贵州瓮福磷矿资源开发与地质环境影响

陆治斌

摘 要：瓮福磷矿地处贵州中部，储量大、质量好、易开采，是建设大型磷矿山和磷化工产业的良好基地。矿区地质环境条件复杂，人类工程活动强烈，地质环境脆弱。矿山开发为国民经济建设做出了巨大贡献，同时也引发地质灾害、地形地貌景观破坏和含水层破坏等诸多矿山地质环境问题，严重破坏了矿山地质与生态环境，影响当地生产生活条件，甚至威胁人民生命财产安全。因此，调查评价矿山地质环境及其影响与危害，研究矿山地质环境恢复治理技术，具有深远的社会、经济和环境意义。

关键词：瓮福磷矿；地质环境问题；地质环境影响；地质环境治理

中图分类号：P619.21+3 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）24-0005-02

瓮福磷矿位于贵州省中部，行政区划隶属于贵州省黔南布衣族苗族自治州瓮安县和福泉市。地理坐标东经107°19′41″～107°26′14″，北纬26°54′29″～27°05′21″，南北长20km，东西宽3～4km，面积68.54km2。划分为2个矿区9个矿段，即北部瓮安县境内白岩矿区玉华、大塘、王家院和穿岩洞4个矿段，南部福泉市境内高坪矿区磨坊、新桥、大寨、小坝和英坪5个矿段。1958年发现，1973年至1984年完成普查与勘探工作，求得磷块岩总储量8.2亿吨，为亚洲和中国“第二”。该矿区储量大、质量好、易开采，是建设大型磷矿山和磷化工产业的良好后备基地。

磷矿资源的开发与利用为国民经济建设和地方经济发展作出了巨大贡献，矿业经济成为瓮安县、福泉市乃至黔南州的支柱产业，还带动了交通运输、服务、流通等产业的发展。同时，也引发了矿山地质环境问题，且日趋严重。所以，矿山地质环境治理、恢复生态、保障人民生命及财产安全已成当务之急。

1 地质环境条件

瓮福磷矿属亚热带湿润多雨气候。最丰年降雨量1624.5 mm，最枯750.9mm，平均1148.7mm。歷年极端最高气温35.5℃，最低为-9.2℃，平均15.0℃。

岩坑河为矿区主要地表水体，全长2.5km左右，流量0.237～41.252m3/s，于瓮安县境内江界河附近汇入乌江，属长江水系。矿区碳酸盐类岩石广布，主要以侵蚀——溶蚀成因的山脊——沟谷组合地貌类型为主。总体地势两侧高中部低、南高北低，山形与河流走向基本一致，最高点为南部谷顶大坡，海拔高程1524m，最低点为岩坑河出口处，海拔标高976.4m，最大相对高差547.6m。

瓮福磷矿出露的地层从上到下为第四系（Q）之残坡积物、寒武系下统（1）碎屑岩、震旦系（Z）磷块岩及白云岩、南华系（Nh）冰碛砾岩及清白口系（Qb）变质岩。

磷矿发育于震旦系下统陡山沱组（Z1ds）中，由磷块岩、硅质岩、白云岩组成的含磷岩组。白岩矿区上部含b层矿，下部含a层矿，总厚0～58m。高坪矿区主要为b层矿，厚0～29m，下部a层矿变化较大无工业价值。

瓮福磷矿位于川黔南北构造带的白岩—高坪背斜上，东邻新华夏构造体系，两者呈斜接复合关系。褶皱总体呈近南北向展布，受新华夏系构造影响与制约，其首尾发生偏转而呈“S”形或斜列。白岩—高坪背斜控制磷矿层发育与分布。背斜核部为清白口系清水江组（Qbq），翼部依次为南华系南沱组（Nh2n）和震旦系陡山沱组（Z1ds）、灯影组（Z2dy）及寒武系下统牛蹄塘组（1n）、明心寺组（1m）、金顶山祖（1j）等。

由于断层的错切，将白岩—高坪背斜分成两段：即北段的白岩背斜（位于瓮安县境内）和南段的高坪背斜（位于福泉市境内）。

白岩背斜为一西缓东陡的斜歪梭形倾伏状褶曲，轴向20～25°，轴脊自北而南经玉华、南堡及新桥一线，岩层倾角西翼一般25～35°，东翼急剧变陡，为60～75°。高坪背斜也为一不对称斜歪倾伏褶曲，西缓东陡，轴向5～10°，北起谷陇，南至谷榔，全长13km。岩层倾角西翼15～25°，东翼25～40°，北倾伏端45～60°。断裂构造主要有沿走向和横切矿层的两组断层。前者倾角为30～60°，垂直断距20～60m；后者大于60°，断距小于20m。

区内发育的地下水类型和工程地质岩组有：

第四系（Q）冲积砂、砾及残坡积砂土、粘土：属松散岩类孔隙水岩组，零星分布，透水不含水。结构疏松，强度低，为松软岩组。

寒武系下统金顶山祖（1j）、明心寺组（1m）、牛蹄塘组（1n）及南华系上统南沱组（Nh2n）：以碎屑岩、冰碛砾岩为主。含基岩裂隙水，泉点少，流量小，富水性弱。岩石结构软弱，强度较低，为软质类工程地质岩组。

清白口系清水江祖（Qbq）：以浅变质岩为主，含裂隙水，泉点少，流量小，富水性弱。原生岩石结构致密、坚硬，属硬质岩组。但抗风化能力弱，尤其是地表100m以浅，裂隙发育，岩石破碎，强度变低，属软质类岩石。

震旦系上统灯影组（Z2dy）、下统陡山沱组（Z1ds）：以白云岩、硅质岩、磷块岩为主，含碳酸盐岩类岩溶水，泉流量0.039 ～7.110L/s，平均1.403L/s。钻孔涌水量0.321～29.31L/s，平均5.674L/s；水位降深2.02～36.4m，平均12.032m；单位涌水量0.27～14.67L/s·m，平均0.879L/s·m。矿层赋存于陡山沱组（Z1ds）顶部，矿井充水主要含水层为含矿层及其上覆震旦系上统灯影组（Z2dy），含碳酸盐岩类岩溶水。矿井涌水量10000m3/d左右，富水性强。岩石结构致密、坚硬，强度高，属硬质类工程地质岩组，但岩溶化强烈，裂（溶）隙发育，岩石破碎。

综上所述，矿区地貌复杂，地形陡峭；褶皱、断裂构造发育；岩溶、风化作用强烈，岩石破碎，工程地质稳定性差；地下水发育、含量丰富，活动强烈，水文地质条件复杂；人类工程活动特别强烈。所以，地质环境条件复杂。

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2.1 磷矿资源及其开发利用概况

解放前至上个世纪50年代，当地老百姓就知道用磷矿石粉施肥使农作物生长茂盛，产量增加，但均属民间采矿，产量较小。60年代开始对白岩矿区进行地表露天半机械化开采，年产量三十余万吨。80年代初期完成普查勘探工作。90年代中期，瓮福（集团）有限责任公司成立，大规模机械化开采。与此同时，地方及民营矿山企业也相继发展，形成了国家大型矿山企业为主，地方矿业同时发展的格局。

纵观矿山发展历史，大致经历以下四个时期：

解放前至1966年，属手工作业期。历时40年左右，机械开采程度很低，规模、产量小，磷矿资源开采总量不足千万吨，平均每年仅二十余万吨。

1967年至1980年，属初级规模期。历时14年左右，以地方矿山为主，半机械化作业，采矿技术相应提高。同时社队（或乡镇企业）蓬勃发展。总开采量八百余万吨，平均每年近六十万吨。

1981年至1998年，属大力发展期，也是乱开烂采阶段。历时18年左右，国家、集体及个人矿山迅猛发展，无论是开采技术还是生产规模，都较前两个时期有了一个飞跃的发展。总采量两千余万吨，平均每年二百余万吨，是前两个时期的两倍多。

1999年至今，属规范、持证开采期。这个阶段，整顿开采秩序，取缔无证矿山。仅保留瓮福磷矿及瓮安、福泉两县（市）等大中型矿山企业，设置采矿权14个，其中大型4个，中、小型各5个。年产磷矿石1065×104t。

2.2 地质环境问题

磷矿资源是福泉市、瓮安县及黔南州优势矿种，矿业经济长期以来是该两县（市）甚至黔南州经济社会发展的支柱产业，占工业总产值的40%以上。磷矿资源的开发与利用为国民经济建设和地方经济发展作出巨大贡献，同时也引发了矿山地质灾害、地形地貌景观破坏、含水层破坏等地质环境问题，严重破坏矿山地质环境，影响当地生产、生活甚至威胁生命财产安全。

2.2.1 地质灾害

地质灾害是磷矿开发利用引发的主要地质环境问题。统计资料表明，瓮福磷矿共发现（发生）地质灾害（隐患）25处，其中滑坡12处，采空塌陷9处，泥石流3处，崩塌1处。已发生致灾2起，造成26人死亡，22人受伤，直接经济损失超亿元。地质灾害隐患仍然威胁1252户6865人和40128万元财产安全，按险情划分，特大型1处，大型6处，中型10处，小型8处。

如小坝滑坡、北斗山滑坡等，是矿区地质灾害的典型代表。诱发原因主要是采矿。不同的开采方式所诱发的地质灾害类型、规模不尽相同。一般来说，露天开采，巨型采坑高陡边坡诱发的类型主要为滑坡、崩塌；井工开采则以地面塌陷为主；而大量的废弃矿石，为泥石流提供了丰富的物源条件。

就地质灾害危害性而言，滑坡因其具有隐蔽性、突发性，所以危险大，危害程度也高；采空塌陷表现的明显特征是地表塌陷坑，直径一般数米，深1～3m，规模较小，不会造成群死群伤事件，相对来说危险性要小，危害程度也低；泥石流的物源主要为废弃矿石，量虽然大，但堆放时采取一些必要的拦挡措施，发生泥石流的可能性小得多。

2.2.2 地形地貌景观破坏

一是工业场地、露天采场和采坑破坏与损毁土地植被资源；二是排土场、废弃矿石场、堆渣场占压土地植被资源。

损毁破坏和占压土地植被资源的类型分为耕地园地、林地草地及其他类型土地3种。

矿区资源/储量规模大，埋藏浅，开采成本低，利用价值大。目前开采方式以露天为主，因而对土地植被资源损毁破坏、占压极为为严重。据统计，矿区总面积68.53km2，而地形地貌景观破坏面积达19.09km2，占矿区总面积30%。

2.2.3 含水层破坏

整体来说，瓮福磷矿尚处于开采初、中期，除个别矿段采用井工开采外，大部分处于露天开采阶段，含水层破坏的主要问题表现为采坑水、矿井水、淋滤水中总P和F超标。看上去水质清亮，实际上地下水进入矿层，溶滤、溶解其中矿物质进入水中，污染水质，矿井（坑）抽排水后污染地表水和地下水。

2.3 地质环境影响与危害

采用模糊综合评判法对瓮福磷矿地质环境影响与危害进行评价，从而得出严重、较严重、较轻的结论，为矿山地质环境恢复治理提供科学依据。

首先选择地质环境条件、采矿权设置、矿山开采强度、矿山地质灾害、含水层破坏、地形地貌景观破坏等评价因子，然后制定评估标准，最后是评价结果。

严重区：采矿权设置≥3家，开采量≥100×104t/a，发生有伤亡的地质灾害≥1起，发现地质灾害隐患≥5处，污水量≥500m3/d，土地植被破坏损毁占压面积≥300hm2，比例≥50%。如大塘、穿岩洞、英坪和小坝矿段。

较严重区：采矿权设置2家，100×104t/a>开采量≥30×104t/a，未发生有伤亡的地质灾害，5>地质灾害隐患≥2处，500m3/d>污水量≥100m3/d，300hm2>土地植被破坏损毁占压面积≥100hm2，50%>土地植被破坏损毁占比例≥10%。如玉华、新桥和磨坊矿段。

较轻区：采矿权设置≤1家，开采量<30×104t/a，未发生有伤亡的地质灾害，地质灾害隐患<2处，污水量<100m3/d，土地植被破坏損毁占压面积<100hm2，土地植被破坏损毁占比例<10%。如王家院、大寨矿段。

3 地质环境治理对策

各级党委政府、国土资源行政主管部门及矿山企业十分重视矿山地质环境治理工作。《矿山地质环境保护规定》颁布实施后，尤其是“8.27小坝滑坡”发生以来，瓮福磷矿地质环境防治工作大力加强，矿山地质灾害、含水层破坏得到积极的预防及治理，地形地貌景观得到有效恢复。共投入资金25477万元，其来源主要是启用矿山地质环境恢复治理保证金和矿山自筹。完成16项，其中工程措施12项，投资4754万元，治理面积63.31hm2；避让措施4项，共搬迁717户，投资20723万元。

加强矿山地质环境调查评价，为恢复治理提供科学依据。开展地质环境调查与评价工作，查明区域与矿区地质环境条件和矿山地质环境问题的类型、规模、分布、形态特征并分析与预测其发展趋势，查明矿山地质环境问题影响与危害对象类型、分布及人口与财产，评价矿山地质环境影响与危害程度，为恢复治理提供科学依据。

加强矿山地质环境治理规划，为政府部门及矿山提供决策依据。在上述调查评价基础上，按照“轻、重、缓、急”的原则，结合矿山企业实力，考虑市场参与因素，规划矿山地质环境恢复治理工作，为地方政府和行政主管部门及矿山企业提供决策依据。

建立矿山地质环境数据库，技术先行，科学部署。包括地质环境条件、调查评价、监测预警、恢复治理工程项目规划等内容，充分利用GIS、遥感、物探化探等新技术新方法，矿山地质环境恢复治理要技术先行，科学部署。

坚持“边开采边治理”的原则，达到“既能开发利用资源，又能保护地质环境”的目的，从而实现资源开发与环境保护协调发展的国策。

精心勘查设计，强化项目监理，保证工程质量。对已经立项的工程项目，组织专业技术队伍精心勘查、科学设计，做到技术可行，安全可靠和经济合理。实施勘查与设计阶段监理工作，强化施工监理，以保证治理工程质量，恢复地质环境，恢复生态，还子孙后代一片青山绿水的家园。

参考文献

[1]杨胜元，等.贵州矿山地质环境研究[M].北京：地质出版社，2011.

[2]王现国，等.河南省小秦岭矿区地质灾害研究[M].武汉，中国地质大学出版社，2010.

[3]徐友宁，等.中国西北地区矿山环境地质问题调查与评价[M].北京，地质出版社，2006.endprint