广西罗城仫佬族自治县地质特征及矿山地质灾害预测

刘 祥

（广西海洋地质调查院，广西 北海536000）

1 地质特征

罗城仫佬族自治县地质构造较发育，地壳运动表现为出旋回的特点，有四堡构造运动、加里东构造运动和印支构造运动三次强烈的褶皱运动及多次较强的振荡运动。 另外燕山运动亦有表现，主要是继承性活动，以断裂活动为主，几条较大的断层此时可能均有复活现象，境内从第四纪以来地壳一直处于缓慢抬升状态。 境内地层岩性分布较复杂，整体上北西部主要是碎屑岩、变质岩、岩浆岩分布区，南东部主要为碳酸盐岩分布区。 沉积岩出露地层除第四系外，中元古界、晚元古界、震旦系、泥盆系、石炭系是境内主要分布地层，南东部主要为石炭系地层分布区，其余地层主要分布在北西部；寒武系、奥陶系、三叠系分布面积很小，仅在南西部、南部有很少量分布，特别是奥陶系分布面积不到10 km2。 境内出露的岩浆岩时代绝大部分以中元古界为主，还有极少量的白垩、侏罗系时代，其余地层在境内零星分布。

2 岩土体工程地质

调查区的岩体按 “岩体细部结构＋岩石强度＋岩石名称” 的要求规则，可以划分为六个工程地质类型：黏性土、砂、砾石多层松散土体（Ⅰ）、块状坚硬的侵入岩岩组（Ⅱ）、中厚层状半坚硬的千枚岩、板岩夹坚硬的变质砂岩岩组（Ⅲ）、中～厚层状坚硬的砂砾岩夹半坚硬的页岩、板岩岩组（Ⅳ）、薄～厚层状坚硬的弱岩溶化碳酸盐岩、半坚硬的泥页岩互层岩组（Ⅴ）、中～厚层状坚硬的强岩溶化碳酸盐岩岩组（Ⅵ）六类工程地质岩组。

3 水文地质特征

3.1 地下水类型及含水岩组富水性

根据地下水含水岩组及含水介质特征，境内地下水类型可分为四类，即：松散岩类孔隙水，碳酸盐岩裂隙溶洞水，碎屑岩、碳酸盐岩溶洞裂隙水，基岩裂隙水及花岗岩风化网状裂隙水。 据其富水性可分为水量丰富、水量中等、水量贫乏三个富水等级。

（1）松散岩类孔隙水。 分布于碎屑岩区的残坡积层及岩溶洼地、谷地中的溶余堆积层的黏性土及洪积、冲洪积含砾亚砂土、亚黏土、黏土质砾卵石层中，其富水性差，涌水量＜100 m3／ d，属水量贫乏。

（2）碳酸盐岩裂隙溶洞水。 主要分布在罗城—怀群单斜一带，此外还有一些零星小块，整体上分布在境内南部。 地下水埋深分布特征主要受地下水补给、径流、排泄条件和岩溶发育程度控制；区内乔善、怀群、天河、四堡、黄金、龙岸等谷地属浅覆盖型岩溶水，其余均为裸露及半裸露型岩溶水。 地下水赋存于纯碳酸盐岩裂隙溶洞中，含水介质为溶洞、裂隙，不同地段富水程度不均，富水性贫乏—中等。 主要岩性为灰岩、白云岩、白云质灰岩。 富水性中等区岩溶泉平均流量15.7 L／ s，地下平均径流模数3.2 L／（s·km2）；富水性贫乏区属零星分布，岩溶泉平均流量1.95 L／ s，地下平均径流模数1.42 L／（s·km2）。

（3）碳酸盐岩夹碎屑岩溶洞裂隙水。 此含水类型与碳酸盐岩裂隙溶洞水相间分布，其碳酸盐岩厚度一般占岩组总厚的30% ～70%。 地下水赋存于碳酸盐岩、碎屑岩溶洞、裂隙中，县内为富水性弱区。天河地段的岩溶泉平均流量为5.23 L／ s，是富水性弱区中相对较强的地段；罗城地段岩溶泉平均流量为0.63 L／ s，钻孔涌水量仅9.3 t／ d，各开采坑道涌水量一般也小于65 t／ h；怀群地段岩溶泉平均流量为5.12 L／ s，地下径流模数2.27 L／（s·km2）。

（4）基岩裂隙水。 根据岩体形态又分为层状岩类裂隙水和块状岩类裂隙水。 层状岩类裂隙水含水岩组主要由碎屑岩及千枚岩等浅变质岩组成，此外有许多不同时期的小型岩浆岩体穿插在中间，也一起并归到本岩组。 龙岸、黄金、怀群以北绝大部分都属该类裂隙水。 由北向南水量由极富—丰富—中等逐渐递变，水量极富区分部在西华—双河口—县界一带，面积不大，枯季地下径流模数一般6.34 ～16.12 L／（s·km2），泉平均流量为0.22～1.24 L／ s；水量丰富区分布在水量极富区与肯桥、腊峒、江口以北之间地带，枯季地下径流模数一般3.11～5.84 L／（s·km2），泉平均流量为0.15 ～0.54 L／ s；水量中等区分布在水量丰富区以南与碳酸盐岩裂隙溶洞水之间地带，枯季地下径流模数一般1.4～2.82 L／（s·km2），泉平均流量为0.1～0.78 L／ s。

（5）花岗岩网状裂隙水。 花岗岩网状裂隙含水岩组为四堡期晚期花岗闪长岩和加里东期晚期花岗岩。 境内主要有龙有、岩口、田蓬、坡甲、老旺等几个小岩体，属水量丰富区，枯季地下径流模数一般2.54～5.19 L／（s·km2），泉出露稀少。

3.2 地下水补给、迳流、排泄特征

（1）松散岩类孔隙水补给、迳流、排泄特征。 大部分覆盖于岩溶水之上，主要接受大气降水的入渗补给，其次在局部地段接受周边岩溶水、基岩裂隙水和地表水补给。 地下水径流途径一般较短，其主要排泄方式为逐渐垂直下渗补给下伏基岩裂隙水，或裂隙溶洞水，或溶洞裂隙水，或通过蒸发排泄。

（2）碳酸盐岩裂隙溶洞水补给、迳流、排泄特征。 碳酸盐岩裂隙溶洞水的补给来源一是大气降水，为主要补给来源；其次是近分水岭地带碎屑岩区—侧向径流而来的地表河溪侧向集中补给，当然局部地段还有少量的孔隙水等其他类型地下水的补给。 前者补给方式是以注入式集中从落水洞、溶井、漏斗等垂直或倾斜的岩溶管道，直接汇入到地下河管道中，或以渗入式通过溶蚀裂隙慢慢地渗入，形成隙流，间接补给地下水。

地下水主要赋存和径流空间是溶蚀裂隙和溶洞，因此，径流形式可分为：裂隙～管道型、管道～裂隙型和裂隙型，前者为主要径流形式。

排泄形式主要为地下河、泉及出水溶洞，天河、牛鼻河及其主要支流是区内岩溶水的主要排泄通道。 根据起主要排泄作用的河流与构造轴线或岩层走向的关系，排泄方式又可以分为横谷排泄和侧谷排泄。

（3）碳酸盐岩、碎屑岩溶洞裂隙水的补给、迳流、排泄特征。 碳酸盐岩夹碎屑岩溶洞裂隙水的补给来源主要为大气降水，同时还得到周边基岩裂隙水、碳酸盐岩裂隙溶洞水以及地表水的侧向补给。地下水赋存于规模较小的溶蚀裂隙、溶洞或碎屑岩构造裂隙和风化裂隙中，为裂隙型径流方式。 径流途径短、分散排泄、水力坡度大为其特点。 径流、排泄条件受地形地貌、裂隙构造等因素控制。 总体看表现为在坡脚一带以泉的形式出露地表，或垂直下渗补给下伏碳酸盐岩裂隙溶洞水、基岩裂隙水。

（4）基岩裂隙水的补给、迳流、排泄特征。 基岩裂隙水的补给来源主要为大气降水，局部地段还有周边岩溶水补给。 地下水主要沿构造裂隙、风化裂隙、断裂及不同岩性相间的层面构造径流，于溪沟、岸边、冲沟、坡脚、缓坡等地貌部位以泉水和以散流形式汇入附近沟谷中；在与碳酸盐岩交界地带部分地下水则以潜流形式汇入岩溶管道、裂隙中。

径流条件明显受地形地貌、地质构造因素控制，具有径流途径短、水力坡度大（随山坡角变化）、近源排泄、地表水分水岭与地下水分水岭一致和分散排泄等特征。

4 矿山地质灾害预测

罗城仫佬族自治县未来将重点加强铜、镍、锡、铅、锌、锑等金属矿及煤、碳酸钙等非金属矿产资源勘查开发。 针对各类矿产的开采特点，预测未来县内潜在矿山地质灾害。

4.1 采空地面塌陷（沉陷）

矿山潜在的采空地面塌陷（沉陷） 隐患是一个十分严峻的问题，潜在的采空地面塌陷（沉陷）隐患始终伴随着矿山采掘过程，隐患是长期的。 由于采空地面塌陷（沉陷） 的破坏发育过程具有持续性和复发性，因此，其危害具有长久和持续的特点。 随着采空区的日益扩展，顶板覆岩变形作用和矿坑排水将形成越来越多的地面塌陷、地面沉降和地裂缝隐患，因此，采空区是潜在的地面塌陷、地面沉降和地裂缝灾害隐患最为主要的地区。 矿山采空地面塌陷（沉陷）的潜在危害具有以下特征：

（1）已经发生的采空地面塌陷（沉陷）灾害大多处于未稳定或暂时稳定状态，且矿山为在采矿山。矿山持续开采将进一步加剧其危险性，对人民生命和财产安全构成潜在危害。

（2）从矿种来看，潜在的采空地面塌陷（沉陷）主要分布在铅、锡、铜、锌、多金属等金属矿区及煤矿区。 该类矿山主要以地下开采为主，随着矿山不断采掘，这些潜在的采空地面塌陷（ 沉陷） 区或隐患区，将可能形成新的采空地面塌陷（沉陷） 灾害，破坏土地，威胁矿山及人员的安全。

（3）对于生产矿山，随着矿山开采的深入，采空区面积日益扩展，采空地面塌陷（沉陷）的范围和灾害规模将呈增长趋势，对人的生命安全和地面设施的危害程度将进一步加剧。 对于闭坑矿山，由于采场顶板无人管理，任其自然冒落，顶板覆岩变形波及地表的影响往往会延续1—2 年，矿山闭坑后的相当一段时期内，采空区仍然存在着发生采空地面塌陷（沉陷）的可能性。 对于新建矿山，随着近年来矿业秩序的多次整顿，地质环境保护的法制法规逐渐健全，如《广西地质环境保护条例》 等的颁布实施、矿山地质环境影响评估及矿山开发利用方案的制定工作的开展、矿山地质环境恢复治理保证金制度的逐步推广等等，这些矿山地质环境管理政策和措施的出台，对预防和避免矿山地质灾害将起到重要作用，预计新建矿山发生采空地面塌陷（沉陷） 灾害的频次及经济损失将小于目前生产矿山的灾害频次和经济损失。

4.2 崩塌、滑坡和泥石流

崩塌、滑坡及泥石流地质灾害具有突发性强、损失大和一定的隐蔽性特点。 县内露天开采的矿山数量众多，绝大多数矿山未严格按开采设计或开发利用方案分台阶开采，开采往往形成高陡的临空面，采石场围岩节理裂隙发育，页岩矿、煤矸石矿边坡疏松，易形成崩塌、滑坡地质灾害。 有色金属如铅、锡、锌等以及非金属矿山如煤矿、页岩矿、煤矸石矿山开采历史年代久远，矿渣、尾砂积存量大且大部属于无序堆放，强降雨往往会引发泥石流及滑坡，一般规模较大。

（1）已经发生崩塌、滑坡地质灾害的矿山大多处于未稳定或暂时稳定状态，矿山开采将进一步加剧其危险性，存在产生新的危害的可能。

（2）金属矿山尾砂库存在的滑坡及泥石流隐患问题，金属矿山主要集中在九万山自然保护区周边一带，矿山尾砂库及废石场往往置于冲沟内，汇水面积大，极大地增加泥石流发生概率。 非金属露采矿山在县内分布较广，占县内矿山总数的76.4%，由于矿山数量众多，露天剥采导致的崩塌、滑坡隐患问题相对突出，特别是采石场危岩分布广，随机性强，今后，建材非金属露采矿山可能引发较多数量的崩塌、滑坡。