山東省某礦區(qū)建筑用石料礦床地質(zhì)特征及開(kāi)采技術(shù)條件

廉 波

（山東省第七地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 臨沂 276000）

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

礦區(qū)位于新甫山一盂良崮凸起西部。礦區(qū)出露地層為泰山巖群雁翎關(guān)組、寒武系朱砂洞組上灰?guī)r礦、寒武系長(zhǎng)清群饅頭組。

礦區(qū)內(nèi)出露地層為泰山巖群雁翎關(guān)組二段、寒武紀(jì)長(zhǎng)清群朱砂洞組上灰?guī)r段和寒武紀(jì)長(zhǎng)清群饅頭組石店段地層。朱砂洞組上灰?guī)r段為礦層賦存層位。其中，各地層情況如下：

1.1 泰山巖群雁翎關(guān)組二段

巖性主要為黑云變粒巖、角閃黑云變粒巖、黑云斜長(zhǎng)變粒巖、陽(yáng)起片巖及斜長(zhǎng)角閃巖等。片麻理走向北西，傾向南西，傾角65°左右。在礦區(qū)北部小面積分布[1-3]。

1.2 朱砂洞組上灰?guī)r段

為賦礦地層。分布于礦區(qū)及外圍，巖性主要為灰色泥晶灰?guī)r夾藻灰?guī)r。巖層走向近南北，傾向91°，傾角2°左右。該地層上部與饅頭組石店段整合接觸。礦區(qū)內(nèi)地層平均厚約40.24m。

1.3 寒武紀(jì)長(zhǎng)清群饅頭組石店段

巖性自下而上為黃綠色頁(yè)巖、灰黃色薄層灰?guī)r、灰色中層疊層灰?guī)r，巖層走向近南北，傾向91°，傾角2°左右。下伏朱砂洞組上灰?guī)r段地層。礦區(qū)內(nèi)地層平均厚約12.21m。

礦區(qū)內(nèi)未見(jiàn)明顯的斷裂構(gòu)造，巖漿巖主要為傲徠山超單元松山單元中粒二長(zhǎng)花崗巖、傲徠山超單元邱子峪單元巨斑狀細(xì)粒含黑云二長(zhǎng)花崗巖及泰山巖群雁翎關(guān)組二段的黑云變粒巖巖體。

2 礦體特征

礦區(qū)內(nèi)石灰?guī)r礦賦存于寒武紀(jì)長(zhǎng)清群朱砂洞組上灰?guī)r段，主要巖性為泥晶灰?guī)r夾藻灰?guī)r，礦層呈層狀，走向近南北，傾向91°，傾角2°左右，變化穩(wěn)定。區(qū)內(nèi)礦層呈北東—南西向拉長(zhǎng)的多邊形，南北長(zhǎng)約1130m，東西寬約72～215m，賦存標(biāo)高+420～+330m，礦區(qū)面積約0.17m2。礦層厚度具有北厚南薄的特點(diǎn)，其鉛直厚度平均為40.30m。

3 礦體質(zhì)量

3.1 礦石質(zhì)量

礦石的主要巖性為泥晶灰?guī)r，其次為藻灰?guī)r，礦物成分主要是方解石，其含量在95%以上，其次為白云石，其含量小于5%，還有極少量的泥質(zhì)、硅質(zhì)和生物碎屑，局部沿裂隙有次生的方解石等礦物。

根據(jù)區(qū)域同層礦石化驗(yàn)結(jié)果，化學(xué)成分為CaO：50%±；MgO：2.2～2.3%；SiO2：2～4%；燒失量為41～42%；還含有少量的Al2O3、Fe2O3、Na2O、K2O。礦石不含汞、砷及放射性等有害元素，開(kāi)采礦石對(duì)環(huán)境及人體無(wú)損害。

礦石的主要結(jié)構(gòu)為藻凝塊結(jié)構(gòu)、泥晶結(jié)構(gòu)等。

礦石的主要構(gòu)造為層狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造、云斑構(gòu)造等。

3.2 物理性能

本區(qū)礦石呈灰色至深灰色塊狀。根據(jù)周邊礦區(qū)石灰?guī)r礦勘查資料，礦區(qū)內(nèi)巖石硬度4.0～5.0級(jí),肖氏硬度61～67 MPa,抗壓強(qiáng)度700～1600Kg/cm3，抗折強(qiáng)度為130～190Kg/cm3。礦區(qū)礦石質(zhì)量?jī)?yōu)良，有害組分含量較低，并且礦石質(zhì)地較硬、脆性好，宜于破碎，是良好的建筑用碎石原料。

3.3 礦石自然類型

礦石的自然類型為灰色泥晶灰?guī)r、藻灰?guī)r；礦石的工業(yè)類型為建筑石料用石灰?guī)r。

3.4 礦床成因

本礦床是由化學(xué)和生物化學(xué)沉積形成的。據(jù)礦石類型、礦石厚度及沉積韻律特征分析，礦床形成于熱帶或亞熱帶水流動(dòng)強(qiáng)烈的淺水潮下高能環(huán)境中，過(guò)飽和海水中CaCO3圍繞懸浮狀態(tài)的內(nèi)碎屑、生物碎屑、泥質(zhì)物等小質(zhì)點(diǎn)，即形成泥質(zhì)方解石，隨著在表層海水飽和CaCO3溶液中的懸浮滾動(dòng)，泥晶方解石結(jié)晶越來(lái)越多，當(dāng)質(zhì)量達(dá)到足以克服海水的機(jī)械能量時(shí)，便在海底沉積下來(lái)，當(dāng)海水機(jī)械能量變大時(shí)，有一部分晶粒又被海水?dāng)_動(dòng)起來(lái)，繼續(xù)懸浮在飽和CaCO3表層海水中，又繼續(xù)發(fā)生沉淀結(jié)晶作用。如此反復(fù)多次，直到海水的水動(dòng)力條件不能把它擾動(dòng)起來(lái)，沉淀形成泥晶方解石及粘土質(zhì)礦物，經(jīng)后期固結(jié)成巖作用形成泥晶灰?guī)r，同時(shí)又用少量生物碎屑、球粒、藻凝塊沉淀時(shí)，可形成生物碎屑灰?guī)r、藻灰?guī)r等巖石類型。

3.5 礦層圍巖及夾石

礦層賦存于寒武紀(jì)朱砂洞組上灰?guī)r段地層。礦層頂板巖性為寒武紀(jì)饅頭組石店段組黃綠色頁(yè)巖、薄層灰?guī)r、疊層灰?guī)r，底板為傲徠山超單元松山單元中粒二長(zhǎng)花崗巖、傲徠山超單元邱子峪單元巨斑狀細(xì)粒含黑云二長(zhǎng)花崗巖及泰山巖群雁翎關(guān)組二段的黑云變粒巖巖體。礦層內(nèi)無(wú)夾石。

4 礦床開(kāi)采技術(shù)條件及水文地質(zhì)

工程地質(zhì)：本礦區(qū)礦層賦存于寒武紀(jì)朱砂洞組上灰?guī)r段，主要巖性為泥晶灰?guī)r，礦石致密、堅(jiān)硬，巖石硬度4.0～5.0級(jí)，肖氏硬度61～67 Mpa,抗壓強(qiáng)度700～1600Kg/cm3，抗折強(qiáng)度為130～190Kg/cm3。礦區(qū)礦石穩(wěn)定性好，但開(kāi)采時(shí)應(yīng)注意安全，留足開(kāi)采邊坡角，建議不大于60°為宜。礦區(qū)工程地質(zhì)條件簡(jiǎn)單。

水文地質(zhì)：礦區(qū)及附近屬丘陵地貌，最高海拔約+434m。礦層最低開(kāi)采標(biāo)高為+330m，礦區(qū)及周圍最低侵蝕基準(zhǔn)面為+260m。礦區(qū)內(nèi)礦層開(kāi)采標(biāo)高在地下潛水位之上，灰?guī)r的開(kāi)采不受地下潛水的影響。礦體的頂板為饅頭組石店段泥云巖，裂隙、節(jié)理不發(fā)育，底板為巖體，為相對(duì)的隔水層。

區(qū)內(nèi)地表水系不發(fā)育，區(qū)內(nèi)補(bǔ)給水主要為大氣降水。礦區(qū)地勢(shì)南高北低，，地表涇流條件良好，有利于地下水的自然排泄。綜合分析認(rèn)為本礦區(qū)的水文地質(zhì)條件較簡(jiǎn)單，有利于開(kāi)采。但要注意雨季時(shí)集中降水，可能造成采坑的短時(shí)積水，仍需備有抽水設(shè)備。

環(huán)境地質(zhì)條件：據(jù)中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃（B13806-2001），本礦區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.10g，屬較穩(wěn)定區(qū)。礦石不含對(duì)人體有害的放射性等元素，未來(lái)采礦中不排放有毒及污染環(huán)境的氣體或液體，僅在礦石破碎、裝載過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生粉塵，需采取必要措施，以減輕污染。礦區(qū)內(nèi)無(wú)農(nóng)田和規(guī)模林區(qū)，在礦區(qū)的可視范圍內(nèi)，沒(méi)有高速公路、國(guó)道、鐵路以及風(fēng)景、名勝等自然保護(hù)區(qū)，礦山的開(kāi)采不會(huì)造成視覺(jué)上的不良影響。礦區(qū)未來(lái)開(kāi)采時(shí)，對(duì)自然地貌和地質(zhì)環(huán)境會(huì)造成一定程度的破壞，建議企業(yè)今后在對(duì)礦層進(jìn)行合理開(kāi)采的同時(shí)，應(yīng)采取積極有利的保護(hù)措施，對(duì)采空區(qū)及時(shí)回填，防止水土流失。在礦層開(kāi)采完后，要采取綠化等措施對(duì)礦區(qū)進(jìn)行治理。礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)條件簡(jiǎn)單。

5 結(jié)論

（1）本礦可利用的灰?guī)r礦體賦存條件單一，出露于地表，覆蓋物少，且地形較緩，有利于露天開(kāi)采，開(kāi)采回收率高。

（2）地質(zhì)工作程度不足，礦體深部形態(tài)根據(jù)礦體走向推測(cè)而得，地表工作僅限于露頭處，對(duì)礦區(qū)構(gòu)造也沒(méi)作深部工作，特別是對(duì)節(jié)理裂隙、色斑色線及石材顏色分級(jí)工作做得不夠，導(dǎo)致石材荒料率統(tǒng)計(jì)不太準(zhǔn)確。建議今后對(duì)礦區(qū)進(jìn)一步加強(qiáng)地質(zhì)工作，詳細(xì)查明及控制礦區(qū)地質(zhì)、構(gòu)造和礦石質(zhì)量。