新疆若羌县阿达滩铜多金属矿工程地质特征分析

杨健

（新疆维吾尔自治区有色地质勘查局七O一队 昌吉 831100）

1 矿区地质概况

矿区出露地层为上古生界中泥盆统，为一套巨厚的半深海—大陆坡相火山－火山碎屑沉积建造。由老到新有：中泥盆统第一组（D2a）、中泥盆统第二组（D2b）、中泥盆统第三组（D2c）和第四系冲积、洪积的砾石和砂、亚砂土。出露岩性为：凝灰质砂岩、凝灰质细砂岩、凝灰质粉砂岩、凝灰质角砾岩和凝灰岩。矿床赋存于中泥盆统第二组第一岩性段（D2ba）凝灰质粉砂岩中。

2 矿区工程地质岩组特征

根据岩体结构控制岩体稳定的观点，将矿区岩体按地层、岩性、地质构造，结合矿体及顶底板围岩的关系，划分为土体和岩体两部分，其中岩体可划分为三个工程地质岩组。

2.1 土体

主要为第四系冲洪积物及风积物，由砂卵砾石及风成土组成，松散无胶结，散体状，分布在冲洪沟及山体表面。冲洪积层成分主要为砂卵砾石及砂土互层，松散堆积，厚度多在5～15 米，最厚可达20 米。风积层，其成分主要为基岩碎块及风尘土，厚度多在1～5米之间。

2.2 岩体

（1）层状岩组

属元古界长城系小庙岩组，主要为灰黑色、灰色绢云母石英片岩、矽卡岩，二云母片岩夹方解石大理岩、片麻岩、石英正长岩等组成，矽卡岩一般出露于矿体的直接顶、底板部位，大理岩作为围岩出露与矿区大部。岩石致密块状，除强风化带及构造带较破碎外，其它较完整，RQD 值76%～82%，平均为79%，岩石质量好，岩体完整性较好。岩石物理力学性质中（以矽卡岩为主），干燥抗压强度为71.03～94.87Mpa，平均为82.95Mpa；饱和抗压强度为48.93～67.90Mpa，平均为58.415Mpa；干燥抗拉强度为2.50～2.98Mpa，平均2.74Mpa；天然抗剪强度参数凝聚力为11.7～11.93Mpa，平均11.82Mpa；内摩擦角22.5°～29.8°，为半坚硬岩石（岩石质量评价等级表见表1、岩石物理力学性质试验成果见表2）。

表1 岩石质量评价等级表

表2 岩石物理力学性质试验成果表

（2）块状岩组

矿区侵入岩十分发育，岩性主要为辉绿岩、辉绿玢岩，中酸性二长花岗斑岩、花斑岩、斑状石英正长岩、石英二长岩、英安岩、霏细岩等。岩石致密块状，除强风化带及构造带较破碎外，其它较完整，RQD 值61%～94%，平均为82%，岩石质量好，岩体完整性较好。

（3）构造破碎岩组

矿区构造主要表现为北西向断裂，主要有3条主断裂，按断层的构造线方向为北东向断裂和北西向断裂。构造破碎岩组厚度一般小于10m，构造裂隙发育，裂隙走向与断层走向基本一致，构造裂隙率最高可达5%，岩石多呈碎块、碎屑状，局部为粉末状，RQD值一般小于15%，岩石质量极劣，岩体完整性破碎。

（4）风化破碎岩组

发育于层状岩组和块状岩组上部中等-弱风化带，厚度为10.85～45.25 米，平均厚度28.46 米。风化带内岩石破碎完整性差，RQD 值一般为15%～40%，风化裂隙发育，裂隙率一般为7‰，最大可达15‰。经钻孔揭露，中等风化带内岩石局部褪色，呈短柱状或柱状，岩体部分矿物风化变质，呈镶嵌块状结构、局部为镶嵌碎裂结构；弱风化带内岩石颜色变浅，呈柱状或长柱状，表面和裂隙面有风化迹象，少部分矿物风化变质，但基本保持母岩结构。

3 矿区的结构面特征

矿区主要发育构造结构面、沉积结构面、火成结构面及次生结构面。由于结构面的性质和规模不同，结构面的力学效应、力学作用特征有显著差异。因此，根据结构面的规模和大小，将矿区的结构面分为4级。结构面的规模是指结构面的长度和宽度，长度包括它的延展性和连续性，宽度则反映它的大小，宽度对于岩体变形破坏和工程布置有着直接的关系。

Ⅰ级结构面为卡尔塔阿拉南山北坡北西向断裂组，规模巨大，是区域上影响矿区稳定性的结构面。Ⅱ－Ⅲ级结构面主要是矿区内控岩、控矿断裂，是矿床中影响井巷围岩稳定的主要结构面。位于北西部F1、F2 主断裂走向北东,延伸1～2 千米，走向30°～55°，F2往南交于F1断层上。南东部F3分布于军正岭矿段河沟中，走向呈北东40°，岩层产状相反，有明显的平移错位现象，对本区矿床的影响比较大。Ⅳ级结构面，规模小或很小，它只影响局部岩块的稳定性或破坏岩体的完整性，降低岩块或岩体强度，是矿床中影响岩体稳定的次要结构面。

4 矿床开采的稳定性评价

4.1 矿体及矿体顶底板围岩的稳定性

矿体主要赋存于元古界长城系小庙岩组绢云母片岩夹大理岩内，与印支期晚三叠世花岗岩岩体接触，矿化富集与矽卡岩中裂隙的发育、多种变质作用的叠加和金属硫化物的出现有密切关系，侵入岩体接触带是控矿的前提，成矿受岩体接触带及北西向构造带所控制，构造特征明显。矿体及矿体顶底板围岩岩性主要为矽卡岩、大理岩。矽卡岩、大理岩呈致密层状，性质坚硬，平均RQD 值为79%，岩体质量指标为1.29～1.86，岩体质量系数为3.02～4.45，岩石质量及完整性中等，岩体质量良好，局部构造破碎带发育，厚度一般小于10 米，岩石多为碎块、碎屑及粉末状，RQD 值小于15%，岩石质量极劣，岩体完整性破碎。据此，认为矿体及矿体顶底板围岩稳定性为基本稳定，仅在破碎带发育密集地段，会产生小规模顶板塌落、掉块、侧壁片落现象，局部需要支护。

4.2 构造对矿体围岩的稳定性的影响

矿区内断裂构造较发育。矿区内主要有三条主要断裂构造，按断裂的构造线方向为北东向。矿体主要位于北东向主要断裂构造F3两侧，裂隙发育，挤压破碎也较发育，这表明本区的围岩和矿体都经受了多次应力的作用，致使外部形态，内部结构受到了不同程度的破坏，稳定性大为降低。

4.3 水文地质情况对矿体围岩稳定的影响

主矿体大部分位于当地侵蚀基准面之上，含矿围岩为矽卡岩和大理岩，岩石表层风化裂隙较发育。大气降水及雪融水为充水主要来源，但矿体的汇水面积仅有约0.25平方千米，降雨量小，山间沟谷发育，有利于地表水、地下水的排泄，矿体的充水不丰富。就开采而言，在矿体浅部开采时，一般无水，中深部利用平硐开采时，可自然排水。在雨季应密切注视大气降水之大小，作好防洪排水的有效措施。在深部掘进时，则应有较大排水渠或其它的有效安全措施。

5 结语

矿区出露岩石主要分为块状岩类和层状岩类。块状岩类岩性以辉绿岩、辉绿玢岩，中酸性二长花岗斑岩、花斑岩、斑状石英正长岩、石英二长岩、英安岩、霏细岩等一套火山岩和侵入岩组成，呈致密块状，岩石质量及完整性较好，中等坚硬，岩体质量较好，除风化带及构造带较破碎外，岩体整体稳定性较好。层状岩类岩性主要为灰黑色、灰色绢云母石英片岩、矽卡岩，二云母片岩夹方解石大理岩、片麻岩、石英正长岩等，岩石质量及完整性中等，岩体质量总体中等-良，局部发育软弱夹层和构造破碎带，岩体整体稳定性较好。矿区内发育断裂构造、次级断裂构造，主要受区域地质构造影响。从钻孔揭露情况看，岩石表层风化程度中等-弱，中深部构造破碎带相对发育，但一般厚度不大，对井巷围岩稳定性产生危害较小，局部地段易发生矿山工程地质问题。