江西省德安縣上王屋礦區(qū)建筑石料用灰?guī)r礦礦山地質(zhì)環(huán)境條件分析

錢(qián)振義，韋憶涵

（江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局九一六大隊(duì)，江西 九江 332100）

1 礦山概況

1.1 交通位置

德安縣上王屋礦區(qū)建筑石料用灰?guī)r礦位于德安縣城北西329°方向直距約11km處豐林鎮(zhèn)豐林村，屬德安縣豐林鎮(zhèn)管轄。礦區(qū)中心地理坐標(biāo)為東經(jīng)115°42'20.6"，北緯29°24'32.01″。礦區(qū)范圍由6個(gè)拐點(diǎn)組成，開(kāi)采標(biāo)高+180m～+80m，開(kāi)采礦種為建筑石料用灰?guī)r礦，開(kāi)采方式為露天開(kāi)采，開(kāi)拓方式選用公路汽車(chē)運(yùn)輸，自上而下分層開(kāi)采。礦山有1公里簡(jiǎn)易公路與德安至白水公路相通，交通便利。

1.2 氣象水文

本區(qū)氣候溫濕，四季分明。根據(jù)德安縣氣象站資料統(tǒng)計(jì)，多年（1959年～2015年），平均氣溫16.8℃，7月～9月最高氣溫一般36.7℃～38.1℃，以1月～2月氣溫最低，一般在4.5℃～6.8℃。雨量充沛，多年年平均降雨量為1422.0mm，最大年份降雨量2110.7mm（1998年），最小年份降雨量?jī)H865.6mm（1963年），最大季降雨量980.0mm，最大日降水量166.8mm，最大小時(shí)降水量61.5mm。年平均降雨日為131天～146天。

區(qū)內(nèi)地表不易積水，在礦區(qū)西側(cè)及南側(cè)低洼處分別見(jiàn)有三條季節(jié)性小溪流，經(jīng)水質(zhì)分析屬HCO3-Ca·Mg型水，PH值7.5～8。礦區(qū)北西側(cè)約215m處為茅山水庫(kù)，為小（2）型水庫(kù)，水庫(kù)總庫(kù)容78.3萬(wàn)m3。

1.3 土壤、植被

礦區(qū)地帶性土壤為紅壤，礦區(qū)基巖裸露，表土層薄且分布不均勻，厚度0.5m～1.0m，土壤成土母巖為碳酸鹽巖風(fēng)化物，現(xiàn)狀地表土壤主要為粉質(zhì)粘土及砂石土，結(jié)構(gòu)較松散。植被下形成的地帶性土壤，腐殖質(zhì)積累很低。

項(xiàng)目所在區(qū)域天然植被頂極群落為北亞熱帶常綠闊葉林，由于長(zhǎng)期以來(lái)的人為的破壞，致使原生植被幾乎破壞殆盡，僅在局部殘存有次生常綠闊葉林，礦區(qū)及周邊的主要植被有灌草叢、毛竹等。

1.4 地形地貌

礦區(qū)及外圍主要為構(gòu)造剝蝕丘陵地貌。地形總體北西高南東低，最低點(diǎn)位于礦區(qū)南東部，海拔標(biāo)高+47.5m，最高峰位于礦區(qū)西部，海拔標(biāo)高+301.0m，最大高差約253.5m。地形坡度變化較緩，一般為12°～30°。礦區(qū)內(nèi)未見(jiàn)溝谷發(fā)育，無(wú)水流分布。在礦區(qū)西側(cè)發(fā)育一條北西向溝谷，溝谷上部為茅山水庫(kù)，水庫(kù)庫(kù)壩下游溝谷長(zhǎng)約450m，寬40m～100m，縱坡坡度3°，兩側(cè)山體自然坡度20°～30°，地表植被較發(fā)育。

區(qū)內(nèi)巖溶地貌較發(fā)育，多為裸露-半裸露灰?guī)r地區(qū)，礦區(qū)地表巖溶較發(fā)育，形態(tài)多樣，主要有：溶溝、溶槽、洼地。

1.5 礦山開(kāi)采現(xiàn)狀

礦山經(jīng)多年開(kāi)采，形成南北向長(zhǎng)200m、東西縱深175m的采坑，采坑底部規(guī)模約125×100m2。采坑在+143m、+135m、+100m標(biāo)高分別形成開(kāi)采平臺(tái)，最低底盤(pán)平面標(biāo)高+80.85m～+83.04m。

2 地質(zhì)環(huán)境條件

2.1 地層巖性

圖1 上王屋礦區(qū)地形地質(zhì)圖

出露地層自北西向南東由老變新，依次為寒武系下統(tǒng)觀音堂組（∈1g）灰黑色～黃綠色粉砂巖，粉砂質(zhì)泥巖，泥質(zhì)粉砂巖，上部局部夾少量薄層狀、透鏡狀灰?guī)r、硅質(zhì)巖、鈣質(zhì)頁(yè)巖；中統(tǒng)楊柳崗組(∈2y)下部為淺灰色薄～中厚層泥質(zhì)白云質(zhì)灰?guī)r、灰質(zhì)白云巖、條紋狀泥質(zhì)灰?guī)r，上部為薄～中厚層（5cm～15cm）條紋狀泥質(zhì)灰?guī)r夾少量鈣質(zhì)、碳質(zhì)頁(yè)巖、上統(tǒng)華嚴(yán)寺組(∈3h)淺灰色中厚層狀（12cm～25cm）夾厚層狀（50cm～80cm）“寬條帶”狀泥質(zhì)灰?guī)r夾“窄條帶”狀“眼球狀”泥質(zhì)灰?guī)r；全新統(tǒng)（Q4al）下部為砂礫石層，礫石成份為脈石英、硅質(zhì)巖、石英砂巖、灰?guī)r等，磨圓度較好，多為次圓狀，分選性較好。上部為松散粘土、粉質(zhì)粘土層。（見(jiàn)圖1，礦山地形地質(zhì)圖）。

2.2 巖漿巖

區(qū)內(nèi)未見(jiàn)巖漿巖出露。

2.3 地質(zhì)構(gòu)造與地震震級(jí)

2.3.1 地質(zhì)構(gòu)造

礦區(qū)位于彭山穹窿南東轉(zhuǎn)折端。呈一單斜構(gòu)造，地層傾向南東，經(jīng)實(shí)地調(diào)查，采坑斷面發(fā)育二組裂隙，第一組產(chǎn)狀為260°∠70°，裂隙面較平直，裂隙寬5cm～12cm，裂隙中充填方解石脈，裂隙間距3m～5m；第二組裂隙產(chǎn)狀90°∠65°，裂隙間距2m～4m，裂隙面平直。

2.3.2 地震震級(jí)

本區(qū)屬華南地震區(qū)長(zhǎng)江中下游地震亞區(qū)，九江市有記載的地震始于公元409年2月9日，有記載的地震震級(jí)一般小于6級(jí)。1971年以來(lái)最大一次為2005年11月26日發(fā)生在九江縣與瑞昌市交接處5.7級(jí)地震，中心地帶烈度達(dá)Ⅶ度。

根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2015）,德安縣豐林鎮(zhèn)地震動(dòng)峰值加速度為0.05g，地震動(dòng)加速度反應(yīng)譜特征周期為0.35s。

2.4 巖溶發(fā)育程度

區(qū)內(nèi)可溶巖為寒武系中上統(tǒng)楊柳崗組、華嚴(yán)寺組碳酸鹽巖，其特點(diǎn)是石灰?guī)r與泥質(zhì)頁(yè)巖或泥灰?guī)r互層或石灰?guī)r呈透鏡狀分布于泥質(zhì)頁(yè)巖、炭質(zhì)頁(yè)巖中，質(zhì)不純。據(jù)《區(qū)域水文地質(zhì)普查報(bào)告1/20萬(wàn)九江幅》資料，鉆孔見(jiàn)洞率28%，巖溶率3.86%。本區(qū)中上寒武統(tǒng)碳酸鹽巖巖溶發(fā)育程度中等。

2.5 水文地質(zhì)條件

2.5.1 地層含水性

依據(jù)含水層的巖性特征、賦水空間等特征，將評(píng)估區(qū)地下水類型劃分為松散巖類孔隙水、碳酸鹽巖類巖溶水和基巖裂隙水三種類型。

（1）松散巖類孔隙水。第四系全新統(tǒng)：主要賦存于下部砂礫卵石層孔隙之中，水位埋深2m～3m，單井涌水量一般小于30m3/d～50m3/d左右。

（2）碳酸鹽巖夾碎屑巖溶洞裂隙水。本區(qū)為碳酸鹽巖夾碎屑巖溶洞裂隙水。含水巖組巖性為中上寒武統(tǒng)泥質(zhì)條帶灰?guī)r，泥質(zhì)灰?guī)r夾鈣質(zhì)、炭質(zhì)頁(yè)巖，由于構(gòu)造裂隙的發(fā)育，巖溶發(fā)育，據(jù)《1/10萬(wàn)德安縣區(qū)域水文地質(zhì)普查報(bào)告》資料，鉆孔見(jiàn)洞率28%，巖溶率3.86%，單井涌水量180m3/d左右。巖層富水性中等。

（3）基巖裂隙水。含水層為寒武系下統(tǒng)觀音堂組,巖性為粉砂巖，粉砂質(zhì)泥巖，泥質(zhì)粉砂巖，偶夾灰?guī)r。巖層富水性差。

2.5.2 礦坑充水因素分析

礦山開(kāi)采方式采用山坡露采，設(shè)計(jì)開(kāi)采標(biāo)高+180.00～80.00m，采場(chǎng)底板高于地下水水位，礦坑充水主要來(lái)自大氣降水，地下水對(duì)露天采場(chǎng)沒(méi)有直接影響。由于礦區(qū)地處山坡，地形坡度中等，有利于采場(chǎng)排水。

采場(chǎng)地形北高南低，采場(chǎng)北部斜坡及采場(chǎng)內(nèi)采用設(shè)置截、排水溝將水導(dǎo)出采場(chǎng)。

根據(jù)礦區(qū)水文地質(zhì)條件，大氣降水是礦區(qū)唯一補(bǔ)給來(lái)源，與區(qū)域地下水水力聯(lián)系弱，礦區(qū)及周邊圍巖及礦體沒(méi)有明顯的礦坑充水含水巖組，大氣降水及地下水自分水嶺順地形坡度從不同方向通過(guò)局部構(gòu)造裂隙流入或滲入補(bǔ)給、沿裂隙向深部垂直逕流，滲入下部地下水自由水面，作水平運(yùn)動(dòng)，向低洼地帶排泄；巖溶、裂隙對(duì)礦區(qū)補(bǔ)給、排泄沒(méi)有明顯影響。礦區(qū)開(kāi)采基準(zhǔn)面高于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面，露采條件好，能自然排水。

綜上，礦床開(kāi)采水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，礦山水文地質(zhì)條件屬?gòu)?fù)雜類型。

2.6 工程地質(zhì)特征

2.6.1 松散巖類工程地質(zhì)特征

礦區(qū)及周邊地表不連續(xù)分布有第四系中更新統(tǒng)殘坡積層（Q2al）粉質(zhì)粘土，網(wǎng)紋狀粉質(zhì)粘土，砂礫石層和第四系全新統(tǒng)沖積層（Q4al）含礫粘土、粉質(zhì)粘土層，松散堆積。根據(jù)《區(qū)域水文地質(zhì)普查報(bào)告1/20萬(wàn)九江幅》塑性指數(shù)為17.1～119.3，承載力為180MPa，壓縮系數(shù)a1-2為0.013～0.029。呈可塑狀，粘粒、粉粒較多，無(wú)搖震反應(yīng)，光澤較光滑，遇水后易呈軟塑狀，干強(qiáng)度中等，韌性中等，中等壓縮性，物理力學(xué)性質(zhì)尚可。

2.6.2 碎屑巖類工程地質(zhì)特征

由下寒武統(tǒng)粉砂巖，粉砂質(zhì)泥巖，泥質(zhì)粉砂巖組成，密實(shí)稍可壓縮，頁(yè)理及風(fēng)化裂隙發(fā)育，易受風(fēng)化，飽和抗壓強(qiáng)度21.57Mpa～49.02Mpa，軟化系數(shù)0.47～0.88。

2.6.3 碳酸鹽巖夾碎屑巖類工程地質(zhì)特征

分布于評(píng)估區(qū)北、西部，由中上寒武統(tǒng)泥灰?guī)r、泥質(zhì)條帶灰?guī)r、透鏡狀灰?guī)r等組成。巖石軟硬不一，易受風(fēng)化，巖溶發(fā)育，飽和抗壓強(qiáng)度小于49.02Mpa，含巖溶裂隙水。

綜上，礦區(qū)礦體巖性為泥質(zhì)條帶灰?guī)r，巖石結(jié)構(gòu)致密，構(gòu)造簡(jiǎn)單，屬較硬巖類。巖層傾角54°，露采場(chǎng)邊坡高陡，且西側(cè)高陡邊坡外傾順向臨空，礦區(qū)工程地質(zhì)條件屬?gòu)?fù)雜類型。

2.7 礦山周邊人類工程活動(dòng)情況

礦山南西側(cè)約300m處為紅瑞成品料場(chǎng)，目前正處于開(kāi)采階段礦區(qū)面積0.085km2，開(kāi)采標(biāo)高：+234m～+80m，開(kāi)拓方式選用公路汽車(chē)運(yùn)輸，自上而下分層開(kāi)采，年開(kāi)采規(guī)模為18萬(wàn)m3，一次爆破的總藥量1120kg；礦山北西側(cè)約215m處為茅山水庫(kù)壩體；礦山南東約210m為上王屋村，人口約65人，南部約480m為金家村，人口約76人，上王屋村在礦山安全爆破范圍內(nèi)，是否需要搬遷應(yīng)按照安全預(yù)評(píng)價(jià)執(zhí)行。礦區(qū)及其附近無(wú)自然保護(hù)區(qū)，無(wú)重要水源地。除上述重要活動(dòng)外礦區(qū)周邊還有農(nóng)耕活動(dòng)。

3 結(jié)論

礦區(qū)屬丘陵地貌，山脊近南北走向，礦區(qū)兩側(cè)山體自然坡度20°～30°；礦區(qū)位于彭山穹窿南東轉(zhuǎn)折端，呈一單斜構(gòu)造，地層傾向南東，礦體為灰?guī)r，巖石結(jié)構(gòu)致密；評(píng)估區(qū)地下水類型為松散巖類孔隙水、碳酸鹽巖類巖溶水和基巖裂隙水，水文地質(zhì)條件較差，屬?gòu)?fù)雜類型；礦區(qū)礦體巖性主要為條紋、條帶狀泥質(zhì)灰?guī)r，薄～中厚層狀，露采場(chǎng)邊坡高陡，礦區(qū)工程地質(zhì)條件屬?gòu)?fù)雜類型礦區(qū)周邊人類工程活動(dòng)有紅瑞成品料場(chǎng)及上王屋和金家村兩村莊。

綜上所述，礦山地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜程度為復(fù)雜類型。