辽宁省有色地质勘查总院有限责任公司 沈阳 110013
摘要:本文从矿区地质特征、水文地质、工程地质、环境地质条件四个方面进行分析,矿区内地下水的补给、径流、排泄条件,地下水埋藏条件,供水方向, 区内铁矿体围岩结构及稳定性基本查明,并讨论了矿区因开采等因素可能引起的环境地质问题,为将来矿山建设提供开采依据。
关键词:水文地质 工程地质 环境地质;
1、工作概况
工作区区属长白山脉辽东低山区,地势中等,海拔一般在400m-700m之间,相对高差一般为300m左右。水系较为发育。山区植被较发育,多为灌木林及松林,距工业电网较近,水利充足,矿区开采取决于水文地质、工程地质、环境地质条件的复杂程度和其中应重点突出考虑的各方面因素。本文综合对水文地质、工程地质、环境地质的分析,可为矿山开采或进一步勘查提供依据。
矿区地质特征
2.1地层
矿区内出露地层主要为辽河群的大石桥组和盖县组[1],两个组的地层在测区均出露不全;矿区内岩浆岩为花岗闪长岩出露;矿区宏观构造比较简单。地层总体倾向南西,破碎带附近产状变化较大,倾向北或北西。
2.2矿体特征
矿区内发现5条铁矿体和19条石墨矿体,铁矿体均呈近东西向80°方向展布,地表南倾,坑道中北倾,倾角较陡。其中Ⅱ号、Ⅲ号为磁铁矿体,Ⅰ号、Ⅳ号、Ⅴ号为黄铁矿体,黄铁矿体为隐伏矿体。矿体长度小于200m,宽度∠2m,矿脉的总体走向80°,产状80°至近直立,总体北倾。地表赋存于斜长角岩之中,深部围岩为辽河群盖县组黑云变粒岩、大理岩,地表露头较差,绝大部分被残坡积物掩盖。常与硫铁矿共生,较稳定,矿体薄层状。矿石由磁铁矿、黄铁矿组成,偶见黄铜矿化,矿石呈块状。石墨矿体分布在勘查区的北部,控制矿体长度范围为600米,均呈近东西向80°方向展布,赋矿岩石均为盖县组变粒岩。矿体倾向350°左右,倾角较陡,70°左右,真厚度2.02米—30.99米。
3、矿区水文地质
3.1矿区含水层
(1)第四系含水层:第坡积层出露在矿区表层,出露面积较大。含水层水位埋深12.00m—16.00m。含水层岩性主要由粘土和角砾石组成。
(2)斜长角闪岩含水区:分布在矿区西北部。岩石节理裂隙不发育,透水性和富水性较弱。
(3)变粒岩、浅粒岩、片岩含水区: 分布在矿区东北部及中部。岩石节理裂隙不发育,透水性和富水性较弱。但含矿的变粒岩裂隙发育,有一定的透水性和富水性。
(4)大理岩含水区:分布在矿区南部,北部及东部有少量。岩石节理裂隙不发育,透水性和富水性较弱。
3.2隔水层(带)
矿区隔水层为各类岩层岩体。基岩裂隙水以下的岩层和岩体。岩石坚硬致密、节理不发育,均属于隔水层。
3.3地下水的补给、径流、排泄条件
矿区周围山高林密,水土保持良好,各沟叉中多见有地表径流(在雨季)。矿区地下水补给的来源主要是大气降水补给。由于汇水面积较大,大气降水的补给量也较大。由于矿区的地势为东高、西低,矿区地下水是以潜流方式和径流方式向西排出矿区,流入大恩堡河水系。矿区水文地质条件总体看比较简单,地表水体不发育,地下水埋藏较深。开采过程中应根据涌水量采用深水泵排水。对于矿山排水应做到综合利用,以满足生产生活用水需求[2]。
4、矿区工程地质
根据岩石风化程度不同矿区可分为四个岩组:松散岩组,对矿床开采影响小;强风化岩组,对矿床开采无大影响;弱风化岩组,矿床开采时不需支护;原岩组,岩体较破碎,这一地带常有地下水活动,需做简单支撑及排水。
矿区矿体与围岩界线较明显。矿体赋存于围岩为大理岩,变粒岩,片岩,控制标高200—650m。从测试结果看原岩组岩石力学性质指标中,石英脉、变粒岩抗压强度大,为坚硬的岩(矿)石类型。稳固性好,无需支护。大理岩、片岩抗压强度相对较小,应注意支护,弱风化岩组岩石力学性质指标中等,抗压抗剪较强,为半坚硬岩(矿)石类型,稳固性较好,一般不需支护。
5、矿区环境地质
矿区地处辽宁东部,各种气象灾害均有发生,其中暴雨、洪涝灾害为最突出。冰雹、大风、干旱、低温等气象灾害也经常发生。雨季,山区有时出现山体滑坡、泥石流等地质灾害。
暴雨和洪涝:矿区暴雨每年2次左右,出现的最早时间为4月份,最晚为10月,但主要集中在7、8两月,占全年暴雨的70~80%。大暴雨次数较少,大致2—3年一次[3]。
矿区遭受的洪涝灾害有两种,一种是内涝,另一种为外洪。其中内涝是由本地集中降雨产生的,近几十年来,矿区内涝偶有发生,但大面积出现的次数极少。夏季预防外洪的压力很大,近10年有些矿区出现了明显的外洪,应引起重视[4]。
台风:矿区地处内陆,台风对其直接造成灾害的几率不多,但台风北上登陆有时会给矿区带来暴雨、甚至大暴雨天气。2011年8月份“麦莎″就曾给矿区带来了暴雨到大暴雨天气。
干旱:分为春旱、夏旱和秋旱。矿区大多数年份都会出现不同程度的干旱,不完全统计,矿区出现春旱的概率为48%、夏旱的概率为30~40%,秋旱为4~5年一遇。矿区虽然频繁出现旱情(或旱象),但成灾(特别是成大灾)的概率不大,大致为6~7年一遇。
风沙:近几年矿区的风沙天气有所增多,特别是春季,每年都出现2场以上的扬沙和浮尘天气,但尚没有发生沙尘暴。
山体滑坡和泥石流:矿区的山体滑坡和泥石流等地质灾害发生概率较小,小范围的滑坡现象几乎每年都有发生,大面积出现的次数不多,近50年来历史上成大灾的主要有3次,分别为1982、1987和1989年,另外,1960年、1990年、1997年2002年以及2005年也发生过地质灾害,但是规模和损失程度较小[5]。
6、结论
通过对勘查区水文、工程、环境地质分析,笔者总结了(1)矿床水文地质属简单类型、工程地质条件属简单类型,环境地质条件属简单类型,按固体矿产开采技术条件勘查类型划分要求,本矿床属开采技术条件简单的矿床。
(2)根据矿床水文地质条件,结合附近矿区采坑涌水量与以往资料预测的涌水量,参数的确定是合适的。
(3)开采过程中应避免形成较陡斜坡而引发崩塌地质灾害;在断裂构造破碎、层间裂隙发育等地段,应采取必要措施,避免上述地质灾害发生,以确保生产安全。
(4)矿山开采中,以科学发展观遵循有关规范和设计,科学开发,注意保护土地和植被,合理排放废石和尾矿,避免造成局部地面沉降、崩塌、滑坡、泥石流或导致土地荒漠化、水土流失等地质灾害发生,保护好环境质量。
(5)矿山开采中应进行水文地质、工程地质及环境地质跟踪监测,不断积累有关资料,为科学、合理、安全开发矿产资源提供依据,更好地为生产服务。
参考文献:
[1]王佳志,邓伟等辽宁省桓仁县大恩堡黄铁(磁铁、石墨)矿地质详查报告[R].2017
[2]矿区水工环地质工作要点探析[J].朱菲,朱元松.低碳世界.2017(02)
[3]水工环地质勘查中问题的防治策略[J].刘晓明,徐亚洲.世界有色金属.2019(02)
[4]专门水文地质学[M].地质出版社.房佩贤等主编, 1996
[5]矿区水工环地质工作方法与技术要求研究[J].周献明.城市建设理论研究(电子版).2017(36)