河北東部某金礦成礦帶的地質(zhì)環(huán)境評價(jià)

羅志開，邢春憲

（1.河北省地礦局第八地質(zhì)大隊(duì)，河北 秦皇島 066000；2.河北省地礦局第六地質(zhì)大隊(duì)，河北 石家莊 050085）

河北擁有數(shù)量很多的金礦，由于地質(zhì)原因河北大多數(shù)的礦區(qū)規(guī)模較小，產(chǎn)量一般。礦區(qū)地質(zhì)研究者對金礦成礦區(qū)的地質(zhì)特征的研究比較重視[1]。為了能夠找到規(guī)模適合、產(chǎn)量豐富的金礦，地質(zhì)勘探人員采集大量礦區(qū)地質(zhì)研究數(shù)據(jù)。專家團(tuán)隊(duì)對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行專業(yè)的分析和總結(jié)，對河北東部某金礦的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行評價(jià)。礦產(chǎn)資源并非可以無限使用的可再生資源，人類如果無限制地開采總會有燈盡油枯的一天。礦產(chǎn)的開采可以促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的增長，但是開采的過程也會造成環(huán)境污染、引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。對礦區(qū)的地質(zhì)環(huán)境評級主要從采礦會引發(fā)的災(zāi)害類型、地質(zhì)的外貌和景觀、成礦區(qū)地下水的變化等幾個(gè)方面開展。

地質(zhì)評級結(jié)果為以后的采礦方法設(shè)定提供了依據(jù)，河北省對周邊地區(qū)的金礦成礦地帶進(jìn)行環(huán)境調(diào)查和研究，建立了關(guān)于礦區(qū)地質(zhì)評級的綜合指標(biāo)。

1 研究區(qū)域概況

河北東部某金礦成礦帶屬于比較典型的金礦開采區(qū)，金礦區(qū)位于天山-陰山的斷裂帶的北側(cè)。其成礦區(qū)域的地下巖漿較活躍，成礦區(qū)的地層主要是太古屆遷西群，區(qū)域構(gòu)造決定了燕山附近的侵入巖大多為酸性且活躍性較強(qiáng)。火山噴發(fā)留在地表的面積也比較大，主要分布在黨壩一帶。巖石具體成因和酸性巖石入侵和燕山一帶的巖漿活動有關(guān)，成礦區(qū)域的巖漿巖的發(fā)育要比其他地區(qū)的發(fā)育更加完全。河北東部的礦化點(diǎn)比較密集，除去部分已經(jīng)生產(chǎn)的金礦，還有很多地區(qū)的成礦條件很好，但是由于過去的探測技術(shù)不成熟或者開采技術(shù)不佳，這些地區(qū)的金礦還沒有被開采。例如黃土梁子和南溝門就有豐富的礦點(diǎn)分布。

河北東部礦區(qū)地質(zhì)圖如上圖所示，太古屆遷西群的巖石群組為混合巖在變質(zhì)過程中受到巖漿腐蝕而成的麻巖和閃巖，兩者之間夾雜著原巖為火性中基巖的片巖。巖石性質(zhì)為片麻巖，但并不是純片麻巖，其中還有一部分變粒巖和大理巖。片麻巖的原巖為火山噴發(fā)后形成的碎屑，和混合巖中的斜長角閃巖成因大體相似。

上層巖石和中層的巖石順層鋪組是相容接觸狀態(tài)，中層巖石中的金元素比上層巖石中含量高出很多，河北地區(qū)金礦大部分都是中層巖石含礦量高，大部分的金礦礦源藏于此地。中層巖石多以石英石和片麻巖為主，受溫度影響，石英石多為灰色石英石，與上層巖石的變粒巖不同，中層的巖石多以淺粒巖為主。石英石和片麻巖之中夾帶條狀磁性巖。古元古界的巖性為角礫巖和灰熔巖。

圖1 河北東部礦區(qū)地質(zhì)圖

2 礦區(qū)地質(zhì)條件

河北東部金礦成礦區(qū)的走向?yàn)闁|北-東部方向，地表露出地層形成于侏羅紀(jì)時(shí)期，巖層構(gòu)成為石英石和花崗巖為主，入侵酸性巖體與地表的巖角熔巖呈條帶狀分布。河北東部金礦成礦區(qū)的礦區(qū)大體形狀為長方形，礦區(qū)平面面積接近14平方公里[2]。巖石組成由火山巖和次火山巖組成?；鹕綆r為火山噴發(fā)巖漿直接流到火山山體所形成的帶有大片花紋的礫熔巖。次火山巖為火山噴發(fā)遠(yuǎn)距離被崩上的零散巖漿形成的巖石，主要包括花崗巖石和長斑巖。

成礦區(qū)的巖體發(fā)育呈放射性，這是由形成時(shí)期的火山噴發(fā)導(dǎo)致的。放射性的發(fā)育狀態(tài)可以涵蓋多組斷裂?；鹕筋i處的斷裂是張裂性的，在前期只有一次斷裂的階段受火山活動的影響。二期斷裂的條件比較復(fù)雜，兩種斷裂在成礦期之前形成穿插結(jié)構(gòu)。在成礦期期間兩種斷裂均呈張扭性斷裂結(jié)構(gòu)。

兩期斷裂的前期斷裂呈西北走向，后期斷裂呈北東斷裂。斷裂的交匯處沒有明顯的交錯(cuò)，明顯的斷裂痕跡是在成礦期之后形成的。斷裂縫隙主要分布于兩期斷裂的交匯處。斷裂處的花崗巖發(fā)育比較好，斷裂帶與斷裂帶之間處于平行分布狀態(tài)。在整個(gè)礦區(qū)東部分布比較聚集，裂隙傾角接近60°，走向在90°~115°之間?；鹕降乇沓雎兜拈L度80m，在地表出露附近有20m長的金屬礦脈。金屬礦藏含量很高，出露地區(qū)的裂縫中就有鐵礦礦脈。礦化地區(qū)出現(xiàn)了金屬礦化，綠泥礦化和鉛錫礦化。

金礦成礦區(qū)的巖漿活動比較激烈[3]，由于巖漿巖主要是巖漿強(qiáng)烈回旋的產(chǎn)物，所以巖漿巖主要構(gòu)成為酸性巖漿巖。太古期的入侵巖漿巖主要構(gòu)成是花崗巖和長巖，還有少量的輝石角巖和斑點(diǎn)巖。礦體顆粒已經(jīng)聯(lián)結(jié)完全算是發(fā)育比較完全，礦體的標(biāo)題密度已經(jīng)達(dá)到了2300kg/m3~2596kg/m3。

礦區(qū)的地下水一般為巖石裂縫水，對該種地下水進(jìn)行分析，其中亞硝酸鹽的含量普通表超標(biāo)。地下水質(zhì)量達(dá)不到飲用標(biāo)準(zhǔn)，其中金礦地區(qū)的地下水一般氯化污染較多，水質(zhì)硬化的現(xiàn)象也比較普遍。礦區(qū)在進(jìn)行采礦時(shí)候會使用地下水，一般都會采取就地取材的辦法使用當(dāng)?shù)氐牡叵滤?。在采礦工作結(jié)束后就會導(dǎo)致地下水水位下降。河北東部地區(qū)由于金礦密集，地下水水位下降比較嚴(yán)重。礦區(qū)周圍的地質(zhì)地貌也會發(fā)生改變，最常見的就是采礦之后出現(xiàn)地面塌陷的現(xiàn)象。塌陷處不僅無法在進(jìn)行其他工程的建設(shè)，就連植被的生長也會受到影響。山東處于我國的北方，氣候干燥容易有大風(fēng)天氣，植被覆蓋率低就會出現(xiàn)沙塵暴天氣。

3 礦床地質(zhì)特征

中溫條件是最適合金礦的礦床的成礦的溫度條件，礦床內(nèi)的流體壓力平均為2.365X10-5Pa左右，成礦深度取決于礦區(qū)的中層巖石層的深度，通過計(jì)算巖石的地層壓力就可以確定具體位置。淺層礦床一般集中發(fā)育黃鐵礦，發(fā)育環(huán)境是弱孕育環(huán)境，金礦主要來源于巖石層自然變態(tài)發(fā)育，成礦深度在1.5km到2km之間，現(xiàn)代探測儀器可以輕松的探測。河北東部金礦分布比較密集，相距最近的兩處金礦距離不到100m，主體礦床圍繞火山形成弧形斷裂結(jié)構(gòu)，火山噴發(fā)的巖漿溶液冷卻形成低溫礦床。距離較近的兩個(gè)礦床有相似的形成原因，礦體的走向傾向于西北，上方礦床是由原本就含有礦液的形成的斑巖金礦，下方礦床是距離火山較遠(yuǎn)的侵染巖石礦床。之所以在相隔不到100m的地方形成兩種礦床，說明該地區(qū)的礦藏豐富，礦床上有相對豐厚的金礦礦體。

在兩大礦床周圍還零零散散的分布一些小的礦脈，和比較明顯的斷裂構(gòu)造。冷卻后的巖漿附著于斷裂出會形成較為富饒的礦藏。金礦的主要成分有很多，成色最好的自然金含量一般較少，含量較多的一般都是需要工匠進(jìn)行提煉的好雜質(zhì)的礦體。礦區(qū)成分有黃鐵礦、黃銅礦、石英石、祖母石、和一些碳酸物質(zhì)。

礦床周圍的地下水幾乎都受斷裂層影響，地下分水嶺比地表水更多，地下水也會因?yàn)閹r層的高低由鹽城高處向巖層低處流動。與地下水接觸不到的巖層上的縫隙流水多來自于低山水的滲漏和降水。

4 金礦成礦帶的地質(zhì)評價(jià)

4.1 評級指標(biāo)

根據(jù)上述提到的研究區(qū)域概況和礦體、礦床地質(zhì)特征。選取礦山的地質(zhì)影響因素作為評級指標(biāo)，指標(biāo)的具體標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 地質(zhì)環(huán)境評價(jià)指標(biāo)

礦上的地質(zhì)環(huán)境受諸多因素影響，地質(zhì)和環(huán)境評價(jià)具有復(fù)雜性。采用FGY法進(jìn)行指標(biāo)權(quán)重測定，河北東部金礦成礦區(qū)放入的環(huán)境設(shè)定為目標(biāo)層，將表1中的因素種類分成不同的評價(jià)層次，除第一層和最后一層外，每一層的評價(jià)結(jié)果都起到承上啟下的作用。最后采用模糊數(shù)學(xué)集進(jìn)行計(jì)算，在評級過程中FGY確定的指標(biāo)權(quán)重要保證客觀性。結(jié)果如表2所示。

表2 地質(zhì)環(huán)境評級愛好結(jié)果

分析權(quán)重計(jì)算結(jié)果得出，河北東部地區(qū)的金礦地質(zhì)環(huán)境的指標(biāo)級別處于良性，該地區(qū)地貌多為平原和丘陵，山體傾度在20°左右，金礦礦藏所處的中層巖石層較淺，可以采用露天開采技術(shù)。礦區(qū)開發(fā)屬于優(yōu)，該地區(qū)礦藏豐富，雖然大部分為小型礦，但是由于近些年來開采技術(shù)的提升，開采量豐富。礦區(qū)開采產(chǎn)生的廢水廢料都是經(jīng)過處理之后統(tǒng)一排放的。金礦成礦區(qū)對地質(zhì)的破壞指標(biāo)級別較差，主要是因?yàn)槁短扉_采容易造成土質(zhì)破壞，周圍的自然景觀容易被破壞。采礦會造成土地資源被占用，地貌景觀被破壞。

金屬礦容易產(chǎn)生廢水，排放不當(dāng)就容易污染地表水和地下水。同時(shí)還會造成周圍土地的污染。巖石含水層被破壞污染的不僅是水資源，還容易造成巖石溶洞坍塌。由評級結(jié)果顯示，河北東部金礦的水土污染比較嚴(yán)重。

科技的發(fā)展也會有效的控制地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的頻率，近年來，河北東部的礦山地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率逐年下降。幾乎無人員傷亡和嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失現(xiàn)象發(fā)生。礦上山體滑坡等地質(zhì)災(zāi)害都是由于礦上斜坡的傾角太大導(dǎo)致的。河北多為平原和丘陵地區(qū)，斜坡傾角在20°左右，指標(biāo)評價(jià)較好。

綜上所述，該地區(qū)金礦成礦區(qū)的地質(zhì)環(huán)境評級的指標(biāo)級別為較好。

5 結(jié)語

本文通過分析河北東部某金礦成礦帶的地質(zhì)條件對該地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行了客觀的評價(jià)。地質(zhì)環(huán)境的評級是判斷礦區(qū)價(jià)值的重要手段，對以后找礦采礦方法的研究也具有參考意義，希望在日后的研究中可以多進(jìn)行礦區(qū)地質(zhì)和環(huán)境方面的研究和評價(jià)。