新疆若羌縣阿達(dá)灘銅多金屬礦工程地質(zhì)特征分析

楊健

（新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局七O一隊(duì) 昌吉 831100）

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

礦區(qū)出露地層為上古生界中泥盆統(tǒng)，為一套巨厚的半深海—大陸坡相火山－火山碎屑沉積建造。由老到新有：中泥盆統(tǒng)第一組（D2a）、中泥盆統(tǒng)第二組（D2b）、中泥盆統(tǒng)第三組（D2c）和第四系沖積、洪積的礫石和砂、亞砂土。出露巖性為：凝灰質(zhì)砂巖、凝灰質(zhì)細(xì)砂巖、凝灰質(zhì)粉砂巖、凝灰質(zhì)角礫巖和凝灰?guī)r。礦床賦存于中泥盆統(tǒng)第二組第一巖性段（D2ba）凝灰質(zhì)粉砂巖中。

2 礦區(qū)工程地質(zhì)巖組特征

根據(jù)巖體結(jié)構(gòu)控制巖體穩(wěn)定的觀點(diǎn)，將礦區(qū)巖體按地層、巖性、地質(zhì)構(gòu)造，結(jié)合礦體及頂?shù)装鍑鷰r的關(guān)系，劃分為土體和巖體兩部分，其中巖體可劃分為三個(gè)工程地質(zhì)巖組。

2.1 土體

主要為第四系沖洪積物及風(fēng)積物，由砂卵礫石及風(fēng)成土組成，松散無膠結(jié)，散體狀，分布在沖洪溝及山體表面。沖洪積層成分主要為砂卵礫石及砂土互層，松散堆積，厚度多在5～15 米，最厚可達(dá)20 米。風(fēng)積層，其成分主要為基巖碎塊及風(fēng)塵土，厚度多在1～5米之間。

2.2 巖體

（1）層狀巖組

屬元古界長(zhǎng)城系小廟巖組，主要為灰黑色、灰色絹云母石英片巖、矽卡巖，二云母片巖夾方解石大理巖、片麻巖、石英正長(zhǎng)巖等組成，矽卡巖一般出露于礦體的直接頂、底板部位，大理巖作為圍巖出露與礦區(qū)大部。巖石致密塊狀，除強(qiáng)風(fēng)化帶及構(gòu)造帶較破碎外，其它較完整，RQD 值76%～82%，平均為79%，巖石質(zhì)量好，巖體完整性較好。巖石物理力學(xué)性質(zhì)中（以矽卡巖為主），干燥抗壓強(qiáng)度為71.03～94.87Mpa，平均為82.95Mpa；飽和抗壓強(qiáng)度為48.93～67.90Mpa，平均為58.415Mpa；干燥抗拉強(qiáng)度為2.50～2.98Mpa，平均2.74Mpa；天然抗剪強(qiáng)度參數(shù)凝聚力為11.7～11.93Mpa，平均11.82Mpa；內(nèi)摩擦角22.5°～29.8°，為半堅(jiān)硬巖石（巖石質(zhì)量評(píng)價(jià)等級(jí)表見表1、巖石物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)成果見表2）。

表1 巖石質(zhì)量評(píng)價(jià)等級(jí)表

表2 巖石物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)成果表

（2）塊狀巖組

礦區(qū)侵入巖十分發(fā)育，巖性主要為輝綠巖、輝綠玢巖，中酸性二長(zhǎng)花崗斑巖、花斑巖、斑狀石英正長(zhǎng)巖、石英二長(zhǎng)巖、英安巖、霏細(xì)巖等。巖石致密塊狀，除強(qiáng)風(fēng)化帶及構(gòu)造帶較破碎外，其它較完整，RQD 值61%～94%，平均為82%，巖石質(zhì)量好，巖體完整性較好。

（3）構(gòu)造破碎巖組

礦區(qū)構(gòu)造主要表現(xiàn)為北西向斷裂，主要有3條主斷裂，按斷層的構(gòu)造線方向?yàn)楸睎|向斷裂和北西向斷裂。構(gòu)造破碎巖組厚度一般小于10m，構(gòu)造裂隙發(fā)育，裂隙走向與斷層走向基本一致，構(gòu)造裂隙率最高可達(dá)5%，巖石多呈碎塊、碎屑狀，局部為粉末狀，RQD值一般小于15%，巖石質(zhì)量極劣，巖體完整性破碎。

（4）風(fēng)化破碎巖組

發(fā)育于層狀巖組和塊狀巖組上部中等-弱風(fēng)化帶，厚度為10.85～45.25 米，平均厚度28.46 米。風(fēng)化帶內(nèi)巖石破碎完整性差，RQD 值一般為15%～40%，風(fēng)化裂隙發(fā)育，裂隙率一般為7‰，最大可達(dá)15‰。經(jīng)鉆孔揭露，中等風(fēng)化帶內(nèi)巖石局部褪色，呈短柱狀或柱狀，巖體部分礦物風(fēng)化變質(zhì)，呈鑲嵌塊狀結(jié)構(gòu)、局部為鑲嵌碎裂結(jié)構(gòu)；弱風(fēng)化帶內(nèi)巖石顏色變淺，呈柱狀或長(zhǎng)柱狀，表面和裂隙面有風(fēng)化跡象，少部分礦物風(fēng)化變質(zhì)，但基本保持母巖結(jié)構(gòu)。

3 礦區(qū)的結(jié)構(gòu)面特征

礦區(qū)主要發(fā)育構(gòu)造結(jié)構(gòu)面、沉積結(jié)構(gòu)面、火成結(jié)構(gòu)面及次生結(jié)構(gòu)面。由于結(jié)構(gòu)面的性質(zhì)和規(guī)模不同，結(jié)構(gòu)面的力學(xué)效應(yīng)、力學(xué)作用特征有顯著差異。因此，根據(jù)結(jié)構(gòu)面的規(guī)模和大小，將礦區(qū)的結(jié)構(gòu)面分為4級(jí)。結(jié)構(gòu)面的規(guī)模是指結(jié)構(gòu)面的長(zhǎng)度和寬度，長(zhǎng)度包括它的延展性和連續(xù)性，寬度則反映它的大小，寬度對(duì)于巖體變形破壞和工程布置有著直接的關(guān)系。

Ⅰ級(jí)結(jié)構(gòu)面為卡爾塔阿拉南山北坡北西向斷裂組，規(guī)模巨大，是區(qū)域上影響礦區(qū)穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)面。Ⅱ－Ⅲ級(jí)結(jié)構(gòu)面主要是礦區(qū)內(nèi)控巖、控礦斷裂，是礦床中影響井巷圍巖穩(wěn)定的主要結(jié)構(gòu)面。位于北西部F1、F2 主斷裂走向北東,延伸1～2 千米，走向30°～55°，F(xiàn)2往南交于F1斷層上。南東部F3分布于軍正嶺礦段河溝中，走向呈北東40°，巖層產(chǎn)狀相反，有明顯的平移錯(cuò)位現(xiàn)象，對(duì)本區(qū)礦床的影響比較大。Ⅳ級(jí)結(jié)構(gòu)面，規(guī)模小或很小，它只影響局部巖塊的穩(wěn)定性或破壞巖體的完整性，降低巖塊或巖體強(qiáng)度，是礦床中影響巖體穩(wěn)定的次要結(jié)構(gòu)面。

4 礦床開采的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

4.1 礦體及礦體頂?shù)装鍑鷰r的穩(wěn)定性

礦體主要賦存于元古界長(zhǎng)城系小廟巖組絹云母片巖夾大理巖內(nèi)，與印支期晚三疊世花崗巖巖體接觸，礦化富集與矽卡巖中裂隙的發(fā)育、多種變質(zhì)作用的疊加和金屬硫化物的出現(xiàn)有密切關(guān)系，侵入巖體接觸帶是控礦的前提，成礦受巖體接觸帶及北西向構(gòu)造帶所控制，構(gòu)造特征明顯。礦體及礦體頂?shù)装鍑鷰r巖性主要為矽卡巖、大理巖。矽卡巖、大理巖呈致密層狀，性質(zhì)堅(jiān)硬，平均RQD 值為79%，巖體質(zhì)量指標(biāo)為1.29～1.86，巖體質(zhì)量系數(shù)為3.02～4.45，巖石質(zhì)量及完整性中等，巖體質(zhì)量良好，局部構(gòu)造破碎帶發(fā)育，厚度一般小于10 米，巖石多為碎塊、碎屑及粉末狀，RQD 值小于15%，巖石質(zhì)量極劣，巖體完整性破碎。據(jù)此，認(rèn)為礦體及礦體頂?shù)装鍑鷰r穩(wěn)定性為基本穩(wěn)定，僅在破碎帶發(fā)育密集地段，會(huì)產(chǎn)生小規(guī)模頂板塌落、掉塊、側(cè)壁片落現(xiàn)象，局部需要支護(hù)。

4.2 構(gòu)造對(duì)礦體圍巖的穩(wěn)定性的影響

礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較發(fā)育。礦區(qū)內(nèi)主要有三條主要斷裂構(gòu)造，按斷裂的構(gòu)造線方向?yàn)楸睎|向。礦體主要位于北東向主要斷裂構(gòu)造F3兩側(cè)，裂隙發(fā)育，擠壓破碎也較發(fā)育，這表明本區(qū)的圍巖和礦體都經(jīng)受了多次應(yīng)力的作用，致使外部形態(tài)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到了不同程度的破壞，穩(wěn)定性大為降低。

4.3 水文地質(zhì)情況對(duì)礦體圍巖穩(wěn)定的影響

主礦體大部分位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面之上，含礦圍巖為矽卡巖和大理巖，巖石表層風(fēng)化裂隙較發(fā)育。大氣降水及雪融水為充水主要來源，但礦體的匯水面積僅有約0.25平方千米，降雨量小，山間溝谷發(fā)育，有利于地表水、地下水的排泄，礦體的充水不豐富。就開采而言，在礦體淺部開采時(shí)，一般無水，中深部利用平硐開采時(shí)，可自然排水。在雨季應(yīng)密切注視大氣降水之大小，作好防洪排水的有效措施。在深部掘進(jìn)時(shí)，則應(yīng)有較大排水渠或其它的有效安全措施。

5 結(jié)語(yǔ)

礦區(qū)出露巖石主要分為塊狀巖類和層狀巖類。塊狀巖類巖性以輝綠巖、輝綠玢巖，中酸性二長(zhǎng)花崗斑巖、花斑巖、斑狀石英正長(zhǎng)巖、石英二長(zhǎng)巖、英安巖、霏細(xì)巖等一套火山巖和侵入巖組成，呈致密塊狀，巖石質(zhì)量及完整性較好，中等堅(jiān)硬，巖體質(zhì)量較好，除風(fēng)化帶及構(gòu)造帶較破碎外，巖體整體穩(wěn)定性較好。層狀巖類巖性主要為灰黑色、灰色絹云母石英片巖、矽卡巖，二云母片巖夾方解石大理巖、片麻巖、石英正長(zhǎng)巖等，巖石質(zhì)量及完整性中等，巖體質(zhì)量總體中等-良，局部發(fā)育軟弱夾層和構(gòu)造破碎帶，巖體整體穩(wěn)定性較好。礦區(qū)內(nèi)發(fā)育斷裂構(gòu)造、次級(jí)斷裂構(gòu)造，主要受區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造影響。從鉆孔揭露情況看，巖石表層風(fēng)化程度中等-弱，中深部構(gòu)造破碎帶相對(duì)發(fā)育，但一般厚度不大，對(duì)井巷圍巖穩(wěn)定性產(chǎn)生危害較小，局部地段易發(fā)生礦山工程地質(zhì)問題。