山東省某礦區建筑用石料礦床地質特征及開采技術條件

廉 波

（山東省第七地質礦產勘查院，山東 臨沂 276000）

1 礦區地質概況

礦區位于新甫山一盂良崮凸起西部。礦區出露地層為泰山巖群雁翎關組、寒武系朱砂洞組上灰巖礦、寒武系長清群饅頭組。

礦區內出露地層為泰山巖群雁翎關組二段、寒武紀長清群朱砂洞組上灰巖段和寒武紀長清群饅頭組石店段地層。朱砂洞組上灰巖段為礦層賦存層位。其中，各地層情況如下：

1.1 泰山巖群雁翎關組二段

巖性主要為黑云變粒巖、角閃黑云變粒巖、黑云斜長變粒巖、陽起片巖及斜長角閃巖等。片麻理走向北西，傾向南西，傾角65°左右。在礦區北部小面積分布[1-3]。

1.2 朱砂洞組上灰巖段

為賦礦地層。分布于礦區及外圍，巖性主要為灰色泥晶灰巖夾藻灰巖。巖層走向近南北，傾向91°，傾角2°左右。該地層上部與饅頭組石店段整合接觸。礦區內地層平均厚約40.24m。

1.3 寒武紀長清群饅頭組石店段

巖性自下而上為黃綠色頁巖、灰黃色薄層灰巖、灰色中層疊層灰巖，巖層走向近南北，傾向91°，傾角2°左右。下伏朱砂洞組上灰巖段地層。礦區內地層平均厚約12.21m。

礦區內未見明顯的斷裂構造，巖漿巖主要為傲徠山超單元松山單元中粒二長花崗巖、傲徠山超單元邱子峪單元巨斑狀細粒含黑云二長花崗巖及泰山巖群雁翎關組二段的黑云變粒巖巖體。

2 礦體特征

礦區內石灰巖礦賦存于寒武紀長清群朱砂洞組上灰巖段，主要巖性為泥晶灰巖夾藻灰巖，礦層呈層狀，走向近南北，傾向91°，傾角2°左右，變化穩定。區內礦層呈北東—南西向拉長的多邊形，南北長約1130m，東西寬約72～215m，賦存標高+420～+330m，礦區面積約0.17m2。礦層厚度具有北厚南薄的特點，其鉛直厚度平均為40.30m。

3 礦體質量

3.1 礦石質量

礦石的主要巖性為泥晶灰巖，其次為藻灰巖，礦物成分主要是方解石，其含量在95%以上，其次為白云石，其含量小于5%，還有極少量的泥質、硅質和生物碎屑，局部沿裂隙有次生的方解石等礦物。

根據區域同層礦石化驗結果，化學成分為CaO：50%±；MgO：2.2～2.3%；SiO2：2～4%；燒失量為41～42%；還含有少量的Al2O3、Fe2O3、Na2O、K2O。礦石不含汞、砷及放射性等有害元素，開采礦石對環境及人體無損害。

礦石的主要結構為藻凝塊結構、泥晶結構等。

礦石的主要構造為層狀構造、塊狀構造、云斑構造等。

3.2 物理性能

本區礦石呈灰色至深灰色塊狀。根據周邊礦區石灰巖礦勘查資料，礦區內巖石硬度4.0～5.0級,肖氏硬度61～67 MPa,抗壓強度700～1600Kg/cm3，抗折強度為130～190Kg/cm3。礦區礦石質量優良，有害組分含量較低，并且礦石質地較硬、脆性好，宜于破碎，是良好的建筑用碎石原料。

3.3 礦石自然類型

礦石的自然類型為灰色泥晶灰巖、藻灰巖；礦石的工業類型為建筑石料用石灰巖。

3.4 礦床成因

本礦床是由化學和生物化學沉積形成的。據礦石類型、礦石厚度及沉積韻律特征分析，礦床形成于熱帶或亞熱帶水流動強烈的淺水潮下高能環境中，過飽和海水中CaCO3圍繞懸浮狀態的內碎屑、生物碎屑、泥質物等小質點，即形成泥質方解石，隨著在表層海水飽和CaCO3溶液中的懸浮滾動，泥晶方解石結晶越來越多，當質量達到足以克服海水的機械能量時，便在海底沉積下來，當海水機械能量變大時，有一部分晶粒又被海水擾動起來，繼續懸浮在飽和CaCO3表層海水中，又繼續發生沉淀結晶作用。如此反復多次，直到海水的水動力條件不能把它擾動起來，沉淀形成泥晶方解石及粘土質礦物，經后期固結成巖作用形成泥晶灰巖，同時又用少量生物碎屑、球粒、藻凝塊沉淀時，可形成生物碎屑灰巖、藻灰巖等巖石類型。

3.5 礦層圍巖及夾石

礦層賦存于寒武紀朱砂洞組上灰巖段地層。礦層頂板巖性為寒武紀饅頭組石店段組黃綠色頁巖、薄層灰巖、疊層灰巖，底板為傲徠山超單元松山單元中粒二長花崗巖、傲徠山超單元邱子峪單元巨斑狀細粒含黑云二長花崗巖及泰山巖群雁翎關組二段的黑云變粒巖巖體。礦層內無夾石。

4 礦床開采技術條件及水文地質

工程地質：本礦區礦層賦存于寒武紀朱砂洞組上灰巖段，主要巖性為泥晶灰巖，礦石致密、堅硬，巖石硬度4.0～5.0級，肖氏硬度61～67 Mpa,抗壓強度700～1600Kg/cm3，抗折強度為130～190Kg/cm3。礦區礦石穩定性好，但開采時應注意安全，留足開采邊坡角，建議不大于60°為宜。礦區工程地質條件簡單。

水文地質：礦區及附近屬丘陵地貌，最高海拔約+434m。礦層最低開采標高為+330m，礦區及周圍最低侵蝕基準面為+260m。礦區內礦層開采標高在地下潛水位之上，灰巖的開采不受地下潛水的影響。礦體的頂板為饅頭組石店段泥云巖，裂隙、節理不發育，底板為巖體，為相對的隔水層。

區內地表水系不發育，區內補給水主要為大氣降水。礦區地勢南高北低，，地表涇流條件良好，有利于地下水的自然排泄。綜合分析認為本礦區的水文地質條件較簡單，有利于開采。但要注意雨季時集中降水，可能造成采坑的短時積水，仍需備有抽水設備。

環境地質條件：據中國地震動參數區劃（B13806-2001），本礦區地震動峰值加速度為0.10g，屬較穩定區。礦石不含對人體有害的放射性等元素，未來采礦中不排放有毒及污染環境的氣體或液體，僅在礦石破碎、裝載過程中會產生粉塵，需采取必要措施，以減輕污染。礦區內無農田和規模林區，在礦區的可視范圍內，沒有高速公路、國道、鐵路以及風景、名勝等自然保護區，礦山的開采不會造成視覺上的不良影響。礦區未來開采時，對自然地貌和地質環境會造成一定程度的破壞，建議企業今后在對礦層進行合理開采的同時，應采取積極有利的保護措施，對采空區及時回填，防止水土流失。在礦層開采完后，要采取綠化等措施對礦區進行治理。礦區環境地質條件簡單。

5 結論

（1）本礦可利用的灰巖礦體賦存條件單一，出露于地表，覆蓋物少，且地形較緩，有利于露天開采，開采回收率高。

（2）地質工作程度不足，礦體深部形態根據礦體走向推測而得，地表工作僅限于露頭處，對礦區構造也沒作深部工作，特別是對節理裂隙、色斑色線及石材顏色分級工作做得不夠，導致石材荒料率統計不太準確。建議今后對礦區進一步加強地質工作，詳細查明及控制礦區地質、構造和礦石質量。