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矿山勘查设计和施工建设面临许多安全性问题,其中最常见的是地面塌陷、地裂缝灾害、矿震等。矿山勘查工程面临的风险因素受一定环境因素影响,如果能够提前收集到准确的地质水文条件资料,就能够根据经验提前进行风险识别,然后进行预防措施的设计,能够有效降低很多矿山工程事故的发生概率。矿山勘探地理位置选择是水文地质条件工程地质分区的一个重要环节。
1地质概况
1.1地形地貌
安徽省某矿山在区域构造上位于复试向斜的西翼,属于褶皱和断裂发育,这部分区域控制着矿山水文地质分布的完整性,其地下水分布受到地质构造和矿层特性等方面的控制,在陡山沱组、灯影组矿层均分布着含水层,其厚度大于50m,富水性中等。
1.2矿层特征
研究区的矿层特征主要是上统石千峰组,地层上为二叠系上,泥浆主要是砖红色的,泥岩夹杂着砂岩,能够发现局部还夹杂着一些粗粒砂岩,岩中的砾石主要是黄绿色,底部大多是灰白色,岩质具有一定的膨胀性,不是很强,主要是因为受到湿气的影响,再经过干燥冷空气的侵染崩解现象非常明显。岩质的色系由两种不同厚度的细粒长砂岩构成,一种是淡紫色另一种是浅紫红色[1]。
1.3气象特征
勘探区地处半干旱气候区,属大陆型气候和寒冷干燥气候为主,而且笔者调查的水文地质条件工程周围的环境昼夜温差非常大,空气非常干燥而且蒸发量比较大,在春季和秋季多风,夏天非常炎热,冬天非常寒冷。最高温度和最低温度相差较大,极端气温出现的频率比较高。
1.4矿震参数
根据目前已经建造好的水文地质工程来看,发生过五级以上的地震的隧址区有两次,根据调查矿震对矿山勘探造成的影响不是很严重,矿震活动相对较弱,对于新构建成的工程板块并没有很大的影响,勘探区的矿震动峰值根据《中国地震动峰值加速度区划图》可以判断出加速度,矿震本身的烈度为六度,特征周期为0.4秒。
1.5矿山地质灾害防治措施
现阶段,矿山地质灾害发生的频率及强度呈上升趋势,对地质灾害的预防和治理已刻不容缓,大量潜伏的地质灾害的防治必须上升到监管的高度,纳入到减灾防灾的工作范畴。矿山企业要合理的利用资源,改变以往粗放的管理方式。矿山地质灾害的研究要充分依靠科技手段,采用高新技术,研究灾害的发生机制,建立灾害的监测、预报和评估信息系统。
1.6矿区水文地质概况
矿山勘探区的地形现阶段呈现出来的大多是地质灾害发生后的,勘查区的主要特征是可开采的矿层正逐渐减少,这就导致了第四系和其他矿层互相之间整合接触不良的关系,第四覆盖层主要分布于山间盆地和沟谷地段,但是由于黑虎岭和安泰山的漳河分水的影响,第四系与第一条水文地质界线还是接触非常不完整。相对水层主要位于下伏基岩和第四系覆盖层之间。山间盆地和山谷中充满了地表降水,因为地表降水最终流向一般都是山间盆地。地下水以山间径流的方式主要流入最后的河流,方向基本上是由西向东,由北向南,最后经过盆地。经过笔者的调查发现,最晚形成的泉都集中分布在该界限的附近。在勘察现场时,要根据矿区地下水基本的富集状况进行透水和隔水的分析[2]。
2工程地质分区的划定
水文地质条件的形成受不同地质构造单元和不同地貌单元的双重影响,经过笔者的多次研究也容易发现现场的工程地质勘探成果非常明显。根据地质构造特征和矿层特征可以将水文地质工程分为三个不同的地质区:山间盆地工程地质区、低山丘陵工程地质区、阶地与河漫滩工程地质区。
3各分区的工程地质特征与水文地质条件
3.1低山丘陵工程地质区
低山丘陵工程地质区的厚度基本上在5米左右,矿层的主要物质是残积粉质黏土,渗透系数相对其他土层来说比较小,而且地貌多山,也是渗水性比较差的原因之一。经过工程地质勘查能够发现,低山丘陵工程地质区的土壤持力层还是比较高的,而且富集水的功能是很强的,对于矿山水文地质勘查工程来说是比较满意的地质条件。地表受地貌的限制有很多风险存在,因为地表有太多的动水压力集中带和静水压力集中带。
3.2阶地与河漫滩工程地质区
阶地与河漫滩工程地质区的土壤主要为洪水冲击的粉质黏土,渗透系数也不是很大,厚度平均为7米,局部存在一些第四系含水层,地貌河谷的形成基本上都是在河流的作用下,因为很多含水层被隔水层切割断了,因此该地质区的储水能力比较强,地下水位差比较大。
3.3山间盆地工程地质区
山间盆地工程地质区源头位于两个单斜构造的交汇处,断层比较多,构造的破碎带也比较多,含水系统也比较多,地下水系统是“顺置式”的。断层偶尔还是会有泉水涌出,笔者分析的地质界限主要位于两条不同的水文地质界限之间。
4地质分区应用结果
4.1地形变化特点
地质发展的变化是很漫长的,地形总体特征呈现了一种两头高、中间低的特点。并且因为海进海退的地质旋回都使该地区经历了多次造山运动,山区地质的构造也是非常复杂的,因此根据这些差异要对不同地区的可操作性进行统计。
4.2不同分区的水文地质条件控制因素不同
不同的分区水文地质条件对于工程的影响是不同的,想要确切的指导水文地质条件工程的施工技巧,就要为矿山工程的建设提供可靠、科学的依据,才是最有指导意义的方法。
5结语
综上所述,矿山工程建设的会受到多方条件的制约,对复杂的地质情况进行分析、勘测就显得尤其重要。矿山地质勘查过程中一定要足够重视存在的风险,规避风险施工才能够保证矿山工程建设的安全运行。
参考文献
[1]张俊.浅析水文地质条件工程地质分区在工程中的应用[J].《地球》.2014(6):101-102.
关键字: 矿山; 地质探矿工程; 安全问题; 解决措施
矿山资源的开发与利用是一把双刃剑,在带来可观经济效益和社会效益的同时,也难免会对当地的生态环境造成一定的破坏,甚至是无法挽回的损失,而生态环境的破坏又会引发探矿地区局部地质条件发生变化,一旦错过了弥补的最佳时期或因客观条件的限制无法掌控地质条件变化的状况,便为频繁地质灾害的发生埋下了隐患。我国当前矿山地质探矿工程的现状不容乐观, 探矿过程中所发生的安全问题已逐渐引起了人们的关注,特别是预防与监管方面的工作疏忽,亟需在工程实践中加以修正和完善。
1. 矿山地质探矿工程中存在的安全问题
1.1 探矿方式较为粗放
众所周知,不同地区的矿山其地质状况也不尽相同,如果不考虑各地区矿山条件的特殊性而按部就班地采用一致的探矿方式,必然会增加安全问题的发生。虽然随着科学技术的发展和国家的资金、政策支持,我国矿山地质探矿方式发展至今已呈现出多元化趋势,基本上可以满足我国各大矿山地质探矿工程的需要,然而在具体应用的过程中,部分工程单位在施工前缺少对矿山地质条件的考察、计算与分析,没有为探矿方式的确定提供有力的科学依据,探矿方式较为粗放、随意,致使在探矿过程中频繁发生安全问题,探矿工人的生命安全也难以得到保障。
1.2 安全监管不到位
探矿工人群体在上岗前也缺乏对于安全操作方面的培训,在实践中自然会对自身的安全防护方面掉以轻心,很多工程行为的实施都没有充分考虑客观条件,为探矿工程埋下了很多安全隐患。从另一个角度来看,工程单位在探矿前的准备工作方面也流于形式,很多不具备良好的通风条件,甚至存在有毒气体的矿洞依然如期开工,置广大探矿工人的生命安全于不顾,从根本上将都是因为安全监管不到位。
1.3 探矿位置选址的不合理
现阶段很多矿山地质探矿工程对于矿区位置的选址没有以科学评测作为依据,不合理的探矿位置选址为探矿工程埋下了定时炸弹。特别是我国南方地区,矿山以小型的地质矿山为主,因为在探矿位置选址的过程中没有周密的筹划安排,也没有建立起较为完善的安全监管机制,在探矿过程中致使地区地质条件产生一定的改变,甚至会发生地震、滑坡等地质灾害,不仅影响了工程进度,还会让广大探矿工人付出不可估量的代价。
2. 矿山地质探矿工程安全问题的解决措施
2.1 选择合理的探矿方式
矿区的考察工作要先于地质探矿工作进行,同时要以已知的科学评测为依据,采用先进的技术手段,因地制宜,选择合理的探矿方式,努力在探矿初期把安全隐患降到最低值。探矿方式的选择要随着矿区地质条件的不同而进行相应的改变,关于矿区的具体特性、岩土环境等因素要采集样本,并积极引进国外先进的探矿方式结合我国探矿工程的具体情况和已有的探矿方式选择的经验谨慎、精准地加以选择。
本队石灰石矿山在探矿方式的选择中严格遵守国家矿产资源法律法规,把选择合理的开采方式和周边环境保护放在首位,受到了省资源部门的一致好评。其引进了现代化梯形磨粉机、立式磨粉机、vsi制砂机等,如下图所示,在使用并根据不同的操作要求完成开采作业,得到业界的一致认可。
上述几种作业设备的不同参数设置如表1所示。
2.2 严格落实安全监管工作
矿山地质探矿工程,要建立健全探矿工程质量监管机制,强化风险分级管理和属地责任,加大抽检检测力度,并建立全程可追溯、互联共享的追溯监管综合平台。各相关部门要高度重视探矿工程的安全监管工作,切实增强探矿安全监管工作的责任感和使命感,不断推进探矿工程安全监管工作切实落到实处,确保探矿工人的人身安全。
吉林省探矿局第六地质探矿大队为严格落实安全监管工作,保障探矿工程的安全施工,着力细化组织领导,量化责任分工,同时细化监管重点,取得了很好的成效。
2.3 科学选择探矿位置
首先工程单位搜集整理矿区的地质条件,包括所存在的矿种、面积、含矿地层分布以及找矿前景等信息,进行几个月甚至几年的观察测绘;其次要明确多个矿区地质条件的迥异之处,进而对矿山地质加以进一步的深入分析c探究,便于安全防范体系的建立能够有科学合理的参考依据。
内蒙古阿拉善左旗石墨矿在选择探矿位置的过程中经过了周密的考察与计算,根据矿区地质特点、周围环境推断出内蕴经济资料量和矿石量,为探矿位置的选择和后期探矿工程的开展奠定了坚实的基础。
总之,矿产资源是不可再生的自然资源,在资源形势如此严峻的情况下探矿工程单位一定要正式探矿过程中存在的问题,积极采取有效措施加以解决,全力保障探矿工人的人身安全和我国探矿事业的平稳发展。
参考文献:
[1] 符利军. 刍议矿山地质探矿工程安全问题解决措施[J]. 化工管理, 2016(23).
[2] 茹曼, 郑燕, 常勤慧. 矿山地质探矿工程中存在的问题及解决措施[J]. 技术与市场, 2016, 23(3):148-148.
Abstract : For a long time, whether geochemical prospecting can distinguish between ore bodies and mineralization of science, geochemical anomaly model and the practical use of such problems is difficult problem to exploration work, this article from the multiple perspectives analyzes the four basic questions in geochemical prospecting, in order to geochemical prospecting work theoretical basis.
Key words: reflection prospecting;
中图分类号:U212.2文献标识码A 文章编号:
一、地化探矿几个问题的分析1.矿床区分和矿化异常,是多年来地球化学探矿工作的首要问题,使用当前世界上各种先进的地球化学测量办法可将金属矿床划归为一种地球化学异常。而寻找金属矿床问题,也就可以归结为寻找这种地球化学异常。用各种地球化学测量方法,可以查明各种地球化学异常。但所发现的异常数却要超过工业矿床数的许多倍,并且由于矿床产出的地质条件和景观地球化学条件的不同,往往会出现小矿异常大或大矿异常小的情况。在个别情况下,那种小(弱)异常还可能被天然的和技术上的干扰所掩盖。这就要求查明由一定规模和产出条件的矿床,在地球化学场中所产生的异常,并从发现的大量异常中,划分出那些与工业矿床有关的少量异常来。这就是地球化学异常评价问题。
地球化学异常评价的内容是:(1)定性,即确定异常性质,鉴别矿体异常与非矿异常。非矿异常中,主要是矿化异常,也就是达不到工业要求的矿化所引起的异常。(2)定位,即判断异常与矿体在空间上的关系。(3)定量,即估计矿体的埋深、规模、产状、形态、矿石组分、成因类型等。这三条中,第一条是异常评价的根本问题,对它有两种认识:一种观点是,认为化探能够区分矿体与矿化异常。理由是,元素集中到一定程度才成为矿体,元素组合和含量的变化与矿化应有本质的差异。据称,苏联就解决了异常评价中的这一关键问题。其准则是:a.矿化晕中组分比矿体简单,且异常孤立零散,没有中心,分带不明显。b.组合(累加或累乘)晕指数值的变化曲线在横交矿化走向方向上,不能形成明显的最大值。c.在相似地质条件下,矿化异常规模小。此外,结合构造、岩性、蚀变情况和其他方法,可以有效地鉴别矿体与矿化异常。地球化学障的研究,也可能有助于这种鉴别工作。另一种观点是,元素集中到什么程度就算是矿体,是根据当前采、选、冶的技术水平由人们确定的,今天属于矿化的,将来也可能算做矿体,即认为矿化与矿体没有本质差异,两者的异常不能区分。例如,斑岩铜矿床,平均Cu含量达0.2的矿化斑岩体,与含铜矿床的斑岩体0.4,根据地球化学资料基本上无法区别开来。如在理论上区分矿体与矿化异常是不可能的,而我们在实际运用中却硬要区分,那是徒劳。但如能区分,而人们不想法区分,那便是保守,因此这是个非常值得探讨的问题。
2.地球化学异常模型与实际运用
探寻地球化学异常通过模型设定并在实际中加以运用,是实现这一目标的有效方法。近年来,国内外通过编写例案,建立了一系列矿床地球化学异常模型,这种模型是矿床成因模型的重要组成部分,是成矿的客观表现。它是从大量实际资料中抽取出来的元素地球化学异常共同特点,概括地表达了元素或化合物在不同地区、不同类型金属矿床上,在周围空间上和时间上的变化规律性。它表达了:(1)地球化学异常的几何形态(异常的几何形态,大体上与矿体或矿化带的形态相一致),直观地反映了形成矿体或矿化带或晕的控制因素。(2)组分及其分带性,即对于各种类型矿床原生晕,晕中组分与矿石组分完全一致,并具有明显的垂直和水平的分带性,客观地反映了矿石的成分及矿物的空间分布规律。(3)元素浓度分带特征,即晕中元素浓度随着远离矿体、矿床、矿田乃至矿带,一般呈现逐渐降低的规律,它反映了元素含量梯度的变化,可用来判断矿化中心,以及鉴别富矿化与分散矿化。
建立地球化学异常模型,对于地球化学资料的综合分析和总结,都是一种较理想的表达方式。它简单、直观、易于理解又便于利用。由于资料的限制,新建立的模型可能会有不少欠缺,这就有待于今后有了更新的资料时,对原来的结论进行修改,这也是科学推理的正常过程。又由于地质情况的复杂性.不同地区,不同类型矿床.地球化学异常并非完全与模型符合不同地区,相同类型矿床,地球化学异常也往往不符合(重现)。因此.在实际运用中,在未知区所获得的异常.只要某些方面与模型符合、复合,就可大胆提出验证意见。因为完全符合、复合,在目前是不可能的。
3.试验测量工作的重要性
何为实验测量就是指在一个地区着手进行生产之前,选定最佳采样方法和分析方案是十分必要的。它是通过选择与所要寻找的矿床类型,地质及地球化学景观条件尽量相似的已知矿床进行试验确定的。这就是试验测量。
对不同的地球化学测量方法,实验测量的内容也不同。归结起来,其内容大体是了解覆盖物的性质、岩石性质、地质构造特点,选择取样介质,确定取样密度、样品粒级、取样层位:确定样品处理方案:选择指示元素:测定未受矿化影响或影响很小的岩层中的金属含量,确定地球化学区域背景值、局部背景值和异常值;研究地球化学异常特点,各种影响因素,提出找矿标志,确定解释评价地球化学异常资料的准则,等等。试验测量是在以往的资料基础上.借鉴实际经验,有重点地进行。对样品类型、取样介质、指示元素等有效性检验,是实验测量的一个重要部分。
4.化探及应用程序基础工作通过近二十年的地球化探矿工作的总结,我认为地球化探工作的工作程序是:取样一加工一分析一整理资料一检查异常一验证异常。从中可以看出,“验证异常”之前的工作,都是基础工作:笔者认为,化探基础工作中,最需加强的应为以下几方面。
(1)地球化学理论工作。研究各种地球化学异常的形成机理和影响因素,是最基本的基础工作,它是制定相应地球化学普查方法的依据、这一工作,一方面是积累和总结实际资料,另方面是实验,如进行成矿、成晕的地质和地球化学模拟实验及数学模拟实验。主要研究在各种地质和地球化学作用过程中,元素的迁移方式,集中的环境、条件及存在形式。第三方面是进行温压地球化学研究这些基础工作.能为制定地球化学普查方法、正确确定取样介质、选择合理的分析方法提供理论依据。
(2)地质基础工作。主要包括对构造、岩层、蚀变、矿化现象的观察了解,对矿化及成因类型的认识,并加强对岩石学及矿物学的研究。
(3)实现编录工作的标准化。
(4)分析基础工作。扩大分析元素的范围,今后应争取达到80种增加分析手段,努力研究出高灵敏度、高精确度、高准确度的相态和价态分析以及微区超微量分析方法一建立分析中心,实现基本分析的仪表化和自动化,提高质量。
(5)制定严密的取样、加工、分析、资料整理等一整套的质量监控方案。
(6)实现资料整理的标准化,建立基础资料。其中应包括:我国各种岩石的区域地球化学背景值,各种介质如水、空气、植物、土壤中元素的平均含量:各种岩浆岩的平均化学成分,各种类型矿床矿物的包裹体温度、成分、盐度、同位素测定数据:主要指示元素的存在形式;成矿、成晕的热力学数据:各种地球化学测量的原始数据图、元素地球化学图、地球化学成矿预测图、景观地球化学图等基本图件;报告书:各种地球化学异常模型和数学模型:典型研究例案及找矿例案等。
建立相应的系统。例如组织管理系统,元素的中心测试系统,岩石学和矿物学中心测试系统,地球化学数据处理系统等,是实现、加强基础工作的组织保证。
二、对地球化学探矿工作中几个技术补充说明
1.层控矿床在地层剖面上的岩性特点是:下部通常是一套碎屑岩,上部是碳酸盐岩石,工业矿体一般存在碳酸岩石的中下部。下部碎屑岩(特别是细碎屑岩)具隔水性,上部碳酸岩石是含水岩层,两套含水性不同的接触带有利于地下水活动,为成矿作用提供水源。
2.层控矿床成矿物质来自矿源层,矿源层中可能初步富集了某种成矿元素,但更主要的是分散于矿源层中的物质能否被“解放”出来转入溶液。正如“两次成矿说”所指出的:“物质的玻璃状态(火山玻璃)成混合物状态(如碎屑沉积),各组份之间没有化学平衡关系。这些岩石在扭应力和热力驱动下,容易晶化,在结晶过程中,不易进入晶格的某些金属元素则转入溶液形成矿液,所以在许多情况下,碎屑岩和火山岩通常是层控矿床的矿源层,为成矿作用的来源。
3.层控矿床工业矿体的形成是异地改造富集的控矿层位可分为矿源层和储矿层两部分。其中:矿源层层位稍低,在许多情况下由碎庸岩和火山岩组成;储矿层稍高,常由破酸盐岩石组成。
关键词:露采矿山环境治理质量通病防治
中图分类号:B82文献标识码: A
1概述
由于露采矿山地质环境治理工程具有工程性质多样性、生产流动性、露天作业、自然(地质、水文、气象、地形等)条件多变、施工工艺复杂、施工条件差、立体式交叉施工等特点,致使其工程质量影响的因素多,常常出现诸如“边坡滑塌”等质量问题。犹如“多发病”、“常见病”一样,成为露采矿山地质环境治理工程质量通病。针对出现的质量事故应及时进行分析和处理,采取有效防治措施。
2 常见的质量通病
常见质量通病包括:边坡的崩塌、滑坡;边坡削坡的超爆、欠爆及坡度偏差;边坡安全平台的位置(高程)、宽度发生偏差;碎石土回填区的地面沉降、地裂缝、边坡滑塌;挂网客土喷播中出现的喷射层与铁丝网顺坡滑落或铁丝网撕毁;坡面遭受水流侵蚀、冲刷;挡土墙、排(截)水沟、蓄水池等墙体发生开裂甚至倒塌;植被的覆盖率、苗木的成活率偏低,生长状况不良。
3 质量通病产生的原因及防治措施
产生质量通病的主要原因是工程实施主体单位和个人缺乏专业技术和质量意识。要消除工程质量通病,首先要在思想上高度重视,遵守施工程序和操作规程,执行相关技术及质量标准,严格检查,层层把关,总结产生质量通病的原因和经验教训,采取有效的预防措施,做到“对症下药,药到病除”。
3.1 边坡的崩塌、滑坡
3.1.1 原因分析
⑴ 由于设计或施工不合理,造成边坡偏陡或偏高,未达到边坡稳定要求,在遭受自然界外力作用如水流冲刷等而产生边坡滑塌。
⑵ 边坡工程地质条件复杂,受外力作用影响,从而造成边坡发生滑塌。主要情形有:
① 岩层或软弱结构面产状与边坡产状一致(即顺向坡)造成边坡滑塌。如无锡市滨湖区石塘山矿山地质环境治理工程由于岩层产状与边坡产状一致,表层岩土受雨水冲刷、自身重力等外力作用造成边坡遭到破坏而产生滑塌。(照片1)
② 边坡岩石中含有膨胀性或湿陷性特殊类岩土,遇水后变形使边坡产生滑塌。
③ 由于边坡中存在断层(裂隙)或溶洞而发生管涌现象等造成边坡滑塌。
⑶ 碎石土边坡未按相关规范或技术标准进行分层压实,密实度达不到相关标准造成边坡滑塌。
⑷ 地震、山洪瀑发等自然灾害造成边坡滑塌。
3.1.2 防治措施
⑴ 降低边坡坡度或高度至边坡稳定条件。
⑵ 对工程地质复杂的边坡采取削坡减载、换土压实、边坡防护等措施。 照片1 因岩层产状与边坡产状一致导致的边坡滑塌。
⑶ 对松散的碎石土边坡进行分层压实至相关标准或采取压密注浆等加固措施。
3.2 边坡削坡超爆、欠爆及坡度、安全平台的位置、高程、宽度发生偏差
3.2.1 原因分析
⑴ 测量放线定位错误。
⑵ 工程地质现状调查不清楚,设计计算偏差。
⑶ 爆破施工工艺、参数选取不合理。
⑷ 最终边坡角未按设计要求进行施工。
3.2.2 防治措施
⑴ 复核工程测量放线工作。
⑵ 进一步查明工程地质条件,对设计进行验算。
⑶ 严格按设计及相关规范要求的边坡坡度进行削坡降坡。
⑷ 邀请相关专家分析产生质量问题的原因,调整施工工艺、合理选取爆破参数。
3.3 碎石土回填区的地面沉降、地裂缝、边坡滑塌
3.3.1 原因分析
⑴ 碎石土碎石粒径或碎石含量偏大,土质欠均匀,达不到设计或规范要求的密实度,导致边坡地面沉降、地裂缝。
⑵ 分层压实厚度偏大或未按设计规范要求进行压实,达不到设计或规范要求的密实度,导致边坡地面沉降、地裂缝。
3.3.2 防治措施
⑴ 严格按设计规范要求控制碎石土中碎石粒径和含量。
⑵ 严格按设计规范要求控制回填压实厚度,达到设计及规范要求的密实度。
3.4 挂网客土喷播中出现的喷射层及铁丝网顺坡滑落或铁丝网撕毁
3.4.1 原因分析
⑴ 边坡坡度偏陡或偏高。
⑵ 工程地质条件复杂,主要有:
① 岩层或软弱结构面产状与边坡产状一致,从而发生滑塌。
② 边坡岩石中含有膨胀性或湿陷性特殊类岩土,遇水后使边坡表层产生变形。如江苏省宜兴市徐家山矿山地质环境治理工程(照片2),边坡出露的基岩主要为泥盆系五通组(D3w)石英砂岩,局部夹有薄层泥质粉砂岩、粉灰质泥岩(俗称耐火泥或白泥),在岩体中呈蜂窝状分布,为遇水膨胀性土。治理后的坡面遭受暴雨及地表泾流的冲刷、渗透,加上白泥遇水膨胀,引起边坡表层岩土体变形、开裂,在雨水及岩土自重等外力作用下,使部分挂网客土喷播后的铁丝网产生整体下滑,局部撕毁,造成表层土壤、种子及幼苗因 照片2因膨胀性岩土遇水变形造成边坡滑塌
冲刷而流失。
③ 边坡中存在断层(裂隙)或溶洞而发生管涌现象。
④ 边坡排水措施不力,导致雨水季节边坡遭受冲刷。
⑶ 设计或施工原因,主要有:
① 边坡表层的碎石土清坡不到位。
② 碎石土边坡未按相关规范或技术标准进行分层压实,密实度达不到相关标准。
③ 未进行必要的边坡稳定安全平台设置,边坡偏高使得挂网的上下跨度太大,喷射层及网的自重(下滑力)大于铁丝网的锚固力。
④ 铁丝网及锚钉的质量(种类、规格)、搭接、锚固(锚固深度、密度)等存在问题。
⑤ 喷射层厚度、粘合剂配比不当。
⑷ 山洪瀑发等自然灾害。
3.4.2 防治措施
⑴ 降低挂网区边坡坡度。对顺向坡要求最终边坡角应小于岩层倾角。
⑵ 消除边坡上存在的膨胀性或湿陷性特殊类岩土,按照设计或规范要求进行清除置换(一般置换为粘土),回填压实平整;对边坡上存在断层(裂隙)或溶洞结合潜水导流进行封堵,避免发生管涌而冲刷边坡岩土或植被。
⑶ 结合边坡地形和各区域汇水量,调整边坡排水工程,确保边坡排水满足设计或规范要求。
⑷ 清除边坡表层浮土,对边坡表层无法清除的碎石土,采取压实或其他加固措施,确保其稳定。
⑸ 通过设置边坡安全平台等措施,控制边坡连续挂网的高度。
⑹ 保证铁丝网、锚杆、粘合剂等材料质量,严格按设计或相关规范要求进行挂网或锚固施工,保证喷播材料中粘合剂的质量及含量。
⑺ 按设计及相关规范要求控制好喷播层厚度。
3.5 坡面遭受水流侵蚀、冲刷
3.5.1 原因分析
⑴ 边坡地形调查不够详细,边坡的汇水量计算偏差,排水设计(位置、规格、数量)不合理。
⑵ 工程质量不合格导致排水工程非正常性损坏。工程质量不合格原因包括原材料质量不合格;沟体基础承载力不足;施工工艺、方法不合理;偷工减料或工程的规格达不到设计要求等。
⑶ 边坡上存在断层(裂隙)或溶洞,因潜水作用产生管涌而冲刷坡面。
3.5.2 防治措施
⑴ 对边坡地形现状作进一步详细调查,正确计算坡面汇水量,依据坡面上已有的冲刷路线,进一步优化边坡排水工程的设计方案(位置、规格、数量等)。
⑵ 保证工程材料质量合格,施工工艺和方法得当,达到相应的质量标准。
⑶ 对边坡中存在断层(裂隙)或溶洞结合潜水导流进行封堵,避免发生管涌而冲刷边坡植被。
3.6 挡土墙、排(截)水沟、蓄水池等墙体发生开裂甚至倒塌
3.6.1 原因分析
⑴ 水泥、砂石、石料、混凝土预制块或砖等材料质量不合格,混凝土或砂浆配比不合理,石料规格及表面平整度不符合设计及相关规范要求。
⑵ 工程整体结构、构造不合理,结构整体稳定性差,变形缝设置不当,防护不良等。
⑶ 施工工艺不合理。
⑷ 地基变形。如地基沉降差大;地基冻胀;水平位移;墙侧土水平应力的影响。
⑸ 环境条件影响。水流冲刷;冻融循环等。
3.6.2 防治措施
⑴ 严格控制材料质量。
⑵ 按照设计及相关规范要求保证工程结构构造的质量。
⑶ 保证施工工艺合理,施工方法正确。
⑷ 保证结构断面尺寸。
⑸ 采取有效措施防止地基变形。
⑹ 采取防护措施,防止环境变化的影响。
3.7 植被的覆盖率、苗木的成活率偏低,生长状况不良
3.7.1 原因分析
⑴ 材料质量不合格。如苗木长势、规格及种子质量如发芽率等不符合相关要求。
⑵ 种子含量、配比及苗木数量、种植密度等不符合设计要求。
⑶ 土壤、肥料等不满足植被生长要求。
⑷ 起苗、运苗、栽种施工等不符合相关规范要求。
⑸ 后期养护方案不合理,养护措施不力,管理不到位。
3.7.2 防治措施
⑴ 严格控制苗木、种子的质量。
⑵ 把握好种子含量、配比,对苗木数量及种植密度等进行严格的检查验收。
⑶ 按相关规范要求进行苗木的栽植施工。
⑷ 保证土壤、肥料符合植物生长要求。
⑸ 按相关规范要求做好植被的养护工作。
参考文献:
[1] 《江苏省露采矿山环境整治技术要求》 江苏省国土资源厅、江苏省山水生态环境建设工程有限公司 2009
[2] 《江苏省矿山地质环境治理工程质量评定标准》 江苏省国土资源厅、江苏省山水生态环境建设工程有限公司 2010
Key words: Dagongshan;ore deposit geological characteristics;genesis analyses
中图分类号:P55 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2016)03-0250-03
0 引言
大公山地区发育有一批与玄武岩有关的铜矿床点,本文通过对大公山铜矿床地质特征研究,查清矿床控矿因素,结合矿体、矿石特征,分析矿床成因;从而了解该类型矿床成矿特征,为今后该区找矿勘查奠定了基础。
1 成矿地质背景
矿区位于扬子古陆块丽江-盐源陆缘褶-断带宁蒗陆缘坳陷中[1](V-2-6-2)(图1),该区在晚二叠世发育了厚大的基性火山岩建造,三叠纪发育砂泥质建造和碳酸盐建造[2]。
区域上出露的地层较简单,主要有上二叠统和三叠系。上二叠统主要有玄武岩组(P2β)和黑泥哨组(P2h),玄武岩组(P2β)属基性海底火山喷发岩,黑泥哨组(P2h)以滨海-沼泽相沉积的砂质泥岩内夹煤线为主。三叠系包括下、中、上统,下统以浅海相碎屑岩为主,中统为一由海相碎屑岩过渡到碳酸盐岩相的海进旋回,上统为浅海相-海陆交互相-陆相的海退旋回;主要有下三叠统腊美组(T1l)、中三叠统北衙组(T2b)、上三叠统中窝组(T3z)、松桂组(T3sn)、新安组(T3x),其中上二叠统玄武岩组、黑泥哨组是区内火山岩型、热液型铜矿赋矿层位。区域上构造线总体呈南北向,构造以断层为主,褶皱次之。
区内大面积出露二叠纪基性海底喷发岩-玄武岩,玄武岩主要有斜斑玄武岩、气孔状玄武岩、细粒致密块状玄武岩;玄武岩中铜矿化普遍,但矿化强度微弱。
2 矿区地质特征
矿区内地层主要发育有上二叠统和中三叠统地层;构造线呈北东向,构造以断裂为主,区内分布有大面积的喷发岩。
2.1 地层
矿区内出露的地层主要有上二叠统玄武岩组(P2β)、黑泥哨组(P2h)和中三叠统北衙组(T2b)(图2)。
上二叠统玄武岩组(P2β):玄武岩组大面积分布于矿区西部及中部;属基性海底火山喷发岩;岩性以致密块状、斜斑玄武岩、气孔杏仁状玄武岩为主;玄武岩从矿区西部到矿区中部岩性从斜斑玄武岩杏仁状玄武岩致密块状玄武岩的变化规律,在致密块状玄武岩中内夹凝灰岩、凝灰质泥岩。厚度大于200m,与上覆黑泥哨组呈断层接触。
上二叠统黑泥哨组(P2h):黑泥哨组出露于矿区中部,呈北东向展布,为滨海沼泽相;岩性以泥岩为主,内夹有泥质砂岩、玄武岩、炭质页岩、炭质泥岩、沉凝灰岩及煤线。厚度300-1000m,与下伏玄武岩组呈断层接触。
中三叠统北衙组(T2b):三叠系中统北衙组出露于矿区东部,为一由海相碎屑岩过渡到碳酸盐岩相的海进旋回;下部岩性以砂岩为主,内夹泥灰岩、泥岩;上部岩性以灰岩为主;厚度大于200m;与下伏黑泥哨组、玄武岩组呈断层接触。
2.2 构造
矿区构造线以北北东向,北东向为主;构造以断层为主,褶皱不发育。
比较大的断裂有北北东向的F1断层、北东向的F2断层、北西西向的F3断层、南北向的F4断层。
F1断层:北北东向展布,长度大于2km,破碎带宽1-5m。位于矿区东部,带内被断层角砾和断层泥填充,角砾成分有泥岩、砂岩和玄武岩;上盘为三叠系北衙组砂岩,下盘为二叠系黑泥哨组的泥岩、玄武岩。
F2断层:北东向展布,长度大于2km,破碎带宽0.5-3m。位于矿区中部,上盘为二叠系黑泥哨组泥岩,下盘为二叠系玄武岩组玄武岩。
F3断层:出露在矿区的西南部,长度大于600m,破碎带宽2-6m,一般为3m;带内主要被断层角砾和断层泥(断层粉末)填充,断层角砾一般为0.1-0.5cm,次棱角状,其角砾成分主要是玄武岩,含量大于50%;断层泥含量约为30%,破碎带内岩石比较松散。局部破碎带内发育有石英脉,脉体不稳定,一般延长为1-20m。
F4断层:出露在矿区西南部,呈北北西向产出,长度约800m,破碎带宽1-20m,最宽约20m,一般宽度为4m,带内主要被断层角砾和断层泥填充;角砾大小不一,大小介于2-10cm,一般为5cm,角砾呈次棱角状,角砾成分主要是玄武岩。断层带内局部可见铜矿化。
2.3 岩浆活动
矿内有大面积的海底基性喷发岩-玄武岩出露,玄武岩主要有斜斑玄武岩、气孔状玄武岩、细粒致密块状玄武岩;玄武岩中铜矿化普遍,但矿化强度微弱,玄武岩可能是该区铜矿的物质来源。
2.4 围岩蚀变
矿区内围岩蚀变较为微弱,在玄武岩中可见硅化、绿泥石化、绿帘石化,偶见褐铁矿化。
硅化:以显晶质石英为主,呈它形粒状分布玄武岩的气孔中和裂隙中,粒度一般为0.2-0.5mm。
绿帘石化:呈自形-半自形粒状产出,粒度一般0.1-0.5mm,主要分布于细粒块状的玄武岩中,常呈集合体产出,集合体一般呈球形、椭球形,大小为1-2mm。
绿泥石化:呈它形粒状产出,粒度一般小于0.1mm,主要分布于细粒块状的玄武岩、斜长斑岩的基质中。
3 矿体特征
矿区内目前发现1条矿体,5处矿化点;其中铜矿点1处、铁矿点1处、煤矿点3处(见图2)。
3.1 矿体特征
Ⅰ号铜矿体赋存于玄武岩内所夹的破碎带泥岩中,工程控制矿体长40m,厚度2m,矿体呈似层状,产状为340°∠75°,品位介于1.16-1.24%之间,平均品位1.2%。矿石矿物主要产出在泥岩中的裂隙和层理面内,另外在裂隙、层理旁侧的泥岩内也有浸染状的孔雀石。矿石矿物以孔雀石为主,其次为辉铜矿,另外含少量的蓝铜矿。矿石呈它形-半自形粒状结构;矿石以细脉状、浸染状构造为主,其次为薄膜状、皮壳状构造。孔雀石呈它形粒状,粒径0.05-0.1mm,多呈薄膜状、细脉状集合体产出,局部呈浸染状产出;辉铜矿呈它形-半自形粒状,粒径0.01-0.5mm,呈细脉状集合体产出;脉石矿物主要为粘土矿物,其次为石英。
3.2 控矿因素
地层因素:区内上二叠统玄武岩组、黑泥哨组是主要的赋矿层位,大公山铜矿主要赋存于玄武岩组层间破碎带中。前人研究表明,与玄武岩相关的铜矿床大都赋存于上二叠统玄武岩组,特别是该组上部层位,上二叠统玄武岩组玄武岩具有较高铜地球化学背景值(100×10-6-1000×10-6)[3],其是区内主要矿源层。对于该类型铜矿床来说,地层是主要的控矿因素;基性火山岩能为矿床的形成提供必要的成矿物质[4-5]。
构造因素:大公山Ⅰ号铜矿体赋存于层间破碎带中,区内铜矿富集、赋存严格受层间破碎带及构造裂隙影响。
3.3 找矿标志
矿体露头标志:含有孔雀石化的泥岩、玄武岩可以作为直接找矿标志。
围岩蚀变标志:硅化与铜矿化关系密切,该蚀变可以作为找矿的间接标志。
构造标志:铜矿化与断层旁边的裂隙关系密切,在裂隙以及旁侧岩石内往往有矿化显示,因此断层可以作为找矿的间接标志。
4 矿床成因探讨
区域上玄武岩中有众多矿化点,矿化点达30余处,其中米厘铜矿规模较大,矿体主要产出于峨眉山玄武岩组(P2β)顶部玄武岩和黑泥哨组(P2h)下部炭质页岩、炭质泥灰岩中:一类矿体沿着一定层位(P2h)呈透镜状产出,一类矿体产出在玄武岩内的断裂之中;矿体规模较大;矿床成因属于沉积+后期热液改造。其它矿点属于与玄武岩有关的后期热液填充型。
大公山所发现的铁、铜矿化体主要产出在玄武岩组中的裂隙和玄武岩中的泥岩中,玄武岩中的泥岩分布范围不大,沿走向没有延伸,初步认为玄武岩中的泥岩属于后期构造挤压破碎充填所致;矿体无论产出在玄武岩或玄武岩中的泥岩,均与裂隙关系密切,其形成过程可归纳为以下三点:①晚二叠世时期,该区大规模喷发一套含铜基性火山岩建造,形成初始矿源层(图3-①);②在地质演化过程中,受区域性应力作用,该套基性火山岩建造―玄武岩形成一系列的层间破碎带及裂隙,构造应力使铜成矿元素活化,使其在层间破碎带及裂隙中富集(图3-②);③受燕山―喜山期岩浆演化、构造运动影响,成矿元素进一步活化、富集,最后在层间破碎带及裂隙中形成铜矿体(图3-③、④)。
综上,大公山铜矿的形成主要受构造(裂隙、层间破碎带)影响,属后期热液型矿床。
5 结论
①上二叠统玄武岩组是区内铜矿主要矿源层。