楊杰

（中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心寧夏總隊(duì)，寧夏 銀川 750021）

1 地質(zhì)構(gòu)造特征

1.1 地層

寧夏天景山南段出露地層主要有奧陶系天景山組、米缽山組及古近系始新統(tǒng)寺口子組。水泥用石灰?guī)r礦層賦存于天景山組，含水泥用石灰?guī)r礦3 層，礦層總厚度在34-635m 之間，主要礦石自然類型為中厚-厚層微晶灰?guī)r、薄層含硅質(zhì)條帶微晶灰?guī)r、中厚層含硅質(zhì)結(jié)核（條帶）微晶灰?guī)r三種，礦床平均品位為CaO51.29%；MgO1.14%；fSiO23.78%；K2O+Na2O 0.215%，大多屬于Ⅰ級(jí)品礦石，礦石質(zhì)量較好。

1.2 構(gòu)造

天景山南段區(qū)域大地構(gòu)造單元?jiǎng)潓俨襁_(dá)木-華北板塊，阿拉善微陸塊，騰格里早古生代增生楔，衛(wèi)寧北山-香山晚古生代前陸-上疊盆地，香山褶斷帶（見圖1）。香山褶斷帶北東以天景山北麓斷裂（F1）為界，南西以香山南麓斷裂（F2）為界，呈北西-北北西向弧形展布，延伸大約220km。褶沖帶主體為華北陸緣型奧陶系（天景山組、米缽山組、香山群）。

圖1 構(gòu)造單元?jiǎng)澐謭D

燕山運(yùn)動(dòng)及喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)致使沖斷席內(nèi)部構(gòu)造變形強(qiáng)烈，發(fā)育一系列線狀褶皺及次級(jí)推覆巖席，巖席前鋒為天景山北麓沖斷層（F1）。天景山附近主要次級(jí)推覆巖席見圖2、圖3。

圖2 天景山地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造圖

圖3 校育川-天景山弧形推覆構(gòu)造帶剖面（分布）圖

推覆巖席前端為一系列形態(tài)相似的逆沖推覆斷層，斷裂上覆巖席產(chǎn)狀大體與斷面一致（圖4），僅接近斷裂前方發(fā)育與斷面傾向相同的傾斜式同斜褶皺（米缽山倒轉(zhuǎn)向斜、背斜）。天景山南段（青圪塔南段）屬天景山逆沖推覆巖席，根據(jù)Ⅲ剖面（圖4）顯示，香山群滑覆于米缽山組之上，米缽山組滑覆于天景山組之上；滑覆體內(nèi)部構(gòu)造變形不強(qiáng)，巖層連續(xù)性較好，表現(xiàn)為一系列南西傾斜的單斜層。天景山南段主要構(gòu)造如下（見圖5）。

圖4 米缽山-天景山推覆構(gòu)造帶剖面圖

圖5 天景山南段區(qū)域地質(zhì)圖

1.2.1 主要褶皺

米缽山背斜②展布于米缽山分水嶺附近，軸向290°，延伸約2.7km，寬0.5km～1km，核部及兩翼地層皆為天景山組地層，北東翼倒轉(zhuǎn)，向南東逐漸緊閉，形如鼻狀。米缽山向斜①平行展布于米缽山背斜北側(cè)。

1.2.2 主要斷裂

1.2.2.1 北西向斷裂

天景山北麓斷裂（F1）：經(jīng)團(tuán)缽朗、尖山疙瘩向小洪溝延伸，走向約315°，區(qū)域內(nèi)延伸近23km，斷面南西傾，傾角30°～59°。斷層切割了古生界及新生界所有地層，破碎帶寬度達(dá)100～400m，為一上陡下緩的逆沖推覆鏟形斷裂。

米缽山北麓斷裂（F10）：展布于米缽山北麓，東起引泉子溝西側(cè)，向北西延至張大井，走向315°左右，被北東向斷層切為三段，總長(zhǎng)大于6km。斷面南西傾，傾角15°～60°，表現(xiàn)為上陡下緩的逆沖推覆鏟形斷層。天景山組覆于米缽山組之上。

米缽山南坡斷層組（F6、F12、F14）：平行展布于米缽山南坡轱轤溝一帶，總體走向315°左右，延伸長(zhǎng)約9～10km。斷面南西傾，傾角40°～80°。多表現(xiàn)為逆沖擠壓性質(zhì)，但因后期伸展拉覆少數(shù)呈正斷層。

F16 斷裂：分布于天景山南段，為一逆斷層，北西向展布，傾向北東，傾角44°，延伸長(zhǎng)約730m，破碎帶寬約0.5～1m，斷層走向與地層走向相近，使含礦層抬升。

1.2.2.2 北東向斷裂

磨盤井-大井子斷裂（F9）：斜切整個(gè)米缽山、天景山，走向30°，延伸長(zhǎng)約10km，破碎帶發(fā)育，具明顯左行平移性質(zhì)。

張大井-大井子斷裂（F7）：為一逆斷層，走向65°，傾向南東，傾角70°，延伸長(zhǎng)約6km。

F15 斷裂：分布于天景山南段，為一正斷層，總體走向近東西向展布，傾向北北東，傾角65°，延伸近1.7km。該斷層切割了天景山南段所有的奧陶系地層。

2 開采技術(shù)條件

2.1 水文地質(zhì)

天景山南段地貌上呈北西向延伸的山梁，海拔高度1945.38 ～1558m，比高387.38m，屬低中山地貌。無地表水系，地下含水層補(bǔ)給主要依靠大氣降水間接性滲流，屬水文地質(zhì)單元的補(bǔ)給區(qū)，侵蝕基準(zhǔn)面標(biāo)高1558m。

2.1.1 含水層類型及特征

天景山南段以碳酸巖類巖溶裂隙水為主，屬弱富水，未見有地表水系和地下水露頭，勘查工作施工的38 個(gè)鉆孔施工過程中全程漏水，孔內(nèi)無涌水現(xiàn)象，終孔后孔內(nèi)均為干孔，鉆孔終孔最低標(biāo)高1376.94m，據(jù)此證明在1600m 標(biāo)高以上不含水。

2.1.2 地下水補(bǔ)給、徑流、排泄及礦床充水因素分析

天景山南段無地表水系及地下水露頭，碳酸巖類巖溶裂隙水含水量較小，補(bǔ)給來源主要是大氣降水和上部第四系松散巖類潛水，徑流方向基本與溝谷的走向一致，排泄區(qū)主要是河（溝）谷區(qū)。

天景山地區(qū)“V”型溝谷發(fā)育，大氣降水極易流失，不會(huì)形成洪積區(qū)威脅礦山安全。大氣降雨為礦床主要充水因素，雨季涌水量增加，而旱季相對(duì)減少。

2.1.3 斷層構(gòu)造的導(dǎo)水性

構(gòu)造主要以斷層為主，對(duì)地層連續(xù)性影響最大的為正斷層。區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)逆斷層1 條，正斷層2 條。正斷層處巖層破碎，根據(jù)鉆孔揭示，斷裂帶在深部仍有發(fā)育。正常情況下，正斷層的導(dǎo)水性較好，逆斷層的導(dǎo)水性較差。在今后開采中，必須注意斷裂構(gòu)造對(duì)導(dǎo)水性的影響，同時(shí)對(duì)已發(fā)現(xiàn)斷點(diǎn)及深部次生構(gòu)造的導(dǎo)水能力做進(jìn)一步探明。

2.1.4 供水方向

天景山南段東部外圍有一水泉，直距6km 左右，有簡(jiǎn)易路直達(dá)。泉水涌水量100m3/d，通過水質(zhì)分析，礦化度801.54mg/L，PH=8.03，水質(zhì)良好，但水量較小，僅能階段性滿足礦山生活、生產(chǎn)用水。將來礦床開發(fā)工業(yè)用水及生活用水需進(jìn)行專門供水方能解決。

綜上所述：天景山南段水文地質(zhì)勘探類型劃分為第三類巖溶含水層充水為主的礦床，屬第一型水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單的礦床，即第三類第一型。

2.2 工程地質(zhì)

2.2.1 工程地質(zhì)巖組特征

依據(jù)巖體結(jié)構(gòu)分類標(biāo)準(zhǔn)，天景山南段共劃分了兩大類6個(gè)工程地質(zhì)巖組，分別編號(hào)為DL1～DL6，特征如下：

2.2.1.1 松散、軟弱巖類

第四系松散砂、砂礫石及砂土巖組（DL1）：分布于天景山南段西側(cè)山洼地帶，結(jié)構(gòu)類型為散體結(jié)構(gòu)，呈松散或半固結(jié)松散狀態(tài)，是工程地質(zhì)特征最差巖體結(jié)構(gòu)，容易引起工程地質(zhì)問題；寺口子組礫巖組（DL2）：分布于天景山南段東部及南部，飽和抗壓強(qiáng)度26.0～43.8Mpa，屬較軟巖組；米缽山組板巖組（DL3）：分布于天景山南段西側(cè)，飽和抗壓強(qiáng)度45.1～51.9Mpa，屬軟弱巖組。

2.2.1.2 塊狀巖類

米缽山組灰?guī)r組（DL4）：分布于天景山南段西側(cè)，天然抗壓強(qiáng)度52.7～65.7Mpa，屬較堅(jiān)硬巖組；天景山組薄層狀灰?guī)r組（DL5）：分布于天景山第三段，飽和抗壓強(qiáng)度42.7～62.9Mpa，屬較堅(jiān)硬巖組；天景山組微晶灰?guī)r組（DL6）：該巖組大面積分布于天景山南段，飽和抗壓強(qiáng)度50.5～64.7Mpa，屬堅(jiān)硬-較堅(jiān)硬巖組。

2.2.2 結(jié)構(gòu)面特征

天景山南段主要存在Ⅱ級(jí)（F15 斷層）、Ⅲ級(jí)（F16 和F17 斷層）及Ⅳ級(jí)結(jié)構(gòu)面。其中Ⅱ、Ⅲ級(jí)結(jié)構(gòu)面對(duì)礦層影響較大，附近巖石破碎，兩盤地層發(fā)生位移。Ⅳ級(jí)結(jié)構(gòu)面不甚發(fā)育，局部見地表風(fēng)化裂隙，多沿層理面發(fā)育，局部見層理面微張現(xiàn)象。

2.2.3 工程地質(zhì)評(píng)價(jià)

經(jīng)勘查工作統(tǒng)計(jì)，天景山組第二段（主礦層）RQD 值為62.52～93.35%，巖石質(zhì)量等級(jí)為Ⅲ～Ⅰ，巖石質(zhì)量中等～極好；天景山組第三巖性段（次要礦層）、米缽山組及寺口子組RQD 值在34.69～64.00%之間，巖石質(zhì)量等級(jí)為Ⅳ～Ⅲ，巖石質(zhì)量差～中等，總體深部巖石質(zhì)量較淺部好。根據(jù)物性測(cè)試，礦層及頂板的完整性、穩(wěn)固性較好。宜采用自上而下分段水平露天開采，最終邊坡角不大于60°。綜上所述：天景山南段工程地質(zhì)勘探類型劃分為第四類可溶鹽類（碳酸鹽巖），屬工程地質(zhì)條件中等的礦床，即第四類中等型。

2.3 環(huán)境地質(zhì)

2.3.1 地震與區(qū)域地殼穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

天景山地處中國(guó)南北地震帶的北端，從公元876 年～1981 年，所屬同心縣境內(nèi)共發(fā)生5 級(jí)以上的地震4 次。基本地震動(dòng)峰值加速度為0.20g，抗震設(shè)防烈度為Ⅷ度。在Ⅷ度地震力作用下，遭受大的地質(zhì)災(zāi)害可能性較小。

2.3.2 地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀

區(qū)內(nèi)無自然狀態(tài)的崩塌、滑坡、較大泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象和地質(zhì)災(zāi)害的歷史記錄，雨季時(shí)切割地形較強(qiáng)的沖溝及裸露的斜坡偶有山洪發(fā)生所造成巖石塌落溝谷泥流現(xiàn)象，但未有破壞性。

2.3.3 礦山開采對(duì)環(huán)境的影響及預(yù)防措施

石灰?guī)r礦石不含放射性及有毒、有害物質(zhì)，對(duì)人員健康影響較小。礦山開采破壞原有自然景觀，但復(fù)墾綠化可使生態(tài)條件得到恢復(fù)。礦山生產(chǎn)建設(shè)嚴(yán)格按照規(guī)范設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，有針對(duì)性的制定無害化處理方法和預(yù)防措施，可確保礦山的長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展。

綜上所述：天景山南段環(huán)境地質(zhì)類型劃分為第一類，即地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量良好。

3 結(jié)論

天景山南段雖位于米缽山-天景山推覆構(gòu)造帶，但僅就工作區(qū)探明1600m 以上地段來看，其構(gòu)造復(fù)雜程度屬中等，開采技術(shù)條件良好。勘探工作查明水泥用石灰?guī)r資源量約7.5 億噸，為一大型優(yōu)質(zhì)水泥用石灰?guī)r礦山，該礦山開發(fā)利用一方面可促進(jìn)水利工程、鐵路、公路等重點(diǎn)項(xiàng)目的實(shí)施以及城鎮(zhèn)化建設(shè)，另一方面可帶動(dòng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展，助力鄉(xiāng)村振興，具有良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)意義。