云南省大姚縣六苴銅礦礦床賦存特征

摘 要：文章重點介紹了云南省大姚縣六苴銅礦礦體的賦存特征，分別從礦體的成礦特點、構造、水文地質、工程地質、環境地質等方面綜合分析研究該礦體，對六苴銅礦礦床的開發利用及指導具有重要的意義。對延長老礦山服務年限意義重大也有利于埋在深部礦產資源得以有效的開發利用，也對楚雄彝州民族貧困地區經濟發展起到積極的促進作用，有利于滇中砂巖銅礦的進一步持續穩定開發和云南省經濟支柱產業之一——礦業的持續發展，具有顯著的經濟效益和廣泛的社會效益。

關鍵詞：六苴銅礦；地層；構造；礦床水文地質特征；工程地質特征；環境地質

1 概況

六苴礦區位于云南省楚雄彝族自治州大姚縣城西北方向，直線距離12Km的六苴鎮，公路里程45Km。地理坐標東經101°6′至101°30′，北緯25°40′至25°18′，礦區占地面積246.13萬m2。礦區有公路里程距楚雄市160Km，距昆明328Km，礦部經大姚、永仁至元謀縣黃瓜園鎮精礦轉運站（成昆鐵路黃瓜園站）的公路約178Km。

2 六苴礦床地質特征

滇中紅盆最大的砂巖銅礦六苴礦床產出于白堊系上統馬頭山組六苴下亞段的灰～灰綠的中、細長石、石英砂巖中，礦體有以下明顯特征①層控性，綿長近15Km范圍，礦體均產出于六苴下亞段靠西淺紫交互一側，且僅呈現一層含礦層；②穩定性、形態產狀、品位在延伸方向都較穩定；③成礦規律明顯，呈現明顯金屬礦物分帶性，向東側呈“燕尾”分枝尖滅，向西呈“魚頭”或“楔形”尖滅于紫色層。從六苴礦床地表露頭～小河～石門坎礦～落及木乍～巖子口礦床經多年區域地質規律研究證實屬同一地質砂巖沉積成礦帶，受區域地質構造影響，三部份礦體在平面上呈一半環形的帶狀分布（見附圖1：六苴礦床區域構造結構圖）。

2.1 地層

礦區出露地層有侏羅系上統蛇店組（J3s）、妥甸組（J3t）；白堊系下統高峰寺組（K1g）、普昌河組（K1p）；白堊系上統馬頭山組（K2m）、江底河組（K1j）。蛇甸組、江底河組礦區出露不全。

礦區出露主要含礦地層為馬頭山組六苴下亞段（K2ml1），本層探明儲量占礦區探明儲量的78%，次要含礦層馬頭山組六苴中亞段（K2ml2）；另為高峰寺組凹地苴下亞段（K1gw1），本層探明儲量占礦區探明儲量的22%。下面主要介紹六苴下亞段、六苴中亞段地層、白堊系上統馬頭山組大村段、江底河組下雜色泥巖段：

（1）白堊系上統馬頭山組六苴下亞段（K2ml1）：巖性為一套紫紅色-淺灰色中-細粒長石石英砂巖，夾薄-中厚層狀粗砂巖、含礫-礫石質砂巖，礫石成份以石英、長石為主，次為燧石、粉砂巖等，礫徑0.3-3.0cm，半圓狀、次棱角狀；可見細水平層理，厚度25-60m。主要含礦層。

含礦層為淺紫交互層中淺灰色中～細砂巖，淺色層厚度20～35m，靠淺紫交互一側礦化>0.3%，寬度僅在460～170m之間，呈北寬南窄，至X2864100處礦段礦體短軸走向寬度變窄在170～200m之間。

（2）白堊系上統馬頭山組六苴中亞段（K2ml2）：紫紅色泥巖與細粒砂礫巖

互層，局部夾灰色砂巖。淺色層厚度8～15m，巖性以灰綠～淺灰色中細粒砂巖為主。在“刀把”Ⅳ期礦段詳查工程揭露并控制了礦化帶，是找礦的新突破。

（3）白堊系上統馬頭山組六苴上亞段（K2ml3）：暗紫色砂質泥巖和粉砂巖的互層，含淺色砂巖團塊，與下伏巖層漸變接觸。厚度45～60m。

（4）白堊系上統馬頭山組大村段（K2md）：底部為灰綠色復礦礫巖，厚0～5m。本層普遍含鈣質及少量黃鐵礦，厚0.2～0.5m；中部上、下為灰黑色炭質泥巖，具明顯的條帶構造，中間夾綠灰色厚層狀含鈣泥巖，風化后形成淋蝕孔，厚12～30m；上部綠灰色泥巖，厚約9m；頂部為薄層細砂巖，厚1.7～6m。區域上為主要含礦層，礦區內未見工業礦體。

（5）白堊系上統江底河組下雜色泥巖段（K2j）：紫紅色泥巖夾多層黃綠色鈣質泥巖、粉砂巖，出露不全，厚大于770m。

2.2 構造

2.2.1 褶皺。大雪山復式背斜縱貫整個礦區，組成骨架構造，其軸向由北西至么社底簸向南逐漸轉為南北——北西向，南端傾沒于界牌附近。兩翼產狀西緩東陡：西翼10-30°，東翼55°。與其相應產生的次級褶皺構造有簸箕背斜、落及木乍向斜、巖子口向斜、火箭山穹窿、獨家村向斜及一系列產于大雪山復式背斜翼部的更次一級的舒緩波狀撓曲。它們軸向多為北西向或南北向，總體與主背斜軸一致。主背斜控制礦床的分布，礦床沿背斜轉折端及傾沒端西翼呈環帶狀分布。次級褶皺及撓曲控制礦體的露頭及礦體形態。見附圖1：六苴礦床區域構造結構圖。

2.2.2 斷裂

主要有兩組：

a.NNW-SN-NNE向斷層，與主構造方向一致，是一組壓扭性斷裂，其產狀常與大雪山背斜軸向平行或與地層產狀小角度斜交，斷層面常見擦痕、斷層泥，以逆斷層為主。為主應力派生的剪切應力形成。

b.EW向組，包括了NWW-EW-NEE向斷層，其產狀常與大雪山背斜軸向近于垂直，是一組張扭性斷層，以右行平移正斷層為主，在礦區較為發育，一般傾角較陡，常破壞礦體，平面上造成礦體錯移，沿斷層面上礦體下掉，如六苴礦床的F1、F9、F36-1、F501、F601、F701、F801、F901等。水平斷距最大180m（F36-1），鉛垂斷距最大25余米（F601）。有時在該組斷層兩側斷續出露有煌斑巖脈，本組斷層破碎帶明顯。為主應力派生的張應力形成。

礦段內經工程揭露，斷裂中等發育，主要以NW向右行、左行平移斷層為主，分別為F601、F701、F801、F901等對礦體直接造成破壞。

四條斷裂反映在平面上使礦體發生錯移，且錯移至左、右交替出現，它是造成礦體走向發生變化之重要原因。在剖面上礦體上升、下掉，在與更次一級EW向斷裂交合部位，局部礦體變為厚大。

2.3 礦床水文地質特征

礦區主要含水層以六苴下亞段（K2mll）中細砂巖層為主，結構致密堅硬，裂隙中等發育，裂隙率0.19～4.52%，以構造承壓水為主。頂板為六苴中亞段（K2ml2）次含水層，底板為普昌河組（K1p）紫色厚層狀粉砂質泥巖隔水層，局部工程揭露紫色砂巖層，會出現承壓構造裂隙涌水，但水量小，經測定最大流量僅3m3/h，衰減較快。

經開采六苴礦床多年的實際經驗，主礦體含水層具有水壓大、水量大、衰減快等特點，開采過程中隨工程下掘承壓靜水位線逐漸下降，對后期開采無較大影響，水文地質條件屬簡單至中等。

2.4 工程地質特征簡述

2.4.1 礦巖物理機械性能

六苴礦床礦體和礦體頂板為中～細粒長石、石英砂巖，礦體和頂板圍巖的不同只是巖石顏色與含銅量不同。巖石硬度均為Ⅱ～Ⅲ級，硬度系數10～14，垂直層面開裂強度405～1920Kg/cm2，平行層面開裂強度352～2661Kg/cm2，松散系數為1.66；小體重測定六苴礦床為2.67t/m3；礦石濕度：六苴礦床0.75～0.88%，安息角六苴為38°～40°。礦石塊度50～400m占53.5～76%，小于10mm占3.7～14.2%，在礦山生產中礦巖塊度與鑿巖爆破技術有關。游離二氧化硅含量六苴礦床為70.3～75%。以上數據引用前多次物化試驗成果，生產中已運用多年。

2.4.2 采空區巖體的穩固性

①六苴礦床氧化礦。六苴礦床從地表露頭至1845m標高以上為氧化礦體，露頭標高1930～1950m，從露頭至F9以北（近200m）在設計時未規劃開采，下部分四個中段采用崩落法回采。由于露頭地段覆蓋巖層薄，礦體傾角與山形相反，在濕法酸浸廠建成后，礦山有規劃的對該部分進行了回采，首先留了60m的保安礦柱，然后對厚大部分礦體進行了回采，由于礦巖破碎，礦層中含有夾石，回采率僅35%左右。氧化礦整體地表無村莊、田地，在規劃開采時認為允許地表陷落，在生產中還進行了地表巖移觀測，98年已標出陷落區，現整個地表已趨于穩定期。

②六苴礦床硫化礦。硫化礦埋藏深度190～860m，大部分超過300m，礦體厚度大于6m（平均13m），占總儲量的85%，回采用有底部結構嗣后充填采礦法，厚度小于6.0m的用留規則礦柱全面法回采。通過對礦層及頂板巖石穩固性研究試驗，認為生產盤區頂板暴露面積只能在2000～2500m2以內，并在回采結束后及時充填，礦山在生產中已按規劃對厚大礦體首先用廢石充填，然后再用尾礦砂充填，對薄礦體回采后一次性用尾砂充填，充填接頂率達90%以上，現已對要求充填的空區全部充填，未欠充填賬，保證了采空區的穩定。

2.4.3 礦床圍巖的穩固性

六苴礦床由北東向南西方向側伏延伸，礦體內Ⅰ號礦體呈緩傾斜的單斜由露頭向深部延伸約3000m，寬150～450m，厚1～36m，礦體賦存于六苴下亞段淺紫交互帶的淺色長石石英砂巖中，礦體產狀與地層產狀基本一致。近地表斷裂構造比較發育，礦體從地表露頭至F9以北埋藏淺，巖石受風化影響和節理裂隙發育，礦體頂板和礦體本身都極不穩固，從1875標高至F9之間為氧化礦石，由于風化和氧化淋漓作用，巖石破碎，礦巖性質為不穩固，開采中用崩落法回采；1875標高以下的硫化礦則礦體頂板和礦體本身屬比較穩固至中等穩固，局部在斷層發育部位，礦巖受其破壞后變得不穩固，總體為礦巖的穩固性主要與埋藏深度和構造發育程度密切相關。

2.5 環境地質

礦體頂板圍巖多為紫色中細粒長石、石英砂巖或粉砂巖，結構致密，裂隙不發育，其余礦體頂、底板圍巖仍以砂巖為主，局部有泥巖出現，六苴下亞段砂巖構造裂隙發育，線裂隙率0.056-4.54%。根據巖石抗壓強度試驗，礦體處于堅硬～半堅硬的層狀巖石中，一般坑道掘進均無須支護，這已由六苴北部和中部目前正在開采的實踐所證實。同時礦山在“三廢”的排放措施上，首先在排廢碴上，已采用廢石不出坑，就近為采空區的回填料源，據統計多年來形成空區量5408829m3，實現充填量5012264m3，充填接頂率達92.67%，即達到廢石不出坑污染環境占用土地，降低成本的目的，又對限制空區垮塌造成地表陷落起了支撐作用；選礦尾砂的處理一是建立尾砂、廢石充填系統進行空區尾廢混合充填；二是進入專設尾砂庫集中堆壩，尾礦庫的安全防汛、防洪措施，經國家安監部門論證，可有效預防100年的洪澇；礦山一貫堅持“安全第一，預防為主”的安全工作方針，加強對職工的安全知識、專業技能培訓，注重員工勞動保護。對尾礦庫、井下采空區充填、井下通風防塵等安全危險源點、難點進行重點管理，確保生產的有序高效。工業用水在尾礦壩經澄清后供井下和選廠生產循環使用；地表專有4處通風出口，多年對地表植樹造林，一系列措施對環境保護起到積極的作用。

3 結束語

六苴銅礦礦床的地質特征要堅定不移地向深部繼續推進研究，力爭2-3年控制整個礦床的地質特征，提交較可靠的地質資料，對六苴銅礦礦床的開發利用及指導具有重要的意義。同時能提供4000余人的就業，可使老礦山設備、廠房、尾礦壩等基礎設施進一步有效利用，對延長老礦山服務年限意義重大也有利于埋在深部礦產資源得以有效的開發利用，也對我國楚雄彝州民族貧困地區經濟發展起到積極的促進作用，有利于滇中砂巖銅礦的進一步持續穩定開發和云南省經濟支柱產業之一——礦業的持續發展，具有顯著的經濟效益和廣泛的社會效益。

參考文獻

[1]朱炎銘.礦井地質學[M].中國礦業大學資源學院出版.

[2]朱志澄.礦構造地質學[M].中國地質大學出版社出版，1990.

[3]王大純.水文地質學基礎[M].地質出版社.

[4]云南省大姚縣六苴銅礦地質報告.