凤县铅锌矿区矿山地质环境遥感调查研究

邓 锟

（1.中国煤炭地质总局 航测遥感局 遥感应用研究院，陕西 西安 710054）

凤县铅锌矿区矿山地质环境遥感调查研究

邓 锟1

（1.中国煤炭地质总局 航测遥感局 遥感应用研究院，陕西 西安 710054）

以陕西省凤县铅锌矿区为研究对象，利用遥感技术、人机交互式解译方法，提取矿山地质环境及其治理信息。结果表明，矿山地质灾害表现为泥石流（隐患）、地面塌陷、崩塌和滑坡，矿山地质环境治理主要以泥石流（隐患）防治和废弃尾矿库复垦为主。

遥感；地质灾害；地质环境

1 研究区概况及遥感数据选择

矿山开采活动对矿区环境造成了严重的破坏[1]。矿山可持续发展的关键问题是矿山环境的治理与生态恢复，通过高分辨率卫星数据可以获得矿山生态环境全面、实时、丰富的信息源，可为环境治理决策提供支持[2-4]。研究区凤县铅锌矿区是全国四大铅锌基地之一，在册登记的金属矿山33处，其中铅锌矿30处，金矿2处，铜矿1处。主要金属矿山有银母寺铅锌矿、八方山铅锌矿、二里河铅锌矿和铅硐山4个国有大中型铅锌矿企业；四方金矿和丝毛岭2个国有金矿企业；集、个体铅锌矿山企业主要分布在银母寺外围，坪坎镇东部、河口镇南部和铅硐山-银洞梁外围等4个区域。

本文选用2012年7月的QuickBird作为本次遥感调查的数据源[5]。

2 监测目标影像特征

采用人机交互式解译方式，提取固体废弃物（弃渣、尾矿库等）占地，矿山开发引发的地质灾害及隐患（泥石流、地面塌陷等），矿山环境治理工程等信息，并通过野外验证，形成调查成果。

2.1 固体废弃物

渣堆是在矿山开采过程中产生的废渣、废石堆，通常位于开采硐口附近，顺山坡堆放，在影像上呈灰蓝色，弧形分布，与周边植被差异明显。尾矿库通常筑坝拦截谷口或围地构成，用以存放矿石洗选后排出尾矿，一般地处山谷，边界形态类似一般的水库，由于内部淤积的尾矿数量和尾矿含水量的差异其色调差别很大。在影像上可见梯形尾矿坝体，水体为深蓝色，尾矿泥浆为浅灰蓝色，含水量较小的尾矿淤积为高亮度灰白色。

2.2 地质灾害

泥石流（隐患）在影像上多为“V”型沟谷，沟床纵降比大，流域多呈勺状、漏斗状、椭圆状，便于水流汇集。采矿活动破坏植被，沟道中堆放大量渣堆、尾矿等碎屑堆积物，部分泥石流沟流通区可见拦渣坝等防护工程[6]，如图1。

图1 泥石流隐患遥感影像图

塌陷坑呈独立的环形或椭圆形斑点、斑块状，独立个体或成群分布，呈负立体效果，较大规模采空塌陷周边伴有地裂缝或山体开裂，塌陷区域通常出现植被死亡、退化的生态差异区，与周边植被差异明显[7]，如图2。

图2 地面塌陷遥感影像图

滑坡和崩塌是常见的重力地貌，滑坡在遥感影像上表现为簸箕形、舌形、弧形和不规则形等，滑坡体后部发育有弧形异常影像，前缘常有地形微突起，崩塌体后缘发育有直线形或弧形陡峭山崖[8]。

2.3 工程治理措施

采用“稳、拦、排”及生物措施，对地质灾害及其隐患进行治理[9]。在影像上可见拦渣坝、挡墙、排水渠位等治理工程，通常为浆砌石或片石堆砌。挡墙一般位于渣堆或滑坡体坡脚，用于防止渣堆或滑坡体滑动；拦渣坝位于沟道中用于拦截泥石流中固体物质；排（汇）水渠等位于滑坡体两侧或泥石流沟道内，在影像上呈现为线状，色彩为白色或灰色（图3、图4）。

图3 拦渣坝遥感影像图

图4 挡墙遥感影像图

3 监测成果

3.1 固体废弃物占用土地情况

占地共计233.42 hm2，占用土地类型主要为林地。采矿渣堆289处，占地面积112.93 hm2；尾矿库共计44座，占地面积120.49 hm2。

3.2 矿山地质灾害

矿区共发现25条泥石流隐患沟，主要分布于银洞梁沟、寺沟、二道沟、三道沟、核桃沟、水晶沟、二里河沟、水晶湾和关门沟等地。顺坡弃下的采矿弃渣堆，提供了大量的松散堆积物，沟谷多为“V”字型沟谷，在地形地貌上具备泥石流发生的自然条件，易形成泥石流隐患。地面塌陷22处，主要分布于银母寺矿、四方金矿、寺沟、银洞梁等矿区。由于区内铅锌矿体倾角较大，采空区在平面上的投影面积小，矿区地面塌陷规模一般不大，多表现为零散分布的小型塌陷坑。而对于各大、中型矿山而言，开采矿体厚度大，开采范围广，从而构成区内最大的地面塌陷，如四方金矿和铅硐山矿区地面塌陷，诱发山体崩滑，易导致泥石流发生。滑坡9处，崩塌5处，矿山开发开挖坡脚、采空区地面塌陷成为诱发此类灾害的主要原因。

3.3 矿山环境恢复治理情况

1）土地复垦遥感调查。土地复垦主要针对已关闭的尾矿库和渣堆。尾矿库复垦面积达到22.8 hm2，占全部尾矿库面积的18.9%。位于宽广河谷两侧的尾矿库，如坪坎镇孔棺西河两侧以及河口镇安河两侧，由于临近水源，河流阶地土源较为丰富，大多改良为耕地；而位于狭窄沟道中尾矿库，由于水利条件不佳，土源缺乏，大多种植草本类植被或自然恢复。矿山开采产生的大量废石和废渣，由于没有足够的土源来进行覆盖种植，复垦覆土厚度普遍偏低，植被的成活率不高，土地复垦成效不显著。

2）工程措施遥感调查。根据《陕西省矿产资源总体规划（2008～2015）》，矿区内有2处规划治理，分别是银母寺—八方山—八卦庙矿区治理和铅硐山—手搬崖铅锌矿区治理，重点治理固体废弃物堆放场地、清理河道、加固堤坝等。通过遥感调查，矿区内还有2 个大型矿山地质环境治理项目，银洞梁泥石流治理和四方金矿矿山环境治理，如表1所示。

表1 工程措施遥感调查一览表

4 结 语

高分辨率遥感数据应用于矿山地质环境监测，可快捷提取准确的信息。利用遥感技术，参照矿山恢复治理工程的详细设计方案，国土及相关管理部门可对工程的实施情况进行有效的持续性监测，为工程的管理和检查验收工作提供技术支持。

[1] 侯恩科,薛喜成,刘国民,等.凤县矿山环境地质问题与保护对策[J].西北地质,2003,36(增刊):26-30

[2] 杜培军.高分辨率卫星遥感的发展及其在矿山的应用[J].煤,2001,10(1):5-7

[3] 王晓红,聂洪峰,李成尊,等.不同遥感数据源在矿山开发状况及环境调查中的应用[J].国土资源遥感,2006(2):69-71

[4] 周萍,李志忠.空间遥感技术（3S）用于矿山地质环境与生产安全监测[J].中国矿业,2002,11(5):1-3

[5] 王晓红,聂洪峰,杨清华,等.高分辨率卫星数据在矿山开发状况现状及环境监测中的应用效果比较[J].国土资源遥感,2004(1):15-18

[6] 杨迎冬,晏祥省,张红兵.云南省东川区泥石流灾害SPOT5遥感影像特征[J].灾害学,2010,25(4):59-62

[7] 李成尊,聂洪峰,汪劲,等. 矿山地质灾害特征遥感研究[J].国土资源遥感，2005(1):46-47

[8] 徐刚,郑达兴,李述靖,等.黄土高原西南部陇县-千阳一带崩塌、滑坡地质灾害的遥感特征及分布规律[J].地质通报,2008,11(11):1 837-1 845

[9] 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所.中国泥石流[M].北京:商务印书馆,2000

P237.9

B

1672-4623（2015）04-0104-02

10.3969/j.issn.1672-4623.2015.04.037

邓锟，硕士，工程师，主要从事遥感应用研究工作。

2014-09-15。

项目来源：中国地质调查局地调资助项目（1212011120030）。