霍山汪家冲金矿床开采技术条件分析

周旭东，黄亮山

（安徽省地质矿产勘查局313地质队，安徽 六安 237000）

近年来，随着金属矿床开采向着综合机械化和地下深部迈进，对矿井水工环地质条件要求也越来越高，综合分析矿床开采技术条件，为矿井安全高效开采提供可靠的地质依据[1]。对此，诸多学者在矿区初步勘察的基础上，对金属矿床水文地质、工程地质和环境地质条件进行分析，开展矿床开采技术条件评价。如赵岩等人对丹东燕子沟金矿床进行开采技术条件分析，为矿床建设提供可靠的地质依据[2]；黄光寿[3]等人对河南省碾子沟铁矿不仅分析评价了矿床开采技术条件还对矿床开采可能引发的地质灾害进行了详细的研究分析，为绿色矿山、安全矿山建设奠定基础。汪家冲金矿区位于霍山县佛子岭镇汪家冲一带，属低山区，最高海拔245.0m，地形较为起伏，切割不强烈，相对最大高差可达128m。区内植被发育，基岩露头较差，区域内水利资源丰富，距佛子岭水库仅150m。通过地质、物探、钻探工作，大致查明区内地质、构造特征和成矿地质条件，查明了矿体的形态、规模、产状和矿石质量，对矿石的选冶性能进行类比研究。本文在综合研究前期地质成果的基础上，对区内矿床开采技术条件进行分析，为后续矿山建设和开采提供地质依据[4]。

1 矿床特征

汪家冲金矿床区位于北淮阳构造带东段的磨子潭—晓天火山岩盆地内，大地构造位置属东秦岭—大别碰撞造山带的东延部分。根据地层的接触关系、沉积相和岩石组合特征以及岩石的变形和变质程度的差异，地层划分为前中生代基底变质岩系和中生代火山—沉积岩系。该矿床矿化类型主要呈石英细脉带型和蚀变岩型（硅化岩），金—石英和金—硫化物—石英矿石建造。矿体规模呈透镜状、脉状，矿体规模较小，长度一般数十米，延深十数米，最大延深110m，走向300°～325°，倾向SW，倾角40°左右。本区金矿床（点）绝大多数分布在汤台子—童家河破碎蚀变带北东侧，只有汪家冲金矿点位于汤台子—童家河破碎蚀变带南西侧。以莲花地东侧、石寨河为界将磨子潭—晓天火山岩盆地分为西、中、东三个部分，浅成侵入热液型金矿点位于北西部，次火山热液型金矿床（点）位于西部，火山热液型金矿床（点）位于中部。西部抬升幅度较大，剥蚀深，火山根部的次火山岩和浅成侵入体大面积出露，出露浅成侵入热液型和次火山热液型金矿床（点），中部剥蚀较浅，毛坦厂组中性火山岩含矿岩系大量出露，出露火山热液型金矿床（点）。

2 矿床水文地质条件

（1）区域水文地质背景。汪家冲矿区属于亚热带季风气候区，四季分明、气候温暖湿润、雨量充沛。地貌属构造—剥蚀形成的水库、丘陵、低山区域。山体由侏罗系上统火山熔岩及火山碎屑岩组成，海拔高程110～245m 不等，佛子岭水库沿东侧从矿区内通过，矿区内沟谷发育，呈南西高陡北东低缓的北东向展布，主要矿段靠近水库边缘，且在当地侵蚀基准面上下，丰水期（或水库蓄水）部分矿体延伸水体以下，枯水期矿体则远离水体。汪家冲矿区属于佛子岭水库水系范围，矿体西侧有大西冲溪流在此处注入水库，大气降水大多沿地表流失，少部分沿裂隙渗入，且在沟底及水库内泄出。因此，水库水位及大西冲行洪时滞留水位是影响矿体充水的重要因素。由于地形坡降大，有利于自然排泄，仅少部分裂隙水，也在山坎或低洼处排出地表，因此，矿体的充水条件明显地受到了限制[5]。

（2）矿区含水层。按岩石、岩性的含水条件主要划分为松散岩层孔隙含水岩组、风化裂隙含水岩组、火山熔岩裂隙含水岩组、火山碎屑岩类裂隙含水岩组。

（3）矿区隔水层。主要为正长斑岩、二长斑岩、闪长玢岩等，零星分布，裂隙不发育，属相对隔水岩组，距矿体较远，没有直接对矿体顶、底板形成隔水层或构成影响。

（4）构造水文地质特征。汪家冲矿区有磨子潭—桐城断裂呈北西向通过，矿体产于该断层上盘，与断裂结构面较远，断裂内充水对矿体不构成影响，但叠加的相对浅层次的北西向、北北东向两条破碎蚀变带则对矿体产生影响，有利于地下水的集中和排泄。

（5）矿床充水预测。汪家冲矿体北西走向，处于佛子岭水库边缘，横切大西冲冲沟，部分矿段延伸侵蚀基准面以下，有一定的富水性。因此，矿体内充水程度随丰、枯水期和库水涨落而发生变化。

3 矿床工程地质特征

3.1 工程地质岩组及特征

（1）第四系松散层岩组。主要分布于汪家冲矿区的大西冲水系一级阶地，岩性为青灰、灰黄、黄褐色的粘土、亚粘性，部分地段特别是近湖、河的低洼地区常夹淤泥质土，一般厚4～20m。该粘性土具中等压缩性，一般为可塑—软塑状，承载力100～300kPa，部分地段夹软塑—流塑状淤泥质土，其工程地质性能大大降低。

（2）坚硬、较坚硬层状安山岩岩组。主要分布于矿床北部和东部。为多期火山熔岩、潜火山岩，形成于中生代。岩性主要为安山岩。该岩组具厚层状结构，岩质坚硬，干抗压强度为（36～172）×103kPa，柱状裂隙发育，抗风化能力较弱。

（3）坚硬较坚硬层状凝灰岩岩组。主要分布于矿床西北部和东南部。多为早白垩世火山碎屑岩组成。岩性主要为凝灰岩、凝灰质角砾岩及安山质凝灰岩等。为厚层状结构，岩质较坚硬，干抗压强度（57～167）×103kPa，岩组中岩相变化大，常夹火山熔岩，其工程地质性质多变。

（4）坚硬层状片麻岩岩组。主要分布于矿区西南部，主要由新太古代、新元古代地层和变质侵入岩组成。岩性为碎裂岩化片麻岩和糜棱岩化片麻岩。为厚层状结构，岩石质地坚硬，强度高，干抗压强度（102～208）×103kPa，但岩组中暗色矿物含量较多，片麻理发育，风化强烈，甚至剧烈，使其强度大大降低。

3.2 矿区工程地质类型

矿体围岩主要为安山岩、安山质凝灰岩和片麻岩等，地层岩性较为复杂。矿区内成矿后断裂呈北东向，仅有一条，长约900m，错断地层及磨子潭—桐城断裂，断距达400m，断裂面较平整，两侧岩石破碎，地质构造较复杂。矿体顶底板为层状坚硬—较坚硬岩类，岩石强度中等但变化大，受断裂构造影响较为破碎，主要工程地质问题为围岩坍塌及冒顶、底鼓等[5-6]。因此，汪家冲金矿床工程地质条件为中等类型。

4 矿床环境地质特征

4.1 矿山开采对地表水及地下水的影响

霍山汪家冲金矿床地下水（即裂隙水）物理性质为无色、无味、无沉淀、透明度良好，低矿化。此外，矿区附近无污染源，矿体及围岩也不易分解出有害组分，其地质环境良好。对地表水和地下水污染源主要为后期大规模的矿床开采所造成的废渣、尾矿和采选矿排出的废水等。因此，矿山建设应充分考虑大规模的开采活动对地表水和地下水的污染问题，及时处理采矿废渣和尾矿，净化采选矿排出的废水，同时做好土壤和水体的定期监测工作[7]。

4.2 矿山开采可能引发的地质灾害

（1）地面塌陷和地裂缝。大规模的矿床开采活动打破原始平衡，易形成采空区，对周边地形地貌和自然环境造成影响。随着开采时间和开采深度的不断推进，采空区会越来越大，极易在矿区地表形成地面塌陷和地裂缝。为防止矿山开采引发的不良地质灾害，在矿井巷道中及时采取抗变形支护，同时做好尾矿及时回填等措施。

（2）崩塌、滑坡及泥石流。矿区开采形成大量的尾矿弃渣，随意排放堆积不仅对周边水体造成污染，还会引发堆积边坡崩塌、滑坡和泥石流等地质灾害。故开采活动形成的尾矿弃渣应选择合适的堆放场地，远离沟谷、村庄和地表水体，并同时做好地面变形监测和地质灾害预警工作[8]。

4.3 矿区环境地质类型

矿区内现状条件下无重大污染源，地下水体物理性质良好，矿体及围岩也不易分解出有害组分。对环境造成污染和影响主要来自废渣和尾矿堆积可能引发的崩塌、滑坡及泥石流等地质灾害、矿床开采形成的采空区内地面塌陷和地裂缝以及采区周边土壤和水体的污染问题等。因此，本文研究认为霍山汪家冲金矿床环境地质条件良好。

5 结论

（1）汪家冲矿体部分沟通了地表水体，破碎蚀变带有一定的富水性，属于水文地质条件中等型的矿床。断裂构造是查区矿体的主要控矿因素，蚀变、后期构造破碎直接影响了围岩的稳固性，故工程地质条件中等。环境地质条件良好。矿床开采技术条件勘查类型为开采技术条件中等复合问题的矿床。

（2）本文就汪家冲金矿床水文地质、工程地质和环境地质条件分别进行了分析研究，对矿床开采技术条件进行评价，为后续矿床开采提供了可靠的地质依据。