西非某大型红土型铝土矿环境地质调查

卢俞杰 李耀辉 魏振国

摘 要：本文根据作者在西非某大型红土型铝土矿环境地质调查的工作实践，以矿区的气象、水文及地层条件为基础，结合地质灾害的诱发因素，分析了该红土型铝土矿的环境地质条件，确定了矿区为地质灾害不易发地区，并为将来的矿山开采工作提出了地灾防治建议。

关键词：西非 红土型铝土矿 环境地质调查 地质灾害

中图分类号：P641 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（c）-0051-02

笔者于2008年上半年对西非某大型红土型铝土矿进行了为期三个月的环境地质调查工作，现根据该段时间的工作经历对该红土型铝土矿的环境地质条件做一简要分析，以期为将来的矿山开采提供一些有建设性的意见。

1 常见地质灾害及其诱发因素

一般来说，常见的地质灾害有泥石流、滑坡、崩塌、地面裂缝、地面沉降和地面塌陷[1]。由于矿区所在地社会经济条件极端落后，目前没有任何工业活动，而且红土型铝土矿属风化沉积矿床，埋藏较浅，一般不超过30 m，将采用露天开采方式，故本次环境地质调查仅针对泥石流、滑坡、崩塌进行，暂不考虑地裂缝、地面沉降和地面塌陷等地质灾害。

泥石流的发生必须同时具备3个条件：即陡峻的地形、丰富的松散固体物质和充沛的水源[2]。

（1）陡峻的地形：泥石流流域一般具有陡峻的地形，它为泥石流形成和向下运动提供必要的位能条件。典型的泥石流沟上游多为三面环山、一面出口的漏斗状地形，山坡坡度多为30°～60°，沟床纵坡一般不小于13°。这样的地形条件有利与承受周围山坡上的固体物质，也有利于集中水流。

（2）丰富的松散固体物质。

泥石流沟谷的斜坡或沟谷中应有足够数量的松散堆积物，它为泥石流形成提供必要的物源。沟谷中各种沉积物及人工开山采石、采矿和工程建设的弃渣等是最常见的泥石流固体物质的来源。

（3）充沛的水源。

水既是泥石流的重要组成部分，又是泥石流的动力条件，而且还是泥石流爆发的激发因素。此外人类的一些活动也可能诱发泥石流：如过度砍伐森林、不合理的工程开挖以及工程建设中不合理的弃土、废渣可能为泥石流直接提供大量的松散固体物质。

滑坡的发生需要以下基本条件。

（1）大气降水：降雨是最常见的诱发因素，特别是大雨或暴雨。

（2）人类活动：如开挖坡脚、爆破、堆载废石废渣等。

（3）河流冲刷与侵蚀及地下水的变化。

（4）软弱夹层[2]。

可能诱发崩塌的因素有以下几点。

（1）6度以上地震。

（2）气候因素，如连续长时间降水及特大暴雨、雷击等。

（3）地表水和地下水：地表水流冲刷坡脚，或大量渗入高陡坡上岩土体，地下水溶蚀或浸润软化结构面等，易诱发崩塌。

（4）人类经济活动：开挖坡脚或削坡过陡，地下采空，大爆破，引水、排水渗漏等，易诱发崩塌。

（5）地形地貌及地层条件：统计资料表明，一方面多数崩塌发生在坡度大于45°～50°的陡峻斜坡上，大于90°的反坡上的悬崖更容易发生崩塌；另一方面，绝大多数崩塌发生在高度大于20 m的斜坡上，而且坡高越大，崩塌的规模也越大。因此，高山峡谷段岸坡、河流弯道的凹岸、冲沟沟壁、陡崖等处都是容易发生崩塌的地带。发生崩塌的地层岩性与发生滑坡的并非完全一样，坚硬且呈脆性的岩体容易发生崩塌而不易发生滑坡。由软硬间岩层构成的坡体，其中的软弱岩层遭风化，致使硬质岩层的岩块突出而成“探头”岩块，容易发生崩塌。此外，陡倾甚至直立的坡体软弱面（层面，节理裂隙等）是发生崩塌的重要条件。因此，新构造运动强烈，地震频繁，岩层倾角近直立或近水平或微向坡内倾斜，有与坡体延伸方向近平行的高陡构造面存在的边坡，经常发生崩塌[2]。

2 矿区气候情况、地震资料和地层情况

2.1 矿区气候情况

矿区属热带季风气候，一年分为雨季和旱季两季。雨季为每年的6～10月，降雨量占全年的90%以上，且主要集中在7～9三个月，矿区内的水源主要来自大气降水；旱季则为每年的11月份至下一年的5月份，雨量不足全年的10%，其中12月到下一年3月基本无雨。矿区降雨量及降水强度见表1。从表中可见，该矿区不仅年降雨量大，而且降雨集中，短时强降雨较为常见。

2.2 矿区及其所在国地震资料见表2

2.3 矿区地层情况

经钻孔揭露，矿区地层情况自上而下分为五层，依次为：最上面是较薄的腐殖土层，植被发育；接下来是铁矾土层，厚度不均，自数十厘米至数米；再往下是铝土矿层和铁红土层，厚度数米至十几米；再下来是粘土岩和铁质粘土岩层；最下面是基岩，即辉长岩。

3 矿区环境地质条件分析

3.1 泥石流地质灾害分析

（1）矿区年降雨量较大，超过2000 mm，且雨量集中。

（2）矿区地表腐殖土层较薄，植被发育，而且部分地表为坚硬的铁矾土层覆盖，不具备足够的固体松散堆积物。

（3）经实地勘察测量，矿区多数沟谷山坡坡度一般小于30°，沟床坡降一般小于10°。

因此泥石流发生需要的三个条件，矿区仅具备一条，即充沛的水源，其他两条均不具备，故现状条件下，矿区不具备发生泥石流的条件。经实地调查走访当地居民，矿区历年来也没有发生过泥石流。

3.2 滑坡地质灾害分析

（1）矿区当地有足够的降水。

（2）矿区人类活动较少，诸如开挖坡脚、爆破、堆载等条件都不具备。

（3）矿区河流高程较低，矿体远在河流最低侵蚀基准面以上。

（4）矿区地层不存在软弱夹层。

因此，引发崩塌的四个条件除了丰富的降水以外，其他的三个条件均不具备，因此现状条件下矿区不具备发生滑坡的地质条件。经实地调查走访当地居民，矿区多年来也没有发生过滑坡地质灾害。

3.3 崩塌地质灾害分析

（1）矿区及附近地区多年来未发生过6级以上地震。

（2）矿区所在地有丰沛的降水。

（3）矿区河流高程较低，矿体远在河流最低侵蚀基准面以上。

（4）矿区经济落后，人类经济活动极少，开挖坡脚或削坡过陡，地下采空，大爆破，引水、排水渗漏等活动都不存在。

（5）经实地调查矿区绝大多数地区坡度较缓，一般不大于35°，且矿区未发现陡坡、危岩；矿区地层也不存在软弱夹层，未发现陡倾甚至直立的坡体软弱面。

因此崩塌的誘发除条件除了丰沛的降水，其余条件均不具备，故现状条件下矿区不具备发生崩塌的环境地质条件。经实地调查走访当地居民，矿区也没有发生过崩塌地质灾害。需要注意的是矿区内有几条冲刷的深沟，切割较为强烈，坡度较陡，有发生落石的可能，但是这几条沟谷高程较低，对当地居民的日常生活影响较小。

4 结论与建议

经过调查分析，矿区在现状条件下，不易形成崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害，矿区地质灾害类型属简单类型，各种地质灾害均不易发。

但是在矿山开采期间需注意剥离物及废渣、废石、尾矿的堆放，否则在当地的充沛的降水条件下依然有诱发地质灾害的可能。

参考文献

[1] 张有良.最新工程地质手册[M].北京：中国知识出版社，2006：1123-1124.

[2] 王士革.解读地质灾害[J].资源与人居环境，2005，7：17-23.