畢業(yè)設(shè)計(jì)礦床地質(zhì)

1、第三章 礦床地質(zhì)3.1 礦區(qū)地形特征礦區(qū)即位于向萊州灣突出的小半島三山島，三面環(huán)海，東面是陸地。除臨海的三個(gè)相連的小山丘上見(jiàn)有崔召單元二長(zhǎng)花崗巖出露外，均被第四系覆蓋。據(jù)探礦工程揭露，第四系之下為崔召單元二長(zhǎng)花崗巖和蘆家單元片麻狀細(xì)粒黑云角閃英云閃長(zhǎng)巖及膠東群郭格莊巖組包體。三山島斷裂呈北東走向貫穿整個(gè)礦區(qū)。3.2 礦區(qū)地質(zhì)及區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)述該區(qū)域所處大地構(gòu)造位置：華北地臺(tái)（級(jí)）、膠東隆起區(qū)（級(jí)）、膠北隆起（級(jí)）的西緣。其西鄰沂沭斷裂帶（級(jí)），東靠與金礦成礦有密切關(guān)系的晚元古代玲瓏超單元侵入巖（前稱(chēng)玲瓏復(fù)式巖體）。區(qū)域內(nèi)出露地層主要為新生界第四系，零星出露上太古界膠東群郭格莊組。構(gòu)造以斷裂為主，而

2、且極為發(fā)育，以北東向的為主，規(guī)模最大的為三山島斷裂、焦家斷裂，二者走向近于平行而傾向相反，次級(jí)的分枝斷裂發(fā)育，構(gòu)成斷裂帶，是本區(qū)金礦的主要控礦斷裂構(gòu)造。其中三山島斷裂控制三山島（特大型）和倉(cāng)上（大型）金礦床；焦家斷裂控制的有新城、焦家特大型和上莊、河?xùn)|、河西、望兒山等大型金礦床。區(qū)內(nèi)侵入巖廣泛發(fā)育，按形成時(shí)間早晚，主要有晚太古代、晚元古代及中生代侵入巖，與金礦化關(guān)系密切。3.2.1 地層區(qū)內(nèi)出露地層主要為第四系，次為在鉆孔內(nèi)在F1的上盤(pán)蘆家單元內(nèi)可見(jiàn)到膠東巖群的包體。膠東群的包體：探礦工程中所見(jiàn)的膠東群包體，其巖性主要為黑云斜長(zhǎng)片麻巖、黑云變粒巖，其次為黑云片巖。黑云變粒巖：深灰色，細(xì)粒顯微鱗

3、片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，致密塊狀構(gòu)造。主要礦物為長(zhǎng)石、石英、黑云母。長(zhǎng)石主要為堿性長(zhǎng)石。黑云母常綠泥石化，多呈鱗片粒狀聚晶。石英呈他形微細(xì)粒狀晶。黑云斜長(zhǎng)片麻巖：灰綠色，鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造。主要礦物：斜長(zhǎng)石（45%）、石英（30%）、黑云母（15%）、角閃石（10%）。副礦物磷灰石、榍石、磷鐵礦。斜長(zhǎng)石為更中長(zhǎng)石，呈半自形他形粒狀晶。石英呈他形粒狀晶，波狀消光，定向拉長(zhǎng)。黑云母呈半自形片狀晶，定向排列。角閃石呈自形半自形粒狀晶。副礦物呈自形粒狀晶。黑云片巖：灰黑色中細(xì)粗粒片狀變斑晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造，礦物成分主要是黑云母，斜長(zhǎng)石，及石英，偶見(jiàn)石榴子石第四系：主要為旭口組海積的粗、中、細(xì)砂和淤泥，

4、厚度一般為3040m，最厚50m。該組巖性自下而上可分為4個(gè)巖性層：a、砂質(zhì)粘土、粘土層：主要為黃棕色含砂礫質(zhì)粘土和紅棕色粘土，厚度一般為35m。分布于基巖風(fēng)化殼之上，分布較連續(xù)，隔水性能良好。b、中粗砂礫石層：以中砂、粗砂和礫石為主。厚度變化較大，分布不連續(xù)，一般厚34m，最厚12m。富水性較好。c、砂質(zhì)粘土層：以砂質(zhì)粘土為主，次之為含鈣質(zhì)結(jié)核砂質(zhì)粘土及粘土質(zhì)砂土，局部夾砂及砂礫透鏡體。厚度一般為78m，具有隔水性，但相對(duì)較差。d、中粗砂礫層：以黃棕色中粒、粗粒砂為主，局部夾有細(xì)砂和礫石。向下有機(jī)質(zhì)、貝殼及黑色泥質(zhì)物增多。厚317m，平均10m。其富水性因泥質(zhì)物含量多少而差異較大。3.2.2

5、 巖漿巖三山島礦區(qū)的巖漿巖主要為斑狀二長(zhǎng)花崗巖，即三山島巖體。位于1號(hào)蝕變帶的下盤(pán)，但在上盤(pán)常見(jiàn)其不規(guī)則狀巖枝侵入到膠東群變質(zhì)巖中。3.2.3 斷裂礦區(qū)構(gòu)造以斷裂為主，規(guī)模最大的為NE向三山島斷裂，次為NW向三山島三元斷裂（F3），次級(jí)斷裂有產(chǎn)于三山島斷裂下盤(pán)NNENEE向斷裂構(gòu)造（如F2）。a、三山島斷裂位于三山島倉(cāng)上一帶，兩端延至渤海，陸地總長(zhǎng)度11km。該斷裂發(fā)育在崔召單元、上莊單元、牟家單元接觸帶附近。斷裂多被第四系覆蓋。礦區(qū)內(nèi)出露的為其北段，地表出露和工程控制長(zhǎng)度1000m以上，構(gòu)造巖帶寬50200m。總體走向40°，傾向南東，傾角3545°，走向、傾向上均呈舒緩

6、波狀，顯壓扭性。由斷層泥、糜棱巖、構(gòu)造角礫巖、絹英巖，絹英巖化、硅化、絹云母化碎裂巖及蝕變碎裂二長(zhǎng)花崗巖等組成（構(gòu)成1號(hào)蝕變帶），金礦體均發(fā)育在該構(gòu)造蝕變帶中，是區(qū)內(nèi)主要的控礦構(gòu)造。斷裂帶內(nèi)主斷層為F1，位于斷裂帶中偏上部，寬640cm，由斷層泥、糜棱巖及構(gòu)造角礫巖組成。斷層產(chǎn)狀與1號(hào)蝕變帶產(chǎn)狀一致，走向、傾向上均呈舒緩波狀，顯壓扭性。主斷面延展穩(wěn)定，兩側(cè)發(fā)育有110m厚的碎裂巖帶。該斷層是成礦期的主要控礦構(gòu)造，沿主斷面穩(wěn)定分布的斷層泥對(duì)深部上升的成礦熱液起到阻隔富集作用。因而，金礦的主礦體產(chǎn)于斷層主裂面以下。斷層成礦后有較弱的活動(dòng)，顯張性，使局部的礦體被破碎。b、三山島三元斷裂（F3）F3為

7、區(qū)域上三山島三元斷裂的西北端（據(jù)衛(wèi)片解譯），在礦區(qū)內(nèi)長(zhǎng)1500m，向北西伸向萊州灣，向南東延長(zhǎng)到礦區(qū)之外。斷層于32線與36線間通過(guò)，橫貫礦區(qū)。延深大于600m。斷層走向290300°，傾向主要為北東，局部反傾，傾角80°以上。斷層構(gòu)造破碎帶寬1025m，由充填其中的數(shù)條煌斑巖等基性脈巖及碎裂巖、角礫巖組成?；詭r脈寬0.33.0m，一般為0.71.3m，破碎、具蒙脫石化，間夾圍巖的角礫巖帶寬0.31.5m。淺部含灰白斷層泥，向深部逐漸減少。該斷層活動(dòng)至少有兩次，一次為張性，使大量基性巖脈沿?cái)鄬忧秩?；二次為左行平移，使煌斑巖等破碎，并將F1斷層左行水平錯(cuò)開(kāi)20m左右。根據(jù)F

8、3斷裂內(nèi)的煌斑巖中含有黃鐵絹英巖的捕虜體或角礫等特點(diǎn)，推斷該斷層成礦后的活動(dòng)更為強(qiáng)烈。由于該斷層的破碎帶以角礫巖為主，未被膠結(jié)，故富水性和導(dǎo)水性良好。又因其切割F1斷層向西北端伸入渤海，其不僅局部破壞了F1的隔水層，而且也溝通了海水與采區(qū)的水力聯(lián)系，造成采礦坑道大量涌水。3.2.4 蝕變帶特征三山島金礦礦區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)5條蝕變帶，自東向西分別編號(hào)為1、2、3、4、5號(hào)蝕變帶。其中1號(hào)蝕變帶規(guī)模最大，受三山島斷裂控制。2號(hào)蝕變帶規(guī)模次之，位于1號(hào)蝕變帶的西側(cè)，受三山島斷裂的次級(jí)斷裂控制。其余的3、4、5號(hào)蝕變帶位于2號(hào)蝕變帶西側(cè)，靠海岸平行分布，因其出露的規(guī)模很小，不予細(xì)述。1號(hào)蝕變帶受三山島斷裂控

9、制。礦區(qū)內(nèi)工程控制長(zhǎng)1700m，寬50200m，傾向延深1000m尚未尖滅。中段（3654線）寬，向南、北兩端逐漸變窄，平面上呈弓背狀。蝕變帶寬處，圍巖蝕變具對(duì)稱(chēng)水平分帶現(xiàn)象，中間為黃鐵絹英巖帶，向兩側(cè)（即上、下盤(pán)）依次為絹英巖、絹英巖化碎裂巖及絹云母化（硅化）碎裂狀二長(zhǎng)花崗巖帶。金礦體主要產(chǎn)于F1斷裂的下盤(pán)的黃鐵礦化絹英巖帶中。2號(hào)蝕變帶產(chǎn)于1號(hào)蝕變帶西側(cè)200m，受三山島斷裂的次級(jí)斷裂控制。走向50°，傾向、傾角不清。長(zhǎng)900m，寬520m。其南段600m為絹英巖和絹英巖化碎裂巖帶；北段300m為含黃鐵礦石英脈（其間被F2斷層錯(cuò)移），脈寬0.050.50m，平均0.30m。伴有黃

10、鐵礦、方鉛礦、磁鐵礦、軟錳礦、褐鐵礦化，Au品位小于1×10-6。3.2.5 巖漿活動(dòng)礦區(qū)地表和探礦工程中所見(jiàn)巖漿巖有晚太古代棲霞超單元牟家單元片麻狀細(xì)粒奧長(zhǎng)花崗巖，主要分布于1號(hào)蝕變帶的上盤(pán)；晚元古代玲瓏超單元崔召單元中粒二長(zhǎng)花崗巖，即三山島巖體，主要分布于1號(hào)蝕變帶的下盤(pán)，但在上盤(pán)常見(jiàn)其不規(guī)則狀巖枝侵入到牟家單元中。中生代脈巖類(lèi)不甚發(fā)育，主要為煌斑巖、輝綠巖及黃鐵礦石英脈。片麻狀細(xì)粒奧長(zhǎng)花崗巖：灰白肉紅色，細(xì)粒花崗及粒狀變晶結(jié)構(gòu)，弱片麻狀構(gòu)造。礦物為斜長(zhǎng)石（63.46%）、鉀長(zhǎng)石（2.56%）、石英（31.7%）、黑（白）云母（1.94%）、褐鐵礦（0.27%）副礦物主要為鋯石、

11、磷灰石。斜長(zhǎng)石呈聚片雙晶，有彎曲現(xiàn)象。石英裂紋發(fā)育，具波狀消光。玲瓏超單元崔召單元中粒二長(zhǎng)花崗巖：巖石為淺肉紅色，花崗結(jié)構(gòu)，并發(fā)育各種交代結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物為斜長(zhǎng)石（40%）、鉀長(zhǎng)石（30%）、石英（25%）、黑云母（5%），其次有綠簾石（2%）、綠泥石、磁鐵礦、磷灰石（0.10%）、榍石（0.10%）、絹云母和白云母等。主要礦物粒度在24mm之間。該巖石在區(qū)域上分布較廣，成因?yàn)闅ぴ锤脑煨突◢弾r。統(tǒng)計(jì)其金元素豐度值為5.03×10-9，與地殼豐度值相近，較其它巖體相對(duì)較高，顯示其與成礦關(guān)系較為密切。中生代脈巖類(lèi)：a、煌斑巖：主要為閃斜煌斑巖，次之為云煌巖。巖石呈灰黑色，斑狀結(jié)構(gòu)

12、（基質(zhì)為顯微粒狀結(jié)構(gòu)），塊狀構(gòu)造。斑晶主要為角閃石，少量為黒云母?；|(zhì)為角閃石、斜長(zhǎng)石，少量黒云母、石英。多沿NE向斷裂在蝕變帶中呈脈狀產(chǎn)出，長(zhǎng)度40340m，厚度多為110m，少數(shù)大于10m。常見(jiàn)有碳酸鹽化、綠泥石化、黃鐵礦化，為成礦期的脈巖。b、輝綠巖：巖石呈深灰綠色，輝綠結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物成分為斜長(zhǎng)石、輝石，微量鈦鐵礦、磁鐵礦。在巷道中常見(jiàn)走向300°左右，傾角近于直立的輝綠巖脈侵入到F3斷層中。脈寬多為1m左右，最寬為3m。巖脈捕虜有蝕變巖的角礫，巖石破碎，在地下水作用下，蒙脫石化較強(qiáng)，為成礦后的脈巖。3.3 礦體產(chǎn)狀及分類(lèi)原地質(zhì)報(bào)告共圈定6個(gè)礦體，編號(hào)為、號(hào)礦體。、號(hào)

13、礦體主要賦存在1號(hào)蝕變帶的上部、F1斷層下盤(pán)的絹英巖帶中，呈平行似層狀產(chǎn)出。經(jīng)礦山開(kāi)采資料證實(shí)，按礦山生產(chǎn)利用的工業(yè)指標(biāo)圈定礦體，則這4個(gè)礦體成為一個(gè)分枝復(fù)合、膨脹狹縮較發(fā)育的礦體，故本報(bào)告將其改編為號(hào)礦體（主礦體）。、號(hào)兩礦體賦存在1號(hào)蝕變帶下部絹英巖化帶中，兩礦體亦呈似層狀平行產(chǎn)出。經(jīng)礦山的探采資料證實(shí)，亦為1個(gè)礦體，改編為號(hào)礦體（次要礦體）。a、號(hào)礦體(主礦體)礦體位于16線54線間，標(biāo)高0m600m，工程控制走向長(zhǎng)一般800900m，最長(zhǎng)1020m，傾向延深一般800900m，深部尚未封閉。礦體呈似層狀，常見(jiàn)分枝復(fù)合、膨脹狹縮及尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象。總體走向40°，傾向南東，傾角40

14、°。平均厚度10.83m，厚度變化系數(shù)84.7%，變化程度為較穩(wěn)定型。金平均品位3.86×10-6，品位變化系數(shù)50.7%，變化程度為均勻型。該礦體金資源儲(chǔ)量占礦床總資源儲(chǔ)量的91.6%。截止到2006年6月30日，-420m標(biāo)高以上查明的資源儲(chǔ)量基本采空。b、號(hào)礦體（次要礦體）礦體位于52線58線間，賦存標(biāo)高為-80m-325m，走向長(zhǎng)120m，傾向延深396m。礦體呈透鏡狀。走向45°，傾向南東，傾角40°。平均厚度11.38m。平均品位3.41×10-6。金資源儲(chǔ)量占總資源儲(chǔ)量的8.4%，該礦體僅-285m-293m標(biāo)高尚未開(kāi)采，其它已全

15、部采空。3.4 礦體和圍巖的物理機(jī)械性質(zhì)及其他3.4.1 礦石和圍巖的物理性質(zhì)礦石和圍巖的物理性質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表3-1礦巖沒(méi)有自燃性和氧化性，游離二氧化硅濃度不高。3.4.2 礦石品位及變化情況表3-1 礦巖物理性質(zhì)指標(biāo)礦巖重度松散系數(shù)巖石硬度正常用水量最大涌水量穩(wěn)固性t/m3fm3/dm3/d2.81.661410001500較穩(wěn)固三山島金礦床系產(chǎn)于構(gòu)造破碎帶熱液蝕變巖型礦床。主礦體走向長(zhǎng)和傾向延深均近1000m，規(guī)模屬大型；總體形態(tài)為不規(guī)則的大脈狀，分枝、復(fù)合、膨脹、狹縮較發(fā)育，產(chǎn)狀變化中等；礦體厚度較穩(wěn)定（變化系數(shù)86%）；礦化分布均勻（品位變化系數(shù)53.5%）；受后期構(gòu)造破壞較小。經(jīng)過(guò)礦山多

16、年的生產(chǎn)探礦及開(kāi)采生產(chǎn)表明，原報(bào)告工程間距過(guò)稀，對(duì)礦體的控制程度低，F(xiàn)3斷層兩側(cè)及4052勘探線間出現(xiàn)很多的無(wú)礦地段，礦體內(nèi)部結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。在-240m標(biāo)高以上以120×100m（走向×傾斜）的工程間距探求C1級(jí)儲(chǔ)量，-240m標(biāo)高以下以240×200m的工程間距探求C2級(jí)儲(chǔ)量。生產(chǎn)探礦是在地質(zhì)隊(duì)勘探（C1級(jí)120×100m、C2級(jí)240×200m）基礎(chǔ)上，采用坑內(nèi)取樣鉆探，鉆孔在坑道內(nèi)沿勘探線布置，基本工程間距40×60m(走向×傾斜)，局部20×2015m，對(duì)礦體進(jìn)一步加密控制，使其儲(chǔ)量升級(jí)為111b。1976年

17、山東省冶金廳批準(zhǔn)金礦資源儲(chǔ)量（表內(nèi)C1+C2+表外C1）礦石量11083121t，金金屬量63564kg；伴生銀儲(chǔ)量111682kg。其中表內(nèi)C1+C2級(jí)礦石量9745396t，金金屬量60196kg。根據(jù)工業(yè)指標(biāo)原報(bào)告共圈定了六個(gè)工業(yè)礦體。1981年北京有色冶金設(shè)計(jì)研究總院在編制山東省三山島金礦初步設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了能更充分地利用礦產(chǎn)資源，結(jié)合三山島金礦的實(shí)際情況，修改了工業(yè)指標(biāo)，二次重新進(jìn)行了礦床資源儲(chǔ)量估算。把原報(bào)告的14號(hào)礦體劃為1、2號(hào)礦體，原5、6號(hào)劃為一個(gè)礦體（后經(jīng)礦山開(kāi)采證實(shí)，1、2號(hào)并為現(xiàn)在的號(hào)礦體，5、6號(hào)為號(hào)礦體）。結(jié)果獲得表內(nèi)C+D級(jí)金金屬量83052.84kg，其中C級(jí)

18、29750.94kg。1990年山東省黃金工業(yè)局做了補(bǔ)充，把原來(lái)的最小可采厚度和夾石剔除厚度換算為水平厚度（見(jiàn)表32）。經(jīng)礦山多年的開(kāi)采實(shí)踐證明，現(xiàn)用工業(yè)指標(biāo)適合礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)與利用，沿用至今。表3-2 工業(yè)指標(biāo)對(duì)比表項(xiàng)目原報(bào)告81年設(shè)計(jì)備注邊界品位（10-6）32現(xiàn)礦山用的厚度為水平厚度；原報(bào)告為真厚度；81年設(shè)計(jì)為工程揭穿厚度。工業(yè)品位（10-6）4.3最低可采厚度（m）1.002夾石剔除厚度（m）3.005米·克/噸值3.0043.4.3 礦床巖性特征1、上下盤(pán)巖性礦體直接上盤(pán)圍巖為絹英化碎裂巖、絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖；礦體下盤(pán)為黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖或黃鐵絹英巖化碎裂巖。2、

19、主裂面、節(jié)理、裂隙、斷層及巖石情況本礦床礦體主要賦存在黃鐵絹英巖化碎裂巖和黃鐵絹英化花崗質(zhì)碎裂巖中，礦體中裂隙較發(fā)育。主斷裂F1下盤(pán)為礦體，F(xiàn)1斷層面上斷層泥一般厚510cm，靠近F1斷層的巖石破碎，節(jié)理、裂理較發(fā)育，工程揭露后易坍塌。3.4.4 礦石特征a、礦石礦物成分主要金屬礦物為黃鐵礦，次要的有閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦、磁黃鐵礦、褐鐵礦、磁鐵礦等。主要非金屬礦物為石英、絹云母、殘余長(zhǎng)石，次之為碳酸鹽類(lèi)礦物（方解石、白云石、菱鐵礦等）。金礦物主要為銀金礦、次要的為自然金。其中黃鐵礦為主要載金礦物，次為毒砂和石英。b、礦石化學(xué)成份主要成分為SiO2 (74.21%)。主要有益組份為Au，伴生有

20、益組份為Ag，其他有益、有害組份含量均很低。見(jiàn)表33。c、礦石結(jié)構(gòu)和構(gòu)造：礦石結(jié)構(gòu)：主要為晶粒結(jié)構(gòu)，次之有交代殘余、壓碎結(jié)構(gòu)，少數(shù)為網(wǎng)脈狀結(jié)構(gòu)、固熔體分離結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造：主要為浸染狀構(gòu)造，次之為細(xì)脈浸染狀、角礫狀、網(wǎng)脈狀構(gòu)造。3.4.5 礦石類(lèi)型三山島金礦床是最早發(fā)現(xiàn)的破碎帶蝕變巖型特大型金礦床，即焦家式金礦床。礦石主要為含金黃鐵絹英巖及含金絹英巖化碎裂巖，自然類(lèi)型為原生礦石。礦石硫平均含量為3.79%（據(jù)科研報(bào)告資料），工業(yè)類(lèi)型屬低硫型金礦石。表33 礦石主要化學(xué)成分結(jié)果表巖石名稱(chēng)AuAgCuPbZnAsSbBiHgNiCoSn主裂面上盤(pán)(10-9)(10-6)絹英巖化花崗巖6.4623.4

21、23101.70.30.15.51.820.6絹英巖化花崗巖破碎巖144531645277.30.70.683.95.41.1斷層巖3.11562.724681.70.20.14.53.430.4黃鐵絹英巖化碎裂巖1886113934300176192.61.998.59.92.4主裂面下盤(pán)絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖29.41841311519111.00.66.34.531.1絹英巖化花崗巖6.8927.238144.90.50.143.52.50.73.5 礦床水文地質(zhì)3.5.1 三山島金礦濱海礦床防治水主要經(jīng)驗(yàn)三山島金礦是水文地質(zhì)條件中等復(fù)雜的礦床，構(gòu)造裂隙出水。礦區(qū)三面臨海，礦體全部賦存在海

22、平面以下，海水沿多條導(dǎo)水裂隙進(jìn)入礦坑，是礦坑水的主要補(bǔ)給源。海水對(duì)礦坑的補(bǔ)給是越流補(bǔ)給，數(shù)量有限。礦區(qū)頂部雖有第四系強(qiáng)含水層，但由于第四系底部和隔水層和F1斷層及其上盤(pán)的隔水作用，礦坑水與第四系水無(wú)直接的水力聯(lián)系，礦床疏干無(wú)地面塌陷發(fā)生。此外區(qū)域鹵水補(bǔ)給礦坑只能通過(guò)F3斷層，區(qū)域鹵水以靜儲(chǔ)量為主，易疏干。礦區(qū)屬半封閉式的水文地質(zhì)條件，礦坑水的總涌水量較穩(wěn)定，地下水的動(dòng)態(tài)類(lèi)型主要表現(xiàn)為回采時(shí)期的平穩(wěn)衰減型和基建時(shí)期的人為干擾型，均不受季節(jié)等自然因素影響。構(gòu)造裂隙發(fā)育的不均勻性，決定了礦區(qū)地下逕流強(qiáng)度的差異性。礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造裂隙之間水力聯(lián)系好。三期開(kāi)拓中，F(xiàn)3斷裂必須預(yù)注漿通過(guò)，其北部強(qiáng)含水帶也建議預(yù)

23、注漿通過(guò)，預(yù)計(jì)三期排水系統(tǒng)仍將建在F3以南區(qū)域，是可行的，下部也可以采取小距離疏干。在上部保安礦柱安全穩(wěn)定的情況下，礦區(qū)不存在海水、第四系水大量導(dǎo)入的條件，疏干方法治水也不存在帶壓開(kāi)采的突水危險(xiǎn)，逐次疏干，突水的量不大，而且還可以用閘閥控制，只要排水設(shè)備能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，就能保證不發(fā)生水害，因此，無(wú)安裝防水閘門(mén)的必要。3.5.2 區(qū)域水文地質(zhì)概況該地區(qū)屬暖溫帶季風(fēng)區(qū)大陸性半濕潤(rùn)氣侯，四季分明，因?yàn)楸笨咳R州灣，距離海洋較近，兼具海洋與內(nèi)陸氣候特點(diǎn)。年平均氣溫12.5，降水量612.1mm。區(qū)域上地勢(shì)為東南高，西北低。東南部是由燕山期花崗巖體與膠東群地層組成的低緩丘陵區(qū)，地形起伏較大，地面標(biāo)高一般509

24、0m，望兒山為區(qū)內(nèi)最高點(diǎn)，標(biāo)高177.39m；西北部地形平坦，為王河和朱橋河沖洪積及海積平原，地面標(biāo)高250m。區(qū)內(nèi)主要發(fā)育剝蝕堆積及堆積地貌類(lèi)型。區(qū)內(nèi)水系主要發(fā)育有王河、朱橋河兩條。王河發(fā)源于東南部的大澤山，全長(zhǎng)48km，流域面積376km2，經(jīng)礦區(qū)南側(cè)注入渤海。為一間歇性河流，河流干枯期較長(zhǎng)，夏季連續(xù)水流不超過(guò)10天。朱橋河位于礦區(qū)東側(cè)，距礦區(qū)8km，發(fā)源于東部山，自南向北流入萊州灣，屬季節(jié)性河流。依據(jù)區(qū)內(nèi)地下水的賦存條件、水理性質(zhì)、水力特征等特征，地下水的類(lèi)型劃分為兩大類(lèi)型：I松散巖類(lèi)孔隙水；II塊狀巖類(lèi)裂隙水。特征如下：I、松散巖類(lèi)孔隙水a(chǎn)、坡洪積(QD)孔隙水主要分布在區(qū)域東部城子一

25、帶，巖性為含泥質(zhì)砂礫石，厚度8.00m左右，水位埋深1.83.7m，單井涌水量一般小于500m3/d，為潛水，水質(zhì)較好，礦化度小于1g/L，水質(zhì)類(lèi)型以HCO3Ca型為主。b、沖積、沖洪積(QY、QL)孔隙水沿河流及兩側(cè)分布，為沖積、沖洪積形成，巖性在河床地段為中粗砂及礫卵石，河流兩側(cè)為雙元結(jié)構(gòu)，上部為粘質(zhì)砂土，下部為中粗砂及礫石，局部夾砂質(zhì)粘土透鏡體，厚度5.0030.00m。屬潛水，局部微承壓，單井涌水量5001000m3/d，水質(zhì)較好，礦化度小于1g/L，水化學(xué)類(lèi)型以HCO3Ca型為主。c、海積(QXk)孔隙水分布于北部及西部沿海地帶，巖性為含泥質(zhì)粉細(xì)砂、中砂、底部為礫石及卵石，局部夾砂質(zhì)

26、粘土透鏡體，厚度2040m，最厚達(dá)60m。水位埋深0.23.5m，單井涌水量一般小于500m3/d。水質(zhì)差，礦化度最高達(dá)153.7g/L，水化學(xué)類(lèi)型以ClNa型為主。II、塊狀巖類(lèi)裂隙水 主要分布于東部的丘陵區(qū)，巖性為燕山早期花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖等。地下水主要賦存在風(fēng)化裂隙和構(gòu)造裂隙中，風(fēng)化帶厚度一般20.0m，單井涌水量一般小于100m3/d。局部地段受構(gòu)造影響，裂隙發(fā)育，富水性有所增強(qiáng)。地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄條件受地形、地貌、巖性、氣象、水文、地質(zhì)等因素影響，運(yùn)動(dòng)方向與地表水系基本一致。大氣降水為區(qū)內(nèi)地下水的主要補(bǔ)給來(lái)源。丘陵地區(qū)因地形起伏較大、切割較深，降水大部分轉(zhuǎn)為地表徑流，少部分滲入

27、地下補(bǔ)給地下水。平原地區(qū)地下水除接受大氣降水補(bǔ)給外，尚接受基巖裂隙水和地表水體滲透補(bǔ)給，補(bǔ)給條件較好。地下水流向與地表水流向基本一致，即由東南向西北方向運(yùn)動(dòng)，徑流排泄于渤海。排泄方式以徑流排泄為主，部分在地形低洼處以泉水形式排泄。沖洪積孔隙水為該區(qū)工農(nóng)業(yè)及居民生活用水的主要來(lái)源，人工開(kāi)采亦是其重要排泄方式。海積孔隙水，除接受大氣降水就地補(bǔ)給外，潮汐海水亦為主要補(bǔ)給來(lái)源，蒸發(fā)是它的主要排泄途徑。3.5.3 礦區(qū)水文地質(zhì)條件礦區(qū)位于區(qū)域水文地質(zhì)單元地下水的徑流排泄區(qū)。礦區(qū)三面瀕臨渤海，僅南東方向與陸地相連。靠海有三個(gè)小山包，海拔標(biāo)高最高67.14m；其余地區(qū)地勢(shì)平坦，海拔標(biāo)高16m，為海沙覆蓋。區(qū)

28、內(nèi)最大河流為王河，流經(jīng)礦區(qū)南側(cè)。由于其特殊的地理位置，同時(shí)基建時(shí)期多次發(fā)生突水事故，并導(dǎo)致工期延誤，礦山及主管部門(mén)高度重視，自1989年1月至2003年底兩次同長(zhǎng)沙礦山研究院合作,開(kāi)展防治水科研攻關(guān)。第一期科研為國(guó)家“八.五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目。隨著礦山深部開(kāi)拓的進(jìn)展，深部水文地質(zhì)條件發(fā)生了一定的變化，隨后礦山防治水項(xiàng)目又被列入2001年山東省科學(xué)技術(shù)發(fā)展計(jì)劃。經(jīng)過(guò)兩次科研攻關(guān)基本查清了礦床的水文地質(zhì)條件。含水層和含水帶：三山島金礦的直接充水含水層為儲(chǔ)礦巖體及其頂板中的基巖裂隙含水帶或含水體，礦區(qū)內(nèi)廣泛分布的第四系含水層對(duì)礦床充水影響不大。由于控礦構(gòu)造F1具有隔水性質(zhì)，故按與F1的空間關(guān)系，對(duì)礦

29、坑充水有直接影響的基巖裂隙含水帶（體）劃分為：F3斷裂含水帶、F1上盤(pán)裂隙含水巖體和F1下盤(pán)構(gòu)造裂隙含水帶。各含水帶（體）的基本特征如下：a、第四系含水層（QH）與隔水層礦區(qū)第四系廣泛分布。巖性大體分為四層，由上往下第一、三層為含水層，第二、四層為相對(duì)隔水層或隔水層。第一含水層（GH1）主要由中、粗砂組成，局部地段出現(xiàn)細(xì)砂及礫石。近地表02m范圍內(nèi)，砂為黃棕色，粒度均勻，純凈；向下有機(jī)物增多，含大量貝殼、海螺及灰黑色泥質(zhì)物。厚度最小3.50m，最大17.29m，平均9.93m。含孔隙潛水，富水性因含泥質(zhì)物的多少而有較大差異，滲透系數(shù)5.349915.27m/晝夜。富水性因含泥質(zhì)物的多少而有較大

30、差異；該含水層主要接受大氣降水和海水補(bǔ)給。礦化度為0.2125.95g/L，水化學(xué)類(lèi)型CIHCO3NaCa、CINaMg型、CINa型。第一隔水層：位于第一含水層之下，埋深5.59.0m，巖性主要為砂質(zhì)粘土、含鈣質(zhì)結(jié)核砂質(zhì)粘土及粘質(zhì)砂土等，局部夾有砂及砂礫石含水透鏡體。厚度變化不大，一般78m。該層粘性小，隔水性相對(duì)較差。第二含水層（QH2）：位于第一隔水層之下，該層不連續(xù)，主要分布于32線以東，40線ZK7孔以南和20線ZK16孔西南。巖性主要為中、粗砂，礫石。厚度由北向南逐漸變大，一般34m，最大11.90m。含孔隙承壓水，可接受第一含水層及海水補(bǔ)給。第二隔水層，位于基巖風(fēng)化殼之上，埋深7

31、.825.5m。該層穩(wěn)定，全礦區(qū)僅在64線ZK56孔、觀5孔有缺失、巖性主要為黃棕色含礫石的砂質(zhì)粘土和紅棕色粘土。厚度一般35m，最厚19.60m，粘度大，隔水性能較好。b、F1上盤(pán)裂隙含水巖帶（巖體）（）在F1上盤(pán)的花崗巖和變質(zhì)巖內(nèi)發(fā)育的風(fēng)化裂隙和構(gòu)造裂隙弱含承壓水。根據(jù)各鉆孔含水段所連成的含水帶的形狀極不規(guī)則，總體上向南東傾斜，傾角10°45°，F(xiàn)3斷裂以北54線傾角大，兩端傾角較小。底界一般距離F1斷裂10m以上，只在36線、48線的局部地段與F1主斷面重合。頂板為花崗巖和變質(zhì)巖，最西部為第四系粘土層。最小鉛直厚度20m，最大鉛直厚度185m。富水性除54線左右一段極

32、弱外，其他地段較均勻，鉆孔單位涌水量0.0010.041l/s.m。天然水頭標(biāo)高0.063.50m，礦床開(kāi)采后水頭標(biāo)高有一定幅度的下降，近F3處相對(duì)較低。礦化度39.192.7g/L。該含水帶頂、底板為斑狀黑云母花崗巖和膠東群變質(zhì)巖，底板局部為黃鐵絹英巖或少量的黃鐵絹英巖化花崗巖，巖石致密堅(jiān)硬，相對(duì)隔水。其下部的F1斷層泥和糜棱巖帶，對(duì)該含水帶內(nèi)的地下水進(jìn)入礦坑有很好的阻隔作用。c、F3斷裂構(gòu)造含水帶（）F3斷裂帶從礦區(qū)中部通過(guò)，橫切F1斷裂和號(hào)主礦體。目前已有大斜坡道、-510m及其以上的眾多平巷揭露了該斷裂。該斷裂具有多期活動(dòng)的特征，早期形成的破碎帶已被中基性巖脈充填，后期活動(dòng)又形成了1至

33、2條破碎帶，未膠結(jié)。后期破碎帶的寬度變化很大，最窄處僅0.1m，最寬可達(dá)12m。在目前的開(kāi)拓范圍內(nèi)，后期破碎帶的規(guī)模有從西往東、從上往下有逐漸增大的趨勢(shì)。由F3斷裂是一條區(qū)域性大斷裂，經(jīng)過(guò)了多次的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，特別是后期的活動(dòng)，使得帶內(nèi)巖石極為破碎，產(chǎn)生的斷層角礫又未被膠結(jié)，這就為地下水的存儲(chǔ)及運(yùn)移提供了較好的空間，儲(chǔ)存有豐富的地下水，同時(shí)接受海水的弱滲透補(bǔ)給。由于斷裂帶寬度較大，因此極易發(fā)生各種水文地質(zhì)和工程地質(zhì)災(zāi)害。主要的涌水及危害情況見(jiàn)表34。d、F1下盤(pán)構(gòu)造裂隙含水帶（）在礦區(qū)F1下盤(pán)發(fā)育有多條斷裂構(gòu)造，成為地下水活動(dòng)的主要空間。F1下盤(pán)構(gòu)造裂隙含水帶的分布范圍較廣，南至1540線，北至號(hào)

34、礦體分布區(qū)，東以F1為界，西部逐漸終止于F2。由于不同區(qū)間的構(gòu)造發(fā)育特征和地下水的補(bǔ)給條件不同，因而水文地質(zhì)特征也有所差異。表34 F3斷裂帶主要危害一覽表時(shí)間開(kāi)拓工程位置圖突水量（m3/h）主要危害斜坡道-135m43.35冒落高度5m，停產(chǎn)1個(gè)月-105m平巷12.33-150平巷24.8-240平巷24-240平巷34斜坡道-245m140淹坑、改道、停產(chǎn)3個(gè)月-240平巷160.65造成排水緊張-195平巷36.6涌泥1985m3，停產(chǎn)1年1997.10-243運(yùn)輸巷12冒落高度8m-330平巷240冒落高度5m,造成排水緊張注：-250m、-375m、 -420m、-435m平巷采取

35、了預(yù)注漿堵水，均未發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。在南部的1540線至F3之間，含水構(gòu)造以幾條NW走向的裂隙為主，規(guī)模中等，走向延伸幾十米至上百米，其間有NE向裂隙溝通。由于這些NW向裂隙在南東延伸方向逐漸向F3收斂，因此，含水帶的寬度向東南逐漸變窄。-280m中段以上巷道在該區(qū)的涌水量很小，穩(wěn)定流量?jī)H6.6m3/h。隨著深部開(kāi)拓工程的進(jìn)展，此區(qū)域裂隙開(kāi)度變大，故涌水量顯著增大。井巷內(nèi)單處涌水點(diǎn)的最大涌水量達(dá)250m3/h。涌水點(diǎn)的水質(zhì)最初都為高礦化度鹵水，隨排水時(shí)間延續(xù)有淡化趨勢(shì)，但淡化速度較慢（如-3751580探礦孔，從1997年8月至2000年6月，歷時(shí)近三年,礦化度僅從63.90g/L降至49.87g

36、/L）。此區(qū)域地下水水溫較高，目前-555m中段最高水文達(dá)38。在F3以北至2100線，由于有多條NW向?qū)畼?gòu)造發(fā)育，富水性較F3南部明顯增強(qiáng)。該區(qū)內(nèi)的幾條主干導(dǎo)水構(gòu)造規(guī)模較大，延伸較遠(yuǎn)，產(chǎn)狀較穩(wěn)定，巷道最大涌水點(diǎn)的流量為195m3/h。該區(qū)間的涌水最初均為高礦化度鹵水，此后水質(zhì)的變化速度和趨勢(shì)依涌水點(diǎn)的分布區(qū)間而異，水溫也有所不同。主豎井處于靠海一側(cè)，其附近涌水點(diǎn)的水質(zhì)在出水后不到一年的時(shí)間內(nèi)就已轉(zhuǎn)化為海水，十多年來(lái)一直穩(wěn)定；水溫為1821。而靠陸地一側(cè)的沿、穿脈巷內(nèi)，經(jīng)過(guò)一至三年持續(xù)排水之后，除少數(shù)處于東南側(cè)邊沿的水點(diǎn)水質(zhì)無(wú)明顯變化外，大部分涌水點(diǎn)的水質(zhì)逐漸接近于海水；水溫為2131，在宏

37、觀上呈現(xiàn)出離F3越近，水溫越高的態(tài)勢(shì)。F3北部NW向含水裂隙的密度和規(guī)模是隨著遠(yuǎn)離F3而逐漸變小。2100線以北及號(hào)礦體分布區(qū)，這種變化已經(jīng)非常明顯，致使含水帶的富水性明顯變?nèi)?。目前?hào)礦體分布區(qū)開(kāi)拓了眾多的井巷工程，礦坑涌水主要是受一、兩條構(gòu)造控制，涌水量基本上是一個(gè)定值，為6070m3/h左右，沒(méi)有隨開(kāi)采深度的加大而增加的趨勢(shì)。水壓也隨開(kāi)采深度的加大而逐漸下降，殘余水頭一般小于20m（如1991年元月-150-2240-1孔的水頭約為15m，1998年3月-285AC2孔的水頭為12m左右）。該區(qū)域與南部的含水構(gòu)造有一定的水力聯(lián)系，但聯(lián)系程度較弱。區(qū)內(nèi)涌水點(diǎn)的水質(zhì)最初仍然咸于海水，由于距海較

38、近，水質(zhì)淡化至海水的速度較快（如-330平巷2220線涌水點(diǎn)，從2000年9月至12月，礦化度便從50.54 g/L降至33.19g/L）。其水溫明顯低于南部，為1823。隔水巖體：分布于1540線以南區(qū)域，及F3以北、F2以西區(qū)域，該區(qū)域裂隙不發(fā)育。鉆孔單位涌水量為0.000370.011L/s.m，物探結(jié)果顯示，1540線以南不存在明顯的含水通道，坑道揭露時(shí)無(wú)涌水現(xiàn)象，F(xiàn)2以西、F3以北范圍僅存在四條規(guī)模較小的北東向裂隙，位于該區(qū)的觀測(cè)孔水位高于F2以東的觀測(cè)孔水位100多米，故兩區(qū)的花崗巖可作為相對(duì)隔水巖體或隔水巖體看待。綜上所述，三山島金礦床是水文地質(zhì)條件中等復(fù)雜的構(gòu)造裂隙充水礦床。三

39、山島金礦濱海礦床防治水主要結(jié)論：a、三山島金礦是水文地質(zhì)條件中等復(fù)雜的礦床，構(gòu)造裂隙出水。礦區(qū)三面臨海，礦體全部賦存在海平面以下，海水沿多條導(dǎo)水裂隙進(jìn)入礦坑，是礦坑水的主要補(bǔ)給源。海水對(duì)礦坑的補(bǔ)給是越流補(bǔ)給，數(shù)量有限。礦區(qū)頂部雖有第四系強(qiáng)含水層，但由于第四系底部和隔水層和F1斷層及其上盤(pán)的隔水作用，礦坑水與第四系水無(wú)直接的水力聯(lián)系，礦床疏干無(wú)地面塌陷發(fā)生。此外區(qū)域鹵水補(bǔ)給礦坑只能通過(guò)F3斷層，區(qū)域鹵水以靜儲(chǔ)量為主，易疏干。礦區(qū)屬半封閉式的水文地質(zhì)條件，礦坑水的總涌水量較穩(wěn)定，地下水的動(dòng)態(tài)類(lèi)型主要表現(xiàn)為回采時(shí)期的平穩(wěn)衰減型和基建時(shí)期的人為干擾型，均不受季節(jié)等自然因素影響。疏干至-420m標(biāo)高，水

40、量始終在490650m3/h范圍內(nèi)變化（包括生產(chǎn)水、充填水及飽氣帶水40m3/h）。b、構(gòu)造裂隙發(fā)育的不均勻性，決定了礦區(qū)地下逕流強(qiáng)度的差異性。礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造裂隙之間水力聯(lián)系好。c、天然狀態(tài)下，地下水從南東方向流向北西部的排泄區(qū)；即高礦化度的區(qū)域地下鹵水來(lái)自礦區(qū)南東外圍深部，分流經(jīng)、含水帶向渤海排泄。采礦的疏干排水破壞了地下水的天然流場(chǎng)，南東方向的鹵水仍循原路逕向北西方向的礦坑排泄，而礦坑北西部地下水流向則發(fā)生了逆轉(zhuǎn)，即海水自北西方向入滲后，主要通過(guò)含水帶向礦坑補(bǔ)給。第四系水對(duì)礦區(qū)只有少量的下滲弱補(bǔ)給。d、環(huán)境化學(xué)與環(huán)境同位素研究結(jié)果表明，三山島金礦地下水來(lái)源于海水、鹵水和第四系水，以1992年2

41、月全礦飽水帶465.8m3/h為例（40m3/h飽氣帶水未考慮來(lái)源），其中海水占60%，鹵水占33%，第四系水占6%，鹵水是經(jīng)過(guò)陽(yáng)離子交替吸附作用的殘余海洋沉積水和少量淋濾水的混合水。e、礦坑涌水中，海水、鹵水的比例并不是以成不變的。開(kāi)拓初期（特別是深部），由于處于封閉狀態(tài)，鹵水所占比例較大，可達(dá)50%以上，隨著靜儲(chǔ)量的釋放，鹵水比例逐步減小，如近海一側(cè)的主豎井部位，目前地下水水質(zhì)已于海水接近。f、礦山不具備采用帷幕堵水注漿條件，局部帷幕的條件也不存在，只宜采用疏干排水方法。g、應(yīng)用有限元數(shù)值法對(duì)二、三期最低中段的礦坑涌水量進(jìn)行了預(yù)測(cè)：其結(jié)果如下；如果采取接力式排水(目前礦山采用此種排水方式)

42、，則上部飽氣帶內(nèi)的40m3/h的流量不會(huì)流入下部水倉(cāng)，-420和-600m中段的涌水量分別為：-420m中段：588.11.12=658.7m3/h；-600m中段：644.81.12=722.2m3/h。h、三期開(kāi)拓中，F(xiàn)3斷裂必須預(yù)注漿通過(guò)，其北部強(qiáng)含水帶也建議預(yù)注漿通過(guò)，預(yù)計(jì)三期排水系統(tǒng)仍將建在F3以南區(qū)域，是可行的，下部也可以采取小距離疏干。i、緊貼F1斷層主裂面采礦和采礦輔助工程進(jìn)入F1斷層上盤(pán)的含水帶時(shí)，不存在大量含水帶水進(jìn)入礦坑的問(wèn)題，礦坑增加的涌水量有限。j、在上部保安礦柱安全穩(wěn)定的情況下，礦區(qū)不存在海水、第四系水大量導(dǎo)入的條件，疏干方法治水也不存在帶壓開(kāi)采的突水危險(xiǎn)，逐次疏干，突水的量不大，而且還可以用閘閥控制，只要設(shè)計(jì)的排水設(shè)備能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，就能保證不發(fā)生水害，因此，無(wú)安裝防水閘門(mén)的必要。經(jīng)過(guò)目前的開(kāi)拓工程驗(yàn)證，除預(yù)測(cè)涌水量稍微偏大外，其它科研結(jié)論均是正確地，并被廣泛應(yīng)用到礦山生產(chǎn)之中。正如結(jié)論的第一條所說(shuō)：礦坑水的總涌水量較穩(wěn)定，地下水的動(dòng)態(tài)類(lèi)型主要表現(xiàn)為回采時(shí)期的平穩(wěn)衰減型和基建時(shí)期的人為干擾型。剛揭露下部中段