安徽芜湖市施墩铁矿成矿特征及开采技术探讨

鄢月亮

摘要：施墩铁矿位于芜湖市鸠江区沈巷镇160°方向，平距约6km，行政区划隶属芜湖市鸠江区沈巷镇管辖。三叠系中统徐家山组为矿区主要铁矿含矿层位，岩体为成矿提供了一定的物质来源，是主要的成矿母岩。岩体接触带的凹陷构造与成矿关系密切，主要矿体受岩体接触带凹陷构造控制明显，矿体形态呈似层状、透镜状及不规则状。矿化蚀变主要为钠长石化和碳酸盐化等，蚀变越强烈，与铁矿化关系越密切。矿床开采技术条件综合归类为Ⅲ-4类型。

关键词：施墩铁矿；徐家山组；接触带；矿体特征；开采技术条件

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.地質背景

本区大地构造位置属宁芜断陷盆地之西南缘。区域构造线方向为北东～北北东向。区内地表均为第四系松散冲积物覆盖，下伏地层有三叠系中统徐家山组、黄马青组，三叠系上统范家塘组及第三系。徐家山组、黄马青组一、二段在区内广泛分布，黄马青组三段和范家塘组主要分布于本区西南角无为县汤沟镇一带。第三系呈北东、北北东向线状展布于下埠圩～龙塘沿～裕溪口一带。区内褶皱构造主要是裕溪口～汤沟镇复背斜，轴向自北向南由50～60°，两翼地层产状平缓，倾角20°。核部地层为三叠系中统徐家山组，两翼为三叠系中统黄马青组及上统范家塘组，被北西～近东西向的断层切割。复背斜两翼的次一级褶皱发育，自北西至南东依次有大宋巷～周家村背斜向斜。次一级的褶皱大都向斜开阔，背斜紧密，呈短轴状产出本区的岩浆岩属燕山晚期的侵入岩。结合岩石结构和空间分布可以划分为二类：粗斑钠质石英闪长岩和钠质石英闪长岩矿区内三叠系中统徐家山组及黄马青组岩层均遭受不同程度的接触热变质作用，形成一套角岩类和大理岩类接触热变质岩，各类变质岩石与原岩具有良好的对应关系。根据各类变质岩石的矿物共生组合，矿区内的变质岩主要是低级接触热变质作用的产物，属接触热变质作用中的钠长石～绿帘石角岩相。岩体与围岩的接触面具有波伏起伏且岩浆岩常呈脉状、舌状穿插，矿区内接触变质带不规则，宽窄变化较大，强接触变质带宽度一般自数十米到一百五十米左右。

2.矿区地质特征

矿区地表全为第四系覆盖，下覆地层主要以三叠系中统徐家山、黄马青组为主。矿区内断裂构造不发育。岩浆侵入体与成矿作用密切相关，本矿床的铁矿体均产于岩体与围岩的接触带附近，岩体为成矿作用提供了一定的物质来源。矿区内三叠系中统徐家山组及黄马青组一段岩层均遭受不同程度的接触热变质作用，形成一套角岩类（角岩化岩石）和大理岩类（大理岩化岩石）接触热变质岩。

3.矿体特征

背斜构造南东翼钠质石英闪长岩体与围岩（徐家山组地层）接触带附近岩体之凹陷构造为施墩铁矿体主要分布于区。一般呈薄板状、透镜状产于徐家山组地层中的矿体，产状与地层相近，矿体规模一般较小，TFe平均品位较低。本矿床由9个铁矿体组成，编号为Ⅰ～Ⅸ。矿体埋深一般在50m～190m。矿体主要呈似层状、透镜状，其形态规模受围岩地层及接触带控制。矿体产状一般较平缓，略向南东倾斜，倾角一般在5°左右；Ⅰ号矿体倾角稍大，一般在5°～20°。区内矿体规模一般较小，其走向、倾向延伸均在100m左右，厚度2.23m～9.27m不等；矿体产出标高-45m～-144m；Ⅳ号矿体规模较大，矿体走向延伸约500m，倾向延伸约300m，工程见矿厚度2.10m～25.02m，矿体厚度变化中等，其变化系数为60%。矿体产出标高-67m～-190m。区内矿体矿石自然类型多为方解石假象赤铁矿矿石及方解石假象赤铁矿磁铁矿矿石为主。

Ⅰ号矿体：规模为中型，有5个工程控制，控制长110m，工程间距95m～118m，倾向延深106m。呈似层状产出，单工程矿体厚1.05m～5.19m，平均3.15m，走向、倾向方向均见膨胀及收缩，厚度变化中等；没有较大断层或岩脉切割穿插，局部可能有小断层或小型岩脉，对矿体稳定无明显影响；单工程平均全铁品位：28.49%～32.51%，矿体平均：30.25%，单工程平均磁性铁品位：15.26%～22.04%，矿体平均：19.85%，有用组分分布均匀。矿体最小埋深67m，最大埋深170m。

4.矿床开采技术条件

4.1水文地质条件

依据矿区地下水的赋存条件分为四个含水岩组：

（1）第四系孔隙含水岩组；（2）弱富水性碎屑岩类裂隙含水岩组；（3）中-强富水性碳酸岩裂隙岩溶含水岩组；（4）弱富水性侵入岩裂隙含水层岩组。

通过对研究区水文地质条件分析。认为矿床埋藏在当地侵蚀基准面以下，矿区及其附近地表水体发育，矿体顶板含水层富水性中-强，地下水补给条件较好，矿坑疏干排水产生地面沉降的可能性较大。经计算，其矿坑最大可能涌水量约为52100 m3/d。

4.2工程地质条件

根據岩（土）成因类型、结构特征及力学性质，划分为四个工程地质岩组：

（1）松散岩类。主要为第四系地层，次为基岩强风层。其饱和度高、富水性强，岩性松软、松散，呈互层或夹层交替出现，结构复杂，其工程地质稳定性极差。

（2）碎屑岩层状岩类。由三叠系中统黄马青组组成，岩石呈半坚硬-坚硬状，层状结构，厚度较稳定，富水性弱。岩石平均密度为2.67g/cm3，抗压强度在35.5MPa～90.0MPa之间，故其工程地质条件稳定性较好。

（3）碳酸岩层状岩类。由三叠系中统徐家山组组成，主要岩性为碳酸岩类，构成矿体的顶板。岩石密度为2.66g/cm3，抗压强度为23.68MPa，弹性模量为39.52Gpa，泊松比为0.22，粘聚力为6.21MPa，内摩角为39.4°。

（4）侵入岩块状岩类。由钠质石英闪长岩组成，构成矿体的底板。岩石密度为2.66g/cm3，抗压强度为44.69MPa，弹性体模量为68.05Gpa，泊松比为0.19，粘聚力为7.22MPa，内摩擦角为40.5度。但在岩体接触带处，因蚀变作用强烈，裂隙较为发育，部分岩石已呈松散状，其富水性增强，地下水压力大，工程地质条件稳定性差、危害性大。

矿床的部分矿体及顶、底板地层，岩石破碎、松散，水文地质条件复杂，不良工程地质问题多，对矿床开采影响大，故本矿床工程地质条件属于复杂类型。

4.3环境地质条件

矿区位于长江冲积平原，地表沟渠纵横，水网密布。区内人类工程活动以农田种植为主，以及零星分布的小型农田水利设施、乡镇公路及低于二层的居民房屋建筑等。

根据《中国地震动参数区划图（GB18306-2015）》，本区地震动反应谱特征周期为0.35s，地震动峰值加速度分区为0.05g。收集资料表明，近几十年来，本区及其邻区发生的地震主要有：1967年7月马鞍山的4.5级地震，1973年3月溧阳的6级地震，1974年4月溧阳上沛的5.5级地震等。本区地震活动的强度、频度相对比较低，属中弱发震区，未出现破坏性地质灾害。在马鞍山市幅新构造运动分区图上，本区的新构造运动主要表现为不同地块的缓慢微弱抬升，微弱沉降和间歇性中等隆起等特征。本矿区位于沿江微弱沉降区内。

综上所述，在自然条件下，本区属基本稳定区。由于区内尚无生产矿山和大型工业设施，区内地质环境基本未遭受破坏，地质环境质量较好。

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