斷層在沉積礦床儲量計算中的影響及應對方法研究

莫家起

(貴州開磷(集團)礦肥有限責任公司, 貴州開陽縣 550302)

斷層在沉積礦床儲量計算中的影響及應對方法研究

莫家起

(貴州開磷(集團)礦肥有限責任公司, 貴州開陽縣 550302)

斷層構造會嚴重影響礦量計算的準確性。以開陽磷礦沙壩土礦段分層井巷工程所控制的礦體區段為例,針對性地提出了斷層構造影響下礦石資源儲量的 3種計算應對方法,可供同類礦山參考借鑒。

沉積礦床;斷層構造;儲量計算方法

礦山生產中,礦石儲量計算的正確性直接影響到礦山年度采掘計劃的準確性,次年度資金和工作的安排,以及采掘的均衡發展。礦床中的斷層嚴重影響了礦量計算,本文針對斷層影響問題,探討在基層礦山如何利用電腦作圖和簡單計算等半手工作業方式,采取相應的應對方法,得出更為真實的結果。

1 斷層構造對礦層儲量計算的影響

自然界中很少存在沒有斷層影響的地質體,在不同勘探階段所探明的斷層構造其詳細程度不同。在礦山生產勘探階段有開拓工程、穿脈、分層井巷工程、人行天井、風井等從不同的側面揭露一定區段的斷層構造,依據這些工程所圈定出來的礦體和計算出的儲量準確性最高,但是針對一定空間范圍的礦體按照一種計算方法的資源儲量進行計算往往會得出錯誤的結論。

眾所周知,斷層對礦產資源儲量計算的影響無非是增加或減少,一般情況下正斷層錯斷礦體導致資源儲量的減少,而逆斷層則導致儲量的增加,當然還有平移斷層、旋扭斷層等。只有甄別各種情況,采取適當的應對方法才能得出更為真實的結果。

2 斷層影響下計算資源儲量的應對方法

2.1 區間發育橫斷層

現以開陽磷礦沙壩土礦段某盤區兩分層揭露的地質特征為例(見圖1)。

圖1 盤區 730,720分層地質特征

依據塊斷法,繪出 E42+1線和 E42+2線剖面圖(見圖2)。

圖2 E42+1線和 E42+2線剖面

已測知兩勘探線的間距為 99.5m,由于兩勘探線在兩分層揭露礦層的面積差小于 20%,所以可采用算術平均進行計算,得出此區間 710分層所控制的礦體體積為 9233.01m;依據兩分層揭露礦層頂底板的情況,分別圈定礦層在 710分層和 720分層的面積,已測知兩分層的段高為 8.8m,其分層平面礦體面積分別為:S710=1226.2594m2,S720=1101.3736m2,算術平均計算可得 710分層控制礦體體積為 10241.58m3。通過對垂直剖面和水平剖面兩種計算方式的比較,其體積誤差為 10.9%,導致誤差的原因是采用勘探線剖面圖與勘探線間距直接計算其區間礦體體積時,忽略了橫斷層引起礦層錯動且復原后將會使區間的礦體增長的部分,所以在存在橫斷層情況下直接采用勘探線剖面圖控制礦體的面積與勘探線間距計算其體積應是錯誤的。

2.2 區間發育走向斷層

以開陽磷礦沙壩土礦段 E40線四盤區 710分層和 720分層為例(見圖3)。

圖3 四盤區 710,720分層地質特征

針對發育如此走向斷層,依然按照上、下兩分層所控制礦層的界線圈定礦體面積,其面積分別為S710=929.8702m2,S720=976.3449m2,兩分層南北兩端的段高依次為 10.8m和 9.3m,段高可取二者的平均值 10.05m,則 710分層控制的礦體體積為:9578.73m3;考慮到在兩分層中發育走向斷層,沿勘探線 E40線和 A線繪制剖面圖(見圖4)。

圖4 A線 E40線繪制剖面

從圖4可以看出,如果將受斷層錯斷后的礦體進行復原,則兩分層所控制的礦體高度顯然比段高小,而以兩分層揭露的礦層界線圈定礦體面積顯然忽略了斷層的錯動,所以計算出來的面積大于斷層存在情況下的面積,應按照剖面圖進行計算 710分層所控制的礦體的體積(已測知 A剖面至 E40線的間距為 106.5m),計算結果為 8748.82m3。

2.3 區間同時發育走向斷層和橫向斷層

在區間同時發育有走向斷層和橫向斷層時,不能直接以垂向剖面或是水平剖面計算此區間的礦體體積,首先要分清斷層構造的序次,將礦體復原到后一期構造形成以前的形狀,以確定礦體的走向長度,如開陽磷礦礦區斷層中橫斷層多為后期形成的斷層,而走向斷層則先于橫向斷層形成。所以在計算區間控制的礦體體積時,要先將礦體復原到橫斷層發育以前的狀態下以確定受橫斷層錯斷前的礦層走向長度。其次繪制先期的走向斷層發育后的剖面以確定兩分層之間所控制的礦體在剖面所表現的面積,再由此計算此區間兩分層所控制的礦體體積。

3 結 論

通過以上分析,在生產勘探中的中段開拓礦量、采準礦量及備采礦量可以按照以下方法進行保有礦量的計算:

(1)在一定的區間內,若僅發育橫斷層則可用各分層控制的礦體面積與分層的段高進行體積的計算,即水平剖面法;

(2)在一定的區間內,若僅發育走向斷層則可用區間兩端的剖面與剖面的垂直距離進行礦體體積的計算,即垂直剖面法;

(3)若在一定區間內同時發育了橫斷層與走向斷層,首先將礦層復原到后期斷層發育前的狀態以確定礦層的長度,其次繪制礦體兩端的剖面圖以確定在計算范圍內的礦層在剖面上的面積,最后以長度和面積為參數進行礦體體積的計算。

[1] 張富民,等.采礦設計手冊[M].北京:中國建筑工業出版社,1989.

[2] 鄧善德.金屬、非金屬礦產儲量計算方法[R].北京:國土資源部礦產資源儲量評審中心,2001.

[3] 候德義.找礦勘探地質學[M].北京:地質出版社,1984.

[4] 管保成.影響礦體儲量計算精度的某些因素[J].化工礦產地質,1989,(1).

[5] 丁安民.煤炭儲量計算方法的理論適用性研究[J].淮南工業學院學報(自然科學版),1998,(2).

2009-12-01)

莫家起(1969-),男,貴州獨山人,研究生,工程師,主要從事礦山地質工作,Email:mjq6900@163.com。