內蒙古某多金屬礦床地質特征及開采技術條件

張譯丹，劉夢璐

（遼寧省化工地質勘查院，遼寧 錦州 121000）

太基敖包南銀鉛鋅多金屬礦區位于內蒙古西烏珠穆沁旗太基敖包地區大興安嶺南段西坡，大地構造位于內蒙古中部愛力格廟－錫林浩特中間地塊（Ⅱ3）的中部，成礦條件優越。研究區屬低山丘陵區，地形切割較弱，山脈總體呈北東—南西向展布。區內地表水系不發育，水資源貧瘠。前人先后多次對該地區進行過勘查工作，本次在前人工作的基礎上對工作區開展地質及水工環調查，并在鉆孔施工中做了水文地質觀測及代表性水井的長期觀測，結合區域資料對礦床地質、水文、工程和環境地質特征進行分析，確定水工環地質類型、詳細分析礦區開采技術條件，為礦山開采提供技術依據。

1 礦區基本概況

礦區位于內蒙古中部愛力格廟－錫林浩特中間地塊（Ⅱ3）的中部。區域地層有二疊系下統格根敖包組和達里諾爾組，侏羅系中下統馬尼特廟群，侏羅系上統興安嶺群。區域構造以斷裂構造為主，斷裂期主要是華力西晚期和燕山期，走向主要為北東和北東東，區域巖漿活動主要時期為華力西期和燕山早期，巖性以中酸性巖為主，少量中性及基性巖。

1.1 礦區地質特征

礦區內除沿溝谷分布有第四系松散沉積外，大面積分布燕山期花崗斑巖侵入體，局部分布火山碎屑巖沉積，脈巖不發育，區內出露的地層主要為上侏羅統興安嶺群酸性火山巖組。工作區構造發育，常表現為構造破碎蝕變帶，主要為北西向和北東向，沿走向不連續。在構造破碎帶中及附近，常發育有赤鐵礦化、硅化、綠泥石化等后期熱液蝕變，局部地段見有銅的硫化物蝕變形成的銅藍。

1.2 礦體地質特征

礦區內金屬礦化均受構造裂隙或裂隙帶控制，區內主裂隙面產狀一般呈北西走向且以傾向南西為主，因此礦體或礦化帶也一般呈北西走向，Ⅰ號礦段礦體走向為133°左右，在Ⅱ號礦段銅礦化地段礦體走向150°。所有的礦體或礦化帶都傾向南西，傾角一般較大，其中Ⅰ號礦段礦體傾角為66°，Ⅱ號礦段銅礦體傾角為75°。礦體厚度變化較大，礦體真厚度從7.55 m到小于可采厚度，Ⅱ1號礦體厚度變化系數達到131%。礦區內礦體的賦礦巖石主要為花崗斑巖。

2 水文地質特征

根據地表水流域劃分水文地質單元的原則，礦區所在地的水文地質單元屬錫林河流域的徑流區。地下水主要為松散堆積層、基巖裂隙及構造破碎帶潛水，風化裂隙發育深度在50 m左右，大氣降水的垂直滲入直接補給地下水。山前洼地和溝谷地帶，主要分布孔隙潛水及局部的承壓水，除接受大氣降水補給外，還接受基巖裂隙水的補給。

2.1 地表水與地下水的一般特征

2.1.1 地表水

工作區地表水呈樹枝狀且不發育，主要水系為山間第四系溝谷，東西向穿越全區，常年干涸，局部偶形成短暫地表徑流。勘查區屬侵蝕構造中低山區，地形大致形成南北向分嶺，向東西兩側溝谷發育，離礦區較近，它們及其匯流方向對將來礦床開采影響較大。河水平時一般干涸，水流量相對較小，7-9月雨季時稍有短暫性徑流。地表水主要靠大氣降水、地下水補給。

2.1.2 地下水的一般特征

區內地下水可分為松散巖類孔隙水、基巖裂隙水和構造裂隙水。松散巖類孔隙水由第四系孔隙水含水層和強風化空隙含水層組成，富水程度隨地形條件及沉積厚度而變化，二者靠大氣降水垂直補給。在斜坡地段以蒸發滲透形式排入溝谷，轉化為地表水，部分沿構造破碎帶下滲形成構造裂隙水。塊狀巖類裂隙含水巖組，主要分布于區內的巖漿巖成巖裂隙和構造裂隙中，局部可能有承壓性。地下水主要為松散堆積層、基巖裂隙及構造破碎帶潛水，風化裂隙發育深度在50 m左右，大氣降水的垂直滲入直接補給地下水。

2.1.3 礦床涌水量預測

收集預測資料可知，毛登鉬錫銅礦露天礦坑在1 065 m高程的涌水量為100～250 m3/d，礦區中部鉆孔抽水試驗涌水量僅為55.2 m3/d，滲透系數為0.014 8 m/d，單位涌水量為0.007 6 L/（s·m），單位涌水量遠小于0.1 L/（s·m），類比本礦區富水性為弱。

2.2 水文地質類型

礦區水文地質邊界簡單，地表分水嶺明確，周邊無大地表水體、待開采礦區無地下老窯等存在，大氣降水是地下水的主要補給來源。地下水與地表水的運移方向基本一致，并受地質巖性和地質構造控制。礦床充水層為基巖裂隙水含水層，充水方式應以頂板裂隙線流、面流為主，毗鄰毛登鉬錫銅礦單孔抽水試驗得單位涌水量為0.007 6 L/（s·m），遠小于單位涌水量0.1 L/（s·m），富水性為弱且不均勻。礦體雖多位于當地侵蝕基準面以下，但地表第四系覆蓋少且薄，巖體多部位隔水性好，疏干排水不會造成塌陷沉降。

綜上，水文地質類型為Ⅱ-1，即以裂隙含水層充水為主的簡單型。

3 工程地質特征

本區出露巖石地層主要為侏羅系上統、二迭系下統火山雜巖及燕山早期花崗斑巖和石英斑巖，工作區西北方向出露較大規模興安嶺群酸性火山巖組：淺灰、灰紫色流紋質凝灰巖夾安山巖及小規模礫巖。近地表風化作用明顯，微風化～中風化，一般呈塊狀，碎塊狀多見于山體的坡面和坡腳處；在地表下50 m后，

巖石完整而堅硬。

3.1 工程地質巖組的劃分

依據勘查區巖土結構、成因類型將區內巖土介質劃分為巖體和土體，工程地質巖組劃分如下。

3.1.1 第四系松散軟巖組

第四系松散堆積主要沿溝谷、河道分布，成分為松散砂礫巖和風成、坡積、洪積、沖積砂礫層。主要由粉質黏土及砂礫石、碎石組成，松散結構，穩定差，強度低，分布于山坡及溝谷地帶，厚度0～10 m。工作區內地形平緩，起伏不大，一般坡度10°～35°，最陡坡度＜50°。

3.1.2 塊狀半堅硬-堅硬巖巖組

巖體為燕山早期花崗斑巖（γπ52（2））：分為淺成侵入花崗斑巖及次火山巖相花崗斑巖（含火山碎塊2%～5%）。風化殼范圍內，地表多有基巖出露，切割侵蝕較弱，局部有低矮危巖存在，多小V型溝谷，風化程度強風化以上較薄，為0～5 m，為碎裂結構，弱風化影響深度一般為30～65 m，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級結構面發育。不規則裂隙3～4組，產狀210°～240°∠77°～82°裂隙最發育，地表觀測線裂隙率為8～18，局部地表近片理化，坡溝多見崩滾礫石，RQD值在50%～80%（見表1），完整性多中等，局部差，工程性質較差。微風化巖體塊狀構造致密、堅硬，發育Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級結構面，礦化帶及蝕變帶中Ⅴ級微結構面發育明顯。線裂隙率2～4，RQD值一般55%～95%，巖芯采取率多95%以上，巖石較完整-完整，礦體賦存其中。

3.2 礦床頂底板的穩定性分析

3.2.1 礦床出露的地層及構造特點

礦體富存于燕山期花崗斑巖中，受構造裂隙及蝕變帶控制，飽和抗壓強度為28.52～114.22 MPa。蝕變有綠泥石化、碳酸鹽化及少許高嶺土化。部分張裂隙多被石英細脈、碳酸鹽細脈充填。礦區未見Ⅰ、Ⅱ級結構面明顯存在，次火山巖相花崗斑巖和淺層侵入花崗斑巖為漸變接觸關系。孔內次級構造發育，走向多為NW，多呈先期壓扭性、后期張扭性的特征。

表1 巖石質量等級

3.2.2 邊坡、頂底板的穩定性

（1）邊坡的穩定性。礦區內地形切割侵蝕中等，無明顯的區域斷裂通過，見小V字型溝谷及幾米高危巖崖，地形坡度為10°～35°，為較穩定坡度；最發育裂隙傾角在65°以上，坡向和裂隙傾向一致時，二者角度之差多大于30°為較穩定結構；水等外力作用較弱，地表牧草茂盛，水土保持尚好；不存在山體滑移失穩的可能性，自然條件下山體是穩定的。但災害多和人類活動有關，坡積物和強風化層較厚地段，多碎石土狀及碎裂結構，人為開挖后易引發坍塌滑移。

（2）頂底板的穩定性。礦體富存于花崗斑巖中，飽和抗壓強度較高。礦石亦屬半堅硬-堅硬巖類，總體頂底板穩定性好。亦應注意構造破碎帶及蝕變帶地段亦有落塊或小坍塌的可能，隨著開采深度的加大，應預防局部破碎地帶巖爆的發生。

3.3 工程地質類型

礦區地形有利于自然排水，圍巖巖性為單一花崗斑巖，屬于塊狀堅硬巖類，構造以次級構造為主，全、強風化層較薄，地下水以潛水為主，局部有弱承壓性，地下水富水性弱，壓力總體較小，故不易發生礦山地質問題，工程地質為Ⅲ類一型，即塊狀巖類簡單型。

4 礦區環境地質特征

礦區處于內蒙古愛力格廟－錫林浩特中間地塊（Ⅱ3）的中部。區內新構造運動不強烈。河流、氣候等外動力地質作用較弱，對區內環境地質影響不大。礦區內目前未見新的崩塌、滑坡、泥石流以及地裂縫等地質災害痕跡。按地震強度劃分，屬東北地洼之中強震區的興安嶺構造中震帶，地震活動微弱。根據《中國地震區劃圖》的劃分，本區抗震設防烈度為6度，設計基本地震加速度為0.05 g。

礦區內雜草叢生，水土保持狀況良好；人口稀疏分布于各寬闊支溝，沿支溝多圈定的草場，生產條件較落后，牧業對生態環境有破壞但影響不大；錫林浩特毛登鉬錫銅礦已經停產，錫鋅礦剛開采，對附近生態環境未造成破壞；目前的勘查深度對礦區水均衡條件基本不產生影響，故生態環境較好。

區內外力地質作用較弱，礦區內目前未近期的崩塌、滑坡、泥石流、地裂縫等地質災害痕跡。礦體位于花崗斑巖巖體內，頂底板穩定，開采不會引起地面沉降或變形。根據地下水水質分析可知，地下水硝酸鹽含量超出飲用水衛生標準，其他指標均在飲用水Ⅱ類標準要求范圍內。綜上，區內環境地質類型為良好。

5 結論

一是綜合水文、工程、環境地質條件及礦體賦存狀態可知，礦區整體巖性為單一的花崗斑巖，巖石穩定性較好，建議選擇地下巷道開拓。地下巷道開采時，主要不穩定因素是構造破碎地及蝕變發育強烈地帶，易造成局部地段頂板掉塊及崩塌，為了安全生產，坑道要進行有效支護，保留足夠的安全礦柱。二是礦區氣候干旱-半干旱，少雨多風，植被覆蓋差，加之畜牧業過度發展，生態脆弱。選冶采用封閉式流程，盡量減少環境污染，產生的廢渣、廢水應科學堆放和處理。在礦山勘察和開采中，更應合理布置工程，減少對植被的破壞。三是下一步通過抽水試驗，摸清構造的導水性及儲水性，準確預測礦坑涌水量，通過深部水樣分析找出礦化度垂直分帶規律，確定水質類型，給出飲用水全項的評價指標，指導供水水源地的選擇。結合礦石的有關物相分析，確定將來廢渣中是否可淋出有害組分，進一步預測開采對環境地質的影響。