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第一章矿床地质特征1.1区域地质特征概况本区地处中朝准地台内蒙台隆阴山断隆大青山复背斜北翼三合命挤压带的东端。该区自古生代以后长期处于活动状态，构造线近东西向，印支旋回以后经燕山亚旋回、喜马拉雅山亚旋回的阶段性上隆抬升，并在反冲断裂构造的挤压作用下，将部分铁矿体抬升到地表或浅部而形成了今日三合明铁矿区以紧密褶皱和断裂构造较为发育的复杂构造形态。整个矿区分为：西部异常区、中部露头区和东部异常区。区域出露地层主要为下元古界三合明群、中元古界白云鄂博群、新生界老第三系和第四系。1.2矿区地质1.2.1地层区内出露的地层主要为下元古界三合明群（Pt15），其次为新生界老第三系（E）和第四系（Q），该铁矿赋存于三合明群之中。三合明群含矿地层自下而上分为六个岩段，但在中部露头区仅出现四个岩段，由老到新分述如下：a.下角闪岩段（Pt15-1）：下部为中细粒角闪岩夹石英岩、闪豆岩扁豆体；上部为磁铁闪透片岩、石榴黑云片岩夹斜长黑云片岩，条带状磁铁石英岩、石英岩及石英闪透岩扁豆体。本层构成中部露头区矿体之地板。b.下磁铁石英岩段（Pt15-2）：分布在矿区中部，为条带状磁铁贫矿夹磁铁闪透片岩、石英岩扁豆体。矿体以条带状构造为主，沿矿层走向变化大，为本区中部露头区之主矿体。c.片岩段（Pt15-3）：该层为中部露头区矿体之顶板围岩，矿体为磁铁闪透片岩，其次为石榴黑云片岩、石榴闪透片岩，上部为厚层石英岩夹闪透片岩，其中夹薄层磁铁透镜状。d.中角闪岩段（Pt15-4）：角闪岩——斜长角闪岩夹石英岩，透闪岩，赤铁石英岩及透闪片岩透镜状。新生界老第三系（E）：分布在矿区南北边缘,主要由砾岩及砂砾粘土组成。新生界第四系（Q）：主要分布在矿区南北边缘及西异常区和中区F14断层以东地带，由残积、坡积、冲积及风成砂土组成。1.2.2构造a.褶皱构造：矿区含矿地层产状变化复杂，出现多个倒转褶皱，因所在部位不同而异。西异常区II勘探线以西，地层走向近东西，倾向南，II勘探线以东地层走向转为北东，倾向南东。中部露头区XVIII勘探线以西，地层走向北东，向南东倾斜，XVIII勘探线以东，地层走向转为北西，向南西倾斜；至F14断层以东，地层走向为东西向，向南倾斜，东部异常区地层走向突然转为南北，向东倾斜。b.断裂构造：矿区内断裂构造较为发育，已发现大小断层余处并且对矿体有一定破坏作用。断裂构造大体分为5组：东西向反冲逆断层组、北东向正断层组、北东东向逆断层组、北西向正断层组及北北东正、逆断层组。东西向反冲逆断层组：包括F16、F12两条断层，为区内最大的断层。F16断逆层位于矿区北缘，呈北70。东方向贯通全矿区，向南倾斜，倾角70—77。，断距较大。F12断逆层位于矿区南缘，东西贯通整个矿区，走向北东80。，倾向北，倾角60—75。左右。北东向正断层组：包括F1、F2、F3、F4、F9-1、F15等6条断层，走向北东20—40。，倾向南北不一，倾角62—85。左右，断层规模一般较小，对矿床影响不大。北东东向逆断层组：包括F5、F6、F7、F8、F11等5条断层，走向北东50—70。，倾向北西，倾角48—80。之间，其中F6、F11断层的性质产状及规模尚未查清，该两条断层对矿体有一定的破坏作用，其他三条断层对矿床无影响。北西向正断层组：包括F9、F10、F18等三条断层，该组断层规模较大，对矿体有一定的破坏作用。如F10断层延长达390余m，断层面走向在东南端为东西向，向北逐渐转化为北西向，呈现中间向南西外凸，两端后弯的弧形特点，倾向南西，倾角64°。因受该断层影响，使矿体在XVIII线缺失。F9、F18断层对矿体无影响。北北东向正、逆断层组：包括F13、F14、F17三条断层，其中F17逆断层位于中区东端，走向北东10°，倾向南东，倾角85°，在中区东部将矿体切断；F14正断层位于中区中段与东段交接处，断层走向北东15°，倾向南东，倾角77°，断距20m左右。由于F14断层的影响，造成中区中段矿体与东段矿体不连接。矿区内岩浆岩不甚发育，规模一般不大，均呈脉状产出。已发现的有：闪长岩脉、闪斜煌斑岩脉、碳酸盐岩脉、辉石闪长岩脉，其中辉石闪长岩脉在深部对矿体有较大的破坏作用。1.3矿床地质三合明铁矿中部露头区，自XII线以东至F17断层，长约1600m，矿体地表出露最长达1250m，露头最大宽度106m。工程见矿最大厚度98m。最小厚度2m，平均厚度39.20m，矿体厚度变化较大。矿体沿倾斜深度方向最大延深为450m，一般沿深为300m左右。随深度增加厚度逐渐变薄，并迅速尖灭，而品位亦有变化的趋势。矿体形态基本为层状或似层状，因后期构造运动影响，产生一系列的倾伏褶皱构造，矿体的形态与产状各处不一。中部露头区之西段，矿体产状受倾没倒转背斜构造控制，XIV线一带因地处倒转背斜的轴部，故矿体呈重迭产出。XIV线以东地区，矿体呈对称形式重。复出露在背斜之南、北两翼。北翼为倒转翼，走向北东45°，倾向南东，倾角45°左右。中区中段与东段矿体，因受褶皱构造的影响，矿体多次重复出现，使矿体沿走向方向产生了五处短轴倾伏背向斜褶曲，矿体底板产状有变缓趋势，而且一般呈波状起伏。中段矿体（XVIII—XX线）走向北西45°，倾向南西，倾角50°左右。东段矿体（F14断层以东）走向为东西向，向南倾斜，倾角40—64°。1.4矿岩特征1.4.1矿石类型、结构构造矿石的自然类型可分为石英型磁铁矿、石英闪石型磁铁矿、和闪石型磁铁矿。中区西段与中段（XX以西），以石英闪石型磁铁矿矿石为主，其次为闪石型磁铁矿矿石，石英型磁铁矿矿石呈透镜状零星分布在石英闪石型磁铁矿矿石中。中区东段（F14断层以东）则以闪石型磁铁矿矿石为主，并见少量石英闪石型磁铁矿矿石。矿石工业类型属于S、P含量低，且不含氟的磁铁贫矿矿石。矿石结构主要有：自形—半自形粒状变晶结构，纤维状、束状、放射状变晶结构，包含变晶结构，交代溶蚀结构。矿石结构主要为条带状、皱纹状和细脉浸染状构造。1.4.2矿石的矿物成分有用矿物主要有磁铁矿，次为赤铁矿和褐铁矿。脉石矿物以铁闪石、镁铁闪石和石英为主。此外尚有黑云母、方解石和黄铁矿等。1.4.3矿石的化学成分矿石中的化学成分比较简单，主要有益组分是铁，未发现可供利用的其他有益组分。本次矿石是以SFe圈定。TFe最高含量为51.37%，平均含量为34.51%，SFe最高含量为44.59%，平均含量为27.52%。而SFe的含量主要集中于25—32%之间。露天采场内矿石平均品位TFe34.34%，SFe26.86%。1.5矿岩物理力学性质根据各种岩石的物理机械性质试验结果表明：磁铁矿及角闪岩抗压抗剪强度较大，岩矿石稳定性好，而片岩及砂岩抗压抗剪强度较小，矿石稳定性差。风化带、断层破碎带及褶皱构造带的轴部，风化及构造裂隙发育，岩石稳定性不好，特别是片岩、砂岩及断层破碎带等因抗压抗剪强度低，稳定性差，为露天采场边坡的不稳定地段，开采时必须注意安全。矿岩力学性质：矿石硬度系数f=8—16；岩石硬度系数f=6—10；矿石容重3.30t/m3岩石容重2.80t/m3；含矿岩石体重3.09t/m3；虚方容重2.10t/m3；表土容重2.00t/m3；矿石松散系数为1.60；岩石松散系数为1.45。1.6矿石储量1.6.1工业指标地质报告储量计算采用的工业指标如下：矿体边界品位：SFe≥20%；块段最低工业品位：SFe≥25%；SFe最小可采厚度：≥2m；夹石剔除厚度：≥2m。SFe平均品位大于边界品位而小于块段最低平均品位的矿石列为表外矿。SFe平均品位大于或等于15%而小于20%，单独进行圈定和计算。1.6.2地质储量地质队采用水平断面法计算的矿石储量为8492.88万t（包括表外矿石储量44.78万t）。表内矿石储量为8448.10万t，其中B+C级7013.38万t，D级1434.72万t。1.7生产勘探及生产取样1.7.1生产勘探生产探矿是矿山生产过程中所进行的探矿工作，其目的是使矿山保有规定的三级矿量，准确控制矿体边界及厚度的变化，进一步查明矿石质量的空间分布特征及其变化规律，查明对矿体有破坏作用的断裂及岩脉，查明近期开采地段水文地质条件、和开采技术条件，为保障矿山正常持续生产和指导采准与回采切割工程的设计、施工而提供可靠的地质资料。根据本矿床矿体产状为中等倾斜的特点，设计决定以探槽为生产勘探的主要手段，探槽间距25米，垂直矿体走向布置槽探取样采用刻槽法，连续取样，样长2米。所有样品均要进行基本分析，分析TFe和SFe，另取基本分析样10%的付样进行组合分析，分析SiO2、Al2O3、CaO、MgO、S、P。内检和外检样分别占基本分析样的10%和5%，分析TFe和SFe。1.7.2生产取样1.7.2.1采场取样采场取样主要是为了进一步确定矿体边界和掌握矿石质量变化情况，以指导采掘工作进行和有效地进行开采矿石的质量和储量管理。设计推荐在采矿爆破孔的矿岩粉中取样，爆破孔间距4.5×5m，每排均取，分析TFe和SFe。1.7.2.2采下矿石质量检查样目的是掌握采下矿石质量，满足选冶工艺对矿石质量的要求。设计确定在采场爆破后的矿石堆上，用五点法取样，每班合成一个样，分析TFe和SFe。1.8矿区水文地质1.8.1矿区水文地质条件矿区含水层可分为第四系空隙潜水、第三系潜水及承压水、基岩分化裂隙和构造裂隙水。a.第四系空隙潜水含水层该系地层主要由冲洪积、坡积物组成，在矿区的南部广泛分布，其厚度变化较大，一般厚约6—8m，局部较厚，特别是距矿区较近的单双河厚度可达60m，含水层呈多层结构。上部为中细砂夹砂砾石层，下部为砂卵石，水位埋深2.72—4.35m。地下水埋深为南西深、北东浅。在距矿区南部约300m处以下降泉的形式涌出地表，其流量为2000—2500m3/d。在矿区南部的单双河河漫滩上的农用机井，单井出水量约1500m3/d，地下水水质为HCO3—CaMg型，矿化度0.47—1.17g/L。b.第三系潜水及承压水该系地层在矿区的西部、北部、东部均有分布。主要由砾岩、泥质砂岩及粘土岩组成，厚度54.55—156.46m，水位埋深2.39m。西部异常区CK121孔抽水试验结果表明，涌水量0.038L/s，水质为HCO3—CaMg型，矿化度＜1g/L，PH值7.9。c.基岩风化裂隙和构造裂隙水本区基岩风化裂隙发育，含水层平均厚度11.95—14.19m，水位埋深4.81—39.19m，涌水量0.079—0.45L/s，渗透系数0.045—1.0m/d，水质为HCO3—CaMg型，矿化度0.37—1.06g/L，PH值7.4—7.9。1.8.2矿区地下水补、迳、排本区地下水分布受地质岩性、地貌、构造等控制，各层地下水均受大气降水直接或间接补给。地下水流向在中部露头区西、北、东三面均由北向南，排泄于单双河。露头区南部单双河水流向在矿区西部为由南西向北东流，到天德店、后卜子一带转为大致由西向东流。地下水径流条件较好，排泄方式主要以人工排泄、蒸发及下降泉的形式和通过底下径流排泄到区外。1.8.3矿坑涌水量预测矿坑充水因素主要为基岩风化裂隙潜水及大气降水。大气降雨汇入到矿坑内，基岩风化裂隙潜水按地下水动力学无压完整井进行了预测，其结果见下表。预测的各采场涌水量（m3/d）（m3/7d）（m3/d）（m3/d）东采场正常3607601120最大149302192076015690