安徽蕪湖市施墩鐵礦成礦特征及開采技術(shù)探討

鄢月亮

摘要：施墩鐵礦位于蕪湖市鳩江區(qū)沈巷鎮(zhèn)160°方向，平距約6km，行政區(qū)劃隸屬蕪湖市鳩江區(qū)沈巷鎮(zhèn)管轄。三疊系中統(tǒng)徐家山組為礦區(qū)主要鐵礦含礦層位，巖體為成礦提供了一定的物質(zhì)來源，是主要的成礦母巖。巖體接觸帶的凹陷構(gòu)造與成礦關(guān)系密切，主要礦體受巖體接觸帶凹陷構(gòu)造控制明顯，礦體形態(tài)呈似層狀、透鏡狀及不規(guī)則狀。礦化蝕變主要為鈉長石化和碳酸鹽化等，蝕變越強烈，與鐵礦化關(guān)系越密切。礦床開采技術(shù)條件綜合歸類為Ⅲ-4類型。

關(guān)鍵詞：施墩鐵礦；徐家山組；接觸帶；礦體特征；開采技術(shù)條件

Exploration on mineralization characteristics and mining technology of shidun iron mine， wuhu city， anhui province

Yan Yue-liang

Anhui Nuclear Exploration Technology Central Institute Wuhu 241000 China

Abstract： shidun iron mine is located in the 160°direction of shenxiang town， jiujiang district， wuhu city， with a horizontal distance of about 6km. The administrative division is under the jurisdiction of shenxiang town， jiujiang district， wuhu city.The xujiashan formation in the middle of Triassic system is the main ore-bearing strata in the mining area.The depression structure of the contact zone of rock mass is closely related to the mineralization， and the main ore body is controlled by the depression structure of rock mass contact zone obviously.The mineralization alteration is mainly sodium feldspathification and carbonation， and the more intense the alteration， the closer the relationship with the mineralization.Mining technical conditions comprehensive classified asⅢ-4 types.

Key words： shidun iron mine；Xujiashan formation；Contact zone；Ore body characteristics；Mining technical conditions

1.地質(zhì)背景

本區(qū)大地構(gòu)造位置屬寧蕪斷陷盆地之西南緣。區(qū)域構(gòu)造線方向為北東～北北東向。區(qū)內(nèi)地表均為第四系松散沖積物覆蓋，下伏地層有三疊系中統(tǒng)徐家山組、黃馬青組，三疊系上統(tǒng)范家塘組及第三系。徐家山組、黃馬青組一、二段在區(qū)內(nèi)廣泛分布，黃馬青組三段和范家塘組主要分布于本區(qū)西南角無為縣湯溝鎮(zhèn)一帶。第三系呈北東、北北東向線狀展布于下埠圩～龍?zhí)裂亍Ｏ谝粠А^(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造主要是裕溪口～湯溝鎮(zhèn)復(fù)背斜，軸向自北向南由50～60°，兩翼地層產(chǎn)狀平緩，傾角20°。核部地層為三疊系中統(tǒng)徐家山組，兩翼為三疊系中統(tǒng)黃馬青組及上統(tǒng)范家塘組，被北西～近東西向的斷層切割。復(fù)背斜兩翼的次一級褶皺發(fā)育，自北西至南東依次有大宋巷～周家村背斜向斜。次一級的褶皺大都向斜開闊，背斜緊密，呈短軸狀產(chǎn)出本區(qū)的巖漿巖屬燕山晚期的侵入巖。結(jié)合巖石結(jié)構(gòu)和空間分布可以劃分為二類：粗斑鈉質(zhì)石英閃長巖和鈉質(zhì)石英閃長巖礦區(qū)內(nèi)三疊系中統(tǒng)徐家山組及黃馬青組巖層均遭受不同程度的接觸熱變質(zhì)作用，形成一套角巖類和大理巖類接觸熱變質(zhì)巖，各類變質(zhì)巖石與原巖具有良好的對應(yīng)關(guān)系。根據(jù)各類變質(zhì)巖石的礦物共生組合，礦區(qū)內(nèi)的變質(zhì)巖主要是低級接觸熱變質(zhì)作用的產(chǎn)物，屬接觸熱變質(zhì)作用中的鈉長石～綠簾石角巖相。巖體與圍巖的接觸面具有波伏起伏且?guī)r漿巖常呈脈狀、舌狀穿插，礦區(qū)內(nèi)接觸變質(zhì)帶不規(guī)則，寬窄變化較大，強接觸變質(zhì)帶寬度一般自數(shù)十米到一百五十米左右。

2.礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)地表全為第四系覆蓋，下覆地層主要以三疊系中統(tǒng)徐家山、黃馬青組為主。礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造不發(fā)育。巖漿侵入體與成礦作用密切相關(guān)，本礦床的鐵礦體均產(chǎn)于巖體與圍巖的接觸帶附近，巖體為成礦作用提供了一定的物質(zhì)來源。礦區(qū)內(nèi)三疊系中統(tǒng)徐家山組及黃馬青組一段巖層均遭受不同程度的接觸熱變質(zhì)作用，形成一套角巖類（角巖化巖石）和大理巖類（大理巖化巖石）接觸熱變質(zhì)巖。

3.礦體特征

背斜構(gòu)造南東翼鈉質(zhì)石英閃長巖體與圍巖（徐家山組地層）接觸帶附近巖體之凹陷構(gòu)造為施墩鐵礦體主要分布于區(qū)。一般呈薄板狀、透鏡狀產(chǎn)于徐家山組地層中的礦體，產(chǎn)狀與地層相近，礦體規(guī)模一般較小，TFe平均品位較低。本礦床由9個鐵礦體組成，編號為Ⅰ～Ⅸ。礦體埋深一般在50m～190m。礦體主要呈似層狀、透鏡狀，其形態(tài)規(guī)模受圍巖地層及接觸帶控制。礦體產(chǎn)狀一般較平緩，略向南東傾斜，傾角一般在5°左右；Ⅰ號礦體傾角稍大，一般在5°～20°。區(qū)內(nèi)礦體規(guī)模一般較小，其走向、傾向延伸均在100m左右，厚度2.23m～9.27m不等；礦體產(chǎn)出標高-45m～-144m；Ⅳ號礦體規(guī)模較大，礦體走向延伸約500m，傾向延伸約300m，工程見礦厚度2.10m～25.02m，礦體厚度變化中等，其變化系數(shù)為60%。礦體產(chǎn)出標高-67m～-190m。區(qū)內(nèi)礦體礦石自然類型多為方解石假象赤鐵礦礦石及方解石假象赤鐵礦磁鐵礦礦石為主。

Ⅰ號礦體：規(guī)模為中型，有5個工程控制，控制長110m，工程間距95m～118m，傾向延深106m。呈似層狀產(chǎn)出，單工程礦體厚1.05m～5.19m，平均3.15m，走向、傾向方向均見膨脹及收縮，厚度變化中等；沒有較大斷層或巖脈切割穿插，局部可能有小斷層或小型巖脈，對礦體穩(wěn)定無明顯影響；單工程平均全鐵品位：28.49%～32.51%，礦體平均：30.25%，單工程平均磁性鐵品位：15.26%～22.04%，礦體平均：19.85%，有用組分分布均勻。礦體最小埋深67m，最大埋深170m。

4.礦床開采技術(shù)條件

4.1水文地質(zhì)條件

依據(jù)礦區(qū)地下水的賦存條件分為四個含水巖組：

（1）第四系孔隙含水巖組；（2）弱富水性碎屑巖類裂隙含水巖組；（3）中-強富水性碳酸巖裂隙巖溶含水巖組；（4）弱富水性侵入巖裂隙含水層巖組。

通過對研究區(qū)水文地質(zhì)條件分析。認為礦床埋藏在當?shù)厍治g基準面以下，礦區(qū)及其附近地表水體發(fā)育，礦體頂板含水層富水性中-強，地下水補給條件較好，礦坑疏干排水產(chǎn)生地面沉降的可能性較大。經(jīng)計算，其礦坑最大可能涌水量約為52100 m3/d。

4.2工程地質(zhì)條件

根據(jù)巖（土）成因類型、結(jié)構(gòu)特征及力學(xué)性質(zhì)，劃分為四個工程地質(zhì)巖組：

（1）松散巖類。主要為第四系地層，次為基巖強風(fēng)層。其飽和度高、富水性強，巖性松軟、松散，呈互層或夾層交替出現(xiàn)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其工程地質(zhì)穩(wěn)定性極差。

（2）碎屑巖層狀巖類。由三疊系中統(tǒng)黃馬青組組成，巖石呈半堅硬-堅硬狀，層狀結(jié)構(gòu)，厚度較穩(wěn)定，富水性弱。巖石平均密度為2.67g/cm3，抗壓強度在35.5MPa～90.0MPa之間，故其工程地質(zhì)條件穩(wěn)定性較好。

（3）碳酸巖層狀巖類。由三疊系中統(tǒng)徐家山組組成，主要巖性為碳酸巖類，構(gòu)成礦體的頂板。巖石密度為2.66g/cm3，抗壓強度為23.68MPa，彈性模量為39.52Gpa，泊松比為0.22，粘聚力為6.21MPa，內(nèi)摩角為39.4°。

（4）侵入巖塊狀巖類。由鈉質(zhì)石英閃長巖組成，構(gòu)成礦體的底板。巖石密度為2.66g/cm3，抗壓強度為44.69MPa，彈性體模量為68.05Gpa，泊松比為0.19，粘聚力為7.22MPa，內(nèi)摩擦角為40.5度。但在巖體接觸帶處，因蝕變作用強烈，裂隙較為發(fā)育，部分巖石已呈松散狀，其富水性增強，地下水壓力大，工程地質(zhì)條件穩(wěn)定性差、危害性大。

礦床的部分礦體及頂、底板地層，巖石破碎、松散，水文地質(zhì)條件復(fù)雜，不良工程地質(zhì)問題多，對礦床開采影響大，故本礦床工程地質(zhì)條件屬于復(fù)雜類型。

4.3環(huán)境地質(zhì)條件

礦區(qū)位于長江沖積平原，地表溝渠縱橫，水網(wǎng)密布。區(qū)內(nèi)人類工程活動以農(nóng)田種植為主，以及零星分布的小型農(nóng)田水利設(shè)施、鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路及低于二層的居民房屋建筑等。

根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖（GB18306-2015）》，本區(qū)地震動反應(yīng)譜特征周期為0.35s，地震動峰值加速度分區(qū)為0.05g。收集資料表明，近幾十年來，本區(qū)及其鄰區(qū)發(fā)生的地震主要有：1967年7月馬鞍山的4.5級地震，1973年3月溧陽的6級地震，1974年4月溧陽上沛的5.5級地震等。本區(qū)地震活動的強度、頻度相對比較低，屬中弱發(fā)震區(qū)，未出現(xiàn)破壞性地質(zhì)災(zāi)害。在馬鞍山市幅新構(gòu)造運動分區(qū)圖上，本區(qū)的新構(gòu)造運動主要表現(xiàn)為不同地塊的緩慢微弱抬升，微弱沉降和間歇性中等隆起等特征。本礦區(qū)位于沿江微弱沉降區(qū)內(nèi)。

綜上所述，在自然條件下，本區(qū)屬基本穩(wěn)定區(qū)。由于區(qū)內(nèi)尚無生產(chǎn)礦山和大型工業(yè)設(shè)施，區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境基本未遭受破壞，地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量較好。

參考資料：

[1]《中華人民共和國地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標準》DZ/T0207-2002中華人民共和國國土資源部， 2002. 12. 17

[2]《固體礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范總則》GB/T13908-2002中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局， 2002. 08. 28

[3]《礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘探規(guī)范》. GB/T12719-1991.

[4]安徽省核工業(yè)勘查技術(shù)總院.安徽省蕪湖市鳩江區(qū)施墩鐵礦資源儲量核實報告[R]. 2014

[5]陳昭，蘇晶晶.洞青溝礦區(qū)金銀多金屬礦成礦地質(zhì)特征及成因淺析[J].西部探礦工程， 2012年第10期， 128-132.

[6]任紀舜.中國大地構(gòu)造圖，地質(zhì)通報， 1997.（3）.

[7]袁學(xué)成，左愚， 1996，中國地球物理圖集，地質(zhì)出版社.

[8]朱成偉.黑龍江金廠金礦床地質(zhì)特征及成因探討[J]，礦床地質(zhì)， 2003年01期

[9]李軍旗等.盧氏縣小南溝礦區(qū)金銀多金屬礦成礦地質(zhì)特征淺析[J].礦產(chǎn)與地質(zhì)， 2011年，第5期360-364.

[10]劉暢.礦山水文地質(zhì)勘查中人工智能的應(yīng)用[J/].自然科學(xué)， 2013（1）：19-21.

[11]李偉.水文地質(zhì)及工程地質(zhì)勘察探究[J].工程技術(shù)，2015（6）：10-11.

[12]王華奇.礦區(qū)水文地質(zhì)研究重要性評價研究[J].四川地質(zhì)學(xué)報. 2012年第三期：55-58.

[13]Ramsay J G. Shear zone geometry .A review.Struct.Geo1.1980.2： 83～99.

[14]Sihson R H. Fault rocks and fault mechmsm.Geol. Soc. London， 1977.133：191～213.