礦山地質(zhì)構(gòu)造和成礦作用分析

姜皓欽

（山東黃金礦業(yè)(玲瓏)有限公司，山東 招遠(yuǎn) 265400）

近年來我國采礦行業(yè)進展飛速，在經(jīng)過相關(guān)人員的多年研究后，根據(jù)多年同行業(yè)的經(jīng)驗，現(xiàn)在我國的礦產(chǎn)開采技術(shù)已經(jīng)越來越趨向先進化和專業(yè)化的水平，并且形成了一整個獨立完整的體系。在礦山開采的過程當(dāng)中，對于礦山地質(zhì)構(gòu)造的分析是至關(guān)重要的，礦山的地質(zhì)構(gòu)造主要是指巖層、巖體和礦體的空間分布、存在狀態(tài)以及不同類型礦產(chǎn)資源之間所存在的聯(lián)系，地殼運動造成了巖石礦體的傾斜、彎曲和斷裂等現(xiàn)象，所以說地質(zhì)構(gòu)造的不同類型是不同的地殼運動導(dǎo)致的的結(jié)果，主要分為褶皺（背斜、向斜）和斷裂（節(jié)理、斷層）兩種形式。合理有效的地質(zhì)構(gòu)造分析以及準(zhǔn)確的分析數(shù)據(jù)材料可以向礦產(chǎn)開采人員提供專業(yè)的參考，避免不必要的資源浪費，提高礦產(chǎn)開采的速度和質(zhì)量。另一方面由于一部分礦產(chǎn)資源所特有的不可再生的特性，導(dǎo)致隨著礦產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展，我國的礦產(chǎn)儲量正在逐年降低并且出現(xiàn)不可逆的趨勢，而有效的地質(zhì)構(gòu)造分析則能夠在這樣的情況下最大程度上提高礦山的經(jīng)濟收益，促進礦山的長久發(fā)展[1-3]。

1 巖層產(chǎn)狀

巖層產(chǎn)狀是“巖層的產(chǎn)出狀態(tài)”的簡稱，主要包括以下兩種形式：一種是水平巖層。在地殼運動當(dāng)中，有一部分沉積物在沉積的過程中并沒有受到過多外力因素的影響，所以最終呈水平狀態(tài)并凝結(jié)為巖石，并且在后續(xù)的發(fā)展變化中也沒有受到外界因素的影響，長期維持著水平狀態(tài)的巖層；而另一種是傾斜巖層。所謂傾斜巖層就是指和水平巖層相對的巖層，大多數(shù)的巖層產(chǎn)狀都是傾斜巖層形式，并且從嚴(yán)格意義上來講幾乎所有巖層都是傾斜巖層，因為絕對水平的巖層是不存在的，現(xiàn)階段我國的大多數(shù)地質(zhì)構(gòu)造分析的專業(yè)人員都將傾斜角度小于五度的稱為水平巖層。在對傾斜巖層的描述當(dāng)中，也都是用該巖層的走向、傾向和傾角進行對不同傾斜巖層的分辨。

（1）走向是指巖層面與水平面交線的方向。

（2）傾向是指巖層垂直于走向的傾斜方向，即向下延伸的方向。

（3）傾角是指巖層面與水平面的夾角。

2 地質(zhì)構(gòu)造類型

2.1 褶皺構(gòu)造

褶皺構(gòu)造是地質(zhì)構(gòu)造的類型之一。所謂褶皺構(gòu)造顧名思義就是指層狀巖石的表面出現(xiàn)波狀彎曲，這種現(xiàn)象一般都是在層狀巖石經(jīng)過多年風(fēng)化后受地殼運動的影響產(chǎn)生的。褶皺的主要組成部分是褶曲，也就是褶皺巖層的一個彎曲單位。

（1）褶曲的幾何要素。所有的褶曲都具有核心、翼、軸面、軸線、樞紐和弧尖這六大幾何要素。其中核是褶曲巖層的中心；翼是褶曲巖層的兩側(cè)；軸面是指褶曲兩翼近似對稱的軸面，軸面可以是直面，也可以是曲面；軸線是軸面與水平面相交的線；樞紐是褶皺巖層中最大的彎曲點之間的連線，也是褶皺中同一個層面和軸面的相交線；弧尖是指垂直于樞紐的切面上軸面與層面的交點。

（2）褶曲的基本形態(tài)。褶曲有背斜褶曲和向斜褶曲兩種基本形態(tài)。這兩種褶曲的基本形態(tài)的主要區(qū)別表現(xiàn)在以下三方面：①形態(tài)不同。背斜褶曲的巖層是向上彎曲的，而向斜褶曲則是向下彎曲的；②巖層傾斜關(guān)系不同。背斜褶曲的兩翼巖層是相背傾斜，而向斜褶曲的兩翼巖層是相向傾斜；③巖層的新舊程度不同。背斜褶曲的核部巖層較老而兩翼巖層較新，而向斜褶曲則正好與之相反。

（3）褶曲的類型判斷根據(jù)軸面的產(chǎn)狀可以劃分為以下四種：①直立褶曲，兩翼巖層相背傾斜且傾角相差極小，軸面近乎直立；②傾斜褶曲，兩翼巖層相背傾斜但傾角相差較大，軸面傾斜；③倒轉(zhuǎn)褶曲，兩翼巖層同向傾斜，其中一翼巖層為正常層序，另一翼巖層為倒轉(zhuǎn)層序，軸面傾斜；④平臥褶曲，兩翼巖層產(chǎn)狀近于水平重疊，一翼巖層為正常層序，另一翼巖層為倒轉(zhuǎn)層序，軸面近于水平。

2.2 斷裂構(gòu)造

巖層在受到一定程度的沖擊后形狀會發(fā)生改變，其中有一部分改變就是會在巖層表面產(chǎn)生斷裂，這種斷裂大小不一，大規(guī)模的可長達(dá)幾千公里，而小規(guī)模的斷裂則需要用顯微鏡才能夠觀察得到。斷裂構(gòu)造包括兩種基本形態(tài)，分別為節(jié)理和斷層。

（1）節(jié)理。節(jié)理也稱裂隙，屬于小規(guī)模斷裂，裂隙不能影響兩側(cè)巖塊的位置。節(jié)理產(chǎn)生的原因是多樣化的，有一部分節(jié)理在巖層的產(chǎn)生過程中就已經(jīng)存在了，這部分節(jié)理稱為原生節(jié)理；還有一部分節(jié)理是地表巖石在經(jīng)過多年風(fēng)化后形成的，叫做風(fēng)化節(jié)理或風(fēng)化間隙。大多數(shù)的節(jié)理產(chǎn)生于地殼運動，是由于巖石受到構(gòu)造作用力而產(chǎn)生的，叫做構(gòu)造節(jié)理。構(gòu)造節(jié)理分為張節(jié)理和剪節(jié)理，其中張節(jié)理是在張應(yīng)力作用下而形成的，節(jié)理面凹凸不平而且?guī)缀醵际菑堥_的，剪節(jié)理是當(dāng)巖石中所受到的最大剪應(yīng)力達(dá)到并超過巖石的抗剪強度時形成的，節(jié)理面相對光滑而且多為緊閉狀態(tài)。

（2）斷層。斷層相對來說規(guī)模較大，就算小的斷層也會有幾米的長度，大的更是連綿數(shù)千公里，巖層表面會因為斷層的出現(xiàn)而導(dǎo)致斷層兩側(cè)巖塊的位移。斷層的要素包括斷層面、斷層線和斷盤。斷層面是指巖層在發(fā)生斷裂后的破裂面，一個巖塊經(jīng)由這個破裂面分為兩個巖塊，斷層面有曲面的，也有直面的，有的時候多個斷裂面還可以組成一個破裂帶；斷層線是斷層面和地面相交的部分，大多時候以線的形式存在，斷層線也分為直的和曲的，這主要取決于斷層的不同類型；斷盤是指被斷層面分開的兩側(cè)巖塊。根據(jù)兩盤巖塊相對位移的方向，可將斷層分為正斷層、逆斷層、平移斷層和旋轉(zhuǎn)斷層四種類型。一般只有在水平方向引張力作用才會形成正斷層，正斷層中上盤沿斷層傾斜線方向上升，下盤沿斷層傾斜方向下降；逆斷層與正斷層的區(qū)別就是逆斷層是在水平方向進行壓縮力作用才會形成；平移斷層也叫平推斷層，是斷層兩盤沿斷層走向線方向發(fā)生相對位移的一種斷層類型，平移斷層一般只有在剪應(yīng)力作用下才會產(chǎn)生；旋轉(zhuǎn)斷層是斷層兩盤做相對的旋轉(zhuǎn)運動。

3 礦山地質(zhì)構(gòu)造遭遇的問題

礦山地質(zhì)構(gòu)造在短時間內(nèi)具有較強的穩(wěn)定性，但是由于礦產(chǎn)資源相對較為古老，所以說在時間的長河中，礦山地質(zhì)構(gòu)造必將因不同類型的地殼運動而產(chǎn)生不同的變化。并且近年來由于人類對不可降解垃圾的隨意丟棄，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞，這對礦山的地質(zhì)構(gòu)造也產(chǎn)生了負(fù)面的影響。為了針對以上問題提出合理解決方案，及時制定相應(yīng)的應(yīng)對政策，本文將聯(lián)系實際情況對礦山地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)階段所存在的問題進行分析[4]。

3.1 礦區(qū)地質(zhì)發(fā)育的特點問題

由于近年來人類對礦產(chǎn)資源的大量開采，導(dǎo)致礦山以及礦山周圍的地質(zhì)構(gòu)造發(fā)生了較大的變化，并且?guī)缀醯V區(qū)的每個安全臺的邊緣都存在著較為明顯的裂痕，這就大大增加了礦區(qū)地質(zhì)的危險性，并且由于礦區(qū)地質(zhì)發(fā)育具有節(jié)理裂縫發(fā)育的特點，更容易使礦區(qū)發(fā)生坍塌滑坡的情況。另外除去相關(guān)工作人員對礦區(qū)內(nèi)部礦產(chǎn)資源的大量開采之外，礦區(qū)周邊的煤礦開采活動也能夠?qū)ΦV區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)變化產(chǎn)生較大影響，因為開采煤礦的覆蓋范圍和深淺程度都各不相同，導(dǎo)致周邊礦區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造嚴(yán)重被破壞，增加了整個礦產(chǎn)行業(yè)的工作難度和工作范圍。

3.2 礦區(qū)地質(zhì)破壞的主要問題

隨著人類對礦產(chǎn)資源大量的開采，導(dǎo)致礦區(qū)地質(zhì)遭到越來越嚴(yán)重的破壞，這主要會造成以下幾點問題：第一點是對礦區(qū)的嚴(yán)重開采導(dǎo)致礦山很容易發(fā)生山體坍塌、滑坡、裂縫、露天礦邊坡等問題，并且一旦發(fā)生山體坍塌或滑坡，由于其較大的沖擊力，還會導(dǎo)致山體飛石對周圍建筑造成破壞甚至有可能對相關(guān)工作人員造成傷害；第二點是礦山地質(zhì)結(jié)構(gòu)的破壞還會影響山體的植被覆蓋率，影響生態(tài)綠化；第三點是山體地質(zhì)結(jié)構(gòu)改變必將影響到地質(zhì)深層礦產(chǎn)的再生，由于大多數(shù)礦產(chǎn)資源是不可再生的，所以相關(guān)工作人員更應(yīng)該珍惜可再生礦產(chǎn)的可再生性，但是如果地質(zhì)結(jié)構(gòu)遭到破壞，那么一定會降低可再生礦產(chǎn)的再生能力。

4 成礦作用問題研究

中生代以來巖漿活動越來越強烈與頻繁，這在很大程度上嚴(yán)重的影響了礦山的形成，除此之外，時間、分布空間、物質(zhì)共生關(guān)系和內(nèi)在成因聯(lián)系全能夠影響礦床的形成。在物質(zhì)方面，礦床的形成還受到巖漿作用和巖石種類以及不同種類巖石所處的不同環(huán)境和所受的不同作用影響。比如說在印支造山運動的晚期形成的大場礦床，就在很大程度上受到了發(fā)生在會聚板北部邊緣的Au-Sb成礦作用的影響，地表溫度因地殼的碰撞作用、地質(zhì)的變化和地殼的激烈運動而升高，所以地面表層的狀態(tài)發(fā)生了顯著變化，溫度的上升導(dǎo)致了地表的嚴(yán)重變質(zhì)和脫水，并且還伴有轉(zhuǎn)移運動，在這個過程中產(chǎn)生的流體就含有不同類型的礦物質(zhì)。

4.1 地震泄水構(gòu)造問題研究

發(fā)生地震泄水構(gòu)造，主要是因為沙體會伴隨地震活動而處于流動形態(tài)，同時會產(chǎn)生液化脈，這些物質(zhì)由于粉砂巖和粉砂質(zhì)泥巖環(huán)境的影響，造成沉積地層中的粉砂體液化和泄水。

4.2 微生物沉積構(gòu)造問題研究

在流動沙體和液化脈的沉積過程中，存在于地質(zhì)深層的微生物會對其中一部分進行覆蓋或包裹，這在后期能夠有效的壓實微生物構(gòu)造，形成不同類型的砂脈體。

4.3 地質(zhì)構(gòu)造中的成分對成礦作用的影響

大場金礦石中絹云母Ar年齡較長，由此可以得出礦的形成與印支其的造山運動有這密切關(guān)系的結(jié)論。

5 結(jié)語

礦區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造對整個采礦行業(yè)來說都是非常重要的，相關(guān)工作人員必須充分認(rèn)識到解決地質(zhì)結(jié)構(gòu)和成礦作用的主要問題的重要性。只有對地質(zhì)結(jié)構(gòu)和成分作用的聯(lián)系進行深刻的探討研究才能夠更好的保障采礦行業(yè)的長久發(fā)展，保障我國礦產(chǎn)資源儲量的存續(xù)。