 磊

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局327地質(zhì)隊(duì)，安徽 合肥 230011）

近些年來，隨著科技的進(jìn)步，世界上很多國(guó)家發(fā)現(xiàn)了越來越多的大型金屬礦床，逐漸成為國(guó)內(nèi)外地質(zhì)勘探專家關(guān)注的熱點(diǎn)問題，隨著研究和開發(fā)的探索，各國(guó)專家對(duì)大型金屬礦床的形成環(huán)境和規(guī)律進(jìn)行了研究。本文總結(jié)大型金屬礦床水工環(huán)地質(zhì)特征的形成環(huán)境以及規(guī)律，探討應(yīng)該如何在保護(hù)地質(zhì)環(huán)境的基礎(chǔ)上進(jìn)行礦山開發(fā)。

1 大型金屬礦床區(qū)域地質(zhì)背景

通常情況下，大型金屬礦床區(qū)域的底層均是呈現(xiàn)東西向的走向，局部區(qū)域由于受到構(gòu)造影響，呈北東走向。從整體來看，金屬礦床構(gòu)造為復(fù)背斜，局部地區(qū)出現(xiàn)的褶皺以及斷裂發(fā)育均較完善，所形成的向斜山均與礦區(qū)有關(guān)；整體的構(gòu)造線呈南北方向，其中斷裂構(gòu)造一是分為有東西向，二是分為北東向，此區(qū)域經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)劇烈的巖漿活動(dòng)，經(jīng)過猛烈的巖漿活動(dòng)進(jìn)而形成地表巖層[1]。

2 大型金屬礦床區(qū)水工環(huán)地質(zhì)條件分析

2.1 區(qū)域水文地質(zhì)特征

鐵礦礦區(qū)多處于低中山區(qū)的過渡地帶，區(qū)域地表水豐富，根據(jù)調(diào)查顯示礦區(qū)最大水流量高達(dá)1500m3/秒。該區(qū)域由于地下水資源十分豐富，因此含有不同水質(zhì)的水流，礦區(qū)溫度長(zhǎng)期保持在17℃左右。其中鐵礦礦區(qū)的巖溶水由北西方向流入南東，其中在區(qū)域上的水位高度均保持一致。根據(jù)鐵礦礦區(qū)底層的巖土特征可以總結(jié)出，整個(gè)礦區(qū)含水層的類型主要有寒武系碳酸鹽巖類、石炭系碎屑巖類以及奧陶系碳酸鹽巖類等較老的巖石。

鋁土礦區(qū)多處于山體與斷陷盆的國(guó)度地帶。其中區(qū)域形成的泉域區(qū)主要是面積為1500km2的斷層溢流泉。整個(gè)礦床呈西高東低的走向，據(jù)數(shù)據(jù)記載當(dāng)前地勢(shì)最高的鋁土礦區(qū)海拔為1425.547m，最低的為1205.241m。其構(gòu)造呈南東方向，其中巖溶水主要是從西向東流。鉬鎢礦區(qū)局部區(qū)域地勢(shì)可以發(fā)現(xiàn)較小的水潭，但是均無可持續(xù)性的供水河流，含水巖層與隔水巖層呈條帶狀主要分布在礦區(qū)的溝谷地帶。

2.2 礦床區(qū)域水文地質(zhì)特征

大型金屬鐵礦礦區(qū)主要分布在山區(qū)的東部地帶，其中含水層以及溝谷形態(tài)多種多樣，斷裂構(gòu)造較少，整個(gè)礦區(qū)的地表水水流方向均是從西向東，泉點(diǎn)主要分布在溝谷地帶的平坦區(qū)域，泉點(diǎn)分布的出露地段的巖石性質(zhì)絕大多數(shù)是花崗巖以及輝長(zhǎng)巖等。大型金屬礦區(qū)鋁土礦床多分布在山區(qū)的中南部地區(qū)，從整體來看地貌均為切割的低中部山區(qū)，地勢(shì)主要為東高西低。溝谷多為南東-北西方向縱橫分布在整個(gè)礦區(qū)。

大型金屬鉬鎢礦床多分布在泥盆系中，同時(shí)這也是所有大型金屬礦床的主要分布地帶。其底層為北西走向，與地表的傾斜幅度為20°-40°之間。泥盆系底層整體為單斜結(jié)構(gòu)，構(gòu)造常有褶皺，尤其是斷裂層部分傾斜角度與其他部分相比較大，其巖性主要是凝輝巖。

3 大型金屬礦床工程地質(zhì)特征分析

大型金屬鐵礦礦床由于主要分布在河段的斷裂地帶，因此其巖石類型主要有輝長(zhǎng)巖、冰水沉積以及三疊系粉砂巖等。根據(jù)不同的巖石特性，可將整個(gè)巖體劃分為層狀巖、松散巖組。部分構(gòu)造活動(dòng)對(duì)巖石的裂縫具有巨大影響，同時(shí)對(duì)整個(gè)巖石的穩(wěn)定性也有一定的影響，極易在礦山開發(fā)中出現(xiàn)塌方或是邊坡失穩(wěn)的不良安全地質(zhì)現(xiàn)象。

大型金屬鋁土礦區(qū)的巖石特性較為堅(jiān)硬，另外還包含部分軟乎層狀碎屑巖巖體，這一部分的巖石類型主要含有碳酸鹽以及碎屑巖等不同結(jié)構(gòu)，區(qū)域上方土質(zhì)多為黃土。區(qū)域下方多為軟弱的巖層分布著大量巖石，在最下端借助較為堅(jiān)硬的巖石底部，提升整個(gè)巖層的穩(wěn)定性。

大型金屬鉬鎢礦床與其鄰近的巖層區(qū)域的礦區(qū)特征基本相同，根據(jù)巖石特性可將其巖石劃分為堅(jiān)硬巖組和松散巖組。而分布在溝谷出的松散巖石組，由于受到風(fēng)化等外界因素的影響，其結(jié)構(gòu)相比較松散，因此這一地帶極易發(fā)生塌方現(xiàn)象。

4 大型金屬礦床環(huán)境地質(zhì)特征分析

大型金屬鐵礦所處地帶，其人類活動(dòng)較為頻繁，主要表現(xiàn)在礦山開采和工程建設(shè)這兩方面。但是，常年以來由于受到不合理的礦山開發(fā)以及工程建設(shè)的破壞，導(dǎo)致礦床周邊的植被遭到毀壞，直接影響到該區(qū)域周邊的地下水位直線下降，使得周邊的水土流失現(xiàn)象嚴(yán)重，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響，同時(shí)又極大地減少了周邊工作區(qū)的地下水量。

大型金屬鋁土礦床所處地區(qū)切割較為嚴(yán)重，整個(gè)礦區(qū)地形也較為復(fù)雜，主要由第三系松散鹽類覆蓋在地表表面。

大型金屬鉬鎢礦區(qū)目前為止，并沒有發(fā)現(xiàn)水土流失以及泥石流等安全事故工程現(xiàn)象，因此在今后的礦山開采過程中，需對(duì)踩坑進(jìn)行處理，避免發(fā)生不必要的不良地質(zhì)災(zāi)害。

5 大型金屬礦床區(qū)域礦山開發(fā)保護(hù)措施探析

今后，開展大型金屬礦區(qū)開采的過程中，均會(huì)不斷重視植被保護(hù)以及局部風(fēng)化帶的作用，加強(qiáng)對(duì)周邊林地以及綠地的保護(hù)。在礦山開發(fā)的生產(chǎn)過程中，工作部分應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)所有不穩(wěn)定邊坡的管理和監(jiān)督，根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)放坡，確保金屬礦床開發(fā)邊坡的安全，以此提升整個(gè)礦山開采的安全保障；在建設(shè)礦山的過程中，需在礦床周邊多截取幾個(gè)排水溝，這樣可以有效減少礦區(qū)內(nèi)部的含水量。根據(jù)溶洞的深淺，可進(jìn)行不同級(jí)別的灌漿處理和回填處理。

在礦山開發(fā)的過程中，采用爆破技術(shù)難免會(huì)對(duì)周邊的生態(tài)環(huán)境造成影響，在進(jìn)行爆破處理之前需明確周邊環(huán)境保護(hù)的目標(biāo)，在做了初步分析和預(yù)估爆破結(jié)果之后，再確定科學(xué)的、合理的爆破操作流程，限定安全距離后方可進(jìn)行爆破處理。

6 結(jié)語

綜上所述，大型金屬礦區(qū)由于巖石特性不同，均表現(xiàn)出不同的地勢(shì)環(huán)境，同時(shí)所屬區(qū)域地勢(shì)較為復(fù)雜，使得礦山開發(fā)需注重統(tǒng)籌多方面的細(xì)節(jié)內(nèi)容。因此，在開發(fā)礦山之前，需勘查區(qū)域內(nèi)部的地址環(huán)境以及部分地質(zhì)極有可能誘發(fā)的水土流失、地面塌陷等不良地質(zhì)問題，才能確立開發(fā)操作流程，在盡可能保護(hù)生態(tài)環(huán)境的條件下方能進(jìn)行大型開采作業(yè)。