劉 祥
(廣西海洋地質(zhì)調(diào)查院,廣西 北海536000)
羅城仫佬族自治縣地質(zhì)構(gòu)造較發(fā)育,地殼運(yùn)動表現(xiàn)為出旋回的特點(diǎn),有四堡構(gòu)造運(yùn)動、加里東構(gòu)造運(yùn)動和印支構(gòu)造運(yùn)動三次強(qiáng)烈的褶皺運(yùn)動及多次較強(qiáng)的振蕩運(yùn)動。 另外燕山運(yùn)動亦有表現(xiàn),主要是繼承性活動,以斷裂活動為主,幾條較大的斷層此時(shí)可能均有復(fù)活現(xiàn)象,境內(nèi)從第四紀(jì)以來地殼一直處于緩慢抬升狀態(tài)。 境內(nèi)地層巖性分布較復(fù)雜,整體上北西部主要是碎屑巖、變質(zhì)巖、巖漿巖分布區(qū),南東部主要為碳酸鹽巖分布區(qū)。 沉積巖出露地層除第四系外,中元古界、晚元古界、震旦系、泥盆系、石炭系是境內(nèi)主要分布地層,南東部主要為石炭系地層分布區(qū),其余地層主要分布在北西部;寒武系、奧陶系、三疊系分布面積很小,僅在南西部、南部有很少量分布,特別是奧陶系分布面積不到10 km2。 境內(nèi)出露的巖漿巖時(shí)代絕大部分以中元古界為主,還有極少量的白堊、侏羅系時(shí)代,其余地層在境內(nèi)零星分布。
調(diào)查區(qū)的巖體按 “巖體細(xì)部結(jié)構(gòu)+巖石強(qiáng)度+巖石名稱” 的要求規(guī)則,可以劃分為六個(gè)工程地質(zhì)類型:黏性土、砂、礫石多層松散土體(Ⅰ)、塊狀堅(jiān)硬的侵入巖巖組(Ⅱ)、中厚層狀半堅(jiān)硬的千枚巖、板巖夾堅(jiān)硬的變質(zhì)砂巖巖組(Ⅲ)、中~厚層狀堅(jiān)硬的砂礫巖夾半堅(jiān)硬的頁巖、板巖巖組(Ⅳ)、薄~厚層狀堅(jiān)硬的弱巖溶化碳酸鹽巖、半堅(jiān)硬的泥頁巖互層巖組(Ⅴ)、中~厚層狀堅(jiān)硬的強(qiáng)巖溶化碳酸鹽巖巖組(Ⅵ)六類工程地質(zhì)巖組。
根據(jù)地下水含水巖組及含水介質(zhì)特征,境內(nèi)地下水類型可分為四類,即:松散巖類孔隙水,碳酸鹽巖裂隙溶洞水,碎屑巖、碳酸鹽巖溶洞裂隙水,基巖裂隙水及花崗巖風(fēng)化網(wǎng)狀裂隙水。 據(jù)其富水性可分為水量豐富、水量中等、水量貧乏三個(gè)富水等級。
(1)松散巖類孔隙水。 分布于碎屑巖區(qū)的殘坡積層及巖溶洼地、谷地中的溶余堆積層的黏性土及洪積、沖洪積含礫亞砂土、亞黏土、黏土質(zhì)礫卵石層中,其富水性差,涌水量<100 m3/ d,屬水量貧乏。
(2)碳酸鹽巖裂隙溶洞水。 主要分布在羅城—懷群單斜一帶,此外還有一些零星小塊,整體上分布在境內(nèi)南部。 地下水埋深分布特征主要受地下水補(bǔ)給、徑流、排泄條件和巖溶發(fā)育程度控制;區(qū)內(nèi)喬善、懷群、天河、四堡、黃金、龍岸等谷地屬淺覆蓋型巖溶水,其余均為裸露及半裸露型巖溶水。 地下水賦存于純碳酸鹽巖裂隙溶洞中,含水介質(zhì)為溶洞、裂隙,不同地段富水程度不均,富水性貧乏—中等。 主要巖性為灰?guī)r、白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r。 富水性中等區(qū)巖溶泉平均流量15.7 L/ s,地下平均徑流模數(shù)3.2 L/(s·km2);富水性貧乏區(qū)屬零星分布,巖溶泉平均流量1.95 L/ s,地下平均徑流模數(shù)1.42 L/(s·km2)。
(3)碳酸鹽巖夾碎屑巖溶洞裂隙水。 此含水類型與碳酸鹽巖裂隙溶洞水相間分布,其碳酸鹽巖厚度一般占巖組總厚的30% ~70%。 地下水賦存于碳酸鹽巖、碎屑巖溶洞、裂隙中,縣內(nèi)為富水性弱區(qū)。天河地段的巖溶泉平均流量為5.23 L/ s,是富水性弱區(qū)中相對較強(qiáng)的地段;羅城地段巖溶泉平均流量為0.63 L/ s,鉆孔涌水量僅9.3 t/ d,各開采坑道涌水量一般也小于65 t/ h;懷群地段巖溶泉平均流量為5.12 L/ s,地下徑流模數(shù)2.27 L/(s·km2)。
(4)基巖裂隙水。 根據(jù)巖體形態(tài)又分為層狀巖類裂隙水和塊狀巖類裂隙水。 層狀巖類裂隙水含水巖組主要由碎屑巖及千枚巖等淺變質(zhì)巖組成,此外有許多不同時(shí)期的小型巖漿巖體穿插在中間,也一起并歸到本巖組。 龍岸、黃金、懷群以北絕大部分都屬該類裂隙水。 由北向南水量由極富—豐富—中等逐漸遞變,水量極富區(qū)分部在西華—雙河口—縣界一帶,面積不大,枯季地下徑流模數(shù)一般6.34 ~16.12 L/(s·km2),泉平均流量為0.22~1.24 L/ s;水量豐富區(qū)分布在水量極富區(qū)與肯橋、臘峒、江口以北之間地帶,枯季地下徑流模數(shù)一般3.11~5.84 L/(s·km2),泉平均流量為0.15 ~0.54 L/ s;水量中等區(qū)分布在水量豐富區(qū)以南與碳酸鹽巖裂隙溶洞水之間地帶,枯季地下徑流模數(shù)一般1.4~2.82 L/(s·km2),泉平均流量為0.1~0.78 L/ s。
(5)花崗巖網(wǎng)狀裂隙水。 花崗巖網(wǎng)狀裂隙含水巖組為四堡期晚期花崗閃長巖和加里東期晚期花崗巖。 境內(nèi)主要有龍有、巖口、田蓬、坡甲、老旺等幾個(gè)小巖體,屬水量豐富區(qū),枯季地下徑流模數(shù)一般2.54~5.19 L/(s·km2),泉出露稀少。
(1)松散巖類孔隙水補(bǔ)給、逕流、排泄特征。 大部分覆蓋于巖溶水之上,主要接受大氣降水的入滲補(bǔ)給,其次在局部地段接受周邊巖溶水、基巖裂隙水和地表水補(bǔ)給。 地下水徑流途徑一般較短,其主要排泄方式為逐漸垂直下滲補(bǔ)給下伏基巖裂隙水,或裂隙溶洞水,或溶洞裂隙水,或通過蒸發(fā)排泄。
(2)碳酸鹽巖裂隙溶洞水補(bǔ)給、逕流、排泄特征。 碳酸鹽巖裂隙溶洞水的補(bǔ)給來源一是大氣降水,為主要補(bǔ)給來源;其次是近分水嶺地帶碎屑巖區(qū)—側(cè)向徑流而來的地表河溪側(cè)向集中補(bǔ)給,當(dāng)然局部地段還有少量的孔隙水等其他類型地下水的補(bǔ)給。 前者補(bǔ)給方式是以注入式集中從落水洞、溶井、漏斗等垂直或傾斜的巖溶管道,直接匯入到地下河管道中,或以滲入式通過溶蝕裂隙慢慢地滲入,形成隙流,間接補(bǔ)給地下水。
地下水主要賦存和徑流空間是溶蝕裂隙和溶洞,因此,徑流形式可分為:裂隙~管道型、管道~裂隙型和裂隙型,前者為主要徑流形式。
排泄形式主要為地下河、泉及出水溶洞,天河、牛鼻河及其主要支流是區(qū)內(nèi)巖溶水的主要排泄通道。 根據(jù)起主要排泄作用的河流與構(gòu)造軸線或巖層走向的關(guān)系,排泄方式又可以分為橫谷排泄和側(cè)谷排泄。
(3)碳酸鹽巖、碎屑巖溶洞裂隙水的補(bǔ)給、逕流、排泄特征。 碳酸鹽巖夾碎屑巖溶洞裂隙水的補(bǔ)給來源主要為大氣降水,同時(shí)還得到周邊基巖裂隙水、碳酸鹽巖裂隙溶洞水以及地表水的側(cè)向補(bǔ)給。地下水賦存于規(guī)模較小的溶蝕裂隙、溶洞或碎屑巖構(gòu)造裂隙和風(fēng)化裂隙中,為裂隙型徑流方式。 徑流途徑短、分散排泄、水力坡度大為其特點(diǎn)。 徑流、排泄條件受地形地貌、裂隙構(gòu)造等因素控制。 總體看表現(xiàn)為在坡腳一帶以泉的形式出露地表,或垂直下滲補(bǔ)給下伏碳酸鹽巖裂隙溶洞水、基巖裂隙水。
(4)基巖裂隙水的補(bǔ)給、逕流、排泄特征。 基巖裂隙水的補(bǔ)給來源主要為大氣降水,局部地段還有周邊巖溶水補(bǔ)給。 地下水主要沿構(gòu)造裂隙、風(fēng)化裂隙、斷裂及不同巖性相間的層面構(gòu)造徑流,于溪溝、岸邊、沖溝、坡腳、緩坡等地貌部位以泉水和以散流形式匯入附近溝谷中;在與碳酸鹽巖交界地帶部分地下水則以潛流形式匯入巖溶管道、裂隙中。
徑流條件明顯受地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造因素控制,具有徑流途徑短、水力坡度大(隨山坡角變化)、近源排泄、地表水分水嶺與地下水分水嶺一致和分散排泄等特征。
羅城仫佬族自治縣未來將重點(diǎn)加強(qiáng)銅、鎳、錫、鉛、鋅、銻等金屬礦及煤、碳酸鈣等非金屬礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)。 針對各類礦產(chǎn)的開采特點(diǎn),預(yù)測未來縣內(nèi)潛在礦山地質(zhì)災(zāi)害。
礦山潛在的采空地面塌陷(沉陷) 隱患是一個(gè)十分嚴(yán)峻的問題,潛在的采空地面塌陷(沉陷)隱患始終伴隨著礦山采掘過程,隱患是長期的。 由于采空地面塌陷(沉陷) 的破壞發(fā)育過程具有持續(xù)性和復(fù)發(fā)性,因此,其危害具有長久和持續(xù)的特點(diǎn)。 隨著采空區(qū)的日益擴(kuò)展,頂板覆巖變形作用和礦坑排水將形成越來越多的地面塌陷、地面沉降和地裂縫隱患,因此,采空區(qū)是潛在的地面塌陷、地面沉降和地裂縫災(zāi)害隱患最為主要的地區(qū)。 礦山采空地面塌陷(沉陷)的潛在危害具有以下特征:
(1)已經(jīng)發(fā)生的采空地面塌陷(沉陷)災(zāi)害大多處于未穩(wěn)定或暫時(shí)穩(wěn)定狀態(tài),且礦山為在采礦山。礦山持續(xù)開采將進(jìn)一步加劇其危險(xiǎn)性,對人民生命和財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成潛在危害。
(2)從礦種來看,潛在的采空地面塌陷(沉陷)主要分布在鉛、錫、銅、鋅、多金屬等金屬礦區(qū)及煤礦區(qū)。 該類礦山主要以地下開采為主,隨著礦山不斷采掘,這些潛在的采空地面塌陷( 沉陷) 區(qū)或隱患區(qū),將可能形成新的采空地面塌陷(沉陷) 災(zāi)害,破壞土地,威脅礦山及人員的安全。
(3)對于生產(chǎn)礦山,隨著礦山開采的深入,采空區(qū)面積日益擴(kuò)展,采空地面塌陷(沉陷)的范圍和災(zāi)害規(guī)模將呈增長趨勢,對人的生命安全和地面設(shè)施的危害程度將進(jìn)一步加劇。 對于閉坑礦山,由于采場頂板無人管理,任其自然冒落,頂板覆巖變形波及地表的影響往往會延續(xù)1—2 年,礦山閉坑后的相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi),采空區(qū)仍然存在著發(fā)生采空地面塌陷(沉陷)的可能性。 對于新建礦山,隨著近年來礦業(yè)秩序的多次整頓,地質(zhì)環(huán)境保護(hù)的法制法規(guī)逐漸健全,如《廣西地質(zhì)環(huán)境保護(hù)條例》 等的頒布實(shí)施、礦山地質(zhì)環(huán)境影響評估及礦山開發(fā)利用方案的制定工作的開展、礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理保證金制度的逐步推廣等等,這些礦山地質(zhì)環(huán)境管理政策和措施的出臺,對預(yù)防和避免礦山地質(zhì)災(zāi)害將起到重要作用,預(yù)計(jì)新建礦山發(fā)生采空地面塌陷(沉陷) 災(zāi)害的頻次及經(jīng)濟(jì)損失將小于目前生產(chǎn)礦山的災(zāi)害頻次和經(jīng)濟(jì)損失。
崩塌、滑坡及泥石流地質(zhì)災(zāi)害具有突發(fā)性強(qiáng)、損失大和一定的隱蔽性特點(diǎn)。 縣內(nèi)露天開采的礦山數(shù)量眾多,絕大多數(shù)礦山未嚴(yán)格按開采設(shè)計(jì)或開發(fā)利用方案分臺階開采,開采往往形成高陡的臨空面,采石場圍巖節(jié)理裂隙發(fā)育,頁巖礦、煤矸石礦邊坡疏松,易形成崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害。 有色金屬如鉛、錫、鋅等以及非金屬礦山如煤礦、頁巖礦、煤矸石礦山開采歷史年代久遠(yuǎn),礦渣、尾砂積存量大且大部屬于無序堆放,強(qiáng)降雨往往會引發(fā)泥石流及滑坡,一般規(guī)模較大。
(1)已經(jīng)發(fā)生崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害的礦山大多處于未穩(wěn)定或暫時(shí)穩(wěn)定狀態(tài),礦山開采將進(jìn)一步加劇其危險(xiǎn)性,存在產(chǎn)生新的危害的可能。
(2)金屬礦山尾砂庫存在的滑坡及泥石流隱患問題,金屬礦山主要集中在九萬山自然保護(hù)區(qū)周邊一帶,礦山尾砂庫及廢石場往往置于沖溝內(nèi),匯水面積大,極大地增加泥石流發(fā)生概率。 非金屬露采礦山在縣內(nèi)分布較廣,占縣內(nèi)礦山總數(shù)的76.4%,由于礦山數(shù)量眾多,露天剝采導(dǎo)致的崩塌、滑坡隱患問題相對突出,特別是采石場危巖分布廣,隨機(jī)性強(qiáng),今后,建材非金屬露采礦山可能引發(fā)較多數(shù)量的崩塌、滑坡。