广西壮族自治区第六地质队 537100
摘要：笔者于2012年全程参与了小平天山铅锌矿区水文地质勘查工作。通过野外调查、试验、长观等多种手段，基本查明了矿区的地质环境条件，分析预测了矿山地质环境问题，提出了防治对策，为后续采矿活动提供资料。
关键词：地下水、水文地质、勘查、地质环境问题、防治对策
小平天山铅锌矿矿区位于贵港市西北面的砷矿沟一带，矿区面积0.3528平方公里，整个矿区都处于由鲤鱼江支流旱河汇水区组成的的微型水文地质单元中，矿区既是该水文地质单元的补给区又是地下水的迳流区，旱河为本水文地质单元最低处，也是整个水文地质单元地下水的排泄区，区内地下水排泄出（入）地表汇入旱河后，以地表径流的形式汇入鲤鱼江。因此，采矿活动可能出现的地质环境问题都将局限于该水文地质单元内。
一、地形地貌
矿区地处平天山西南麓，该地区属构造侵蚀中低山地貌。区内沟溪侵蚀下切作用强烈，地形切割深度大，达500～700m，谷地呈“V”字型，地形坡度一般35～45°，局部存在悬崖峭壁，水系呈树枝状，植被茂密。
二、地层岩性
矿区分布的地层岩性：寒武系黄洞口组下段中～厚层状粉砂岩、泥质粉砂岩，泥质长石石英砂岩，夹碳质泥岩和含钙泥质粉砂岩及灰岩等，为矿区的赋矿地层，岩石经区域变质作用，普遍具轻变质现象，含钙泥质粉砂岩和灰岩往往变质成为矽卡岩化岩石或矽卡岩，并经矿化成为铅锌银等矿的载体；泥盆系莲花山组中～厚层状石英砂岩夹泥质粉砂岩，含砾砂岩、砾岩、粉砂岩，底部砾岩厚度一般5～6m，局部达10m，平行层理、交错层理发育，底部与寒武系黄洞口组呈角度不整合接触关系；晚白垩世周公顶序列凤凰顶单元花岗斑岩；罗马单元长石石英斑岩。
三、地质构造
矿区位于南华板块华南活动带大瑶山凸起的南西端，是十万大山断陷盆地、来宾凹陷带、大瑶山凸起等几个构造单元的结合部，即广西“山”字形构造弧顶区前沿中部。区内主构造线方向以北东～南西向为主，主要构造行迹为龙山鼻状背斜。矿区位于龙山鼻状背斜核部西南尖灭端。龙山鼻状背斜轴长大于110km、宽15～30km，轴向38°～43°，核部地层为寒武系黄洞口组，两翼地层为泥盆系下统莲花山组。矿区周围10km内无区域性断裂带通过，但小断裂较发育，区内共发育有6条小断裂，分布于矿区中东部，为北北西向和近南北向断层，规模不大。断层为压扭性正断层，断距不大，断层破碎带宽度0.1～0.3m，断层岩性为构造角砾岩和热液石英岩，未见矿化现象。断层斜向切断矿体，水平断距最大16m，最小5.7m，带内为岩脉充填，岩脉宽度1～2m，长度15～50m，倾向60°～100°，倾角75°～80°，导水性较弱。
四、岩土体工程地质性质及结构面工程地质特征
矿区范围共分布有中～厚层状坚硬砂岩砾岩夹软质泥岩岩组、软弱矿化矽卡岩岩组等2个工程地质岩组。
中～厚层状坚硬砂岩砾岩夹软质泥岩岩组由泥盆系下统莲花山组和寒武系黄洞口组下段碎屑岩组成，层状结构，岩性为粉砂岩、泥质粉砂岩、泥质长石石英砂岩夹碳质泥岩，岩石抗压强度101.1～171.6MPa、抗剪强度11.7～45.7MPa、抗拉强度4.5～8.4MPa、摩擦系数f＝0.40；软弱矿化矽卡岩岩组为铅锌矿化矽卡岩，层状结构，厚度0.59～1.60m，骨架岩体中岩块强度为：单轴抗压强度R＝30MPa，摩擦系数f＝0.30。
对矿区岩体稳定性影响的结构面有构造结构面、原生结构面两类。构造结构面为矿区内分布的断裂带及衍生的节理裂隙，区内断裂主要呈近南北向，规模较小，长度一般在十几至几十米，宽度一般<0.50m，属Ⅲ级结构面，节理裂隙密度12～18条/m，多属压扭性，延伸不远，属Ⅳ级结构面；原生结构面为粉砂岩和泥质粉砂岩层面，分布于矿层顶底板、局部地段可产生顺层滑移和倾倒破坏现象。
五、矿体及围岩工程地质特征
矿体无大的区域性断层破坏，但小断裂较发育。矿体和围岩稳固性受一定影响，矿体RQD值为50%，围岩RQD值为65%，岩体质量等级属良，矿体质量一般～中等，矿体顶、底板岩体质量良好，岩石强度较高，稳定性较好，坑采一般不用支护，但在断裂破碎带节理裂隙发育，坑采时易发生坍塌、掉块现象，需进行支护，其工程地质条件属良好～较差。
六、矿区水文地质条件
根据含水岩组及地下水的赋存特征划分，矿区一带地下水类型可划分为基岩裂隙水、花岗岩类风化带网状裂隙水2种。
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基岩裂隙水的含水岩组为莲花山组、黄洞口组下段的泥质粉砂岩、砂岩夹泥质粉砂岩、粉砂岩、含砾砂岩、砾岩、夹碳质泥岩和含钙泥质粉砂岩等，地下水以潜水的形式赋存和运移于岩层的风化裂隙、层间裂隙、构造裂隙中，由于上述岩层构造裂隙、层间裂隙发育程度低，因而水量贫乏，矿井揭露表明，浅部风化裂隙密集而细微，透水性较差，属于弱含水层；深部呈中～弱风化状，风化裂隙稀疏而紧密，透水性极差，属隔水层；花岗岩风化带网状裂隙水仅在矿区东北部及东侧外围有小面积分布，含水岩组为罗马单元、凤凰顶单元花岗斑岩、长石石英斑岩，由于此类地下水的含水岩组以岩株状产出，分布区面积小、地势高且陡，岩石裂隙发育程度较低，不利于地下水的补给、赋存，因而水量贫乏，枯季迳流模数小于3升/平方公里。
矿区一带的地下水只有大气降雨入渗一种补给来源。雨水下渗后，大部分沿岩土接触面向坡下迳流，迳流方向与坡面倾斜方向大致相同，由于地形陡峻、谷地连续且切割深度大，这部分入渗水流多以过路重力水的形式在包气带岩层裂隙中向下渗流，绝大部分尚未到达潜水水位即于山坡中下部以分散流或季节性悬挂泉的形式出露地表，其余部分沿基岩裂隙继续下渗补给潜水。潜水接受补给后，贮存和运移于岩石的风化裂隙、层间裂隙、构造裂隙中，其迳流方向与地形总体倾斜方向大致相同，绝大部分于坡脚低洼处以下降泉或沟尾泉的形式排泄出地表补给溪沟水，或于谷底溪沟两侧以分散流的形式渗出地表补给溪沟水。
七、主要含、隔水层水文地质特征
矿区分布的地层有第四系坡残积层、泥盆系下统莲花山组、寒武系黄洞口组下段，各地层的岩性及含水性基本特征为：
1、第四系坡残积层零星分布于坡度相对平缓的斜坡坡面及坡脚谷底边缘，岩性为粘土、粉质粘土、碎石夹粘土。，坡面地带一般厚0～1.0m，坡脚谷地局部厚1.5～4.5m。坡面地带以为粘土、粉质粘土为主，透水而不含水；坡脚谷地及边缘为卵砾石，渗水试验表明，坡面平缓地带的粘性土层渗透系数0.627～0.693m/d。
2、泥盆系莲花山组分布于矿区东部及北部一带，岩性为细砂岩，粉砂岩及砾岩，枯季迳流模数为2.83～3.26升/平方公里，富水性弱、水量贫乏。钻孔压水试验表明，弱～中风化岩层渗透系数1.24×10-5～5.81×10-5厘米/秒。
3、寒武系黄洞口组下段分布于矿区大部，岩性为粉砂岩、泥质粉砂岩、局部为碳质泥岩。为矿体赋存层位。测得枯季迳流模数为1.25～1.82升/平方公里，富水性弱、水量贫乏，弱～中风化岩层渗透系数5.63×10-6～3.22×10-5厘米/秒。
八、矿山开采的环境地质影响预测
随着矿山开采的深入，可能会出现一些与地下水有关的环境地质问题。根据矿山所处的地质环境条件、开采技术条件及开采设计，预测后续采矿活动可能产生的地质环境问题有：采空区地面塌（沉）陷、区域地下水位降、地下水污染、矿坑突水等。
1、采空区地面塌陷：矿山设计开采埋深大于20m的矿体，回采高度2.0m，经计算，采空区垮落带高度为11.69m，低于顶板岩层厚度，因此预测矿区范围发生采空区地面塌陷的可能性小。
2、区域地下水位降：矿区地面标高最低为265m，矿坑涌水主要来源于包气带的重力水，矿坑疏干排水最低标高亦为260m。计算表明，其影响半径为365～566m，在影响半径以外的区域地下水将不受采矿活动影响。
3、矿井突水：根据计算，在矿体埋深小于61.09m的采动区域，顶板冒落后形成的导水裂隙带将通达地表并切穿西沟沟床位，暴雨季节该冲沟流量大，沟水将通过导水裂隙带涌入巷道中造成矿井突水。
4、地下水污染：本矿山矿井废水中有PH值、砷、锌、铅、铁等5项指标超标，因此抽排矿坑涌水有可能对下游溪水造成污染。
九、矿山地质环境问题的防治对策
1、应严格按有关规范要求修建蓄污池，矿坑涌水要进行完全中和沉淀后才能外排，从源头上杜绝污染源产生。
2、加强生产和设备运行管理，从原料产品储存、生产、运输、污染处理设施等全过程控制各种有害材料、产品泄漏，定期检查污染源项，及时消除污染隐患，杜绝跑冒滴漏现象；发现有污染物泄漏或渗漏，采取清理污染物和修补漏洞（缝）等补救措施。
3、建立科学合理的场区及周边地下水监测系统，同时建立地下水污染应急处理方案，及时发现污染问题并加以处理。
4、尽量用废石充填采空区，以简化了矿井地面生产系统、节省基建投资和生产费用，、减少采空区顶板冒落后地面变形范围和导水裂隙带高度。
5、在西沟下部采矿时预留充分的保安矿柱或不采动沟底区域的矿体。
6、开采过程中不宜进行大药量爆破，开采过程在须先控水，后采矿。
主要参考文献： 1、《广西贵港市小平天山矿区铅锌矿详查报告》（广西第六地质队，2007年）；
2、《贵港市湘城矿业有限公司小平天山铅锌矿开采设计方案》（广西贺州市平桂设计院有限责任公司，2007年）；
3、《贵港市湘城矿业有限公司小平天山铅锌矿矿区水文地质勘查报告》（广西壮族自治区地质环境监测总站，2013年）。
论文作者:董淑琳
论文发表刊物:《基层建设》2016年5期
论文发表时间:2016/6/28
标签：砂岩论文; 裂隙论文; 矿区论文; 矿体论文; 地下水论文; 地质论文; 水文地质论文; 《基层建设》2016年5期论文;