馮興隆,劉華武,趙冰峰

(云南迪慶有色金屬有限責(zé)任公司, 云南 香格里拉市 674400)

普朗銅礦地理高度位于海拔3450~4500 m之間,坐落于云南省香格里拉縣[1],礦化帶面積約1．09 km2,寬600~800 m,長(zhǎng)大于2300 m[2-3]。礦床具有節(jié)理裂隙等構(gòu)造密集發(fā)育、礦石品位較低、但礦體相對(duì)厚大等特點(diǎn),所以采用自然崩落法進(jìn)行開采,一期采選規(guī)模為1250萬(wàn)t/a,首采3720 m以上、南北方向之間的礦體。經(jīng)多年的基礎(chǔ)建設(shè)工作,該礦已于2017年3月17日正式投產(chǎn),計(jì)劃于2019年上半年實(shí)現(xiàn)達(dá)產(chǎn)[4-5]。

普朗銅礦的地質(zhì)勘探工作,前人已開展了大量地質(zhì)工作,收集了大量地質(zhì)資料,對(duì)區(qū)域構(gòu)造地質(zhì)背景、礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造規(guī)律均有了一定認(rèn)知,但對(duì)礦區(qū)的三、四、五級(jí)地質(zhì)構(gòu)造研究程度較低。普朗銅礦所圈定的礦體形態(tài)完整,但是由于初期勘探為鉆孔控制,難以對(duì)礦區(qū)內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行有效控制和地質(zhì)綜合。首采區(qū)大量的斷層構(gòu)造在基建工程中被揭露,并對(duì)后續(xù)的工程產(chǎn)生了一定的影響。本次工作對(duì)礦床首采區(qū)3720,3735 m中段節(jié)理進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)查,同時(shí)對(duì)首采區(qū)范圍內(nèi)的斷層構(gòu)造進(jìn)行了系統(tǒng)的地質(zhì)綜合,在原有的鉆孔控制基礎(chǔ)上進(jìn)一步對(duì)普朗銅礦的構(gòu)造規(guī)律進(jìn)行分析,為該礦的基建和開采工作提供地質(zhì)支持和施工依據(jù)。

1 構(gòu)造調(diào)查

1．1 節(jié)理裂隙調(diào)查

2014年至2016年在東沿和西沿4處坑道的調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明,除去異常節(jié)理間距數(shù)據(jù)后,共獲得有效節(jié)理間距數(shù)據(jù)18162/18771條(前者為去除西沿節(jié)理間距為0的數(shù)據(jù)后所得,以下類似情況均與此相同),包括節(jié)理傾角、傾向、跡線持續(xù)長(zhǎng)度、節(jié)理間距等參數(shù),其中東沿各處結(jié)構(gòu)面均值為0．097 m。

1．2 斷層調(diào)查

2015年3月,普朗銅礦就該礦首采區(qū)斷層發(fā)育情況進(jìn)行研究,共圈定出5條較大斷層。其中紅山斷裂(F3)是首采區(qū)較大的斷層,實(shí)際控制走向長(zhǎng)＞450 m、傾向長(zhǎng)＞120 m。走向NW、傾向NE、傾角61°~88°。斷層破碎帶較為緊密,寬0．1~2 m,充填物主要為圍巖碎屑和圍巖角礫、黑色斷層泥、石英、碳酸鹽等物質(zhì),初步判斷為正斷層;黑水塘斷裂(F4)實(shí)際控制走向長(zhǎng)＞580 m、傾向長(zhǎng)＞90 m,走向NE、傾向SE,斷層寬0．1~2 m,充填物呈灰白色,為碳酸鹽物質(zhì)、斷層泥及少量圍巖碎屑充填,斷層松散破碎,斷面清晰,斷層平整,初步判斷為逆斷層;霍迭喀斷裂(F5)實(shí)際控制走向長(zhǎng)＞540 m、傾向長(zhǎng)＞90 m。走向NE、傾向NW、傾角37°~78°,充填物呈灰白色,為碳酸鹽物質(zhì)、石英、斷層泥及少量圍巖碎塊(屑)組成。斷層松散破碎,傾角相對(duì)較緩,初步判斷為逆斷層;性格咱斷裂(F1)實(shí)際控制走向長(zhǎng)＞520 m,傾向長(zhǎng)＞90 m。走向NW、傾向NE,斷層寬0．2~2 m,充填物呈灰白色,為碳酸鹽物質(zhì)、圍巖碎屑及少量斷層泥充填,斷面閉合,斷層扭曲;娘央-夏隆瓦斷裂(F2)實(shí)際控制走向長(zhǎng)＞570 m,傾向長(zhǎng)＞90 m。走向NW、傾向SW、傾角為64°~87°,充填物主要為碳酸鹽物質(zhì)、圍巖碎塊(屑)及斷層泥充填,斷層平整,斷面閉合,斷層周圍巖石破碎,初步判斷為張扭性斷層。

2 構(gòu)造特征分析

2．1 優(yōu)勢(shì)節(jié)理組分析

采用Stereo32,Rocscience Dips等軟件、Schmidt投影方法繪制節(jié)理極點(diǎn)等密圖和節(jié)理走向和傾向玫瑰圖,確定普朗銅礦首采區(qū)具有4組優(yōu)勢(shì)節(jié)理組,見圖1、圖2、表1。

2．2 節(jié)理間距分布規(guī)律

在對(duì)普朗銅礦相關(guān)節(jié)理間距的分析中,僅僅根據(jù)自身的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和節(jié)理間距統(tǒng)計(jì)直方圖來(lái)對(duì)節(jié)理間距分布形態(tài)作出判斷是不科學(xué)的[6]。因此本文中采用P-P圖對(duì)每組統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)都進(jìn)行了分布形態(tài)檢驗(yàn),若資料服從該分布,則樣本點(diǎn)應(yīng)該是一條直線圍繞著第一象限對(duì)角線。

表1 普朗銅礦區(qū)優(yōu)勢(shì)節(jié)理分組情況

統(tǒng)計(jì)獲得的4組優(yōu)勢(shì)節(jié)理分別統(tǒng)計(jì)其節(jié)理間距,采用P-P圖檢驗(yàn)其分布規(guī)律的擬合性,對(duì)數(shù)正態(tài)分布檢驗(yàn)P-P圖中散點(diǎn)基本位于y＝x直線附近,對(duì)數(shù)正態(tài)趨勢(shì)P-P圖中散點(diǎn)基本在y＝0上下波動(dòng),波動(dòng)范圍小于±0．1,因此可以認(rèn)為首采區(qū)四組優(yōu)勢(shì)節(jié)理組傾向傾角均服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布。各優(yōu)勢(shì)節(jié)理組平均間距在0．087~0．095 m之間,全部節(jié)理平均間距在0．087~0．27 m之間。綜合上述分析得出普朗銅礦礦區(qū)區(qū)域節(jié)理裂隙等構(gòu)造密集發(fā)育。詳細(xì)情況如表2所示。

2．3 斷層空間性態(tài)和發(fā)育特征分析

在實(shí)際的地質(zhì)演化過(guò)程中,斷層構(gòu)造因受多期次活動(dòng)的影響而常具有不連續(xù)性和不規(guī)則性,加之專門描述斷層的三維空間原始數(shù)據(jù)有限,增大了對(duì)斷層等地質(zhì)構(gòu)造研究的難度[7-8]。此外,斷層等地質(zhì)構(gòu)造在形成過(guò)程中,常錯(cuò)斷或切穿先前形成的巖體、地層及礦體。因此,斷層三維實(shí)體模型直接決定著礦床模型的構(gòu)建是否準(zhǔn)確。

表2 優(yōu)勢(shì)節(jié)理組間距統(tǒng)計(jì)

DIMINE軟件構(gòu)建斷層實(shí)體模型的方法為:

(1)在模型建立之前,通過(guò)對(duì)3670,3700,3720 m及3735 m各中段平面圖及0~8號(hào)勘探線9個(gè)剖面圖上揭露的斷層特征進(jìn)行分析,通過(guò)兩點(diǎn)法或旋轉(zhuǎn)基點(diǎn)法將相應(yīng)的平、剖面圖圖件導(dǎo)入到DIMINE軟件中;

(2)結(jié)合地形地質(zhì)圖及相應(yīng)的平、剖面圖,分析各地層的對(duì)應(yīng)關(guān)系,并分離出斷層跡線保存至不同編號(hào)的圖層中;

(3)分析各斷層間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,利用線框法將斷層跡線進(jìn)行對(duì)應(yīng)連接,創(chuàng)建出各斷層的三維實(shí)體模型;

(4)結(jié)合地質(zhì)平、剖面圖進(jìn)行校驗(yàn)后,對(duì)模型文件進(jìn)行合并,創(chuàng)建出完整的首采區(qū)斷層三維實(shí)體模型,其中斷層模型創(chuàng)建為表面模型,破碎帶模型則創(chuàng)建為封閉的實(shí)體模型,以便對(duì)其體積規(guī)模進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

由圖3和圖4可以看出,首采區(qū)主要斷層模型較簡(jiǎn)單,主要體現(xiàn)為三組:第一組為NW向斷層;第二組為NE-NEE向斷層;第三組為NWW向斷層,各斷層性質(zhì)詳細(xì)描述如表3所示。

圖3 普朗銅礦首采區(qū)斷層三維模型

圖4 普朗銅礦首采區(qū)斷層三維復(fù)合圖

表3 首采區(qū)主要斷裂性質(zhì)

3 結(jié) 論

(1)普朗銅礦首采區(qū)可分為四組優(yōu)勢(shì)節(jié)理組。其中,兩組主優(yōu)勢(shì)節(jié)理組產(chǎn)狀參數(shù)分別為143．17°∠71．78°,216．21°∠71．86°,次優(yōu)勢(shì)節(jié)理組產(chǎn)狀參數(shù)分別為:317．07°∠69．22°,39．99°∠70．52°。各優(yōu)勢(shì)節(jié)理組平均間距在0．087~0．095 m之間,全部節(jié)理平均間距在0．087~0．27 m 之間。

(2)根據(jù)三維模型發(fā)現(xiàn)首采區(qū)主要斷層模型較簡(jiǎn)單,主要體現(xiàn)為三組:第一組為NW向斷層;第二組為NE-NEE向斷層;第三組為NWW向斷層。F1斷層是首采區(qū)較大的斷層,是NW向斷層的代表性斷層,為正斷層;F4斷層也是首采區(qū)代表性斷層,被后期斷層F3、F2錯(cuò)斷,為逆斷層;F5斷層被后期斷層F3、F2錯(cuò)斷,為逆斷層;F3斷層斷面閉合,斷層扭曲;F2斷層斷面平整閉合,局部扭曲。

(3)根據(jù)分析,普朗銅礦節(jié)理裂隙密集發(fā)育,并伴有五條大的斷層。在原有的鉆孔控制基礎(chǔ)上進(jìn)一步對(duì)普朗銅礦的構(gòu)造規(guī)律進(jìn)行分析,為該礦的基建和開采工作提供地質(zhì)支持和施工依據(jù)。