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文档简介
1、广西德保铜矿地质报告1、概况广西德保铜矿始建于1966年,现已建成为生产规模为800/的采选企业,广西德保铜矿位于广西百色市德保县城约170°方向26km处(如图1),属德保县燕峒乡管辖,所在地为燕峒乡钦甲村。矿区中心地理座标为东经106°3813,北纬23°0711,面积12.3374km2。矿部与位于20311省道上的燕峒乡政府所在地燕峒圩有简易公路相通,里程9km,从德保县城走20311省道至燕峒圩里程约为22km。矿区现设置1个矿业权,为百色市国有资产监督管理委员会主管的国有企业广西德保铜矿所有。2.区域地质特征广西德保县钦甲铜锡矿区在大地构造上处于右江再
2、生地槽靖西田东隆起中,具体位于龙光背斜与北西向断裂带之黑水河断裂交汇地段,钦甲花岗岩体北部外接触带(图2)。图2 广西德保铜矿区域地质矿产略图(据广西地质二队,1972)1一三叠系;2-二叠系;3一石炭系;4一泥盆系;5一寒武系;6一沉积岩层的不整合界线;7一正常岩层按触界线及侵入接触线;8一正断层;9一逆断层;10一性质不明断层;11一地层倾向及倾角;12一加里东期花岗岩;13一燕山期基性岩;14-燕山期石英斑岩;15一燕山期超基性岩;16一矿产种类及规模(大中矿点矿化点);17一矿产种类及规模(大中矿点矿化点)区域出露地层有中上寒武统和下泥盆统。中上寒武统为泥岩、砂质泥岩、砂岩、灰岩,经接
3、触热力变质为角岩、云母砂岩、大理岩或热液蚀变为矽卡岩;下泥盆统莲花山组、那高岭组为一套碎屑岩,底部为砾岩或含砾砂岩,与下伏之寒武系呈角度不整合接触。塘丁组为白云岩、白云质灰岩。寒武纪地层分布在龙光背斜核部,泥盆纪地层构成龙光背斜两翼,分别向北西和南东方向倾斜,寒武系岩层倾角3050°,泥盆系岩层倾角1020°。区域构造表现为断裂发育,褶皱简单。区内出现的褶皱构造主要为龙光背斜,轴向为北北东南南西,其南西端与北西西向大断裂复合地段核部出露较宽(有人称其为钦甲穹隆),向北东则逐渐变窄并倾没。早古生代构造层的构造线方向为北西西向至近东西向,钦甲岩体北侧岩层向北倾斜,岩体南侧岩层向
4、南倾斜。断裂构造主要为北西西向的压扭性断裂,成组出现,倾角4050°,穿泥盆系以下地层;其次为北北东和北北西向的压扭性断裂,常被北西西向断裂所错断。龙光背斜与北西向断裂带复合地段有加里东期(S3)侵入体钦甲花岗岩体。该岩体出露面积约48km2,呈倒梨形,东西宽6 km ,南北长7.5km。区域矿产主要为矽卡岩型铜锡矿,分布于钦甲花岗岩体的外接触带。到目前为止,已发现中型铜锡矿床一处(钦甲铜锡矿床),小型铜锡矿床一处(建屯铜锡矿床);在外接触带的寒武纪地层中还发现了同德铜锡矿点、百合辉铜矿化点、华盖毒砂矿点、那史铅矿点、多隆矽卡岩型磁铁矿点、同德上峒砂金矿点。此外,在远离外接触带的区域
5、还发现有多处钾长石矿体和铀矿化点,以及龙光砂锑矿点和燕峒砂锡矿点。3、矿区地质矿区区域构造位置处于右江再生地槽靖西田东隆起中的北东向龙光背斜与北西向的黑水河断裂带交接部位,地貌为中低山,海拔标高7001300m。矿区范围内出露地层有中上寒武统及中泥盆统,地表主要覆盖第四系残坡积层,小面积分布第四系冲积层。区内有钦甲花岗岩体()侵入,矿区位于钦甲花岗岩体北侧外接触带。3.1地层中上寒武统(2-3)为一套因花岗岩侵入而经受变质作用之岩层,分布于矿区中西部,随变质程度不同可分6个岩性段(2-316),共18个分层,矿区出露第318分层。该套岩层母岩为泥岩、砂质泥岩、砂岩及灰岩,经热液接触变质作用变质
6、为角岩、云母砂岩、大理岩和矽卡岩,总厚度大于323m。中泥盆统郁江组(D2y)分布于矿区中东部,分5个岩性段(D2y15),包括9个分层,主要为砾岩、含砾泥质砂岩、泥质粉砂岩和泥岩,总厚度169.69242.73m,与下伏中上寒武统呈角度不整合接触。中泥盆统东岗岭组(D2d)分布于矿区东北部,下部为薄层钙质泥岩和泥灰岩互层,往上逐渐过渡为中厚层白云质灰岩及灰岩,见厚150m。与下伏郁江组呈整合接触。第四系残坡积层(Qedl)遍布矿区,岩性是母岩风化形成的砾、砂及粘土。东岗岭组分布区残坡积层物质粒度较大,以砾砂为主;其它地层分布区残坡积层物质粒度较小,以粘土及粉砂为主。矿区残坡积层总厚度010m
7、。第四系冲积层(Qal)分布于矿区沟溪两侧及洼地中,岩性主要有砾砂及粘土质砂。厚度随地貌不同而异,最大厚度2m。各层、段岩性特征详见附图2德保县钦甲铜锡矿区综合地层柱状图。3. 2构造矿区属单斜构造,局部有较平缓的小褶曲。地层倾向一般35030°,倾角中上寒武统为1020°,中泥盆统为3050°。由于矿区处在北东及北西向构造交接部位,受应力作用强烈而复杂,构造断裂特别发育。据钻探和坑道观察,成矿前和成矿后的断裂都有,以前者为主,后者为次。成矿前断裂走向北西,规模较大,常形成断裂带。断带内碎裂岩发育,呈胶结或未胶结状,成为导矿和控矿的有利因素。成矿后的断裂有北东及北
8、西走向,主要以张扭性断裂形式出现,是破坏矿体连续性的不利因素。矿区主要构造方向计有:北西西、北北西、北东东、北北东及近东西五组,其中以北西西、北北西和北北东三组最发育。矿区主要断裂特征如表2-1。3. 3火成活动及围岩蚀变矿区出露的花岗岩是钦甲岩体(51)的北部边缘相,主要岩石由外往内为中细粒花岗岩、斑状花岗岩、中细粒黑云母花岗岩,以斑状花岗岩为主。岩石矿物主要成分为石英、钾长石、微斜条纹长石,次要矿物有绿泥石、黑云母,付矿物有绿帘石、锆石、金红石、白钛石、磷灰石,局部含黄铁矿、黄铜矿、毒砂、锡石。石英和长石常以斑晶出现,黑云母一般含量很少,往内部逐渐增多。岩石属铝过饱和的碱性花岗岩。此外有少
9、量花岗细晶岩和伟晶岩脉贯入岩体。火成活动引起围岩热液蚀变:灰岩变为大理岩、矽卡岩,碎屑岩变为角岩。围岩热液蚀变主要有角岩化、矽卡岩化、碳酸盐化。花岗岩经后期热液蚀变主要有钠长石化、碳酸盐化、绿泥石化,局部有黄铜矿、锡石、毒砂、磁铁矿化。这些金属矿物多呈浸染状或脉状充填于花岗岩中。花岗岩体与围岩呈侵入接触, 接触面产状一般和围岩产状近似,唯倾角较平缓(15°25°)。接触面沿倾向和走向呈波浪状起伏,有的起伏较大(如,号矿段之间),其波谷的伸延方向与矿区主要构造方向一致。3.4矿床特征矿体赋存于围岩热液蚀变形成的矽卡岩中。矿区有五个矿体,划分为、等六个矿段。主要工业矿体产于中上
10、寒武统第二段(2-32)第5分层(矿体编号3),其次是第二段(2-32)第7分层的中下部(矿体编号4)。在第一段(2-31)第3分层(矿体编号1)和第4分层(矿体编号2)、第三段(2-33)第9分层(矿体编号5)中,仅在局部地段有小矿体,其次偶见第二段(2-32)第8分层中有小矿体和一些充填断裂的脉状矿体。成矿作用主要受构造和围岩性质控制。矿体主要分布离围岩与岩体接触面0130m的矽卡岩中,一般为4060m。接触面平缓地段和波谷的南侧一般矿化较好,陡倾角的(如号矿段接触面倾角4060°)矿化较弱。由于含钙质的原岩主要呈层状,少数呈透镜状或不规则团块状,以及热液交代程度不同,所以矽卡岩
11、的形态比含钙质原岩形态复杂。一般是(2-32)5、7分层中的矽卡岩呈层状、似层状,(2-31)3、(2-33)9分层中的矽卡岩呈透镜状、薄层状,(2-31)4分层中的矽卡岩呈大小不一的小透镜状和团块状。综合上述可知,构造控制火成活动;含矿溶液来源于花岗岩岩浆,在岩浆期后析出,并沿断裂上升迁移,选择有利岩层交代形成矽卡岩型矿床。矽卡岩化为间接找矿标志。3.5矿体特征矿体分布面积较大,在勘探区范围内,矿体多以似层状及透镜状产出。矿区矿体自下而上分为1、2、3、4、5号矿体,以3、4号为主要矿体,其它为非主要矿体。由于构造运动产生的断裂把矿体分割成菱形块状,故矿体在剖面上呈阶梯状排列(参见附图中的各
12、勘探线剖面图)。矿体倾向北东至北北西,倾角为2040°,仅局部地方有小摺曲。各矿体铜最高品位2.843%,平均品位1.047%,品位变化系数为115%,60%而150%,品位稳定程度为较均匀。矿体最大厚度11.37m,平均厚度3.26m,厚度变化系数为359%,大于130%,厚度稳定程度为不稳定。各矿段矿体规模和铜锡品位变化特征分述如下: 矿段:主要由3、4号矿体,少数2号矿体组成,是原生矿石盲矿体,断续分布长从101109线约400m,宽度约500m。受断裂影响形成的块段一般长130200m,宽6080m。3号矿体一般厚1.63m,一般品位铜0.91.2%,锡0.10.2%;4号矿
13、体一般厚度24m,一般品位铜11.3%,锡0.120.2%。从103107线和ZK352/107ZK337/107范围内矿体较好,其两侧及南段矿化变化较大,连续性差。矿段:主要由3、4号矿体,少数1、2、5号矿体组成,是原生矿石。矿体断续分布长度从4260线约750m,宽度一般600800m。矿体被断裂分割成的块段一般长120200m,宽6090m。矿段的南部54线及其以东的矿体高于52线的矿体约100m,50线以西的矿体又低于52线的矿体约60m。3号矿体一般厚度24m,一般品位铜0.71.2%,锡0.120.23%;4号矿体一般厚度24m,一般品位铜0.71.3%,锡0.150.25%。由
14、4250线及自ZK301/50ZK560/50范围内的矿体较好,向两侧及南部,矿化连续性差,厚度及品位变化较大。各矿体平面及剖面分布见各中段地质平面图和勘探线地质剖面图。3.6矿石质量3.6.1矿石物质组成原生矿石(见照片1)主要矿物成份(如表2-2)有黄铜矿、黄铁矿、磁铁矿,其次为磁黄铁矿、锡石、毒砂等。脉石矿物主要为阳起石、石榴子石、方解石、石英等。这些矿石经表生作用成为氧化铜锡矿石(见照片2),其主要矿物有矽孔雀石、孔雀石、褐铁矿、次有赤铁矿、辉铜矿、蓝铜矿、水胆矾、磷铜矿、臭葱石和粘土类矿物。矿石结构、构造特征如下:原生矿石结构、构造交代结构:是最主要结构。普遍发育的是黄铜矿交代阳起石
15、、绿帘石、黄铁矿而成骸晶结构;其次是交代磁铁矿、毒砂、方解石、石榴石,也见黄铁矿交代磁铁矿、阳起石,偶见锡石交代阳起石而呈柱状假晶。 照片1 地下采区原生矿石 照片2 地表氧化矿石矿石主要矿物成份表 表2-2矿石类型金属矿物脉石矿物主要次要主要次要阳起石矽卡岩铜锡矿石黄铜矿、黄铁矿、磁铁矿磁黄铁矿、锡石、毒砂阳起石、绿帘石、方解石石榴子石、透辉石、符山石、石英石榴子石矽卡岩铜锡矿石黄铜矿、黄铁矿磁黄铁矿、锡石、毒砂、磁铁矿石榴子石(钙铁)、绿帘石、方解石阳起石、透辉石、符山石磁铁矿铜锡矿石磁铁矿黄铁矿、锡石、毒砂、黄铜矿阳起石、绿帘石透辉石方解石石英铜锡矿石黄铜矿、黄铁矿磁黄铁矿、锡石、毒砂方
16、解石、石英绿泥石、绿帘石他形粒状结构:是常见的结构。常由黄铜矿及部分黄铁矿、锡石、磁黄铁矿、磁铁矿他形晶粒组成,晶粒间参差接触。自形半自形粒状结构:常见于块状磁铁矿铜锡矿石。多由磁铁矿、毒砂、锡石、石榴石组成,呈镶嵌接触。填隙结构:黄铜矿、黄铁矿沿破碎的矽卡岩或磁铁矿条带裂隙沉积形成。固溶分解结构:见于方黄铜矿,呈乳浊状分布于黄铜矿中或黄铜矿呈乳浊状分布于毒砂中。浸染状构造:是最主要的构造,主要由黄铜矿、黄铁矿、锡石、磁铁矿、毒砂等聚集成不规则的星点状不均匀地浸染于矽卡岩中。块状构造:是磁铁矿铜锡矿石的主要构造。常由磁铁矿紧密接触构成致密块体,硫化物零星分布其间。其次黄铜矿、黄铁矿有的也构成致
17、密块体。条带状构造:由磁铁矿、黄铜矿等金属矿物沿矽卡岩选择交代沉积形成金属矿物条带,一般不规则。脉状构造:由含铜绿帘石方解石脉、含铜绿泥石石英脉,穿插分布于矽卡岩或角岩中。似角砾状构造:矽卡岩或角岩破碎后被后期含矿溶液充填胶结。胶结物有方解石、绿帘石、阳起石、石英,硫化物成星点状分布于胶结物或角砾边缘。氧化矿石结构、构造胶状结构:由次生的褐铁矿组成,有时与其它组份构成环带状结构。皮壳状构造:由矽孔雀石、孔雀石沿氧化矿石表面或孔隙表面分布形成。葡萄状构造:由矽孔雀石、孔雀石沿氧化矿石表面成15mm葡萄粒状,连接分布形成。孔洞状构造:氧化矿石由于部分矿物风化流失,形成大小不一的孔洞。3.6.2矿石
18、化学成份矿石化学多项分析结果为:Cu0.51.75%、Sn0.150.5%、TFe1121%、As0.51.66%、SiO230%、Ge0.00080.002%、Ga0.0013%。矿石光谱半定量分析结果如表2-3。依据上述矿石化学成分可知矿体中除铜、锡共生以外,还伴生有铁、硫、砷、金、银及镓、锗、铟等金属元素。铁(主要是磁铁矿)多呈浸染状或条带状,少数团块状,分布于4号矿体上部,少数在3号矿体,局部富集, 很不稳定。硫(主要黄铁矿)分布与磁铁矿相似。砷(主要是毒砂)呈浸染状和细脉状在矿体及顶底板均有分布。镓和锗均赋存于矽卡岩矿物和磁铁矿中,目前尚未发现单矿物。镓在磁铁矿中比较富集,在黄铁矿、
19、黄铜矿、锡石、毒砂及方解石的单矿物分析中,均未发现镓和锗。铟一般富集于铜、黄铁矿等硫化矿物中,未发现独立矿物。矿石光谱半定量分析结果表 表2-3元素BaBeAsMgPbSnSi含 量(%)0.10.30.00030.00060.2350.0010.0030.050.2主量元素FeHgGaInBiTiAl含 量(%)100.00030.00050.0010.0010.00200.0030.10.336元素YYbCuZrCrZnSc含 量(%)00.00100.00030.50.80.0010.0030.0030.00800.0100.001元素MnNiCoSrKNaCa含 量(%)0.10.30
20、.0020.0030.0010.0010.0020.7100.5103.6.3矿石氧化特征原生矿石经风(氧)化成为氧化铜锡矿石(见照片2),其主要矿物成份有矽孔雀石、孔雀石、褐铁矿、次有赤铁矿、辉铜矿、蓝铜矿等。氧化矿石结构主要是胶状结构,构造有皮壳状、葡萄状、孔洞状构造。矿区出露地表的矿体已基本氧化,据勘探及生产资料,矿区氧化矿石带主要分布于、矿段,其次为、矿段。、矿段矿石已基本氧化,、矿段基本为原生矿石带。由于缺乏氧化铜和硫化铜的含量对比,故未能具体分出矿石氧化、混合和原生带。3.7矿石类型和品级矿石的自然类型有氧化矿石和硫化矿石。氧化矿石有氧化铜锡矿石,硫化矿石中阳起石矽卡岩铜锡矿石是分
21、布最广最主要矿石类型,石榴子石矽卡岩铜锡矿石是常见重要矿石类型,磁铁矿铜锡矿石是常见矿石类型。这三种矿石类型无明显的分带现象,常以混合出现。方解石石英铜锡矿石是比较少见的矿石,成脉状充填前述三者矿石。氧化矿石主要分布于地表及浅部,如矿段,硫化矿石主要分布于、矿段。矿区氧化铜锡矿石所占比例约为7.4%,硫化铜锡矿石约占92.6%。矿石绝大部分未达工业品级,需要用选矿方法富集成铜精矿的矿石。矿石经工艺浮选后所得精矿铜品位约为22%,达三级工业品级。3.8矿体围岩和夹石1号矿体和5号矿体上下围岩均是薄层状角岩夹矽卡岩,唯1号矿体围岩多呈浅绿色,5号矿体多呈深灰色,界线一般清楚。2号矿体围岩是厚层斑点
22、状角岩或厚层角岩,界线不清,常夹大小不等的角岩团块。3号矿体底板是中上寒武统第一段(2-31)第4分层的厚层斑点状角岩或厚层角岩,夹大小不等具环带状构造的矽卡岩团块,并有少量硫化物浸染。顶板是中上寒武统第二段(2-32)第6分层微层状角岩。一般矿体与围岩界线清楚,矿体中无夹层,但矿化弱的地段,矿体上下围岩是矽卡岩夹角岩,呈渐变关系,矿体中局部有夹层。4号矿体底板是中上寒武统第二段(2-32)第6分层微层状角岩,顶板是薄层状大理岩或大理岩与角岩、矽卡岩互层,在矿段常夹薄层符山石矽卡岩。上下围岩均有硫化物浸染,一般矿体与围岩界线呈渐变关系,并在矿体上部常有夹层。矿化弱的地段矿体围岩是矽卡岩夹角岩。
23、3.9矿床共、伴生矿产矿床共生矿产有锡,伴生矿产有金、银、硫、铁、砷、镓、锗、铟。矿石中铁的品位(全铁)一般1015%,次为1530%,高者2040%。硫的一般品位0.51%,次为24%,部分大于5%。砷一般品位0.20.4%,次为0.52%,少数大于5%。根据磁铁矿及几种矽卡岩矿物的分析,镓一般品位0.0010.003%,锗一般0.0010.002%。根据铜锡矿的组合样分析,铟一般品位为0.0010.002%,在铜锡精矿中有明显的富集,其品位可达0.01%。目前矿山能综合回收利用的伴生矿产是硫、金、银和铁。4、矿石加工技术性能矿区勘探期间曾取了4个技术大样,其中1个氧化矿、3个原生硫化矿,分
24、别作氧化铜矿石和硫化铜矿石的铜、锡选矿试验。 氧化矿采用湿法冶金间歇式稀硫酸渗滤法,试验条件,酸度6%,固溶比1:2,粒度2mm,浸出时间64h,渗滤速度5cm/h,常温1819。若储量大时可用连续渗滤法浸出。实验工艺流程如下:水 硫酸 原矿溶 剂破碎缩分 水渗 滤 浸 出 母液洗涤液残渣 破碎缩分 送样化验 送样化验 送样化验原生矿采用浮选法。浮选条件及药剂制度:粒度200目占90.7%,磨矿浓度60%。药剂用量:石灰1/t,乙黄药30g/t,2+油20g/t。浮选流程: 原矿1kg 石灰 2×乙黄油 1×2#油 粗选 NaSiO21kg 精选 尾矿 精矿 粗矿据矿区地质
25、普查勘探报告,氧化矿和原生硫化矿试验结果如表3-1。据生产实践,硫化矿铜回收率与选矿试验成果相当,氧化矿铜回收率约为30%左右。锡一直没回收,无法对比生产与试验之间的差别。目前矿山选矿采用两段一闭路破碎,一段闭路磨矿,一次粗选,二次精选,三次扫选浮选流程。精矿采用浓缩过滤二段脱水,尾矿经磁选得铁精矿,最终尾矿流入尾矿库。经此流程所得的铜精矿产品,铜品位约达22%,金、银获得富集,品位分别达4g/t和180200g/t。矿山通过铜精矿回收铁、硫、金和银,回收率分别达45%、30%、34%和50%。选矿试验成果表 表3-1样品编号矿石类型原矿品位(%)精矿品位(%)回收率(%)备 注CuSnCuS
26、nCuSn1氧化矿2.160.2110.6130.50依矿石物相分析,铜矿物中,硫化铜占95.55%,氧化铜占1.15%,次生硫化铜占2.85%;锡矿物中,氧化锡占90.95%,硫化锡占9.05%。2硫化矿0.460.04317.9789.6331.7620.27414.6256.3382.0546.0840.7490.36415.80542.81785.5744.672矿区勘探时虽然对硫化铜矿、锡石进行了选别试验,但对锡矿物的物相分析代表性不足,而矿山采样分析认为是以胶态锡为主,其选矿回收技术仍未解决。其它伴生矿产砷、镓、锗、铟未做选矿试验,也未能得以回收利用。这都有待矿山今后解决。5.矿床
27、开采技术条件5.1水文地质条件5.1.1矿区水文地质条件区内地貌为中低山,海拔标高约7001300m。属亚热带气候,常年温湿多雨,唯高山地区冬季较为寒冷,并有短期的霜冻现象。多年年平均降雨量为1404.202468.55mm。49月份多雨,占年降雨量的73.889%;68月多暴雨。年平均蒸发量小于降雨量。区内有东西两条小河,均向北流入东岗岭组灰岩分布区成为地下河。西河水量一般在0.10.8m3/s, 东河水量一般在0.151.15m3/s。暴雨后12h洪水暴发,一般34h水位可退。矿区内有花岗岩岩体及中上寒武统、郁江组、东岗岭组、第四系残坡积层和冲积层。第四系残坡积层主要为透水层,第四系冲积层
28、和局部残坡积层为孔隙潜水含水层,东岗岭组为灰岩溶洞水含水层,未微风化的郁江组、中上寒武统、花岗岩为隔水层。矿区地下水位埋深随地形而变化,山峰处埋藏较深,最深大于100m,沟谷及洼地处地下水位埋藏较浅,最浅小于5m。边坡常有泉水出露。矿区侵蚀基准面约为700m,对矿坑充水有直接影响的是中上寒武统和花岗岩二者中的风化带和断裂带透水含水层。矿区地下水的补给主要为大气降雨及东河、西河等小河、溪流、低洼农田水入渗至潜水层或透水层后通过基岩裂隙带补给。地下水径流方向是由南向北,向矿区北面高程较低处排泄。郁江组、中上寒武统风化带:岩石风化后透水性强,因其风化程度不同其透水性变化也大。钻孔注水试验渗透系数K=
29、4.6×10-62.0×10-5cm/s,属微弱透水等级。受构造影响,风化深度变化很大。一般风化含水层厚度43m左右。该带地下水一般对矿坑充水无直接影响,但在有导水断裂带地段可以直接向矿坑充水。花岗岩风化带:地表出露花岗岩风化后具透水性,抽水试验得渗透系数K=1.7×10-4cm/s,渗透性中等。泉水流量Q=0.015l/s。该带地下水一般对矿坑充水无直接影响,但在有导水断裂带地段和直接与矿层接触地段可以直接向矿坑充水。构造断裂带:根据生产坑道与岩芯观察,断层带的透水性变化极大,如同一条断层在有脉状管道式水流涌出的地方,相离数米就不含水。大部分断层胶结良好不含水,
30、部分断层带由于方解石结晶收缩沿断裂带形成残留晶洞裂隙或未胶结而含水。裂隙大小不等,宽一般在0.120cm,长可达30m左右。这些裂隙带没有与外部含水层沟通时则干而无水,若与风化带含水层沟通则有风化带水补给形成一条通水管道。水量大小因通水管道与补给水源而异。矿区内一般断裂带涌水量Q=0.42.0L/s,单位涌水量q=0.05370.0383L/s.m,渗透系数K=3.26.8×10-4 cm/s。涌水量最大达19.68L/s,最大单位涌水量0.4387l/s.m,最大渗透系数K=4.9×10-3cm/s。断裂带透水性为中等,富水性为弱中等。矿区矿体赋存于中上寒武统细粒碎屑岩接
31、触变质带中,如上分析,对矿坑充水有直接影响的是中上寒武统和花岗岩二者中的风化带和断裂带透水含水层,地下水由南向北径流,因此判断矿区北部岩溶水不是矿坑充水水源。5.1.2各矿段水文地质特征号矿段控制标高最低350m,矿体埋藏于侵蚀面下100350m,矿体埋藏在未风化基岩中,对矿坑充水主要是断层中脉状裂隙水。但地形平缓,地下水量不大。该矿段水文地质条件中等,开采时应注意断层带造成突然涌水。预测号矿段556m中段正常涌水量为2832 m3/d,最大涌水量8496m3/d。号矿段控制标高最低420m,矿体埋藏于侵蚀面下50280m左右,矿体位于基岩隔水层中,对矿坑直接充水是断层带水。部分矿体与花岗岩接
32、触,且花岗岩在接触带处部分风化透水,对矿坑充水有一定的影响,如44/ZK587孔矿体揭露的矿体,开采时应注意。就号矿段而言可分为南北两部分,南部构造复杂,断层带水量大,且有东河通过,若断层带沟通地表水体向矿坑充水则是个值得注意的问题,是整个矿区内水文地质条件最复杂地段;北部虽有断层水存在,但构造简单,地表水小,水文地质条件比南部简单,与号矿段相似。预测号矿段410m中段正常涌水量为1047m3/d,最大涌水量3141m3/d。总体而言,号矿段水文地质条件为中等。5.1.3矿区供水采矿生产用水以东河、号矿段西侧地表溪流、号矿段漏水、号矿段612m中段以上涌水为水源。东河流量1088699360
33、m3/d,矿山在号矿段北东817运输巷道口的东河岸边813平窿上侧设拦河坝截河贮水,经沉淀净化处理后,用泵经由DN80焊接管沿817主运输巷道接到号矿段860m标高的50m3贮水池和857m标高的30m3生活贮水池统一调节使用。溪水流量1989年11月实测为2000m3/d,矿山将此水从900m标高引至860m标高的50m3贮水池,转供用户使用。号矿段涌水量为2832 m3/d,当汇集号矿段612m中段以上涌水量时为3879 m3/d。上述水源能满足采矿生产用水要求。办公及居民生活饮用水引自号矿段西侧地表溪流,溪水经净化后贮备于857m标高的30m3生活饮用水水池中。选厂水源在丰水期取自西河上
34、游,河水自流到离厂约600m的812m标高360 m3水池转供用户使用。旱季西河水量不足,矿山在东河设取水泵站,将河水扬到821m标高的360 m3贮水池,解决选厂旱季用水问题。5.2工程地质条件5.2.1工程地质条件现状评价矿区工程土体有残坡积层及冲积层,岩性主要有砾砂、砂质粘土及粘土。矿区工程岩体中矿体由矽卡岩铜锡矿石组成,顶底板是矽卡岩化角岩。围岩抗压强度低值为58MPa,抗拉强度低值为1.4 Mpa,抗剪强度低值为9.3Mpa。矿石抗压强度低值为107Mpa,抗拉强度低值2.8Mpa,抗剪强度低值为28.5 Mpa。矿石松散系数平均值1.65,原生矿石和氧化矿石松散系数相近似。原生矿石
35、平均湿度1.31%,氧化矿石平均湿度5.68%。矿石自然倾角(安息角)3542°,613cm的矿石摩擦角一般3335°,原生矿石体重3.023.38t/m3。硬度系数(f):矿石8-14;岩石8-12。据基岩露头及采矿巷道勘察,地表和断裂带岩石呈强风化状,新鲜岩石致密坚硬但节理裂隙发育,节理裂隙多被石英、方解石充填。据原号矿段窿道观测,节理裂隙主要有二组:一组走向北西南东,倾向南西,倾角3045°;另一组走向北偏东,倾向西,陡倾角。这两组节理裂隙均具扭压性力学性质。并测得氧化带裂隙度:矿层顶板0.147%、底板0.112%;原生岩矿层裂隙度0.046%。而依据4个
36、钻孔岩芯测定原生岩矿层裂隙度一般0.0020.05%,个别破碎带裂隙度0.24%,花岗岩裂隙度00.028%。由此可看出原生岩矿层的稳定性是良好的,而风化岩层和未胶结的破碎带是不稳固的。若从这些不稳固地带掘进坑道,必须加固支护。矿山按设计开采多年,未产生危害较大的工程地质问题,但时有片帮及冒顶现象。综上所述,矿山工程地质条件中等。5.2.2工程地质条件预测评价矿山开采的矿石为坚硬岩,矿石的顶、底板为较坚硬岩。矿区岩组结构较复杂,局部有断裂破碎带或透镜体分布,各类结构面较复杂,工程地质条件复杂程度中等。当开采的硐室跨度5m时围岩可基本稳定;若跨度在510m可稳定数月,可发生局部块体位移及3010
37、0m3的塌方;若跨度在1020m可稳定数日1月,可发生30100m3的塌方。因此开挖硐室跨度5m时需采取相应的支护措施。矿山按设计生产,巷道跨度小于4m,一般不予支护,局部遇断裂带等欠稳固地段采用喷射砼或现浇砼支护。跨度在510m的硐室按设计采用喷射砼支护,喷厚100mm。经喷射砼支护的硐室现状稳定。预测矿山未来按设计开采,不会发生危害较大的工程地质问题。5.3环境地质条件5.3.1矿区环境地质现状评价矿区碎屑岩分布区山势呈垅岗状起伏,坡度一般为1035°,局部达45°;灰岩分布区为峰林地貌。矿区内植被较好,在自然条件下,边坡稳定性好(如照片3)。据实地调查及访问,矿区内均
38、未发现滑坡 、崩塌等地质灾害(如照片4),在矿体露头附近开采时则有局部塌陷发生。矿区内松散层分布较广,含孔隙水,但其富水弱,不易发生泥石流等地质灾害。矿山现采用地下开采方式,主要开采铜矿原生矿石。在采、选矿过程中,其废石、 粉尘、废气、废水都对环境、地下水源有一定的影响。设计和生产采用湿式凿岩开采,非电导爆管起爆,新鲜风流由沿脉运输平巷经上山、联络道进入采场,污风由另一侧回风上山排入总回风系统。选矿厂破碎机和振动筛产生的粉尘,采用除尘装置和喷雾洒水相结合,空气中粉尘含量降低至0.5mg/m3左右。坑道废水用水泵抽至井口沉淀池,加药剂中和水质经过滤池后全部用于生产。选矿厂废水自然排放至尾矿库进行
39、沉淀处理后,用水泵回抽至选厂重复使用。采矿废石部分充填采空区,部分由电机车输送至设有防渗、防洪、填筑措施的废石场。在矿山的有效管理下,尾矿库无渗漏现象,废石场并得到逐渐复垦。上述有关污染源经处理后符合国家环境保护标准。 照片3 矿区地貌 照片4 矿山办公及生活区据中国地震动参数区划图GB18306-2001,矿区及其附近无较大的地震活动史,自有地震记载以来,无4级及4级以上破坏性地震发生。区内亦无新构造活动及老断层的复活迹象,区内抗震设防烈度为6度,设计地震分组为第一组,设计基本地震加速度值为0.05g。地质灾害现状评估结果:地质灾害危害程度小,危险性小。矿区环境地质条件属中等类型。5.3.2
40、矿区环境地质预测评价1、采矿工程引发采空区地面沉陷地质灾害的可能性。设计及生产采用留矿全面法开采,根据矿体赋存条件及围岩的物理力学性质,确定开采岩体错动角为:矿体上盘为65°、下盘为70°,表土45°。按上述确定的参数并依据地质勘探预测在矿体两侧约120m范围内,矿山开采引发地面塌陷的可能性中等,危害性为破坏地面设施,危及过往人员安全。由于矿区地面设施及人员稀少,矿山开采允许崩落,所以预测引发地面沉陷的危害性小,危险性小。2、采矿工程引发矿坑突水地质灾害的可能性。矿区内岩石不富水且岩层倾角大,矿体已基本查明。、号矿段已采空,但与正在开采的、号矿段相隔较远,故、号矿
41、段采空区储水对正在开采的、号矿段无突水影响。号矿段涌水量为2832 m3/d,号矿段612m中段以上涌水量为3879 m3/d,开采过程中遇断层突然涌水的可能性较大。据矿山已往经验,遇断层突然涌水时只要采取措施得当,灾害可以避免。因此预测采矿引发矿坑突水的可能性中等,危害性中等,危险性中等。3、采矿工程引发泥石流地质灾害的可能性矿山号矿段若露天开采,则剥土量大,排土(石)场须建于地形较低处,否则弃土石结构松散、大小混杂、分选性差、内摩擦力小,堆积速度快,其稳定性差,易产生崩塌。强降雨期间,形成地表径流对弃土、石产生冲刷侵蚀,弃土、石饱水并呈流动状态,将产生泥石流。预测号矿段若露天开采可能引发的
42、泥石流灾害以小型为主,危害性为淤堵河道、破坏植被,危险性小。4、露天采矿等边坡开挖工程引发滑坡、崩塌地质灾害的可能性大规模开挖将对自然环境产生较大破坏,形成高陡边坡。采场边坡岩性主要为第四纪残坡积层及其下的中泥盆或中上寒武统碎屑岩。岩石风化层厚度变化较大,最大达10m以上,风化岩石强度差。地表第四系坡积层结构松散,厚度一般在3m以下。以上地质条件易使高陡边坡产生滑坡及崩塌,在结构面倾向与坡向一致且倾角小于坡角的地方,有发生顺层滑坡的可能。预测露天采矿滑坡、崩塌主要发生于露天采场、进场公路、排土(石)场的浅部土层或强风化带,滑坡、崩塌灾害以小型为主,其引发的可能性中等,危害性中等,危险性中等。矿
43、区内未发现现状地质灾害,不存在加剧地质灾害的可能性。5.4开采技术条件小结、号矿段现正在进行地下开采,开采面位于当地侵蚀基准面以下,虽然号矿段南部构造复杂,断层带水量大,但地表水体不构成矿床充水的主要因素,矿山排水可引起地面局部变形破坏,其水文地质条件中等。矿体及围岩多为坚硬,断层发育,井采可在风化带和构造破碎带产生局部变形破坏,其工程地质条件中等。虽无原生环境地质问题,但采矿活动产生的废石、粉尘、废气、废水都对环境、地下水源有一定的影响,其环境地质条件中等。总体上,德保铜矿开采技术条件勘查类型属 4型,即属开采技术条件中等,存在复合问题的矿床。6.地质工作6.1勘探工程间距矿床勘查类型划为复
44、杂型。勘探时采用地质剖面法反映地质现象。根据矿体产状特点,分别选用勘探线方向:、矿段用30°。在勘探工作的初期采用50×50m的网度用钻孔配合坑道勘探并圈定了矿体。后来发觉矿体有一定层位并在一定范围内是稳定的, 50m线距有些过密,遂改为在矿体露头用50m线距,深部在100×100m普查的基础上选用100×5075m的勘探网,在复杂地段适当加密线距和孔距,进行矿体圈定。由于多数矿体埋藏较深,仅有少数矿段有露头,矿区小断层发育,矿体错断强烈,所以比照铜、铅、锌、银、镍、钼矿地质勘查规范(DZ/T02142002),上述勘探方法和工程布置达到详查阶段的要求,
45、对矿体地质可靠程度达到控制的。7.资源储量计算7.1资源储量计算工业指标德保铜矿铜资源储量计算工业指标如下。(1)硫化矿石边界品位Cu 0.2%;最低工业品位Cu 0.4%;矿床平均品位Cu 0.7%;最小可采厚度1m;夹石剔除厚度2m。(2)氧化矿石边界品位Cu 0.5%;最低工业品位Cu 0.7%;最小可采厚度1m;夹石剔除厚度2m。矿石中锡与铜密切共生,是基本分析项目,但其选矿效果不佳,在铜矿石中其品位基本达到共生矿产品位的要求;其它伴生有用组分铁、硫、金、银选矿时能同时回收,而且在铜矿石中均达伴生有用组分含量的要求;砷、镓、锗、铟一直未能利用,但在铜矿石中达伴生组分含量的要求。7.2资
46、源储量计算方法选择依据本次核实采用重算的方法,以上次核实及勘探资料为基础,根据矿山生产获得的新参数,分别计算采空区消耗和未动用块段的资源储量。矿区主要矿体呈似层状、透镜状,倾角2550°,厚度和品位值变化稍大,坑道工程揭露矿体被断层切割强烈,形成众多大小不一的块段,块段间相互移动,大多以断层为界,空间上变化复杂,以勘探线难以控制矿体的体积变化,故采用比较符合实际的地质块段法在水平投影图上进行资源储量估算,当水平投影图不能反映矿体平面形态时(如平面投影重叠的矿体),用垂直剖面法进行资源储量估算。(1)水平投影地质块段法储量计算公式:Q=B·M·D·CQ块段
47、金属储量B块段水平投影真面积;M矿体平均真厚度;D矿石平均体重;C矿石平均品位。(2)垂直剖面法储量计算公式:Q1=S·L·D·CQ1单剖面控制的金属储量S剖面中矿体断面面积;L剖面矿体控制长度(或影响长度);块段金属储量Q=Q1+Q2+Q3+Qn。其它符号同上。7.4资源储量计算参数确定(1)块段平、断面面积:使用MAPGIS软件的面积测量功能直接在储量计算平面和剖面图上读取块段的水平投影面积和断面面积数据,然后把读取的数据按图件比例转换成以m2为单位的数据。水平投影面积除以块段倾角的余弦则为矿体的真面积。(2)剖面中块段控制长度:使用MAPGIS软件直接在储量
48、计算平面图上量取块段的垂直投影长度,为了消除因矿体垂直投影的平面图形复杂化而影响到测量控制长度,因此可以通过如下公式,把复杂的平面图形,通过整形,设想成规则的“矩形”,然后进行计算,其公式: L= B1/eL单剖面矿体控制长度(或影响长度);B1剖面矿体影响范围水平面积;e剖面矿体垂直投影水平宽度。(3)矿体厚度的确定单工程中达到工业指标要求、圈为矿体的样品的真厚度总和即为单工程矿体厚度;单工程水平厚度为单工程矿体真厚度与矿体倾角正弦之比值;单工程铅垂厚度为单工程矿体真厚度与矿体倾角余弦之比值,即:单工程水平厚度 H=(式中:H样品真厚度、矿体倾角)。单工程铅垂厚度 H=(式中:H样品真厚度、
49、矿体倾角)。将块段内各工程矿体厚度算术平均求得块段平均厚度M。本次储量核实矿体厚度主要采用矿山提供的实测资料和勘探报告的原有资料,有坑道控制的地方以矿山实测资料为主,没有坑道的地方以勘探钻孔资料为主。实际估算中,因矿体被断层切割成很多小块,各块矿体厚度变化大,工程中的实测厚度难以控制全部矿体,故部分无实测数据的矿体其厚度确定直接在估算剖面图上量出。(4)矿石体重:沿用勘探报告数据。勘探报告取矿芯小体重样进行测定,并按不同矿段,分矿体用算术平均法求得矿石体重。大体重样体重比小体重样稍高,但相差小。同时矿石湿度很小,对储量计算影响不大,故未采用矿石湿度校正矿石体重。本次核实采用小体重样矿石体重,为
50、3.28t/m3。(5)平均品位:单工程矿体矿石平均品位,按各样品真厚度加权计算,剖面矿体及储量块段矿石平均品位,按各参算工程矿体真厚度加权计算。计算公式:C=特高品位的处理:矿床铜品位变化系数中等,取样品品位值高于矿床平均品位的7倍时为特高品位。特高品位的处理是利用其单工程的平均品位代替,然后再进行单工程平均品位的计算和下一步块段平均品位的计算。7.5矿体圈定原则矿体边界的圈定:系根据各勘探工程之样品化学分析结果加以圈定。如单工程矿体边缘(指垂直方向)样品合乎边界品位,通过加权计算仍合乎平均最低工业品位者,此样品均圈入矿体之内,否则当做围岩。若矿体可采厚度小于1m,但其米百分值硫化矿大于0.
51、4%m、氧化矿大于0.7%m者, 也圈入矿体之内。矿体外推:沿勘探线剖面方向(倾向)系从见矿工程有限尖推至落空工程之二分之一距离;如由见矿工程无限外推者,则因矿区断裂发育,一般往外平推25m。两勘探线剖面间(走向),如相邻剖面无工程见矿,则有限尖推至落空工程之二分之一距离。凡块段平均品位达不到最低工业要求的,作为低品位矿石圈出,估算其资源储量。当两个相邻工程的同一层位存在着两个不同种类或不同类型的矿体时,如果他们之间没有断层,原则上根据这个工程间距的二分之一分别圈出。在被断层隔开之下,则以断层为界。采空区矿体则以采空范围为矿体。矿体的连接采用直线连接法,在充分掌握矿体的形态特征时,用自然曲线连
52、接,但工程间矿体的厚度不大于相邻两工程实际最大见矿厚度。7.6矿体资源储量估算边界的确定保有资源储量估算边界的确定沿勘探线剖面方向(倾向)系从见矿工程推至落空工程之四分之一距离为界;如由见矿工程无限外推者,则因矿区断裂发育,一般往外推25m。两勘探线剖面间(走向),如相邻剖面无工程见矿,则推至落空工程之四分之一距离为界。若采用米百分率确定矿体厚度、品位的工程,资源储量估算边界以该工程为界,不作外推。采空区储量估算边界是以采空区边界为界确定。7.7块段划分该矿断层发育,矿体被断层切割成很多块段,每个块段倾角、厚度、品位各有不同的特点,因此资源储量计算块段主要以断层切割成的自然矿块划分,并要符合以
53、下原则:(1)按矿石自然类型划分氧化矿石和原生硫化矿石块段; (2)按不同控制间距划分资源储量类别块段,例如由见矿工程直接圈定,控制达100×5075m勘探网的块段,为(122b)块段;(3)以铜矿工业品位为界,划分出低品位矿石块段;(4)矿体内一般以断层为界划分各个储量估算块段,但当两个相邻工程的同一层位存在着两个不同种类或不同类型的矿体时,如果他们之间没有断层,原则上根据这两个工程间距的二分之一划分出两个不同的矿体块段。(5)按矿段矿体块段编块段号码,号码顺序从北到南按勘探线递增编号。7.8资源储量类型确定条件矿山已生产数十年,证明矿床开发是经济的。经济意义对于非外推、平均品位不低于工业品位的块段,确定为经济的;对于外推或平均品位低于工业品位的块段,确定为内蕴经济的。根据矿山的生
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