山西省汾西县秋堰铝土矿区水工环地质特征分析

王小强

（山西省第三地质工程勘察院，山西晋中030620）

山西省汾西县秋堰铝土矿区水工环地质特征分析

王小强*

（山西省第三地质工程勘察院，山西晋中030620）

山西省汾西县秋堰铝土矿项目矿区的水文地质条件为二类一型，即矿区铝土矿床为以裂隙含水层充水为主、水文地质条件简单的矿床。综合开采技术条件为中等的矿床（Ⅱ类4型），即该矿区属矿床水文地质、工程地质、环境地质条件三因素中两项以上属中等的矿床，其余属简单的矿床，具有良好的开发前景。

秋堰铝土矿区；矿区水文地质；工程地质；环境地质

1　概述

矿区水工环地质工作是矿产普查与勘探中的一个重要组成部分，矿区水工环地质特征评价的正确与否在矿床开采技术条件中起着举足轻重、不可或缺的作用，它不仅影响矿区的评价及矿床的合理开采利用和规划，而且还影响到矿床开采利用过程中可能发生的地质灾害及其应对措施和矿山地质环境恢复治理方案的制订和实施。

山西省汾西县秋堰铝土矿项目为全国铝土矿整装勘查项目，隶属孝义—霍州区整装勘查。勘查区位于山西省汾西县城305°方向直距约13km处的勍香镇秋堰—董家沟村一带，行政区划隶属汾西县勍香镇管辖。

2007～2012年，我院对矿区进行了预查、普查工作，查明矿区内有6个矿体，矿体厚度较稳定，顶底板也较稳定，矿石品位较好，为一大型铝土矿床，矿石可进行工业加工利用；并共伴有镓、山西式铁矿、硬质耐火粘土矿等多种矿产，具有良好开采前景。现就山西省汾西县秋堰铝土矿区水工环地质特征做一简要分析。

2　矿区水文地质

2.1区域水文地质

区域上矿区位于山西中部断陷盆地区韩候岭拱隆低山台丘亚区的中西边部即霍西盆地与吕梁山过渡地带的低中山区。地表水属黄河流域的汾河水系。矿区所在区域岩溶水文地质单元属郭庄泉岩溶水泉域的西南部补给区，该泉域为目前我省岩溶大泉开发利用程度较高的泉域区，其形成为断层溢流泉，含水岩层是奥陶系中统石灰岩，泉域面积约5000km2,泉域裸露可溶岩面积约1400km2,泉水流量多年平均7.14m3/s，近年2.83m3/s，水温17℃，水质类型属HCO3·SO4—Ca·Mg型，矿化度0.55g/L；出露高程516～571m。区域水文地质条件受区域构造和地层岩性的控制，总体构造为走向北东—南西，倾向南东的单斜构造，该岩溶水在区域上具统一的水位，由北西流向南东。矿区所在区域岩溶地下水流向从西向东，水位标高约500～600m。

根据区域地层的岩性特征，含水层的类型由老到新有寒武系碳酸盐岩岩溶裂隙含水岩组、奥陶系碳酸盐岩岩溶裂隙含水岩组、石炭系碎屑岩类夹碳酸盐岩类裂隙含水岩组、二叠系碎屑岩类裂隙含水岩组、新生界松散岩类孔隙含水岩组。

2.2矿区水文地质

矿区位于吕梁山中南部，地貌呈浅切割的低中山区[6]。总体地势西高东低，区内海拔最高1323.827m，最低1128.067m，最大相对高差195.76m。矿区属汾河水系，区内沟谷纵横，主要沟谷呈北西—南东向分布，均为干谷，仅在雨季有水，雨后不久便干涸。区内各矿体均位于侵蚀基准面之上,矿床水文地质条件简单。

区内含水层有奥陶系石灰岩岩溶含水层，石炭系砂岩、石灰岩裂隙含水层和第四系孔隙裂隙含水层。

矿区内铝土矿床赋存于石炭系中统本溪组下段，位于当地侵蚀基准面以上，地形有利于自然排水，矿床充水含水层为石炭系上统太原组、中统本溪组上段的区域稳定砂岩、灰岩裂隙含水层，富水性弱，受地形地貌影响，地下水补给条件较差；矿区内无地表水体发育，仅在雨季有短暂坡面流通过，持续时间较短；水文地质边界条件简单；地质构造条件简单；未来开采模式为坑采，矿层充水以裂隙含水层为主，该含水层富水性较弱。

综合判定，矿区铝土矿床的水文地质条件为二类一型，即矿区铝土矿床为以裂隙含水层充水为主、水文地质条件简单的矿床。

3　矿区工程地质

区域上矿区位于山西中部断陷盆地区韩候岭拱隆低山台丘亚区的中西边部即霍西盆地与吕梁山过渡地带的低中山区。岩体类型以坚硬、软互层状碳酸盐和较硬、软互层状碎屑岩岩体组成；土体类型以湿陷性黄土为主。

3.1矿体及顶、底板岩石的稳固性

矿体稳固性较好，矿体上部覆盖层一般为硬质耐火粘土矿、石灰岩、中粗砂岩，此类岩石较为稳固；矿体下伏岩石为粘土岩、铁质粘土岩、山西式铁矿和石灰岩，其中粘土岩、铁质粘土岩为软弱岩层，但其下有坚硬的石灰岩垫托，弥补了这些岩层稳定性差的不足。因此矿体底板岩石的稳固性属良好型。

3.2人类工程活动

矿区内人类工程活动以小规模采矿为主，破坏了地表植被覆盖，加剧了本地的水土流失。目前在矿区内暂未发现地裂缝、地面塌陷、崩塌、滑坡等现象，但在今后的开过程中，还要注意在地下、地表水的作用下发生软弱岩层及黄土的滑坡、崩塌及地裂缝和地面塌陷，以免造成灾害。

矿区内山梁地带普遍覆盖第四系上更新统湿陷性黄土，下伏石炭系太原组、本溪组碎屑岩夹碳酸盐岩，沟谷中广泛出露奥陶系峰峰组灰岩，沟谷纵坡降较大，地形有利于地表径流排泄；铝土矿床上部发育层状岩类碎屑岩夹碳酸盐岩，软硬岩相间，地层岩性较为简单；未来开采形式为坑采，石炭系上统太原组、中统本溪组上段的区域稳定砂岩、灰岩含水层富水性弱；矿区内断裂构造不发育。综合所述，矿区工程地质复杂程度判定为“中等”。

另外，区内局部地方可能存在老窑采空区，由于年代久远全部封闭，已无法进入现场调查。据走访当地村民，采空区里可能会有积水，可能会给未来矿山开发带来不利影响，建议进一步勘查、开发时能注意这些问题。

4　环境地质

区域上矿区位于山西中部断陷盆地区韩候岭拱隆低山台丘亚区的中西边部即霍西盆地与吕梁山过渡地带的低中山区。属地质灾害高易发区（A）中的地裂缝、地面塌陷高易发亚区（A1-7）的西部[4]。

4.1矿区稳定性评价

矿区位于位于吕梁太行断隆之吕梁山块隆的琼香太林南北向褶皱带与阳泉曲汾西盆状复向斜衔接部位，据国家质量技术监督局2001年批准实施的GB18306-2001《中国地震动参数区划图》，本区地震动峰值加速度为0.15g，对应地震基本烈度值为Ⅶ度。

4.2矿区地质环境质量

矿区内地形切割较强烈，矿区内相对高差342.7m，地貌较为复杂；地表普遍覆盖第四系、上第三系松散岩类，下伏石炭系层状岩类碎屑岩及碎屑岩夹碳酸盐岩，软硬岩相间，工程地质条件较简单；地质灾害发育一般，危害性小；水土流失较严重；人类工程活动中等，农田耕作施肥对周围环境造成一定损害，对浅层地下水和地表水有一定程度的污染。综合评价，矿区地质环境质量中等。

5　结论

综上所述，矿区开采技术条件可确定为开采技术条件中等的矿床（Ⅱ类4型）即该矿区属矿床水文地质、工程地质、环境地质条件三因素中两项以上属中等的矿床，其余简单的矿床⑧，具有良好的开发前景，让我们在充分掌握矿区水工环地质特征的基础上，合理开采矿床，做到既有效利用能源，又可减少不必要的经济损失和环境破坏，为实现我省转型发展、跨越式发展、实现伟大的“中国梦”而努力奋斗。

[1]史建儒，程方解，张迎波，等.山西省交口—汾西（瓦房沟）铝土矿远景区预查地质报告[R].山西省第三地质工程勘察院，2009.

[2]侯毅，邓华平，张迎波，张栋，相里宏升，等.山西省汾西县秋堰矿区铝土矿普查地质报告[R].山西省第三地质工程勘察院，2012.

[3]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB/T 13908-2002固体矿产地质勘查规范总则[S].北京:地质出版社，2003.

[4]中华人民共和国国家技术监督局.GB 12719-91矿区水文地质工程地质勘探规范[S].北京:地质出版社，1991.

[5]GB/T1458-93区域水文地质工程地质环境地质综合勘查规范[S].

[6]水文地质手册[M].

[7]工程地质手册[M].

P618.45

A

1004-5716(2015)07-0125-02

2014-07-27

王小强（1967-），女（汉族），山西平遥人，工程师，现从事水工环方面的技术工作。