老邱峪地区熔剂用石灰岩矿层特征及开采技术条件分析

郭祥利

（平邑县国土资源局，山东 平邑 273300）

山东省平邑县老邱峪地区熔剂用石灰岩矿矿区位于平邑县城西。矿区大地构造位于华北板块(Ⅰ)、鲁西隆起区(Ⅱ)、鲁中隆起(Ⅲ)、尼山—平邑断隆(Ⅳ)、尼山凸起(Ⅴ)北部。区内地层出露较好，构造简单，岩浆岩不发育。详见图1区域地质简图。

1 矿区地质概况

矿区及周边出露地层主要为寒武系馒头组、张夏组、崮山组和第四系山前组。矿层赋存于古生代寒武纪九龙群张夏组地层中。张夏组在矿区内广泛出露，仅发育下灰岩段及上灰岩段。

（1）下灰岩段

分布在矿区南侧，走向NW，倾向NE，倾角8～12°，岩性为厚层～巨厚层鲕粒灰岩、含泥质条带鲕粒灰岩、云斑灰岩、藻丘灰岩等，厚54m左右。

（2）上灰岩段

区内大面积出露。走向NW，倾向23°左右，倾角8°～13°，岩性为结晶灰岩、鮞粒灰岩以及豹皮状灰岩，厚度118～122m左右。该段是熔剂石灰岩矿床的主要赋矿层位，与下伏下灰岩段为整合接触关系。按照岩性特征主要分为6个岩性层。

图1 区域地质简图

①第一岩性层

岩性为结晶灰岩，灰白色，粉晶球粒结构，中厚层构造。岩石矿物成份主要为方解石、白云石、粘土及少量的褐铁矿等。该层厚度7～10m。

②第二岩性层

岩性为豹皮状灰岩，灰～灰红色，粉晶结构，豹皮状构造，以中厚层状构造为主，可见大量生物碎屑。矿物成份主要为方解石、白云石和少量的粘土、金属矿物等，粒径多在0.007～0.035mm之间。在其表面积边缘分布有褐铁矿。豹斑为白云石沿裂隙分布，系岩石发生白云石化作用的结果，集合体呈不规则的斑状分布于岩石之中。该层厚度55～65m。

③第三岩性层

岩性为鮞粒灰岩，灰～灰黑色，粉晶鲕粒结构，中厚层构造，鲕粒同心环构造明显，局部变形为扁圆状。矿物成份主要为方解石、粘土及少量的褐铁矿等。该层厚度9～12m。

④第四岩性层

岩性主要为豹皮状灰岩，局部夹有亮晶鲕粒灰岩透镜体。灰～灰红色，粉晶结构，豹皮状构造，可见少量生物碎屑。矿物成份主要为方解石、白云石和少量的粘土、金属矿物等，粒径多在0.007～0.035mm之间。在其表面积边缘分布有褐铁矿。白云石沿裂隙分布，系岩石发生白云石化作用的结果，集合体呈不规则的斑状分布于岩石之中，形成豹斑。该层厚度40～50m。

⑤第五岩性层

岩性为鲕粒灰岩，灰～灰黑色，粉晶鲕粒结构，鲕粒略带褐色，具同心环带构造。矿物成份主要为方解石、粘土及少量的褐铁矿等。该层厚度3～5m。

⑥第六岩性层

岩性主要为豹皮状灰岩。灰～灰红色，粉晶结构，中厚层构造，豹皮状构造。矿物成份主要为方解石、白云石和少量的粘土、金属矿物等，粒径多在0.007～0.035mm之间。在其表面积边缘分布有褐铁矿。白云石沿裂隙分布，系岩石发生白云石化作用的结果，集合体呈不规则的斑状分布于岩石之中，形成豹斑。该层厚度35～45m。

2 矿层特征

区内熔剂用石灰岩矿床呈层状产出，走向NW，倾向23°左右，倾角8～14°，赋存于古生代寒武纪九龙群张夏组地层中。矿层沿倾向最大延伸230m，沿走向长340m，矿层连续性较好。共分3个矿层，自下而上编号为Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ。各矿层界线清楚，根据地表及深部工程对各矿层界线控制看，各矿层对应良好，沿走向及倾向厚度变化比较小，详见图2。

图2 矿层对比图

2.1 Ⅰ矿层

Ⅰ矿层赋存于张夏组下灰岩段地层与上灰岩段第一、第二岩性层中，矿石自然类型主要有豹皮状灰岩，其次为鲕粒灰岩和结晶灰岩。CaO含量平均52.50%，MgO含量平均1.19%，SiO2含量平均1.61%，组分含量较稳定。

矿层赋存标高为280.0～313.2m。矿层倾向23°左右，倾角10～12°，沿走向长340m，沿倾向宽230m，厚度20.27～55.21m，平均29.39m，厚度变化系数为25.20%，属于厚度稳定矿层。

2.2 Ⅲ矿层

Ⅲ矿层赋存于张夏组上灰岩段第二、第三和第四岩性层。矿石自然类型主要是豹皮状灰岩，其次为鲕粒灰岩。CaO含量平均52.68%，MgO含量平均0.96%，SiO2含量平均2.18%。组分含量稳定。

矿层赋存标高为294.2～343.3m。矿层倾向23°，倾角10～14°。沿走向长340m，沿倾向宽205m，工程控制厚度18.43～24.94m，平均21.31m，厚度变化系数为12.90%，属于厚度稳定矿层。

2.3 Ⅴ矿层

Ⅴ矿层赋存于张夏组上灰岩段豹皮状灰岩和少量鲕粒灰岩。矿石主要由豹皮状灰岩组成，其次为鲕粒灰岩。CaO含量平均51.87%，MgO含量平均1.08%，SiO2含量平均2.81%。组分含量稳定。

矿层赋存标高为352.1～383.7m。矿层倾向23°，倾角11～14°。沿走向长340m，沿倾向宽105m，工程控制厚度12.7～27.41m，平均17.57m，矿层出露厚度沿走向受地形影响，厚度变化系数为31.03%。

矿层特征见表1。

表1 矿层综合特征一览表

3 开采技术条件分析

3.1 水文地质条件分析

矿区地势北东高南西低，矿层最低标高280m，矿区最低侵蚀基准面＋250m，矿坑水以沟渠形式向西南自流排出。依据富水性将矿区划分为2个含水岩组。

3.1.1 第四系孔隙水含水岩组

分布在山前地带及矿区北部，为冲洪积形成，岩性为砂质粘土及含砾砂质粘土所组成。在西区含水岩组厚度2.08～7.90m，地下水位埋深1.02～5.20m，民井单位涌水量小于1L/s•m，矿化度小于0.5g/L，地下水类型为HCO3-Ca型水，富水中等。在东区南部该含水岩组有少量分布，其厚度0.5～2.7m，由于地下水位埋深位于第四系界面之下，故富水性微弱，形成孔隙水。

3.1.2 碳酸盐岩岩溶裂隙水强富水岩组

含水岩组出露在矿区西南部，呈近东西向带状展布，大部裸露地表，岩性为灰岩，地表岩溶发育，直接接受大气降水的补给，降水入渗迅速，一般不产生地表径流现象。岩溶发育带为近东西向，单位涌水量0.68L/s·m，渗透系数0.917m/d，经过取样化验，水质较好，矿化度低于0.5g/L，地下水类型为HCO3-Ca型水。

矿体赋存位置较高，采场不会形成凹陷矿坑，汛期不会面临降水补给和地表水溃入露天采场的威胁；矿区排泄条件好，可利用已有沟渠自然排水疏干。经计算，采场平均汇水量为87.13m3/d，采场最大汇水量为7041.3m3/d。矿区水文地质条件简单地区 (Ⅰ类 )。

3.2 工程地质条件分析

区内石灰岩矿体裸露，矿层分布连续，产状平缓，倾角8～14°，通过钻孔观测，由钻孔岩体RQD统计资料，RQD大于90%者所占比例≥75%，岩体较完整，矿层的完整程度良好。矿层岩石均属硬质岩石。

矿区内岩（矿）体为层状结构，矿层以中厚层灰岩类为主，岩（矿）体内分布的结构面主要是节理裂隙、层面，未见断层发育。

矿区地质构造不发育，未见明显破碎带，矿体产状也平缓稳定。采矿场设计边坡角60°，节理裂隙充填物较少；未见有岩洞及陡坎。

综上认为，矿区工程地质条件属简单类型。

3.3 环境地质条件分析

矿区视域范围内无铁路、高速公路、国道、省道以及名胜古迹分布，因此开采工作不会造成严重的视觉影响。

矿山生产过程中，铲运及破碎筛分产生的粉尘和噪音，爆破会产生振动从而形成对大气环境的污染。矿山产生废石较少；生产废水和生活污水经简易处理(沉淀)后均可达到国家规定的排放标准。开采活动不会影响地下水位，不会引起地表沉降和塌陷。

综上，矿区地质环境属简单类型。

3.4 开采技术条件勘查类型

矿床水文地质条件为简单，矿床工程地质类型为简单，环境地质类型为简单，综合确定矿床开采技术条件类型为Ⅰ类。

4 结论

（1）老邱峪地区熔剂用石灰岩赋存于古生代寒武纪九龙群张夏组地层中，矿床呈层状产出，走向NW，倾向23°左右，倾角8～14°。共分3个矿层，分别为Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ。矿层全部裸露，无盖层。矿层厚度大且稳定。

（2）本矿床为一中小型矿床。矿床水文地质条件简单，工程地质条件简单，环境地质条件简单，综合确定开采技术条件类型为Ⅰ类。

（3）本区内该套成矿地层，在本区东部、西部均有出露，范围大，对今后扩大区内储量有较广阔的远景。