大型礦山工程礦產(chǎn)地質(zhì)特征及開采前景分析

李桂蘭

（內(nèi)蒙古億誠地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)有限責任公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010）

1 區(qū)域地質(zhì)背景

礦山工程施工區(qū)位于華北地區(qū)，區(qū)內(nèi)發(fā)育礦層由老到新分別為中太古界集寧群、中上新統(tǒng)漢諾壩組，更新統(tǒng)以及全新統(tǒng)沖洪積層。

本區(qū)地質(zhì)的年代經(jīng)歷時間較長，具有復雜的構(gòu)造格局與演化過程。太古時期的地質(zhì)構(gòu)造線，以北東向為主，構(gòu)造格局控制著礦體的分布趨勢。研究區(qū)上的褶皺構(gòu)造是以虻牛山復背斜為主，斷裂構(gòu)造不發(fā)育[1]。

區(qū)域內(nèi)入侵的巖體發(fā)育分布情況較為廣泛。脈巖較為發(fā)育，主要見閃長巖脈、花崗巖脈、偉晶巖脈等。

2 礦床地質(zhì)特征

礦區(qū)內(nèi)含礦地層為中太古界集寧群。按巖性可劃分為三個巖性層，分別為混合巖化片麻巖礦（Ar2J1）、二長變粒巖礦（Ar2J2）、斜長片麻巖礦（Ar2J3）。三者呈互層狀，北東向展布，產(chǎn)狀：傾向140-155°，傾角40-50°。其礦體體賦存于二長變粒巖礦當中。

2.1 礦體特征

該區(qū)礦體共圈定三條，分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。Ⅰ礦體分布在礦區(qū)中部，厚度變化較穩(wěn)定，埋深較淺，礦體頂?shù)装鍑鷰r均為斜長片麻巖；Ⅱ、Ⅲ礦體產(chǎn)于礦區(qū)北部的二長變粒巖中，礦體與圍巖均為二長變粒巖礦；礦體中無夾石。礦體與頂?shù)装鍑鷰r界線清楚[2]。詳見表1。

2.2 礦體質(zhì)量

（1）礦體結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦體呈灰-淺肉紅色，中等晶粒半自形-其它粒狀，斑狀結(jié)構(gòu)當中，出現(xiàn)少數(shù)鉀長石，具有層狀結(jié)構(gòu)。

（2）礦體的礦物成分

礦體礦物的平均含量在22.71%左右，一般含量在15-28.88%。礦脈礦物的鉀長石礦含量為20-25%、石英礦含量20-25%、黑云母含量在5%以下，伴生礦物有磷灰石礦、鋯石礦、鈦石礦等。

（3）礦物的物理性能

其顏色主要為褐色或褐紅色，有玻璃光澤;貝殼狀斷口，斷口油光澤;微透明;通過對礦物的硬度進行分析，鉆石硬度7.2，該地質(zhì)礦物粒度約2—10mm。少數(shù)較大顆粒的裂縫發(fā)育較好，并沿裂縫生物化。局部礦物富集，含量可達50%以上。

（4）礦物化學成分

經(jīng)對該地質(zhì)工程區(qū)域內(nèi)的礦物進行多元素分析，確定該礦物中化學成分以Al2O3和SiO2為主。`

3 開發(fā)利用

3.1 礦物加工技術(shù)性能評價

經(jīng)選礦選冶加工試驗，按“破碎、磨礦（-50目占40%）、重選（搖床）、重選精礦干式弱磁選（159KA/m）-干式強磁選(796KA/m)”工藝流程。選擇代表性的選礦試驗樣品，且入選原礦品位礦物含量21.15%，精礦產(chǎn)率18.82%，品位礦物含量92.43%，回收率82.26%；尾礦品位礦物含量4.62%。選礦指標合理，精礦為合格產(chǎn)品。

3.2 礦床開采技術(shù)條件

（1）水文地質(zhì)條件

礦區(qū)在區(qū)域水文地質(zhì)單元中屬補給區(qū)，礦體處于侵蝕基準面之上。區(qū)內(nèi)分布有第四系沖洪積潛水含水層和基巖風化裂隙弱含水層兩類。第四紀砂礫質(zhì)沖積含水層分布在礦區(qū)的溝壑中。巖性為沖積砂礫石層，含水厚度1-5米，埋深5-6米。區(qū)內(nèi)出露的基巖地表風化較弱，裂隙較發(fā)育，在區(qū)內(nèi)形成一組傾向南東的節(jié)理構(gòu)造，透水性較好，屬透水不含水層，對礦床開采影響小。礦床水文地質(zhì)勘查類型以基巖裂隙水充水為主的簡單型。

表1 礦體特征一覽表

（2）工程地質(zhì)條件

礦區(qū)內(nèi)的巖土體類型劃分為疏松巖組和堅硬巖組。疏松巖組主要由第四系半固結(jié)的黃土和殘坡積層組成，第四系殘坡積多分布于低洼處及沖溝中，對未來礦山開采影響不大；黃土層主要分布于礦區(qū)南側(cè)，局部覆蓋于礦體之上，一般厚度為1-8m，最厚處可達10m以上。在礦體開采過程中要對覆蓋于礦體之上的地質(zhì)層進行剝離。堅硬巖組主要由致密的二長變粒巖礦、斜長片麻巖礦、混合巖化片麻巖礦組成，通過對二長變粒巖礦和斜長片麻巖礦的抗壓性分析，二長變粒巖礦干抗壓強度為86.75—92.5MPa，斜長片麻巖礦干抗壓強度為80.59—85.6MPa。礦體呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)出，構(gòu)造簡單，地表構(gòu)造形跡不明顯，沒有斷裂、褶皺及脈巖侵入破壞。

（3）環(huán)境地質(zhì)

礦區(qū)地形簡單南低北高，未發(fā)現(xiàn)滑坡、崩塌等自然地質(zhì)災害現(xiàn)象。礦區(qū)無原生環(huán)境地質(zhì)問題，區(qū)內(nèi)無重大污染源，礦物及廢棄礦體化學成分基本穩(wěn)定，礦物中不含有有毒、有害組份、露天采坑排水不會對附近水體造成污染，無其它環(huán)境地質(zhì)隱患，礦區(qū)放射性本底值較低。故將礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境類型劃分為地質(zhì)環(huán)境良好的第一類。

綜上所述，該礦床開采水文地質(zhì)條件簡單、工程地質(zhì)條件簡單，環(huán)境地質(zhì)質(zhì)量良好，本區(qū)礦床開采技術(shù)條件勘查類型為Ⅰ類型。

3.3 資源儲量

經(jīng)地質(zhì)工作，獲得礦山工程礦產(chǎn)資源儲量總礦物量1970.3萬噸，廢棄礦物量447.31萬噸，平均含礦率22.70%。

3.4 市場需求現(xiàn)狀及預測

（1）市場需求現(xiàn)狀

當前我國消費礦產(chǎn)資源的工業(yè)部門主要有以下幾個：汽車飛機制造廠商、鋁表面的噴砂處理、生產(chǎn)電子元件，用于優(yōu)質(zhì)無痕半導體等金屬拋光；在石油工業(yè)生產(chǎn)中，將其用于清潔鉆井的鉆桿與套管；在造船企業(yè)當中，用于對船用鋁制材料進行整理與清潔、木家具整理加工；此外，高質(zhì)量高價值的礦物顆粒對平板玻璃與鏡片進行拋光施工；剩下的一些低品質(zhì)的礦物，可用于過濾工廠，對水進行凈化與過濾處理；砂紙生產(chǎn)及用于整理毛氈制品、硬質(zhì)橡膠、皮革、塑料及木材。

（2）礦產(chǎn)品現(xiàn)狀

由于大部分礦產(chǎn)產(chǎn)品用于傳統(tǒng)的噴砂研磨、噴水切割和環(huán)保水過濾。尤其，在運輸機械、軍工部門和尖端工業(yè)領(lǐng)域需要較大數(shù)量研磨介質(zhì)材料和噴水切割介質(zhì)。目前，世界各國均在大力發(fā)展軍事工業(yè)，特別是軍用飛機和艦船制造，對礦產(chǎn)品需求逐漸增長。近些年，噴水切割用礦物市場增長非常迅速，價格有一定上浮。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，礦產(chǎn)資源用途將會越來越廣泛，礦產(chǎn)的消費市場前景廣闊。

4 結(jié)語

我國礦產(chǎn)資源儲量豐富。礦體厚度較穩(wěn)定，無夾石，礦石質(zhì)量較好，宜選出，具備很大的開采價值。方案采用的生產(chǎn)工藝成熟可靠，經(jīng)濟效益明顯，對發(fā)展地區(qū)經(jīng)濟，增加地方財政收入起到積極的作用。同時開采其礦石是經(jīng)濟合理可行的，是能夠滿足投資方預期的投資收益的。