梅山地质概况

1、2010.08梅山铁矿床地质概况共四十三页宝钢梅山矿业(kungy)有限公司第一章 总论(zn ln) 1957年物理探队在梅山地区进行地面磁测时发现梅山等强磁异常，1958年807队进行勘探，于1964年7月提交地质勘探报告（即一期勘探报告）。1978年8月该队进行了二期勘探，1979年12月提交了二期地质勘探报告。经过二期勘探后，矿山累计探明表内铁矿石地质储量26829.9万吨。 梅山铁矿1965年开始一期采矿工程的建设，设计采矿规模为250万吨/年。2004年12月18日，二期采矿工程达产。是上海梅山钢铁公司铁矿石原来基地，已经步过了40多年。共四十三页1.地理位置(d l wi zh)

2、 梅山铁矿(ti kun)位于江苏省南京市西南郊，南京市雨花台区西善桥镇东侧的丘陵平原地带。矿区地面标高1330米，是目前我国距大城市最近的一座大型地下铁矿(ti kun)。2.气候条件 南京地区属北亚热带润湿气候，处于西风环流控制之下，季风显 著，温暖宜人，四季分明，雨量充沛，冬夏温差显著。3.交通条件 梅山铁矿位于长江下游南京段，交通运输条件优越。铁路有宁芜铁路、沪宁铁路等。共四十三页第二章 矿区(kun q)地质 梅山铁矿床位于宁芜火山断陷盆地的北段。梅山铁矿为中生代陆相火山岩区的一个大型(dxng)富铁矿床，位于淮阴山字型构造体系前弧东翼，宁芜中生代陆相火山断陷盆地北段，梅山凤凰山构造

3、带与滨江构造带的交叉部位。赋存于辉石闪长玢岩和龙王山组辉石安山岩之接触破碎带中，为一矿石类型多，矿化阶段多，多种成因的磁铁矿假象赤铁矿菱铁矿黄铁矿类型的铁矿床，矿床成因为次火山期后汽化高温热液交代矿浆贯入矿浆期后高中温气液交代型铁矿。 共四十三页矿区地理位置江苏省南京市主要控矿因素成矿受NW向断裂带、NNE向断裂带和闪长玢岩与安山岩接触带形成的褶皱、“虚脱”、断裂复合破碎带构造控制成矿时代上侏罗至下白垩纪（同位素年龄：118.8Ma)地质工业类型陆相火山岩型铁矿矿体赋存部位赋存在侏罗系上统辉石安山岩与燕山期辉长闪长玢岩的接触带及其附近矿体形态及规模、产状矿体呈透镜体状；长轴方向NE倾伏，倾伏角

4、20，向北西侧伏；矿体长1370米、宽824米、厚2.56292米（平均厚度134米)矿床规模大型主要矿物磁铁矿、半假象赤铁矿、假象赤铁矿、菱铁矿、黄铁矿、方解石、石英、铁白云石、透辉石、石榴子石、磷灰石、高龄石主要有益、有害组分及共生矿产有益组分：V2O50.203%；Ga0.0016%有害元素：S2.015%、P0.329%共生矿产：黄铁矿TFe25.69%、S19.695%矿石性质自然类型：块状矿石、斑点状矿石、网脉浸染状矿石、角砾状矿石、浸染状矿石、竹叶状矿石结构构造：中细粒、交代残余结构、角砾状、块状、斑点状、浸染状、竹叶状构造。主要化学组分：富矿TFe49.24%、S2.50%、P

5、0.357%、CaO1.8%、Al2O331.07%、SiO26.78%、碱度0.91；贫矿TFe32.93%、S1.631%、P0.310%。矿石较难选。 矿区(kun q)地质特征及概况共四十三页1.2侏罗系上统云合山组（J3y)1.矿区(kun q)地层矿区内出露的地层(dcng)自老而新如下： 1.1侏罗系上统龙王山组（J3L)1.3侏罗系上统大王山组（J3d)1.4白垩系下统冯圩村组（K1f)1.5白垩系上统娘娘山组（K1n) 1.6白垩系上统浦口组（K1p)1.7第四系共四十三页2.地质(dzh)构造 矿区由侏罗系、白垩(bi )系火山岩地层组成平缓的泰山向斜和梅山短轴背斜，NW向

6、和NE向断裂发育，形成罗卜山古火山构造。 与铁矿有控制作用的梅山短轴背斜主要分布在陈家凹大凹山一带，为辉石安山岩组成，北西翼岩层产状走向4050，倾向NW，倾角1626，南东翼岩层产状2065，倾向SE，倾角3040，轴向北东，南段被抬高，北段则向北东方向倾伏，被冯圩村组（姑山组）火山碎屑岩、火山岩地层所覆盖。共四十三页 成矿前断裂：以302336方向的张性断裂和2648方向压性断裂为主，这两组断裂交叉部位控制成矿，北西西向压扭性断裂为控岩构造。 成矿后的断裂有31条，其中地表(dbio)断距大于2m计有14条，井下断裂裂隙17条。断裂为NW、NNE及NEE张性和张扭性断裂，断距在1015m以

7、内。矿坑断裂调查和地表节理裂隙统计，亦以NW325295及NE 3050者居多，这与地表断层方向是一致的，这些断裂裂隙对矿体没有明显破坏作用。共四十三页 罗卜山古火山口构造，自下而上分层，沉凝灰岩、凝灰角砾岩为喷发沉积相；石英角闪石安山岩为浸出溢流相，含集块角砾岩、集块岩为喷发碎屑岩相，石英角闪石安山岩为岩管相；晚期脉状石英角闪石安山玢岩为次火山岩侵入体。集块岩和含集块角砾岩在北西侧罗卜山和南东侧车库形成喇叭形，罗卜山接触面产状走向65，倾向SE，倾角75，在接触面产状为80，倾向NW倾角55，在接触面附近有震碎带和淬火边，同位素年龄数值(shz)说明火山口为成矿后的火山机构。如下图：共四十三

8、页罗卜山古火山口构造(guzo)图 图2-1 共四十三页 断裂构造分成矿前和成矿后两种，成矿前断裂以NW向张性断裂和NNE压性断裂为主，为隐伏断裂，两组断裂交叉部位控制成矿。成矿后断裂有五组，即：NE、NEE、NWW、NNW和近SN向断层。分述如下(rxi)：2.1NNW向断裂组，产状为走向325，主要倾向235，倾角6580。 它是矿区表现最为明显的断裂构造。断裂面上见镜面、擦痕阶部、片理、羽状断裂及岩性错断等特征。断层以左行平移为主，多数略显左行平移正断层性质（也有略显左行平移逆断层性质的），规模较大，延伸较长。在井下，它错断了铁矿体，但短距不大。在地表错断了火山碎屑岩和次生石英岩、辉石安

9、山岩（如：F3断层全长800米，其产状为345/SW0.8半自溶性矿石（Fe2)35400.50.8酸性矿石（Fe3)404512%；有害组分Pb+Zn0.03%0.05%，As0.5%,C2毫米，大的可达23厘米，中斑点12毫米，细斑点0.11毫米。当菱铁矿交代充分时（包括裂隙的磁铁矿也被交代），就变成块状构造的菱铁矿，当各种构造菱铁矿不均匀聚集时，就变成斑杂状构造。菱铁矿局部交代石榴石、透辉石时，则形成浸染状菱铁矿石（以上简称混合矿矿石）。也有菱铁矿呈脉状、浸染状形成菱铁矿化辉石安山岩及凝灰岩。 共四十三页 竹叶状矿石 竹叶状矿石的竹叶多为较粗大自形晶的透辉石、磷灰石组成，被磁铁矿包裹，呈

10、海绵陨铁结构，有时成放射状、菊花状、总称为竹叶状构造，上述矿物(kungw)被菱铁矿、铁白云石、方解石交代形成假象，“竹叶”大小不等，几毫米至几厘米。 网脉浸染状矿石 磁铁矿呈浸染状或不规则细脉状，常为透辉石磷灰石磁铁矿的三矿物组合脉，分布于蚀变辉长闪长玢岩中、与钠柱石、钙铁榴石、透辉石共生。并常见自形短轴状磷灰石与方解石一起呈脉状、团块状产出，富集成糖粒状晶质磷灰石矿。共四十三页 浸染状矿石 假象、半假象赤铁矿常与菱铁矿、铁白云石、白云石、方解石、黄铁矿、石英共生(gngshng)。常见从块状矿石稠密浸染状矿石过度到浸染状矿石，矿石内有黄铁矿交代磁铁矿及假象赤铁矿、半假象赤铁矿、菱铁矿交代磁

11、铁矿。这类浸染状矿石为菱铁矿、假象赤铁矿浸染在蚀变辉石安山岩中。 角砾状矿石 常表现为安山岩、闪长玢岩等形成大小不等，呈棱角状、次棱角状被假象、半假象赤铁矿胶结，角砾常发生蚀变。也有角砾为矿石的角砾状矿石。共四十三页 块状矿石分布在矿体的上部；斑点状矿石在矿体的西北部；网脉浸染状矿石分布在矿体的西北部；浸染状矿石分布在矿体的上部；角砾状矿石分布在矿体的边部；竹叶状矿石分布在矿体中偏富矿体与岩体接触部位。 块状矿石构成富矿；而浸染状矿石、斑点状矿石多形成贫矿或表外矿；斑点状矿石一般含菱铁矿或碳酸铁较高，而且多分布在矿体深部；混合矿是菱铁矿含量20%或碳酸铁含量10%的矿石，该矿石在铁矿石各品级中

12、所占的比例分别为：富矿30.25%，贫矿42.25%，表外矿27.2%；主要分布在400勘探线以北，198m标高以下，绝大多数存在(cnzi)于330m标高以下地段。 按有用矿物含量可分为混合矿矿石、磁铁矿型矿石、赤铁矿型矿石。 按工业要求又可分为富矿、贫矿和表外矿；其中富矿按碱度又分为自溶性、半自溶性、酸性矿石三种。共四十三页5、矿床(kungchung)开采技术条件 梅山铁矿为盲矿体，主矿体埋藏(micng)深度约100400米。 矿体直接顶板为辉石安山岩，一般结构完整、节理不太发育、基本上无断裂破坏、特别是受硅化作用部分强度有所增加、总体上属于稳定至极稳定岩石，但接近矿体部分的安山岩由于

13、处于微承压水带中，饱含地下水，加之局部地段破碎，其稳定性较差，属中等至不稳定程度，另外辉石安山岩受到高岭土化、碳酸盐化、叶蜡石化、绢云母化蚀变的部分，稳定性亦较差。矿体顶板安山岩以下的岩石：如集块岩、凝灰岩、凝灰角砾岩等可属中等稳定岩石、而浦口组砂砾岩及第四系堆积层等岩石则属不稳定至极不稳定级。共四十三页 矿体的直接底板为辉长闪长玢岩，虽受到不同(b tn)程度的蚀变如钙铁榴石化、透辉石化、碳酸盐化等，但岩石致密坚硬，节理不发育、属于稳定至极稳定级。矿体本身：在块状矿石和浸染状矿石分布部位、稳定性较好，在矿体上部及有裂隙存在和局部破碎地段稳定性较差。 据对钻孔岩芯观察和裂隙率的统计，不同水平岩

14、石、矿石的稳定性如下： 130米水平：裂隙数一般在19条/米左右、岩芯采取率大部分在70%、矿石呈块状构造、致密坚硬，其周围为硅化、高岭土化安山岩、无甚破碎、一般均较稳定。仅在CK38、CK53孔处，裂隙数达30条/米，岩芯采取率低于60%，稳定性差。共四十三页 200米水平：裂隙数一般在22条/米左右，岩芯采取率除CK14、18、27、33、50、51和54七个孔低于60%外，其余(qy)钻孔均达70%以上、本水平主要为块状矿石、致密坚硬。围岩为硅化、高岭土化安山岩、除在CK37、38、42、50等钻孔初裂隙较多外，其他地段裂隙不多，稳定性较好。 270米水平：裂隙数一般为15条/米，在CK

15、38、39、50、55等孔处达30条/米左右，而岩芯采取率大部分在80%以上，仅有CK6、10、17、20和52号孔低于60%，所见矿石为块状、浸染状，在东北部围岩为高岭土化，硅化安山岩，而东南部多为辉长闪长玢岩、除CK46孔见有破碎角砾岩外，其他地段未见破碎现象。共四十三页 340米水平：裂隙率一般17条/米，在CK37、42、48孔等处裂隙少、而39孔裂隙较多(60条/米，所见矿石多为浸染(jnrn)状，围岩多为辉长闪长玢岩，局部地段为叶蜡石化、高岭土化和碳酸盐化安山岩、此处岩石稳定性较差。矿石类型体重（ t/m3)抗压强度普氏硬度系数（ f)松散系数（K)矿石湿度（%）Kg/cm2Mpa

16、矿石富矿4.061500200014719612141.62.4贫矿3.4850090049881.55围岩高岭土化辉石安山岩2.603005002949461.5矽化辉石安山岩5007004969辉长闪长玢岩80078810共四十三页第三章 水文地质及影响(yngxing)矿石安全生产的地质因素 1.水文地质情况(qngkung) 本矿区为平原丘陵区，地表水系发育，西北距长江5公里，人工开挖的秦淮河流经矿区东北部，河床宽55米，标高0.4米左右，河面宽120米，设计最大泄洪量800米3/秒。秦淮新河河床下一般为1020米的亚粘土或淤泥，仅个别处河床与基岩直接接触。为保证矿山安全，秦淮新河梅山

17、段采取了在河床底部回填1米亚粘土或铺设钢筋水泥的防渗措施，并在南岸施工8个钻孔来观测河床的渗漏情况及其对矿山安全生产的危害。 本矿床地下水以静储量为主，动量甚少。在坑道基建初期，涌水量较大，曾发生多次突水淹井事故，在坑道基建后期涌水量较少。目前，基建坑道已到420米，并且330米水平以上各中段的地下水已基本疏干。地表已形成一个巨大的塌陷区。 矿床水文地质特征如下 :共四十三页1.1按矿石的富水性和水力特征 矿区岩石富水性可分为五个带：表土及基岩风化裂隙弱潜水带；上部矿体及近矿围岩孔洞和构造裂隙有压水带；下部矿体及围岩弱含水带；层间破碎脉状含水带；矿体底板相对隔水带。1.2矿区断裂(dun li

18、)构造及其水文地质特征 本矿区断裂构造主要划分五组，具体情况见下表 组编号产状性质富水程度1F1F63560/SE7590张扭较强、突水淹井2F7F107585/SE7590张扭较强、突水淹井3F11F12280300/SE7090张扭弱含水4F13F16320330/SE6085张扭不含水5F175/E78290剪切弱含水共四十三页1.3矿区地下水补给、径流和排泄(pixi)模式 330米以上各中段已基本输干，形成一个(y )北东南西向的似长条状的输干漏斗。矿区地下水主要补给，径流和排泄模式：降雨和地表水直接补给给潜水，其中一部分垂直下渗，经围岩弱含水带主要汇集于深部之断裂中，然后流入330

19、米坑道，最后排至地面流出矿区。 2.影响矿山安全生产的地质因素 影响矿石安全生产的因素主要有地压（片帮、冒顶）、地质构造（裂隙）、地下水及秦淮新河、岩石及矿石类型（顶板稳定性）等。正确认识和处理危险因素，对确保矿山人身、设备安全具有重要意义。 共四十三页2.1矿石(kungsh)类型与矿石(kungsh)稳定性 梅山铁矿的矿石类型主要有块状矿石、斑点状矿石、竹叶状矿石、网脉浸染状矿石、浸染状矿石、网脉状矿石、角砾状矿石等七类。根据多年生产经验，我们将矿石划分稳定(wndng)类、相对稳定(wndng)类、不稳定(wndng)类三种类型：稳定类矿石：块状矿石、斑点状矿石、竹叶状矿石；相对稳定类矿

20、石：网脉状矿石、浸染状矿石；不稳定类矿石：角砾状矿石。 网脉状矿石、浸染状矿石、角砾状矿石往往与围岩蚀变相伴随，部稳定的矿石类型在围岩蚀变的作用下稳定程度大为降低。共四十三页2.2岩石(ynsh)类型及围岩蚀变2.2.1围岩(wi yn)蚀变 梅山铁矿的围岩有火山岩系列：沉凝灰岩、凝灰角砾岩、凝灰质粉砂岩。岩浆岩系列：闪长玢岩。地层：辉石安山岩。现将给类型岩石简介如下： 沉凝灰岩：褐红色、块状构造。主要是由火山灰胶结形成。岩石本身胶结程度较好，岩石硬度较小。受构造应力作用，易被多组节理剪切成方快状岩快，块间的粘聚力小，在巷道掘进过程中容易发生无法预兆的冒顶，对人员的生命安全构成威胁（318米水

21、平北风井绕道掘进过程中，巷道掘进至曲方2前约10米时，掌子面附近大量冒顶，持续崩塌，冒落高度达78米。巷道被迫改道。从现场观察，掌子面附近发育一产状14040的压性断裂，断面光滑平整。沉凝灰岩中有三组方向节理，一组近水平，一组走向在70左右，一组走向在10左右，将凝灰岩交叉切割形成方块）。共四十三页 凝灰角砾岩：灰灰白色。火山角砾、火山碎屑混杂，胶结程度差，岩石松散，岩性软，稳定性差。此种延伸容易出现绿泥石化、粘土化等多种蚀变，叠加后颜色呈灰灰绿灰紫等多种杂色。如遇含水断裂、破碎带，岩石将严重蚀变成豆腐状、浆糊状，很难形成较规整的巷道。 凝灰质粉砂岩：灰灰白色，凝灰质粉砂结构，层状构造。矿物成

22、分，碎屑物主要为石英，此为碳酸盐，胶结物为泥质矿物（原为火山质）以及次生矿物，次生矿物，主要为碳酸盐，少量(sholing)石英、黄铁矿。由于受力作用，层理面呈波状弯曲。由于硅化作用，岩石的稳定性较好。(如：318米水平北部措施巷开口附近的岩石）。 共四十三页 闪长玢岩：深灰灰绿色，蚀变后为褐黄色（辉长闪长玢岩与辉石安山岩地层接触(jich)处，由于同化、混染作用，界线不清）。新鲜岩石稳定性较好，岩石稳定性较好，岩性较脆，硬度较大。由于岩石蚀变程度不同，稳定性会发生显著变化。 辉石安山岩：灰灰白色，斑状结构，块状构造。辉石安山岩的主要蚀变类型为高岭土化、蚀变程度不一、岩石的稳定性大相径庭。 蚀

23、变程度低（较新鲜）的辉石安山岩、闪长玢岩较稳定，沉凝灰岩、凝灰角砾岩、凝灰质粉砂岩岩性松散，稳定性差，易发生冒顶现象。共四十三页2.2.2围岩(wi yn)蚀变的空间分带 围岩蚀变依原岩不同而异，辉石安山岩以硅化（次生石英岩化）、高岭土化和碳酸盐化为明显。闪长玢岩以矽卡岩化、碳酸盐化为明显。同时辉石安山岩中还遭受铁矿化、闪长玢岩受强烈的铁矿化和磷灰石化。它们(t men)在空间分布上具有明显的垂直分带现象。自浅而深为安山岩的硅化（次生石英岩），高岭土化带，近矿的安山岩为黄铁矿化、碳酸盐化带，矽卡岩化带，富铁矿带、贫铁矿带或铁、磷矿带，矽卡岩化带、酸盐化带、绿泥石化带，较新鲜的辉石闪长玢岩，且局

24、部受钠长石化。 受高岭土化（蚀变程度高的称粘土化）、绿泥石化蚀变的围岩，蚀变程度越高稳定性越差。共四十三页1.4地质(dzh)构造1.4.1不同性质的结构(jigu)面或断裂对岩体稳定性的影响 不同性质的结构面对岩体抗剪强度的影响： 扭性结构形成时，产生块状构造岩、角砾岩等，岩体内部形成极为发育的掩蔽剪切裂隙，故承受压力时，很容易沿微剪切裂隙破坏，因此强度较小；而张性结构面形成时，一般微裂隙很少，故强度较高。压性结构面的糜棱岩要比扭性结构面的强度更低，且具片状结构，各向异性，因此结构面本身或其伴生的构造岩的抗剪强度是张性大于扭性、扭性大于压性。共四十三页 不同性质的断裂对岩体物理性质及岩体压力的影响： 一般张性断裂富水，扭性断裂次之，压性断裂更次之。一盘是主动盘（滑动盘），次裂隙发育，所以张性断裂本身富水，上盘比下盘更富水，压性断裂阻水。由于张、张扭性断裂富水的现象，形成洞室的充水，加大了岩体的压力。 张、压性断裂的上盘裂隙发育，产生的岩体压力大，下盘比较完整(wnzhng)，产生的岩体压力小，所以选择洞室（或基地）时，如其它条件相同，应选下盘。 断裂复合部位是岩体比较破碎的地方，也是后期应力易于集中、地下