霍山汪家沖金礦床開采技術條件分析

周旭東，黃亮山

（安徽省地質礦產(chǎn)勘查局313地質隊，安徽 六安 237000）

近年來，隨著金屬礦床開采向著綜合機械化和地下深部邁進，對礦井水工環(huán)地質條件要求也越來越高，綜合分析礦床開采技術條件，為礦井安全高效開采提供可靠的地質依據(jù)[1]。對此，諸多學者在礦區(qū)初步勘察的基礎上，對金屬礦床水文地質、工程地質和環(huán)境地質條件進行分析，開展礦床開采技術條件評價。如趙巖等人對丹東燕子溝金礦床進行開采技術條件分析，為礦床建設提供可靠的地質依據(jù)[2]；黃光壽[3]等人對河南省碾子溝鐵礦不僅分析評價了礦床開采技術條件還對礦床開采可能引發(fā)的地質災害進行了詳細的研究分析，為綠色礦山、安全礦山建設奠定基礎。汪家沖金礦區(qū)位于霍山縣佛子嶺鎮(zhèn)汪家沖一帶，屬低山區(qū)，最高海拔245.0m，地形較為起伏，切割不強烈，相對最大高差可達128m。區(qū)內植被發(fā)育，基巖露頭較差，區(qū)域內水利資源豐富，距佛子嶺水庫僅150m。通過地質、物探、鉆探工作，大致查明區(qū)內地質、構造特征和成礦地質條件，查明了礦體的形態(tài)、規(guī)模、產(chǎn)狀和礦石質量，對礦石的選冶性能進行類比研究。本文在綜合研究前期地質成果的基礎上，對區(qū)內礦床開采技術條件進行分析，為后續(xù)礦山建設和開采提供地質依據(jù)[4]。

1 礦床特征

汪家沖金礦床區(qū)位于北淮陽構造帶東段的磨子潭—曉天火山巖盆地內，大地構造位置屬東秦嶺—大別碰撞造山帶的東延部分。根據(jù)地層的接觸關系、沉積相和巖石組合特征以及巖石的變形和變質程度的差異，地層劃分為前中生代基底變質巖系和中生代火山—沉積巖系。該礦床礦化類型主要呈石英細脈帶型和蝕變巖型（硅化巖），金—石英和金—硫化物—石英礦石建造。礦體規(guī)模呈透鏡狀、脈狀，礦體規(guī)模較小，長度一般數(shù)十米，延深十數(shù)米，最大延深110m，走向300°～325°，傾向SW，傾角40°左右。本區(qū)金礦床（點）絕大多數(shù)分布在湯臺子—童家河破碎蝕變帶北東側，只有汪家沖金礦點位于湯臺子—童家河破碎蝕變帶南西側。以蓮花地東側、石寨河為界將磨子潭—曉天火山巖盆地分為西、中、東三個部分，淺成侵入熱液型金礦點位于北西部，次火山熱液型金礦床（點）位于西部，火山熱液型金礦床（點）位于中部。西部抬升幅度較大，剝蝕深，火山根部的次火山巖和淺成侵入體大面積出露，出露淺成侵入熱液型和次火山熱液型金礦床（點），中部剝蝕較淺，毛坦廠組中性火山巖含礦巖系大量出露，出露火山熱液型金礦床（點）。

2 礦床水文地質條件

（1）區(qū)域水文地質背景。汪家沖礦區(qū)屬于亞熱帶季風氣候區(qū)，四季分明、氣候溫暖濕潤、雨量充沛。地貌屬構造—剝蝕形成的水庫、丘陵、低山區(qū)域。山體由侏羅系上統(tǒng)火山熔巖及火山碎屑巖組成，海拔高程110～245m 不等，佛子嶺水庫沿東側從礦區(qū)內通過，礦區(qū)內溝谷發(fā)育，呈南西高陡北東低緩的北東向展布，主要礦段靠近水庫邊緣，且在當?shù)厍治g基準面上下，豐水期（或水庫蓄水）部分礦體延伸水體以下，枯水期礦體則遠離水體。汪家沖礦區(qū)屬于佛子嶺水庫水系范圍，礦體西側有大西沖溪流在此處注入水庫，大氣降水大多沿地表流失，少部分沿裂隙滲入，且在溝底及水庫內泄出。因此，水庫水位及大西沖行洪時滯留水位是影響礦體充水的重要因素。由于地形坡降大，有利于自然排泄，僅少部分裂隙水，也在山坎或低洼處排出地表，因此，礦體的充水條件明顯地受到了限制[5]。

（2）礦區(qū)含水層。按巖石、巖性的含水條件主要劃分為松散巖層孔隙含水巖組、風化裂隙含水巖組、火山熔巖裂隙含水巖組、火山碎屑巖類裂隙含水巖組。

（3）礦區(qū)隔水層。主要為正長斑巖、二長斑巖、閃長玢巖等，零星分布，裂隙不發(fā)育，屬相對隔水巖組，距礦體較遠，沒有直接對礦體頂、底板形成隔水層或構成影響。

（4）構造水文地質特征。汪家沖礦區(qū)有磨子潭—桐城斷裂呈北西向通過，礦體產(chǎn)于該斷層上盤，與斷裂結構面較遠，斷裂內充水對礦體不構成影響，但疊加的相對淺層次的北西向、北北東向兩條破碎蝕變帶則對礦體產(chǎn)生影響，有利于地下水的集中和排泄。

（5）礦床充水預測。汪家沖礦體北西走向，處于佛子嶺水庫邊緣，橫切大西沖沖溝，部分礦段延伸侵蝕基準面以下，有一定的富水性。因此，礦體內充水程度隨豐、枯水期和庫水漲落而發(fā)生變化。

3 礦床工程地質特征

3.1 工程地質巖組及特征

（1）第四系松散層巖組。主要分布于汪家沖礦區(qū)的大西沖水系一級階地，巖性為青灰、灰黃、黃褐色的粘土、亞粘性，部分地段特別是近湖、河的低洼地區(qū)常夾淤泥質土，一般厚4～20m。該粘性土具中等壓縮性，一般為可塑—軟塑狀，承載力100～300kPa，部分地段夾軟塑—流塑狀淤泥質土，其工程地質性能大大降低。

（2）堅硬、較堅硬層狀安山巖巖組。主要分布于礦床北部和東部。為多期火山熔巖、潛火山巖，形成于中生代。巖性主要為安山巖。該巖組具厚層狀結構，巖質堅硬，干抗壓強度為（36～172）×103kPa，柱狀裂隙發(fā)育，抗風化能力較弱。

（3）堅硬較堅硬層狀凝灰?guī)r巖組。主要分布于礦床西北部和東南部。多為早白堊世火山碎屑巖組成。巖性主要為凝灰?guī)r、凝灰質角礫巖及安山質凝灰?guī)r等。為厚層狀結構，巖質較堅硬，干抗壓強度（57～167）×103kPa，巖組中巖相變化大，常夾火山熔巖，其工程地質性質多變。

（4）堅硬層狀片麻巖巖組。主要分布于礦區(qū)西南部，主要由新太古代、新元古代地層和變質侵入巖組成。巖性為碎裂巖化片麻巖和糜棱巖化片麻巖。為厚層狀結構，巖石質地堅硬，強度高，干抗壓強度（102～208）×103kPa，但巖組中暗色礦物含量較多，片麻理發(fā)育，風化強烈，甚至劇烈，使其強度大大降低。

3.2 礦區(qū)工程地質類型

礦體圍巖主要為安山巖、安山質凝灰?guī)r和片麻巖等，地層巖性較為復雜。礦區(qū)內成礦后斷裂呈北東向，僅有一條，長約900m，錯斷地層及磨子潭—桐城斷裂，斷距達400m，斷裂面較平整，兩側巖石破碎，地質構造較復雜。礦體頂?shù)装鍨閷訝顖杂病^堅硬巖類，巖石強度中等但變化大，受斷裂構造影響較為破碎，主要工程地質問題為圍巖坍塌及冒頂、底鼓等[5-6]。因此，汪家沖金礦床工程地質條件為中等類型。

4 礦床環(huán)境地質特征

4.1 礦山開采對地表水及地下水的影響

霍山汪家沖金礦床地下水（即裂隙水）物理性質為無色、無味、無沉淀、透明度良好，低礦化。此外，礦區(qū)附近無污染源，礦體及圍巖也不易分解出有害組分，其地質環(huán)境良好。對地表水和地下水污染源主要為后期大規(guī)模的礦床開采所造成的廢渣、尾礦和采選礦排出的廢水等。因此，礦山建設應充分考慮大規(guī)模的開采活動對地表水和地下水的污染問題，及時處理采礦廢渣和尾礦，凈化采選礦排出的廢水，同時做好土壤和水體的定期監(jiān)測工作[7]。

4.2 礦山開采可能引發(fā)的地質災害

（1）地面塌陷和地裂縫。大規(guī)模的礦床開采活動打破原始平衡，易形成采空區(qū)，對周邊地形地貌和自然環(huán)境造成影響。隨著開采時間和開采深度的不斷推進，采空區(qū)會越來越大，極易在礦區(qū)地表形成地面塌陷和地裂縫。為防止礦山開采引發(fā)的不良地質災害，在礦井巷道中及時采取抗變形支護，同時做好尾礦及時回填等措施。

（2）崩塌、滑坡及泥石流。礦區(qū)開采形成大量的尾礦棄渣，隨意排放堆積不僅對周邊水體造成污染，還會引發(fā)堆積邊坡崩塌、滑坡和泥石流等地質災害。故開采活動形成的尾礦棄渣應選擇合適的堆放場地，遠離溝谷、村莊和地表水體，并同時做好地面變形監(jiān)測和地質災害預警工作[8]。

4.3 礦區(qū)環(huán)境地質類型

礦區(qū)內現(xiàn)狀條件下無重大污染源，地下水體物理性質良好，礦體及圍巖也不易分解出有害組分。對環(huán)境造成污染和影響主要來自廢渣和尾礦堆積可能引發(fā)的崩塌、滑坡及泥石流等地質災害、礦床開采形成的采空區(qū)內地面塌陷和地裂縫以及采區(qū)周邊土壤和水體的污染問題等。因此，本文研究認為霍山汪家沖金礦床環(huán)境地質條件良好。

5 結論

（1）汪家沖礦體部分溝通了地表水體，破碎蝕變帶有一定的富水性，屬于水文地質條件中等型的礦床。斷裂構造是查區(qū)礦體的主要控礦因素，蝕變、后期構造破碎直接影響了圍巖的穩(wěn)固性，故工程地質條件中等。環(huán)境地質條件良好。礦床開采技術條件勘查類型為開采技術條件中等復合問題的礦床。

（2）本文就汪家沖金礦床水文地質、工程地質和環(huán)境地質條件分別進行了分析研究，對礦床開采技術條件進行評價，為后續(xù)礦床開采提供了可靠的地質依據(jù)。