礦山地質分布特征情況及勘查研究

李 麗

（西安地質礦產勘查開發院有限公司，陜西 西安 710000）

礦產資源在世界大國的經濟建設中都起著重要作用。目前，我國是世界排名前三的礦產大國，礦種齊全，礦產資源極為豐富。據2020年中國礦產資源報告發布，新發現礦產地79處，資源儲量增長的有34種重要礦產。但報告同時還指出，礦區開采生態環境問題也是國家重點關注的，對黃河流域、汾渭平原和長江流域等重要礦產要展開生態修復。目前。我國由于過度開采，各地礦山都出現了各種各樣的生態環境問題，導致地質災害頻發，環境污染問題嚴重，礦產開采安全也無法有效保證，這不但影響資源是否可以得到有效利用，還嚴重影響了社會的穩定發展[1]。針對以上情況，從多角度出發，提出礦山地質分布特征情況及勘查研究。為解決礦山開采環境問題提供基礎資料。

1 礦山地質分布特征情況

（1）平原盆地環境區地質分布。中原盆地環境區內多為平原，區域內開發強度較高，礦山資源屬于豐富狀態，其海拔在50m～1000m之間，總面積約為139萬平方千米。以黃河為界限，南部植被覆蓋率較大且水資源豐富度較高，屬于暖溫帶半濕潤氣候。黃河北部植被覆蓋率較低且水資源豐富度較低，屬于半干旱氣候。其中，平原盆地環境區內存在多處地質分布問題[2]。海水開始侵蝕地下，而地下水位開始下降、土地的鹽堿化嚴重是長江中下游地區的主要地質問題。平原盆地環境區內的四川盆地是構造穩定地區，為中新生代構造盆地，是由深變質巖系與淺變質巖系等兩套巖系組成的，區域內存在七條基底斷裂。在平緩構造區內褶皺起伏較緩和，卷入深度較淺，目前正面臨著水土流失的問題。平原盆地環境區內呼倫貝爾地區各構造單元所表現出來的地質分布特征較為一致，其處于板塊相交的位置，其構造樣式多由構造條帶，片麻理和褶皺等。

（2）戈壁沙漠環境區地質分布。戈壁沙漠環境區域內礦產多以金礦、鐵礦、煤礦以及建筑用砂礫為主要礦產，并且該區域礦產資源集中程度不足，生態環境與其他地區相比較為薄弱，因此戈壁沙漠環境區的開發強度也不高。戈壁沙漠環境區內存在的鄂爾多斯成煤盆地，是我國最重要的成煤盆地之一，目前，礦產資源的開采已經造成戈壁沙漠環境區內出現土地沙化嚴重和植被退化的問題。其中，由于金屬礦的開采造成了環境區內環境污染和地面坍塌的問題，煤礦開發破壞了環境區內的水平衡，使得環境區內滑坡和地面坍塌的次數增加，同時環境區內還存在泥石流的情況。同時存在的青海察爾汗鹽湖是我國境內產鹽面積最大的地區。例如污染排放造成了察爾汗鹽湖周圍的生態系統被破壞，人類活動污染了錫鐵山鉛鋅礦附近的水環境。柳塔煤礦區地面塌陷面積和采空面積正在擴大，其中地面塌陷面積達到了57.45～68.09平方千米，采空面積達到了54.37平方千米。在地面塌陷區域和采空區域內地下水位下降，河流形成斷流狀態，同時地表水進行下滲的結果是地表水域面積驟減，使得田地土壤結構變得越來越松。

（3）黃土高原環境區地質分布。黃土高原環境區位于我國中部偏北地區，其海拔高度在780m～2200m之間，總面積約為27.88萬平方千米，年降水量不足500mm，屬于溫帶內陸半干旱氣候。環境區內基地為古生界碳酸巖，活動斷裂帶位于環境區西部。黃土高原環境區內主要以開采非金屬礦和煤礦為主，其環境區與戈壁沙漠環境區的煤礦開采類似，均會破壞水環境，造成地面坍塌，黃土高原環境區還會形成地裂縫，還存在壓占土地的情況。環境區內的銅川煤礦有180處左右的有大有小的矸石山，壓占土地面積達到了3.69平方千米，同時坍塌面積已經增加到了206.88平方千米。黃土高原環境區域內礦山企業排放廢水對區內環境及周邊環境也造成了極大的污染，在拉水峽銅鎳礦區還存在露天堆放大量礦渣，礦渣經過雨水過濾，礦渣中的重金屬元素會進行滲入，地表水和地下水當中存在重金屬元素，就會造成嚴重污染。

2 礦山地質勘查方案

（1）遙感技術勘測礦區風化情況。對礦山地質進行勘查是保障礦山安全開采的重要步驟，第一步就是需要勘查礦區是否風化，選擇遙感技術對礦區風化情況進行勘測。第一步需確定勘測范圍，勘測礦區風化情況需要結合礦山地區內全部勘測點的勘測結果，根據勘測結果對礦區是否風化進行判斷。利用遙感技術，對礦區內活動斷裂構造進行采集，土壤植被、礦區地貌以及礦區內地下水系等自然情況都會被活動斷裂構造所影響。第二步根據遙感技術影像，標志礦區內地質體色彩，對其影像體的形狀、反射影紋形態與規模進行分析，確定斷裂是否存在。第三步再使用遙感技術對巖層進行勘測，判斷巖層屬于向斜還是背斜，并通過巖層影像的巖層傾向，對褶皺構造作出判斷，再對其影像體的分布，從時間和空間上確定礦區的風化情況。結合礦區風化情況再進行整體的方案布置。在勘測礦區風化情況時，勘測點的布置位置和數量應根據整個礦山構造及形態來進行布置，從而保證礦山在開采時安全穩定進行。

（2）明確礦產資源分布規律。進行礦山地質勘查的目的不僅是為了地質編錄，還要以明確礦山資源，為擴大資源與礦上開采做準備，因此，在礦山地質勘查中要明確礦山資源的分布規律。在對一座礦山進行地質勘查時，首先結合當地地質條件，分析其礦山規模，礦床的分布形態，礦床的分布形態對礦產資源的分布會產生一定的影響。其次分析礦床類型、礦山內部礦床巖體的巖性與巖漿巖，礦床巖體的巖性決定礦山內主要存在的礦山資源，巖漿巖活動決定了礦山資源的形成特點。例如，金礦當中巖漿巖劇烈活動區域，礦區內金礦成床明顯，若在煤礦中，巖漿巖活動劇烈，會出現在侵入過程中導致煤層損壞，使煤結構變質和煤層變薄等。同時，還要分析礦床內的侵入巖，尋找侵入巖的接觸帶，分析侵入巖體的出露分布情況，根據出露的侵入巖體分析礦山內存在的礦物。同時，影響礦山資源分布的還有圍巖蝕變，所以對圍巖蝕變情況也應重點觀察。

（3）提取圍巖蝕變信息。圍巖蝕變信息是礦山成礦的重要標志之一，因此在礦山地質勘查中，提取圍巖蝕變信息是重要步驟之一。圍巖蝕變是指巖體與巖漿會在熱作用下發生反應，從而生成新的礦產物質，影響圍巖蝕變類型的因素主要為巖體的巖性和成長程度。若發生強圍巖蝕變作用，礦體會根據巖性的不同形成多樣的礦化，其中包括硅化、碳酸鹽化、黃鐵礦化、絹云母化以及綠簾石化。巖體圍巖蝕變后不僅在顏色上與其他巖體不懂，在結構也存在不相同之處，一般構造為浸染狀和脈狀。

3 應用案例分析

本次研究選擇柳灣煤礦，其地理位置處于孝義市。本次勘查選擇范圍共80.9平方千米，運用遙感技術進行礦山地質勘查，主要勘查目標為礦山土地壓占情況。下圖為遙感技術工作流程圖。

根據上圖1所示，運用遙感技術勘查礦山首先需要原始圖像輸入，對圖像進行函數變換校正后確定原始圖像的輸出范圍，再對像素的幾何位置進行變換，采樣像素灰度后還需根據灰度指標變換像素幾何位置，最后進行圖像校正。下面運用遙感技術，對柳灣煤礦地質構造進行勘測。下圖2為柳灣煤礦斷裂影像。

圖1 遙感技術工作流程示意圖

圖2 柳灣煤礦斷裂影像示意圖

對礦區內活動斷裂構造進行采集，活動斷裂構造會影響土壤植被、礦區地貌以及礦區內地下水系，而結合圖像來看，對影像進行分析，發現這些影響均反映在圖像上，因此可以確定柳灣煤礦存在斷裂。結合遙感技術分析，柳灣煤礦土壤植被流失情況嚴重，且多數具有滑坡形態。研究區煤炭開采嚴重，導致土地破壞嚴重，形成土地占壓的情況。土地破壞面積共達到了945.25公頃，土地破壞點一共68處，土地壓占類型有四種，分別為土地壓占、排矸場壓占以及露天開采壓占，分別所占面積如下表1所示。

表1 柳灣煤礦土地壓占面積

根據上表1所示，在68出破壞點中，土地壓占、排矸場壓占、露天開采壓占分別占了47.29公頃、317.09公頃和580.87公頃，其中露天開采壓占最為嚴重。

4 結束語

為我國礦產開采環境問題得到解決，資源得到有效利用，從不同的環境區地質分布特征分析，研究礦山地質分布特征情況及勘查。但本文在實例驗證分析上，對遙感技術控制不太理想，導致斷裂解譯效果不清晰，今后應熟練遙感技術的控制進一步展開研究。希望本文的分析可以為礦山開采提供有效建議。