安徽廬江朱崗鉛鋅礦床環境地質問題分析

岳運華，劉中剛

（安徽省地質調查院，安徽合肥230001）

朱崗鉛鋅礦床位于廬江縣城東南，離廬江縣城約20km。位于廬樅盆地北東部邊緣，系隱伏礦床，鉛鋅礦資源量達大型規模[1-2]。結合當前礦山開發建設要求，堅持綠水青山就是金山銀山，加強礦山地質環境保護，形成開發與保護相互協調的礦產開發新格局，這就需要在地質勘查過程中弄清楚礦產資源開發可能引發或遭受的環境地質問題。

1 自然地理概況

礦區地貌單元屬沿江丘陵平原的江北丘陵波狀平原區。東部地勢較高，為低山丘陵，海拔標高25～99.8m，以岳山為主峰。西部為丘陵崗地，中部為黃屯河河谷，海拔標高10～20m，地勢平坦，平面上呈V型向北延伸與天河沖積平原相接。地貌成因以侵蝕、剝蝕為主，丘陵區山峰多呈渾圓狀，山坡坡度多在10°～25°之間。當地侵蝕基準面為海拔標高9.5m。

該區屬亞熱帶季風氣候區，四季分明，降雨充沛，氣候溫暖濕潤。據廬江縣氣象局近年的氣象監測資料：區內降水年內、年際分布不均，降水主要集中在每年的4～8月，約占全年降水的63%，其余月份降水較少（表1）。年平均降水量1069.4mm。最大年降水量1480.6mm（2009年），最小年降水量575.8mm（2003年）。年平均降水天數141d。多年平均氣溫15.8℃，極端最高氣溫41.3℃，極端最低氣溫-13.7℃。多年平均蒸發量1359.1mm。平均年無霜期219d。

表1 區域2000～2009年主要氣象要素統計表

礦區屬長江流域，地表水系發育。區內河流主要為黃屯河，小水庫、池塘等密布。黃屯河流經礦區中部，發源于小嶺北部的龍潭沖，流域面積約16km2，平水期流量10～20m3/s。洪水季節流量驟增，最大洪峰流量達200m3/s，洪水位標高達13m。因該河道彎曲、狹窄，河床坡降小，遭遇連續性強降雨時，易淹沒兩岸農田。河溝均系雨源型，汛期徑流量約占年徑流量的50%以上。

2 礦床地質特征[1-2]

普查工作區內出露的地層較少，多為第四系蕪湖組（Qhw）亞粘土大面積覆蓋，僅于查區南西部出露火山巖地層白堊系下統龍門院組（K1l）角閃粗安巖夾薄層狀凝灰巖、磚橋組（K1z）粗安巖及粗安質凝灰巖夾凝灰質粉砂巖，少量侏羅系下統磨山組（J1m）石英砂巖及粉砂巖出露于查區北東部。查區深部鉆孔見有侏羅系中統羅嶺組（J2l）粉砂巖、三疊世上統拉犁尖組（T3l）長石石英砂巖及泥質粉砂巖、三疊世中統銅頭尖組（T2t）泥灰巖及鈣質粉砂巖。

區內構造相對簡單，目前僅發育有單斜構造、局部小型斷裂構造、節理及小型破碎帶、侵入接觸構造等。

勘查區內巖漿巖主要有超淺成相的黃屯閃長玢巖、淺成相的焦沖正長斑巖，以及龍門院旋回的次火山巖（岳山粗安斑巖）和噴發巖等。

該礦床為鉛鋅礦共生少量銅礦的隱伏礦床，鉛鋅礦儲量達大型規模。鉛鋅礦體主要賦存于礦床北東部粗安斑巖和南西部的閃長玢巖中，少量賦存在龍門院組凝灰質粉砂巖和基底地層的磨山組砂巖中。鉛鋅礦體呈層狀、透鏡狀，近水平相互疊置，總體在橫向傾向北西，在縱向上傾向南西，大多數產狀平緩，個別分布在上部的礦體受裂隙控制，產狀較陡。

3 礦區水文地質特征

3.1 地下水類型及含水巖組特征

根據區域水文地質資料、鄰近礦區的勘探成果及本礦區的普查資料，將區內地下水劃分為4個含水巖組。

3.1.1 松散巖類孔隙水含水巖組

巖性為第四系全新世以及晚更新世沖積、坡洪積成因的粉質粘土、含碎石粘土，河谷地帶下部分布有砂礫石層。主要分布于黃屯河谷兩側及山坡坡腳處，呈層狀、似層狀分布。上部粉質粘土厚3～9m，平均厚度5.9m，巖性呈灰褐、灰黃色等，含少量的細砂，具粘性。下部砂礫石厚0～10m，平均厚度4.9m，局部呈透鏡狀，礫石直徑0.5～10cm不等，滾圓度較好，內夾有粗砂和少量粘土。該層富水性較弱，水質屬HCO3-Ca型。

3.1.2 閃長玢巖、粗安斑巖類基巖裂隙水含水巖組

巖性主要為粗安斑巖、閃長玢巖及部分龍門院組火山巖捕擄體等組成。厚度一般在300～740m。底板標高一般在-550～-750m。

該含水帶巖石具不同程度的高嶺土化、硅化、黃鐵礦化、鉛鋅礦化。裂隙發育段較多，局部極發育，多有高嶺土、黃鐵礦、硅質、碳酸鹽等充填，巖芯多呈塊狀、碎塊狀。沿裂隙及硅化處，可見直徑2～10mm的小孔洞發育，局部密集，一般具連通性，水蝕明顯。據327地質隊供水井ZK4抽水試驗結果，黃屯閃長玢巖含水巖組單位涌水量3.184L/（s·m），滲透系數8.615m/d，礦化度0.214g/L，pH值7.0，水質屬HCO3-CaMg型。該含水帶富水性較強，將是未來礦床充水的主要影響因素。

3.1.3 羅嶺組、磨山組、拉犁尖組砂巖類基巖裂隙水含水巖組

巖性主要為泥質粉砂巖、石英砂巖等，性硬脆，沿北東向分布，傾向南東，傾角40°～60°。鉆孔揭露厚度20～460m不等，多未見底。頂板埋深在150～720.12m，頂板標高在-108～-680.24m。裂隙較發育，局部孔段裂隙發育，以陡傾角裂隙為主，未見明顯水蝕現象。結合鄰近礦區資料，推測該含水巖組富水性弱。

3.1.4 正長巖類基巖裂隙水含水巖組

巖性主要為石英正長巖、正長巖，分布于礦區東部及底部，區內部分鉆孔揭露該巖層，均未見底。頂板埋深659.56～889.61m，頂板標高-627.63～-880.50m。裂隙基本不發育，巖芯完整。未見含水跡象。該含水巖組富水性極弱，可視為相對隔水層。

3.2 斷裂構造的水文地質特征

礦區褶皺構造不甚發育，礦區基底地層總體呈一單斜構造，走向70°～80°，傾向南東，傾角40°～60°，局部見小褶曲。除黃屯—蜀山斷裂及金山水庫-鶴毛隱伏斷裂通過礦區，區內斷裂構造不發育，只有少數小斷裂、破碎帶發育于局限范圍。據部分鉆孔巖芯觀察，構造破碎帶視厚度2～12m，界面軸心夾角30°～40°，多為巖粉膠結，部分為硅質膠結，巖芯普遍破碎，構造破碎帶兩側次級裂隙尤為發育，多以陡傾角裂隙為主，局部呈網狀。閃長玢巖、粗安斑巖巖體內裂隙普遍發育，以陡傾角裂隙為主，少量40°～45°，裂隙面多附著高嶺石、黃鐵礦等，巖芯易沿裂隙面裂開。部分孔段裂隙極發育，呈網狀，巖芯較破碎，厚度幾米到幾十米不等，推測這些孔段是地下水活動的良好通道，給地下水循環交替帶來了有利條件，對礦床充水有一定的影響。

3.3 地下水的補給、徑流、排泄條件[3-4]

區內地下水的補、徑、排條件受地形地貌、地層巖性、構造斷裂等因素的控制。地下水主要接受大氣降水的補給，局部接受地表水體的補給（圖1）。其中東部的低山區地形切割較強烈，基巖裸露較好，易接受大氣降水的補給，徑流較快。在西部波狀平原及淺丘區，地表大面積覆蓋有透水性差的粉質粘土層，接受大氣降水補給的能力相對較弱，地下水徑流緩慢，多以蒸發的形式排泄，少量被人工抽取利用。

3.4 礦區水資源綜合利用評價

根據礦區水文地質條件的綜合分析，區內閃長玢巖、粗安斑巖類基巖裂隙水含水巖組富水性較強，水質較好，符合生活用水的要求。由于本礦床富含易分解的硫化物，未來礦坑排水的水質屬酸性水，對鋼材及混凝土具一定程度的腐蝕性，不能直接作為礦區工業生產和生活用水。

綜上所述，本礦床主要賦礦圍巖為閃長玢巖及粗安斑巖體，以基巖裂隙水為主要充水因素，局部可能有地表水體的補給。礦體埋藏標高+55～-650m，大部分均低于當地侵蝕基準面（標高9.5m）。區內主要充水含水層富水性較強，地下水補給條件一般。

圖1 地下水標高等值線圖

4 礦區環境地質

4.1 區域地殼穩定性評價

礦區處于長江中下游斷陷帶內，地處揚子板塊的北緣，西側緊靠郯廬斷裂帶，處于廬樅火山巖盆地西北部邊緣。所在區域地震活動較頻繁，但不強烈。據資料記載，20世紀60年代以來，廬江縣有感地震近10次，主要受郯廬斷裂的控制和影響。

礦區位于揚州—銅陵地震帶。據《中國地震動參數區劃圖（GB18306-2001）》，地震動反應譜特征周期為0.35s，地震動峰值加速度（g）分區為0.10g，地震基本烈度屬Ⅶ度區。

4.2 水文環境

礦區內較大的地表水體為黃屯河，其一般性流量為10～20m3/s，隨季節性變化大，已被上游小嶺硫鐵礦產生的廢水污染，水質較差。

4.3 地溫評價[5-8]

據以往岳山鉛鋅礦的測溫資料，該區域恒溫帶深度約25m，溫度約18℃，測溫鉆孔平均地溫梯度小于3℃/100m，屬正常地溫梯度，未發現地溫異常變化的現象。

5 礦山開發可能引發和遭受環境地質問題預測

5.1 采礦活動對水資源的影響[3]

本礦床埋深差異較大，礦山開采時大降深的疏干必然會引起區域地下水位的下降和主要含水層的疏干。本礦區主要含水層為上部的閃長玢巖、粗安斑巖，其水質較好，富水性強，礦區及其周邊地區部分居民生活用水取自淺層地下水。

本礦床富含硫化物，未來礦山開采形成的尾礦及廢石中含黃鐵礦等易氧化分解的礦物，當其暴露空氣中，含硫礦物在氧化、淋濾作用下，易形成酸性水，如不加處理，將會對地表水、地下水造成污染。

5.2 礦區開發可能引發和遭受地面變形的預測

區內礦體屬隱伏礦，礦山開采主要以坑采的方式。采空區應及時回填，否則引發地面不均勻沉降甚至塌陷的可能性大。礦區地表多村莊、農田，應采用合理的開采方法，保護當地人民的生命及財產安全。

5.3 熱害[5-8]

本礦區部分礦體埋藏較深，初步估算其地溫遠大于27℃，已形成熱害。另礦石中硫化物氧化時也會釋放一定的熱量，增高井巷中的溫度，進一步加劇熱害。

6 結論及建議

6.1 結論

本礦床為以閃長玢巖、粗安斑巖基巖裂隙水為主要充水因素的礦床，主要含水層富水性較強，地下水補給條件一般，水文地質邊界條件為中等復雜程度。

礦區地質環境現狀良好，僅黃屯河已被污染。未來礦山開采過程中，礦坑水、尾礦、廢石堆中黃鐵礦等的氧化分解易形成酸性水，對水、土、石等地質環境易產生污染。

部分礦體埋藏較深，初步推測其地溫可達35℃～40℃，認為該礦床存在一定程度的熱害。

6.2 建議

本礦床鉛鋅礦礦體主要賦存于閃長玢巖及粗安斑巖巖體中，礦體及其頂、底板直接為含水層。下一步工作應著重建立地下水動態監測網，查明各含水巖組的水力聯系及斷裂構造的導水性。

通過進一步的勘查工作查明礦區環境地質條件，明確區內主要的環境地質問題及其防治措施。

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