拉克鐵礦區地質環境現狀分區評估及防治建議

康馨予，李 俊

（四川華行地質設計院有限公司，四川 成都 610031）

人類采礦活動不可避免地對地質環境造成潛在破壞[1-3]，易帶來景觀損毀、水土流失、地質災害等問題。現人們已愈發認識到采礦活動對當地環境帶來的“后遺癥”，針對礦山環境的分區評估及治理恢復尤為重要。

針對這一問題，國內外學者廣泛研究礦山開采對地質環境的影響，取得較多成果。宋自勉等[4]研究巖溶地區礦山開采對水文地質環境的影響的關系，進行水文分區并提供治理恢復建議；賈超[5]以秦嶺周至縣古駱礦業石英露天礦山為研究對象，探討采礦對土地資源和地形地貌景觀的影響；韓雪松等[6]研究山西省大同市某煤礦對地質環境的影響，通過AHP 法進行分區；周影[7]以某白云質灰巖礦為例，進行環境影響現狀及預測評估，為白云質灰巖礦區的地質環境治理恢復提供有益建議。

目前對礦山地質環境現狀分區及影響評估未形成系統研究，因此更多方位考慮采礦對地質環境的影響更具指導意義。鑒于此，本文以四川省涼山州拉克鐵礦區為例，依據拉克鐵礦各礦段位置進行分區，通過地質調查評估各區段的土地資源破壞、地形地貌景觀損毀、地下含水層破壞和礦山地質災害現狀，并為整個礦區的環境治理恢復提出建議。研究成果對礦區地質環境保護和治理恢復提供一定參考。

1 礦區自然及地質環境條件

1.1 礦區概況

拉克鐵礦區位于涼山州喜德縣拉克鄉吳哈村（研究區交通位置如圖1 所示）。東經102°19′45″-102°20′20″，北緯28°17′28″-102°20′19″。研究區地處低緯度高海拔地區，又屬涼山州東北部和西南部的氣候過渡地帶。研究區屬多雨區，多年平均降雨量1006.1mm。

圖1 研究區位置圖

1.2 礦區工程地質條件

研究區內屬孫水河左岸大溝流域。大溝流域形態為扇形，流域縱向長度6.4km，平均寬度1.9km，流域面積15.6km2。流域最高點位于研究區南側老虎山，高程3608m，最低點位于大溝與孫水河交匯處，高程約1780m，流域相對高差約1828m。2014 年大溝暴發泥石流，當年進行了災害處置。研究區整體地形地貌圖如圖2 所示。

圖2 研究區整體地形地貌圖

區域區內出露地層較復雜，由老到新依次有前震旦系下元古界力馬河組中段（Pt1l2）、震旦系上統觀音崖組（Zbg）和燈影組（Zbd）、三疊系上統-侏羅系下統白果灣群（T3-J1bg）、晚古生代的花崗巖侵入體（γ22）以及第四系地層（Q）等，研究區內主要地層分布如圖3 所示。

圖3 研究區地層分布圖

2 礦區地質環境影響評估

2.1 土地資源破壞現狀評估

區內土地資源的破壞主要為研究區礦渣林慮導致的土壤重金屬污染。根據土壤采樣進行重金屬污染測試，測試結果見表1 所列。

表1 土壤重金屬污染測試表

由表1 可見，土壤樣品pH 值范圍值為6.43～7.85，除2#土樣pH 值小于7 外，其他均屬弱堿性性土壤。研究區土壤為三類土壤，土壤環境質量執行三級標準。1# 土樣的鋅、鎘、砷均超出標準，存在一定的污染，但總體土壤呈弱堿性，地表處氧化環境，重金屬對土壤污染影響較小。

研究區內的礦渣堆共10 處，4#-8# 礦渣堆積區屬于礦業用地，其余均壓占土地，總壓占土地183.5畝，其中壓占耕地29.4 畝，壓占林地154.1 畝，礦渣堆方量達23.1 萬方，礦渣堆積壓占土體，造成土地資源浪費。

2.2 地形地貌景觀損毀現狀評估

區內地形地貌景觀損毀問題主要為以往采礦礦渣的無序堆放所致。典型景觀損毀如圖4 所示，地形地貌景觀損毀現狀評估表見表2 所列。

圖4 典型景觀損毀

表2 地形地貌景觀損毀現狀評估表

2.3 地下含水層破壞現狀評估

拉克礦區開采方式基本都為地下開采，頂板含水層主要為馬河組中段（Pt1l2）千枚巖、板巖、矽卡巖，主要貯存風化裂隙潛水及構造裂隙承壓水，地下水含水層疏干區影響范圍剖面圖如圖5 所示。在采空區上方，礦層頂板產生移動、變形和冒落，冒落的松散巖塊逐漸充填采空區，達到一定程度時，巖塊冒落逐漸停止，上面的巖層會出現離層和裂縫，離層和裂縫發展到一定程度，會產生整體移動和沉陷，發生指向采空區的彎曲變形，從而破壞含水層結構。因此現狀評估礦山開采對礦層頂板構造裂隙含水層的結構破壞為較嚴重，影響范圍略大于采空區范圍。

圖5 地下水含水層疏干區影響范圍剖面圖

2.4 礦山地質災害現狀評估

拉克礦區地質災害主要由采礦引發，根據引發模式分為直接引發和間接引發。直接引發的地質災害主要為北礦段地面塌陷（地裂縫）；中礦段滑坡、地面塌陷；南礦段滑坡、地面塌陷。間接引發的地質災害主要為大溝泥石流和無名溝泥石流，表現形式為礦渣在溝道岸坡堆積，雨季可能成為潛在的泥石流物源。典型地質災害分布如圖6 所示。

圖6 典型地質災害分布

3 礦山地質環境保護和治理恢復

3.1 綜合分區

依據拉克鐵礦各礦段位置進行分區，共分為四個大區，即北礦段區、中礦段區、南礦段區和其他區。北礦段區主要礦山環境問題為采空區引發地面塌陷及地裂縫造成土地資源損毀及地形地貌景觀損毀。中礦段主要問題為礦渣堆積體直接壓占土地資源及地形地貌景觀損毀，采礦引起的滑坡等問題。南礦段主要問題為礦渣堆積體直接壓占土地資源及地形地貌景觀損毀，采礦引起的滑坡、泥石流等問題。其他區主要礦山環境問題為地下水含水層破壞、土壤污染等。

3.2 治理恢復建議

1）土地恢復工程：對礦渣堆積體壓占的土地及礦山建設形成的工礦廢棄地采取復墾修復，對礦渣邊坡進行防護治理，同時對局部坡地進行土地整理，并完善區內田間道、生產道等配套的交通網絡。

2）地形地貌景觀恢復工程：對工程區內郁閉度較低的疏林地、裸地進行林地恢復。

3）地下含水層破壞修復工程：工程區目前水源基本能夠滿足中上部1、2、3 組上部居民生活用水及耕作用水，針對4、5 組缺水情況可新開發S11 泉點或者在孫水河河谷布置集中供水井，并完善相關配套水利設施。

4）地質災害治理工程：①針對北礦段塌陷區，建議對塌陷區不穩定的巖土體采取隨坡就勢的進行坡面整理，對塌陷坑、裂縫進行封填，在陡緩坡段設置腳墻、截排水溝，以減少地表水下滲惡化邊坡穩定條件。回填土體可采用礦渣或開挖棄土，表層50cm 則采用粘性土夯填。此外，建議對塌陷強變形區及塌陷槽后緣坡體進行地表變形監測。②針對中礦段塌陷區，建議對塌陷變形區進行坡面整理，設置擋墻或腳墻減少水土流失，確保邊坡穩定。③針對南礦段塌陷區，建議對塌陷坑、裂縫進行封填，以減少地表水下滲惡化邊坡穩定條件。④對大溝泥石流，建議采用以“固底槽+排導防護相結合”的方案進行綜合治理，過溝段道路布置橋涵以解決當地交通。⑤針對無名溝泥石流，建議對棄渣物源采用固源、植被恢復的治理措施。⑥對采場邊坡，建議治理方案為腳墻+截排水溝+封填變形裂縫，對坡面進行整理，恢復植被。

4 結論

1）根據礦段位置對拉克礦區進行分區，主要分為北礦段區、中礦段區、南礦段區和其他區，通過地質調查評估各區段的土地資源破壞現狀、地形地貌景觀損毀現狀、地下含水層破壞現狀和礦山地質災害現狀。

2）拉克礦區的北礦段區因采空區引發地面塌陷及地裂造成地形地貌景觀損毀，中礦段區和南礦段區礦渣堆積體直接壓占土地資源造成地形地貌景觀損毀，采空區引起滑坡、泥石流等地質災害，其他區主要問題為地下水含水層破壞、土壤污染。

3）拉克礦區內地質環境問題突出，對區域村鎮人民造成潛在環境和安全隱患，需對地質環境進行治理恢復。