山东省某矿区建筑用石料矿床地质特征及开采技术条件

廉 波

（山东省第七地质矿产勘查院，山东 临沂 276000）

1 矿区地质概况

矿区位于新甫山一盂良崮凸起西部。矿区出露地层为泰山岩群雁翎关组、寒武系朱砂洞组上灰岩矿、寒武系长清群馒头组。

矿区内出露地层为泰山岩群雁翎关组二段、寒武纪长清群朱砂洞组上灰岩段和寒武纪长清群馒头组石店段地层。朱砂洞组上灰岩段为矿层赋存层位。其中，各地层情况如下：

1.1 泰山岩群雁翎关组二段

岩性主要为黑云变粒岩、角闪黑云变粒岩、黑云斜长变粒岩、阳起片岩及斜长角闪岩等。片麻理走向北西，倾向南西，倾角65°左右。在矿区北部小面积分布[1-3]。

1.2 朱砂洞组上灰岩段

为赋矿地层。分布于矿区及外围，岩性主要为灰色泥晶灰岩夹藻灰岩。岩层走向近南北，倾向91°，倾角2°左右。该地层上部与馒头组石店段整合接触。矿区内地层平均厚约40.24m。

1.3 寒武纪长清群馒头组石店段

岩性自下而上为黄绿色页岩、灰黄色薄层灰岩、灰色中层叠层灰岩，岩层走向近南北，倾向91°，倾角2°左右。下伏朱砂洞组上灰岩段地层。矿区内地层平均厚约12.21m。

矿区内未见明显的断裂构造，岩浆岩主要为傲徕山超单元松山单元中粒二长花岗岩、傲徕山超单元邱子峪单元巨斑状细粒含黑云二长花岗岩及泰山岩群雁翎关组二段的黑云变粒岩岩体。

2 矿体特征

矿区内石灰岩矿赋存于寒武纪长清群朱砂洞组上灰岩段，主要岩性为泥晶灰岩夹藻灰岩，矿层呈层状，走向近南北，倾向91°，倾角2°左右，变化稳定。区内矿层呈北东—南西向拉长的多边形，南北长约1130m，东西宽约72～215m，赋存标高+420～+330m，矿区面积约0.17m2。矿层厚度具有北厚南薄的特点，其铅直厚度平均为40.30m。

3 矿体质量

3.1 矿石质量

矿石的主要岩性为泥晶灰岩，其次为藻灰岩，矿物成分主要是方解石，其含量在95%以上，其次为白云石，其含量小于5%，还有极少量的泥质、硅质和生物碎屑，局部沿裂隙有次生的方解石等矿物。

根据区域同层矿石化验结果，化学成分为CaO：50%±；MgO：2.2～2.3%；SiO2：2～4%；烧失量为41～42%；还含有少量的Al2O3、Fe2O3、Na2O、K2O。矿石不含汞、砷及放射性等有害元素，开采矿石对环境及人体无损害。

矿石的主要结构为藻凝块结构、泥晶结构等。

矿石的主要构造为层状构造、块状构造、云斑构造等。

3.2 物理性能

本区矿石呈灰色至深灰色块状。根据周边矿区石灰岩矿勘查资料，矿区内岩石硬度4.0～5.0级,肖氏硬度61～67 MPa,抗压强度700～1600Kg/cm3，抗折强度为130～190Kg/cm3。矿区矿石质量优良，有害组分含量较低，并且矿石质地较硬、脆性好，宜于破碎，是良好的建筑用碎石原料。

3.3 矿石自然类型

矿石的自然类型为灰色泥晶灰岩、藻灰岩；矿石的工业类型为建筑石料用石灰岩。

3.4 矿床成因

本矿床是由化学和生物化学沉积形成的。据矿石类型、矿石厚度及沉积韵律特征分析，矿床形成于热带或亚热带水流动强烈的浅水潮下高能环境中，过饱和海水中CaCO3围绕悬浮状态的内碎屑、生物碎屑、泥质物等小质点，即形成泥质方解石，随着在表层海水饱和CaCO3溶液中的悬浮滚动，泥晶方解石结晶越来越多，当质量达到足以克服海水的机械能量时，便在海底沉积下来，当海水机械能量变大时，有一部分晶粒又被海水扰动起来，继续悬浮在饱和CaCO3表层海水中，又继续发生沉淀结晶作用。如此反复多次，直到海水的水动力条件不能把它扰动起来，沉淀形成泥晶方解石及粘土质矿物，经后期固结成岩作用形成泥晶灰岩，同时又用少量生物碎屑、球粒、藻凝块沉淀时，可形成生物碎屑灰岩、藻灰岩等岩石类型。

3.5 矿层围岩及夹石

矿层赋存于寒武纪朱砂洞组上灰岩段地层。矿层顶板岩性为寒武纪馒头组石店段组黄绿色页岩、薄层灰岩、叠层灰岩，底板为傲徕山超单元松山单元中粒二长花岗岩、傲徕山超单元邱子峪单元巨斑状细粒含黑云二长花岗岩及泰山岩群雁翎关组二段的黑云变粒岩岩体。矿层内无夹石。

4 矿床开采技术条件及水文地质

工程地质：本矿区矿层赋存于寒武纪朱砂洞组上灰岩段，主要岩性为泥晶灰岩，矿石致密、坚硬，岩石硬度4.0～5.0级，肖氏硬度61～67 Mpa,抗压强度700～1600Kg/cm3，抗折强度为130～190Kg/cm3。矿区矿石稳定性好，但开采时应注意安全，留足开采边坡角，建议不大于60°为宜。矿区工程地质条件简单。

水文地质：矿区及附近属丘陵地貌，最高海拔约+434m。矿层最低开采标高为+330m，矿区及周围最低侵蚀基准面为+260m。矿区内矿层开采标高在地下潜水位之上，灰岩的开采不受地下潜水的影响。矿体的顶板为馒头组石店段泥云岩，裂隙、节理不发育，底板为岩体，为相对的隔水层。

区内地表水系不发育，区内补给水主要为大气降水。矿区地势南高北低，，地表泾流条件良好，有利于地下水的自然排泄。综合分析认为本矿区的水文地质条件较简单，有利于开采。但要注意雨季时集中降水，可能造成采坑的短时积水，仍需备有抽水设备。

环境地质条件：据中国地震动参数区划（B13806-2001），本矿区地震动峰值加速度为0.10g，属较稳定区。矿石不含对人体有害的放射性等元素，未来采矿中不排放有毒及污染环境的气体或液体，仅在矿石破碎、装载过程中会产生粉尘，需采取必要措施，以减轻污染。矿区内无农田和规模林区，在矿区的可视范围内，没有高速公路、国道、铁路以及风景、名胜等自然保护区，矿山的开采不会造成视觉上的不良影响。矿区未来开采时，对自然地貌和地质环境会造成一定程度的破坏，建议企业今后在对矿层进行合理开采的同时，应采取积极有利的保护措施，对采空区及时回填，防止水土流失。在矿层开采完后，要采取绿化等措施对矿区进行治理。矿区环境地质条件简单。

5 结论

（1）本矿可利用的灰岩矿体赋存条件单一，出露于地表，覆盖物少，且地形较缓，有利于露天开采，开采回收率高。

（2）地质工作程度不足，矿体深部形态根据矿体走向推测而得，地表工作仅限于露头处，对矿区构造也没作深部工作，特别是对节理裂隙、色斑色线及石材颜色分级工作做得不够，导致石材荒料率统计不太准确。建议今后对矿区进一步加强地质工作，详细查明及控制矿区地质、构造和矿石质量。