大型矿山环境地质问题及矿山环境治理工作探讨①

摘   要：鞍山地区矿产丰富，采矿业发展较快，在带动地方经济发展的同时也对当地的地质环境造成了一定危害，而大型矿山的影响尤为明显，作者以城区周围地质环境为背景，通过对鞍山市周围现有矿山地质环境问题梳理分析，阐述矿业生产对城区地质环境的影响，提出对鞍山城区地质环境治理工作的建议，对矿山地质环境治理工作提出了新要求。

关键词：矿山  地质环境  治理  鞍山市

中图分类号：TD167                                文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）09（a）-0114-02

鞍山是东北地区最大的钢铁工业城市、新中国钢铁工业的摇篮，有着"共和国钢都"的美誉，鞍山现辖铁东、铁西、立山、千山4个区，城区总面积797km2，截至2018年，鞍山市区人口154.40万。

1  矿山分布特点

鞍山市地势东南高，西北低，自东南向西北倾斜，地貌类型属低山丘陵区，主要分布有太古宙表壳岩鞍山群变质岩系、早元古宙陆间裂谷环境沉积形成的火山——沉积岩系，辽河群变质岩以及大面积出露太古宙和元古宙花岗岩类，并不乏世界规模的铁矿床。围绕鞍山城区的大矿山有西鞍山、东鞍山、大孤山、齐大山、眼前山、鞍千矿，均由国家开采。

2  地质环境背景

2.1 地层岩性

鞍山地区出露地层以下元古界辽河群和新生第四系最为发育，其次为太古界鞍山群、中上元古的青白口系，震旦系和古生界寒武系、石炭二迭系、中生界上侏罗系地层。

2.2 岩浆岩

鞍山地区岩浆岩十分发育，占出露基岩面积的80%左右。按照侵入时代，可分为早前寒武纪侵入岩、中生代侵入岩。本区以早前寒武纪侵入岩分布最广。

2.3 构造

鞍山地区整体构造格架是以铁架山花岗杂岩体构成一个近于三角形的中心，围绕该岩体分布有南北铁矿带和东西铁矿带，西北被新生代辽河沉降带东沿断裂所切割，在外围为太古宙晚期的花岗岩所包围的总体格局。在其上接受了早元古宙辽河群的沉积，其后经过区域变质作用形成结晶基底。

2.4 水文地质

鞍山地区基岩出露位置较高，风化裂隙和节理裂隙均较发育，处于积极交替的水文地质环境之中，水量不大。基岩分布区，第四纪厚度较薄且颗粒较粗，有利于降水的下渗，形成基岩裂隙水。在低山丘陵区分布有元古界碳酸盐岩类、中生界碎屑岩、火山碎屑岩等，赋存裂隙岩溶水和孔隙裂隙水。

3  地质环境现状和存在的问题

鞍山市区周边铁矿山自南而东而北呈半月状向西环抱城区，最远离市区13km，最近2km，6大铁矿山分布在活动断裂带上或其附近，其中西鞍山矿、东鞍山矿、大孤山矿沿寒岭断裂带分布，鞍千矿、齐大山、眼前山矿则沿倪家台断裂带分布。初步查明，这些断裂最新活动年代距今1～30万年。鞍山市区地质环境和矿山地质环境交织在一起，互为依托不可分割;所存在的地质灾害也呈鏈群状分布，具有很强的关联性。

3.1 矿山开采诱发地质灾害

（1）矿山物质迁移强度每100km大于5000万t/a，废石尾矿堆积年平均约8000万t，矿山开采引起地表应力分布的变化，引发地质灾害。（2）矿山开采地基失稳，容易引发滑塌沉陷等地质灾害。（3）活动断裂的性质、破碎带宽度、节理裂隙的发育程度及其组合特征是地质灾害发生的重要因素。

从以往调查资料看，规模较大的滑坡都出现在国有大型矿山，主要有：（1）大孤山铁矿自1957年以来共发生12处滑坡，西南帮片麻状混合岩出露区内有8处，海拔高程53～18m，东南帮花岗岩出露区有3处，海拔高程53m，西山区玢岩风化层内1处，海拔高程75～120m。这些滑坡虽没有造成人员死亡，但造成了不同时间的停产，最长影响两天通车。（2）眼前山铁矿于1984年秋在采坑的东北角发生一次滑坡，最终坡高337m，坡角38°。滑坡范围，东西长50m，南北长100m，总滑方量55×104t，最大滑坡幅度为0.7m。此次滑坡因及时处理没有造成损失。（3）齐大山铁矿露天开采时第四系层发生滑坡，滑方量不大，损失较小。其它矿山的采场、排土场也不同程度存在这类地质灾害或隐患，由于没有造成明显的损失，记录很少。

3.2 城区范围内环境水文地质问题

（1）鞍山市是全国100多个严重缺水城市之一，水资源总量1.38m3×108m3，人均占有水资源量825m3，为全国人均水资源量的1/3，严重偏低;（2）露天开采造成原始地形地貌发生变化，改变地下含水层补给、径流和排泄条件。由地下水资源缺乏造成地下水过量开采引起地下水位持续下降，进而激发岩溶塌陷、地面沉降等地质灾害;（3）尾矿水污染地表、地下水。鞍山城区西部，地表分布有一层厚度近 1m 的砂质粘土层，是地下水的有效保护层。但由于地表水污染物浓度过高，已远远超过该保护层的自净和降解能力，目前铅、镉等物质在表层土壤中，积聚深度超过0.5m，局部已达1m。

3.3 城区周围地形地貌景观环境问题

（1）废石、尾渣排放大量占用土地，破坏植被，造成土地荒漠化。（2）粉尘污染城市空气。（3）开采使自然景观、人文景观发生破坏，对居民构成环境心理压力，形成经济文化的负面效应。

4  地质环境治理工作建议

4.1 建立鞍山市区周边矿山地理信息系统

进行较大范围内的活动断裂地质灾害勘查，以物探、钻探等手段，对各矿山的非稳定边坡进行调查、勘查，重点查明矿区主要断裂带的活动性及其与矿山工程的关系，初步建立起鞍山市区周边矿山地理信息系统。

4.2 矿山地质环境监测工程试点先行

摸清各矿山地层结构、地质构造，根据地质灾害发育情况，布设地表变形监测网;根据各矿山水文地质条件及地下水的补、径、排关系，建立水资源管理系统，重点查明露采深坑与活动断裂的水力联系。选择工作基础比较好，监测条件比较成熟的矿区先行先试，积累经验后在全区逐渐推开。

4.3 加强矿山环境影响评价工作

矿山周围分布有选矿厂及尾矿库，为防止选矿尾水下渗影响地下水环境，地质环境治理工作应与矿山环境影响评价相结合。（1）督促企业选矿水做到循环使用，不外排;（2）做好尾砂回水水池的防渗工作，积极探索研究选矿废水净化处理措施;（3）制定尾矿库周围土壤、地下水的监测计划，研究污染物迁移转化规律。

4.4 与城市相关规划相协调

治理工作要与鞍山市地质环境保护规划及生态城市建设规划相协调，建议如下：

（1）从重点区域、重点矿山抓起，以点带面，统筹治理，着力解决对“三区两线”区域存在突出影响的矿山地质环境问题。自然保护区、风景名胜区、城市规划区、主干公路铁路沿线可视范围内的的排土场、采场边坡应重点治理。

（2）对矿山工程分布区域进行城市地质环境评价，与景观生态多样性分析相结合，为确定合理可行的治理、恢复工程方案提供依据。

（3）尾矿库、坝治理。①开展服役尾矿库的稳定性监测、加固;②积极探索尾砂改良的方法，减少矿山土源压力;③探索研究各种微地貌和不同风向条件下减少粉尘的工程措施。

（4）植被恢复。①北方耐旱植物培育移植、披复;②不同地形不同土質植物适应性试验;③矿山地质环境修复初步规划和实施;④修复区的管理保护。

参考文献

[1] 钟以章，蒋秀琴，陈爱萍，等.辽宁省地质灾害[M].北京：地震出版社，1991.

[2] 林秋，高光松，等.鞍山市水资源承载能力分析[J].吉林水利，2007（增刊）1-2.

[3] 潘懋，李铁锋.灾害地质学[M].北京：北京大学出版社，2006.

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