山西省汾西縣秋堰鋁土礦區水工環地質特征分析

王小強

（山西省第三地質工程勘察院，山西晉中030620）

山西省汾西縣秋堰鋁土礦區水工環地質特征分析

王小強*

（山西省第三地質工程勘察院，山西晉中030620）

山西省汾西縣秋堰鋁土礦項目礦區的水文地質條件為二類一型，即礦區鋁土礦床為以裂隙含水層充水為主、水文地質條件簡單的礦床。綜合開采技術條件為中等的礦床（Ⅱ類4型），即該礦區屬礦床水文地質、工程地質、環境地質條件三因素中兩項以上屬中等的礦床，其余屬簡單的礦床，具有良好的開發前景。

秋堰鋁土礦區；礦區水文地質；工程地質；環境地質

1　概述

礦區水工環地質工作是礦產普查與勘探中的一個重要組成部分，礦區水工環地質特征評價的正確與否在礦床開采技術條件中起著舉足輕重、不可或缺的作用，它不僅影響礦區的評價及礦床的合理開采利用和規劃，而且還影響到礦床開采利用過程中可能發生的地質災害及其應對措施和礦山地質環境恢復治理方案的制訂和實施。

山西省汾西縣秋堰鋁土礦項目為全國鋁土礦整裝勘查項目，隸屬孝義—霍州區整裝勘查。勘查區位于山西省汾西縣城305°方向直距約13km處的勍香鎮秋堰—董家溝村一帶，行政區劃隸屬汾西縣勍香鎮管轄。

2007～2012年，我院對礦區進行了預查、普查工作，查明礦區內有6個礦體，礦體厚度較穩定，頂底板也較穩定，礦石品位較好，為一大型鋁土礦床，礦石可進行工業加工利用；并共伴有鎵、山西式鐵礦、硬質耐火粘土礦等多種礦產，具有良好開采前景。現就山西省汾西縣秋堰鋁土礦區水工環地質特征做一簡要分析。

2　礦區水文地質

2.1區域水文地質

區域上礦區位于山西中部斷陷盆地區韓候嶺拱隆低山臺丘亞區的中西邊部即霍西盆地與呂梁山過渡地帶的低中山區。地表水屬黃河流域的汾河水系。礦區所在區域巖溶水文地質單元屬郭莊泉巖溶水泉域的西南部補給區，該泉域為目前我省巖溶大泉開發利用程度較高的泉域區，其形成為斷層溢流泉，含水巖層是奧陶系中統石灰巖，泉域面積約5000km2,泉域裸露可溶巖面積約1400km2,泉水流量多年平均7.14m3/s，近年2.83m3/s，水溫17℃，水質類型屬HCO3·SO4—Ca·Mg型，礦化度0.55g/L；出露高程516～571m。區域水文地質條件受區域構造和地層巖性的控制，總體構造為走向北東—南西，傾向南東的單斜構造，該巖溶水在區域上具統一的水位，由北西流向南東。礦區所在區域巖溶地下水流向從西向東，水位標高約500～600m。

根據區域地層的巖性特征，含水層的類型由老到新有寒武系碳酸鹽巖巖溶裂隙含水巖組、奧陶系碳酸鹽巖巖溶裂隙含水巖組、石炭系碎屑巖類夾碳酸鹽巖類裂隙含水巖組、二疊系碎屑巖類裂隙含水巖組、新生界松散巖類孔隙含水巖組。

2.2礦區水文地質

礦區位于呂梁山中南部，地貌呈淺切割的低中山區[6]。總體地勢西高東低，區內海拔最高1323.827m，最低1128.067m，最大相對高差195.76m。礦區屬汾河水系，區內溝谷縱橫，主要溝谷呈北西—南東向分布，均為干谷，僅在雨季有水，雨后不久便干涸。區內各礦體均位于侵蝕基準面之上,礦床水文地質條件簡單。

區內含水層有奧陶系石灰巖巖溶含水層，石炭系砂巖、石灰巖裂隙含水層和第四系孔隙裂隙含水層。

礦區內鋁土礦床賦存于石炭系中統本溪組下段，位于當地侵蝕基準面以上，地形有利于自然排水，礦床充水含水層為石炭系上統太原組、中統本溪組上段的區域穩定砂巖、灰巖裂隙含水層，富水性弱，受地形地貌影響，地下水補給條件較差；礦區內無地表水體發育，僅在雨季有短暫坡面流通過，持續時間較短；水文地質邊界條件簡單；地質構造條件簡單；未來開采模式為坑采，礦層充水以裂隙含水層為主，該含水層富水性較弱。

綜合判定，礦區鋁土礦床的水文地質條件為二類一型，即礦區鋁土礦床為以裂隙含水層充水為主、水文地質條件簡單的礦床。

3　礦區工程地質

區域上礦區位于山西中部斷陷盆地區韓候嶺拱隆低山臺丘亞區的中西邊部即霍西盆地與呂梁山過渡地帶的低中山區。巖體類型以堅硬、軟互層狀碳酸鹽和較硬、軟互層狀碎屑巖巖體組成；土體類型以濕陷性黃土為主。

3.1礦體及頂、底板巖石的穩固性

礦體穩固性較好，礦體上部覆蓋層一般為硬質耐火粘土礦、石灰巖、中粗砂巖，此類巖石較為穩固；礦體下伏巖石為粘土巖、鐵質粘土巖、山西式鐵礦和石灰巖，其中粘土巖、鐵質粘土巖為軟弱巖層，但其下有堅硬的石灰巖墊托，彌補了這些巖層穩定性差的不足。因此礦體底板巖石的穩固性屬良好型。

3.2人類工程活動

礦區內人類工程活動以小規模采礦為主，破壞了地表植被覆蓋，加劇了本地的水土流失。目前在礦區內暫未發現地裂縫、地面塌陷、崩塌、滑坡等現象，但在今后的開過程中，還要注意在地下、地表水的作用下發生軟弱巖層及黃土的滑坡、崩塌及地裂縫和地面塌陷，以免造成災害。

礦區內山梁地帶普遍覆蓋第四系上更新統濕陷性黃土，下伏石炭系太原組、本溪組碎屑巖夾碳酸鹽巖，溝谷中廣泛出露奧陶系峰峰組灰巖，溝谷縱坡降較大，地形有利于地表徑流排泄；鋁土礦床上部發育層狀巖類碎屑巖夾碳酸鹽巖，軟硬巖相間，地層巖性較為簡單；未來開采形式為坑采，石炭系上統太原組、中統本溪組上段的區域穩定砂巖、灰巖含水層富水性弱；礦區內斷裂構造不發育。綜合所述，礦區工程地質復雜程度判定為“中等”。

另外，區內局部地方可能存在老窯采空區，由于年代久遠全部封閉，已無法進入現場調查。據走訪當地村民，采空區里可能會有積水，可能會給未來礦山開發帶來不利影響，建議進一步勘查、開發時能注意這些問題。

4　環境地質

區域上礦區位于山西中部斷陷盆地區韓候嶺拱隆低山臺丘亞區的中西邊部即霍西盆地與呂梁山過渡地帶的低中山區。屬地質災害高易發區（A）中的地裂縫、地面塌陷高易發亞區（A1-7）的西部[4]。

4.1礦區穩定性評價

礦區位于位于呂梁太行斷隆之呂梁山塊隆的瓊香太林南北向褶皺帶與陽泉曲汾西盆狀復向斜銜接部位，據國家質量技術監督局2001年批準實施的GB18306-2001《中國地震動參數區劃圖》，本區地震動峰值加速度為0.15g，對應地震基本烈度值為Ⅶ度。

4.2礦區地質環境質量

礦區內地形切割較強烈，礦區內相對高差342.7m，地貌較為復雜；地表普遍覆蓋第四系、上第三系松散巖類，下伏石炭系層狀巖類碎屑巖及碎屑巖夾碳酸鹽巖，軟硬巖相間，工程地質條件較簡單；地質災害發育一般，危害性小；水土流失較嚴重；人類工程活動中等，農田耕作施肥對周圍環境造成一定損害，對淺層地下水和地表水有一定程度的污染。綜合評價，礦區地質環境質量中等。

5　結論

綜上所述，礦區開采技術條件可確定為開采技術條件中等的礦床（Ⅱ類4型）即該礦區屬礦床水文地質、工程地質、環境地質條件三因素中兩項以上屬中等的礦床，其余簡單的礦床⑧，具有良好的開發前景，讓我們在充分掌握礦區水工環地質特征的基礎上，合理開采礦床，做到既有效利用能源，又可減少不必要的經濟損失和環境破壞，為實現我省轉型發展、跨越式發展、實現偉大的“中國夢”而努力奮斗。

[1]史建儒，程方解，張迎波，等.山西省交口—汾西（瓦房溝）鋁土礦遠景區預查地質報告[R].山西省第三地質工程勘察院，2009.

[2]侯毅，鄧華平，張迎波，張棟，相里宏升，等.山西省汾西縣秋堰礦區鋁土礦普查地質報告[R].山西省第三地質工程勘察院，2012.

[3]中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.GB/T 13908-2002固體礦產地質勘查規范總則[S].北京:地質出版社，2003.

[4]中華人民共和國國家技術監督局.GB 12719-91礦區水文地質工程地質勘探規范[S].北京:地質出版社，1991.

[5]GB/T1458-93區域水文地質工程地質環境地質綜合勘查規范[S].

[6]水文地質手冊[M].

[7]工程地質手冊[M].

P618.45

A

1004-5716(2015)07-0125-02

2014-07-27

王小強（1967-），女（漢族），山西平遙人，工程師，現從事水工環方面的技術工作。