第３６卷第３期 ２０１２年６月 中 国钼业 Ｖｏ１．３６ Ｎｏ．３ ＣＨＩＮＡ ＭＯＬＹＢＤＥＮＵＭ ＩＮＤＵＳＴＲＹ Ｊｕｎｅ ２０１２ 三道庄钼矿水文地质、工程地质与 环境地质条件调查研究 黄超 ，王薇 （１．洛阳钼业集团股份有限公司矿山公司，河南栾川４５４０３３） （２．洛阳钼业集团股份有限公司矿业投资部，河南栾川４５４０３３） 摘要：对三道庄钼矿区的水文地质，工程地质及环境地质做了详细的调查和研究，结果表明：三道庄地下水主要 为基岩裂隙水，水文地质类型为以裂隙含水层充水为主的矿床。矿床水文地质条件简单。矿区内矿体及围岩均为 变质岩和岩浆岩，无软弱夹层分布。采空区的坍塌能产生地裂缝、地表塌陷及滑坡等现象。建议在边坡不稳定部 位，可适当减少阶高和坡角。尾矿坝及碴堆有形成人为泥石流的可能，矿区内无重大的污染源，地表水、地下水水 质较好。经调查，矿区地质环境质量中等。 关键词：水文地质；工程地质；环境地质；地质调查 中图分类号：ＴＤ１６４ ．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—２６０２（２０１２）０３—００３４—０４ ＳＴＵＤＹ ｏＮ ＧＥｏＬｏＧＩＣＡＬ ＳＵＲＶＥＹ ｏＦ ＨＹＤＲＯＬｏＧＩＣＡＬ ＧＥｏＬｏＧＩＣ．ＥＮＧＩＮＥＥＲＤ Ｇ ＧＥｏＬｏＧＩＣ ＡＮＤ ＥＮＶＩＲｏＮＭＥＮＴＡＬ ＧＥｏＬｏＧＩＣ ＦｏＲ ＳＡＮＤＡｏＺＨＵＡＮＧ ＭｏＬＹＢＤＥＮＵＭ ＭＩＮＥ ＨＵＡＮＧ Ｃｈａｏ ．ＷＡＮＧ Ｗｅｉ （１．Ｇｅｃａｍｉｎｅｓ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌｕａｎｃｈｕａｎ ４５００４３，Ｈｅｎａｎ，Ｃｈｉｎａ） （２．Ｍｉｎｉｎｇ Ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌｕａｎｅｈｕａｎ ４５００４３，Ｈｅｎａｎ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｓｙｓｔｅｍｉｃ ａｎｄ ｄｅｔａｉｌｅｄ ｓｕｒｖｅｙ ｏｎ ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｙ，ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｇｅｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｇｅｏｌｏｇｙ ｆｏｒ Ｓａｎｄａｏｚｈｕａｎｇ ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ ｍｉｎｅ，ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ：ｔｈｅ ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ ｉｎ Ｓａｎｄａｏｚｈｕａｎｇ Ｍｉｎｅ ｗａｓ ｔｈｅ ｂｅｄｒｏｃｋ ｉｓｓｕｒｅ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｈｙｄｒｏ—ｇｅｏｌｏｇｉｃ ｔｙｐｅ ｗａｓ ｆｕｌｆｌ ｗａｔｅｒ ｍｉｎｅｒａｌ ｄｅｐｏｓｉｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｆｉｓｓｕｒｅｄ ａｑｕｉ￣ｒ．Ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｉｃ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｉｎ Ｓａｎｄａｏｚｈｕａｎｇ Ｍｉｎｅ ｗａｓ ｓｉｍｐｌｅ．Ｏｒｅ ｂｏｄｙ ａｎｄ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｒｏｃｋ ｉｎ ｍｉｎｅ ａｒｅａｓ ｗｅｒｅ ｂｏｔｈ ｔｈｅ ｍｅｔａｍｏｒ。 ｐｈｉｃ ｒｏｃｋ ａｎｄ ｉｇｎｅｏｕｓ ｒｏｃｋ ａｎｄ ｔｈｅｒｅ ｗａｓ ｎｏｔ ｗｅａｋ ｉｎｔｅｒｃａｌａｔｉｏｎ ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ ｒｏｃｋ ｓｔｒａｔｕｍ．Ｃｏｌｌａｐｓｅ ｏｆ ｗｏｒｋｅｄ ｏｕｔ ｓｅｃｔｉｏｎ ｍｉｇｈｔ ｐｒｏｄｕｃｅ ｔｈｅ ｇｒｏｕｎｄ ｆｉｓｓｕｒｅ，ｓｕｒｆａｃｅ ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ ａｎｄ ｌａｎｄｓｌｉｄｅ．Ｓｏ，ｓｌｏｐｅ ａｎｇｌｅ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｒｅｄｕｃｅｄ ｉｎ ｕｎｓｔａｂｌｅ ｐａｒｔ ｏｆ ｓｉｄｅ ｓｌｏｐｅ．Ｔａｉｌｉｎｇｓ ｄａｍ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｓｏｕｒｃｅ ｃａｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｄｅｂｒｉｓ ｆｌｏｗ．Ｔｈｅｒｅ ｗａｓ ｎｏｔ ｍａｊｏｒ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｓｏｕｒｃｅ ｉｎ ｍｉｎｅ ａｒｅａｓ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｓｕｒｆａｃｅ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｇｒｏｕｎｄ ｗａｔｅｒ ｗａｓ ｖｅｒｙ ｇｏｏｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｇｅｏｌｏｇｉｃ ｓｕｒ— ｖｅｙ，ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｉｎ ｍｉｎｅ ａｒｅａｓ ｗａｓ ｍｅｄｉｕｍ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｙ；ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｇｅｏｌｏｇｙ；ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｇｅｏｌｏｇｙ；ｇｅｏｌｏｇｉｃ ｓｕｒｖｅｙ 和地下水流量采用钢制薄壁三角堰进行观测，流速 采用浮标法进行观测。基本查明了区内水文地质条 为适应洛钼集团三道庄钼矿区域经济的可持续 性发展需要，对其进行区域水文地质、工程地质、环 境地质调查。调查工作按中华人民共和国地质矿产 件和矿床水文地质条件。岩石试样采用封口胶带进 行密封，岩石物理力学试验委托湖北省地质局实验 室进行测试。通过调查核实了图幅内工程地质岩组 的分布、岩性和物理力学指标，并按岩组和构造部 行业标准《铜、铅、锌、银、钼地质勘查规范》（ＤＺ／ ３０２１４—２００２）普查阶段和中华人民共和国国家标 准《矿区水文地质工程地质勘探规范》（ＧＢ１２７１９— １９９１）相关要求进行。 位调查统计节理裂隙发育特点，基本查明区域工程 地质、环境地质条件和矿床工程地质、环境地质条 采用手持式ＧＰＳ卫星定位仪对水文地质和工 程地质点进行定位，定位误差不大于１０ ｍ；地表水 收稿日期：２０１２—０２—１７ 件。为三道庄钼矿区的整体工程建设布置及矿床开 采方法确定提供参考依据。 １ 矿区自然地理地质概况 １．１矿区自然地理概况 作者简介：黄超（１９８３一），男，助理工程师，主要从事矿山地质方面 的工作。 三道庄钼矿田处于伏牛山与熊耳山之间，位于 第３６卷第３期 黄超等：三道庄钼矿水文地质、工程地质与环境地质条件调查研究 。３５・ 黄河与长江两水系的地表分水岭地带。区内基岩裸 露，水流深切；研究区最低高程为三道庄岭主峰 １ ６３０．７９ ｉｎ，区域相对高差２００～５００ １ＴＩ；地面坡度： 的６０％左右，年降水日数９２～１１４ ｄ。区内四季分 明，属山地型大陆性气候。 １．２矿区地质概况 １．２．１ 地层 在黄河水系区内大于４５。，在长江水系内小于３０。； 沟谷发育，呈“Ｖ”字型，呈现岭谷相间的地貌景观， 属侵蚀构造中山地形。区内地形有利于地表迳流的 矿田内出露地层主要为中元古界官道口群和新 元古界上栾川群（见表１），矿田内的地层均为整合 接触。 自然排泄。年平均气温１２．２℃，年平均降水量 ８０９．３ ｍｍ，降水多集中在７～９月内，占年降水总量 表１ 三道庄钼矿区地层划分系统表 １．２．２构造 出露，且沿主沟谷呈条带状分布，水动态直接受降水 的控制。 （２）石英岩及长英角岩裂隙水。南泥湖组下段 的石英岩及长英角岩是矿区内的主要含水岩石。裸 矿区位于秦岭纬向构造带的南亚带，受淮阳山 字型构造干扰影响，向南拖移呈弧形转折的部位。 区内地层、构造、变质带及岩浆岩均呈北西西一北西 向分布。本区自晚元古代以来，经历了多次地壳运 动，不同方向、不同性质、不同时期的构造形迹广泛 发育。 露于地表分水岭的脊部，岩石裂隙发育，直接受降水 渗入补给，钻孔揭露局部岩石破碎。岩石透水性差， 无明显的含水部位，主要是微裂隙含水；岩层含水量 主要受断裂构造的控制，且含水极不均一，含水量不 矿田位于三ＪｌＩ．栾川陷褶断带构造线方向由北 西西转向北西的弧形转折处和新华夏系构造的复合 部位。受青和堂一庄科背斜的北西倾伏端次级构 造；南庄口一三道庄岭箱状背斜所控制。矿田北部 马圈以断裂为主，褶皱紧密多呈线状，中部以褶皱为 主，较开阔，南部断裂亦发育，其方向主要呈北西西 一大。水的动态曲线反映出水位、自流水量在降雨滞 后１月后出现高峰值。 （３）大理岩及夕卡岩裂隙水。零星出露，呈似 条带状分布，岩溶以溶隙为主，发育极不均一，个别 部位偶见溶孔，几乎无溶洞发育。 ２．１．２隔水层 北西向展布，次为北北东向。由于矿田断裂发育， 控制地下水的径流和排泄。 区域隔水层主要为岩浆岩隔水层，简述如下： （１）辉长岩隔水层。分布于矿区的东北部，呈 北西西向条带状展布，岩石致密坚硬，裂隙极不发 育，钻孔单位涌水量小于０．００１ Ｌ／ｓ・ｍ。 （２）变细晶正长岩隔水层。分布于矿区中北 部，呈北西西向条带状展布，岩石致密坚硬，裂隙极 不发育，透水性差，为良好的隔水层。 ２．２ 区域地下水补给、径流和排泄 ２ 水文地质 ２．１ 区域含水层和隔水层 ２．１．１含水层 区域含水层主要有以下几个，简述如下： （１）第四纪松散岩石与基岩风化岩石孔隙一裂 隙水。第四纪松散岩石在矿田内分布不广、厚度不 大。山坡上主要堆积残坡积物，厚度下，因而几乎不 降水是地下水唯一的补给水源。降水沿裸露岩 石裂隙直接渗入补给，由于降水的集中，地形、植被 有利于地表径流的自然排泄，加上岩石裂隙发育与 含水，局部有上层滞水；沟谷坡洪积物为泥砂含砾石 夹亚砂土，厚５～１０ ｌｒｌ，为主要含水地段。有部分泉 ・３６・ 中 国铝业 ２０１２年６月 分布的局限性和多被充填等，降水对地下水的补给 极为有限，其量甚微。沿断裂构造带呈似条带分布， 具网络状的分布特征。裂隙水在天然条件下，沿断 裂构造裂隙带由北向南运移，抵于辉长岩带，由于受 阻，则沿辉长岩北部接触带裂隙，转向西南运移，流 出矿区，进行排泄。 北部，裂隙不发育，隔水性良好。 ３ 工程地质 ３．１ 岩性对工程地质条件的影响 岩石力学试验结果（表２），除大理岩轴向抗压 强度为８４６ ＭＰａ，属中等强度外，其他皆在１ １２０～ 在天然条件下，含水断裂构造裂隙既是地下水 贮存的场所，又是运移的通道。因此，矿区内基岩地 下水呈孤立的细脉状分布，无统一的地下水面存在。 孔隙裂隙潜水和基岩裂隙水间无水力联系，但在人 为条件下，基岩裂隙水补给孔隙裂隙潜水。综上所 述：本矿区水文地质勘探类型为第二类，即以裂隙含 水层充水为主的矿床。矿区地下水对未来矿山开采 充水无大的影响。 ２．３矿田水文地质分区 ２ ２４０ ｋｇ／ｃｍ 之间，属高强度岩石。矿区范围内，出 露地层主要是三川组、南泥湖组的一套碎屑岩、碳酸 盐岩、火山喷发岩的变质岩系与第四系。其中变细 晶正长岩呈脉状产出，第四系地层零星分布，二者对 区内工程地质条件影响甚小。矿体及围岩为角岩、 夕卡岩及大理岩，整体块状构造，岩石致密坚硬，力 学强度高，工程地质条件较好。 ３．２构造对工程地质的影响 矿区内主构造线方向为北西西向，另一组为北 北东向。北西西向的构造主要有：三道庄岭箱状背 斜、王家东沟向斜和Ｆ１断层。北北东向构造主要 有：王家东沟一下南沟断裂（北端），太保山一老母 矿区位于长江和黄河两大水系的分水岭处，即 该分水岭在矿区内沿三道庄岭和玉皇岭一线分布， 走向近南北向。据此将矿区划分为两个水文地质 区。（１）西区：面积较小，属长江水系。地下水主要 庙断裂（北端）。两组构造及其组合对矿区工程地 质条件的影响起主导作用。 为裂隙水，主要接受大气降水补给。含水量不大，无 统一的区域性地下水面存在。隔水岩层主要为花岗 斑岩脉，零星分布于西部。（２）东区：占矿区面积约 ２／３，属黄河水系。地下水主要为角岩裂隙水、大理 岩、夕卡岩裂隙水，隔水层主要为变细晶正长岩脉和 辉长岩脉。第四系沿沟底呈树枝状分布。主要接受 （１）受王家东沟一下南沟断裂影响，使第四系 下伏地层形成较宽的挤压破碎带，断裂带成群出现， 平行排列。据钻孔资料，上部地层多处遇断裂破碎 带，所取岩心多为碎块状、豆粒状、砂状，部分为岩屑 或岩粉，一般采取率为６０％左右。 （２）南一三背斜北翼，地层遭受长期构造变动，产 生复向斜和冲断层，使地层发生倒转和不协调褶皱，产 大气降水渗入补给。大理岩及夕卡岩岩溶不发育， 见有溶隙，偶见溶孔，发育极不均一。岩石透水性 差，含水不均一，含水量不大。隔水岩层分布在该区 状变化大，岩层裂隙发育，工程地质条件较复杂。 表２三道庄钼钨矿区岩石力学试验成果表 ３．３ 采空区对工程地质的影响 区井下开采方法为全面采矿法，在开采初期，由于矿 由于长期的无序开采，在矿区内存在着较多的 采空区，杂乱无序，大小不一，形状极不规则，跨度较 大，尤其在富矿段，采场内矿柱稀少。这些采空区的 存在，产生了强烈的地压活动，使原本强度较高的岩 岩力学强度高，其整体稳固性可定为稳固的。但是 经过多年的开采，采空区规模较大而且密集，结构复 杂，其整体的稳固程度已大大降低，尤其是在采空区 密集处和富矿处，矿柱较少，整体的稳固性较差。矿 山采用安全厚度来管理采空区，控制其地压活动。 即采空区顶板厚度达到３０ ｍ为安全厚度。 体，造成了稳固程度降低，产生地裂缝、地表塌陷及 滑坡等现象，因此，采空区对岩体稳定影响较大。矿 第３６卷第３期 黄超等：三道庄钼矿水文地质、工程地质与环境地质条件调查研究 。３７・ ３．４边坡稳定性 根据调查得知，在矿田界线的西北部，地形较 高，坡度较大，构造密集，岩石破碎，边坡不稳定，露 天开采时应加注意。在工程地质条件复杂或者结构 面组合交线与边坡倾向一致，结构面组合交线倾角 大于稳定边坡的临界倾角，边坡不稳定部位，可根据 施工技术条件和边坡维持时间长短，适当减少阶高 和坡角。采空区塌陷能引发边坡失稳，在露天开采 时应加以注意。 ４ 环境地质 ４．１ 地表水及地下水可能的污染 近年来随着采矿业的发展，矿区内人员不断增 多。生活垃圾随手抛于沟谷内，这样会造成细菌和大 肠杆菌的增多，将直接影响地表水和地下水的水源。 据调查、区域内现有选矿企业９家，其每天区域 内产生废水约８５ ８００ ｔ，日排放废水约８ ５８０ ｔ（主要 是大气蒸发、地下裂隙渗漏）。虽然废水中含有煤 油、二号油和巯基乙酸钠等，但由于该区域内的主要 水源为地表水，水量随大气降水程度变化较大，属于 缺水区，生产用水和生活用水需要从数千米外供应。 选厂所排出的废水经处理后，９５％以上返回选厂重 新利用，因此，生产废水不会给环境造成大的污染。 ４．２废石 采矿时的废弃石（矿）碴，其数量以万吨计，随 着露采坑的增大，数量会越来越多，这样就为当地的 环境地质埋下了隐患。裸露于地表的废弃石（矿） 碴，经风吹雨淋，有的元素极易分解析出，溶于水中， 可能造成地表水及地下水中某些元素含量超标，使 水质受到污染。河谷上游的尾矿坝和矿碴堆放为自 然堆放，加之地形较陡，其稳固性没有保障，一旦遇 到暴雨或特大暴雨，有形成人为泥石流的可能。 ４．３地裂缝、地表塌陷及滑坡 由于多年的无序开采，在矿区内留下了大量的 采空区，上下重叠，杂乱无序，形态十分复杂。经过 多年来受地压作用的影响，采空区顶盘多产生断裂、 冒落和塌陷现象。随着采矿活动的加强，近年来曾 发生过地裂缝、地表塌陷及滑坡，其主要原因是采空 区冒落和塌陷造成的，严重地影响了人员、生产、设 备的安全。因此地裂缝、塌陷及滑坡是三道庄矿区 主要的矿山地质环境灾害。 ４．４放射性污染 对矿区部分钻孔的部分岩矿心进行了伽马（ ） 强度检查。检查结果，矿区内岩矿心伽马（－，／）强度 一般在２ 以下，花岗斑岩中稍高，但没有超过 ２．５＾ｙ，不会给人畜造成大的伤害。在花岗斑岩型矿 石的选矿试验中，发现硫精矿内含有微量的放射性 铀０．００６ ３％，二氧化钍０．０３１ ５％。据分析原矿中 含铀０．００２ ５％，二氧化钍０．００７ ２％。所以提请矿 山做该类型矿石的硫精矿伽马（＾ｙ）值测量。如果其 伽马（ ）值超标，要采取相应的防护措施，以保证生 产人员的人身安全。 ４．５粉尘一游离ＳｉＯ 对人体的影响 游离ＳｉＯ 粉尘对人身的影响是肯定的。过量 吸入会使人得矽肺病。本矿床的矿石类型为：长英 角岩型矿石，斑状花岗岩型矿石；夕卡岩型矿石；透 辉石斜长石角岩型矿石。前２种矿石类型中，石英 含量＞１０％，后２种矿石类型中，石英含量＜１０％。 这样在矿山采掘爆破，矿石的破碎、球磨，都会产生 一定的游离ＳｉＯ：粉尘，给生产人员造成一定的伤 害。因此，提醒矿山安全部门，要对作业场地进行游 离ＳｉＯ 粉尘测量，并采取相应的措施，保障生产人 员的身体健康。 ５ 结论 （１）三道庄地下水主要为基岩裂隙水，水文地 质类型为以裂隙含水层充水为主的矿床。大气降水 是地下水的唯一补给水源。构造断裂虽较发育，但 导水性差；岩石裂隙不发育，分布极不均一，且多被 充填。矿床水文地质条件简单。 （２）矿区内矿体及围岩均为变质岩和岩浆岩， 无软弱夹层分布。断裂构造较发育，沿断裂构造带 裂隙较发育，张开度小，多被后期充填，破坏了岩体 的完整性。采空区的坍塌能产生地裂缝、地表塌陷 及滑坡等现象。建议在地形较高，坡度较大，构造密 集，岩石破碎，边坡不稳定部位，可适当减少阶高和 坡角。 （３）尾矿坝及碴堆有形成人为泥石流的可能， 矿区内无重大的污染源，地表水、地下水水质较好。 经调查，矿区地质环境质量中等。 参考文献 ［１］ 王润堂．石硐沟银多金属矿床水文地质条件分析［Ｊ］． 甘肃冶金，２００８，３０（２）：２４—２６． ［２］ 中华人民共和国地质矿产行业标准：ＤＺ／Ｔ０２１４— ２００２，铜、铅、锌、银、钼地质勘查规范［Ｓ］．北京：中 华人民共和国国土资源部． ［３］ 中华人民共和国国家标准：ＧＢ１２７１９—１９９１，矿区水文地 质工程地质勘探规范［Ｓ］．北京：国家技术监督局．