广东清远白石山矿区地质特征及开采条件

李 欣

（广东省核工业地质局二九三大队，广州 510800）

1 区域成矿地质背景

白石山矿区位于粤北“山”字型构造前弧两翼，佛冈岩体西缘的白水洞地区。区内为以石炭系为主体的复式向斜，出露地层由老至新为泥盆系、石炭系及第四系，其中以中泥盆系棋子桥组（QZD2）和晚泥盆系英德组（YQD3）二组为矿体主要赋矿层。区域内岩浆活动相对较弱，仅在距矿区北东12km处出露菜山顶岩体，岩性为燕山中期中粒斑状黑云母花岗岩，其围岩为泥盆系及石炭系砂岩、页岩与灰岩。

2 矿区地质特征

（1）地层。矿区内出露地层为石炭系下统石磴子组（C1ds）与第四系残坡积层。石炭系下统石磴子组（C1ds）主要为细晶灰岩与角砾状灰岩。灰白-深灰色，中-厚层构造，主要矿物为方解石，上层3-5m为机械破碎，下部岩层平稳，局部裂隙发育，多充填后期方解石细脉与次生白云石，产状为30°～65°SE∠31°～40°，是矿体的主要赋矿层。

（2）构造。矿区位于（白）石潭—太平墩倒转向斜之西部正常翼。矿区内岩层呈单斜层状产出，总体走向北东，产状主要为30°～60°SE∠32°～40°。由于区域及矿区断层等构造的影响，矿区局部地区发育小褶曲，薄层灰岩内部揉皱现象常见，但规模都很小。构造表现为层间破碎带，大的断裂构造不发育。矿区内节理、裂隙不发育。

（3）岩浆岩。矿区内未见岩浆岩体及与之有关的岩脉出现。

3 矿体地质特征

（1）矿体规模、形态及产状。结合钻孔揭露情况与矿体地表出露范围，本次工作共圈定6个石灰岩矿体（V1-V6），矿体分布于矿区西部，赋存于石炭系下统石磴子组（C1ds），产状与地层产状保持一致，为30°～60°SE∠32°～40°。矿体裸露地表。V3与V5矿体本次工作圈定的主要矿体。其中V3矿体总体走向为NE40°～60°，长约260m，倾向延伸127m～143m，真厚度6m～25m；V5矿体总体走向为NE40°～60°，长约350m，倾向延伸6m～25m，真厚度50m～90m。矿石均以石灰岩为主。

（2）矿石类型与结构构造。矿石主要为细晶灰岩，局部见有角砾状灰岩。矿石结构主要为细晶结构，局部泥晶、粉晶结构。构造以中-厚层构造为主，局部呈块状构造[1]，具体描述如下：细晶灰岩为灰黑-灰白色，细晶结构，块状构造，主要由碳酸盐矿物组成，含有少量的白云母、石英和褐铁矿。碳酸盐矿物约占99%。碳酸盐矿物为粒状，细晶，局部见菱形自形晶，高级白干涉色，其颗粒可能因含泥质等原因致使表面相对混浊；白云母为细小的片状，闪突起明显，干涉色鲜艳；石英为不规则粒状，波状消光，一级灰-灰白干涉色；褐铁矿，不规则粒状、浸染状，在斜照光下呈褐黄色，不具金属光泽（图1）。

图1 细晶灰岩5×10（+）

图2 2角砾状灰岩5×10（+）

角砾状灰岩为灰黑-灰白色，细晶结构，局部粉晶、泥晶结构，块状构造。

岩石主要由角砾（占55%～60%）与胶结物（占35%～40%）组成。角砾为灰岩碎块，角砾粒径2.5mm～10.0mm。灰岩中的碳酸盐矿物颗粒呈粒状，细晶，局部见菱形自形晶，高级白干涉色，其颗粒可能因含泥质等原因致使其表面相对混浊。胶结物为与角砾同成分的粉晶、泥晶。碳质呈细脉状、网脉状，在灰岩角砾的边缘、裂隙及胶结物中均有分布。黄铁矿呈不规则粒状、四方形、五角形断面，在斜照光下呈浅黄铜色，金属光泽，局部分布在碳质细脉中（图2）。

（3）矿石质量特征。取岩样272个，以圈定的矿体为单位，基本分析结果如下：矿床总体CaO含量45.62%～51.47%，平均49.01%，MgO含量1.42%～7.32%，平均4.71%。V1-V6六个矿体中V1矿体CaO、MgO平均含量分别为49.71%、3.71%；V3矿体矿体CaO、MgO平均含量分别为49.24%、4.34%；V5矿体CaO、MgO平均含量分别为49.43%、4.04%。基本达到一般性工业指标（CaO≥45%、MgO≤3.5%）。

（4）围岩与夹石。矿区内围岩与夹石主要为CaO、MgO含量未达工业指标的岩石，主要岩性为细晶灰岩和角砾状灰岩。矿区内夹石厚度较薄，层数少，在开采过程中剔除难度较高，可考虑与部分优质矿石搭配使用。

4 矿区开采条件

矿区内岩石裸露，坡度较陡，大气降水自然排泄条件良好。矿体大部分位于当地侵蚀基准面之上，岩溶裂隙不发育，含水层富水性弱。

地层岩性单一，主要由坚硬岩组成，物理力学性质良好，岩石强度高，无软弱夹层，岩溶不发育，边坡较稳定。钻探工程显示岩体RQD值平均为90.3%，完整性好。采矿时，经常性爆破震动等，会影响岩石完整，对边坡稳定性有一定的影响，故开采边坡角不宜＞60°。当边坡倾向与地层倾向一致时可能产生的滑坡，需加以防护。

在开采过程和开采结束后应有计划有步骤地恢复植被，还原自然生态，注意防止滑坡和泥石流的发生[2]。

5 结语

矿体赋存于石炭系下统石磴子组（C1ds）中，矿石以细晶灰岩为主，局部见角砾状灰岩，质量较稳定，结合钻探工程，共圈出V1-V6六个矿体，其中V1与V3矿体的CaO含量平均为49.71%、49.24%，MgO含量平均为3.71%、4.34%，矿石质量较好；矿体基本连续，厚度变化不大；矿体呈单斜产出，产状变化小；没有较大断层切割矿体；岩浆岩及变质岩不发育，对矿体影响小；地下岩溶中等发育，对开采影响小。

需要注意，当运用台阶式机械化自上而下开采时，开采的台阶高度应≤15m；岩石边坡角＜60°；暴雨季节，易引起水土流失和滑坡等不良地质现象的发生，注意矿坑充水，应特别引起重视，并加强防护；开采过程中开采边坡应与地层倾向垂直，以避免滑坡的发生。

[1]金振奎,邵冠铭.石灰岩分类新方案[J].新疆石油地质,2014(02):235-242.

[2]刘发荣,杨风辰.我国水泥用石灰岩矿产资源现状与需求预测研究[J].中国非金属矿工业导刊,2004(02):44-48.