貴州魚洞河流域礦產資源開發與地質環境生態修復保護

羅康生 代勝 李仁啟 陸治斌

（1.貴州省地質礦產勘查開發局一〇一地質大隊，貴州凱里 556000；2.貴州省地質環境監測院，貴州貴陽 550000）

魚洞河流域位于貴州省黔東南苗族侗族自治州凱里市北西，至凱里城區直距16km 左右。行政區劃隸屬于大風洞鎮南部、爐山鎮東部、萬潮鎮北部、龍場鎮西部和灣水鎮北西小部。魚洞河主要由泡木河、平路河兩大支流交匯而成，前者長25.7km，后者24.5km。兩河交匯后稱魚洞河，長3.4km，總流量4.23m3/s，流域面積240km2。之后匯入重安江，屬長江流域清水江（沅江）水系。

全流域內共有礦山70 家，其中煤礦35 家，非煤礦18 家，砂石礦17 家。除少數在產外，所有煤礦及部分非煤、砂石礦山已關閉或處于停工停產狀態。

礦產資源開發利用，為人類社會的發展做出了重大貢獻，同時破壞了礦山地質環境，引發地質災害如塌陷、崩塌、滑坡；地形地貌景觀破壞如土地植被資源占壓與破壞損毀；含水層破壞如水質惡化、礦井水與淋濾水污染地表水地下水等地質環境問題，人類與所生存的自然環境即地質環境的矛盾進一步激化，對地質環境的認識與研究推向了一個新的高度。因而，礦山環境地質勘查工作與礦山地質環境治理及生態修復已勢在必行。

1 地質環境條件

魚洞河流域屬亞熱帶溫暖濕潤多雨氣候區，氣候溫和，雨量充沛，冬寒夏熱，四季分明，陰雨霧多，日照期短，溫差較大。最豐年降雨量1967.8mm，最枯年868.1mm，多年平均1422.02mm。4 月至10 月為豐水季節，降雨量1305mm，占全年降雨量的83.8%；11月至翌年3 月為枯水季節，降雨量199.5mm，僅占16.2%。極端最高氣溫37.5℃，最低-9.7℃，多年平均15.7℃。最小相對濕度12%，平均78%。

泡木河起源于爐山鎮大坡等地，流域面積123km2，主河道河長25.7km，多年平均流量1.83m3/s。平路河發源于萬潮鎮登高坡一帶，匯水面積97.7km2，主河道長24.5km，多年平均流量2.06m3/s。兩河匯合后稱魚洞河，長3.4km，之后匯入重安江，屬長江流域清水江（沅江）水系。總流量4.23m3/s，總流域面積240km2。

魚洞河流域地勢總體西高東低、南北為山地、中部為河谷。最高點為南部老鴰山，海拔高程1299m，最低點為魚洞河匯入重安江處，海拔標高572.4m，相對高差726.6m。屬侵蝕、溶蝕成因的中山、低中山、中底山山地地貌。

魚洞河流域發育的地層及其巖性、水文地質工程地質特征由上到下為：

第四系（Q）：粘土、亞粘土、碎石土等。厚小于16m。屬孔隙水巖組，透水不含水。松散巖組，結構疏松，強度低。

二疊系（P）：上統吳家坪組（P3w），灰巖、硅質灰巖、燧石灰巖夾煤線。厚70～109m。含碳酸鹽巖夾碎屑巖類巖溶水，富水性中等。堅硬半堅硬巖組。中統茅口組（P2m）、棲霞組（P2q），厚層至塊狀灰巖。厚117～327m。堅硬巖組。含純碳酸鹽巖類巖溶水，富水性強。為煤礦、鋁土礦、菱鐵礦頂板，礦井充水主要含水層。中統梁山組（P2l），砂巖、泥質砂巖等。總厚2～66.3m。半堅硬巖組。含基巖裂隙水，富水性弱。這是主要含礦層位。上部含煤層，厚0.6～1.2m；中部含鋁土礦，下部含菱鐵礦。

泥盆系（D）：上統堯梭組（D3y）、望城坡組（D3w），生物屑灰巖、白云巖。厚104～409 m。堅硬巖組。含純碳酸鹽巖類巖溶水，富水性強。中統獨山組（D2d），石灰巖、泥灰巖、石英砂巖等。厚22～191m。堅硬巖組。含碳酸鹽巖夾碎屑巖類巖溶水，富水性弱。產石英砂巖礦。中下統蟒山組（D1—2m），砂頁巖、石英砂巖等。厚99～328m。堅硬巖組。含基巖裂隙水，富水性弱。產石英砂巖礦。

志留系（S）：中統翁項組（S2w）砂、頁巖。厚80～392m。半堅硬巖組。含裂隙水，富水性弱。

奧陶系（O）：下統大灣組（O1d）、紅花園組（O1h）、桐梓組（O1t），灰巖、白云質灰巖、泥質白云巖等。總厚220～289m。堅硬巖組，含純碳酸鹽巖類巖溶水，富水性中。產重晶石礦。

寒武系（∈）：上統婁山關組（∈3l），肉紅色中至厚層白云巖，厚度大于660m。堅硬巖組，但風化強烈，巖石破碎。含純碳酸鹽巖類巖溶水，富水性強。產建筑用砂石礦。

在大地構造部位上，魚洞河流域位于黔東隆起邊緣褶皺帶，區內的褶皺及斷裂構造較為發育。主要褶皺、斷裂構造方向西部為近南北向，其余地區為北東向及北北東向。巖層傾角較緩，一般6～25°。

2 礦產資源及其開發利用

魚洞河流域位于銅仁—凱里汞、鉛鋅、錳、金礦成礦帶南西部邊緣地帶，礦產資源豐富，已發現的礦產有煤、鋁土礦、鐵礦、重晶石、石灰巖、白云巖、石英砂巖、高嶺土、粘土等十余種。二疊系中統梁山組（P2l）為本流域主要含礦層位，上部含煤礦，中部含鋁土礦，下部菱鐵礦。流域內礦產資源具有礦點多、規模小、變化大的特點。

（1）煤礦

集中于流域東部北東部，賦存于二疊系中統梁山組（P2l）中，呈北東向延伸，煤層厚度0.4～3.5m 不等，變化較大，煤層傾角較小，普遍為8～17°。探明的資源/儲量62596.79×104t，共有礦山企業30 家，設計利用資源/儲量5886.34×104t，生產規模3～30×104t，累計開采量1859×104t。

（2）非煤礦

主要有鋁土礦與鐵礦，也賦存于二疊系中統梁山組（P2l）中，呈“上煤中鋁下鐵”結構組合。鋁土礦呈似層狀、透鏡狀產出，局部尖滅，最大厚度14.7m。鐵礦賦存于梁山組（P2l）底部，礦石類型為褐鐵礦及菱鐵礦，礦帶呈似層狀、透鏡狀產出，最厚13.37m，含礦系數0.11～1%。

其次為重晶石礦、石英砂巖、白云巖礦及石灰巖礦等，資源/儲量38523.02×104t，共有礦山企業18 家，設計利用資源/儲量2231.9142×104t，生產規模0.08～54×104t，累計開采量614.68×104t。

（3）建筑用砂石及粘土礦

主要為白云巖、石灰巖及粘土巖，區內均有分布。探明的資源/儲量13482×104t，共有礦山企業17家，設計利用資源/儲量4359.921×104t，生產規模0.5～16×104t，累計開采資源量400.675×104t。

3 地質環境問題及其影響與危害

因礦產資源開采引發的地質環境問題有地質災害、地形地貌景觀破壞和含水層破壞。由于地質環境條件、礦產種類及開采方式等不同，而引發的礦山地質環境問題及其影響與危害也各不相同。

（1）地質災害

共發現地質災害隱患33處，其中：

崩塌15 處。其中大型2 處，體積15～98×104m3；中型7 處，體積0.3～8×104m3；小型6 處，體積0.08～0.26×104m3。

滑坡10 處。其中中型2 處，體積57.5×104m3；小型8處，體積0.3～7.5×104m3。

塌陷8 處，塌陷坑或影響區域面積均小于1km2，為小型塌陷。

地質災害隱患共威脅594 戶2676 人安全，威脅財產6715 萬元。其中大型8 處，威脅391 戶1815 人4330 萬元；中型22 處，威脅203 戶861 人2075 萬元；小型3處，威脅財產310萬元。

流域內發生地質災害2 次。2013 年2 月18 日，KL43 發生崩塌，5 人失蹤，直接經濟損失110 萬元。同年4 月16 日，KL44 發生崩塌，造成堰塞湖水位高15m，直接經濟損失200萬元。

（2）地形地貌景觀破壞

土地植被資源占壓：測區共有堆積體144 處，其中煤矸石場137 個，廢棄礦石7 個。總體積5007232m3，總面積970995m2。占壓土地植被資源面積97.1 hm2，其中水田5.00hm2，旱地10.35hm2，林地草地73.73hm2，未利用地8.02hm2。

土地植被資源破壞損毀：主要是非煤礦山（如鋁土礦、重晶石礦等）、砂石礦山露天采場采坑和工業廣場對土地植被資源的破壞與損毀。各種采場采坑91 處，挖損面積2915232m2，挖損量23210850m3。工業場地25 處，挖損面積254120m2，挖損量635300m3。破壞損毀土地植被資源316.94。

（3）含水層破壞與水質污染

本流域主要礦種煤礦、鋁土礦、鐵礦賦存于二疊系中統梁山組（P2l）中，煤（礦）層直接頂板為二疊系中統茅口組、棲霞組（P2q+m）之厚層至塊狀灰巖。這是礦井充水主要含水層。礦山開采破壞了含、隔水層結構，含水層中的地下水涌入采煤（礦）坑道，水（溶）解黃鐵礦、菱鐵礦、鋁土礦等后導致PH 值、鐵、錳、鋁及SO4--含量增高，造成水質惡化，污染地表水與地下水：

黃鐵礦水解：FeS2+O2+H2O→FeSO4+H＋+SO4--→Fe＋＋+H＋+SO4--。

菱鐵礦水解：FeCO3+CO2+H2O→Fe(HCO3)2→Fe＋＋+HCO3—。

三氧化二鋁在酸性水中分解：H＋+AI2O3→Al3＋＋＋+H2O。

水質污染主要來自礦井水、煤矸石淋濾水，其水化學類型為SO4—Ca或Ca·Mg或Ca、Mg、Fe、Al型水，PH 值、鐵、鋁、錳及SO4--嚴重超標，部分樣品鐵、鋁、錳可達到命名標準（表1）。

被礦井水和淋濾水污染的地表水和地下水，水化學類型為SO4·HCO3或HCO3·SO4—Ca 或Ca·Mg 型水，PH值、鐵、鋁、錳及SO4--超標。

未被礦井水和淋濾水污染的地表水和地下水化學類型為HCO3—Ca 或Ca·Mg 型水，水體清亮，水質優良，PH值、鐵、鋁、錳及SO4--基本達標。

表1 水質分析統計表 單位：mg/L

4 礦山地質環境生態修復思考與結語

（1）本流域自寒武系（∈）至二疊系（P），除石炭系（C）、二疊系下統（P1）外均有出露。以碳酸鹽巖為主，碎屑巖次之，總體呈軟、硬相間結構。巖溶水豐富，地質構造發育，以礦山開采為主的人類工程活動強烈，地質環境問題多，影響嚴重，地質環境條件復雜。

（2）水質污染是魚洞河流域主要地質環境問題。全流域涌水礦井41 處，總涌水量1.62m3/s，占魚洞河的38%；降雨入滲形成煤矸石淋濾水量為1000m3/d以上。礦井水、煤矸石淋濾水PH 值、鐵、錳、鋁及SO4--嚴重超標，是河水變黃、水質污染的主要原因。

各種采場采坑、工業場、煤矸石等嚴重破壞植被，造成水土流失，大量泥沙帶入河流，沙含量13.738～18.6kg/m3，輸沙率251～368×104t/a，這是水質污染的又一個原因。

（3）礦山土地植被資源的占壓與破壞損毀問題亦較嚴重。全流域堆積體144 處，總體積5007232m3，總面積970995m2。各種采場采坑91 處，挖損面積2915232m2，挖損量23210850m3。工業場地25 處，挖損面積254120m2，挖損量635300m3。共占壓與破壞損毀土地植被資源414.04hm2，其中水田9hm2，旱地12.43hm2，林地草地362.03hm2，未利用地30.58hm2。

廢棄礦石場、工業場地和采場、采坑，用整平、覆土、草籽、植樹就能夠達到治理目的。而煤矸石，不是簡單的覆土與撒草種樹，而是根據堆積處數多、成分復雜、淋濾水發育等特點，應采用“防滲處置、集中堆放、淋濾收集、隔離山水、植被恢復”綜合措施進行治理。

（4）根據礦山地質環境問題類型、分布及特征，建議“西土東水”。流域東部為礦井水、淋濾水污染，治水為主。西部則為露天開采造成的植被破壞、水土流失嚴重，應大力恢復植被、保持水土。

礦山地質環境生態修復總體思路：“規范采礦，嚴保水土，源介隔離，清污分流，多級沉淀，綜合治理”。“規范采礦，嚴保水土”是從保護角度出發，強調預防與保護。“源介隔離，清污分流，多級沉淀，綜合治理”為具體的治理工程措施，既能單獨實施，又可以互相配合，綜合治理。