第3章 矿床地质.doc

柿竹园多金属矿床开采设计 第3章 矿床地质第3章 矿床地质3.1 矿区地形特征矿区内为中低山-低山地形，东、南、西三面地势较高，标高425m至931m，中部高构成南东北西南的分水岭，冲沟发育甚众。北面为丘陵，地势开阔；有利地表水的排泄。矿区内比较大的河流有甘港河，发源于狮子口，流量为206.460.201m3/s，水质为HCO3-SO4-Ga型。水位标高为425.3426m，最高洪水水位436m。由于河水流经的地段为隔水性的火成岩岩石，河水对矿床无影响。3.2 矿区地质3.2.1 矿区地层矿区内出露地层主要为上泥盆统棋梓桥组（D2q）和佘田桥组（D3S）灰岩，在矿区东部出露有前泥盆系（Pt-5）浅变质砂岩，央粉砂岩及板岩；南东端有面积不大的中泥盆统跳马涧组（D2t）石英砂岩出露，起接触关系佘田桥组与桥组为整合接触；棋子桥组与前泥盆系、棋子桥组与跳马涧组，跳马涧组与前泥盆系等均为断层接触。3.2.2 矿区构造矿区褶皱形态主要由北北东的野鸡尾柿竹园背斜和太平里向斜组成，并有次一级褶皱。矿区内断裂构造十分发育，主要有北北东向、北东向、北北西向和近东西向四组，其中北北东向断层为导矿构造，近东西向断层为容矿构造，北东向断层为控矿（花岗斑岩）构造。此外，矿区节理裂隙十分发育，但由于多次成矿，热液活动频繁，节理裂隙与断裂等大多被胶结充填。1. 褶皱褶皱结构较简单，主要由北北东走向的柿竹园野鸡尾背斜和柿竹园太平里向斜组成。背斜位于矿区东部，为一轴部平缓，两翼近似对称的展宽性背斜，轴部地层为泥盆系中统棋梓桥组，两翼为佘田桥组，地层倾角3045；向斜位于矿区偏西部，两翼对称，倾角3045，轴部及两翼地层均为泥盆系上统佘田桥组泥质灰岩，大部分已蚀变成矽卡岩，其南部为富矿段赋存位置；2. 断层矿区内断层十分发育，但规模一般较小，且普遍有后期岩脉充填或因浊变作用，胶结较好。矿区断层按生成序次分成北北东、北东、北北西及东西走向四组，主要有F1F6F7等。其中仅北北东向F6断层伸入到富矿段顶板围岩中，其余均位于富矿段之外。F1 断层：位于矿区东部，近南北走向，倾角7080，该断层距矿床最近处400多m，对矿床开采无影响。F6 与F7断层：位于矿区南部及南东部，沿走向延长200600m，规模较小，起延长和延伸均在同一含水层内，下盘为矽卡岩，上盘为网脉状大理岩，力学性质属逆断层，水文地质特征属透水性弱一不透水断层，对富矿段开采无影响。3. 节理矿区内构造活动剧烈，节理裂隙发育，尤其以320350和050走向最为发育。近东西走向一组也甚为发育，其他地方的节理也有出现。裂隙有走向北北东、北东和北西向3组，倾角3070。节理裂隙程度在不同的地段或不同岩石中而有变化，其中矽卡岩中节理裂隙最为发育，并为含矿石英脉、长石脉、云英岩脉、细粒花岗岩脉充填。3.2.3 矿床成因类型：柿竹园多金属矿床为一大型接触交代矽卡岩矿床，工业类型属云英岩矽卡岩复合型钨多金属矿床。矿区岩浆岩主要有斑状黑云母花岗岩、花岗斑岩、石英斑岩和基性脉岩（煌班岩、辉绿岩），主体期花岗岩主要成岩枝状，花岗斑岩呈现北东走向的岩墙产出，辉绿岩为北西向的岩脉产出。根据岩性的特征及产状特点可为四个阶段，每一阶段花岗岩均有衍生的岩脉，并伴有各具特点、强度不一的热液蚀变作用，如矽卡岩化、萤石化、云英岩化、钠长石化、绿泥石化与钨钼铋矿化，锡石-硫化物矿化等。故该区发育有一系列矽卡岩型和网脉状云英岩-矽卡岩复合型钨钼铋矿床、大理岩锡多金属矿床，充填交代铅锌矿矿床。3.2.4 矿床勘探类型：柿竹园钨、锡、钼、铋多金属矿床由原湖南省地质局408队进行了勘探，于1985年提交了湖南省郴县柿竹园钨、锡、钼、铋矿区最终勘探报告，省储委以（1986）湘储决字09号决议审查通过。柿竹园钨、锡、钼、铋矿床属第勘探类型，矿区勘探以钻探为主，坑槽探为辅，采用（85100）100m网度求工业储量，在490m标高的富矿地段进行了坑道检查验证，基本查明了该矿床的地层、构造，矿岩、矿体的数量规模、形态、产状、厚度与品位及其在空间分布与变化规律，以及矿石中主要元素与伴生组份的赋存状态、嵌布特征、配分关系、矿石可选性、矿床水文与开采技术条件。矿区勘探控制与研究程度较好，各项工作质量能满足开采设计要求。3.3 矿体地质特征柿竹园多金属矿床为一大型接触交代矽卡岩矿床，工业类型属云英岩矽卡岩复合型钨多金属矿床。矿体赋存于花岗岩与中、上泥盆统灰岩接触带附近的矽卡岩、大理岩中。根据矿体产出的部位，矿化特点，以及矿石类型的不同，矿体划分为四个矿带（、矿带）。各矿带之间一般没有明显的界线，多呈渐变过渡接触关系。各矿带总的分布规律是：从花岗岩体向上（外）依次为、矿带，大致呈晕圈式分布。但各矿带有时亦有相互穿插和包裹现象，故各矿带在空间的分布，也不完全（或绝对）是上下之间的关系。本设计主要对象为矿带，故对矿带做详细说明。矿带整体特征为：产于正接触带下部紧贴花岗岩一侧的云英岩网脉矽卡岩中的钨钼铋矿体。矿物及组合元素复杂，主要有用矿物有：白钨矿、黑钨矿、辉钼矿、辉铋矿及少量锡石等。呈星散状，细脉浸染状分布于矽卡岩中和赋存在穿插矽卡岩中的呈网脉或条带状的各种岩脉内。该矿带11矿带为唯一工业矿体。矿体大透镜体产出，厚度大，矿化强，连续稳定，品位较高，是本矿床的富矿体。平均品位：WO3:0.438%，Mo:0.094%，Bi:0.147%。其中核心部位长宽315m313m范围为全矿床品位最高的富矿体，平均品位：WO3:0.538%，Mo:0.116%，Bi:0.177%。其中490m水平与558m水平之间矿房已被回采。3.4 矿石类型矿化特征根据组合样品及选矿大样的物相分析资料，钨主要是白钨和黑钨矿中的钨，矿石的自然类型属原生矿石。矿带矿石类型云英岩网脉矽卡岩钨钼铋矿石产出特征如下：在矽卡岩钨铋矿石类型之上，进一步蚀变并迭加了大量后期含矿脉岩，使矿石成份复杂化，并增大了矿化的强度，而成为本矿床的矿化富集地段。迭加于矽卡岩之上的含矿脉岩，主要是：云英岩脉、石英脉、长石英脉、萤石长石脉，长石脉、方解石萤石脉、绿泥石脉，石榴石脉、符山石脉及伟晶岩脉等，呈网脉状或平行细脉产出。含矿脉岩分支、复合、彭大、缩小变化较大，脉幅一般510cm，部分为2060cm。主要金属矿物有黑钨矿、白钨矿、辉钼矿、辉铋矿等。一般黑、白钨矿之比为1：0.75。矿石结构有自形半自形粒状、它形粒状、交代残余、交代假象、溶蚀、固溶体分离、压碎结构等，矿石构造主要有浸染状、网脉状、条带状、块状等。3.5 矿体产状柿竹园钨、锡、钼、铋多金属矿为特大型矽卡岩矿床。矿体赋存于燕山期花岗岩与中上泥盆系灰岩接触的矽卡岩与大理岩中，呈透镜状、似层状产出，走向北北东南南西，南北长约1100m，东西宽1000m，倾向东，倾角1015，厚度一般100200m，最厚达300多m，矿体赋存标高在310m至780m之间，自上而下划分为、四个矿带。即矿带为大理岩锡矿带，矿带为矽卡岩钨铋矿带，矿带为云英岩网脉-矽卡岩钨钼铋矿带，矿带为云英岩钨钼铋矿带，各矿带之间无明显界限。云英岩网脉-矽卡岩钨钼铋矿带矿化特征如下：位于矿带下部，是矽卡岩受到强烈的热液蚀变形成，特征是在钨铋矿石类型至上迭加了大量后期含矿岩脉，如云英岩脉、石英脉、云英岩化正长岩脉、长石脉等，含脉率为2030，最高达74。在矿带核心长、宽300m范围内，构成了全矿床品位最高的富矿段，是本设计的对象。矿带主要有用金属矿物为白钨矿、黑钨矿、辉铋矿、辉钼矿，其次为磁铁矿、磁黄铁矿、黄铁矿等。钨矿化以白钨矿为主。非金属矿化主要为萤石，萤石平均品位为21.76，可回收利用。3.6 矿体和围岩物理机械性质及其他3.6.1 矿石与围岩的物理机械性质矿体主要围岩为矽卡岩、矽卡岩化大理岩、大理岩、以及花岗岩和花岗斑岩。这些岩石多由比较稳定且不易风化的矿物组成，结构紧密。虽然矿区内岩体断裂结构发育，但断裂、裂隙、节理一般被矿脉、岩脉充填胶接好，矿岩稳固性好，所掘井下工程一般不支护。矿区岩石极限抗压强度大部分大于58Mpa，内摩擦角大于80；矿石松散系数1.63，平均自然安息角37，矿体体重为3.14t/m3，矿岩普氏硬度系数f分别为1214。3.6.2 矿石品位及其变化情况柿竹园多金色矿床仅矿带矿石品位较好，属中等品位，该矿带唯一的工业矿体为11，现有地质储量8733.1万t，平均品位为：WO3:0.374%，Mo:0.088%，Bi:0.135%，其中现在正在开采的315m313m部分为该矿体的核心部分，为全矿床品位最高的富矿段，现有地质储量2497.6万t，平均品位为：WO3:0.567%，Mo:0.125%，Bi:0.182%。其它各矿带矿石品位一般较贫，大部分属低品位矿石及表外矿石。3.6.3矿石的可选性与综合利用（见表3-1）表3-1 浮重磁浮工业试验估算表产品名称钨精矿钼精矿铋精矿萤石精矿产 率（%）0.70390.20200.22625.01品 味（%）66.3552.04795.10497.31回收率（%）78.8983.1861.0528.76经选厂试验表明萤石回收低，钨、钼、铋好回收；而铍金属量小，精度细的大部分以类质同像分散与脉石矿物中，选冶困难，尚难综合利用。3.7 矿床水文地质3.7.1 水文地质矿区内含水层，四周基本上被隔水层包围，与外围无水力联系，形成单独的地下水自行补给排泄区。含水层出露地表范围小，富水性弱，以含裂隙潜水为主，受降水补给控制，分别向北和南西径流，于柿竹园沟和甘港河排泄成地表水。矿区内地形陡峻，冲沟切割较深，对降雨排泄有利，地表水不发育。决大部分矿体位于侵蚀基准面425m标高以上，仅西南部20排以南部分矿体埋藏与次标高以下。故本矿床为产于裂隙含水为主的裂隙溶洞含水层中的水文地质条件简单的矿床。3.7.2 矿区涌水量矿体富集于矽卡岩、矽卡岩化大理岩中。围岩为硬弱裂隙含水层，属溶洞水于弱裂隙水。主要受地表降雨补给，地表水甘港河位于矿区西部边缘流泾，与矿区含水层接触段的河床标高425m左右，绝大部分的矿体埋藏在次标高以上。对425m标高以下矿体，开采影响也是很极小的。隔水层花岗岩、花岗斑岩及浅变质砂岩、页岩于矿区四周和深部分布，使矿区含水层与相邻区无水力联系。透水性主要受少量成矿后期的构造裂隙所控制，可见涌水量大小与开采面积成正比关系，而与开采深度（即水位降低）关系较小。3.7.3 工业用水与生活用水工业水源：主要为东江水源；生活用水：主要为地下水，不足时靠蝴蝶泉补充。3.8 生产勘探与开采取样湖南省地质局408队按原湖南省有色局（67）湘色有字第23号文“颁发郴州柿竹园钨、钼、铋多金属矿床的最终工业指标”圈定矿体，应用地质块段法（矿带）、剖面法（、矿带）计算的储量见表32。表32 各矿石类型矿石量占全区矿石量比例表矿 石 类 型矿带编号矿石量（t）占全区矿石量（%）备 注网脉大理岩锡石矿8433772623.49表外矽卡岩锡铋矿石16355953145.56表内外云英岩-矽卡岩钨钼铋矿石9906187127.60表内云英岩钨锡钼铋矿石120257843.35表外总 计3589849121001967年由湖南省有色金属管理局以（67）湘色有字第28文下达了矿区储量计算工业指标，具体内容如下： 理岩锡矿石类型（矿带），为表外矿，略。矽卡岩钨铋矿石类型（矿带）及云英岩矽卡岩钨钼铋矿石类型（矿带）Mo边界品位0.01%，工业品位0.04%Bi边界品位0.04%，工业品位0.07%Sn边界品位0.05%，储量列为平衡表外CaF2边界品位10%，储量列为平衡表内最低可采厚度2m最大夹石厚度4m矿带工业指标，在最终地质勘探中忍按、矿带指标执行。按照（67）湘色有字第28文要求，各矿带矿体储量采用垂直端面法计算，地质对最终提交和审批的表内工业储量为21535.04万t，金属量钨70.12万t，钼9.31万t，铋26.38万t。其中B级矿量占13.68，C级矿量占66.46。各矿带矿石类型矿石量占全区矿石量比例见表32。地质队根据矿床地质特征，将11矿体划分为第勘探类型，11矿体划分为第勘探类型，其它矿体划分为第勘探类型，采用以钻探为主，槽、坑探为辅底的勘探手段，工程间距以100（5060）m网度求B级储量，（85100）（100130）m网度求C级储量。先后共施工钻孔86个，进尺26932.49m，坑道3413m，浅井1110m，竖井337m，槽探6420m3。完成基本分析25964个，合理分析242个，组合分析742个，15个矿样的可选性试验，2个50t/d半工业试验等工作。探求的工业储量中，B级占13.6，C级占66.46，且通过网度验算对比，矿石量与金属量误差均甚小，矿区勘探控制程度与研究程度较高，储量可靠。各项地质工作质量基本符合规定要求，地质报告资料较全，满足可行性研究要求。自1977年4月至今，矿山对11矿体核心富矿段（横16A22A勘探线，纵AA勘探线）315m313m范围进行了开拓、采准与回采工作。到2002年底，该富矿段490558m内的36个矿块已采动32个矿房和1个矿柱，在前期的开拓、采准及回采工作中，进一步提高了矿体控制程度和研究程度，11矿体核心富矿段所留矿柱的地质储量实际已全部升为A级储量，矿石储量1465.8万t，品位高。为矿山进一步的开采研究提供了可靠的地质依据。矿带和矿带基本为表外矿，目前不可利用；矿带矿体品位低，部分为表外矿，同时选矿回收率低，技术不过关等的因素限制，目前难以利用。目前可利用的矿体主要为矿带品位较高的矿体，即315m313m内的矿带矿体和外围部分品位较高的矿带矿体，总储量为3888.8万t。由于315m313m外围部分、558m以上以及490m以下的矿体是根据地质资料，按现有315m313m的定位编号及规格往外推，属于C级地质储量，储量基本可靠，可以利用。柿竹园钨、锡、钼、铋矿床属第勘探类型，矿区勘探以钻探为主，坑槽探为辅，采用（85100）100m网度求工业储量，在490m标高的富矿地段进行了坑道检查验证，基本查明了该矿床的地层、构造，矿岩、矿体的数量规模、形态、产状、厚度与品位及其在空间分布与变化规律，以及矿石中主要元素与伴生组份的赋存状态、嵌布特征、配分关系、矿石可选性、矿床水文与开采技术条件。矿区勘探控制与研究程度较好，各项工作质量能满足开采设计要求。截止2001年底柿竹园钨钼铋矿区保有储量见表3-3：表3-3 2001年底柿竹园钨钼铋矿区保有储量表储量级别矿石量(万t)品位（）含量（t）备注Wo3MoBiWo3MoBiA+B3006.70.5160.1020.1651551273085749528C14371.70.2820.0850.11340495344561162627钼矿石量：5252.7万tA+B+C17378.40.3220.0910.12256008075418212155钼矿石量：8259.4万tD4277.60.260.0750.1181094901346843776钼矿石量：1786.5万t铋矿石量：3721.3万t3.9 矿床设计开采取样根据对地质资料的分析研究，继续地下开采的可采矿量仍为矿带315m313m范围内及其附近品位较高的矿体，地质储量为3888.8万t，平均品位：WO3:0.514%，Mo:0.105%，Bi:0.163%，金属量为：钨:199947t，钼:40999t，铋 63319t。其中315m313m范围内具有开采价值的地质储量为3281.6万t（A+B+C级，其中A级矿量841.9万t，B级矿量623.9万t），平均品位：WO3:0.539%，Mo:0.112%，Bi:0.117%，金属量为：钨:176792t，钼:36670t，铋:58297t；315m313m范围附近具有开采价值的地质储量为607.1万t（C级），平均品位：WO3:0.381%，Mo:0.071%，Bi:0.083%，金属量为：钨:23154t，钼:4326t，铋:5021t。高级储量矿带315m313m内，490m558m标高范围的核心富矿带。截至2002年7月，柿竹园多金属矿床矿带的可采矿石储量、品位及金属量分布情况见表附34。从表中可以看出，矿带品位最高的矿段为315m313m范围以内，490m以下矿石储量1031.8万t，勘探程度为C级，该范围矿石品