安徽省岳西縣馬踏嶺片麻巖礦床地質特征及開采技術條件分析

摘要：安徽省岳西縣馬踏嶺片麻巖礦床位于安徽省安慶市岳西縣，該區域礦產資源豐富，主要礦種有建筑石料用片麻巖礦、鉀長石礦、飾面石材片麻巖礦等。本文對該礦床的區域地質特征、礦區地質特征、礦床地質特征與開采技術條件等進行整合分析，對該區域礦床的開發提供參考。

關鍵詞：片麻巖礦床；地質特征；開采條件

引言

馬踏嶺片麻巖礦床位于安徽省安慶市岳西縣城西南方向約50km處，隸屬岳西縣冶溪鎮和白帽鎮。該區域具有良好的片麻巖礦成礦地質條件[1]。建筑石料用片麻巖礦賦存在新元古代變質侵入巖銀河片麻巖（Ygn1）和古—中元古代大別山巖群程家河巖組（Pt1-2c）中[2]。歷史上曾有多家單位在此地區開展過地質勘查與研究工作，取得了較為豐富的成果。本文在參考前期研究的基礎上，對岳西縣馬踏嶺片麻巖礦床地質特征與礦床開采條件進行分析，對該區域的片麻巖礦床的研究具有積極意義。

1.區域地質特征

區域內第四紀地層沿河流及低洼處零星分布，主要見于冶溪一帶等地的山前凹地及小河流兩岸。主要由礫石、砂和亞砂土組成，尚見有少量黏土、亞黏土層，其成因屬河漫灘相和河床相沖積物，此外還有少量洪積物。區內第四系均為近代松散沉積物，其時代為新生代第四紀全新世，主要分布于區域南西側。

區內廣泛發育的中深變質雜巖，由于經歷了強烈的構造和變質作用改造，原始的沉積構造及疊置關系被后期面理置換改造殆盡，并又受后期（變質）侵入體的侵吞、肢解、分割，形成一套孤立分布、互不相連、多期次變質變形疊加的非正常巖石地層體[3]。根據巖石組合、變質變形特征及相對構造疊置關系，將區內出露的變質表殼巖分為程家河和橋嶺兩個巖組，歸并為大別山巖群，各巖組之間呈韌性剪切帶接觸，大部分呈包體形式分布在變質侵入巖之中，并與之呈侵入后的構造平行化接觸[4]。因此，各巖組之間無明顯的上下層位關系。

區域構造以韌性剪切帶和斷裂構造為主，區內斷裂構造發育以北東、北西向為主，其中北西向為正斷層，北東向發育正斷層、逆斷層、性質不明斷層。區內發育兩組韌性剪切帶，兩組韌性剪切帶均分布于銀河片麻巖和河圖鋪花崗質片麻巖地質體及程家河巖組中，呈北東向—北東東向。其中南邊一組韌性剪切帶西至店前河單元，東延伸至圖外，長約5km，寬0.6km～2km。北邊一組韌性剪切帶兩端均延伸至圖外，長約7km，寬0.4km～2km。區域內侵入巖發育，主要為古—中元古代變質超鎂鐵質巖、新元古代變質侵入巖及中生代花崗巖及巖脈。

變質巖有古—中元代程家河巖組黑云斜長片麻巖、橋嶺巖組斜長角閃巖等變質表殼巖。新元古代變質侵入巖有銀河片麻巖—中細粒二長花崗片麻巖、河圖鋪片麻巖—細粒花崗閃長質片麻巖。此外零星分布大理巖、斜長角閃巖、榴輝巖。

2.礦區地質特征

礦區出露地層為古—中元古代大別山巖程家河巖組。礦區構造發育，以韌性剪切帶為主。區內發育兩組韌性剪切帶，北側韌性剪切帶均分布于銀河片麻巖—中細粒二長花崗質片麻巖地質體中，呈北東向—北東東向，韌性剪切帶均延伸至圖外，長約2.5km，寬0.5km～1.5km，靡棱面理產狀170°。南側韌性剪切帶西至店前河單元，東延伸至圖外，長約1km，寬0.6km。

礦區內侵入巖主要是銀河—中細粒二長花崗質片麻巖和橋埠灘單元二長花崗巖。該礦區變質巖發育，有古—中元代程家河巖組黑云斜長片麻巖，橋嶺巖組斜長角閃巖等變質表殼巖。新元古代變質侵入巖，有銀河片麻巖—中細粒二長花崗片麻巖，此外還零星分布斜長角閃巖和榴輝巖。變質作用以區域變質為主（圖1）。

3.礦床地質特征

3.1礦石巖性特征

根據礦石的礦物成分、結構構造等特征，礦石的自然類型可劃分為兩種，即二長花崗質片麻巖和黑云斜長片麻巖，對應主要分布在新元古代變質侵入巖銀河片麻巖（Ygn1）和古—中元古代大別山巖群程家河巖組（Pt1-2c）。

3.2礦石物質組成

二長花崗質片麻巖（Ygn1）分布在礦體西北角。中細粒二長花崗質片麻巖，淺肉紅色，中細粒變晶結構，片麻狀構造[5]。主要礦物成分為斜長石（更—中長石）30%～45%，鉀長石（正長石、微斜長石、條紋長石）20%～40%，石英20%～ 30%，黑云母1%～5%，角閃石1%～3%。副礦物有榍石、磷灰石、磁鐵礦等。礦物粒徑一般在0.1mm～4mm之間。發生強變形帶中，巖石呈片麻狀一條紋狀構造，石英明顯被壓扁拉長，呈條帶狀、條紋狀、透鏡狀產出，具波狀消光，長石類礦物也相對集中定向排列。

黑云斜長片麻巖（Pt1-2c）分布在礦體南東部。黑云斜長片麻巖，灰一深灰色，鱗片狀變晶結構，片麻狀構造。主要礦物成分黑云母、斜長石、鉀長石、石英。黑云母呈片狀，大部分顯示定向排列，大小0.5mm～0.9mm，含量20%；斜長石，他形粒狀，粒徑0.4mm～1mm，含量50%；鉀長石，0.4mm～ 0.9mm，他形粒狀，含量10%；石英，少數拉長，大小0.3mm～ 2mm，含量20%。

4.礦床開采技術條件

4.1水文地質條件

按地下水含水介質、賦存條件和富水性的不同，區內地下水可分為松散巖類孔隙水含水巖組、碳酸鹽巖類裂隙巖溶水含水巖組和基巖裂隙水含水巖組。

4.1.1層狀巖類裂隙水含水巖組

組成含水巖組的巖性為變質巖類及變質侵入巖類的黑云斜長片麻巖（Pt1-2c）、斜長片麻巖（Pt1-2q）、花崗閃長質片麻巖（Hgn1）、二長花崗質片麻巖（Ygn1），巖石風化裂隙發育。據區域資料，該巖組全風化層厚度3m～10m，地下水常以泉的形式從風化帶或風化網狀裂隙中析出，該組富水性弱，泉流量一般0.1L/s～1.0L/s。水化學類型為HCO3-Ca·Na型或HCO3-Ca型，溶解性總固體40mg/L～210mg/L。地下水水位隨季節變化，枯水期一般埋深3m～4m（地下水水位在軟弱結構面以下），豐水期水位上升1m～3m，汛期可高出地表，水位上升至軟弱結構面及其以上。

4.1.2塊狀巖類裂隙水含水巖組

組成含水巖組的巖性為角閃石巖（ψo）、角閃輝長巖（v）、中細粒含斑花崗閃長巖（K1D）、中粒二長花崗巖（K1Q）、中細粒二長花崗巖（K1Z）、細粒二長花崗巖（K1X）、二長花崗巖脈（ηγ）和石英脈（q），易產生強烈風化或球狀風化。據區域資料，該巖組強風化帶厚3m～7m，最厚可達12m以上，地下水多以泉的形式從風化帶中流出，該組富水性弱，泉流量一般0.1L/s～1.0L/s。水化學類型為HCO3-Ca·Na型，溶解性總固體90mg/L～300mg/L。地下水水位變化類似于層狀巖類裂隙水含水巖組。

綜上所述，礦區內基巖裂隙水含水巖組為主要含水巖組，是礦坑充水的主要水源，該含水巖組富水性弱。地下水的補給，徑流和排泄，受區域地層巖性、地貌、構造、氣象及植被條件的控制。

4.2工程地質條件

4.2.1松軟松散巖組（Ⅰ）

主要由第四系全新統蕪湖組（Qhw）組成，分布于礦區外圍南側地區，巖性由礫石、砂和亞砂土組成，尚見有少量黏土、亞黏土層。主要含水層巖性為礫石、砂和亞砂土，結構松散，透水性強。據區域資料，該含水巖組層厚5m～8m，富水性中等；一般黏性土具低壓縮性，壓縮系數0.0050.05MPa- 1～0.05MPa- 1；承載力200kPa～300kPa，砂土承載力150kPa～250kPa，砂礫石承載力300kPa～450kPa。河流處形成較小的河岸崩塌，該組工程地質條件較差。該巖組位于礦區外圍，不構成未來采場邊坡。

4.2.2堅硬碳酸鹽巖巖組（Ⅱ）

主要由大理巖類（mb）組成，分布于礦區外圍東、西兩側地區，巖性為大理巖，未發現溶洞發育現象。據區域資料，該組富水性中等，巖石單軸飽和抗壓強度Rb=73MPa～ 108MPa，屬堅硬巖類，巖石質量指標平均RQD值72.8%，巖體質量指標M=1.77～2.62，巖體分類Ⅱ類，巖石質量良。該含水巖組位于礦區外圍，不構成未來采場邊坡。

4.2.3堅硬—較堅硬層狀變質巖巖組（Ⅲ）

組成含水巖組的巖性為變質巖類及變質侵入巖類的黑云斜長片麻巖（Pt1-2c）、斜長片麻巖（Pt1-2q）、花崗閃長質片麻巖（Hgn1）、二長花崗質片麻巖（Ygn1），巖石風化裂隙發育。據區域資料和本次采樣分析成果，該巖組全風化層厚度3m～10m，富水性弱。巖石干燥抗壓強度82.5MPa～171.3MPa，飽和抗壓強度57.5MPa～150.9MPa，巖石質量指標平均RQD值70.1%，巖體質量指標M=1.3～2.11，巖體分類Ⅱ類，巖石質量良。軟化系數為0.74，彈性模量12.68×104MPa，泊松比0.24，凝聚力1.501MPa，內摩擦角53.6°。該巖組為主要礦體，構成露采剝離邊坡。

4.2.4堅硬—較堅硬塊狀侵入巖巖組（Ⅳ）

組成含水巖組的巖性為角閃石巖（ψo）、角閃輝長巖（v）、中細粒含斑花崗閃長巖（K1D）、中粒二長花崗巖（K1Q）、中細粒二長花崗巖（K1Z）、細粒二長花崗巖（K1X）、二長花崗巖脈和石英脈，易產生強烈風化或球狀風化。據區域資料和本次采樣分析成果，該巖組強風化帶厚3m～7m，最厚可達12m以上，富水性弱。巖石干燥抗壓強度133.9MPa～194.7MPa，飽和抗壓強度119.0MPa～185.3MPa，軟化系數0.87。該巖組局部構成露采剝離邊坡。

總體來說，區內工程地質勘探類型為中等型。

5.結論

5.1礦床內礦體賦存在新元古代變質侵入巖銀河中細粒二長花崗質片麻巖（Ygn1）和古—中元古代大別山巖群程家河巖組（Pt1-2c）中。

5.2礦床主要含水層為基巖裂隙水含水巖組，分布面積較廣，富水性弱。礦床充水來源主要為大氣降水，露天礦場最低開采標高高于當地侵蝕基準面標高，礦區地形利于大氣降水和礦坑水的排泄。礦床水文地質勘探類型為簡單型。

5.3礦床開采類型為山坡露天型，組成堅硬—較堅硬層狀變質巖巖組（Ⅲ）以及堅硬—較堅硬塊狀侵入巖巖組（Ⅳ）兩組，巖石堅硬程度較堅硬—堅硬，屬層狀、塊狀結構類型，風化裂隙發育。巖石抗風化能力較弱，易軟化，巖體風化帶的穩定性差。區內斷裂構造發育，斷層破壞了巖體的完整性，影響露采邊坡的穩定性。開采過程中遇風化帶、巖層與坡向形成順向坡、斷層、破碎帶、裂隙發育地段等不利結構面組合，地段可能會發生崩塌垮落。礦床工程地質勘探類型為中等型。

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