矿山地质构造和成矿作用分析

2021-11-30姜皓钦

中国金属通报 2021年11期

姜皓钦

（山东黄金矿业(玲珑)有限公司，山东招远 265400）

近年来我国采矿行业进展飞速，在经过相关人员的多年研究后，根据多年同行业的经验，现在我国的矿产开采技术已经越来越趋向先进化和专业化的水平，并且形成了一整个独立完整的体系。在矿山开采的过程当中，对于矿山地质构造的分析是至关重要的，矿山的地质构造主要是指岩层、岩体和矿体的空间分布、存在状态以及不同类型矿产资源之间所存在的联系，地壳运动造成了岩石矿体的倾斜、弯曲和断裂等现象，所以说地质构造的不同类型是不同的地壳运动导致的的结果，主要分为褶皱（背斜、向斜）和断裂（节理、断层）两种形式。合理有效的地质构造分析以及准确的分析数据材料可以向矿产开采人员提供专业的参考，避免不必要的资源浪费，提高矿产开采的速度和质量。另一方面由于一部分矿产资源所特有的不可再生的特性，导致随着矿产行业的发展，我国的矿产储量正在逐年降低并且出现不可逆的趋势，而有效的地质构造分析则能够在这样的情况下最大程度上提高矿山的经济收益，促进矿山的长久发展[1-3]。

1 岩层产状

岩层产状是“岩层的产出状态”的简称，主要包括以下两种形式：一种是水平岩层。在地壳运动当中，有一部分沉积物在沉积的过程中并没有受到过多外力因素的影响，所以最终呈水平状态并凝结为岩石，并且在后续的发展变化中也没有受到外界因素的影响，长期维持着水平状态的岩层；而另一种是倾斜岩层。所谓倾斜岩层就是指和水平岩层相对的岩层，大多数的岩层产状都是倾斜岩层形式，并且从严格意义上来讲几乎所有岩层都是倾斜岩层，因为绝对水平的岩层是不存在的，现阶段我国的大多数地质构造分析的专业人员都将倾斜角度小于五度的称为水平岩层。在对倾斜岩层的描述当中，也都是用该岩层的走向、倾向和倾角进行对不同倾斜岩层的分辨。

（1）走向是指岩层面与水平面交线的方向。

（2）倾向是指岩层垂直于走向的倾斜方向，即向下延伸的方向。

（3）倾角是指岩层面与水平面的夹角。

2 地质构造类型

2.1 褶皱构造

褶皱构造是地质构造的类型之一。所谓褶皱构造顾名思义就是指层状岩石的表面出现波状弯曲，这种现象一般都是在层状岩石经过多年风化后受地壳运动的影响产生的。褶皱的主要组成部分是褶曲，也就是褶皱岩层的一个弯曲单位。

（1）褶曲的几何要素。所有的褶曲都具有核心、翼、轴面、轴线、枢纽和弧尖这六大几何要素。其中核是褶曲岩层的中心；翼是褶曲岩层的两侧；轴面是指褶曲两翼近似对称的轴面，轴面可以是直面，也可以是曲面；轴线是轴面与水平面相交的线；枢纽是褶皱岩层中最大的弯曲点之间的连线，也是褶皱中同一个层面和轴面的相交线；弧尖是指垂直于枢纽的切面上轴面与层面的交点。

（2）褶曲的基本形态。褶曲有背斜褶曲和向斜褶曲两种基本形态。这两种褶曲的基本形态的主要区别表现在以下三方面：①形态不同。背斜褶曲的岩层是向上弯曲的，而向斜褶曲则是向下弯曲的；②岩层倾斜关系不同。背斜褶曲的两翼岩层是相背倾斜，而向斜褶曲的两翼岩层是相向倾斜；③岩层的新旧程度不同。背斜褶曲的核部岩层较老而两翼岩层较新，而向斜褶曲则正好与之相反。

（3）褶曲的类型判断根据轴面的产状可以划分为以下四种：①直立褶曲，两翼岩层相背倾斜且倾角相差极小，轴面近乎直立；②倾斜褶曲，两翼岩层相背倾斜但倾角相差较大，轴面倾斜；③倒转褶曲，两翼岩层同向倾斜，其中一翼岩层为正常层序，另一翼岩层为倒转层序，轴面倾斜；④平卧褶曲，两翼岩层产状近于水平重叠，一翼岩层为正常层序，另一翼岩层为倒转层序，轴面近于水平。

2.2 断裂构造

岩层在受到一定程度的冲击后形状会发生改变，其中有一部分改变就是会在岩层表面产生断裂，这种断裂大小不一，大规模的可长达几千公里，而小规模的断裂则需要用显微镜才能够观察得到。断裂构造包括两种基本形态，分别为节理和断层。

（1）节理。节理也称裂隙，属于小规模断裂，裂隙不能影响两侧岩块的位置。节理产生的原因是多样化的，有一部分节理在岩层的产生过程中就已经存在了，这部分节理称为原生节理；还有一部分节理是地表岩石在经过多年风化后形成的，叫做风化节理或风化间隙。大多数的节理产生于地壳运动，是由于岩石受到构造作用力而产生的，叫做构造节理。构造节理分为张节理和剪节理，其中张节理是在张应力作用下而形成的，节理面凹凸不平而且几乎都是张开的，剪节理是当岩石中所受到的最大剪应力达到并超过岩石的抗剪强度时形成的，节理面相对光滑而且多为紧闭状态。

（2）断层。断层相对来说规模较大，就算小的断层也会有几米的长度，大的更是连绵数千公里，岩层表面会因为断层的出现而导致断层两侧岩块的位移。断层的要素包括断层面、断层线和断盘。断层面是指岩层在发生断裂后的破裂面，一个岩块经由这个破裂面分为两个岩块，断层面有曲面的，也有直面的，有的时候多个断裂面还可以组成一个破裂带；断层线是断层面和地面相交的部分，大多时候以线的形式存在，断层线也分为直的和曲的，这主要取决于断层的不同类型；断盘是指被断层面分开的两侧岩块。根据两盘岩块相对位移的方向，可将断层分为正断层、逆断层、平移断层和旋转断层四种类型。一般只有在水平方向引张力作用才会形成正断层，正断层中上盘沿断层倾斜线方向上升，下盘沿断层倾斜方向下降；逆断层与正断层的区别就是逆断层是在水平方向进行压缩力作用才会形成；平移断层也叫平推断层，是断层两盘沿断层走向线方向发生相对位移的一种断层类型，平移断层一般只有在剪应力作用下才会产生；旋转断层是断层两盘做相对的旋转运动。

3 矿山地质构造遭遇的问题

矿山地质构造在短时间内具有较强的稳定性，但是由于矿产资源相对较为古老，所以说在时间的长河中，矿山地质构造必将因不同类型的地壳运动而产生不同的变化。并且近年来由于人类对不可降解垃圾的随意丢弃，导致生态环境遭到严重破坏，这对矿山的地质构造也产生了负面的影响。为了针对以上问题提出合理解决方案，及时制定相应的应对政策，本文将联系实际情况对矿山地质构造现阶段所存在的问题进行分析[4]。

3.1 矿区地质发育的特点问题

由于近年来人类对矿产资源的大量开采，导致矿山以及矿山周围的地质构造发生了较大的变化，并且几乎矿区的每个安全台的边缘都存在着较为明显的裂痕，这就大大增加了矿区地质的危险性，并且由于矿区地质发育具有节理裂缝发育的特点，更容易使矿区发生坍塌滑坡的情况。另外除去相关工作人员对矿区内部矿产资源的大量开采之外，矿区周边的煤矿开采活动也能够对矿区地质结构变化产生较大影响，因为开采煤矿的覆盖范围和深浅程度都各不相同，导致周边矿区的地质构造严重被破坏，增加了整个矿产行业的工作难度和工作范围。

3.2 矿区地质破坏的主要问题

随着人类对矿产资源大量的开采，导致矿区地质遭到越来越严重的破坏，这主要会造成以下几点问题：第一点是对矿区的严重开采导致矿山很容易发生山体坍塌、滑坡、裂缝、露天矿边坡等问题，并且一旦发生山体坍塌或滑坡，由于其较大的冲击力，还会导致山体飞石对周围建筑造成破坏甚至有可能对相关工作人员造成伤害；第二点是矿山地质结构的破坏还会影响山体的植被覆盖率，影响生态绿化；第三点是山体地质结构改变必将影响到地质深层矿产的再生，由于大多数矿产资源是不可再生的，所以相关工作人员更应该珍惜可再生矿产的可再生性，但是如果地质结构遭到破坏，那么一定会降低可再生矿产的再生能力。

4 成矿作用问题研究

中生代以来岩浆活动越来越强烈与频繁，这在很大程度上严重的影响了矿山的形成，除此之外，时间、分布空间、物质共生关系和内在成因联系全能够影响矿床的形成。在物质方面，矿床的形成还受到岩浆作用和岩石种类以及不同种类岩石所处的不同环境和所受的不同作用影响。比如说在印支造山运动的晚期形成的大场矿床，就在很大程度上受到了发生在会聚板北部边缘的Au-Sb成矿作用的影响，地表温度因地壳的碰撞作用、地质的变化和地壳的激烈运动而升高，所以地面表层的状态发生了显著变化，温度的上升导致了地表的严重变质和脱水，并且还伴有转移运动，在这个过程中产生的流体就含有不同类型的矿物质。