李 麗

（西安地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院有限公司，陜西 西安 710000）

礦產(chǎn)資源在世界大國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)中都起著重要作用。目前，我國(guó)是世界排名前三的礦產(chǎn)大國(guó)，礦種齊全，礦產(chǎn)資源極為豐富。據(jù)2020年中國(guó)礦產(chǎn)資源報(bào)告發(fā)布，新發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)地79處，資源儲(chǔ)量增長(zhǎng)的有34種重要礦產(chǎn)。但報(bào)告同時(shí)還指出，礦區(qū)開采生態(tài)環(huán)境問題也是國(guó)家重點(diǎn)關(guān)注的，對(duì)黃河流域、汾渭平原和長(zhǎng)江流域等重要礦產(chǎn)要展開生態(tài)修復(fù)。目前。我國(guó)由于過度開采，各地礦山都出現(xiàn)了各種各樣的生態(tài)環(huán)境問題，導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，環(huán)境污染問題嚴(yán)重，礦產(chǎn)開采安全也無(wú)法有效保證，這不但影響資源是否可以得到有效利用，還嚴(yán)重影響了社會(huì)的穩(wěn)定發(fā)展[1]。針對(duì)以上情況，從多角度出發(fā)，提出礦山地質(zhì)分布特征情況及勘查研究。為解決礦山開采環(huán)境問題提供基礎(chǔ)資料。

1 礦山地質(zhì)分布特征情況

（1）平原盆地環(huán)境區(qū)地質(zhì)分布。中原盆地環(huán)境區(qū)內(nèi)多為平原，區(qū)域內(nèi)開發(fā)強(qiáng)度較高，礦山資源屬于豐富狀態(tài)，其海拔在50m～1000m之間，總面積約為139萬(wàn)平方千米。以黃河為界限，南部植被覆蓋率較大且水資源豐富度較高，屬于暖溫帶半濕潤(rùn)氣候。黃河北部植被覆蓋率較低且水資源豐富度較低，屬于半干旱氣候。其中，平原盆地環(huán)境區(qū)內(nèi)存在多處地質(zhì)分布問題[2]。海水開始侵蝕地下，而地下水位開始下降、土地的鹽堿化嚴(yán)重是長(zhǎng)江中下游地區(qū)的主要地質(zhì)問題。平原盆地環(huán)境區(qū)內(nèi)的四川盆地是構(gòu)造穩(wěn)定地區(qū)，為中新生代構(gòu)造盆地，是由深變質(zhì)巖系與淺變質(zhì)巖系等兩套巖系組成的，區(qū)域內(nèi)存在七條基底斷裂。在平緩構(gòu)造區(qū)內(nèi)褶皺起伏較緩和，卷入深度較淺，目前正面臨著水土流失的問題。平原盆地環(huán)境區(qū)內(nèi)呼倫貝爾地區(qū)各構(gòu)造單元所表現(xiàn)出來(lái)的地質(zhì)分布特征較為一致，其處于板塊相交的位置，其構(gòu)造樣式多由構(gòu)造條帶，片麻理和褶皺等。

（2）戈壁沙漠環(huán)境區(qū)地質(zhì)分布。戈壁沙漠環(huán)境區(qū)域內(nèi)礦產(chǎn)多以金礦、鐵礦、煤礦以及建筑用砂礫為主要礦產(chǎn)，并且該區(qū)域礦產(chǎn)資源集中程度不足，生態(tài)環(huán)境與其他地區(qū)相比較為薄弱，因此戈壁沙漠環(huán)境區(qū)的開發(fā)強(qiáng)度也不高。戈壁沙漠環(huán)境區(qū)內(nèi)存在的鄂爾多斯成煤盆地，是我國(guó)最重要的成煤盆地之一，目前，礦產(chǎn)資源的開采已經(jīng)造成戈壁沙漠環(huán)境區(qū)內(nèi)出現(xiàn)土地沙化嚴(yán)重和植被退化的問題。其中，由于金屬礦的開采造成了環(huán)境區(qū)內(nèi)環(huán)境污染和地面坍塌的問題，煤礦開發(fā)破壞了環(huán)境區(qū)內(nèi)的水平衡，使得環(huán)境區(qū)內(nèi)滑坡和地面坍塌的次數(shù)增加，同時(shí)環(huán)境區(qū)內(nèi)還存在泥石流的情況。同時(shí)存在的青海察爾汗鹽湖是我國(guó)境內(nèi)產(chǎn)鹽面積最大的地區(qū)。例如污染排放造成了察爾汗鹽湖周圍的生態(tài)系統(tǒng)被破壞，人類活動(dòng)污染了錫鐵山鉛鋅礦附近的水環(huán)境。柳塔煤礦區(qū)地面塌陷面積和采空面積正在擴(kuò)大，其中地面塌陷面積達(dá)到了57.45～68.09平方千米，采空面積達(dá)到了54.37平方千米。在地面塌陷區(qū)域和采空區(qū)域內(nèi)地下水位下降，河流形成斷流狀態(tài)，同時(shí)地表水進(jìn)行下滲的結(jié)果是地表水域面積驟減，使得田地土壤結(jié)構(gòu)變得越來(lái)越松。

（3）黃土高原環(huán)境區(qū)地質(zhì)分布。黃土高原環(huán)境區(qū)位于我國(guó)中部偏北地區(qū)，其海拔高度在780m～2200m之間，總面積約為27.88萬(wàn)平方千米，年降水量不足500mm，屬于溫帶內(nèi)陸半干旱氣候。環(huán)境區(qū)內(nèi)基地為古生界碳酸巖，活動(dòng)斷裂帶位于環(huán)境區(qū)西部。黃土高原環(huán)境區(qū)內(nèi)主要以開采非金屬礦和煤礦為主，其環(huán)境區(qū)與戈壁沙漠環(huán)境區(qū)的煤礦開采類似，均會(huì)破壞水環(huán)境，造成地面坍塌，黃土高原環(huán)境區(qū)還會(huì)形成地裂縫，還存在壓占土地的情況。環(huán)境區(qū)內(nèi)的銅川煤礦有180處左右的有大有小的矸石山，壓占土地面積達(dá)到了3.69平方千米，同時(shí)坍塌面積已經(jīng)增加到了206.88平方千米。黃土高原環(huán)境區(qū)域內(nèi)礦山企業(yè)排放廢水對(duì)區(qū)內(nèi)環(huán)境及周邊環(huán)境也造成了極大的污染，在拉水峽銅鎳礦區(qū)還存在露天堆放大量礦渣，礦渣經(jīng)過雨水過濾，礦渣中的重金屬元素會(huì)進(jìn)行滲入，地表水和地下水當(dāng)中存在重金屬元素，就會(huì)造成嚴(yán)重污染。

2 礦山地質(zhì)勘查方案

（1）遙感技術(shù)勘測(cè)礦區(qū)風(fēng)化情況。對(duì)礦山地質(zhì)進(jìn)行勘查是保障礦山安全開采的重要步驟，第一步就是需要勘查礦區(qū)是否風(fēng)化，選擇遙感技術(shù)對(duì)礦區(qū)風(fēng)化情況進(jìn)行勘測(cè)。第一步需確定勘測(cè)范圍，勘測(cè)礦區(qū)風(fēng)化情況需要結(jié)合礦山地區(qū)內(nèi)全部勘測(cè)點(diǎn)的勘測(cè)結(jié)果，根據(jù)勘測(cè)結(jié)果對(duì)礦區(qū)是否風(fēng)化進(jìn)行判斷。利用遙感技術(shù)，對(duì)礦區(qū)內(nèi)活動(dòng)斷裂構(gòu)造進(jìn)行采集，土壤植被、礦區(qū)地貌以及礦區(qū)內(nèi)地下水系等自然情況都會(huì)被活動(dòng)斷裂構(gòu)造所影響。第二步根據(jù)遙感技術(shù)影像，標(biāo)志礦區(qū)內(nèi)地質(zhì)體色彩，對(duì)其影像體的形狀、反射影紋形態(tài)與規(guī)模進(jìn)行分析，確定斷裂是否存在。第三步再使用遙感技術(shù)對(duì)巖層進(jìn)行勘測(cè)，判斷巖層屬于向斜還是背斜，并通過巖層影像的巖層傾向，對(duì)褶皺構(gòu)造作出判斷，再對(duì)其影像體的分布，從時(shí)間和空間上確定礦區(qū)的風(fēng)化情況。結(jié)合礦區(qū)風(fēng)化情況再進(jìn)行整體的方案布置。在勘測(cè)礦區(qū)風(fēng)化情況時(shí)，勘測(cè)點(diǎn)的布置位置和數(shù)量應(yīng)根據(jù)整個(gè)礦山構(gòu)造及形態(tài)來(lái)進(jìn)行布置，從而保證礦山在開采時(shí)安全穩(wěn)定進(jìn)行。

（2）明確礦產(chǎn)資源分布規(guī)律。進(jìn)行礦山地質(zhì)勘查的目的不僅是為了地質(zhì)編錄，還要以明確礦山資源，為擴(kuò)大資源與礦上開采做準(zhǔn)備，因此，在礦山地質(zhì)勘查中要明確礦山資源的分布規(guī)律。在對(duì)一座礦山進(jìn)行地質(zhì)勘查時(shí)，首先結(jié)合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件，分析其礦山規(guī)模，礦床的分布形態(tài)，礦床的分布形態(tài)對(duì)礦產(chǎn)資源的分布會(huì)產(chǎn)生一定的影響。其次分析礦床類型、礦山內(nèi)部礦床巖體的巖性與巖漿巖，礦床巖體的巖性決定礦山內(nèi)主要存在的礦山資源，巖漿巖活動(dòng)決定了礦山資源的形成特點(diǎn)。例如，金礦當(dāng)中巖漿巖劇烈活動(dòng)區(qū)域，礦區(qū)內(nèi)金礦成床明顯，若在煤礦中，巖漿巖活動(dòng)劇烈，會(huì)出現(xiàn)在侵入過程中導(dǎo)致煤層損壞，使煤結(jié)構(gòu)變質(zhì)和煤層變薄等。同時(shí)，還要分析礦床內(nèi)的侵入巖，尋找侵入巖的接觸帶，分析侵入巖體的出露分布情況，根據(jù)出露的侵入巖體分析礦山內(nèi)存在的礦物。同時(shí)，影響礦山資源分布的還有圍巖蝕變，所以對(duì)圍巖蝕變情況也應(yīng)重點(diǎn)觀察。

（3）提取圍巖蝕變信息。圍巖蝕變信息是礦山成礦的重要標(biāo)志之一，因此在礦山地質(zhì)勘查中，提取圍巖蝕變信息是重要步驟之一。圍巖蝕變是指巖體與巖漿會(huì)在熱作用下發(fā)生反應(yīng)，從而生成新的礦產(chǎn)物質(zhì)，影響圍巖蝕變類型的因素主要為巖體的巖性和成長(zhǎng)程度。若發(fā)生強(qiáng)圍巖蝕變作用，礦體會(huì)根據(jù)巖性的不同形成多樣的礦化，其中包括硅化、碳酸鹽化、黃鐵礦化、絹云母化以及綠簾石化。巖體圍巖蝕變后不僅在顏色上與其他巖體不懂，在結(jié)構(gòu)也存在不相同之處，一般構(gòu)造為浸染狀和脈狀。

3 應(yīng)用案例分析

本次研究選擇柳灣煤礦，其地理位置處于孝義市。本次勘查選擇范圍共80.9平方千米，運(yùn)用遙感技術(shù)進(jìn)行礦山地質(zhì)勘查，主要勘查目標(biāo)為礦山土地壓占情況。下圖為遙感技術(shù)工作流程圖。

根據(jù)上圖1所示，運(yùn)用遙感技術(shù)勘查礦山首先需要原始圖像輸入，對(duì)圖像進(jìn)行函數(shù)變換校正后確定原始圖像的輸出范圍，再對(duì)像素的幾何位置進(jìn)行變換，采樣像素灰度后還需根據(jù)灰度指標(biāo)變換像素幾何位置，最后進(jìn)行圖像校正。下面運(yùn)用遙感技術(shù)，對(duì)柳灣煤礦地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行勘測(cè)。下圖2為柳灣煤礦斷裂影像。

圖1 遙感技術(shù)工作流程示意圖

圖2 柳灣煤礦斷裂影像示意圖

對(duì)礦區(qū)內(nèi)活動(dòng)斷裂構(gòu)造進(jìn)行采集，活動(dòng)斷裂構(gòu)造會(huì)影響土壤植被、礦區(qū)地貌以及礦區(qū)內(nèi)地下水系，而結(jié)合圖像來(lái)看，對(duì)影像進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)這些影響均反映在圖像上，因此可以確定柳灣煤礦存在斷裂。結(jié)合遙感技術(shù)分析，柳灣煤礦土壤植被流失情況嚴(yán)重，且多數(shù)具有滑坡形態(tài)。研究區(qū)煤炭開采嚴(yán)重，導(dǎo)致土地破壞嚴(yán)重，形成土地占?jí)旱那闆r。土地破壞面積共達(dá)到了945.25公頃，土地破壞點(diǎn)一共68處，土地壓占類型有四種，分別為土地壓占、排矸場(chǎng)壓占以及露天開采壓占，分別所占面積如下表1所示。

表1 柳灣煤礦土地壓占面積

根據(jù)上表1所示，在68出破壞點(diǎn)中，土地壓占、排矸場(chǎng)壓占、露天開采壓占分別占了47.29公頃、317.09公頃和580.87公頃，其中露天開采壓占最為嚴(yán)重。

4 結(jié)束語(yǔ)

為我國(guó)礦產(chǎn)開采環(huán)境問題得到解決，資源得到有效利用，從不同的環(huán)境區(qū)地質(zhì)分布特征分析，研究礦山地質(zhì)分布特征情況及勘查。但本文在實(shí)例驗(yàn)證分析上，對(duì)遙感技術(shù)控制不太理想，導(dǎo)致斷裂解譯效果不清晰，今后應(yīng)熟練遙感技術(shù)的控制進(jìn)一步展開研究。希望本文的分析可以為礦山開采提供有效建議。