西鞍山铁矿床水文地质特征
辽宁省辽阳县大南沟铁矿成矿地质条件

辽宁省辽阳县大南沟铁矿成矿地质条件辽阳县大南沟铁矿大地构造位于华北地台、太子河一浑江拗陷与营口一宽甸隆起的复合部位,哑巴岭一八盘岭近东西向背斜构造的北侧。
大南沟铁矿矿床成因属于沉积变质铁硅建造铁矿。
矿体赋存于鞍山群茨沟组地层中,矿体严格受地层层位控制,属鞍山式铁矿。
关键词:磁性铁矿石鞍山群茨沟组鞍山式铁矿1、区域地质背景辽阳县大南沟铁矿属于弓长岭铁矿床八盘岭矿段中的一个矿区。
大地构造位于华北地台、太子河一浑江拗陷与营口一宽甸隆起的复合部位,哑巴岭-八盘岭近东西向背斜构造的北侧。
本区内出露的岩层主要为太古界鞍山群茨沟组含铁变质岩系,区域主要地层由老至新分别为太古界鞍山群;茨沟组和大峪沟组。
下元古界辽河群;浪子山组、里尔峪组、高家峪组。
上元古界青白口系;钓鱼台组、南芬组、桥头组。
上元古界震旦系出露地层为康家组。
古生界则主要为寒武系和奥陶系。
中生界侏罗系地层为上侏罗统地层、新生界第四系。
本区域内的构造发育。
根据本区构造旋回不同,分为太古宙鞍山群基底构造层和元古宙-古生宙盖层构造层。
基底构造以紧闭褶皱构造为主要特征,例如老爷岭一高家复背斜、弓长岭背斜、哑叭岭一八盘岭复式褶皱构造和弓长岭一本区复式褶皱构造。
盖层构造以断裂构造为主要特征,是北东东向断裂,北东向和北西向断裂。
其次是宽缓的褶皱构造。
本区内的岩浆活动不发育,仅有基一酸性岩枝和岩脉。
偶尔可见一些石英岩脉。
区内出露的岩浆岩皆系花岗岩类,主要为太古代花岗岩、燕山期花岗岩,混合岩较为发育,出露的面积较大。
有弓长岭混合花岗岩及麻峪混合花岗岩、老爷岭-泉眼背混合花岗岩体、三道岭-下马塘混合花岗岩体。
而以麻峪混合花岗岩为活动强烈,它对鞍山群的同化贯入作用,使原地层被其分隔成若干个大小不等的残留体。
2、矿床地质特征本区的茨沟组二段是铁矿的赋存层位,是铁矿最主要的岩石地层单位,本段地层岩性主要为角闪片岩、斜长角闪岩夹黑云变粒岩和磁铁石英岩等。
角闪片岩为灰绿色,粒状鳞片变晶结构,片状构造,矿物成份为石英、角闪石,少量黑云母及斜长石。
东鞍山铁矿石矿石性质

东鞍山铁矿矿石性质东鞍山铁矿现开采平面为-38m~79 m,矿床赋存于太古界鞍山群变质岩系中,其上覆盖有第四纪地层,属于前震旦纪海相沉积变质大型铁矿床。
矿石结构构造比较复杂,主要呈条带状和条纹状构造,其次为隐条带状构造和块状构造,部分为揉皱状构造和角砾状构造;矿石的结构主要为变晶结构,其次为鳞片状变晶结构、交代结构、蜂窝状和土状结构、包裹体结构。
条带状构造的矿石由交迭的铁质条带和石英条带组成。
铁质条带内的铁矿物含量高达60%—80%,铁质条带内的脉石矿物中常含有数量较多的铁质包裹体,脉石条带中也含有较多的铁质包裹体。
这容易导致矿石中极细粒级含量偏高,对矿物的单体解离是不利的。
隐条带状构造矿石在镜下仍表现为条带状,但其粒度更细,以致于向致密状矿石过渡。
块状构造的矿石中铁矿物较为均匀地分布于脉石矿物中,铁矿物粒度也相对均一。
角砾状和揉皱状的矿石在东鞍山铁矿较为发育,但是这种构造的矿石具有铁矿物粒度两极分化的特点,在矿物磨矿过程中易造成两极分化。
碳酸盐矿石中分布的网脉状、蜂窝多孔状及土状构造多为碳酸盐矿物在地表或近地表遭风化淋滤作用形成的。
在风化淋滤的孔洞中充填着褐铁矿或粘土质物质,这使得这部分矿石非常难选。
变晶结构是铁矿物与石英紧密相嵌构成的不等粒等轴状或不等轴状花岗变晶结构;鳞片状变晶结构主要是绿泥石呈片状或鳞片状定向排列与铁矿物构成的变晶结构,使铁矿物常常以极细粒包裹体存在于绿泥石中;交代结构表现为假象赤铁矿交代于磁铁矿中和铁矿物与石英间的相互交代,形成交代残留结构、港湾状溶蚀结构、环边结构及边框结构;蜂窝状及土状结构常见于风化的碳酸盐矿石中;包裹体结构是指细粒铁矿物被石英或其它矿物所包裹,这种结构在东鞍山铁矿较为普遍[2,4,5,8]。
2.1矿石的工艺类型和矿物学特征按矿石的自然类型东鞍山铁矿石可分为假象赤铁石英岩、磁铁假象赤铁石英岩、假象赤铁磁铁石英岩、磁铁石英岩、含绿泥石磁铁石英岩、含绿泥石假象赤铁石英岩、菱铁矿磁铁石英岩、含菱铁矿假象赤铁磁铁石英岩;按矿石的工艺类型化分为氧化矿石、高亚铁矿石、半氧化矿石、未氧化矿石、含碳酸铁矿石、含绿泥石矿石、褐铁矿矿石。
铁矿主要类型

二、矿床类型我国幅员辽阔,分布有从超基性—基性—中性—酸性—碱性各时代的各类岩浆(喷发)岩;沉积了从太古宙到第四纪各个时代的地层,包括各种沉积岩系、火山沉积岩系、沉积变质岩系,为不同类型铁矿的形成创造了条件。
我国目前具有工业意义的铁矿床,按其成因可分为沉积变质型、岩浆型、接触交代-热液型、火山岩型、沉积型和风化型等6种主要类型,其中以沉积变质型最重要。
现介绍如下:(一)沉积变质型铁矿床这类铁矿床又称受变质沉积型铁矿床,主要产于前寒武纪(太古宙、元古宙)古老的区域变质岩系中,是我国十分重要的铁矿类型,其储量占全国总储量的57.8%。
并具有“大、贫、浅、易(选)”的特点,即矿床规模大,含铁量低,矿体出露地表或浅部,易于选别。
主要分布于吉林东南部、辽宁鞍山—本溪、冀东、北京密云、晋北、内蒙古南部、豫中、鲁中、皖西北、江西新余、陕西汉中、湘中等地。
根据矿床中的矿石类型和含矿变质岩系的岩石矿物组合以及其他地质特征,又分为下列两大类。
1.受变质铁硅质建造型铁矿床典型铁矿床分布于辽宁鞍山—本溪一带,因此,一般称为“鞍山式”铁矿。
这类铁矿是受不同程度区域变质作用并与火山-铁硅质沉积建造有关的铁矿床。
大致与国外阿尔戈马型铁矿相当。
主要形成于前寒武纪(多集中于2000~3000Ma)老变质岩区。
铁矿床主要产于辽宁、河北、山东、河南、安徽等地太古宇鞍山群、迁西群、泰山群、登封群、霍丘群及其相当的变质岩系中的不同层位;山西、内蒙古古元古界五台群、吕梁群及其相当的变质岩地层中,变质作用大多数属于绿片岩至角闪岩相,个别产于麻粒岩相中。
湖南、江西等省产于板溪群或震旦系松山群。
多数地区含铁变质岩系受到不同程度的混合岩化、花岗岩化作用。
受变质铁硅建造中铁矿层是多层的,也有1~2层的,呈层状、似层状、透镜状产出。
矿层厚度一般几十至百米,最厚可达350m左右。
延长较稳定,个别矿层长可达几十公里以上。
矿床规模大多数为大型或特大型。
矿石中铁矿物与石英组成具有黑白相间的条带状、条纹状构造,变质程度高时,向片麻状过渡。
某铁矿区水文地质条件浅析

某铁矿区水文地质条件浅析水文地质勘查是地质勘查找矿的重要组成部分,通过水文地质勘查查明矿区的水文地质条件,为矿山设计开采提供依据。
本文通过对某矿区水文地质条件的分析,基本阐明了矿区的水文地质条件,预测了矿井涌水量。
标签:矿区水文地质条件浅析1矿区概况矿区面积43.92km2。
矿床类型为隐伏沉积变质型,矿体赋存于新太古代泰山岩群山草峪组变质地层中,矿体埋深一般为550~800m。
呈层状、似层状产出,总体走向300~310°,总体倾向NE,倾角80~89°。
矿床开采技术条件为Ⅱ-4型。
共查明铁矿石资源量62228.9万吨。
2矿区水文地质条件矿区范围内主要各含水岩组水文地质特征分别叙述如下:2.1第四系松散层孔隙潜水及基岩风化裂隙潜水含水岩组(1)第四系松散层孔隙含水岩组矿区内大面积分布,厚度10~30m不等,厚度不均,其成因为冲洪积、坡积或残积物所形成,成份为砂质、云母和砂砾石粘土组成,基本无厚砂层含水层分布,水位变化受大气降水影响变化较大,地下水埋藏深度1~3m,水化学类型为HCO3·SO4—Ca·Mg· Na型水,矿化度655.35 mg/L,总硬度376.85mg/L,地下水接受大气降水,农田灌溉及雨季河流侧渗补给,径流趋势为北向南径流,以人工开采,侧向径流为主要排泄方式。
(2)基岩风化裂隙潜水含水岩组主要岩性为砂岩及泥灰岩、泥岩,位于第四系松散层孔隙含水层覆盖之下,风化层深度50~80m不等,与第四系水力联系密切,动态水位变化一致。
本含水岩组钻孔中进行抽水试验两次,渗透系数0.5208~0.6965m/d,水位年变幅一般1~2m,最大3~5m,水化学类型为HCO3—Ca·Na+型水,矿化度646.99 mg/L,总硬度293.76mg/L,地下水接受大气降水经第四系下渗补给,基岩裸露区直接接受大气降水补给,径流趋势为北向南径流,以人工开采,侧向径流为主要排泄方式。
新疆西天山晚古生代铁矿床的地质特征、矿化类型及形成环境

新疆西天山晚古生代铁矿床的地质特征、矿化类型及形成环境新疆西天山晚古生代铁矿床是一类重要的矿产资源,其地质特征、矿化类型及形成环境与该地区的岩浆活动及构造变动密切相关。
首先,该地区晚古生代铁矿床出露于南北展布的断裂带上,主要形成于距今4.2亿年至2.4亿年间,分布范围广泛,常常与较少铜、钼等金属矿床同时出现。
该地区的铁矿床类型丰富,包括蚀变型、接触型、云母型、变质型等多种类型,其中以蚀变型和接触型为主。
其次,在该地区铁矿床的形成过程中,大量的岩浆活动是重要原因之一。
晚古生代时期,该地区发生了多次岩浆活动,并在构造变动的影响下形成了大量的深成岩体与侵入体,使铁矿床在地质构造上得到充分集中与聚集。
同时,岩浆的地热作用、热液作用以及水热作用等等也充分促进了铁矿床的形成。
最后,该地区铁矿床形成的过程也与地区环境密切相关。
在该地区,早期的海洋岩石经过多次岩浆活动后发生褶皱变形,而隆升事件和岩浆活动的作用,不仅改变了地层顺序,也使得构造变动日益剧烈。
这一复杂的构造背景与多次岩浆活动,加上地热流体的作用,使铁矿床在矿化过程中吸收了地层中的各种物质,如Si、B、P等元素,从而形成了具有高品位、复杂组成的特点。
综合来看,新疆西天山晚古生代铁矿床的地质特征、矿化类型及其形成环境,证明了该地区丰富的矿产资源与多次岩浆活动和构造变动的密切相关性。
因此,该地区的铁矿床开发具有广阔的前景和重要的意义。
相关数据指的是新疆西天山晚古生代铁矿床的矿产资源储量、品位等方面的数据。
以下是一些相关数据:1. 储量:新疆西天山地区的铁矿床储量占全疆的总量的70%以上。
2. 品位:该地区铁矿床的品位相对较高,一般在30%-40%左右。
3. 矿化类型:蚀变型和接触型铁矿床占据了该地区铁矿床类型的主要地位。
4. 分布:晚古生代铁矿床在该地区广泛分布,常常与其他金属矿床同时出现。
通过对以上数据的分析,可以得到如下的结论:首先,新疆西天山地区的铁矿床储量丰富,其储量占全疆总量的70%以上,这说明该地区的铁矿资源开发具有很大的潜力和前景。
中国十大铁矿山

中国十大铁矿山1中国十大铁矿山1.鞍山铁矿位于鞍钢附近,是鞍钢铁矿石的供应者,资源丰富,连同本溪铁矿探明储量超过100亿吨,其中工业储量40多亿吨,居全国之首。
矿山包括东鞍山、弓长岭等矿区,呈弧形分布于鞍钢周围。
各矿区间有铁路专线相接。
所谓"鞍山式铁矿"是指外生矿床中沉积变质的铁矿。
矿床特点是铁矿石品位低,但分布广,储量大。
鞍山铁矿的东鞍山露采坑2.本溪铁矿本溪铁矿位于本溪附近,是鞍本钢铁基地的铁矿石供应地,主要有南北离本负各25km的南芬和歪头山两个铁矿。
亦属"鞍山式"铁矿类型。
本溪市桥头镇大台沟发现业已探明储量超过30亿吨的巨大铁矿,国内外业内人士震惊,这一亚洲目前最大的铁矿引来国土资源部部长徐绍史亲自来探。
2009年6月18日晚,他们专程赶到勘探现场。
据专家称,这里的矿石储量相当于鞍本地区所有铁矿矿区储量的总和,同时大台沟铁矿具有埋藏深、矿体延深大、倾角陡、矿体规模大2等特点,矿床工业类型属磁铁矿和赤铁矿混合型,为特大型铁矿床,是目前发现的亚洲最大的铁矿。
从10多个勘探孔查明了铁矿石品位在25%-62%之间。
本溪铁矿歪头山矿采坑(航拍)3.攀枝花铁矿攀枝花铁矿采矿场3攀枝花铁矿位于四川省西南边陲,探明储量的钒钛磁铁矿达近百亿吨,其中钒、钛储量分别占全国已探明储量的87%和94.3%,分别居世界第三位和第一位,有"世界钒钛之都"之称。
矿石中还伴生有铬、钪、钴、镍、镓等多种有用矿物。
现攀枝花已成为我国西南地区最大的铁矿石原料基地和全国最大的钛原料基地,是全国四大铁矿区之一。
属于内生矿床中基性、超基性岩浆矿床类型。
矿床分布于攀枝花市和西昌地区的米易、德昌、会理、会东、盐边、盐源、冕宁和喜德等县。
主要为岩浆型的钒钛磁铁矿矿床,其次有接触交代-热液型和沉积型铁矿床。
有大、中、小型矿床66处,其中大型13处。
合计保有铁矿石储量(A+B+C+D级)51.6亿t,V2O2储量1282万t,TiO2储量3.34亿t。
鞍山地区地质构造及深部铁矿
鞍山地区地质构造及深部铁矿范正国;黄旭钊;谭林;杨雪;张洪瑞;周道卿;刘前坤【期刊名称】《地质与勘探》【年(卷),期】2013(49)6【摘要】鞍山地区是我国铁矿最集中的地区,已探明铁矿石近100亿t,但对该区地质构造和深部铁矿的认识仍然是不确定的,存在一些争议。
不同的意见主要集中在该区是属于向斜构造还是属于背斜构造,这些构造是怎样控制铁矿产出的,深部铁矿远景有多大。
针对这些问题,本文在对鞍山地区浅部地质构造及铁矿特征、岩(矿)石物性特点和重磁异常特征等综合研究基础上,采用剖面重磁异常人机交互反演技术对穿越东鞍山和齐大山铁矿区的重磁异常剖面数据进行了反演。
结果表明:鞍山地区整体为以铁架山为中心的穹隆构造,而穹隆顶部存在环绕铁架山的向斜构造或"凹陷",该向斜构造控制了鞍山地区铁矿的分布,深部铁矿的规模远大于已探明的地表及浅部铁矿的规模,深部铁矿资源前景巨大。
【总页数】11页(P1153-1163)【关键词】鞍山;构造;铁矿;重力异常;航磁异常【作者】范正国;黄旭钊;谭林;杨雪;张洪瑞;周道卿;刘前坤【作者单位】中国国土资源航空物探遥感中心【正文语种】中文【中图分类】P618.31;P631.24【相关文献】1.鞍山地区南北铁矿构造变形带基本地质分析 [J], 方明;鞠振南;王泽2.舞阳铁矿地质构造特征及深部探矿科研分析 [J], 王旭;郑探发;刘思聪;杨磊3.山东省招远市玲珑地区九曲金矿区采空区深部预测——构造蚀变岩相地质测量与深部找矿 [J], 武际春;吕古贤;任宏4.辽宁鞍山-本溪地区深部铁矿发育模式与铁矿远景 [J], 刘群;张伟;成伟;李文庆5.鞍本地区鞍山式铁矿区地质构造 [J], 李鸿业;赵秀德因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
《矿床水文地质》课件
结果应用
将水文地质环境监测与评价结果应用于矿区环境保护方案 制定、生态修复和土地复垦等方面,促进矿区可持续发展 。
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地下水在重力作用下产生流动,同时受到地层压力的影响。地下水的压力和流动对矿床的充水、排水、矿体稳定 等方面具有重要影响。了解地下水的压力和流动特征,有助于预测矿床开采过程中的水文地质问题,为矿床的安 全开采提供保障。
03
CATALOGUE
矿床水文地质勘探
勘探方法与技术
钻探
通过钻孔获取地下水文 地质信息,包括地下水 位、含水层厚度和分布
05
CATALOGUE
矿床水文地质问题与治理
矿床水文地质问题概述
矿床水文地质问题定义
矿床水文地质问题表现
指在矿床开采过程中,由于地下水的 影响而产生的各种问题,如突水、地 下水位下降、水质污染等。
矿坑涌水、地面沉陷、岩溶塌陷、水 源枯竭等。
矿床水文地质问题分类
按影响程度分为突发性问题和缓发性 问题,按发生范围分为区域性和局部 性问题。
根据矿床水文地质勘探结果,结合矿床开 采技术条件,制定相应的水文地质评价标 准,为矿床开采提供科学依据。
将水文地质勘探与评价结果应用于矿床开 采方案设计、安全生产和环境保护等方面 ,提高矿床开采的经济效益和社会效益。
案例二:某金矿的水文地质问题治理与实践
总结词
该案例介绍了某金矿的水文地质 问题治理与实践过程,包括问题 识别、治理方案制定和实施效果 评估等方面的内容。
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目录
• 矿床水文地质概述 • 矿床水文地质环境 • 矿床水文地质勘探 • 矿床水文地质评价 • 矿床水文地质问题与治理 • 案例分析
新疆西昆仑铁矿矿床地质特征与成因探讨
新疆西昆仑铁矿矿床地质特征与成因探讨新疆西昆仑地区矿藏资源特别丰富,本文中,笔者以切列克其铁矿矿床为研究对象,对其地质特征以及成因进行了研究与分析。
首先,从矿体地质特征、矿物成分特征、矿石结构特征、化学成分特征以及围岩蚀变特征等几个方面详细的分析了矿床地质特征,对这些地质特征的成因进行了分析。
标签:西昆仑切列克其地质背景地质特征成因切列克其铁矿是西昆仑地区典型的海相沉积(改造)型菱铁矿床,是前震旦纪基底经长期风化剥蚀的含铁质碎屑物,迁移至阿克赛钦早古生代(早志留世)陆缘沉积盆地沉淀和成岩,经历二叠纪末至中三叠世末古特提斯洋闭合产生的区域变质作用和侵入的花岗岩热液叠加作用改造形成.新疆西昆仑矿藏资源十分丰富,拥有铁、菱铁、铜、铅、锌等金属矿藏资源,这与其特殊的地质背景是分不开的。
文中以新疆切列克其铁矿为例简要的分析了该矿床地质特征及成因。
1切列克其铁矿矿床地质特征分析西昆仑铁矿资源比较丰富,拥有多个矿藏资源,虽然每个铁矿的储量并不相同,但是,地质特征基本相似,文中在对西昆仑铁矿矿床地质进行分析时,以切列克其铁矿为例进行了实证分析。
1.1矿体地质特征新疆西昆仑铁矿均产自于志留系温泉沟组地层之中,而且顺着岩层展布,与周围的围岩同步褶皱,切列克其铁矿矿区的3个矿体都具有这一明显的特征。
切列克其铁矿矿床主要含有大理岩、含有石榴片麻岩、块状菱铁矿层、硅化大理岩以及菱铁矿石等。
铁矿主要产生于片岩与大理岩之间,以及大理岩与其所夹的片岩的接触带上,只有极少数产于片岩之中。
其中,含石榴石片麻岩主要由角闪石、石榴石以及斜长石构成;大理石岩层理较为发育,主要含有石英、白云母,二者均为后期热液作用形成;块状菱铁矿石英脉较为发育,结晶情况较好。
1.2矿物成分特征矿物成分特征成分主要由矿石矿物、脉石矿物组成,据铁矿石进一步划分,矿石矿物主要由菱铁矿、褐铁矿、孔雀石等组成;脉石矿物主要由方解石、白云母、石英以及绢云母组成。
其中,矿石矿物中,菱铁矿由原生沉积、菱铁矿、黄铁矿、褐铁矿是由次生氧化作用形成的;而脉石矿物中,方解石由原生沉积、石英白云母由热液或者变质作用形成。
铁矿矿床类型及矿石性质
(二)镜铁山式铁矿物组成和矿石结构又有某些特点。
镜铁山式铁矿属铁质碧玉型铁矿床。矿石主要金属矿物为 镜铁矿、菱铁矿、少量赤铁矿和褐铁矿,矿体深部偶尔有 少量磁铁矿。其它共生有价矿物为重晶石。脉石矿物主要 为碧玉、铁白云石,少量石英、方解石、白云石、绢云母 等。
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(三)大西沟式铁矿
大西沟式铁矿属沉积变质菱铁矿类型,矿石组成 简单,以菱铁矿为主,另有磁铁矿,鲕绿泥石、 石英、绢云母、方解石、白云石等。矿石以条带 状结构为主。含铁一般为27~31%。
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(四)攀枝花式铁矿
攀西式钒钛磁铁矿是一种伴生钒、钛、钴等多种元素的磁 铁矿,其矿石储量居我国铁矿储量第二位(占15%左右), 矿石可选性良好,其矿物组成,嵌布特性与一般磁铁矿有 明显的差别。
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矿石含铁30%~40%,含二氧化硅20%,含硫0.1~ 2.8%。矿石呈条带状构造,条带有镜铁矿、菱铁矿、 碧玉、重晶石组成。矿石浸染粒度较细,结晶颗粒一 般为0.02~0.5mm,需磨至-200目占95%以上才能 达到单体解离。脉石中含铁较高,属于较难选的铁矿 石。
处理这类铁矿石的选厂有酒钢选厂。
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矿石构造以致密块状与细粒浸染状为主。致密块状矿石中, 在磁铁矿颗粒边缘及节理发育的地方,有赤铁矿并形成边 缘状及网格状结构。细粒浸染状结构的磁铁矿一般呈他形 晶粒状集合体浸染在脉石中与赤铁矿连生。磁铁矿大部分 呈他形晶状集合体产出,少部分呈自形晶粒状及星点状嵌 布 于 脉 石 中 。 粒 度 最 大 者 为 1.6mm 左 右 , 一 般 在 0.4~0.1mm之间,最小者为0.08mm左右。假象赤铁矿形 状保有磁铁矿八面体晶形,多数嵌布在磁铁矿或赤铁矿交 代强烈附近的脉石中,粒度为0.1mm左右。
有可供利用的伴生成分。
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西鞍山铁矿床水文地质特征 摘要:西鞍山铁矿床是东鞍山铁矿床往西的延续。通过对该矿床的岩性、含水层、构造等充分了解分,论述了该铁矿床的水文地质条件,为铁矿的开采设计提供了可靠的水文地质资料和试验数据。
关键词:铁矿床;水文地质特征 Abstract: The west Anshan iron ore bed is Anshan iron ore bed east to the west of the last. Through to the deposit of the aquifer, litho logy, structure and fully understand the points, this paper discusses the iron ore bed hydrological, geological conditions for iron ore mining design provides a reliable hydrogeology material and test data.
Key Words: iron ore bed; hydrological geology characteristics
前言 西鞍山铁矿床是东鞍山铁矿床往西的延续。该矿床储量丰富,是鞍山式铁矿中储量较大的矿山之一。多年来在区内进行了大量的地质勘探工作和水文地质工作,积累了丰富的资料,本文根据已获得的资料着重阐述矿床的水文地质特征和勘探方法。
1 矿区概况 矿区位于鞍山市西南见西鞍山铁矿床交通位置图(图1),矿区东部为低山丘陵地形,西部为一望无际的冲积平原,矿区为一峰峦陡峭地带,人称骆驼山。一般标高150米,最高点265米,平地标高23~30米,属北温带气候。
区内地层为新生界第四系残坡积、冲洪积物。元古界震旦系钓鱼台组石英岩、南芬组紫色页岩、桥头组石英岩及硅质页岩。太古界鞍山群樱桃园组千枚岩、区内构造裂隙发育。其中F16、F15走向断裂贯穿全区,横向断裂F10、F14、F7对矿体破坏严重。
2 矿床水文地质条件 2.1含水层[3] 2.1.1含铁石英岩构造裂隙含水层:该层出露矿区中部山脊一带,向东倾覆于震旦系地层之上。该层以裂隙含水为主。其裂隙水赋存于两种性质不同的裂隙 中,即风化裂隙和构造裂隙。风化裂隙发育规律为随深度增加而减弱,其发育深度一般为50米左右;构造裂隙的发育程度受构造断层规模、应力性质以及两侧岩性控制。在勘探过程中部分钻孔在该层的风化裂隙带和构造裂隙带遇到不同程度的漏水和涌水,涌水量大者200m3/昼夜左右。根据大量资料分析该层裂隙发育的很不均匀,尽管如此也构成了一个完整的有水力联系和压力水头的承压含水层。其水头标高27.26米,单位涌水量0.34升/秒米,渗透系数1.2米/昼夜,水化学类型HCO3—SO4—Ca—Mg型,含水层主要补给来源为大气降水,由于局部地段该层与石英岩直接接触所以两层之间有较密切的水力联系。
2.1.2石英岩构造裂隙含水层:分布在矿区中部,位于矿体上盘,不整合覆盖于鞍山群地层之上,倾伏延伸第四系地层之下,该层亦为 风化裂隙和构造裂隙含水,其发育程度,发育规律与矿层类似。在勘探钻孔中部分钻孔在揭露该层时在风化带和构造裂隙带有不同程度的漏水和涌水。由于顶板为紫色页岩隔水层故使该层地下水多呈承压状态,水头标高32.55米,单位涌水量0.619升/秒米,渗透系数1.5米/昼夜。水化学类型HCO3—C1—Ca—Mg型。
2.1.3第四系含水层:第四系地层分布在矿区北部冲积平原和鞍山城附近,厚度3~50米。组成物质为残积物、冲洪积物。该层主要以冲洪积砂、砾、卵石层为主,多呈潜水状态,局部由于亚粘土的隔水作用使地下水呈承压状态。单位涌水量1.3升/秒米,渗透系数7米/昼夜,主要补给来源大气降水,水化学类型C1——SO4——Ca——Mg型水。
以上三个含水层,石英岩含水层和含铁石英岩含水层属弱富水性的裂隙承压含水层;第四系含水层属中等富水性孔隙潜水含水层。
2.2 构造的含水性 区内断裂构造错综复杂,水平断距垂直断距大小不一,导水性也不尽相同。其导水性的好坏取决于断层的性质、规模。在众多的断层中F16断层就是较典型的导水断层。该断层为隐伏走向断层,由东至西贯穿全区,垂直断距200~250米。钻孔揭露此断层或断层裂隙带时有掉块、漏水和涌水现象。其最大涌水量240立方米/昼夜。就断层的整体来说导水性、富水性很不均匀。导水性的好与坏完全受断岩层的岩性所制约(表1)
部分揭露F16断层钻孔的水文地质资料 表1 孔号 孔深(米) 断层的起止深度(米) 断层所断岩层岩性 漏、涌水情况 水文地质情况
深度(米) 程度 ZK59 477.67 250.31~253.68 含铁石英岩 230 全漏 230米后涌水 ZK69 574.30 262.96~277.78 含铁石英岩 187~225 227 229 全漏 涌水 全漏 225米岩芯破碎 ZK16 154.21 61.80~79.13 含铁石英岩 43.17 漏水 ZK828 211.00~261.00 千枚岩 全孔 不漏
由于构造断层的作用在局部沟通了含铁石英岩含水层和石英岩含水层,使之发生了密切的水力联系。如在矿区西部ZK69孔对含铁石英岩含水层抽水时,水位降低24.53米,影响半径达1000米,在这其中直接影响了220米以外石英岩含水层的涌水钻孔,使该孔由涌水变为水位从井口下降2.00米(表2)(深部构造带水力联系示意图-图3)
构造断层沟通两个含水层的情况 表2 剖面号 钻 孔 号 孔深(m) 与ZK69孔距离(m) ZK69孔抽水前各孔情况 ZK69抽水时各孔情况 ZK69抽水时各孔情况
38 ZK69 574.30 静水位1.98米 最大降深24.53米 水位降低9.51米
36 ZK26 485.72 220.00 自流 水从孔口下降2.00米 水位从孔口下降1.38米
28 ZK48 648.09 950.00 自流 水从孔口下降1.53米 水位从孔口下降0.29米 2.3 隔水层 千枚岩、紫色页岩为隔水层,以上两个岩层属柔性岩层,即使断层通过也不容易含水。见(表1)部分揭露F16断层钻孔的水文地质资料
2.4 地下水的补给、径流、排泄 补给与排泄是含水层与外界发生联系的两个作用过程,补给与排泄的方式取决于区域水文地质条件。
矿床地下水的主要补给来源为:裸露岩石,特别是风化岩石对降水的直接吸收,大气降水通过第四系地层的下渗和区域的侧向补给。以地下径流的形式排泄,在沟家寨村南有一个上升泉向外排泄。
2.5地下水动态 地下水动态呈现季节变化,在农田灌溉区由于受灌溉的影响地下水位呈现反常现象,在春夏两季水位下降,入冬水位回升。
3 矿床水文地质勘探方法[1] 因西鞍山铁矿是东鞍山铁矿床矿体往西的延续,鉴于东鞍山铁矿床水文地质条件简单,在对该矿床勘探时借鉴了东鞍山铁矿的勘探资料。以最小投入获得最佳的工作成果为原则来开展工作。为查明矿床水文地质条件含水层的埋藏分布规律、水力联系,预测矿坑涌水量,采用的主要水文地质勘探方法如下:
3.1水文地质测绘: 测绘结合本区的特点,在25平方公里范围内,调查区内井泉、地表水体,通过对水点调查资料的分析来确定水点与地下水的关系。对第四系地层按成因类型进行了野外划分编制了第四系地质图。
3.2钻孔水文地质记录: 对所有钻孔均进行水文地质记录,记录孔内塌陷、掉块、漏水、涌水的起止深度,每回次提钻后下钻前观测钻孔水位,并详细记录,记录孔内漏水时的漏失量,漏水时的涌水量;对岩芯的裂隙发育情况详细描述。研究分析风化裂隙和构造裂隙的发育规律。
3.3第四系水文地质钻探: 利用钻探手段对第四系地层进行控制,着重查明第四系地层的厚度,埋藏条件以及成因类型、岩性等。 3.4水文地质试验: “水文地质试验是水文地质调查中不可缺少的重要环节”[1]获得各个含水层精确指标的有效手段,是参与矿坑涌水量预测参数的主要来源之一。
水文地质试验(抽、涌)工作必须根据水文地质基础资料,特别是钻孔水文地质资料来确定。选择试验手段应根据矿区的具体情况作具体分析和具体对待。该矿区的勘探初期,由于对矿床的水文地质条件不清楚,对各个含水层均选择钻孔进行抽水试验,随着工程的进展对含水层有了初步的评价,在这个基础上本着经济合理的原则又选择涌水钻孔进行了涌水试验。对不同的含水层分别进行了单孔抽水试验八次;多孔抽水试验两次;涌水试验三次。
3.5地下水动态观测: 地下水动态观测是掌握区内地下水动态的主要手段,在不同的水文地质单元,选择有代表性的水点对不同含水层的地下水动态进行观测并绘制动态变化曲线,以此来研究地下水的动态变化规律。
4 矿坑涌水量的预测方法 西鞍山铁矿床勘探范围2~48线,2~36线获工业级储量,开采方式露天开采,预测水平-100米。
4.1矿坑充水因素: 矿坑充水因素主要是大气降水直接降落补给,次为基岩裂隙水和第四系孔隙水的渗透补给。
4.2矿坑涌水量预测: 4.3.1计算依据 该矿区施工两个专门水文地质孔,以了解构造裂隙的富水性和导水性,钻孔竣工后进行了抽水试验工作,根据抽水试验获得的准确数据,采用“大井法”预测-100米水平矿坑涌水量。另通过搜集该矿2002年~2005年矿坑实际排水资料,采用“比拟法”预测该矿坑涌水量。
东鞍山铁矿矿坑实际排水资料 [2]表3 年 涌水量