廣東省廣寧縣某鈮鉭礦區(qū)工程地質(zhì)條件研究

黃美群

（廣東省地質(zhì)局第五地質(zhì)大隊(duì)，廣東 肇慶 526020）

廣寧縣是廣東省礦產(chǎn)資源豐富的地區(qū)，目前已發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)資源有金、稀土、鐵、錳、鋁土礦、鈮鉭等46種礦產(chǎn)。本礦區(qū)位于廣寧復(fù)式背斜畢隴復(fù)式褶皺的中段，大致以F1斷裂帶為界，西側(cè)（上盤）地層傾向南東，東側(cè)（下盤）地層傾向北西，分布有變質(zhì)巖和火山巖[1]。

1 區(qū)域水文地質(zhì)

（1）地形地貌及氣象。調(diào)查區(qū)為高丘陵地貌，總的地勢(shì)中部高，南北低，山體標(biāo)高一般+200～+400m。地形切割多較深，坡度較陡，以“V”型谷為主。礦區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候，溫暖潮濕，雨量充沛，年平均降雨量1692.1mm。

（2）地表水。調(diào)查區(qū)地表水系較發(fā)育，主要為溪溝，其流向受分水嶺的控制，自南向北流經(jīng)礦區(qū)，匯入綏江。

（3）地下水。①松散巖類孔隙水。含水巖組為第四系沖洪積層和坡殘積層。巖性主要為沖積物的含礫石粘土、亞粘土和坡殘積的含碎石亞粘土、亞砂土，厚度一般1.30m～6.15m，含孔隙潛水，富水性弱。②層狀巖類裂隙水。含水巖組為震旦系C組，巖性以角巖化中細(xì)粒長(zhǎng)石石英雜砂巖，變質(zhì)石英粉砂巖為主，上部巖石風(fēng)化較強(qiáng)，風(fēng)化裂隙較發(fā)育。泉流量多為0.014～0.610L/s，含裂隙潛水，富水性弱。枯季地下徑流模數(shù)5～8.3L/s·km2，水化學(xué)類型為HCO3-Ca·Na和HCO3·Cl-Na·Ca，礦化度0.026～0.120g/L。③塊狀巖類裂隙水。含水巖組為燕山期花崗巖，巖性為中～粗粒斑狀黑云母花崗巖和混合巖，淺部風(fēng)化裂隙發(fā)育，泉流量一般0.014～0.635L/s，含裂隙潛水，富水性弱。枯季地下徑流模數(shù)1.458～7.648L/s·km2，水化學(xué) 類 型 為HCO3·SO4-Na·Ca和HCO3·Cl-Ca·Mg，礦化度0.100～0.168g/L。④構(gòu)造斷裂含水性。區(qū)內(nèi)斷裂較發(fā)育，主要有近南北向、北東向和北西向三組。巖性主要為角礫巖、硅化壓碎巖。斷裂兩側(cè)及附近見泉水出露，泉流量0.014～0.080L/s，富水性弱。

2 礦區(qū)工程地質(zhì)

2.1 礦體及圍巖巖石質(zhì)量

（1）松散巖組。由第四系殘破積層的砂質(zhì)粘土、礫砂質(zhì)粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土及全～強(qiáng)風(fēng)化變質(zhì)石英雜砂巖，全～強(qiáng)風(fēng)化變質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖組成，松散結(jié)構(gòu)。殘破積土可塑，局部較堅(jiān)硬，粘聚力32.5kPa～34.6kPa，平均33.6kPa，內(nèi)摩擦角15.9°～22.3°，平均18.9°，壓縮系數(shù)0.45～0.51MPa-1，平均0.47MPa-1；壓縮模量3.62MPa～4.12MPa，平均3.79MPa。

（2）軟弱巖組。由中風(fēng)化變質(zhì)砂巖、中～微風(fēng)化偉晶巖，以及局部分布的碎裂巖、構(gòu)造角礫巖等組成，碎裂結(jié)構(gòu)，巖芯普遍較破碎，以塊狀為主，局部呈碎塊狀，風(fēng)化裂隙和構(gòu)造裂隙發(fā)育，并斷續(xù)見石英脈或碳酸鹽細(xì)脈充填裂隙。巖石質(zhì)量指標(biāo)（RQD）0%～57%，平均18.2%，巖體質(zhì)量指標(biāo)（M）0.107，巖體質(zhì)量差，屬Ⅳ類巖體。

（3）半堅(jiān)硬巖組。屬該巖組的有微風(fēng)化變質(zhì)石英雜砂巖和新鮮偉晶巖。層狀結(jié)構(gòu)，巖心較完整，以短柱狀為主，局部裂隙較發(fā)育，呈塊狀。巖石質(zhì)量指標(biāo)（RQD）15%～60%，平均43.8%，巖體質(zhì)量指標(biāo)（M）0.644，巖體質(zhì)量中等，屬Ⅲ類巖體。

（4）堅(jiān)硬巖組。該巖組主要為新鮮的變質(zhì)石英雜砂巖。層狀結(jié)構(gòu)，塊狀結(jié)構(gòu)，巖芯完整，以長(zhǎng)柱狀、短柱狀為主，裂隙多為充填閉合狀，巖石總體較堅(jiān)硬致密。巖石質(zhì)量指標(biāo)（RQD）56%～100%，平均81.8%，巖體質(zhì)量指標(biāo)（M）2.582，巖體質(zhì)量良，屬Ⅱ類巖體。

2.2 礦區(qū)工程地質(zhì)巖體結(jié)構(gòu)面分級(jí)及其特征

礦區(qū)位于廣寧復(fù)式背斜畢隴復(fù)式褶皺的中段，巖體的結(jié)構(gòu)面發(fā)育，可分為Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)和Ⅳ級(jí)結(jié)構(gòu)面，其特征分述如下：

（1）Ⅱ級(jí)結(jié)構(gòu)面。分布于礦區(qū)西部的F1斷裂，其走向近南北向，出露長(zhǎng)度大于1400m，可見寬度大于20m，為逆沖斷層，巖性為構(gòu)造角礫巖和硅化壓碎巖，產(chǎn)狀傾向西，傾角約70°，斷裂帶附近的次級(jí)裂隙中見有偉晶巖脈充填，斷裂帶既是容礦構(gòu)造也是導(dǎo)礦構(gòu)造，其后期活動(dòng)又對(duì)礦體有破壞作用。

（2）Ⅲ級(jí)結(jié)構(gòu)面。該結(jié)構(gòu)面在礦區(qū)分布廣泛，在區(qū)內(nèi)表現(xiàn)為：a.南北向斷裂：主要為F2斷層，分布于礦區(qū)北東部，長(zhǎng)度大于900m，可見寬度0.5m～2.5m，為張性斷裂，傾向東，傾角70°～73°。b.北西向斷裂：主要為F21斷層，分布于礦區(qū)中北部，傾向南西，傾角65°～85°。c.北東向斷裂：主要為F33，分布于礦區(qū)及區(qū)外南東部，長(zhǎng)度約700m，寬度1m～2m，總體傾向南東，傾角70°，為正斷層。

（3）Ⅳ級(jí)結(jié)構(gòu)面。該結(jié)構(gòu)面是礦區(qū)內(nèi)的節(jié)理、層理、片理、風(fēng)化裂隙和構(gòu)造裂隙。礦區(qū)層理、片理主要發(fā)育于震旦系C組的變質(zhì)砂巖中，對(duì)巖體強(qiáng)度影響不大。構(gòu)造裂隙多發(fā)育于Ⅱ、Ⅲ級(jí)結(jié)構(gòu)面附近，沿構(gòu)造裂隙面多發(fā)生蝕變，使得巖體力學(xué)強(qiáng)度降低。

2.3 工程地質(zhì)分層及礦體、圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

根據(jù)礦體和圍巖的巖石質(zhì)量，礦區(qū)在垂向上可分為四個(gè)工程地質(zhì)層，各層分層情況及穩(wěn)固性評(píng)價(jià)如下。

（1）松散層（Ⅰ）。分布于礦體及圍巖頂部，由松散巖類和全～強(qiáng)風(fēng)化巖組成，結(jié)構(gòu)松散，穩(wěn)固性差，層底埋深0.20m～40.21m，厚度0.20m～40.21m，平均19.11m。厚度較大，結(jié)構(gòu)松散，開采揭露該層時(shí)易出現(xiàn)崩塌、冒頂?shù)炔涣脊こ痰刭|(zhì)現(xiàn)象，對(duì)礦山開采影響大，井巷開采必須進(jìn)行支護(hù)。

（2）中風(fēng)化層（Ⅱ）。位于松散層之下，大部分地段缺失，部分地段有分布，主要由軟弱巖組中的中風(fēng)化巖（礦）石和微風(fēng)化偉晶巖組成，底板埋深13.11m～62.00m，厚度1.30m～15.65m，平均厚度7.07m。巖石質(zhì)量極劣～劣，巖體破碎～完整性差，巖體質(zhì)量差，穩(wěn)固性差，開采時(shí)局部易出現(xiàn)崩塌、冒頂、片幫等不良工程地質(zhì)現(xiàn)象，對(duì)礦山開采有較大影響，井巷開采時(shí)多需支護(hù)。

（3）微風(fēng)化層（Ⅲ）。大部分位于中風(fēng)化層之下，局部位于松散層之下，大部分地段見有分布，局部缺失，由微風(fēng)化變質(zhì)砂巖和新鮮偉晶巖組成，為半堅(jiān)硬巖組巖石，底板埋深14.58m～85.00m，厚度0.98m～35.71m，平均厚度14.99m。該層巖石質(zhì)量劣～中等，巖體完整性差～中等完整，巖體質(zhì)量中等，穩(wěn)固性多較好，開采時(shí)局部可能會(huì)出現(xiàn)崩塌、冒頂、片幫等不良工程地質(zhì)現(xiàn)象。對(duì)礦山開采有一定影響，井巷開采時(shí)除局部分布的角礫巖、碎裂巖等裂隙發(fā)育地段需進(jìn)行支護(hù)外，其余一般不用進(jìn)行支護(hù)。

（4）新鮮巖層（Ⅳ）。位于微風(fēng)化層之下，主要由半堅(jiān)硬～堅(jiān)硬巖組巖（礦）石組成，該層巖石質(zhì)量以好為主，巖體質(zhì)量較完整～完整，巖體質(zhì)量以良為主，穩(wěn)固性多較好，局部破碎帶附近較差，屬一般穩(wěn)定型～穩(wěn)定型，對(duì)礦山開采影響不大，井巷開采時(shí)除局部分布的碎裂巖、構(gòu)造角礫巖地段需進(jìn)行支護(hù)外，其它地段一般無需支護(hù)。

3 結(jié)論

綜上所述，礦區(qū)地層較簡(jiǎn)單，但巖組結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，且上部風(fēng)化作用較強(qiáng)，局部厚度較大，巖（土）體穩(wěn)固性差，開采時(shí)易發(fā)生冒頂、崩塌等礦山工程地質(zhì)問題；下部礦體圍巖以半堅(jiān)硬巖為主，穩(wěn)固性一般較好，但局部所夾的構(gòu)造破碎帶，穩(wěn)固性較差，局部可能會(huì)發(fā)生片幫、冒頂、崩塌等礦山工程地質(zhì)問題。因此礦床工程地質(zhì)條件中等。