花崗巖礦礦床地質(zhì)特征及開(kāi)采技術(shù)條件分析

周小雨，王少輝，韓金偉

(1.河南省地球物理空間信息研究院，河南 鄭州 450000； 2.河南省地質(zhì)物探工程技術(shù)研究中心，河南 鄭州 450000)

花崗巖具有高強(qiáng)度、硬度、耐磨性、抗腐蝕、耐氣候性能，花崗巖結(jié)構(gòu)均勻，質(zhì)地堅(jiān)硬，顏色美觀，外觀色澤可保持百年以上，是優(yōu)質(zhì)的建筑石材。由于硬度高、耐磨損，除了用作高級(jí)建筑裝飾工程，大廳地面外，還是雕刻的首選之材[1-3]。使用范圍廣泛，易維護(hù)保養(yǎng)；花崗巖的花紋一般變化較小，色澤穩(wěn)定，易大面積拼裝。在天然建筑飾面材料中，花崗巖受到人們廣泛重視與偏愛(ài)，特別是在高級(jí)建筑領(lǐng)域的應(yīng)用，已經(jīng)成為一種時(shí)尚，成為一種豪華程度的標(biāo)志。因此，世界花崗巖總產(chǎn)量的增長(zhǎng)速度近20年來(lái)一直居高不下[4-10]。本文對(duì)河南省南召縣田家莊飾面用花崗巖礦的礦床地質(zhì)特征及開(kāi)采技術(shù)條件進(jìn)行了分析，研究為后期礦山建設(shè)提供了依據(jù)。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

1.1 地層

礦區(qū)地層被五垛山復(fù)式巖體黑云母二長(zhǎng)花崗巖單元(Pz1W1ηγ)所吞噬，其余為新生界第四系殘坡積物[11-13]。新生界第四系(Q)巖性主要為礫石、砂土、一些大的滾石和腐殖層。

1.2 構(gòu)造

(1)褶皺、斷裂。礦區(qū)位于五垛山巖體內(nèi)，無(wú)褶皺構(gòu)造分布，主要發(fā)育的斷裂構(gòu)造1條，即康心岈—北溝平移斷層。伴隨斷層發(fā)育有不同方向的節(jié)理、裂隙(密集帶)，縱橫交錯(cuò)成網(wǎng)狀分布，構(gòu)成本區(qū)復(fù)雜的構(gòu)造格局。康心岈—北溝平移斷層(F31)南起工作區(qū)外的康心岈，向北經(jīng)北溝至田家莊南尖滅，區(qū)內(nèi)延展長(zhǎng)度2.3 km，走向335°，斷層傾向南西，傾角80°左右。斷層形成于加里東期花崗巖體中。斷層帶寬20 m左右，帶內(nèi)有硅化的構(gòu)造角礫巖。巖石呈褐紅、黑色，角礫成分多為脈石英，基質(zhì)為壓碎的礦物粉末。帶內(nèi)鐵質(zhì)、錳質(zhì)與硅質(zhì)富集，長(zhǎng)石具有高嶺土化。在主斷裂西側(cè)，發(fā)育規(guī)模較小的次級(jí)斷層，傾向100°，傾角70°～80°。

(2)節(jié)理、裂隙。礦區(qū)內(nèi)各個(gè)方向的節(jié)理、裂隙在各處發(fā)育程度有所不同。主要的4組裂隙，2組為北東向節(jié)理、裂隙，2組為北西向節(jié)理、裂隙，傾角一般大于70°，還分布有少量的緩傾斜節(jié)理、裂隙。通過(guò)前期的地質(zhì)測(cè)量和隨后針對(duì)節(jié)理、裂隙點(diǎn)進(jìn)行的調(diào)查，繪制了礦區(qū)節(jié)理、裂隙發(fā)育走向玫瑰花圖，如圖1所示。斷層、節(jié)理和裂隙的分布、密集程度、產(chǎn)狀等直接影響著礦體的完整性和連續(xù)性，更左右著礦體的成荒率，特別是緩傾斜節(jié)理、裂隙。根據(jù)各統(tǒng)計(jì)點(diǎn)節(jié)理、裂隙的發(fā)育程度，結(jié)合密集帶的分布情況及地質(zhì)測(cè)量中對(duì)節(jié)理、裂隙的分布記錄情況，將礦區(qū)劃分出節(jié)理、裂隙發(fā)育區(qū)(>3條/m)、中等發(fā)育區(qū)(1～3條/m)和不發(fā)育區(qū)(<1條/m)。在節(jié)理、裂隙發(fā)育區(qū)有節(jié)理、裂隙發(fā)育程度較發(fā)育或不發(fā)育級(jí)別的統(tǒng)計(jì)點(diǎn)分布；而在節(jié)理、裂隙較發(fā)育區(qū)或不發(fā)育區(qū)同樣也包含有其他2個(gè)級(jí)別節(jié)理、裂隙發(fā)育程度的統(tǒng)計(jì)點(diǎn)。這充分說(shuō)明礦區(qū)內(nèi)的節(jié)理、裂隙發(fā)育程度不均性。

圖1 礦區(qū)節(jié)理、裂隙發(fā)育情況走向玫瑰花圖Fig.1 Rose diagram of joint and fissure development trend in the mining area

1.3 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)主要分布五垛山復(fù)式巖體黑云母二長(zhǎng)花崗巖單元，巖體內(nèi)偶見(jiàn)零星分布的細(xì)小脈巖。

(1)巖體。為五垛山復(fù)式巖體黑云母二長(zhǎng)花崗巖單元，該巖體是飾面用花崗巖礦的賦礦地質(zhì)體。巖性為中細(xì)粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖，灰白色，半自形粒狀結(jié)構(gòu)為主、次有似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。由于風(fēng)化作用的差異，巖體地貌表現(xiàn)形式不同，有饅頭狀平緩山脊，也有陡峻山峰，山坡一般比較陡，陡崖比較常見(jiàn)。受節(jié)理、裂隙的影響，山坡上易出現(xiàn)陡而直的沖溝。巖體在地表多有程度不同的風(fēng)化，自地表向下依次呈松散狀砂—硬質(zhì)原巖逐漸過(guò)渡。

(2)脈巖。脈巖主要為巖體內(nèi)后期沿節(jié)理充填的石英脈，數(shù)量少，規(guī)模小，均分布于此次圈定的礦體之外。石英脈無(wú)色、白色，隱晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，由100%隱晶質(zhì)石英組成，出露長(zhǎng)度1～5 m，寬度1～10 cm，僅在北西向節(jié)理中局部可見(jiàn)。

1.4 覆蓋層及風(fēng)化層

(1)覆蓋層。礦區(qū)覆蓋層分為坡積物和二長(zhǎng)花崗巖風(fēng)化層2類：①坡積物多沿溝谷分布，厚度一般為0.5～2.0 m，最厚3.5 m，成分主要為風(fēng)化砂土、礫石，疏松散亂堆積，局部有腐殖層。此次圈定礦體均位于陡峭山脊之上，覆蓋層零星分布，厚度較薄。②二長(zhǎng)花崗巖風(fēng)化層在原巖頂部不均勻分布，分風(fēng)化層和半風(fēng)化層，屬于飾面用花崗巖礦的覆蓋層。

(2)風(fēng)化層。風(fēng)化層顏色呈土黃色—褐黃色，原巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造已遭完全破壞，礦物顆粒已互相分離，結(jié)構(gòu)松散，常表現(xiàn)為風(fēng)化砂和碎碴?duì)睿p微敲擊即成碎塊或顆粒狀，成分與二長(zhǎng)花崗巖基本相同，風(fēng)化砂中黑云母相對(duì)原巖較少，長(zhǎng)石顆粒相對(duì)較小，石英含量相對(duì)略有升高。厚度隨地形變化而變化，沿山坡向下由于坡度由緩變陡而逐漸變薄。在節(jié)理、裂隙發(fā)育地段及節(jié)理、裂隙較發(fā)育的陡坎邊部厚度有所增加，分布和厚度變化較大。半風(fēng)化層是花崗巖原巖經(jīng)風(fēng)化作用后依然保留原巖塊狀構(gòu)造，結(jié)構(gòu)部分遭破壞，次生裂隙發(fā)育，巖石碎裂較嚴(yán)重，完整性變差，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度變低，稍受力易破碎，已不能作為飾面用花崗石礦石原料。根據(jù)鉆探、淺鉆工程揭露情況，風(fēng)化、半風(fēng)化層厚度一般在0.4～7.5 m，最厚11.4 m(礦區(qū)南部)，平均厚4.2 m。礦區(qū)內(nèi)風(fēng)化層的分布及厚度一般受下面幾個(gè)因素的影響：①地形坡度，坡度緩的地方易分布風(fēng)化層；②節(jié)理、裂隙發(fā)育程度，在節(jié)理、裂隙發(fā)育地段風(fēng)化層相對(duì)較厚；③所處的位置，在山脊處風(fēng)化層會(huì)分布較廣，而在陡坡及溝谷內(nèi)則較為少見(jiàn)或較薄。

風(fēng)化作用只存在于近地表，且影響深度不大，故對(duì)礦石的荒料影響較小，只是在接近風(fēng)化層的礦體上部荒料的物理性能可能會(huì)稍有降低，但從本次在半風(fēng)化層所采的物理性能樣測(cè)試結(jié)果來(lái)看，仍能滿足飾面用花崗巖礦的工業(yè)指標(biāo)要求，可以作為飾面用花崗巖礦開(kāi)采利用。隨著開(kāi)采深度的增加，礦石的物理性能會(huì)有所升高，荒料質(zhì)量也會(huì)提高。覆蓋層和風(fēng)化層可作為建筑用砂綜合利用。

礦區(qū)內(nèi)覆蓋層、風(fēng)化層情況如圖2所示。

圖2 礦區(qū)內(nèi)覆蓋層、風(fēng)化層情況Fig.2 Overburden and weathered layers in the mining area

2 礦床地質(zhì)

2.1 礦體特征

通過(guò)1∶2 000地質(zhì)測(cè)量，對(duì)礦區(qū)內(nèi)節(jié)理裂隙發(fā)育程度的統(tǒng)計(jì)，鉆探及淺鉆工程控制，依據(jù)工業(yè)指標(biāo)，將節(jié)理裂隙、色線、色斑等發(fā)育程度相對(duì)較低的地段作為礦體進(jìn)行圈定。根據(jù)以上原則，礦區(qū)內(nèi)共圈定8個(gè)礦體，賦存于黑云母二長(zhǎng)花崗巖體中，由節(jié)理密集帶(測(cè)算荒料率小于18%的節(jié)理密集帶)邊部的基本樣圈定出礦體邊界，依據(jù)最低估算標(biāo)高圈定礦體自然邊界。礦體基本特征見(jiàn)表1。

表1 礦體基本特征Tab.1 Basic characteristics of ore body

(1)K1礦體。分布于礦區(qū)東北部，由11、13勘探線、ZK1301鉆孔及27個(gè)取樣鉆(淺鉆)控制。礦體賦存于黑云母二長(zhǎng)花崗巖體中，礦體平面呈近橢圓狀南北向展布，長(zhǎng)約260 m，寬約140 m，面積為28 863 m2。礦體出露標(biāo)高+1 025～+950 m，工程控制標(biāo)高+1017～+943m，估算標(biāo)高+1025～+950 m。礦體上部被可綜合利用的風(fēng)化層剝離物覆蓋，覆蓋層厚度0.4～2.0 m，礦體北部、西部邊界為最低估算標(biāo)高線。礦體厚度總體表現(xiàn)為南厚北薄，東厚西薄。礦體體圖解荒料率33.16%～33.75%，平均33.46%，理論荒料率31.50%。礦石商品品牌為“芝麻灰”，在礦體上取基本樣40件，與標(biāo)準(zhǔn)樣對(duì)比，花色品種無(wú)變化。取物理性能樣1件，測(cè)試結(jié)果表明礦石能滿足飾面用花崗巖一般工業(yè)要求。共估算控制+推斷資源量荒料量18.53×104m3，占全礦區(qū)估算荒料量的4.35%。

(2)K2礦體。分布于礦區(qū)東北部，由21、23勘探線、ZK2101、ZK2301鉆孔及16個(gè)取樣鉆(淺鉆)控制。礦體賦存于黑云母二長(zhǎng)花崗巖體中，礦體平面呈近橢圓狀東西向展布，長(zhǎng)約310 m，寬約120 m，面積32 248 m2。礦體出露標(biāo)高+1 000～+810 m，工程控制標(biāo)高+978～+780m，本次估算標(biāo)高+1 000～+810 m。礦體上部被可綜合利用的風(fēng)化層剝離物覆蓋，覆蓋層厚度0.9～1.6 m，礦體西部邊界為最低估算標(biāo)高線。礦體厚度總體表現(xiàn)為東厚西薄。礦體體圖解荒料率32.35%～33.11%，平均32.73%，理論荒料率30.81%。礦石商品品牌為“芝麻灰”，在礦體上取基本樣48件，與標(biāo)準(zhǔn)樣對(duì)比，花色品種無(wú)變化。取物理性能樣2件，測(cè)試結(jié)果表明礦石能滿足飾面用花崗巖一般工業(yè)要求。共估算控制+推斷資源量荒料量39.25×104m3，占全礦區(qū)估算荒料量的9.21%。

(3)K3礦體。分布于礦區(qū)中北部，由31、33、35勘探線、ZK3101、ZK3301、ZK3501鉆孔及22個(gè)取樣鉆(淺鉆)控制。礦體賦存于黑云母二長(zhǎng)花崗巖體中，礦體平面呈近橢圓狀北東—南西向展布，長(zhǎng)約640 m，寬100～180 m，面積77 231 m2。礦體出露標(biāo)高+1 005～+670 m，工程控制標(biāo)高+982～+622 m，本次估算標(biāo)高+1 005～+670 m。礦體上部被可綜合利用的風(fēng)化層剝離物覆蓋，覆蓋層厚度0.3～1.9 m，礦體西南部邊界為最低估算標(biāo)高線。礦體厚度總體表現(xiàn)為東北厚西南薄。礦體體圖解荒料率32.56%～34.16%，平均33.43%，理論荒料率31.47%。礦石商品品牌為“芝麻灰”，在礦體上取標(biāo)準(zhǔn)樣1件，取基本樣98件，與標(biāo)準(zhǔn)樣對(duì)比，花色品種無(wú)變化。取物理性能樣4件，測(cè)試結(jié)果表明礦石能滿足飾面用花崗巖一般工業(yè)要求。共估算控制+推斷資源量荒料量172.47×104m3，占全礦區(qū)估算荒料量的40.49%。

(4)K4礦體。分布于礦區(qū)中部，由41、43勘探線、ZK4101、ZK4301鉆孔及24個(gè)取樣鉆(淺鉆)控制。礦體賦存于黑云母二長(zhǎng)花崗巖體中，礦體平面呈近橢圓狀北東—南西向展布，長(zhǎng)約310 m，寬約150m，面積40872m2。礦體出露標(biāo)高+800～+700 m，工程控制標(biāo)高+799～+668 m，本次估算標(biāo)高+800～+700 m。礦體上部被可綜合利用的風(fēng)化層剝離物覆蓋，覆蓋層厚度0.8～3.5 m，礦體西南部邊界為最低估算標(biāo)高線。礦體厚度總體表現(xiàn)為東北厚西南薄。礦體體圖解荒料率33.28%～34.60%，平均33.94%，理論荒料率31.95%。礦石商品品牌為“芝麻灰”，在礦體上取基本樣64件，與標(biāo)準(zhǔn)樣對(duì)比，花色品種無(wú)變化。取物理性能樣2件，測(cè)試結(jié)果表明礦石能滿足飾面用花崗巖一般工業(yè)要求。共估算控制+推斷資源量荒料量62.07×104m3，占全礦區(qū)估算荒料量的14.57%。

(5)K5礦體。分布于礦區(qū)東北部，由51、53勘探線、ZK5101鉆孔及16個(gè)取樣鉆(淺鉆)控制。礦體賦存于黑云母二長(zhǎng)花崗巖體中，礦體平面呈近橢圓狀北東—南西向展布，長(zhǎng)約270 m，寬約90 m，面積32 304 m2。礦體出露標(biāo)高+1 150～+1 060 m，工程控制標(biāo)高+1102～+1020m，估算標(biāo)高+1 150～+1 060 m。礦體上部被可綜合利用的風(fēng)化層剝離物覆蓋，覆蓋層厚度1.5～3.4 m，礦體西南部邊界為最低估算標(biāo)高線。礦體厚度總體表現(xiàn)為東北厚西南薄。礦體體圖解荒料率33.76%～34.17%，平均33.97%，理論荒料率31.98%。礦石商品品牌為“芝麻灰”，在礦體上取基本樣31件，與標(biāo)準(zhǔn)樣對(duì)比，花色品種無(wú)變化。取物理性能樣1件，測(cè)試結(jié)果表明礦石能滿足飾面用花崗巖一般工業(yè)要求。共估算控制+推斷資源量荒料量27.18×104m3，占全礦區(qū)估算荒料量的6.38%。

(6)K6礦體。分布于礦區(qū)東部，由61、63勘探線、ZK6101、ZK6301鉆孔及24個(gè)取樣鉆(淺鉆)控制。礦體賦存于黑云母二長(zhǎng)花崗巖體中，礦體平面呈近橢圓狀南北向展布，長(zhǎng)約300 m，寬約140 m，面積38 632 m2。礦體出露標(biāo)高+990～+900 m，工程控制標(biāo)高+966～+858 m，估算標(biāo)高+990～+900 m。礦體上部被可綜合利用的風(fēng)化層剝離物覆蓋，覆蓋層厚度1.8～2.9 m，礦體西、北部邊界為最低估算標(biāo)高線。礦體厚度總體表現(xiàn)為東厚西薄。礦體體圖解荒料率33.03%～33.43%，平均33.23%，理論荒料率31.28%。礦石商品品牌為“芝麻灰”，在礦體上取基本樣58件，與標(biāo)準(zhǔn)樣對(duì)比，花色品種無(wú)變化。取物理性能樣2件，測(cè)試結(jié)果表明礦石能滿足飾面用花崗巖一般工業(yè)要求。共估算控制+推斷資源量荒料量35.00×104m3，占全礦區(qū)估算荒料量的8.22%。

(7)K7礦體。K7礦體分布于礦區(qū)西南部，由71、73勘探線、ZK7101、ZK7301鉆孔及25個(gè)取樣鉆(淺鉆)控制。礦體賦存于黑云母二長(zhǎng)花崗巖體中，礦體平面呈近橢圓狀北東—南西向展布，長(zhǎng)約380 m，寬約160 m，面積約51 754 m2。礦體出露標(biāo)高為+760～+680 m，工程控制標(biāo)高+746～+671 m，本次估算標(biāo)高+760～+680 m。礦體上部被可綜合利用的風(fēng)化層剝離物覆蓋，覆蓋層厚度2.2～9.1 m，礦體東、南部邊界為最低估算標(biāo)高線。礦體厚度總體表現(xiàn)為西厚東薄。礦體體圖解荒料率31.59%～32.83%，平均32.21%，理論荒料率30.32%。礦石商品品牌為“芝麻灰”，在礦體上取標(biāo)準(zhǔn)樣1件，取基本樣51件，與標(biāo)準(zhǔn)樣對(duì)比，花色品種無(wú)變化。取物理性能樣2件，測(cè)試結(jié)果表明礦石能滿足飾面用花崗巖一般工業(yè)要求。共估算控制+推斷資源量荒料量41.55×104m3，占全礦區(qū)估算荒料量的9.75%。

(8)K8礦體。分布于礦區(qū)南部，由81、83勘探線、ZK8101、ZK8301鉆孔及17個(gè)取樣鉆(淺鉆)控制。礦體賦存于黑云母二長(zhǎng)花崗巖體中，礦體平面呈近橢圓狀北東—南西向展布，長(zhǎng)約310 m，寬約120m，面積為30566m2。礦體出露標(biāo)高+910～+830 m，工程控制標(biāo)高+898～+797 m，本次估算標(biāo)高+910～+830 m。礦體上部被可綜合利用的風(fēng)化層剝離物覆蓋，覆蓋層厚度1.2～4.3 m，礦體東北部邊界為最低估算標(biāo)高線。礦體厚度總體表現(xiàn)為西南厚東北薄。礦體體圖解荒料率31.73%～32.42%，平均32.08%，理論荒料率30.20%。礦石商品品牌為“芝麻灰”，在礦體上取基本樣46件，與標(biāo)準(zhǔn)樣對(duì)比，花色品種無(wú)變化。取物理性能樣2件，測(cè)試結(jié)果表明礦石能滿足飾面用花崗巖一般工業(yè)要求。共估算控制+推斷資源量荒料量29.90×104m3，占全礦區(qū)估算荒料量的7.02%。

2.2 礦石質(zhì)量及其特征

2.2.1 礦石的成分及結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

(1)礦石的礦物成分。礦石由中細(xì)粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖構(gòu)成，主要礦物為鉀長(zhǎng)石(30%～45%)、斜長(zhǎng)石(30%～45%)、石英(20%～25%)、黑云母(3%～5%)等組成。副礦物為黃鐵礦、榍石等。鉀長(zhǎng)石呈淺紅色，半自形—他形粒狀，粒徑0.5～5.0 mm，零散分布在斜長(zhǎng)石間；斜長(zhǎng)石呈灰白色，半自形—自形板柱狀，多具環(huán)帶結(jié)構(gòu)，個(gè)別晶體被顯微鱗片狀絹云母交代；石英，無(wú)色，他形粒狀，粒徑0.5～3.5 mm，散步在長(zhǎng)石晶體間；黑云母，灰黑—黑色，片狀，粒徑0.5～1.5 mm，雜亂分布在長(zhǎng)石、石英間。另可見(jiàn)少量黃鐵礦，半自形粒狀，粒徑0.1～0.8 mm，零星分布在長(zhǎng)石、石英間，肉眼不易見(jiàn)到，含量小于1%。礦石中礦物緊密鑲嵌，基本均一分布。

(2)礦石的化學(xué)成分。據(jù)礦石化學(xué)全分析檢測(cè)報(bào)告，礦石中主要化學(xué)成分平均含量：SiO2為72.23%，Al2O3為13.52%，F(xiàn)e2O3為1.50%，CaO為1.40%，Na2O為2.75%，K2O為4.63%，上述主量元素含量較穩(wěn)定。

(3)礦石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造。結(jié)構(gòu)：半自形粒狀結(jié)構(gòu)為主、次有似斑狀結(jié)構(gòu)。構(gòu)造：塊狀構(gòu)造。

2.2.2 礦石物理性能

(1)體積密度及吸水率。樣品的體積密度為2.63～2.68 g/cm3，平均2.66 g/cm3；樣品吸水率為0.11%～0.36%，平均0.27%。

(2)壓縮強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度。壓縮強(qiáng)度干燥狀態(tài)為132～154 MPa，平均137 MPa；水飽狀態(tài)為109～136 MPa，平均130 MPa；彎曲強(qiáng)度干燥狀態(tài)為11.7～15.0 MPa，平均13.3 MPa；水飽狀態(tài)為10.4～12.4 MPa，平均11.4 MPa。

(3)耐磨性。礦石的耐磨性為42～49/cm3，平均46/cm3。礦區(qū)內(nèi)礦石物理性能樣測(cè)試各項(xiàng)指標(biāo)均滿足工業(yè)指標(biāo)要求。

2.3 斷裂及節(jié)理、裂隙分布發(fā)育特征

本次圈定的8個(gè)飾面用花崗巖礦體和其可綜合利用的2類剝離物內(nèi)無(wú)斷裂構(gòu)造延伸，故斷裂對(duì)礦體影響甚微。節(jié)理、裂隙在礦體中常見(jiàn)，局部形成密集帶，直接影響到飾面用花崗巖礦的荒料率；而節(jié)理、裂隙密集帶地段易于風(fēng)化花崗巖的形成。礦體中主要發(fā)育2個(gè)方向的節(jié)理、裂隙，各方向節(jié)理、裂隙在礦體中和分布特征分述如下。

(1)北東向節(jié)理、裂隙。北東向節(jié)理、裂隙在礦體中也較常見(jiàn)，但數(shù)量較少，多傾向北西，傾角40°～80°，一般為40°～60°，較緩。節(jié)理、裂隙間距與其發(fā)育程度關(guān)系密切，在節(jié)理裂隙發(fā)育地段間距為30～50 cm，而在不發(fā)育地段5～10 m。沿走向延伸不穩(wěn)定。該組節(jié)理、裂隙一般閉合性不好，沿節(jié)理部分有鐵泥質(zhì)或綠色的綠泥石化物質(zhì)充填。

(2)北西向節(jié)理、裂隙。北西向節(jié)理、裂隙在礦體中不常見(jiàn)，分布較少，多傾向南西，傾角較陡，75°～80°，一般稀疏分布，延伸長(zhǎng)度也較小，在礦體中沒(méi)有形成節(jié)理、裂隙密集帶，該組節(jié)理對(duì)礦體完整性的影響微小。

(3)鉆孔內(nèi)節(jié)理、裂隙。節(jié)理、裂隙在鉆孔中出現(xiàn)的頻率和分布密度，淺部均較深部稍高，但差別不太明顯。另外也可見(jiàn)無(wú)節(jié)理、裂隙段，規(guī)模和位置每孔各異。隨著鉆探深度的增加，節(jié)理、裂隙明顯減少，對(duì)荒料的影響作用逐漸減小，未來(lái)礦山開(kāi)采時(shí)，深部的荒料率將有所增加，應(yīng)多關(guān)注礦體深部荒料率的變化。

2.4 礦石類型和品級(jí)

(1)礦石自然類型。礦石自然類型為中細(xì)粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖。

(2)礦石工業(yè)類型。礦石工業(yè)類型為天然花崗石飾面石材，商品名：“芝麻灰”。

(3)礦石品級(jí)及工業(yè)利用性能評(píng)價(jià)。根據(jù)礦石的裝飾性、物理性能及放射性水平綜合分析，依據(jù)《飾面石材礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范》中一般工業(yè)指標(biāo)，本區(qū)礦石質(zhì)量滿足飾面用花崗巖一般用途和功能用途技術(shù)指標(biāo)要求，屬中等飾面石材。

2.5 礦體圍巖及夾石(層)

(1)礦體圍巖。礦體賦存于黑云母二長(zhǎng)花崗巖體中，礦體及其圍巖巖性相同，頂部風(fēng)化，與礦體呈漸變過(guò)渡關(guān)系。自地表的風(fēng)化層，向深部風(fēng)化強(qiáng)度逐步減輕，過(guò)渡到半風(fēng)化層，直至無(wú)風(fēng)化的飾面石材礦體。底板與礦體巖性及特征基本相同。

(2)礦體夾石(層)。由于礦體賦存于黑云母二長(zhǎng)花崗巖體之中，整個(gè)礦床均為一種巖性，未見(jiàn)捕虜體，無(wú)其他巖性?shī)A層。

2.6 礦床成因及找礦標(biāo)志

(1)礦床成因。礦區(qū)飾面用花崗巖礦賦存于五垛山復(fù)式巖體黑云母二長(zhǎng)花崗巖中，礦體是在巖體中構(gòu)造、節(jié)理、裂隙相對(duì)不發(fā)育、巖石較完整地段圈出，巖體的出露決定了礦床的分布。該礦床是由晚古生代酸性巖漿的侵入冷凝所致，屬高溫熔融體冷凝結(jié)晶礦床。

(2)找礦標(biāo)志。飾面用花崗巖礦找礦標(biāo)志包括區(qū)域標(biāo)志、構(gòu)造標(biāo)志。區(qū)域標(biāo)志：勘查區(qū)位于五垛山巖體黑云母二長(zhǎng)花崗巖單元內(nèi)，巖體分布區(qū)是飾面用花崗巖礦的找礦有利地區(qū)。構(gòu)造標(biāo)志：構(gòu)造對(duì)飾面用花崗巖礦床的質(zhì)量及分布有著很重要的作用，避開(kāi)構(gòu)造、裂隙發(fā)育帶，是尋找飾面用花崗巖礦的關(guān)鍵。

2.7 礦床內(nèi)共(伴)生礦產(chǎn)綜合評(píng)價(jià)

經(jīng)光譜全分析及化學(xué)全分析，礦區(qū)飾面用花崗巖中不存在其他伴生有益礦產(chǎn)。分布于飾面用花崗巖礦體上部的風(fēng)化層花崗巖，在飾面用花崗巖礦體開(kāi)采時(shí)作為剝離物廢棄，結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀毁Y源主管部門(mén)意見(jiàn)，將其暫存于廢渣場(chǎng)內(nèi)，故此次未進(jìn)行相關(guān)化驗(yàn)測(cè)試。按照綜合開(kāi)發(fā)、綜合回收原則，飾面用花崗巖礦除荒料率以外的邊角廢料，可作為普通建筑石料綜合利用，本次工作將其作為普通建筑石料礦估算資源量。據(jù)調(diào)查，當(dāng)?shù)亟ㄖ蒙笆袌?chǎng)基本飽和，且礦區(qū)外部交通條件較差，運(yùn)輸成本高，是否要對(duì)風(fēng)化層進(jìn)行利用應(yīng)在開(kāi)發(fā)利用方案階段詳細(xì)調(diào)查、論證。

3 礦床開(kāi)采技術(shù)條件

3.1 水文地質(zhì)條件

3.1.1 礦區(qū)水文地質(zhì)

礦區(qū)水文地質(zhì)條件受區(qū)域氣象水文、地貌、地質(zhì)構(gòu)造等諸多因素影響，決定了礦區(qū)水文地質(zhì)特征。

(1)地形地貌。礦區(qū)屬伏牛山東段腹地中山區(qū)，屬秦嶺地層區(qū)北秦嶺分區(qū)，最高點(diǎn)位于礦區(qū)東部邊界附近，海拔+1 125 m，最低點(diǎn)位于礦區(qū)西北部邊界附近，海拔+585 m，為礦區(qū)最低侵蝕基準(zhǔn)面，相對(duì)高差一般在200～400 m。

(2)氣象水文。礦區(qū)屬長(zhǎng)江流域，區(qū)內(nèi)地形切割較陡，主要河流為豬圈河，自南向北從礦區(qū)西部流過(guò)，屬末級(jí)支流，流量不大，為季節(jié)性河流，平時(shí)流速緩慢，河床寬5～10 m，水深0.5～1.0 m，平常流量約5 m3/s，暴雨后河水猛漲，年最大流量30 m3/s左右，雨后水位迅速下降。

(3)主要含水層及隔水層。①松散孔隙潛水含水層。屬弱固結(jié)狀，孔隙發(fā)育，透水性良好。寬度一般為5～10 m，厚度一般小于2 m，含上層滯水、孔隙水，溝谷低洼處在豐水期有涓涓細(xì)流，枯水期呈潮濕狀或干涸狀，流量、水溫隨季節(jié)變化較大。該層含水除少量下滲至下伏巖體外，多沿溝流出界外，對(duì)礦區(qū)開(kāi)采無(wú)影響。位于礦區(qū)北側(cè)的民用水井，即為溝谷底部的第四系中的孔隙潛水，經(jīng)實(shí)際測(cè)量井深3.5 m，豐水期水位2.0 m，枯水期水位降至3.1 m，從側(cè)面反眏大氣降水對(duì)孔隙潛水的明顯影響。②風(fēng)化裂隙潛水含水層。多分布在山腰以上，一般自山頂至山腰逐漸變薄。該層在少雨季節(jié)基本不含水，只在有大氣降水時(shí)才微含水，一旦雨停，該層含水會(huì)在短時(shí)間內(nèi)沿山坡從上向下運(yùn)移至溝谷。根據(jù)鉆孔揭露，礦區(qū)風(fēng)化層厚度為0.40～7.10 m，鉆孔內(nèi)水位埋深16.10～46.71 m，鉆孔內(nèi)水位均低于風(fēng)化層下限，說(shuō)明鉆孔內(nèi)沒(méi)有接受風(fēng)化帶充水，表明風(fēng)化層是當(dāng)時(shí)沒(méi)含水。③構(gòu)造節(jié)理裂隙含水層(帶)。礦區(qū)內(nèi)斷層較少，由于節(jié)理開(kāi)啟性差，且部分被后期充填，再加上補(bǔ)給來(lái)源貧乏，因而很難形成規(guī)模含水層(帶)，多以弱含水層(帶)的形式存在。該含水巖組較廣泛分布于礦區(qū)。為二長(zhǎng)花崗巖體中的各組節(jié)理所組成，節(jié)理裂隙含弱基巖風(fēng)化裂隙水。基巖裂隙垂直發(fā)育規(guī)律是：隨著深度變化，基巖裂隙發(fā)育程度逐漸減弱。據(jù)采坑觀察，地表基巖裂隙呈開(kāi)口狀，無(wú)充填或半充填，向深部轉(zhuǎn)向呈閉合狀，開(kāi)啟程度差。④隔水層。礦區(qū)廣泛分布的新鮮黑云母二長(zhǎng)花崗巖屬隔水層，巖層巖石結(jié)構(gòu)緊密、堅(jiān)硬，巖心線裂隙0.5～1.0條/m，裂隙寬0.1～0.5 cm，裂隙面平整，多呈閉合狀。

3.1.2 礦床充水因素分析

(1)大氣降水。礦體最低開(kāi)采標(biāo)高(+670 m)高于礦區(qū)侵蝕基準(zhǔn)面(+585 m)，此次圈定的8個(gè)礦體均位于山脊處，未來(lái)采場(chǎng)受水面積小，且地形坡度大，在開(kāi)采的過(guò)程中采用自然排水即可保障正常的生產(chǎn)開(kāi)采。無(wú)需進(jìn)行人工排水。

(2)地表水。礦區(qū)內(nèi)地表水主要為豬圈河，自南向北從礦區(qū)西部流過(guò)，屬末級(jí)支流，河床寬5～10 m，水深0.5～1.0 m，常年有水，平時(shí)流速緩慢，暴雨后河水猛漲，雨后河水迅速下降，水量變化受季節(jié)性影響明顯。

(3)地下水。①分布于溝谷底部的孔隙潛水，流量、水溫隨季節(jié)變化較大，在當(dāng)?shù)厮灰陨喜缓湟话愣嫉陀谧罱K開(kāi)采標(biāo)高，且含水量一般不大。②構(gòu)造、節(jié)理裂隙密集帶含水層(帶)賦水。大的構(gòu)造與礦體不貫通，或露頭均低于礦體最低標(biāo)高；而礦體范圍內(nèi)的構(gòu)造密集帶又與溝谷連通。其中之水也會(huì)及時(shí)地向溝谷內(nèi)排出。綜上，礦體及其圍巖導(dǎo)水性及賦水性差，使得礦坑內(nèi)地下水量微弱；未來(lái)露天采場(chǎng)內(nèi)的涌水量主要是采場(chǎng)及其上游的大氣降水的匯集量，因礦體位于山脊部位，受水面積基本上也是礦體的平面范圍，匯水量有限。

3.1.3 礦區(qū)水資源綜合利用

礦區(qū)西部的豬圈河，水量較豐富，為HCO3-Ca2+型淡水。在豬圈河取水質(zhì)分析樣2個(gè)，檢測(cè)結(jié)果顯示，礦化度0.12 g/L，游離CO2含量約2.35 mg/L，pH值7.1左右，屬弱堿性水，水質(zhì)較好，符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)，可作為礦山生活供水水源。礦區(qū)生產(chǎn)用水主要從礦區(qū)西邊的豬圈河取水，為節(jié)約水資源，提高社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，生產(chǎn)用水沉淀、過(guò)濾后可重復(fù)利用。

3.1.4 礦區(qū)水文地質(zhì)條件評(píng)價(jià)

綜上所述，礦區(qū)礦體處于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以上，區(qū)內(nèi)無(wú)大的含水構(gòu)造和強(qiáng)含水層，礦體及圍巖含水性弱且較穩(wěn)定，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，巖石結(jié)構(gòu)完整，礦坑充水主要來(lái)源為大氣降水，排泄條件較好，礦山開(kāi)采時(shí)可利用有利地形進(jìn)行自然排水，礦坑水易于疏干，礦區(qū)水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，屬第二類第一型裂隙充水礦床、水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單的直接充水礦床。

3.2 工程地質(zhì)條件

(1)工程地質(zhì)巖組特征。礦區(qū)巖石類型簡(jiǎn)單，礦體及圍巖都為二長(zhǎng)花崗巖，二長(zhǎng)花崗巖礦體中分布有節(jié)理、裂隙密集帶，此外在礦體上部部分覆蓋有少量松散風(fēng)化層。

(2)礦體與圍巖的穩(wěn)固性。礦區(qū)山勢(shì)陡峻，天然邊坡角一般在30°～45°，地形相對(duì)高差大，局部為陡崖。未來(lái)采區(qū)四周邊坡均為黑云母二長(zhǎng)花崗巖，巖石強(qiáng)度高，巖石質(zhì)量好，巖體完整，工程穩(wěn)定性較好，建議未來(lái)開(kāi)采邊坡角設(shè)計(jì)為70°，有利于邊坡的穩(wěn)定。

(3)礦區(qū)工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)。綜上所述，礦區(qū)內(nèi)巖石類型簡(jiǎn)單，礦體及圍巖主要為黑云母二長(zhǎng)花崗巖，巖體呈塊狀結(jié)構(gòu)；區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，不會(huì)形成巖體滑動(dòng)，除構(gòu)造外，其他結(jié)構(gòu)面不發(fā)育，不會(huì)形成巖體滑動(dòng)，礦體與圍巖工程地質(zhì)條件穩(wěn)定，不易發(fā)生礦山工程地質(zhì)問(wèn)題，工程地質(zhì)條件為第二類簡(jiǎn)單型。

3.3 環(huán)境地質(zhì)條件

3.3.1 礦區(qū)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

礦區(qū)屬中低山地貌，地形相對(duì)高差大。位于礦區(qū)北東方向約10 km的瓦穴子—鴨河口—明港深斷裂帶，長(zhǎng)300 km以上，寬3～15 km，該斷裂為韌脆性構(gòu)造帶，由多條糜棱巖帶、碎裂巖帶組成，顯示出兩期不同構(gòu)造性質(zhì)的巖石類型。

3.3.2 礦床開(kāi)采對(duì)環(huán)境影響

礦區(qū)內(nèi)現(xiàn)有零星廢石堆，局部地段由于礦山開(kāi)采而引起地面的局部沉降、塌陷，給該地的林地或農(nóng)田耕作及居民飲水帶來(lái)不便。好的是二長(zhǎng)花崗巖中硫化物及重金屬含量并不高，未來(lái)開(kāi)采不會(huì)造成嚴(yán)重的污染。此次環(huán)境地質(zhì)調(diào)查沒(méi)有發(fā)現(xiàn)地方病和污染源。

(1)破壞地形地貌。礦區(qū)飾面用花崗巖礦開(kāi)采對(duì)環(huán)境的影響主要表現(xiàn)為對(duì)原有的地形地貌和植被的破壞，使礦山由目前的正地形山體轉(zhuǎn)變?yōu)榇笃綀?chǎng)，且隨著生產(chǎn)的推進(jìn)，采場(chǎng)邊緣形成高陡的人工邊坡。高陡邊坡的存在使得巖體應(yīng)力場(chǎng)發(fā)生變化，應(yīng)力重新分布，加上采礦時(shí)的震動(dòng)作用，將降低礦區(qū)邊坡的穩(wěn)定性，容易造成邊坡失穩(wěn)，預(yù)防措施包括減小坡角、加固坡面及防滑支護(hù)等。

(2)誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。目前礦區(qū)未發(fā)生崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。礦山開(kāi)采留下的直立邊坡如遇裂隙發(fā)育帶，會(huì)產(chǎn)生崩塌地質(zhì)災(zāi)害。未來(lái)礦山產(chǎn)生的廢石廢渣應(yīng)運(yùn)至指定場(chǎng)所妥善保存，嚴(yán)禁順山坡隨意傾倒，破壞植被，誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。

(3)污染空氣、水體。礦區(qū)未來(lái)露天開(kāi)采，采用濕式切割法生產(chǎn)，會(huì)產(chǎn)生大量粉塵，增加空氣中顆粒物含量，影響空氣質(zhì)量，未來(lái)應(yīng)加強(qiáng)保濕降塵措施，以凈化空氣。

(4)礦坑排水。礦區(qū)主要含水層為風(fēng)化裂隙含水層，規(guī)模小，不會(huì)引起地面沉降、塌陷、地裂等環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題。板材加工將產(chǎn)生大量廢水，根據(jù)板材加工廠經(jīng)驗(yàn)，若廢水處理不當(dāng)，將會(huì)對(duì)礦山周邊水、土造成污染。從綠色環(huán)保角度考慮，建議礦山未來(lái)修建沉淀池，安裝過(guò)濾設(shè)備，礦山生產(chǎn)廢水經(jīng)沉淀過(guò)濾后循環(huán)使用。排放的廢水必須達(dá)標(biāo)，盡量減少對(duì)水土的影響。

(5)放射性。根據(jù)調(diào)查，礦區(qū)附近無(wú)污染源。據(jù)放射性樣品測(cè)試結(jié)果，區(qū)內(nèi)巖石放射性內(nèi)照射指數(shù)和外照射性指數(shù)值遠(yuǎn)低于規(guī)范附錄C要求的最低標(biāo)準(zhǔn)，符合相關(guān)規(guī)范的要求。因此，放射性對(duì)礦區(qū)安全生產(chǎn)不會(huì)構(gòu)成隱患。

3.3.3 礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)條件評(píng)價(jià)

礦區(qū)位于地震少發(fā)區(qū)，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)不強(qiáng)烈，地殼相對(duì)穩(wěn)定。礦石和廢石不易分解出有害組分，但礦山開(kāi)采時(shí)會(huì)破壞原有地形地貌，存在不良地質(zhì)災(zāi)害隱患。礦區(qū)附近無(wú)污染源，放射性較低，不會(huì)對(duì)人類造成傷害。礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)條件中等。

礦山生產(chǎn)將帶來(lái)一系列環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題，礦山開(kāi)采應(yīng)嚴(yán)格按照開(kāi)發(fā)利用方案執(zhí)行，加強(qiáng)對(duì)邊坡穩(wěn)定、尾礦堆放、廢水排放的管理，加強(qiáng)汛期防洪等工作，避免地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，做好綠色礦山建設(shè)工作。

4 結(jié)論

(1)礦體位于侵蝕基準(zhǔn)面以上，地表水不構(gòu)成礦床的主要充水因素，主要含水層和構(gòu)造破碎帶富水性弱，地下水補(bǔ)給條件差，第四系覆蓋面積小且薄，水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，歸為第二類第一型礦床。

(2)區(qū)內(nèi)巖石類型簡(jiǎn)單，礦體及圍巖主要為黑云母二長(zhǎng)花崗巖，巖體呈塊狀結(jié)構(gòu)，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，不會(huì)形成巖體滑動(dòng)，礦體與圍巖工程地質(zhì)條件穩(wěn)定，不易發(fā)生礦山工程地質(zhì)問(wèn)題，工程地質(zhì)條件為第二類簡(jiǎn)單型。礦石和廢石不易分解出有害組分，但在礦山開(kāi)采時(shí)會(huì)對(duì)原有地形地貌造成破壞，存在一定的不良地質(zhì)災(zāi)害隱患。礦區(qū)地表附近無(wú)污染源，無(wú)放射性異常，環(huán)境地質(zhì)條件中等。