新疆富蘊縣蒙庫鐵礦工程地質特征探討

陳新杰新疆地礦局第四地質大隊，新疆阿勒泰 836500

1 自然地理

蒙庫鐵礦地處阿勒泰山系的Ⅱ級水系-卡拉額爾齊斯河支流巴利爾斯河和蒙克木溝之間。靠近阿勒泰山中部西南山區（阿勒泰山脊南坡），地形比較平緩，溝谷切割不深，屬中高山丘地形和強地震區，海拔1 000m～1 300m，相對高差50m～300m。

2 礦區地質特征

2.1 礦區地層

蒙庫鐵礦區內出露地層主要為志留系中—上統松克木群和泥盆系下統康布鐵堡組，另有少量沿溝谷分布的第四系。

2.1.1 志留系中－上統松克木群（S2-3sk）

松克木群原巖為一套淺海－濱海相碎屑沉積建造，巖石在遭受區域變質作用后，呈條帶狀分布，與南側的下泥盆統整合接觸，厚度穩定，兩端均延出礦區外。

2.1.2 下泥盆統康布鐵堡組（D1k）

主要分布礦區的中、南部，為石英角斑巖—碳酸鹽巖建造的一套火山—沉積變質巖系，變質程度中等，巖性、巖相變化較大，厚度大于1 200m。

2.1.3 第四系（Q）

主要分布在溝谷底部、陰坡和地形較平緩地帶，為沖積、坡積、沖洪積、洪坡積和沼澤沉積等陸相松散堆積物，厚度0.5m～8m不等。

2.2 礦區構造

礦區處于克蘭復式向斜與巴拉額爾齊斯復式背斜的接合部位，褶皺和斷裂均較發育。礦區構造總體格架呈北西—南東展布的復式向斜和斷裂組合帶，與區域構造線基本一致。

2.2.1 褶皺

由中部的鐵木下爾滾向斜及南西側的蒙庫背斜組成褶皺構造的主體，兩者均為克蘭復向斜中蒙庫復向斜北東倒轉翼的次級褶皺。

2.2.2 斷裂構造

以F1為主，為區域上巴寨斷裂的一部分，分布于礦區北東部，長10余千米，走向300°左右，呈舒緩波狀，向南西陡傾近直立。斷層表現為強烈擠壓性質，壓碎結構面發育，形成寬度10m～50m的擠壓破碎帶，斷層帶內巖石破碎，無充填物。糜棱巖化、絹云母化、高嶺土化、巖石片理化和流劈理現象十分明顯。

2.3 礦體特征

礦床在構造上處于蒙庫背斜北東翼部次級向斜鐵木下爾滾向斜的核部，賦礦巖層為泥盆系下統康布鐵堡組一套中—深變質的變粒巖、黑云角閃斜長片麻巖及部分大理巖、磁鐵石榴石巖，礦體與圍巖界線明顯，礦體中常見圍巖夾層。礦體埋藏標高1 222.5m～645m，總體走向約296°左右，礦體向北東陡傾，傾角75° ～85°。

3 工程地質特征

3.1 工程地質概述

礦區位于阿爾泰山褶皺系中段喀納斯-青河冒地槽褶皺帶和克蘭優地槽褶皺帶的接合部位，受此兩大褶皺帶影響，區內斷裂構造發育，主軸線與地層走向基本一致，產狀為25°～200°∠57°～80°；構造蝕變作用強烈，具強的絹云母化、綠泥石化蝕變，影響寬度為5m～200m不等，形成構造破碎帶和構造裂隙發育密集帶，巖石變質程度較深，片麻理、片理發育。

3.2 礦床工程地質巖組劃分

蒙庫鐵礦區存在各種類型的結構面，依據其巖石組合、力學強度、成因類型和巖體變形特征，劃分以下幾類工程地質巖組：

3.2.1 整體塊狀巖組

主要分布于礦體及其兩側圍巖中，為下泥盆統康布鐵堡組（D1k3-21、D1k3-31）一套陸源碎屑濱海相沉積巖層中，RQD值為59.6%～76.06%，巖石質量中等，巖體較穩定，為堅硬巖石。

3.2.2 層狀巖組

主要巖性為下泥盆統康布鐵堡組（D1k3-11）的黑云角閃片麻巖、片巖，分布于礦體的兩側。巖體中發育有Ⅳ-Ⅴ級結構面，主要以片理、節理、片麻理為主。RQD值為69.11%，巖體完整性中等，巖石質量中等，為軟-堅硬巖石。

3.2.3 碎裂巖組

碎裂巖組由構造破碎帶、蝕變破碎帶和中-強風化帶、裂隙發育密集帶組成。受巖性、風化作用、構造作用的制約，變化大。RQD值為零，巖石質量極劣，巖體破碎，整體強度低，工程地質條件差。

3.2.4 散體結構巖組

由斷層破碎帶、軟弱泥化夾層和全風化帶組成，巖體節理、劈理發育密集，巖石呈泥狀、碎屑狀，巖體完整性完全喪失，近于松散，摩擦系數小于0.2，巖石質量極劣，工程地質條件差。

4 礦區巖體質量評價

4.1 巖體質量評價的原則

1）以礦區揭露的對井巷工程安全有影響的巖體為主；

2）對結構體巖塊為主體作為評價單元。

4.2 巖體質量評價

根據礦區各類巖組及其發育的結構面、結構體的性質、力學性質，對巖體的穩定性、巖體質量及破壞機理進行評價。

1）塊狀結構巖體：分布于礦體及其兩側，巖性為角閃變粒巖和磁鐵礦石，巖體結構致密，結構面以Ⅲ-Ⅳ級為主，將巖體切割成塊狀、厚板狀，巖體完整性中等，巖體質Ⅲ級，巖石質量中等，巖體穩定性較好。

2）層狀結構巖體：分布礦體兩側，構成礦體的上、下盤圍巖， 巖性為黑云角閃斜長片麻巖和角閃片巖。層理、片理發育，以Ⅲ-Ⅳ級結構面為主，巖體多呈片狀、薄板狀，巖體完整性中等，巖體質量Ⅲ級。巖體的破壞受軟弱夾層及蝕變程度的制約。

3）碎裂結構巖體：分布礦體及各類巖組近地表強風帶、構造破碎帶中，以次生的、Ⅳ級結構面為主，巖體呈碎塊狀、松散狀，巖體力學介質不連續，巖石破碎。巖體的變形破壞受軟弱結構面制約，巖體穩定性差。

4）散體結構巖體：分布于地表強風帶、斷層破碎帶及泥化夾層中、結構松散，似連續介質。具顯著的塑性特征，變形時間短。巖體穩定性受破碎帶的物質組合控制，工程地質條件差。

5 結論

綜上所述，碎裂巖組、散體巖組是礦床開采過程中影響井巷工程安全的主要因素，應多加關注和監測，防止井巷工程安全事故的發生。

礦區構造發育，巖石蝕變強烈，結構面軟弱，是造成井巷工程片邦、坍塌的重要原因。

[1]李建國，陳新杰，鄭開平，等.新疆富蘊縣蒙庫鐵礦床1號礦體深部詳查地質報告.新疆地礦局第四地質大隊，2009，2.

[2]李建國，尚海軍，陳新杰，等.新疆富蘊縣蒙庫鐵礦床1～9號鐵礦體地質詳查報告，新疆地礦局第四地質大隊，2007，6.

[3]工程地質手冊3版.中國建筑工業出版社，2004，1.