新疆哈密市雅北銅礦勘查開發(fā)主要地質(zhì)問題及開采條件分析

馬 健，蔣大虎，馮 亮

（新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第八地質(zhì)大隊，新疆 阿克蘇 843000）

新疆哈密市位于新疆東部，處于吐哈盆地具有豐富的石油、天然氣以及礦產(chǎn)資源。新疆哈密市的雅北銅礦是新疆比較大的銅礦床，該銅礦礦床整體厚度約為6m，礦體以近東西向走向延伸約200m。雅北銅礦礦體多為硅質(zhì)板巖，受到雅滿蘇斷裂的影響，導致礦區(qū)礦床控礦和賦礦過程中成礦帶出現(xiàn)斷裂。后期在火山巖漿活動產(chǎn)生的熱液上行作用下，形成礦液的成礦通道的成礦空間。在外界環(huán)境的作用下礦體產(chǎn)生硅化、絹云母化、碳酸鹽化等蝕變現(xiàn)象，而且受新疆哈密地區(qū)特殊的地理、氣象影響，礦石礦化、蝕變現(xiàn)象分布不均[1]。

雅北銅礦作為新疆哈密地區(qū)儲備量較大的銅礦，對其進行合理開采是勢在必行的。雅北銅礦開采工程正式展開之前，需要對雅北銅礦礦床及周圍環(huán)境的地質(zhì)條件進行勘查。通過詳細的勘查資料以及新疆哈密市整體的地質(zhì)情況，探明雅北銅礦在進行開發(fā)時的主要地質(zhì)問題，從而便于開采工程設計人員制定合理的開采計劃、選擇最優(yōu)的開采方式，減少對環(huán)境以及開采作業(yè)過程的危害?；谝陨戏治鰞?nèi)容，本文將通過研究新疆哈密市雅北銅礦勘查開發(fā)主要地質(zhì)問題，對該銅礦的具體開采條件進行分析。

1 新疆哈密市雅北銅礦勘查開發(fā)主要地質(zhì)問題研究

1.1 新疆哈密市雅北銅礦區(qū)域地質(zhì)分析

雅北銅礦的巖層順序整體保持有序狀態(tài)，局部受斷裂帶的強剪切作用，巖層順序出現(xiàn)混亂。成礦附近的巖石主要以粗砂巖、含礫砂巖、變質(zhì)凝灰質(zhì)砂巖、硅質(zhì)板巖、變質(zhì)凝灰質(zhì)粉巖、細砂巖等巖性的巖石，并且其中帶有少量的火山灰凝結(jié)的火山灰?guī)r，整體礦區(qū)不存在侵入巖現(xiàn)象。下圖為雅北銅礦礦區(qū)的礦區(qū)地質(zhì)示意圖。

圖1 雅北銅礦礦區(qū)地質(zhì)示意圖

雅北銅礦礦區(qū)地表可以清晰觀測到長約為1.4 公里、寬約為200m～600m 的礦體礦化、蝕變帶，該礦化蝕變帶以不均衡的形態(tài)分布多種常見礦化、蝕變現(xiàn)象。礦體泥巖多為紫紅色泥巖并且大體分布在礦區(qū)成礦帶底層的頂部。在成礦構造過程中，銅礦礦體和礦體泥巖受區(qū)域內(nèi)斷裂帶的剪力作用影響，產(chǎn)生大量的裂隙，形成成礦熱液的導礦通道。銅礦礦體主要以孔雀石、褐鐵礦以及黃鉀鐵礬形式產(chǎn)生礦化，礦體中含有大量的石英沿著成礦礦脈分布。

近東西向走向、傾向南方的雅北銅礦礦區(qū)的南部穿過雅滿蘇斷裂帶，導致該部分受雅滿蘇斷裂北側(cè)邊緣的鐵錳成礦帶的影響，地區(qū)出現(xiàn)少量雅滿蘇斷裂帶常見的粗砂巖、灰?guī)r等。地區(qū)巖性為苦水巖夾雜少量的玄武巖、砂狀和塊狀硅質(zhì)巖、巖屑砂巖等基質(zhì)巖石。巖層與礦體走向一致，向南傾向78°～83°。

混合玄武巖、砂狀和塊狀硅質(zhì)巖、巖屑砂巖等基質(zhì)巖石的苦水巖大量位于穿過礦區(qū)南部的雅滿蘇大斷裂和中部苦水大斷裂中間。經(jīng)歷長時間的地質(zhì)演化，苦水巖逐漸形成了由不同大小、形態(tài)、巖石類型的構造，不同時代形成的地質(zhì)地層機制不同，都以斷層形式相互接觸。

雅北銅礦區(qū)的磁場走向沿著近西北向和西北—西南走向，這種磁場線走向是由雅滿蘇深斷裂和礦區(qū)內(nèi)磁性較強的西北方向巖體接觸侵入礦體而形成的[2]。雅北銅礦區(qū)域位于斷裂帶中間，在斷裂帶的作用下經(jīng)過長時間的地質(zhì)構造變動，整體呈現(xiàn)斷裂與褶皺構造發(fā)育。雅北銅礦區(qū)礦體的斷層的F1 斷裂屬于區(qū)域性大斷裂，斷裂帶硅化、方解石化現(xiàn)象較為明顯，屬于壓性斷裂，斷裂帶內(nèi)由斷裂作用控巖。銅礦區(qū)礦體的斷層的F2 斷裂局部呈現(xiàn)擠壓性的巖石破裂現(xiàn)象，并在斷層生成時受力由張性轉(zhuǎn)化為壓性。銅礦區(qū)礦體的斷層的F3 斷裂屬于礦體的南向抬升，形成礦體斷裂，東北方向礦體整體略微下沉，礦體形成擠壓型構造發(fā)育。銅礦區(qū)礦體的斷層的F4 斷裂呈現(xiàn)弧形展布?？嗨s巖中包含的火山巖在礦體北部位置的三疊紀花崗巖含量增加，該部分形成與火山活動有關。

雅北銅礦礦區(qū)所在地區(qū)火山活動較為頻繁，在礦區(qū)存在三疊紀花崗巖說明成礦晚期出現(xiàn)火山巖漿熱液侵蝕現(xiàn)象，三疊紀花崗巖巖體呈現(xiàn)不規(guī)則形狀產(chǎn)出。在礦體的其余位置，有部分的火山灰?guī)r存在。

1.2 雅北銅礦區(qū)域地球化學信息分析

在雅北銅礦礦體南部靠近雅滿蘇斷裂帶北側(cè)的位置進行物化探異常探測的結(jié)果顯示巖屑沉積具有良好重合性?？拷艥M蘇斷裂帶上的鐵錳礦成礦帶的位置，存在一個雅北銅礦的銅礦成礦點和鐵錳礦成礦點。導致該地區(qū)的物化探結(jié)果出現(xiàn)金、銀、銅、錳、鉛、鋅等元素含量異常，并且成礦點的主要成礦元素之間套合情況良好，成礦點成礦元素中心濃度與周圍元素濃度區(qū)分度明顯。下表為雅北銅礦礦區(qū)物化探異常特征信息表。

表1 雅北銅礦礦區(qū)物化探異常特征信息表

下表為雅北銅礦的古生界地層的銅鋅元素含量探測表。

表2 雅北銅礦古生界地層的銅鋅元素含量探測表

雅北銅礦礦區(qū)的主要礦石類型為以金屬化合物為大部分的石英脈，發(fā)育結(jié)構多樣，礦石構造以條帶狀構造、塊狀構造等為主。雅北銅礦礦區(qū)礦體的具體的礦物組合信息如下表所示。

表3 雅北銅礦礦物組合和結(jié)構類型信息

根據(jù)上述研究的新疆哈密市雅北銅礦勘查開發(fā)主要地質(zhì)問題，對雅北銅礦開采條件進行分析。

2 雅北銅礦開采條件分析

由物化探數(shù)據(jù)分析可知，雅北銅礦礦體由于礦化蝕變分布不均、礦體地表有一定的覆蓋，給銅礦勘察造成一定的困擾。銅礦的控礦巖體屬于鈣堿性巖，其具體性質(zhì)與常見的礦區(qū)控礦花崗巖基本一致[3]。另外，雅北銅礦礦區(qū)內(nèi)含有不同功能級別、不同性質(zhì)、方向的地層斷裂，斷裂的存在降低了礦床賦礦巖石的強度，對銅礦勘查開發(fā)的深度要求較高。此外，結(jié)合控礦巖性和礦化蝕變現(xiàn)象分析可知，雅北銅礦礦體屬于熱液型銅礦。并且根據(jù)礦脈成礦走向可知，成礦熱液來自于礦脈的北部和西部，沿著近西向東的方向移動，在礦脈中北部形成摻雜多種巖石的苦水雜巖，火山熱液作用下還形成了三疊紀花崗巖。礦區(qū)南側(cè)穿過的雅滿蘇斷裂形成隔擋層，阻止成礦熱液向南移動，并進一步促進銅元素的富集，形成礦床。

因此，在對雅北銅礦進行開采時，首先要注意礦區(qū)的航磁異常位置，以免對勘測開采設備造成影響。其次，銅礦的次級斷裂形成的成礦上升通道和容礦空間大小、時期不同，開采過程中需要注意開采深度。并且地表巖石受風化、斷裂作用的影響，巖性脆弱，開采過程中要注意及時填充，以保持原巖結(jié)構完好。

此外，銅礦開采過程中注意泥巖軟化強度和結(jié)構面性質(zhì)的變化。結(jié)構面的強度、產(chǎn)狀、密度、張開度等性質(zhì)將共同決定礦體圍巖的開采穩(wěn)定性。通過以上內(nèi)容，上文通過研究新疆哈密市雅北銅礦勘查開發(fā)主要地質(zhì)問題，完成了對雅北銅礦的具體開采條件的分析。

3 結(jié)束語

本文通過分析新疆哈密市雅北銅礦相關礦產(chǎn)開發(fā)資料，并結(jié)合實際的勘測數(shù)據(jù)研究了該銅礦勘查開發(fā)主要地質(zhì)問題。同時針對于雅北銅礦勘查開發(fā)主要地質(zhì)問題，分析了具體的開采條件。

依據(jù)本文的研究內(nèi)容，能夠為實際的新疆哈密市雅北銅礦開采工程提供相應的理論支持，以提高銅礦開采工程的作業(yè)效率，保障施工作業(yè)的安全。