馮紹輝，尹祝，盧寶榮，謝振東

（1.江西省地礦局916地質(zhì)大隊，九江縣 332100；2.江西省地質(zhì)調(diào)查研究院，南昌 330030）

江西星子縣東牯嶺花崗石礦山環(huán)境地質(zhì)問題及對策

馮紹輝1，尹祝1，盧寶榮1，謝振東2

（1.江西省地礦局916地質(zhì)大隊，九江縣 332100；2.江西省地質(zhì)調(diào)查研究院，南昌 330030）

長期的露天開采嚴(yán)重破壞了礦山地理地質(zhì)環(huán)境，產(chǎn)生了地質(zhì)災(zāi)害隱患。在介紹礦區(qū)地理地質(zhì)背景的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地描述該礦區(qū)土地、植被、地形和地貌被破壞的情況，分析崩塌、滑坡和泥石流地質(zhì)災(zāi)害隱患。為改善生態(tài)環(huán)境，打造全國知名旅游景區(qū)，提出全面停止礦山開采，并進(jìn)行分期治理。先期重點清除存在隱患的廢石堆，然后清除邊坡破碎危巖體，并輔以綠化措施。

東牯嶺花崗石礦區(qū)；環(huán)境地質(zhì)問題；治理措施

礦業(yè)開發(fā)是人類活動對礦區(qū)最為顯著的外力地質(zhì)作用，它強(qiáng)烈影響和改變了礦區(qū)及其鄰區(qū)地質(zhì)環(huán)境，產(chǎn)生并誘發(fā)多樣的環(huán)境地質(zhì)問題，引起國內(nèi)眾多學(xué)者對此的關(guān)注和研究［1～9］。江西九江市星子縣東牯嶺花崗石礦區(qū)位于星子縣城西約3 km處，北與廬山相鄰，南與鄱陽湖相依托。該礦山開采歷史悠久，自300多年前礦區(qū)花崗石資源便開發(fā)利用，到20世紀(jì)50年代初僅以小規(guī)模開采為主，直至20世紀(jì)90年代中期才大規(guī)模開發(fā)，多年來為星子縣、九江市以及周邊地區(qū)提供了大量的花崗石，對國家和地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展曾經(jīng)做出了重大貢獻(xiàn)，但同時也因長期的露天開采，使礦山地質(zhì)環(huán)境遭受嚴(yán)重破壞，造成眾多地質(zhì)災(zāi)害隱患。并且由于山體植被嚴(yán)重的破壞，巖石大面積裸露，形成了與周邊環(huán)境極不協(xié)調(diào)的視覺反差，極度破壞了廬山和鄱陽湖的整體景觀。

1 礦區(qū)自然地理概況

江西省星子縣東牯嶺花崗石礦區(qū)（圖1）位于星子縣城西約3 km處，整個礦區(qū)范圍東西長約4.0 km，南北寬約1.0 km，面積約4.0 km2。礦區(qū)北側(cè)約2 km與廬山為鄰，東南5 km與鄱陽湖相接。

圖1 星子縣東牯嶺花崗石礦礦區(qū)采場近一遠(yuǎn)景觀Fig.1 View of Dongkuling Granite Ore Area at Xingzi County

礦區(qū)屬中亞熱帶濕潤氣候，處東亞季風(fēng)區(qū)，氣候兼受廬山與鄱陽湖影響。光照充足，雨量充沛，氣候溫和，四季分明。據(jù)星子縣氣象站觀測資料：該區(qū)年平均氣溫18℃～25℃，最低－4℃～－6℃，溫度最高季節(jié)在7～8月，溫度最低季節(jié)在12月至次年元月。年平均無霜期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。時間上，降雨量集中在4至7月，其多年平均達(dá)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月為旱季，年平均降雨量889.9～1613.7 mm。年平均蒸發(fā)量1324.2 mm。礦區(qū)范圍內(nèi)水系不大發(fā)育，僅有數(shù)個季節(jié)性的小水庫分布。礦區(qū)南東即為鄱陽湖。

2 礦區(qū)地質(zhì)背景概況

2.1 地形地貌

礦區(qū)范圍屬構(gòu)造侵蝕低山地貌地形，總體地勢中間高，四周低。山頂高程一般海拔150～510 m，海拔最高為東牯嶺546.6 m，最低60 m，相對高差150～480 m，最大高達(dá)差486.6 m。山脊走向受構(gòu)造控制和影響，山體大致呈北東走向，山脊波狀起伏；切割深度100～450 m，溝谷呈“U”型，山坡一般呈“凸”形和直面形，坡度25°～38°。

2.2 地層及巖漿巖

礦區(qū)周邊地層以變質(zhì)巖為主，由古元古代二云片巖組成，礦區(qū)內(nèi)東牯嶺至白鹿鎮(zhèn)一帶巖漿巖分布較廣，主要以晉寧期、印支期及燕山期的侵入巖為主，低洼處為第四系松散巖覆蓋。開采礦體巖體類型主要為早三疊世中細(xì)粒二云二長花崗巖。殘坡積層松軟，多為砂壤質(zhì)砂土、粘性土，山頂及坡陡地段厚度一般為0.5～1 m，在地形坡度相對平緩的地段及坡麓，殘坡積層厚度較大，厚度約2～5 m。礦區(qū)植被以松杉、雜木及茅草類為主，覆蓋率達(dá)50%～80%左右。

2.3 構(gòu)造與地震

區(qū)域上礦區(qū)位于廬山南麓，為廬山隆起區(qū)與鄱陽湖沉降區(qū)的過渡地帶。區(qū)域內(nèi)有湖口－星子斷裂帶通過，該帶規(guī)模較大，包括廬山東、西兩側(cè)北北東向斷裂，它控制了廬山斷塊隆起，為活動性斷裂帶，其力學(xué)性質(zhì)為壓性－壓扭性，斷裂帶附近巖石受擠壓破碎，糜棱巖化、硅化等現(xiàn)象普遍存在，沿斷裂帶有溫泉出露。歷史上經(jīng)歷多期構(gòu)造運(yùn)動，構(gòu)造活動較為強(qiáng)烈。第四紀(jì)以來，區(qū)內(nèi)新構(gòu)造運(yùn)動仍在繼續(xù)，地殼運(yùn)動以垂直升降運(yùn)動為主，差異斷塊活動明顯，主要表現(xiàn)為斷裂活動和地震，但從晚更新世以后活動相對較弱。礦區(qū)內(nèi)未見褶皺及斷裂構(gòu)造，但節(jié)理裂隙較發(fā)育，多以北東或東西走向為主。

礦區(qū)的臨近地區(qū)曾發(fā)生多次地震，多以2～4級小震為主，較大的地震主要有1911年2月6日發(fā)生于廬山西側(cè)活動性斷裂北東端的5級地震和2005年11月26日發(fā)生于九江－瑞昌的5.7級地震，本區(qū)震感強(qiáng)烈，但建筑物遭受破壞的程度小。

2.4 水文地質(zhì)工程地質(zhì)概況

礦區(qū)地勢為中間高四周低，相對高差最大約486.6 m。地區(qū)洪水最高水位1998年為21.80 m（黃海高程）。山體多由早三疊世中細(xì)粒二云二長花崗巖、早三疊世細(xì)粒二云二長花崗巖（開采礦體），及古元古代二云片巖組成，巖性較簡單。地下水類型為基巖裂隙水，含水性差。地下水主要接受大氣降雨的補(bǔ)給，由南西－北東方向徑流，經(jīng)礦區(qū)外平原區(qū)向河流排泄，最后流入鄱陽湖。礦區(qū)位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面之上（侵蝕基準(zhǔn)面為23.5 m），自然排水條件好，水文地質(zhì)條件簡單。

礦區(qū)內(nèi)巖石堅硬致密，呈塊狀構(gòu)造，屬堅固巖組，節(jié)理裂隙較發(fā)育，局部地段花崗巖風(fēng)化呈砂狀。地表覆蓋層為殘積層，局部松散區(qū)在地表水滲透或爆破作用下，易形成滑落、崩塌現(xiàn)象，總體上礦山開采工程地質(zhì)條件為較好。

3 礦山主要環(huán)境地質(zhì)問題

3.1 土地及植被破壞

由于礦山多年的礦山開采、廠房修建和礦山公路等進(jìn)行的工程開拓，以及廢石、廢渣土不合理的堆放，致使礦區(qū)大部分地段植被土地受到較大程度的破壞，產(chǎn)生了較為嚴(yán)重的水土流失問題，土地功能不同程度的下降。據(jù)現(xiàn)場勘查統(tǒng)計，礦區(qū)開采因上述原因造成的土地及植被破壞面積約120 hm2，主要以荒山為主，山林為輔，少部分為耕地，礦區(qū)生態(tài)環(huán)境惡化程度較嚴(yán)重。

3.2 地形地貌景觀破壞

礦區(qū)花崗石的開采活動，占用了大量的土地，改變了原始地形。其采礦剝巖，使基巖裸露出來，特別是露天采礦暴露的面積大，采出的廢石混土隨意堆棄，植被破壞殆盡。礦區(qū)初步統(tǒng)計有花崗石采礦點多達(dá)107個，開采破壞地表面積30.86 hm2，形成大小廢石堆115處，堆填面積達(dá)34.30 hm2。其中破壞面積大于1.0 hm2的采坑5處，最大采坑破壞面積達(dá)1.36 hm2，形成的采坑邊坡陡壁，造成巨大的顏色反差，產(chǎn)生極差的負(fù)面視覺影響。礦區(qū)北面為著名風(fēng)景名勝區(qū)廬山世界地質(zhì)公園，且礦區(qū)均在環(huán)廬山公路和鄱陽湖風(fēng)景名勝區(qū)可視范圍內(nèi)，礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境嚴(yán)重影響廬山及鄱陽湖風(fēng)景名勝的風(fēng)貌和當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)平衡。從廬山山南環(huán)山公路上、鄱陽湖湖面上和星子縣城等地隨處可以望見被采禿的山頭和眾多零亂采坑，影響自然景觀及人們的生活環(huán)境質(zhì)量。

3.3 次生崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害隱患

整個礦區(qū)花崗石采礦點形成的采坑邊坡一般高20～50 m，最高人工切坡達(dá)65 m，坡度一般33°～60°，局部達(dá)89°（集中分布在機(jī)械開采采坑）。根據(jù)已有人工切坡（巖土混合邊坡）穩(wěn)定性量化評估標(biāo)準(zhǔn)表，對人工切坡進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性量化評價，其中人工切坡穩(wěn)定性較差的采坑點34處，穩(wěn)定性中等的采坑點69處，穩(wěn)定性較好的4處。從地質(zhì)因素分析認(rèn)為，穩(wěn)定性較差的人工切坡往往表現(xiàn)有邊坡坡度較陡，巖體裂隙較發(fā)育，巖體呈塊狀，切坡坡度大于或近似等于外傾結(jié)構(gòu)面傾角等特征。

礦山開采過程中所形成的大量廢石土未經(jīng)任何處理，就地或附近隨處堆放。據(jù)現(xiàn)場勘查，礦區(qū)大小廢石堆形成廢石堆總量1027116 m3，廢石堆坡面坡度5°～60°。礦山廢石土堆單體平均厚度1～5 m，堆量一般（0.2～2.2）×104m3，最大6.13×104m3，堆體表面坡度6°～40°，最大坡度60°，其中以石、土混堆的63處，石塊為主的52處；堆放斜坡上98處，平地上的17處；表面坡度≤20°的7處，20°～40°的55處，≥40°的36處。上述堆放的廢石土松散，工程力學(xué)性質(zhì)差，尤其堆放斜坡之上、堆體表面坡度大于40°的廢石堆，未設(shè)置任何攔擋設(shè)施，形成的不穩(wěn)定邊坡，構(gòu)成崩塌、滑坡隱患。此外，一些順坡堆放的薄層廢石土，往往也是崩塌、滑坡的活躍層面。這些崩塌、滑坡隱患的存在，對礦區(qū)居民、道路、建筑物構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

3.4 次生泥石流地質(zhì)災(zāi)害

礦區(qū)山體高程一般150～510 m，切割深度100～450 m，山脊走向受構(gòu)造控制和影響，山脊波狀起伏，坡度10°～35°；溝谷呈“U”型，殘坡積層松軟，山上植被茂盛，主要為松杉及雜木類，覆蓋率達(dá)70%以上，從礦區(qū)地形地貌特征分析，在礦區(qū)范圍大致發(fā)育有4條較大規(guī)模的溝谷。4條溝谷的特征基本為坡頂、坡體谷窄坡陡，坡腳谷寬平坦，4條溝谷大體交匯于坡腳前平坦地帶，溝谷通暢，未見有堵塞物，自然條件下，產(chǎn)生泥石流的可能性小。但由于礦山開采礦區(qū)環(huán)境破壞較嚴(yán)重，開采中形成的部分廢石（棄土）松散堆積物堆覆在溝谷坡頂，據(jù)現(xiàn)場勘查，礦區(qū)沿溝谷、坡面散亂堆放的廢石堆達(dá)18處，堆填塊石、沙土總量達(dá)20×104m3，這些廢石堆堆體松散，穩(wěn)定性較差，易崩塌、滑坡，在強(qiáng)降雨等不利因素影響下，往往會成為泥石流的固體物源，引發(fā)泥石流隱患。

4 礦山環(huán)境保護(hù)治理措施建議

由于長期的露天開采，使礦山地質(zhì)環(huán)境遭受嚴(yán)重破壞，礦區(qū)存在崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害隱患，同時山體植被嚴(yán)重破壞，巖石大面積裸露，形成了與周邊環(huán)境極不協(xié)調(diào)的視覺反差，極度破壞了廬山和鄱陽湖的整體景觀，對提升星子縣城市形象，打造全國知名旅游景區(qū)產(chǎn)生極不利的影響。因此加大礦山環(huán)境保護(hù)與治理勢在必行，提出以下幾點治理建議：

（1）全面停止礦區(qū)開采，由于整個礦區(qū)治理面積大，采坑多，建議礦山治理可分期進(jìn)行，首期治理范圍以有礙廬山和鄱陽湖的整體景觀、在星子縣環(huán)山南路及環(huán)湖路可視范圍內(nèi)的采坑點為主，后期陸續(xù)進(jìn)行其他采坑的治理。

（2）全面清理廢石堆，先把堆覆溝谷谷頂及坡面較陡，存有地質(zhì)災(zāi)害的的廢石堆作為重點進(jìn)行清理，一方面消除崩塌、滑坡的地質(zhì)災(zāi)害的隱患，另一方面減少泥石流的固體來源。具體做法可以為：收集利用廢石堆內(nèi)粒徑較大的石塊（≥20 mm），作建筑用石和筑路路基石，減少廢石堆體重量，最大發(fā)揮礦石最大的利用價值，獲取礦山最大效益；將剩余的粉質(zhì)粘土及沙土就近充填采坑，栽種樹木覆綠。

（3）清除邊坡破碎地段危巖體，對局部高陡邊坡進(jìn)行削坡減載，邊坡回填層以上區(qū)段及時實施邊坡覆綠，邊坡覆綠主要技術(shù)措施可為：采場兩側(cè)栽植爬山虎等藤本植物；利用藤蔓植物上爬下掛的特點遮蓋采場高陡邊坡，對巖石坡面覆綠，提高生態(tài)效益。

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

Feng Shao－h(huán)ui1，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－h(huán)azards.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

馮紹輝（1975－ ），男，工程師，從事地質(zhì)災(zāi)害危險性評估、地質(zhì)災(zāi)害防治與巖土工程工作。

2011－12－20改回日期:2012－04－05

江西省星子縣東牯嶺礦區(qū)花崗巖礦礦山地質(zhì)環(huán)境勘查項目資助（贛國土資字2009［26］）