安徽省張家山礦床地質(zhì)特征及開發(fā)利用情況分析

牛強強，崔紅員，程晉平

（華東冶金地質(zhì)勘查局八一五地質(zhì)隊，安徽 合肥 230000）

1 地質(zhì)概況

張家山礦區(qū)位于郯（城）—廬（江）斷裂系的東緣，揚子準地臺下?lián)P子臺坳的北部，屬和含巢斷褶束的南部。區(qū)域地層劃屬揚子地層區(qū)下?lián)P子地層分區(qū)巢縣地層小區(qū)，主要為古生界～中生界的碎屑沉積礦物組合而成，白堊系、第三系地層少見，第四系則分布于山間洼地及山前平原地帶。其中上古生界～三疊系下統(tǒng)發(fā)育最為齊全，三疊系下統(tǒng)南陵湖組為查區(qū)賦礦層位。

礦區(qū)構(gòu)造以印支期形成的褶皺為主要特征，其次有伴生的斷層構(gòu)造。區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造較為發(fā)育且復雜，查區(qū)位于岱山向斜南西及中段，東西兩側(cè)分別毗鄰滑塔石復式背斜和周家店向斜。受斷層錯移影響，該向斜軸向局部有偏轉(zhuǎn)，部分地段多見次級褶皺。核部相對開闊，自北而南分別見，軸部見棲霞組、南陵湖組中段至東馬鞍山組出露。翼部（尤其東南翼）缺失地層較多，巖層出露寬度及產(chǎn)狀各地略有不同，傾角陡緩不一。樞紐起伏，但總體向北東端昂起，軸面傾角80°至直立，基本屬于直立褶曲。礦區(qū)內(nèi)巖漿活動微弱，未見有巖漿巖出露。

2 礦床地質(zhì)特征

張家山礦山查區(qū)內(nèi)出露的地層有二疊系下統(tǒng)棲霞組、孤峰組、銀屏組，上統(tǒng)龍?zhí)督M、大隆組，三疊系下統(tǒng)殷坑組、和龍山組、南陵湖組，中統(tǒng)東馬鞍山組。其中南陵湖組是本礦床的含礦層位，其地層出露面積約占勘探區(qū)面積的65%。

2.1 礦層特征

張家山礦床賦礦地層南陵湖組，展布于岱山向斜南段及中段核部及其兩翼。礦層的延續(xù)展布特征，受控于賦礦地層巖性相變和向斜形態(tài)變化，以及多個近東西向、北東向斷層的切割錯移影響，存在相應(yīng)的差異變化。查區(qū)共圈定礦層7個，分南北兩個礦段。

2.1.1 南段礦層特征

礦區(qū)南段位于F84東段以南的獅子山—小魚頭地段，即岱山向斜南段及中段南部區(qū)間范圍。礦層分布主要受此段向斜構(gòu)造形態(tài)控制，同時受斷層包夾錯移影響，呈現(xiàn)相應(yīng)的差異變化。

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號礦層橫向組合呈斜歪向斜褶曲產(chǎn)出，自獅子山—小魚頭地段軸跡走向由北東轉(zhuǎn)為近南北，軸面傾向由南東轉(zhuǎn)為東，軸面傾角68°～78°。在獅子山地段及小魚頭地段，褶曲樞紐分別向北東、南仰起，傾伏角約為8°～15°，局部達24°。向斜總體呈寬緩展布，軸向局部偏轉(zhuǎn)擺動，部分地段次級褶皺較發(fā)育，核部相對開闊，兩翼傾角陡緩變化不一。

Ⅰ號礦層出露于向斜核部及其緊鄰兩翼，沿走向水平延續(xù)總長1905m，其中南部獅子山地段出露延長1205m，走向北東～北北東；北部小魚頭地段出露延長380m，走向近南北；中部約320m間距，礦層被錯移或部分隱伏于靳山水庫之下。剖面礦層平均視厚度140.95m，變化系數(shù)為18.63%。

Ⅱ號礦層斷續(xù)出露于向斜兩翼，沿走向水平延續(xù)總長960m，其中獅子山地段10線北西翼。剖面礦層平均視厚度30.33m，變化系數(shù)為68.58%。

Ⅲ號礦層斷續(xù)出露于向斜兩翼外側(cè)，其出露延長地段及其走向與Ⅱ號礦層完全一致，分別出露延長600m、480m，平均540m；剖面礦層平均視厚度39.00m，變化系數(shù)18.59%?？剂扛鞯V層平均視厚度變化系數(shù)，Ⅰ、Ⅲ號礦層視厚度變化為穩(wěn)定類型，Ⅱ號礦層視厚度變化為較穩(wěn)定類型，綜合考量礦層視厚度變化系數(shù)，總體反映為穩(wěn)定類型特征。

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號礦層地表出露水平寬度及其出露標高狀況詳見（表1）。

表1 南段礦層地表出露情況一覽表

2.1.2 北段礦層特征

礦區(qū)北段賦存有Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅲ1及Ⅲ2號礦層，經(jīng)初步估算，北段礦層剝采比值為0.71，不具工業(yè)利用價值。

2.2 礦石質(zhì)量

礦石中礦物成分簡單，以方解石為主，其次有少量白云石、泥質(zhì)，以及極少量鐵質(zhì)和石英等。方解石：它形，半自形晶粒狀。多屬微晶結(jié)構(gòu)，彼此緊緊鑲嵌，粒徑一般大于0.01mm，大者可達0.05mm。不同礦石類型中的方解石晶粒大小略有差異。白云石：它形，半自形晶粒狀，自形程度較方解石稍好，為交代方解石而形成，粒徑一般在0.01mm～0.03mm。白云石在灰?guī)r中含量甚微，一般含量低于1%。泥質(zhì)含量較少，且分布不均勻。

礦石結(jié)構(gòu)主要為微晶結(jié)構(gòu)、泥晶結(jié)構(gòu)、粒屑結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造主要有厚層狀構(gòu)造、中～厚層狀構(gòu)造、中～薄層狀構(gòu)造、薄層狀構(gòu)造、蠕蟲狀構(gòu)造等。礦石主要組分為CaO和MgO，前者為有益組分，后者為有害組分。

統(tǒng)計結(jié)果表明：Ⅰ號礦層礦石中CaO、MgO含量的變化系數(shù)分別為9.69%和117.84%，相關(guān)系數(shù)為0.66；Ⅱ號礦層礦石中CaO、MgO含量的變化系數(shù)分別為1.45%、12.63%，相關(guān)系數(shù)0.06；Ⅲ號礦層礦石中CaO、MgO含量的變化系數(shù)分別為1.10%、8.76%，相關(guān)系數(shù)為-0.65。

表2 南段礦層賦存標高情況一覽表

表3 礦層礦石中CaO、MgO平均含量統(tǒng)計表

2.3 礦石類型和品級

根據(jù)礦石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及礦物成分的含量變化，礦層可分為兩種自然類型。各自然類型礦石均呈層狀有規(guī)律地分布,Ⅰ號礦層礦石為蠕蟲狀礦石，Ⅱ、Ⅲ號礦層礦石為微晶型礦石。

礦床各礦層礦石中的CaO含量絕大部分均大于48%，只有極少數(shù)樣品CaO含量在45%～48%之間，且經(jīng)過與其相鄰的上下8m段加權(quán)平均后，CaO含量均達到48%以上。故本礦床的礦石為Ⅰ級品。

3 開發(fā)利用

3.1 資源概況

研究區(qū)內(nèi)可開采礦物分布區(qū)域較為集中，且資源儲量豐富，屬優(yōu)勢礦產(chǎn)，供需基本平衡。據(jù)預測，隨著我國經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展，工業(yè)用礦物資源開采得到進一步發(fā)展。張家山礦床主礦于南段，估算求得礦石資源量（333）為22144.67萬t，已達大型規(guī)模。

3.2 建設(shè)條件

本礦區(qū)的礦資源儲量豐富，礦石品級達到Ⅰ級品，成分穩(wěn)定，有害組分含量低，具有中等耐磨性和較好易燒性，是優(yōu)質(zhì)的水泥生產(chǎn)原料；礦床水文地質(zhì)條件屬簡單類型，工程地質(zhì)條件屬簡單偏中等類型，礦床范圍內(nèi)環(huán)境地質(zhì)現(xiàn)狀穩(wěn)定性較好，內(nèi)在開發(fā)條件良好。

礦區(qū)緊鄰208省道，距裕溪河碼頭約3.5km。交通方便。礦區(qū)周邊距離銀屏110kv供電站約8km，電力發(fā)達。周邊水源為裕溪河。裕溪河水質(zhì)較好，水量豐富，經(jīng)處理后能滿足未來生產(chǎn)需要。

礦山可采采用自上而下水平分層開采法，每層臺段高度為12m。礦山正常生產(chǎn)以深孔中爆破為主，淺孔爆破主要用于二次爆破。

3.3 經(jīng)濟分析

擬建一條日產(chǎn)5000t新型礦物材料加工生產(chǎn)線，年產(chǎn)量達155萬噸，項目匡算靜態(tài)投資34982.87萬元，建設(shè)總投資35348.53萬元。本項目年產(chǎn)量155萬噸，全部散裝，出廠含稅價為200元/噸；暫按全部內(nèi)銷計算。

項目投產(chǎn)后，年均銷售額26297萬元，年均綜合稅金5259.4萬元，年均利潤總額3468.65萬元，年所得稅867.16萬元，年凈利潤2994.09萬元。全投資財務(wù)內(nèi)部收益率為18.48%，自有資金內(nèi)部收益率為25.42%，全投資靜態(tài)投資回收期為投產(chǎn)后12.81年，項目經(jīng)濟效益較好。

4 結(jié)論

張家山礦床礦石資源量（333）為22144.67萬t，是一個大型礦產(chǎn)地，其礦層厚度穩(wěn)定，成分穩(wěn)定，有害組分含量低，具有中等耐磨性和較好易燒性，是優(yōu)質(zhì)的工業(yè)用生產(chǎn)原料；礦床水文地質(zhì)條件屬簡單類型，工程地質(zhì)條件屬簡單偏中等類型，礦床范圍內(nèi)環(huán)境地質(zhì)現(xiàn)狀穩(wěn)定性較好，內(nèi)在開發(fā)條件良好。適合露天開采和加工。本項目建設(shè)使當?shù)氐纳皫r，礦產(chǎn)資源得到充分利用，帶動地方經(jīng)濟發(fā)展，增加就業(yè)，保持社會穩(wěn)定，增加地方財政稅收，具有良好的社會效益。本項目建設(shè)可使投資業(yè)主獲得較好的經(jīng)濟回報。