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摘要:广西全州县蕉江乡老虎口矿区富含铅锌矿, 属于中— 低温热液矿床,其矿区水文地质条件属于简单 - 中等类型,具有 开采的价值。基于此, 本文首先分析广西全州县蕉江乡老虎口铅 锌矿矿床地质特征,针对性总结广西全州县蕉江乡老虎口铅锌 矿采矿技术条件,希望可以借此给广西全州县蕉江乡老虎口铅 锌矿探矿、采矿的相关研究提供参考。
广西全州县蕉江乡老虎口矿区距离全州县县城约 49km。通 过实地的勘查得出,广西全州县蕉江乡老虎口铅锌矿属中—低 温热液矿床,水文地质条件属简单 - 中等类型,工程地质条件属 中等类型, 环境地质条件属中等类型, 矿床开采技术条件属复合 问题的中等矿床。从整体来看, 广西全州县蕉江乡老虎口铅锌矿 的开采难度相对较低,且具备开采价值,因此,针对性的分析其 铅锌矿矿床地质特征, 总结相应的技术条件, 这样才能为后续的 探矿、采矿工作提供指导。
1 广西全州县蕉江乡老虎口铅锌矿矿床地质特征
广西全州县蕉江乡老虎口铅锌属于中—低温热液矿床,结合 实际的考察与相关资料,下文将从矿区地质特征、矿体特征、矿 石质量三个方面分析广西全州县蕉江乡老虎口铅锌矿的特征。
1.1 矿区地质特征
本区位于江南古陆南缘、湘桂褶皱带内的海洋山穹窿西北 翼。区域构造线方向位NE ~ SW,构造特点是 :海洋山花岗岩 体外接触带“基底”地层中断裂发育,其中北东—南西向断裂控 制着该区铅、锌、铜、锑等矿产的分布。区域出露地层有奥陶系、 泥盆系、白垩系及第四系。区域变质作用明显,地层岩石普遍轻 变质。出露的岩浆岩主要是海洋山花岗岩,为加里东期产物,呈 岩基产出, 分布面积约 380平方千米。区域矿产以铜、铅、锌、锑 及钨、锡为主。
1.1.1 地层
本区出露的地层较简单,仅见奥陶系下统黄隘组和泥盆系 下统莲花山组及第四系, 现分述如下 :
(1) 奥陶系下统黄隘组(O1h) :该组出露面积较大,按岩 性可分为上下两段。下段(O1h1) 为灰—深灰色的绢云板岩、砂 质板岩,夹少量中厚层状不等粒砂岩。岩石普遍轻变质。上段 (O1h2) 为浅灰略带绿色,厚~巨厚层状轻变质砂岩,局部夹少 量板岩。本矿区铅锌矿体均产于此地层的断裂中。
(2) 泥盆系下统莲花山组(D1l) :该层出露在矿区的西南 部。底部有一套底砾岩, 厚度 0.5m ~ 8m, 一般 1m ~ 3m。往 上逐渐变为紫色泥质砂岩、砂质泥岩、页岩等。产状平缓,倾角 0°~ 11°,是一套滨海—浅海相碎屑沉积。与下伏地层奥陶系 黄隘组地层呈角度不整合接触。
1.1.2 构造
(1) 褶皱。矿区位于海洋山穹窿北西翼,经历加里东、印支 等多期构造运动, 区内地层褶皱不发育, 总体属单斜构造。
(2) 断裂。矿区断裂发育,目前发现规模大小不等的断层共 11 条,按产出方向有以下几组 :第一组 :倾向 290°~ 330°, 倾 角 55 ° ~ 85 °, 多 为 正 断 层, 如 F1、F2、F3、F4、F7、F8、 F10、F11.这组断层主要分布于矿区的中部,规模较大延伸数百 米,断层破碎带宽度 0.2m ~ 4.18m。其中F1、F2、F3等断层将奥 陶系黄隘组地层错开40m ~ 100m。该区铅锌矿主要赋存于这组 断层中。第二组 :倾向 120°~ 170°, 倾角 50°~ 80°, 如F5、 F9.这组断层部分见矿化, 整体含矿情况不如第一组。
上述两组断层一般有明显的断面,呈舒缓波状延伸。断面上 多具有水平擦痕。断层带内为角砾状压碎砂岩、板岩和白云石、 石英等充填。方铅矿、闪锌矿、黄铁矿等呈团块状、脉状、侵染 状等聚集其中,并与白云石、石英脉密切共生。断层两侧围岩局 部压碎,压碎岩石裂隙中,见有矿化和铅锌矿小脉。另见有走向 NE ~ SE, 倾向南西断层, 不见矿。
1.1.3 变质作用
工作区基底岩层普遍受区域变质作用,岩石已经变质,形成 的变质岩有板岩、轻变质砂岩、轻变质泥质粉砂岩。
在断裂带及其旁侧,岩层受动力、热液变质作用发生了不同 程度的角砾岩化和碎裂岩化、硅化、白云岩化等,形成了构造角 砾岩、碎裂岩等变质岩石,为之后的成矿提供了有利条件。伴随 热液矿床的形成,原构造带及近矿围岩普遍发生硅化、绿泥石 化、褐铁矿化、碳酸盐化等, 形成部分热液蚀变岩。
1.2 矿体特征
1.2.1 龙口矿区
矿体分布于谭家村西南部一带,呈脉状产于 F1 断裂带中。 矿体沿走向地表断断续续出露 500 多米,其中在矿证内出露约 260m, 深部有坑道PD9、PD10 控制, 沿倾向延伸约 15m ~ 20m。 矿体产状与F1一致,走向北东,倾向北西约325°,倾角 50°~ 70°,平均倾角 55°,走向、倾向、倾角变化不大,较稳定。矿体厚度 0.25m ~ 1.25m, 平均厚度 0.92m, 变化系数 27%, 厚度稳定。矿石 Pb含量 1.85% ~ 13.28%, 平均含量 5.316%, 变 化系数 373% ;Zn含量2.54% ~ 11.38%, 平均含量4.658%, 变化 系数272%,分布不均匀。矿体顶底板围岩为砂岩、页岩、板岩及 少量压碎板岩。总体上矿体为品位高, 厚度小的薄脉型矿。
1.2.2 老虎口矿区
矿体分布于康家村北东部 1145.2 高地一带,呈脉状产于 F7 断裂带中。矿体沿走向地表断断续续出露约 100m,深部有坑道 PD1、PD2、PD3、PD4 控制,沿倾向延伸约 50m ~ 70m。矿体产 状与 F2 一致,走向北东,倾向北西约 330°,倾角 65°,走向、 倾向、倾角变化不大,较稳定,厚度 0.3m ~ 1.25m,平均厚度 0.69m, 变化系数29%, 厚度稳定。矿石Pb含量 1.18% ~ 30.78%, 平均含量 6.778%, 变化系数 581% ;Zn含量 3.16% ~ 19.99%, 平 均含量 8.121%,变化系数 583%,分布不均匀。矿体顶底板围岩 为砂岩、页岩、板岩、断层角砾岩等。总体上矿体为品位高,厚 度小的薄脉型矿。
1.3 矿石质量
1.3.1 矿石矿物成分
矿石的主要矿物成分有方铅矿、闪锌矿 ;伴生矿物有自然 银、铬矿、黄铁矿、毒砂、斑铜矿、兰铜矿、孔雀石、褐铁矿等 ; 脉石矿物主要有石英、方解石、白云石、绿泥石等,除此之外, 矿石中尚有大量压碎状砂岩、压碎板岩。
1.3.2 矿石结构、构造
矿石结构主要为半自形—它形结构,少数为自形结构。矿石 主要构造为侵染状构造、脉状构造、角砾状构造,局部矿化特别 富集地段呈致密块状构造。
1.3.3 矿石类型
矿石自然类型以含铅闪锌矿石为主,含锌方铅矿石及铅锌 矿石次之, 根据矿物共生组合分述下 :
含铅闪锌矿石 :锌达工业要求,铅一般低于或达到边界品 位而作为伴生组分。主要金属矿物为闪锌矿, 伴生方铅矿及少量 自然银 ;脉石矿物以石英、白云石、方解石、绿泥石为主。矿石 一般呈块状、网脉状、细脉浸染状构造。
含锌方铅矿石 :铅达工业要求,锌一般低于或达到边界品 位而作为伴生组分。主要金属矿物为方铅矿,伴生闪锌矿,少量 自然银 ;脉石矿物主要为石英、白云石、方解石绿泥石。矿石呈 致密块状、细脉浸染状、角砾状构造。
铅锌矿石 :铅、锌共生,且铅锌均达工业要求,金属矿物主 要为闪锌矿, 次为方铅矿, 伴生少量自然银 ;脉石矿物主要为石 英、白云石、方解石、绿泥石。该类矿石主要呈角砾状、块状和 网脉状构造。
1.3.4 矿石工业类型
矿石工业类型的划分是按照地质上可分性和工业上实用性 为基本原则,以矿石自然类型为基础,矿石氧化程度为依据,结合矿山采选方法确定的。具体划分方法和矿石类别如下 :
(1) 按矿石氧化程度划分。根据矿石物相分析结果,按其相 态分布率主要分为氧化矿石、硫化矿石。氧化矿石 :其氧化率在 30% 以上。矿石中仍以闪锌矿、方铅矿为主。矿石结构构造除大部 分保留硫化矿石的结构构造外,部分呈残余结构,次为自形—他 形粒状结构,空洞网格状构造、晶洞构造等。矿石中的氧化和次生 矿物主要发育于裂隙、溶洞中及其周围,因此它们与硫化矿物伴 生或混杂组成。该类矿石仅分布于部分矿体浅部的局部地段,较 集中分布于各矿体浅部块段。硫化矿石 :其氧化率小于 10%。
(2) 按矿石加工性能和方法划分。基本为简单硫化矿石类 型,采用优先浮选或重选与浮选联合选矿流程, 均可达到较好的 选矿效果,因此属易选矿石。虽然矿石中方铅矿、闪锌矿在空间 上大致显示了不同的自然组合, 但分带并不明显, 尤其在矿体厚 度方向上二者难以划分。由于铅锌氧化矿石量少, 可全部作为铅 锌硫化矿石利用。综上所述,本矿区矿石成份比较简单,矿石的 工业类型主要划分为氧化铅锌矿石、硫化铅锌矿石二类。
从整体来看,广西全州县蕉江乡老虎口铅锌矿的地质特征较 优,其内含的铅锌矿具有较高的价值,而且整体分布较为集中, 属于简单型的铅锌矿。矿区矿石成份也比较简单,矿石的工业类 型主要划分为氧化铅锌矿石、硫化铅锌矿石二类。因此,从这方 面来看, 其后续具备相应的开采价值, 整体的开采难度也较低。
2 广西全州县蕉江乡老虎口铅锌矿采技术条件分析
从上文的分析可以看出,广西全州县蕉江乡老虎口铅锌矿 具备开采的价值,下文将从矿区水文地质条件及开采后的变化、 工程地质条件及开采后的变化、环境地质条件及开采后的变化 三个方面探究广西全州县蕉江乡老虎口铅锌矿采技术条件,以 此来作为整体评估的依据。
2.1 矿区水文地质条件及开采后的变化
2.1.1 自然环境条件
矿区地形地貌属侵蚀构造中~高山。最高海拔标高 1275m, 最低海拔标高 920m,相对高差 200m ~ 355m。地形切割剧烈, 沟谷发育,坡陡险峻。地表水体主要是小溪流及冲沟,因地形较 陡,地表径流及大气降水容易自然排泄。矿区属温和亚热带气候 区,丰水期为四至八月份,枯水期为 11 月至翌年 3 月,其它为贫 水期。
2.1.2 含水岩组特征
(1) 第四系残坡积层孔隙含水层。由风化砂土、亚砂土夹岩 屑和岩块组成。厚度0 ~ 10m, 覆盖矿区大部分面积, 孔隙度大, 植被发育, 当雨季降水时能储存大气降水。同时因其松散, 渗水 性强,加之地形峻峭,又能在不长的时间内使其储存的水大部 分排泄遗尽,故本区有“雨季到处是泉水,旱季泉中无滴水”的 谚语。
(2) 下泥盆统莲花山组风化裂隙间断含水层。该层由含砾砂
岩、泥质砂岩等组成, 主要分布于矿区的西南部, 由于海拔较高, 主要为 1100m 以上的山顶、山脊,故在雨季时,风化裂隙中暂时 含水。旱季含水甚微, 且与矿体充水关系不大。
(3) 奥陶系黄隘组风化裂隙含水层。该层由轻变质泥质砂 岩、砂质板岩等组成。原生岩石结构较致密,孔隙度极微,多数 是隔水层,只在地表或浅部因风化裂隙发育而成为裂隙含水层, 接收、储存大气降水。
2.1.3 地下水补径排条件及动态变化
区内不同类型的地下水补径排条件不同,孔隙地下水主要 接受大气降雨补给, 其径流特征主要为分散垂直向下渗透, 排泄 特征主要是以分散渗流的形式下渗补给碎屑岩孔隙裂隙水。
裂隙地下水的补给来源主要为大气降雨补给,其埋藏、分 布、运动规律主要受岩石的裂隙类型、裂隙性质、裂隙发育程度 及地层岩性、地质构造、地形地貌等因素控制,埋藏、分布不均 一,一般没有统一的地下水面,沿岩石裂隙渗流及网脉流动,部 分以泉的形式在低处排泄。
综合上述的分析,广西全州县蕉江乡老虎口铅锌矿的水文 地质条件属简单 - 中等类型。
2.2 工程地质条件及开采后的变化
2.2.1 工程地质条件现状评价
矿区出露地层为奥陶系黄隘组、泥盆系下统莲花山组及第 四系。奥陶系黄隘组主要岩性为灰—灰绿色浅变质砂岩、泥质砂 岩、绢云板岩等 ;泥盆系下统莲花山组主要岩性为紫红色砂岩、 砾岩。据区域地质资料,矿区内的奥陶系黄隘组砂岩可划归为坚 硬中厚层状砂岩夹较软的薄层页岩、板岩岩组。其中砂岩多呈中 细粒结构,中厚层状构造,岩性坚硬致密,据收集的地质资料, 饱和抗压强度 60MPa ~ 80MPa,属硬质岩,完整性较好,抗风化 能力强,工程性状比较稳定,承载力特征值2000MPa ~ 3600kPa, 对矿山地下井巷洞壁的稳定性比较有利。薄层状页岩、板岩夹 于砂岩中,其比例约占 10%,岩性较软,饱和单轴极限抗压强度 20MPa ~ 30MPa, 属次软岩, 承载力特征值 500MPa ~ 1500kPa。 岩石抗风化能力弱,在遭受风化后,虽保留了原岩层理,但其强 度大大降低,岩层中风化节理裂隙也比较发育,完整性差,承载 力特征值降至200MPa ~ 500kPa 以下,在岩石强风化带开挖高陡 边坡时, 易引发山体滑坡、崩塌等地质灾害。
2.2.2 工程地质条件预测评价
矿区铅锌矿体产于奥陶系黄隘组岩层的层间破碎带中,属 陡倾斜矿体。矿体顶底板多为砂岩,部分为砂质板岩和板岩。矿 体围岩按普氏岩石分类表可划为Ⅳ— Ⅲ级,总体上岩层的完整 程度较好,工程性质比较稳定,属较坚固—坚固岩石,因此,在 该类岩石中掘进巷道一般不需要支护。但浅部岩石风化较深, 风 化裂隙发育, 质地松散破碎, 坑道口开掘时需要支护 ;局部地段 因围岩压碎甚剧, 特别是板岩压碎以及页岩时容易垮塌, 需进行 支护 ;在坑道掘进遇到构造破碎带时,由于破碎带中岩石较为
松散破碎, 节理裂隙发育, 易垮塌, 需要支护。
另外,矿体本身产于断层破碎带中,带中岩石较为松散破 碎,在调查中发现巷道沿矿体掘进时,矿体易出现垮塌坠落,故 在采矿过程中需注意防护。
综合上述的分析,广西全州县蕉江乡老虎口铅锌矿的工程 地质条件属中等类型。
2.3 环境地质条件及开采后的变化
2.3.1 矿区环境地质现状评价
矿区位于桂北山区,附近无新构造活动痕迹,区域构造稳 定。矿区内无已经划定的文物保护区, 无已开发的旅游区和已列 入开发规划的旅游区。
矿区为中~高山区,沟谷切割剧烈,自然坡度较大,常见有 滑坡地质灾害现象。本次工作野外调查发现的地质灾害点2 处, 均为滑坡,滑坡面积均在 8×15m 左右,未造成人员伤亡,经济 损失。滑坡发生在松散的残坡积堆积层较厚的斜坡上, 多为开路 造成植被被破坏、公路边坡开挖及强降雨诱发的。矿区为滑坡易 发区, 故在矿山开采过程中需注意防治。
矿区内岩石皆为沉积岩,主要是浅变质砂岩、泥质砂岩、砾 岩、绢云板岩、板岩、页岩等,岩石本身对环境不会产生污染。 矿区地表植被发育,林木丛生,矿山采矿为井下开采,对地表植 被损害较小。本区铅锌矿石属金属硫化物矿石,未建有选厂,现 矿山所有的铅锌矿石全部运往矿山西侧约20km 的蕉江选矿厂进 行浮选,故无因选矿产生的工业废渣、污水。本矿山规模较小, 矿石有害成分较少, 无放射性污染, 在开采过程中会产生少量的 废渣、废水。矿山在采用地下开采方式,未见有因地下采矿造成 的地表滑坡、垮塌。
2.3.2 矿区环境地质预测评价
矿山采用地下开采方式,平硐开拓方案,自上而下分中段采 用浅孔留矿法开采。铅锌矿体厚度较薄, 采矿后形成的采空区体 积一般较小,且矿体顶底板围岩较稳定,一般不会造成地面塌 陷、沉降及滑坡、泥石流等地质灾害现象, 但因矿区为滑坡易区, 故应做好采空区回填工作。
综合上述的分析,广西全州县蕉江乡老虎口铅锌矿的环境 地质条件属中等类型。
3 结语
从总体来看,广西全州县蕉江乡老虎口铅锌矿矿床地质特 征较优,属于中—低温热液矿床,具备开采的价值,而且其开采 技术条件满足, 因此建议后续可针对性的开发, 在保护环境的基 础上充分利用现有资源。基于此, 本文首先分析广西全州县蕉江 乡老虎口铅锌矿矿床地质特征,然后针对性总结广西全州县蕉 江乡老虎口铅锌矿开采技术条件,以期给后续广西全州县蕉江 乡老虎口铅锌矿的探矿、采矿提供一定的指导。
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