安徽庐江朱岗铅锌矿床环境地质问题分析

岳运华，刘中刚

（安徽省地质调查院，安徽合肥230001）

朱岗铅锌矿床位于庐江县城东南，离庐江县城约20km。位于庐枞盆地北东部边缘，系隐伏矿床，铅锌矿资源量达大型规模[1-2]。结合当前矿山开发建设要求，坚持绿水青山就是金山银山，加强矿山地质环境保护，形成开发与保护相互协调的矿产开发新格局，这就需要在地质勘查过程中弄清楚矿产资源开发可能引发或遭受的环境地质问题。

1 自然地理概况

矿区地貌单元属沿江丘陵平原的江北丘陵波状平原区。东部地势较高，为低山丘陵，海拔标高25～99.8m，以岳山为主峰。西部为丘陵岗地，中部为黄屯河河谷，海拔标高10～20m，地势平坦，平面上呈V型向北延伸与天河冲积平原相接。地貌成因以侵蚀、剥蚀为主，丘陵区山峰多呈浑圆状，山坡坡度多在10°～25°之间。当地侵蚀基准面为海拔标高9.5m。

该区属亚热带季风气候区，四季分明，降雨充沛，气候温暖湿润。据庐江县气象局近年的气象监测资料：区内降水年内、年际分布不均，降水主要集中在每年的4～8月，约占全年降水的63%，其余月份降水较少（表1）。年平均降水量1069.4mm。最大年降水量1480.6mm（2009年），最小年降水量575.8mm（2003年）。年平均降水天数141d。多年平均气温15.8℃，极端最高气温41.3℃，极端最低气温-13.7℃。多年平均蒸发量1359.1mm。平均年无霜期219d。

表1 区域2000～2009年主要气象要素统计表

矿区属长江流域，地表水系发育。区内河流主要为黄屯河，小水库、池塘等密布。黄屯河流经矿区中部，发源于小岭北部的龙潭冲，流域面积约16km2，平水期流量10～20m3/s。洪水季节流量骤增，最大洪峰流量达200m3/s，洪水位标高达13m。因该河道弯曲、狭窄，河床坡降小，遭遇连续性强降雨时，易淹没两岸农田。河沟均系雨源型，汛期径流量约占年径流量的50%以上。

2 矿床地质特征[1-2]

普查工作区内出露的地层较少，多为第四系芜湖组（Qhw）亚粘土大面积覆盖，仅于查区南西部出露火山岩地层白垩系下统龙门院组（K1l）角闪粗安岩夹薄层状凝灰岩、砖桥组（K1z）粗安岩及粗安质凝灰岩夹凝灰质粉砂岩，少量侏罗系下统磨山组（J1m）石英砂岩及粉砂岩出露于查区北东部。查区深部钻孔见有侏罗系中统罗岭组（J2l）粉砂岩、三叠世上统拉犁尖组（T3l）长石石英砂岩及泥质粉砂岩、三叠世中统铜头尖组（T2t）泥灰岩及钙质粉砂岩。

区内构造相对简单，目前仅发育有单斜构造、局部小型断裂构造、节理及小型破碎带、侵入接触构造等。

勘查区内岩浆岩主要有超浅成相的黄屯闪长玢岩、浅成相的焦冲正长斑岩，以及龙门院旋回的次火山岩（岳山粗安斑岩）和喷发岩等。

该矿床为铅锌矿共生少量铜矿的隐伏矿床，铅锌矿储量达大型规模。铅锌矿体主要赋存于矿床北东部粗安斑岩和南西部的闪长玢岩中，少量赋存在龙门院组凝灰质粉砂岩和基底地层的磨山组砂岩中。铅锌矿体呈层状、透镜状，近水平相互叠置，总体在横向倾向北西，在纵向上倾向南西，大多数产状平缓，个别分布在上部的矿体受裂隙控制，产状较陡。

3 矿区水文地质特征

3.1 地下水类型及含水岩组特征

根据区域水文地质资料、邻近矿区的勘探成果及本矿区的普查资料，将区内地下水划分为4个含水岩组。

3.1.1 松散岩类孔隙水含水岩组

岩性为第四系全新世以及晚更新世冲积、坡洪积成因的粉质粘土、含碎石粘土，河谷地带下部分布有砂砾石层。主要分布于黄屯河谷两侧及山坡坡脚处，呈层状、似层状分布。上部粉质粘土厚3～9m，平均厚度5.9m，岩性呈灰褐、灰黄色等，含少量的细砂，具粘性。下部砂砾石厚0～10m，平均厚度4.9m，局部呈透镜状，砾石直径0.5～10cm不等，滚圆度较好，内夹有粗砂和少量粘土。该层富水性较弱，水质属HCO3-Ca型。

3.1.2 闪长玢岩、粗安斑岩类基岩裂隙水含水岩组

岩性主要为粗安斑岩、闪长玢岩及部分龙门院组火山岩捕掳体等组成。厚度一般在300～740m。底板标高一般在-550～-750m。

该含水带岩石具不同程度的高岭土化、硅化、黄铁矿化、铅锌矿化。裂隙发育段较多，局部极发育，多有高岭土、黄铁矿、硅质、碳酸盐等充填，岩芯多呈块状、碎块状。沿裂隙及硅化处，可见直径2～10mm的小孔洞发育，局部密集，一般具连通性，水蚀明显。据327地质队供水井ZK4抽水试验结果，黄屯闪长玢岩含水岩组单位涌水量3.184L/（s·m），渗透系数8.615m/d，矿化度0.214g/L，pH值7.0，水质属HCO3-CaMg型。该含水带富水性较强，将是未来矿床充水的主要影响因素。

3.1.3 罗岭组、磨山组、拉犁尖组砂岩类基岩裂隙水含水岩组

岩性主要为泥质粉砂岩、石英砂岩等，性硬脆，沿北东向分布，倾向南东，倾角40°～60°。钻孔揭露厚度20～460m不等，多未见底。顶板埋深在150～720.12m，顶板标高在-108～-680.24m。裂隙较发育，局部孔段裂隙发育，以陡倾角裂隙为主，未见明显水蚀现象。结合邻近矿区资料，推测该含水岩组富水性弱。

3.1.4 正长岩类基岩裂隙水含水岩组

岩性主要为石英正长岩、正长岩，分布于矿区东部及底部，区内部分钻孔揭露该岩层，均未见底。顶板埋深659.56～889.61m，顶板标高-627.63～-880.50m。裂隙基本不发育，岩芯完整。未见含水迹象。该含水岩组富水性极弱，可视为相对隔水层。

3.2 断裂构造的水文地质特征

矿区褶皱构造不甚发育，矿区基底地层总体呈一单斜构造，走向70°～80°，倾向南东，倾角40°～60°，局部见小褶曲。除黄屯—蜀山断裂及金山水库-鹤毛隐伏断裂通过矿区，区内断裂构造不发育，只有少数小断裂、破碎带发育于局限范围。据部分钻孔岩芯观察，构造破碎带视厚度2～12m，界面轴心夹角30°～40°，多为岩粉胶结，部分为硅质胶结，岩芯普遍破碎，构造破碎带两侧次级裂隙尤为发育，多以陡倾角裂隙为主，局部呈网状。闪长玢岩、粗安斑岩岩体内裂隙普遍发育，以陡倾角裂隙为主，少量40°～45°，裂隙面多附着高岭石、黄铁矿等，岩芯易沿裂隙面裂开。部分孔段裂隙极发育，呈网状，岩芯较破碎，厚度几米到几十米不等，推测这些孔段是地下水活动的良好通道，给地下水循环交替带来了有利条件，对矿床充水有一定的影响。

3.3 地下水的补给、径流、排泄条件[3-4]

区内地下水的补、径、排条件受地形地貌、地层岩性、构造断裂等因素的控制。地下水主要接受大气降水的补给，局部接受地表水体的补给（图1）。其中东部的低山区地形切割较强烈，基岩裸露较好，易接受大气降水的补给，径流较快。在西部波状平原及浅丘区，地表大面积覆盖有透水性差的粉质粘土层，接受大气降水补给的能力相对较弱，地下水径流缓慢，多以蒸发的形式排泄，少量被人工抽取利用。

3.4 矿区水资源综合利用评价

根据矿区水文地质条件的综合分析，区内闪长玢岩、粗安斑岩类基岩裂隙水含水岩组富水性较强，水质较好，符合生活用水的要求。由于本矿床富含易分解的硫化物，未来矿坑排水的水质属酸性水，对钢材及混凝土具一定程度的腐蚀性，不能直接作为矿区工业生产和生活用水。

综上所述，本矿床主要赋矿围岩为闪长玢岩及粗安斑岩体，以基岩裂隙水为主要充水因素，局部可能有地表水体的补给。矿体埋藏标高+55～-650m，大部分均低于当地侵蚀基准面（标高9.5m）。区内主要充水含水层富水性较强，地下水补给条件一般。

图1 地下水标高等值线图

4 矿区环境地质

4.1 区域地壳稳定性评价

矿区处于长江中下游断陷带内，地处扬子板块的北缘，西侧紧靠郯庐断裂带，处于庐枞火山岩盆地西北部边缘。所在区域地震活动较频繁，但不强烈。据资料记载，20世纪60年代以来，庐江县有感地震近10次，主要受郯庐断裂的控制和影响。

矿区位于扬州—铜陵地震带。据《中国地震动参数区划图（GB18306-2001）》，地震动反应谱特征周期为0.35s，地震动峰值加速度（g）分区为0.10g，地震基本烈度属Ⅶ度区。

4.2 水文环境

矿区内较大的地表水体为黄屯河，其一般性流量为10～20m3/s，随季节性变化大，已被上游小岭硫铁矿产生的废水污染，水质较差。

4.3 地温评价[5-8]

据以往岳山铅锌矿的测温资料，该区域恒温带深度约25m，温度约18℃，测温钻孔平均地温梯度小于3℃/100m，属正常地温梯度，未发现地温异常变化的现象。

5 矿山开发可能引发和遭受环境地质问题预测

5.1 采矿活动对水资源的影响[3]

本矿床埋深差异较大，矿山开采时大降深的疏干必然会引起区域地下水位的下降和主要含水层的疏干。本矿区主要含水层为上部的闪长玢岩、粗安斑岩，其水质较好，富水性强，矿区及其周边地区部分居民生活用水取自浅层地下水。

本矿床富含硫化物，未来矿山开采形成的尾矿及废石中含黄铁矿等易氧化分解的矿物，当其暴露空气中，含硫矿物在氧化、淋滤作用下，易形成酸性水，如不加处理，将会对地表水、地下水造成污染。

5.2 矿区开发可能引发和遭受地面变形的预测

区内矿体属隐伏矿，矿山开采主要以坑采的方式。采空区应及时回填，否则引发地面不均匀沉降甚至塌陷的可能性大。矿区地表多村庄、农田，应采用合理的开采方法，保护当地人民的生命及财产安全。

5.3 热害[5-8]

本矿区部分矿体埋藏较深，初步估算其地温远大于27℃，已形成热害。另矿石中硫化物氧化时也会释放一定的热量，增高井巷中的温度，进一步加剧热害。

6 结论及建议

6.1 结论

本矿床为以闪长玢岩、粗安斑岩基岩裂隙水为主要充水因素的矿床，主要含水层富水性较强，地下水补给条件一般，水文地质边界条件为中等复杂程度。

矿区地质环境现状良好，仅黄屯河已被污染。未来矿山开采过程中，矿坑水、尾矿、废石堆中黄铁矿等的氧化分解易形成酸性水，对水、土、石等地质环境易产生污染。

部分矿体埋藏较深，初步推测其地温可达35℃～40℃，认为该矿床存在一定程度的热害。

6.2 建议

本矿床铅锌矿矿体主要赋存于闪长玢岩及粗安斑岩岩体中，矿体及其顶、底板直接为含水层。下一步工作应着重建立地下水动态监测网，查明各含水岩组的水力联系及断裂构造的导水性。

通过进一步的勘查工作查明矿区环境地质条件，明确区内主要的环境地质问题及其防治措施。

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