安徽省张家山矿床地质特征及开发利用情况分析

牛强强，崔红员，程晋平

（华东冶金地质勘查局八一五地质队，安徽 合肥 230000）

1 地质概况

张家山矿区位于郯（城）—庐（江）断裂系的东缘，扬子准地台下扬子台坳的北部，属和含巢断褶束的南部。区域地层划属扬子地层区下扬子地层分区巢县地层小区，主要为古生界～中生界的碎屑沉积矿物组合而成，白垩系、第三系地层少见，第四系则分布于山间洼地及山前平原地带。其中上古生界～三叠系下统发育最为齐全，三叠系下统南陵湖组为查区赋矿层位。

矿区构造以印支期形成的褶皱为主要特征，其次有伴生的断层构造。区内褶皱构造较为发育且复杂，查区位于岱山向斜南西及中段，东西两侧分别毗邻滑塔石复式背斜和周家店向斜。受断层错移影响，该向斜轴向局部有偏转，部分地段多见次级褶皱。核部相对开阔，自北而南分别见，轴部见栖霞组、南陵湖组中段至东马鞍山组出露。翼部（尤其东南翼）缺失地层较多，岩层出露宽度及产状各地略有不同，倾角陡缓不一。枢纽起伏，但总体向北东端昂起，轴面倾角80°至直立，基本属于直立褶曲。矿区内岩浆活动微弱，未见有岩浆岩出露。

2 矿床地质特征

张家山矿山查区内出露的地层有二叠系下统栖霞组、孤峰组、银屏组，上统龙潭组、大隆组，三叠系下统殷坑组、和龙山组、南陵湖组，中统东马鞍山组。其中南陵湖组是本矿床的含矿层位，其地层出露面积约占勘探区面积的65%。

2.1 矿层特征

张家山矿床赋矿地层南陵湖组，展布于岱山向斜南段及中段核部及其两翼。矿层的延续展布特征，受控于赋矿地层岩性相变和向斜形态变化，以及多个近东西向、北东向断层的切割错移影响，存在相应的差异变化。查区共圈定矿层7个，分南北两个矿段。

2.1.1 南段矿层特征

矿区南段位于F84东段以南的狮子山—小鱼头地段，即岱山向斜南段及中段南部区间范围。矿层分布主要受此段向斜构造形态控制，同时受断层包夹错移影响，呈现相应的差异变化。

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿层横向组合呈斜歪向斜褶曲产出，自狮子山—小鱼头地段轴迹走向由北东转为近南北，轴面倾向由南东转为东，轴面倾角68°～78°。在狮子山地段及小鱼头地段，褶曲枢纽分别向北东、南仰起，倾伏角约为8°～15°，局部达24°。向斜总体呈宽缓展布，轴向局部偏转摆动，部分地段次级褶皱较发育，核部相对开阔，两翼倾角陡缓变化不一。

Ⅰ号矿层出露于向斜核部及其紧邻两翼，沿走向水平延续总长1905m，其中南部狮子山地段出露延长1205m，走向北东～北北东；北部小鱼头地段出露延长380m，走向近南北；中部约320m间距，矿层被错移或部分隐伏于靳山水库之下。剖面矿层平均视厚度140.95m，变化系数为18.63%。

Ⅱ号矿层断续出露于向斜两翼，沿走向水平延续总长960m，其中狮子山地段10线北西翼。剖面矿层平均视厚度30.33m，变化系数为68.58%。

Ⅲ号矿层断续出露于向斜两翼外侧，其出露延长地段及其走向与Ⅱ号矿层完全一致，分别出露延长600m、480m，平均540m；剖面矿层平均视厚度39.00m，变化系数18.59%。考量各矿层平均视厚度变化系数，Ⅰ、Ⅲ号矿层视厚度变化为稳定类型，Ⅱ号矿层视厚度变化为较稳定类型，综合考量矿层视厚度变化系数，总体反映为稳定类型特征。

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿层地表出露水平宽度及其出露标高状况详见（表1）。

表1 南段矿层地表出露情况一览表

2.1.2 北段矿层特征

矿区北段赋存有Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅲ1及Ⅲ2号矿层，经初步估算，北段矿层剥采比值为0.71，不具工业利用价值。

2.2 矿石质量

矿石中矿物成分简单，以方解石为主，其次有少量白云石、泥质，以及极少量铁质和石英等。方解石：它形，半自形晶粒状。多属微晶结构，彼此紧紧镶嵌，粒径一般大于0.01mm，大者可达0.05mm。不同矿石类型中的方解石晶粒大小略有差异。白云石：它形，半自形晶粒状，自形程度较方解石稍好，为交代方解石而形成，粒径一般在0.01mm～0.03mm。白云石在灰岩中含量甚微，一般含量低于1%。泥质含量较少，且分布不均匀。

矿石结构主要为微晶结构、泥晶结构、粒屑结构等。矿石构造主要有厚层状构造、中～厚层状构造、中～薄层状构造、薄层状构造、蠕虫状构造等。矿石主要组分为CaO和MgO，前者为有益组分，后者为有害组分。

统计结果表明：Ⅰ号矿层矿石中CaO、MgO含量的变化系数分别为9.69%和117.84%，相关系数为0.66；Ⅱ号矿层矿石中CaO、MgO含量的变化系数分别为1.45%、12.63%，相关系数0.06；Ⅲ号矿层矿石中CaO、MgO含量的变化系数分别为1.10%、8.76%，相关系数为-0.65。

表2 南段矿层赋存标高情况一览表

表3 矿层矿石中CaO、MgO平均含量统计表

2.3 矿石类型和品级

根据矿石的结构、构造及矿物成分的含量变化，矿层可分为两种自然类型。各自然类型矿石均呈层状有规律地分布,Ⅰ号矿层矿石为蠕虫状矿石，Ⅱ、Ⅲ号矿层矿石为微晶型矿石。

矿床各矿层矿石中的CaO含量绝大部分均大于48%，只有极少数样品CaO含量在45%～48%之间，且经过与其相邻的上下8m段加权平均后，CaO含量均达到48%以上。故本矿床的矿石为Ⅰ级品。

3 开发利用

3.1 资源概况

研究区内可开采矿物分布区域较为集中，且资源储量丰富，属优势矿产，供需基本平衡。据预测，随着我国经济持续发展，工业用矿物资源开采得到进一步发展。张家山矿床主矿于南段，估算求得矿石资源量（333）为22144.67万t，已达大型规模。

3.2 建设条件

本矿区的矿资源储量丰富，矿石品级达到Ⅰ级品，成分稳定，有害组分含量低，具有中等耐磨性和较好易烧性，是优质的水泥生产原料；矿床水文地质条件属简单类型，工程地质条件属简单偏中等类型，矿床范围内环境地质现状稳定性较好，内在开发条件良好。

矿区紧邻208省道，距裕溪河码头约3.5km。交通方便。矿区周边距离银屏110kv供电站约8km，电力发达。周边水源为裕溪河。裕溪河水质较好，水量丰富，经处理后能满足未来生产需要。

矿山可采采用自上而下水平分层开采法，每层台段高度为12m。矿山正常生产以深孔中爆破为主，浅孔爆破主要用于二次爆破。

3.3 经济分析

拟建一条日产5000t新型矿物材料加工生产线，年产量达155万吨，项目匡算静态投资34982.87万元，建设总投资35348.53万元。本项目年产量155万吨，全部散装，出厂含税价为200元/吨；暂按全部内销计算。

项目投产后，年均销售额26297万元，年均综合税金5259.4万元，年均利润总额3468.65万元，年所得税867.16万元，年净利润2994.09万元。全投资财务内部收益率为18.48%，自有资金内部收益率为25.42%，全投资静态投资回收期为投产后12.81年，项目经济效益较好。

4 结论

张家山矿床矿石资源量（333）为22144.67万t，是一个大型矿产地，其矿层厚度稳定，成分稳定，有害组分含量低，具有中等耐磨性和较好易烧性，是优质的工业用生产原料；矿床水文地质条件属简单类型，工程地质条件属简单偏中等类型，矿床范围内环境地质现状稳定性较好，内在开发条件良好。适合露天开采和加工。本项目建设使当地的砂岩，矿产资源得到充分利用，带动地方经济发展，增加就业，保持社会稳定，增加地方财政税收，具有良好的社会效益。本项目建设可使投资业主获得较好的经济回报。