鄧曉強(qiáng)

(成都理工大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，四川 成都 610000)

江西省銀河京竹礦區(qū)地質(zhì)特征與資源儲量研究

鄧曉強(qiáng)

(成都理工大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，四川 成都 610000)

查明礦區(qū)地質(zhì)特征在前期勘察中是非常重要的，直接影響到是否能夠進(jìn)行生產(chǎn)，資源儲量研究對于礦區(qū)更是不可或缺。以銀河京竹礦區(qū)為類，對該礦的地質(zhì)特征與資源儲量研究進(jìn)行簡述。通過本次調(diào)查對該礦區(qū)的巖性及巖石品位進(jìn)行測定，并且對礦區(qū)的水文地質(zhì)特征和儲量進(jìn)行研究。

銀河京竹礦；地質(zhì)特征；資源儲量

1 地層特征

礦區(qū)位于萍樂拗陷帶南緣，武功造山帶北緣。江西四級構(gòu)造單元，屬萍鄉(xiāng)—高安凹褶斷束的西南部。礦區(qū)主要構(gòu)造線方向為北北東向。礦區(qū)出露地層僅見有二疊系下統(tǒng)茅口組上段(P1m3)和第四系殘坡積層(Qhesl)及第四系沖洪積層(Qhpal)，由老到新分述如下：

1)二疊系下統(tǒng)茅口組上段(P1m3)

巖性主要為淺灰色、灰白色厚—巨厚層狀泥晶生物屑、砂屑灰?guī)r，微晶生物碎屑砂屑灰?guī)r組成，下部夾燧石條帶，中部為厚層泥晶灰?guī)r，中局部含少量的燧石團(tuán)塊；上部為中層泥晶灰?guī)r夾燧石條帶，產(chǎn)蜓、海百合莖、有孔蟲，腕足、珊瑚等化石，厚度大于265.05 m。

2)第四系殘坡積層(Qhesl)、沖洪積層(Qhpal)

殘坡積層(Qhesl)主要為角礫、粉質(zhì)粘土組成，厚度9～25.60 m，平均厚14.53 m，以ZK202孔最深，25.60 m。沖洪積層(Qhpal)主要分布于沖溝、低谷等低凹地段，為粘土、砂土及砂礫等組成。

2 構(gòu)造特征

1)褶皺

礦區(qū)位于西村滑臼帶的前端擠壓帶部位，馬欄窩—龍公嶺滑覆斷裂帶中，茅口組灰?guī)r呈“飛來峰”蓋于二疊系樂平組之上。呈單斜，地層走向55(°)～80(°)，傾向南東，傾角30(°)～35(°)。

2)斷裂

礦區(qū)內(nèi)節(jié)理裂隙可見3組，均由方解石脈充填，裂隙產(chǎn)狀第1組278(°)∠48(°)，第2組96(°)∠48(°)，第3組38(°)∠62(°)。其中第1組裂隙發(fā)育，裂隙面光滑平整。最大裂隙破碎可達(dá)10厘米。有泥質(zhì)充填，裂隙長度可達(dá)數(shù)十米，其他兩組裂隙長度在10 m以內(nèi)，寬度1～2 cm。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

礦區(qū)范圍內(nèi)礦體總體走向北東東，傾向南東，傾角30(°)～35(°)。為倒轉(zhuǎn)地層，本礦層賦存于二疊系下統(tǒng)茅口組上段地層(P1m3)，其巖性為淺灰、灰白色厚—巨厚層狀泥晶生物砂屑灰?guī)r、微晶生物屑砂屑灰?guī)r，局部含少量燧石團(tuán)塊，間夾不穩(wěn)定薄層—中層含燧石灰?guī)r夾層[1-3]。夾石層不連續(xù)，呈透鏡狀分布，由西至東夾石層逐漸減少。礦區(qū)巖溶較發(fā)育，0線平均巖溶率為6.34%，2線平均巖溶率為1.87%，全區(qū)平均為3.87%。

3.2 礦石質(zhì)量

礦石主要礦物成分為方解石，少量白云石及硅質(zhì)物，偶見燧石。方解石(隱晶質(zhì)碳酸鈣)，是礦石中最主要的礦物成分，礦區(qū)平均含量達(dá)99%，礦物多以內(nèi)碎屑砂屑出現(xiàn)，粒經(jīng)0.1～0.5 mm，其賦存形式，多以泥晶菱狀出現(xiàn)于礦石中，其他以生物化石的外形形式存在，其形態(tài)隨生物體不同而異，部分生物體已破碎，此種方解石多以微細(xì)泥晶狀出現(xiàn)，是后期鈣質(zhì)交代生物的有機(jī)組織而成[4-5]。第3種的次生脈狀貫入及粒狀充填形式存在，明顯的穿插了前者，與前兩者的界線都較明顯。

3.3 礦石類型及品級

根據(jù)礦石的結(jié)構(gòu)，泥晶生物屑砂屑灰?guī)r和微晶生物屑砂屑灰?guī)r，礦石自然類型間無明顯界線，礦石的主要化學(xué)成分[6-7]：CaO 48.23%～55.46%，平均為54.02%；MgO 0.04%～1.53%，平均0.33%；SiO2平均為1.53%。礦區(qū)礦石CaO平均含量54.02%，MgO平均含量0.33%，SiO2平均含量1.53%，K2O+Na2O平均含量0.4%以下。

4 礦床開采技術(shù)條件

4.1 水文地質(zhì)條件

礦床最低侵蝕基準(zhǔn)面標(biāo)高+190 m，礦坑最低排泄面標(biāo)高+200 m礦區(qū)地表水極不發(fā)育，礦區(qū)西方向1.7公里處見一溪流，對礦床充水無影響。

4.1.1 含水層

1)第四系孔隙含水層

區(qū)內(nèi)第四系主要分布在山坡及山腳處，山頂及山脊厚度相對較小。厚度一般0～13.0 m；局部山頂最大厚度25.6 m，是灰?guī)r表面巖溶發(fā)育所致。礦區(qū)第四系殘坡積堆積物，是區(qū)內(nèi)第四系的主要成因類型，以黃褐—褐紅色含碎石粉質(zhì)粘土為主，透水性較差，為弱富水的含水層。

2)茅口灰?guī)r巖溶含水層

水泥灰?guī)r礦賦存于茅口組上段塊狀生物灰?guī)r及中—厚層狀生屑泥晶灰?guī)r巖段中，礦體及圍巖巖溶發(fā)育，裸露地表的灰?guī)r，常見有溶溝、溶槽、溶芽和溶洞等巖溶發(fā)育，據(jù)鉆探施工的8個鉆孔，均見有溶洞發(fā)育，最大巖溶率11.13%，最小0%，平均為3.87%。鉆孔為簡易水文觀測，沖洗液全消耗；在鉆孔揭露的灰?guī)r標(biāo)高174.12 m以上，未見地下水位，僅ZK201孔，揭露灰?guī)r標(biāo)高163.25 m時，才見到地下水位，穩(wěn)定水位標(biāo)高173.20 m。穩(wěn)定水位以上的灰?guī)r巖溶發(fā)育段，是大氣降水滲入地下的良好通道；穩(wěn)定水位以下的灰?guī)r，巖溶發(fā)育，是富水性較好的，以溶洞為主的巖溶含水層。

4.1.2 地下水補(bǔ)給、排泄條件

礦區(qū)位于地表分水嶺一側(cè)，分布有大面積的裸露和覆蓋的茅口灰?guī)r，以溶洞為主的茅口灰?guī)r巖溶含水層，接收大氣降水滲入補(bǔ)給，降水是區(qū)內(nèi)地下水補(bǔ)給的基本來源。茅口灰?guī)r巖溶含水層地下水位埋藏深，地形較平緩，有利于大氣降水垂直滲入補(bǔ)給。地下水得到補(bǔ)給后，轉(zhuǎn)至水平逕流，于礦區(qū)外圍泉山頭和譚背呈上升泉的形式排泄，補(bǔ)給區(qū)距排泄地距離200～250 m,排泄地標(biāo)高+178～+192 m，排泄量143 m3/d。呈現(xiàn)就地補(bǔ)給就地排泄的現(xiàn)狀。

4.1.3 礦床充水因素

大氣降水是礦床充水主要水源。茅口灰?guī)r灰?guī)r溶含水層對開采標(biāo)高+180 m以上的礦體沒有影響。地表水不發(fā)育，對礦床充水無影響。

4.2 工程地質(zhì)條件

4.2.1 第四系松散工程地質(zhì)巖組

礦區(qū)地表水系不發(fā)育，以水流沉積為主的第四系很少見。區(qū)內(nèi)第四系多為殘坡積為主的含碎石粉質(zhì)粘土，多分布在山坡及山腳處，厚度0～13.0 m。呈松散土狀，巖石質(zhì)量Ⅴ級，巖體為散粒結(jié)構(gòu)，巖體質(zhì)量差。

4.2.2 茅口灰?guī)r工程地質(zhì)巖組

1)巖石質(zhì)量指標(biāo)

對2線及0線的鉆孔進(jìn)行了巖石質(zhì)量指標(biāo)測定，結(jié)果見表1。

表1 巖石質(zhì)量指標(biāo)(RQD)測定結(jié)果

注：完整巖芯指長度等于或大于10 cm的巖芯。

2)巖體物理力學(xué)性質(zhì)

對礦體北部邊坡及西部邊坡分別取了6組巖樣進(jìn)行了抗壓、抗拉、抗剪試驗，見表2。

表2 巖石物理力學(xué)性質(zhì)測定結(jié)果

當(dāng)抗壓強(qiáng)度≥60 MPa時，巖石為堅硬。

3)巖體質(zhì)量指標(biāo)

可按近似公式M=(RC/300)·RQD粗略估算。其中，M為巖體質(zhì)量指標(biāo)：M>3為優(yōu)，1～3為良，0.12～1.0中等，0.01～0.12為差，<0.01為壞；RC為巖塊飽和軸向抗壓強(qiáng)度，取平均值83.1 Mpa≈831 kg/cm2；RQD為巖石質(zhì)量指標(biāo)：M=(831/300)×79%=2.18。

4.2.3 結(jié)構(gòu)面

巖體中結(jié)構(gòu)面的存在是影響巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性重要因素之一。主要有3組，第1組傾向278(°)，傾角48(°)，第2組傾向96(°)，傾角48(°)，第3組傾向38(°)，傾角62(°)。裂隙均被方解石充填，充填物團(tuán)結(jié)緊密，具有較高強(qiáng)度。其中第1組裂隙發(fā)育，局部裂隙面光滑平整，并有泥質(zhì)充填和破碎現(xiàn)象，延長數(shù)米～十幾米，但與其他裂隙連通性差。近地表的淺部，該裂隙則起到了促使單元巖塊的力學(xué)強(qiáng)度降低和變形增大的作用。

4.3 環(huán)境地質(zhì)

按1990年版“中國地震裂度區(qū)劃圖江西部分”，其地震烈度小于6度區(qū)內(nèi)，按西伯格地震烈度劃分，所對應(yīng)的峰值加速度為5 cm/s2。礦區(qū)以露天采礦為主的礦山建設(shè)，已存在的主要環(huán)境污染問題是：礦山建設(shè)修建的場地、道路、采礦剝離棄石、棄土堆置，存放都將破壞地表植被，使水土流失加劇，生態(tài)受到破壞；采礦鑿巖、爆破、運(yùn)輸?shù)脑肼暫头蹓m的污染。

5 礦產(chǎn)資源儲量評價

根據(jù)勘查礦區(qū)+180 m標(biāo)高以上保有資源儲量儲量為(332+333)1 477.53萬t，其中(332)類礦石量1 162.79萬t，(333)類礦石量314.74萬t。具體見表3。

表3 資源儲量估算結(jié)果 萬t

其中332和333勘探程度級別及達(dá)到條件如下：1)控制的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量(332)：332資源量，工程間距為200 m×200 m，并已達(dá)如下條件：a對礦體形態(tài)、規(guī)模和空間位置已基本控制；b基本查明礦石類型，礦石質(zhì)量及變化特征；c基本控制影響礦體的斷裂構(gòu)造、產(chǎn)狀、性質(zhì)等；d進(jìn)行了概略可行性評價研究，經(jīng)濟(jì)意義屬經(jīng)濟(jì)與次邊際經(jīng)濟(jì)范圍；e工程質(zhì)量符合要求。2)推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量(333)：按200 m×200 m的工程間距控制的(332)內(nèi)圈的工程質(zhì)量點在走向和傾向上外推或疏稀鉆孔控制部份。

采用平行斷面法，根據(jù)勘探線剖面圖，按照擬定的露采邊坡參數(shù)，對資源儲量進(jìn)行了核算。根據(jù)《爆破安全規(guī)程》，山坡露天礦采用中深孔爆破安全距離為200～300 m。礦區(qū)范圍東南側(cè)有泉山頭村，泉山頭村位于露采臺階的背坡方向，爆破對其影響相對較小，從泉山頭村外推300 m為露采爆破安全距離。各臺階礦巖量見表4。

表4 設(shè)計露采各臺階礦巖量

6 結(jié) 論

1)礦體賦存茅口灰?guī)r之中，茅口灰?guī)r即是礦體，又是礦體頂?shù)装?。其巖性主要為生物灰?guī)r及生屑泥晶灰?guī)r。

2)據(jù)力學(xué)測試，其抗壓強(qiáng)度平均值83.1 MPa，抗拉強(qiáng)度平均值3.29 MPa，抗剪強(qiáng)度(天然狀態(tài))，內(nèi)聚力5.0 MPa，內(nèi)摩擦角44.7(°)，巖石質(zhì)量(RQD)79%，巖石質(zhì)量Ⅱ級為好的，巖體較完整，巖體質(zhì)量指標(biāo)(M)2.18，巖體Ⅱ級，巖體質(zhì)量良。

3)礦區(qū)以巖溶含水層、溶洞充水為主的巖溶充水礦床。主要礦體位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以上，地形有利于自然排水，附近無地表水體，無水害。

4)礦區(qū)開采范圍資源儲量為1 331.98萬t。

[1] 宋土順, 馬鋒, 劉立, 等. 大慶長垣扶余油層砂巖中方解石膠結(jié)物的碳、氧同位素特征及其成因[J]. 石油與天然氣地質(zhì), 2015(02): 255-261.

[2] 高鍵, 何生, 何治亮, 等. 中揚(yáng)子京山地區(qū)方解石脈成因及其對油氣保存的指示意義[J]. 石油與天然氣地質(zhì), 2014(1): 33-41.

[3] 邊穎, 張一敏, 任瀏祎, 等. 某高鈣、高碳型含釩石煤浮選方解石新工藝[J]. 稀有金屬, 2014(4): 693-702.

[4] 曹海英. 螢石與方解石及石英的浮選分離[D].贛州：江西理工大學(xué), 2013.

[5] 張瑩瑩, 黃思靜. 華慶地區(qū)長6油層組方解石膠結(jié)物特征[J]. 巖性油氣藏, 2012(2): 48-52.

[6] 馮其明, 周清波, 張國范, 等. 六偏磷酸鈉對方解石的抑制機(jī)理[J]. 中國有色金屬學(xué)報, 2011(2): 436-441.

[7] 閆志為, 劉輝利, 張志衛(wèi). 溫度及CO2對方解石、白云石溶解度影響特征分析[J]. 中國巖溶, 2009(1): 7-10.

A Research on Geological Feature and Resource Reserve of Jingzhu Mine in Yinhe, Jiangxi

DENG Xiaoqiang

(CollegeofEarthSciences,ChengduUniversityofTechnology,Chengdu,Sichuan610000,China)

Our knowledge about the feature of deposit geology is important in exploration at earlier stages, which will influence whether the production could be carried out. The research on resources reserve is indispensable for mines. Taking Jingzhu Mine Lot in Yinhe as an example, the author is going to make a description for the geological feature of the mine and research on its resources reserve.

Jingzhu mine in Yinhe; Geological feature; Resources reserve

2017-06-14

鄧曉強(qiáng)(1992-)，男，江西萍鄉(xiāng)人，在讀碩士研究生，研究方向：固體礦產(chǎn)資源勘查，手機(jī)：17628280169，E-mail：382865528@qq.com.

P618.13

A

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2017.04.007