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        九江市瑞昌市黃金鄉(xiāng)礦山地質(zhì)環(huán)境條件分析

        2021-12-05 07:17:03程良宇
        世界有色金屬 2021年10期
        關(guān)鍵詞:下統(tǒng)礦坑層狀

        程良宇

        (中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心江西總隊(duì),江西 上饒 334000)

        1 礦山概況

        1.1 交通位置

        礦區(qū)交通極為便利,有瑞昌—陽(yáng)新公路和沙河—大冶鐵路從礦區(qū)南側(cè)約6km處通過(guò),并有簡(jiǎn)易公路與礦區(qū)相連,礦區(qū)往北3km有瑞昌市碼頭鎮(zhèn)港口,可與長(zhǎng)江航線相接,往東南行60km往瑞昌市至九江市與京九鐵路相通。

        1.2 自然條件

        礦區(qū)屬低山丘陵地區(qū),地勢(shì)由北向南漸低。山脈呈東西向展布,最高海拔在中部+489m,最低海拔在東部為140m,礦體賦存標(biāo)高+150m~+489m,當(dāng)?shù)嘏判够鶞?zhǔn)面標(biāo)高+72m,礦區(qū)最低開(kāi)采標(biāo)高150m,礦坑水可自然排泄。礦區(qū)屬亞熱帶潮濕氣候區(qū),濕潤(rùn)多雨,四季分明,冬季干燥寒冷,夏季炎熱。據(jù)瑞昌市氣象局提供的瑞昌市2006年~2016年逐月降雨量資料,多年年平均降水量1410.2mm,最大年降雨量1698.6mm(2013年),最小年降雨量998.2mm(2007年)。每年3~7月為雨季,此間的降水量占全年的60.75%。12月到翌年1月份降水量最少,僅占全年降水量的7.37%。日最大降雨量163.7mm(1998年6月)。地表水系不發(fā)育,為季節(jié)性山間溪流,水量不大。

        2 地質(zhì)環(huán)境條件

        2.1 礦區(qū)地層

        礦區(qū)出露地層有二疊系茅口組、龍?zhí)督M、長(zhǎng)興組,三疊系大冶組、嘉陵江組及第四系。分述如下:

        (1)二疊系下統(tǒng)茅口組(P1m)?;疑\灰色厚—巨厚層狀灰?guī)r、含燧石結(jié)核灰?guī)r。厚280.8m。

        (2)二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M(P2l)。其巖性為粉砂質(zhì)粘土巖夾炭質(zhì)泥巖及薄煤層。與下伏茅口組為平行不整合接觸。厚3m。

        (3)二疊系長(zhǎng)興組(P2c)。整合于龍?zhí)督M之上,深灰色厚—中層狀含生物碎屑微晶灰?guī)r,含大量燧石結(jié)核。厚度15m。

        (4)三疊系下統(tǒng)大冶組(T1d)。大冶組下段(T1d1)整合于長(zhǎng)興組之上,巖性為黃色、黃綠色頁(yè)巖,厚25m;上段(T1d2)上部為淺灰色厚層狀灰?guī)r。該組厚270m。

        (5)三疊系中統(tǒng)嘉陵江組(T2j)。下段(T2j1)為淺灰色厚層狀灰?guī)r,底部為薄層含白云質(zhì)灰?guī)r,地表顏色呈淺黃—灰紫色,含炭質(zhì),呈灰黑色,是劃分大冶組與嘉陵江組的標(biāo)志層,厚160m。

        中段(T2j2)灰白色、淺紅色薄-中厚層白云質(zhì)灰?guī)r、灰色巨厚層狀灰質(zhì)白云巖。厚度100m。

        上段(T2j3)上部灰-灰白色中厚層灰?guī)r夾薄層灰?guī)r;方解石脈較發(fā)育。下部淺灰色薄至厚層灰?guī)r。靠近巖體處變質(zhì)為細(xì)粒大理巖或大理巖化灰?guī)r。厚度120m。

        (6)第四系(Q)。覆蓋層厚度受地形地貌影響,平面上呈波狀起伏。在山脊、山頂及緩坡等部位較薄。其由碎石亞粘土、粘土組成,厚度0.5m~5.0m,局部厚度大于5m,平均厚度3.0m。

        2.2 礦區(qū)巖漿巖

        區(qū)內(nèi)巖漿巖主要見(jiàn)花崗閃長(zhǎng)玢巖(γδπ)。

        巖石為棕黃色,個(gè)別地方由于含暗色礦物較多,呈暗灰色,斑狀結(jié)構(gòu),斑晶礦物顆粒一般粗大,主要礦物為中至更長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、角閃石、黑云母、石英,副礦物有磷灰石、榍石、黃鐵礦;基質(zhì)礦物顆粒細(xì)小,鏡下觀察主要成分為長(zhǎng)石、角閃石、黑云母、石英等組成。地表全風(fēng)化、半風(fēng)化帶厚度約30m。

        2.3 巖溶發(fā)育程度

        礦體表層巖溶局部較發(fā)育,但規(guī)模較小,主要為大小不一的溶溝、石芽、落水洞及小溶洞等。石芽、溶溝主要受巖層的層面控制,巖層層間發(fā)育較多,在礦區(qū)斷層附近,主要受節(jié)理裂隙控制,沿裂隙面發(fā)育。

        2.4 水文地質(zhì)條件

        區(qū)內(nèi)地下水依其賦存形式和埋藏條件,主要有松散巖類孔隙水、基巖裂隙水、基巖裂隙溶洞水三大類;

        2.4.1 松散巖類孔隙水

        松散巖類孔隙水主要賦存于第四系全新統(tǒng)殘坡積成因的含礫粉質(zhì)粘土層中,主要成份為粉質(zhì)粘土,含少量硅質(zhì)及其它巖性的角礫,含量約10%,厚度0m~3.0m,分布于礦區(qū)山坡和低洼處,因其粘粒含量大于70%,透水性弱,富水性弱。

        2.4.2 基巖裂隙水

        礦區(qū)基巖裂隙水賦存于二疊系龍?zhí)督M泥頁(yè)巖夾薄層煤(出露于礦區(qū)東南角)、長(zhǎng)興組硅質(zhì)巖(出露于礦區(qū)東南角)、三疊系大冶組頁(yè)巖(出露于礦區(qū)東南部)、巖漿巖巖株、巖脈(γδπ)花崗閃長(zhǎng)玢巖,呈東西向條帶狀出露于礦區(qū)南部、北部邊緣)的風(fēng)化裂隙中,富水性弱,未見(jiàn)泉點(diǎn)露頭。

        2.4.3 基巖裂隙溶洞水

        礦區(qū)裂隙溶洞水賦存于二疊系茅口組、長(zhǎng)興組,三疊系大冶組、嘉陵江組等各巖性組灰?guī)r、白云巖的裂隙和溶洞中。以上各組巖性特征如下:

        (1)二疊系下統(tǒng)茅口組:灰色、淺灰色厚-巨厚層狀灰?guī)r、含燧石結(jié)核灰?guī)r,局部含瀝青質(zhì)。厚280.8m。

        (2)二疊系上統(tǒng)長(zhǎng)興組:深灰色中厚層狀含生物碎屑微晶灰?guī)r,含大量燧石結(jié)核,厚度15m。

        (3)三疊系下統(tǒng)大冶組:下段為黃色、黃綠色頁(yè)巖,厚25m;上段上部為淺灰色厚層狀灰?guī)r,下部為深灰色薄層狀灰?guī)r夾泥頁(yè)巖,頁(yè)巖自下而上減少。該組厚270m。

        (4)三疊系中統(tǒng)嘉陵江組:下段為淺灰色厚層狀灰?guī)r,含白云質(zhì)灰?guī)r,厚度160m;中段薄-中厚層狀白云巖,厚度100m;地表風(fēng)化較嚴(yán)重,風(fēng)化層厚度5m~6m;上段深灰色薄-中厚層狀灰?guī)r,厚120m。

        2.5 礦坑充水因素分析

        如上所述,礦區(qū)水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單偏中等,標(biāo)高150m以上的礦坑充水水源主要為大氣降水,其對(duì)礦坑所形成的地表徑流由以下公式計(jì)算:

        Q=F×X×α×10-3

        其中:Q—礦坑匯水量(m3/d);

        F—礦坑匯水面積(m2)(F=1349278.54m2);

        X—大氣降水量(mm);

        α—大氣降水地表徑流系數(shù)(查水文地質(zhì)手冊(cè)第二版得α=0.7);

        正常匯水量:Q=1349278.54×(1410.2÷365)×0.7×10-3=3649.11(m3/d);

        雨季匯水量:Q=1349278.54×(1410.2×0.6075÷91)×0.7×10-3=8891.713(m3/d);

        最大匯水量:Q=1349278.54×163.7×0.7×10-3=154613.83(m3/d)。

        2.6 工程地質(zhì)特征

        2.6.1 松散巖類工程地質(zhì)特征

        第四系全新統(tǒng)殘~坡積層,巖性為棕紅色含礫粉質(zhì)粘土及黑褐色腐植土,分布于礦區(qū)及外圍的山坡及洼地,厚度0m~3.0m,以粘粒為主,含量約為70%~90%,礫石含量約10%~30%,成分為硅質(zhì),棱角形??伞菜?,干強(qiáng)度中等,中等韌性,搖振無(wú)反應(yīng),稍有光澤,一般上部有0.5m~0.8m黑褐色腐植土。本層承載力標(biāo)準(zhǔn)值(fk)210(kPa)。

        2.6.2 軟弱巖類工程地質(zhì)特征

        二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M:主要巖性為灰色、粉砂質(zhì)粘土巖、含炭粉砂質(zhì)頁(yè)巖及薄煤層。薄層~層狀,裂隙較發(fā)育,RQD值30%~50%,巖心呈短柱狀,碎塊狀,較破碎,屬軟巖~極軟巖,巖石基本質(zhì)量等級(jí)Ⅵ~Ⅴ級(jí)。

        三疊系下統(tǒng)大冶組下段:主要巖性為黃色、黃綠色頁(yè)巖,RQD值10%~20%,片狀,裂隙極發(fā)育,巖心呈短柱狀,碎塊狀,較破碎,屬極軟巖,巖石基本質(zhì)量等級(jí)Ⅴ級(jí)。

        2.6.3 次堅(jiān)硬~堅(jiān)硬巖類工程地質(zhì)特征

        二疊系下統(tǒng)茅口組:灰色厚-巨厚層狀灰?guī)r、含燧石結(jié)核灰?guī)r。RQD值80%~90%,裂隙巖溶不發(fā)育,巖心呈柱狀、長(zhǎng)柱狀,較完整,屬較硬巖,巖石基本質(zhì)量等級(jí)Ⅲ級(jí)。

        二疊系上統(tǒng)長(zhǎng)興組:深灰色中厚層狀含生物碎屑微晶灰?guī)r,含大量燧石結(jié)核。RQD值80%~90%,裂隙巖溶不發(fā)育,巖心以柱狀為主,較完整,屬較硬巖~堅(jiān)硬巖,巖石基本質(zhì)量等級(jí)Ⅲ級(jí)。

        三疊系下統(tǒng)大冶組上段:上部為淺灰色厚層狀灰?guī)r,下部為深灰色薄層狀灰?guī)r夾泥頁(yè)巖,頁(yè)巖自下而上減少。RQD值85%~95%,裂隙巖溶一般發(fā)育,巖心以柱狀為主,本段巖溶較發(fā)育,巖體較完整,屬較硬巖~堅(jiān)硬巖,巖石基本質(zhì)量等級(jí)Ⅲ級(jí)。

        三疊系中統(tǒng)嘉陵江組:下段為淺灰色厚層狀灰?guī)r,含白云質(zhì)灰?guī)r,厚度160m;中段薄-中厚層狀白云巖,厚度100m;地表風(fēng)化較嚴(yán)重,風(fēng)化層厚度5m~6m;上段深灰色薄~中厚層狀灰?guī)r,厚120m。中上段結(jié)構(gòu)面以層理、節(jié)理裂隙為主,巖溶較發(fā)育,RQD值65%~80%,較破碎~較完整。以上各段巖石均屬次硬~堅(jiān)硬巖,巖石基本質(zhì)量等級(jí)Ⅲ級(jí)。

        綜上,本礦床礦層巖性較單一,礦體巖石較堅(jiān)硬,巖石物性適合建筑石料生產(chǎn),抗壓強(qiáng)度較高,穩(wěn)定性好,但構(gòu)造中等復(fù)雜,對(duì)礦體開(kāi)采有影響的花崗閃長(zhǎng)玢巖脈(墻)風(fēng)化程度較高,開(kāi)采過(guò)程中容易造成坍蹋,工程地質(zhì)條件屬中等。

        3 結(jié)論

        綜上所述,本區(qū)礦床適宜露天開(kāi)采。礦區(qū)地處九江市瑞昌市黃金鄉(xiāng),當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)及采礦業(yè)發(fā)展迅速,公路連通,交通運(yùn)輸方便,區(qū)內(nèi)水、電、勞動(dòng)力資源充足。礦床位于低山丘陵區(qū),地質(zhì)構(gòu)造中等復(fù)雜,礦區(qū)內(nèi)地表無(wú)大的水體,礦坑充水主要為大氣降水,未來(lái)礦山開(kāi)采最低標(biāo)高均在當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)之上礦坑排水均可自然排泄,水文地質(zhì)條件屬中等~簡(jiǎn)單類型礦山為露天開(kāi)采大型礦山,未來(lái)將選擇大型央企等企業(yè)投資開(kāi)采,完全采用綠色礦山建設(shè)模式開(kāi)發(fā)利用。礦山全部處于山坡,山上無(wú)大型林木,主要生長(zhǎng)的大都是罐木、雜草及竹林,對(duì)土地資源及地質(zhì)地貌景觀影響較輕,礦區(qū)建設(shè)范圍主要是山坡荒地,不占?jí)焊?,環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題少,礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)條件良好。

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