江西星子县东牯岭花岗石矿山环境地质问题及对策

冯绍辉，尹祝，卢宝荣，谢振东

（1.江西省地矿局916地质大队，九江县 332100；2.江西省地质调查研究院，南昌 330030）

江西星子县东牯岭花岗石矿山环境地质问题及对策

冯绍辉1，尹祝1，卢宝荣1，谢振东2

（1.江西省地矿局916地质大队，九江县 332100；2.江西省地质调查研究院，南昌 330030）

长期的露天开采严重破坏了矿山地理地质环境，产生了地质灾害隐患。在介绍矿区地理地质背景的基础上，系统地描述该矿区土地、植被、地形和地貌被破坏的情况，分析崩塌、滑坡和泥石流地质灾害隐患。为改善生态环境，打造全国知名旅游景区，提出全面停止矿山开采，并进行分期治理。先期重点清除存在隐患的废石堆，然后清除边坡破碎危岩体，并辅以绿化措施。

东牯岭花岗石矿区；环境地质问题；治理措施

矿业开发是人类活动对矿区最为显著的外力地质作用，它强烈影响和改变了矿区及其邻区地质环境，产生并诱发多样的环境地质问题，引起国内众多学者对此的关注和研究［1～9］。江西九江市星子县东牯岭花岗石矿区位于星子县城西约3 km处，北与庐山相邻，南与鄱阳湖相依托。该矿山开采历史悠久，自300多年前矿区花岗石资源便开发利用，到20世纪50年代初仅以小规模开采为主，直至20世纪90年代中期才大规模开发，多年来为星子县、九江市以及周边地区提供了大量的花岗石，对国家和地方经济的发展曾经做出了重大贡献，但同时也因长期的露天开采，使矿山地质环境遭受严重破坏，造成众多地质灾害隐患。并且由于山体植被严重的破坏，岩石大面积裸露，形成了与周边环境极不协调的视觉反差，极度破坏了庐山和鄱阳湖的整体景观。

1 矿区自然地理概况

江西省星子县东牯岭花岗石矿区（图1）位于星子县城西约3 km处，整个矿区范围东西长约4.0 km，南北宽约1.0 km，面积约4.0 km2。矿区北侧约2 km与庐山为邻，东南5 km与鄱阳湖相接。

图1 星子县东牯岭花岗石矿矿区采场近一远景观Fig.1 View of Dongkuling Granite Ore Area at Xingzi County

矿区属中亚热带湿润气候，处东亚季风区，气候兼受庐山与鄱阳湖影响。光照充足，雨量充沛，气候温和，四季分明。据星子县气象站观测资料：该区年平均气温18℃～25℃，最低－4℃～－6℃，温度最高季节在7～8月，温度最低季节在12月至次年元月。年平均无霜期253 d，多年年平均降水量1440.0 mm（1959～2005年），最大年降水量2233.3 mm（1998年），最小年降水量813.6 mm（1978年），年平均暴雨日（日降雨量≥50 mm）4.8 d，年平均大暴雨（日降雨量≥100 mm）0.9 d，年平均特大暴雨（日降雨量≥150 mm）0.2 d。时间上，降雨量集中在4至7月，其多年平均达815.9 mm，占全年降雨量的56.7%，年平均降水日145～168 d；9月至次年1月为旱季，年平均降雨量889.9～1613.7 mm。年平均蒸发量1324.2 mm。矿区范围内水系不大发育，仅有数个季节性的小水库分布。矿区南东即为鄱阳湖。

2 矿区地质背景概况

2.1 地形地貌

矿区范围属构造侵蚀低山地貌地形，总体地势中间高，四周低。山顶高程一般海拔150～510 m，海拔最高为东牯岭546.6 m，最低60 m，相对高差150～480 m，最大高达差486.6 m。山脊走向受构造控制和影响，山体大致呈北东走向，山脊波状起伏；切割深度100～450 m，沟谷呈“U”型，山坡一般呈“凸”形和直面形，坡度25°～38°。

2.2 地层及岩浆岩

矿区周边地层以变质岩为主，由古元古代二云片岩组成，矿区内东牯岭至白鹿镇一带岩浆岩分布较广，主要以晋宁期、印支期及燕山期的侵入岩为主，低洼处为第四系松散岩覆盖。开采矿体岩体类型主要为早三叠世中细粒二云二长花岗岩。残坡积层松软，多为砂壤质砂土、粘性土，山顶及坡陡地段厚度一般为0.5～1 m，在地形坡度相对平缓的地段及坡麓，残坡积层厚度较大，厚度约2～5 m。矿区植被以松杉、杂木及茅草类为主，覆盖率达50%～80%左右。

2.3 构造与地震

区域上矿区位于庐山南麓，为庐山隆起区与鄱阳湖沉降区的过渡地带。区域内有湖口－星子断裂带通过，该带规模较大，包括庐山东、西两侧北北东向断裂，它控制了庐山断块隆起，为活动性断裂带，其力学性质为压性－压扭性，断裂带附近岩石受挤压破碎，糜棱岩化、硅化等现象普遍存在，沿断裂带有温泉出露。历史上经历多期构造运动，构造活动较为强烈。第四纪以来，区内新构造运动仍在继续，地壳运动以垂直升降运动为主，差异断块活动明显，主要表现为断裂活动和地震，但从晚更新世以后活动相对较弱。矿区内未见褶皱及断裂构造，但节理裂隙较发育，多以北东或东西走向为主。

矿区的临近地区曾发生多次地震，多以2～4级小震为主，较大的地震主要有1911年2月6日发生于庐山西侧活动性断裂北东端的5级地震和2005年11月26日发生于九江－瑞昌的5.7级地震，本区震感强烈，但建筑物遭受破坏的程度小。

2.4 水文地质工程地质概况

矿区地势为中间高四周低，相对高差最大约486.6 m。地区洪水最高水位1998年为21.80 m（黄海高程）。山体多由早三叠世中细粒二云二长花岗岩、早三叠世细粒二云二长花岗岩（开采矿体），及古元古代二云片岩组成，岩性较简单。地下水类型为基岩裂隙水，含水性差。地下水主要接受大气降雨的补给，由南西－北东方向径流，经矿区外平原区向河流排泄，最后流入鄱阳湖。矿区位于当地侵蚀基准面之上（侵蚀基准面为23.5 m），自然排水条件好，水文地质条件简单。

矿区内岩石坚硬致密，呈块状构造，属坚固岩组，节理裂隙较发育，局部地段花岗岩风化呈砂状。地表覆盖层为残积层，局部松散区在地表水渗透或爆破作用下，易形成滑落、崩塌现象，总体上矿山开采工程地质条件为较好。

3 矿山主要环境地质问题

3.1 土地及植被破坏

由于矿山多年的矿山开采、厂房修建和矿山公路等进行的工程开拓，以及废石、废渣土不合理的堆放，致使矿区大部分地段植被土地受到较大程度的破坏，产生了较为严重的水土流失问题，土地功能不同程度的下降。据现场勘查统计，矿区开采因上述原因造成的土地及植被破坏面积约120 hm2，主要以荒山为主，山林为辅，少部分为耕地，矿区生态环境恶化程度较严重。

3.2 地形地貌景观破坏

矿区花岗石的开采活动，占用了大量的土地，改变了原始地形。其采矿剥岩，使基岩裸露出来，特别是露天采矿暴露的面积大，采出的废石混土随意堆弃，植被破坏殆尽。矿区初步统计有花岗石采矿点多达107个，开采破坏地表面积30.86 hm2，形成大小废石堆115处，堆填面积达34.30 hm2。其中破坏面积大于1.0 hm2的采坑5处，最大采坑破坏面积达1.36 hm2，形成的采坑边坡陡壁，造成巨大的颜色反差，产生极差的负面视觉影响。矿区北面为著名风景名胜区庐山世界地质公园，且矿区均在环庐山公路和鄱阳湖风景名胜区可视范围内，矿区地质环境严重影响庐山及鄱阳湖风景名胜的风貌和当地的生态平衡。从庐山山南环山公路上、鄱阳湖湖面上和星子县城等地随处可以望见被采秃的山头和众多零乱采坑，影响自然景观及人们的生活环境质量。

3.3 次生崩塌、滑坡地质灾害隐患

整个矿区花岗石采矿点形成的采坑边坡一般高20～50 m，最高人工切坡达65 m，坡度一般33°～60°，局部达89°（集中分布在机械开采采坑）。根据已有人工切坡（岩土混合边坡）稳定性量化评估标准表，对人工切坡进行边坡稳定性量化评价，其中人工切坡稳定性较差的采坑点34处，稳定性中等的采坑点69处，稳定性较好的4处。从地质因素分析认为，稳定性较差的人工切坡往往表现有边坡坡度较陡，岩体裂隙较发育，岩体呈块状，切坡坡度大于或近似等于外倾结构面倾角等特征。

矿山开采过程中所形成的大量废石土未经任何处理，就地或附近随处堆放。据现场勘查，矿区大小废石堆形成废石堆总量1027116 m3，废石堆坡面坡度5°～60°。矿山废石土堆单体平均厚度1～5 m，堆量一般（0.2～2.2）×104m3，最大6.13×104m3，堆体表面坡度6°～40°，最大坡度60°，其中以石、土混堆的63处，石块为主的52处；堆放斜坡上98处，平地上的17处；表面坡度≤20°的7处，20°～40°的55处，≥40°的36处。上述堆放的废石土松散，工程力学性质差，尤其堆放斜坡之上、堆体表面坡度大于40°的废石堆，未设置任何拦挡设施，形成的不稳定边坡，构成崩塌、滑坡隐患。此外，一些顺坡堆放的薄层废石土，往往也是崩塌、滑坡的活跃层面。这些崩塌、滑坡隐患的存在，对矿区居民、道路、建筑物构成严重威胁。

3.4 次生泥石流地质灾害

矿区山体高程一般150～510 m，切割深度100～450 m，山脊走向受构造控制和影响，山脊波状起伏，坡度10°～35°；沟谷呈“U”型，残坡积层松软，山上植被茂盛，主要为松杉及杂木类，覆盖率达70%以上，从矿区地形地貌特征分析，在矿区范围大致发育有4条较大规模的沟谷。4条沟谷的特征基本为坡顶、坡体谷窄坡陡，坡脚谷宽平坦，4条沟谷大体交汇于坡脚前平坦地带，沟谷通畅，未见有堵塞物，自然条件下，产生泥石流的可能性小。但由于矿山开采矿区环境破坏较严重，开采中形成的部分废石（弃土）松散堆积物堆覆在沟谷坡顶，据现场勘查，矿区沿沟谷、坡面散乱堆放的废石堆达18处，堆填块石、沙土总量达20×104m3，这些废石堆堆体松散，稳定性较差，易崩塌、滑坡，在强降雨等不利因素影响下，往往会成为泥石流的固体物源，引发泥石流隐患。

4 矿山环境保护治理措施建议

由于长期的露天开采，使矿山地质环境遭受严重破坏，矿区存在崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害隐患，同时山体植被严重破坏，岩石大面积裸露，形成了与周边环境极不协调的视觉反差，极度破坏了庐山和鄱阳湖的整体景观，对提升星子县城市形象，打造全国知名旅游景区产生极不利的影响。因此加大矿山环境保护与治理势在必行，提出以下几点治理建议：

（1）全面停止矿区开采，由于整个矿区治理面积大，采坑多，建议矿山治理可分期进行，首期治理范围以有碍庐山和鄱阳湖的整体景观、在星子县环山南路及环湖路可视范围内的采坑点为主，后期陆续进行其他采坑的治理。

（2）全面清理废石堆，先把堆覆沟谷谷顶及坡面较陡，存有地质灾害的的废石堆作为重点进行清理，一方面消除崩塌、滑坡的地质灾害的隐患，另一方面减少泥石流的固体来源。具体做法可以为：收集利用废石堆内粒径较大的石块（≥20 mm），作建筑用石和筑路路基石，减少废石堆体重量，最大发挥矿石最大的利用价值，获取矿山最大效益；将剩余的粉质粘土及沙土就近充填采坑，栽种树木覆绿。

（3）清除边坡破碎地段危岩体，对局部高陡边坡进行削坡减载，边坡回填层以上区段及时实施边坡覆绿，边坡覆绿主要技术措施可为：采场两侧栽植爬山虎等藤本植物；利用藤蔓植物上爬下挂的特点遮盖采场高陡边坡，对岩石坡面覆绿，提高生态效益。

［1］徐友宁，何芳，陈社斌，等.矿山环境地质问题特点及类型划分［J］.西北地质，2003，36（C00）：19－25.

［2］徐友宁.矿山环境地质与地质环境［J］.西北地质，2005，38（4）：108－112.

［3］方七林.矿区地质环境治理初探［J］.矿业快报，2008，24（3）：75－76.

［4］魏伦武.西南地区矿山环境地质问题与防治对策［J］.地质灾害与环境保护，2002，13（1）：6－8.

［5］孙越英，徐宏伟，王子刚，等.焦作煤矿区主要环境地质问题与对策研究［J］.地质灾害与环境保护，2006，17（3）：5－9.

［6］万继涛，李元仲，杨蕊英，等.山东省枣庄市矿山环境地质问题及恢复治理［J］.地质灾害与环境保护，2004，15（3）：26－30.

［7］赵永久.矿山环境地质灾害问题及其勘查方法［J］.地质灾害与环境保护，2008，19（2）：104－108.

［8］李文杰，王邦贤，任佩佩，等.河南矿山地质环境问题及几点治理建议［J］.地质灾害与环境保护，2010，21（1）：5－8.

［9］董永观，李君浒，邱永泉，等.华东地区主要矿山环境地质问题［J］.资源调查与环境，2008，29（2）：116－125.

ENVIRONMENTAL GEOLOGICAL PROBLEMS AND THEIR SOLUTIONS AT DONGGULING GRANITE MINES IN XINGZI COUNTY，JIANGXI

Feng Shao－hui1，Ying Zu1，Lu Bao－leng1，Xie Zheng－dong2
（1.916－th Geological Brigade，Jiangxi Geology ＆Mineral Resources Bureau，Jiujiang 332100，China；2.Jiangxi Institute of Geological Survey，Nanchang 330030，China）

The long－term strip mining has severely damaged the geographical and geological environment，causing potential geo－hazards.Based on the introduction of geographical and geological background in the area，a systematic description is done of the damages to its land，vegetation，topography and geomorphy.And an analysis is done of potential collapse，landslide and debris flow hazards.A full cessation of mining and a staged treatment are proposed to improve the eco－environment and create a well－known tourist attraction.

Dongguling granite ore area；environmental geological problem；control measure

TD167

:A

1006－4362（2012）02－0040－04

冯绍辉（1975－ ），男，工程师，从事地质灾害危险性评估、地质灾害防治与岩土工程工作。

2011－12－20改回日期:2012－04－05

江西省星子县东牯岭矿区花岗岩矿矿山地质环境勘查项目资助（赣国土资字2009［26］）