繁昌上蒋建筑用石灰岩矿地质特征及开采技术条件

何家文

【摘 要】通过地质勘查工作，大致查明了矿区的地层、构造、岩浆岩及矿体特征，分析了矿区的开采技术条件，指出矿山开采技术条件及安全生产等存在问题，并提出合理建议。

【关键词】建筑用石灰岩矿；地质特征；开采技术条件

繁昌县上蒋建筑用石灰岩矿位于繁昌县城269°方向约7千米的孙村镇境内，为变更采矿权范围，受矿山委托，安徽省核工业勘查技术总院对上蒋建筑用石灰岩矿开展地质勘查工作，提交拟变更矿区范围内的地质报告，为变更采矿权范围提供地质依据。

1 矿区地质特征

1.1 地层

矿区出露地层主要为二叠系上统栖霞组上段（P1q2）、三叠系下统和龙山组（T1h）和南陵湖组上段（T1n2），局部分布有第四系。

栖霞组上段：下部为深灰色～灰色含凝块生物灰岩、含燧石灰岩。底部为黑色燧石层、纹层状灰质白云岩夹灰岩或硅质岩透镜体。中部为灰黑色～灰色中薄、中层生物碎屑微晶灰岩，含燧石结核及条带。上部为黑色燧石层夹薄层灰岩透镜体。顶部为灰黑色中层～厚层纹层状粉屑白云岩夹微晶灰岩透镜体、微晶灰岩、含钙质、硅质白云岩夹硅质结核及条带，地层产状为120°-126°∠40°-44°。分布于矿区西北侧。

和龙山组：下部为深灰色～青灰色条带状灰岩，夹中～中厚层砾屑灰岩及薄～中薄层粉晶灰岩。底部黄绿色泥质页岩夹条带状灰岩。中部为灰色～青灰色条带状灰岩夹中层微晶灰岩。上部为浅灰色～灰色微晶灰岩，含白云质砾屑灰岩。分布于矿区中部。

南陵湖组上段：下部为灰色薄层灰岩，片状～薄层蠕虫状微晶灰岩，底部瘤状灰岩。上部为浅灰色中～中厚层微晶灰岩，含砂屑、粒屑、骨屑亮晶灰岩。

第四系：浅黄色、浅黄黑色，主要由粘土、亚粘土、石灰岩和白云质灰岩碎块等组成。碎石大小0.5-30厘米，呈次棱角状、棱角状，无分选性。分布于矿区东部。

1.2 构造

矿区位于繁昌复向斜次级构造红花山背斜南西部与北东部转折部位，偏南西部东段；背斜轴面产状161°∠86°，为向北东东倾伏的直立背斜；枢纽向两端仰起，总长达12千米，宽约3千米；核部地层为中志留系坟头组，两翼地层为志留系茅山组至三叠系南陵湖组。矿区位于背斜南东翼，地层组成单斜构造。

矿区发育两条逆断层，分别为F1和F2， F1断层位于矿区北部，倾向340°，倾角40°，断层上盘为栖霞组上段，断层下盘为和龙山组灰岩，其间缺失二叠系地层。F2断层位于矿区中偏南部，倾向342°，倾角40°，断层上盘为和龙山组灰岩，断层下盘为南陵湖组上段，其间缺失南陵湖组下段地层。

1.3 岩浆岩

矿区内未见岩浆岩出露。

2 矿体地质特征

2.1 矿体分布特征

矿体赋存于三叠系和龙山组和南陵湖组，呈层状产出。走向65°-72°，矿层倾向南东，倾角约42°。矿体平面形态由采矿权范围所决定，大体呈四边形，南北长250米，东西宽182-192米，由10个拐点控制。出露标高最高+205.2米，最低+109.16米。

2.2 矿石质量特征

2.2.1 矿石物质组成

条带状灰岩、微晶灰岩：矿物成分主要以方解石为主，微晶结构，薄层状～中厚层状构造。局部见少量钙泥质页岩和泥质灰岩。

砂屑、砾屑灰岩、瘤状灰岩：矿物成分主要以方解石为主，生物碎屑结构、砾屑结构、砂屑结构，薄层状～中厚层状构造、瘤状构造。

2.2.2 矿石物质组成

根据本次取样分析结果可知：CaO含量43.38-45.87%，平均含量44.90%；MgO含量3.78-6.14%，平均含量4.82%；SiO2含量5.03-8.02%，平均含量5.84%；Fe2O3含量1.80-3.61%，平均含量3.10%。

2.3 矿石结构、构造

矿石结构：微晶结构、生物碎屑结构、砾屑结构、砂屑结构。

矿石构造：主要为薄层状构造、条带状构造、中厚层状构造。

2.4 矿石类型

矿石自然类型为微晶灰岩和砂屑、砾屑灰岩。

矿石工业类型为建筑石料用石灰岩矿石。

矿床成因类型为近岸浅海碳酸盐台地相沉积～浅海陆相沉积。

2.5 矿石围岩和夹石

矿体底板为南陵湖组灰岩，矿体顶板为和龙山组、栖霞组石灰岩。矿区地层全部倒转。

作为建筑石料矿，矿体内无夹石存在。

3 矿石加工技术性能

矿山生产规模为年产建筑石料矿10万吨，产品方案为建筑用石子。其产品粒级为20-40毫米、10-20毫米、5-10毫米、小于5毫米。矿山爆破后，采用农用车从采场运至破碎机台进行破碎，破碎机下装有三道筛分选，上层为粗粒级20-40毫米，中间为中粒级10-20毫米，下层为细粒级5-10毫米，最下层为粉粒级小于5毫米。粗、中、细三级石子主要用于筑路、建房及水泥制品等建筑用途，粉砂即石粉主要用免烧砖等用途。

4 矿床开采技术条件

4.1 水文地质条件

矿区主要含水岩层为第四系残坡积层含水岩组和碳酸盐类岩溶裂隙含水岩组。第四系残坡积层含水岩组分布于坡麓、低洼处，含少量孔隙潜水；岩溶裂隙含水岩组由南陵湖组上段、和龙山组和栖霞组上段石灰岩、燧石灰岩和白云质灰岩组成。地表溶蚀现象不发育，仅见小的溶洞、溶沟。浅部裂隙发育一般，多被粘土充填。裂隙连通性差，富水程度弱。矿坑充水主要由大气降水补给。

变更后的矿区矿体赋存标高最高+205.2米，最低标高+125米左右。矿区南东700米的上蒋水库，标高+73.50米，低于矿床开采标高，少量地表水和裂隙水汇入冲沟后自然排出。

矿床水文地质条件属于简单类型。

4.2 工程地质条件

矿区内矿体出露地表，矿体及顶底板皆为石灰岩岩层，呈层状，沿走向延伸稳定，无明显夹石，构造简单，致密、坚硬，岩溶发育较弱，裂隙多为短小而闭合，连贯性差，岩石完整性、稳定性较好，属稳定工程地质体。

本矿为自上而下分台阶小中段开拓，公路汽车运输，采矿方法为浅孔爆破的空场法，目前开采边坡在55°左右，未有发现山体滑坡、开裂和泥石流的现象。南陵湖、和龙山组灰岩工程地质岩组稳固性较好，但易破碎，矿山开采爆破易造成岩石松散，局部塌方。通过实地核查，局部采矿边坡与矿层倾向同向，有造成顺层滑坡的可能性。

矿床工程地质条件归类应为简单类型。

4.3 环境地质条件

矿区生态环境良好，植被茂盛，森林覆盖率达80%，周围无自然保护区、风景旅游点、文物古迹和地质遗迹等需要特殊保护的环境敏感目标。本区区域稳定性好，以小震活动为特点，矿区地震动峰值加速度（g）分区为0.05g，属弱地震区。

当地居民点距矿山300米以外，爆破作业影响小。矿山开采及加工时产生的噪音和粉尘以及对自然生态破坏，仅局限在采区及其周边范围内，不会构成区域性影响。开采的矿石及废渣占用或破坏土地面积小，对当地水资源污染指数小。

矿床环境地质条件归类为简单类型。

4.4 开采技术条件综述

综上所述，矿区水文地质条件、工程地质条件、环境地质条件简单，矿体分布较稳定，适宜露天开采。矿区开采技术条件属简单类型，归类为Ⅰ—1型。

5 结论及建议

（1）矿体赋存于三叠系和龙山组和南陵湖组，呈层状产出。矿石自然类型为微晶灰岩和砂屑、砾屑灰岩，其工业类型为建筑石料用石灰岩矿石。矿床成因类型为近岸浅海碳酸盐台地相沉积～浅海陆相沉积。

（2）矿区水文地质条件、工程地质条件、环境地质条件简单，矿区开采技术条件属于简单类型，归类为Ⅰ—1型。

（3）建议矿山对矿石进行岩石力学测试，及时掌握矿石质量。

（4）矿山局部顺坡开采，存在一定的安全隐患，需要加强防范，避免崩坍、滑坡等地质灾害的发生。

（5）加强水文地质、工程地质、环境地质工作的调查和监控，适时采取必要的措施，确保矿山生产安全。同时应加强废石、废水的管理，采取切实措施，保护生态环境，避免环境污染。

【参考文献】

[1]芜湖皖核矿产资源储量动态检测中心.安徽省繁昌县上蒋建筑用石灰岩矿资源储量核实报告[R].2011.

[2]中华人民共和国国土资源部.冶金、化工石灰岩及白云岩、水泥原料矿产地质勘查规范[S].地质出版社，2005.

[3]中华人民共和国国土资源部.矿区水文地质工程地质勘探规范[S].地质出版社，2005.

[责任编辑：杨玉洁]