大廠銅坑鋅多金屬礦區(qū)豎井工程地質(zhì)評價

許遠(yuǎn)清

（廣西華錫集團(tuán)股份有限公司銅坑礦， 廣西 南丹縣 547205）

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

銅坑鋅多金屬礦位于廣西南丹縣大廠鎮(zhèn)，是危機(jī)礦山近幾年來新探獲的礦床，其西邊是正在開采的92＃錫多金屬礦體，北端與拉么鋅銅礦床相連，南端是高峰錫礦。礦區(qū)為丘陵地貌，地表主要有黑水溝溪流，年降雨量為1182～1523mm。

1.1 地層

礦體賦存圍巖為泥盆系，為一套含碳酸鹽巖—硅質(zhì)巖—細(xì)粒碎屑巖建造。自上而下分為：同車江組D33泥灰?guī)r夾頁巖粉砂巖；五指山組D23上部為扁豆?fàn)罨規(guī)r，下部為條帶狀灰?guī)r夾鈣質(zhì)泥巖；榴江組D13灰黑色硅質(zhì)巖；羅富組D22深灰色泥灰?guī)r夾少許硅質(zhì)巖，具有矽卡巖和大理巖化，是鋅多金屬礦的主要賦礦地層；納標(biāo)組D12生物礁灰?guī)r，含有較多的層孔蟲和蜿足類化石［1］。

1.2 構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)主要褶皺構(gòu)造是長坡倒轉(zhuǎn)背斜，西翼較陡，東翼平緩，傾角20°～30°；主要斷裂是黑水溝正斷層，走向NE，傾向 NW，傾角58°～71°；其次是西邊的大廠逆掩斷層，走向NW，傾向NE，傾角19°～38°，兩條斷層在東巖墻一帶相交。另外還有多條大小不等的SN向斷裂，厚度0.5～20m，傾向E，傾角大于70°，切割了鋅多金屬礦體。

1.3 巖漿巖

礦區(qū)地表西邊出露有閃長玢巖脈和花崗斑巖脈，兩條巖脈均為走向SN，傾向E，厚度5～19m，傾角70°～85°，是早期多期次SN向斷裂，后期巖漿侵入形成的產(chǎn)物，礦區(qū)北東方向為龍箱蓋黑云母花崗巖。近幾年來，在305水平、255水平和盲斜井掘進(jìn)過程中，在花崗斑巖脈（俗稱東巖墻）的東面，相繼發(fā)現(xiàn)了數(shù)條巖脈，經(jīng)過專家取樣測試，確定為閃長玢巖和玄武巖－次玄武巖［2］，表明了鋅多金屬礦區(qū)早期的構(gòu)造活動和巖漿活動都較為強(qiáng)烈。

2 礦區(qū)豎井地質(zhì)初步評價

經(jīng)過現(xiàn)場勘察，主豎井地處南高北低的山坡上，屬于巖溶山地，距離黑水溝大斷裂約200m，西邊為黑水溝，西南為黑水塘，東北方向為廠前塘，地表蕨類植被發(fā)育。從場地開挖的公路斷面上可見，土質(zhì)為黃色粘土，厚1～5m，其下為泥灰?guī)r頁巖風(fēng)化層，呈灰色至淺黃色，厚1～6m。

2.1 豎井水文地質(zhì)評價

銅坑鋅多金屬礦區(qū)處于大廠礦田西礦帶魚泉洞水文地質(zhì)單元，海拔高程707～996m。地表水系流量較小的黑水溝溪流，年降雨量為1182～1523 mm，礦床主要含水層為上泥盆統(tǒng)同車江組裂隙含水層、五指山組裂隙含水層和榴江組裂隙含水層，地下水主要來源于大氣降水，主要隔水層是羅富組鈣質(zhì)泥巖、頁巖與泥質(zhì)灰?guī)r互層，西邊的花崗斑巖隔斷了與92＃錫礦體生產(chǎn)區(qū)的水力聯(lián)系。巖石裂隙發(fā)育程度一般，巖溶較少。礦區(qū)水文地質(zhì)條件類型確定為中等類型［3］，井下水主要來自于裂隙充水。附近的老窿主要有紅旗窿、精誠窿、金華窿等，老窿對礦床充水的影響很小。

2.2 豎井工程地質(zhì)評價

2.2.1 不良地質(zhì)體區(qū)段預(yù)測

（1）同車江組（D33）中段巖層為黑色碳質(zhì)頁巖（見圖1），位于井深40～50m處（高程約750m），巖石為軟質(zhì)層，也是礦區(qū)的隔水層，可能有少量涌水。

圖1 鋅多金屬礦區(qū)豎井地質(zhì)剖面

（2）五指山組（D23）不同巖性界面之間的層面礦脈，是在構(gòu)造應(yīng)力作用下產(chǎn)生的順層滑脫破碎帶，充填物質(zhì)主要是方解石和黃鐵礦，節(jié)理密集時形成錫石硫化物礦脈（如長坡區(qū)），自上而下分別產(chǎn)出有79＃、75＃和77＃層面礦脈，厚度均為0.1～1.5m。

（3）斷裂破碎帶，位于井深190～210m（高程約600m）處，帶內(nèi)角礫為扁豆灰?guī)r或條帶灰?guī)r。

（4）五指山組（D23）與榴江組（D13）之間的層間破碎帶，位于井深270～290m（高程約520m）處，厚度1～5m，在長坡區(qū)是92＃礦體頂部錫石硫化物礦脈富集地段，雖然在該區(qū)不成礦，但存在層間破碎。

（5）推測正斷層，位于井深570～580m（高程約125m）處，厚度0.3～4m，圍巖為羅富組（D22），95＃礦體下部，斷層角礫為泥灰?guī)r。

另外，本豎井深部為生物礁灰?guī)r和泥灰?guī)r夾薄層狀灰?guī)r，容易形成溶洞，銅坑礦目前還沒有工程揭露。但從附近的高峰礦井下巷道來看，溶洞都比較小，約在1m以下，沒有大的影響。

2.2.2 井巷圍巖穩(wěn)固性評價

巖土層從上到下為：表層黃色粘土及風(fēng)化碎屑物，往下為灰黑色泥巖夾頁巖和粉砂巖（見表1），巖石軟硬相間，裂隙脈密度1～5條／m；灰色大、小扁豆灰?guī)r，粒徑0.5～6cm，硅化程度不一，質(zhì)地堅硬，裂隙脈密度1～4條／m，有一條層間方解石脈，厚0.1～0.7m；灰黑色條帶狀硅質(zhì)灰?guī)r和泥巖，巖石軟硬相間，裂隙脈密度1～5條／m；灰黑色硅質(zhì)巖，硬度最大，小刀刻劃不動，裂隙脈密度3～10條／m；灰色泥巖、矽卡巖和生物礁灰?guī)r，局部極硬，裂隙脈密度1～16條／m；最底部為黑色泥巖夾灰?guī)r，含有機(jī)質(zhì)及細(xì)粒黃鐵礦。

主豎井地層基本完整，局部破碎，硬度中等至較硬，層理清楚、裂隙發(fā)育一般，沒有大的斷層穿過。井巷圍巖為泥灰?guī)r、硅質(zhì)條帶灰?guī)r、硅質(zhì)巖、泥巖、矽卡巖和礁灰?guī)r，工程地質(zhì)條件簡單，勘探類型為層狀巖類簡單型［1］。巖體結(jié)構(gòu)主要為層狀結(jié)構(gòu)，中等完整至較完整，穩(wěn)固性較好。

表1 鋅多金屬礦區(qū)的巖層

2.3 主豎井環(huán)境地質(zhì)條件評述

（1）地表滑坡評價。主豎井處于丘陵山區(qū)，山勢陡峻，地表物質(zhì)有松散風(fēng)化巖土層、碎石堆積物，風(fēng)化土層容易產(chǎn)生變形面下滑。由于工業(yè)場地還要修建公路和廠房，特別是在夏季暴雨之后，有可能發(fā)生滑坡。

（2）環(huán)境污染。大廠錫多金屬礦田的礦物約有100多種，各種分散元素以類質(zhì)同象賦存于相關(guān)的礦物中，礦區(qū)共伴生礦產(chǎn)有錫、鉛、銻、銅、硫、砷、銀等，在鐵閃鋅礦中富含鎘和銦［4］。豎井掘進(jìn)形成的副產(chǎn)或廢石，含有鋅、鉛、鎘和汞等重金屬，掘進(jìn)產(chǎn)物排至地表，經(jīng)過雨水作用，會對地表黑水溝水源造成一定程度的污染。

3 結(jié)論及建議

3.1 結(jié)論

（1）豎井位置距離黑水溝大斷裂約200m，距離黑水溝約100m，避開了這兩個不良地質(zhì)因素，井區(qū)附近沒有發(fā)現(xiàn)大斷裂和構(gòu)造體，基巖質(zhì)地較硬，比較穩(wěn)固，井址所處地質(zhì)環(huán)境具有較好的穩(wěn)定性。

（2）由于豎井處于水源地附近，在深部掘井時，廠前塘和黑水溝的積水可能有部分沿構(gòu)造裂隙滲透到井內(nèi)。

3.2 主要存在問題

（1）該井距離礦體較遠(yuǎn)，工程稀少，對其地質(zhì)特征的認(rèn)識有限，黑水溝斷裂及其附近的構(gòu)造帶地質(zhì)特征至今尚未查明。

（2）附近的老民窿如紅旗窿、精誠窿等在1990年代開采，民窿都沒有專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行正規(guī)的設(shè)計和測量，因此對其巷道和采空區(qū)無法確定。

3.3 建議

（1）豎井是深達(dá)千米的重要工程，如深部巖爆及突水等有些工程地質(zhì)問題目前還難以預(yù)料，必須采用先進(jìn)的預(yù)測預(yù)警技術(shù)，實行預(yù)防為主的方針［5］。近幾年來，長沙礦山研究院礦山安全信息系統(tǒng)在銅坑礦地壓監(jiān)測方面的應(yīng)用效果較好，這些經(jīng)驗是值得借鑒的。同時，在掘井過程中，應(yīng)先施工超前鉆孔。

（2）井區(qū)地表容易滑坡，尤其在夏季暴雨時，要加強(qiáng)安全警戒。

（3）豎井掘進(jìn)的副產(chǎn)或廢石，含有鋅、鉛、鎘和汞等重金屬，排至地表會形成一定程度的污染，應(yīng)加大黑水溝水質(zhì)檢測，及時采取防治措施。

［1］ 吳德成，余永朝，林喜養(yǎng)，等.廣西南丹縣大廠礦田銅坑礦區(qū)黑水溝—大樹腳礦段鋅多金屬礦詳查報告［R］.柳州：廣西壯族自治區(qū)二一五地質(zhì)隊，2009.

［2］ 許遠(yuǎn)清，鐘 利.廣西大廠91號富礦體控礦條件及找礦實踐［J］.礦業(yè)研究與開發(fā)，2012，32（4）：32－35.

［3］ 地質(zhì)部水文地質(zhì)工程地質(zhì)技術(shù)方法研究隊.水文地質(zhì)手冊［M］.北京：地質(zhì)出版社，1978.

［4］ 許遠(yuǎn)清，夏志鵬，羅光克，等.大廠鋅銅礦地質(zhì)特征及探礦工程設(shè)計思路［J］.中國礦山工程，2012，41（2）：4－7.

［5］ 王啟明，周愛民.淺論礦山工程地質(zhì)災(zāi)害控制［J］.采礦技術(shù)，2004，4（4）：20－23.