新疆富蘊(yùn)縣蒙庫(kù)鐵礦工程地質(zhì)特征探討

陳新杰新疆地礦局第四地質(zhì)大隊(duì)，新疆阿勒泰 836500

1 自然地理

蒙庫(kù)鐵礦地處阿勒泰山系的Ⅱ級(jí)水系-卡拉額爾齊斯河支流巴利爾斯河和蒙克木溝之間?？拷⒗仗┥街胁课髂仙絽^(qū)（阿勒泰山脊南坡），地形比較平緩，溝谷切割不深，屬中高山丘地形和強(qiáng)地震區(qū)，海拔1 000m～1 300m，相對(duì)高差50m～300m。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地層

蒙庫(kù)鐵礦區(qū)內(nèi)出露地層主要為志留系中—上統(tǒng)松克木群和泥盆系下統(tǒng)康布鐵堡組，另有少量沿溝谷分布的第四系。

2.1.1 志留系中－上統(tǒng)松克木群（S2-3sk）

松克木群原巖為一套淺海－濱海相碎屑沉積建造，巖石在遭受區(qū)域變質(zhì)作用后，呈條帶狀分布，與南側(cè)的下泥盆統(tǒng)整合接觸，厚度穩(wěn)定，兩端均延出礦區(qū)外。

2.1.2 下泥盆統(tǒng)康布鐵堡組（D1k）

主要分布礦區(qū)的中、南部，為石英角斑巖—碳酸鹽巖建造的一套火山—沉積變質(zhì)巖系，變質(zhì)程度中等，巖性、巖相變化較大，厚度大于1 200m。

2.1.3 第四系（Q）

主要分布在溝谷底部、陰坡和地形較平緩地帶，為沖積、坡積、沖洪積、洪坡積和沼澤沉積等陸相松散堆積物，厚度0.5m～8m不等。

2.2 礦區(qū)構(gòu)造

礦區(qū)處于克蘭復(fù)式向斜與巴拉額爾齊斯復(fù)式背斜的接合部位，褶皺和斷裂均較發(fā)育。礦區(qū)構(gòu)造總體格架呈北西—南東展布的復(fù)式向斜和斷裂組合帶，與區(qū)域構(gòu)造線基本一致。

2.2.1 褶皺

由中部的鐵木下爾滾向斜及南西側(cè)的蒙庫(kù)背斜組成褶皺構(gòu)造的主體，兩者均為克蘭復(fù)向斜中蒙庫(kù)復(fù)向斜北東倒轉(zhuǎn)翼的次級(jí)褶皺。

2.2.2 斷裂構(gòu)造

以F1為主，為區(qū)域上巴寨斷裂的一部分，分布于礦區(qū)北東部，長(zhǎng)10余千米，走向300°左右，呈舒緩波狀，向南西陡傾近直立。斷層表現(xiàn)為強(qiáng)烈擠壓性質(zhì)，壓碎結(jié)構(gòu)面發(fā)育，形成寬度10m～50m的擠壓破碎帶，斷層帶內(nèi)巖石破碎，無充填物。糜棱巖化、絹云母化、高嶺土化、巖石片理化和流劈理現(xiàn)象十分明顯。

2.3 礦體特征

礦床在構(gòu)造上處于蒙庫(kù)背斜北東翼部次級(jí)向斜鐵木下爾滾向斜的核部，賦礦巖層為泥盆系下統(tǒng)康布鐵堡組一套中—深變質(zhì)的變粒巖、黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖及部分大理巖、磁鐵石榴石巖，礦體與圍巖界線明顯，礦體中常見圍巖夾層。礦體埋藏標(biāo)高1 222.5m～645m，總體走向約296°左右，礦體向北東陡傾，傾角75° ～85°。

3 工程地質(zhì)特征

3.1 工程地質(zhì)概述

礦區(qū)位于阿爾泰山褶皺系中段喀納斯-青河冒地槽褶皺帶和克蘭優(yōu)地槽褶皺帶的接合部位，受此兩大褶皺帶影響，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，主軸線與地層走向基本一致，產(chǎn)狀為25°～200°∠57°～80°；構(gòu)造蝕變作用強(qiáng)烈，具強(qiáng)的絹云母化、綠泥石化蝕變，影響寬度為5m～200m不等，形成構(gòu)造破碎帶和構(gòu)造裂隙發(fā)育密集帶，巖石變質(zhì)程度較深，片麻理、片理發(fā)育。

3.2 礦床工程地質(zhì)巖組劃分

蒙庫(kù)鐵礦區(qū)存在各種類型的結(jié)構(gòu)面，依據(jù)其巖石組合、力學(xué)強(qiáng)度、成因類型和巖體變形特征，劃分以下幾類工程地質(zhì)巖組：

3.2.1 整體塊狀巖組

主要分布于礦體及其兩側(cè)圍巖中，為下泥盆統(tǒng)康布鐵堡組（D1k3-21、D1k3-31）一套陸源碎屑濱海相沉積巖層中，RQD值為59.6%～76.06%，巖石質(zhì)量中等，巖體較穩(wěn)定，為堅(jiān)硬巖石。

3.2.2 層狀巖組

主要巖性為下泥盆統(tǒng)康布鐵堡組（D1k3-11）的黑云角閃片麻巖、片巖，分布于礦體的兩側(cè)。巖體中發(fā)育有Ⅳ-Ⅴ級(jí)結(jié)構(gòu)面，主要以片理、節(jié)理、片麻理為主。RQD值為69.11%，巖體完整性中等，巖石質(zhì)量中等，為軟-堅(jiān)硬巖石。

3.2.3 碎裂巖組

碎裂巖組由構(gòu)造破碎帶、蝕變破碎帶和中-強(qiáng)風(fēng)化帶、裂隙發(fā)育密集帶組成。受巖性、風(fēng)化作用、構(gòu)造作用的制約，變化大。RQD值為零，巖石質(zhì)量極劣，巖體破碎，整體強(qiáng)度低，工程地質(zhì)條件差。

3.2.4 散體結(jié)構(gòu)巖組

由斷層破碎帶、軟弱泥化夾層和全風(fēng)化帶組成，巖體節(jié)理、劈理發(fā)育密集，巖石呈泥狀、碎屑狀，巖體完整性完全喪失，近于松散，摩擦系數(shù)小于0.2，巖石質(zhì)量極劣，工程地質(zhì)條件差。

4 礦區(qū)巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)

4.1 巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)的原則

1）以礦區(qū)揭露的對(duì)井巷工程安全有影響的巖體為主；

2）對(duì)結(jié)構(gòu)體巖塊為主體作為評(píng)價(jià)單元。

4.2 巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)

根據(jù)礦區(qū)各類巖組及其發(fā)育的結(jié)構(gòu)面、結(jié)構(gòu)體的性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)，對(duì)巖體的穩(wěn)定性、巖體質(zhì)量及破壞機(jī)理進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1）塊狀結(jié)構(gòu)巖體：分布于礦體及其兩側(cè)，巖性為角閃變粒巖和磁鐵礦石，巖體結(jié)構(gòu)致密，結(jié)構(gòu)面以Ⅲ-Ⅳ級(jí)為主，將巖體切割成塊狀、厚板狀，巖體完整性中等，巖體質(zhì)Ⅲ級(jí)，巖石質(zhì)量中等，巖體穩(wěn)定性較好。

2）層狀結(jié)構(gòu)巖體：分布礦體兩側(cè)，構(gòu)成礦體的上、下盤圍巖， 巖性為黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖和角閃片巖。層理、片理發(fā)育，以Ⅲ-Ⅳ級(jí)結(jié)構(gòu)面為主，巖體多呈片狀、薄板狀，巖體完整性中等，巖體質(zhì)量Ⅲ級(jí)。巖體的破壞受軟弱夾層及蝕變程度的制約。

3）碎裂結(jié)構(gòu)巖體：分布礦體及各類巖組近地表強(qiáng)風(fēng)帶、構(gòu)造破碎帶中，以次生的、Ⅳ級(jí)結(jié)構(gòu)面為主，巖體呈碎塊狀、松散狀，巖體力學(xué)介質(zhì)不連續(xù)，巖石破碎。巖體的變形破壞受軟弱結(jié)構(gòu)面制約，巖體穩(wěn)定性差。

4）散體結(jié)構(gòu)巖體：分布于地表強(qiáng)風(fēng)帶、斷層破碎帶及泥化夾層中、結(jié)構(gòu)松散，似連續(xù)介質(zhì)。具顯著的塑性特征，變形時(shí)間短。巖體穩(wěn)定性受破碎帶的物質(zhì)組合控制，工程地質(zhì)條件差。

5 結(jié)論

綜上所述，碎裂巖組、散體巖組是礦床開采過程中影響井巷工程安全的主要因素，應(yīng)多加關(guān)注和監(jiān)測(cè)，防止井巷工程安全事故的發(fā)生。

礦區(qū)構(gòu)造發(fā)育，巖石蝕變強(qiáng)烈，結(jié)構(gòu)面軟弱，是造成井巷工程片邦、坍塌的重要原因。

[1]李建國(guó)，陳新杰，鄭開平，等.新疆富蘊(yùn)縣蒙庫(kù)鐵礦床1號(hào)礦體深部詳查地質(zhì)報(bào)告.新疆地礦局第四地質(zhì)大隊(duì)，2009，2.

[2]李建國(guó)，尚海軍，陳新杰，等.新疆富蘊(yùn)縣蒙庫(kù)鐵礦床1～9號(hào)鐵礦體地質(zhì)詳查報(bào)告，新疆地礦局第四地質(zhì)大隊(duì)，2007，6.

[3]工程地質(zhì)手冊(cè)3版.中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2004，1.