辽宁宽甸富玉硅石矿矿床地质特征及开采技术条件分析

Vol 29 ,Suppl 1
June 2020
第29卷增刊1
中国矿业
2020 年 6 月
CHINA MINING MAGAZINE
辽宁宽甸富玉硅石矿矿床地质特征及
开采技术条件分析
李 超，单晓莹，王 冶，李海洋，王晓亮，王玉平，王彦明
(辽宁省地质矿产研究院有限责任公司，辽宁沈阳110032)
摘 要：富玉硅石矿床位于辽吉古元古代裂谷盆地中，矿体赋存于高家峪岩组变质陆缘碎屑建造中，矿体
受榛子沟-宽甸南倾背斜北翼层间断裂控制，矿体呈似层状、透镜状产出，与围岩产状基本一致，倾向207h
倾角平均34°,平均真厚度为3.53 m,矿石平均品位SiO 295.25% ,A12C )3 0.60% ,Fe 2O 3$19%，矿石品级以
三级品为主，成因类型属于热液型脉石英矿床％矿床开采水文地质、工程地质、环境地质条件简单，为开采
技术条件简单矿床％
关键词：地质特征；矿床成因；矿床开采技术条件；富玉硅石矿床
中图分类号：P613 文献标识码：A 文章编号：1004-4051(2020)S1-0256-04
Geological characteristics and mining technique conditions of
Fuyu silica deposit in Kuandian area of Liaoning province
LI Chao , SHAN Xiaoying , WANG Ye , LI Haiyang , WANG Xiaoliang , WANG Yuping , WANG Yanming
(LiaoningResearchInstituteofGeologyand MineralResourcesCo. Ltd. Shenyang110032 China )
Abstract : The Fuyu silica deposit located in Liaoji paleoproterozoic rift basin , this deposit occurs in the Metamorphic marginalclasticrock formation of Gaojiayu formationin Liaohe group The ore bodyis
controlled by the interlaminar fault of the north wing of the Zhenzigou-Kuandian dip anticline, that is are layered and lenticular , and basically consistent with the occurrence of surrounding rock, tendency of 207° ,
inclination of 34° and average thickness of 3. 53 m. The average grade is SiO 2 95. 25% , AlO 3 0. 60% and Fe 2O 3 0. 19%. As the same time the natural grade is majorly three.The genetic type belongs to
hydrothermal vein quartz deposit, the hydrogeological conditions , engineering geological and environmental geologicalcondiionsaresimplei belongsPoPheminingPechnologycondiionsimpledeposi.
Keywords : geological characteristic ； genesis of deposit ； mining technique condition ； Fuyu silica deposit
R 引言
硅石矿依据其成因类型可分为沉积型的石英砂 岩矿床及石英砂矿床、沉积变质型的石英岩矿床、热
液型的脉石英矿床及硅质角砾岩矿床、风化型的优
收稿日期：2020-03-27
责任编辑：赵奎涛
基金项目：中国地质调查局地质调查项目“辽东吉南成矿带永吉-凤 城地区地质矿产调查”资助（编号:DD20160049）；辽宁省宽甸县大川
头镇新丰村富玉硅石矿矿产资源储量核实项目资助（编号：2015-1）
第一作者简介：李超（1984 — ）,男，内蒙古通辽人，硕士研究生，地质 工程师，主要从事矿产地质调查及研究工作,E-mail ： 315795354 +
qq. com %
引用格式：李超,单晓莹,王冶,等.辽宁宽甸富玉硅石矿矿床地质特 征及开采技术条件分析&].中国矿业，2020,29（Sl ）：256-259. doi ：
10. 12075/j. issn. 1004-4051. 2020. SI. 086
质高硅土矿床等&13'。

富玉硅石矿属热液型脉石英
矿床％矿区行政区划属于宽甸县大川头镇管辖，矿 区中心坐标为东经124°54'36",北纬40°53'24"。

该 矿床于1997年转采，2015年辽宁省地质矿产研究
院对该矿山进行了资源储量核实工作，在核实工作
期间，采用1：2 000地质测量、矿山水文地质测量、
工程地质测量、钻探工程、坑道地质调查、刻槽取样、 化验分析等手段对富玉硅石矿床进行了综合研究,
查明了矿床地质特征与矿体特征，总结了矿床成因，分
析了矿床开采技术条件,为矿山生产提供理论依据。

1成矿地质背景
矿区大地构造位置属于柴达木-华北板块（/ ）,
华北陆块（E-5）,辽东新元古代-古生代凹陷带（/-
57）,辽-吉古元古代古裂谷（『573）⑷，榛子沟-宽
增刊1李超，等：辽宁宽甸富玉硅石矿矿床地质特征及开采技术条件分析257
甸南倾背斜北翼。

区地层主要为古元古代辽河岩群里尔峪岩组变质中性-基性火山建造，高家峪变含碳质的陆建造,变质富
建造,变质陆源粘建造;新元古界永宁组复成分英第四系。

区域上岩浆活动强烈，可划分为吕梁期与燕山期两个侵入期次。

区域构造以近东西向的构造与北东向、北西向、近东西向的构造为主，其中近东西向的顺层断裂为矿床的主要控矿、容矿构造。

2矿床地质概况
21地层
矿区小，仅出露有区内下元古界辽河岩群高家峪界第四系。

辽河群高家峪岩组（Pt g），在矿区内分布，岩性主要为黑云•长变，岩石呈灰，细粒变晶结构，块状构貝成矿物为黑云母、石英、斜长石。

厚度达560m。

地层117°,倾向207°,倾角约35°，构造。

英似层状赋存在黑云变粒岩层间中（图1）。

新生界第四系（Q）：分布在矿区内北部，由残和冲成，层厚3〜5m。

Pt]g3T
宀8 1-第四系冲积层;2-高家峪岩组黑云斜长变粒岩；
3-煌斑岩脉；4-地表硅石矿体；5-产状；
6-平碉及其编号;7-斜井及其编号；8-露天采坑；
9-渣台；10-正断层及其编号;11-测量点位置编号
及上下标高；12-采空区
图1矿区地质简图（附井上井下工程对照）Fig.1G+ologicalsch+maticmapofth+miningar+a
22浆
区内岩浆岩不发育，仅在矿区中部见1条石英脉（矿体），走向近EW,矿区南部见两条煌斑岩脉，NE。

23构
矿区整体位于榛子沟-宽甸南倾背斜北翼，在区内构造；区内主要北西向、北东向、近东西向三组断裂构造，其中北西向断裂（FQ位于矿区东北部!305°!35°!角70°〜80°!
部，为右行正断层，区域上5km，走1km;东西为高峪内部层间（F2）,控制着石英脉矿体的；北东被充填。

3矿体特征
3.1矿体特征
硅石矿体赋存在古元古界辽河岩群高家峪岩组黑云斜长变层间中，呈似层状。

矿区内共硅石矿体，矿体产状与岩层产状基本207°,倾角30°〜38°,平均34°。

矿体地表出露约64m,526中段控制延长233m,倾向最大控制延深140m。

铅垂厚度1〜5.55m,平均铅垂厚度为3.90m,平均真厚度为3.53m,平均水平厚度8.36m,厚度变化系数41.71%，属稳定；品位变化系数分别为SiO2 2.96%,AI2O350.47%, Fe2O346.26%，为均匀类型。

表1矿体特征一览表
Table1Schedule of ore bodies's characteristics
工程控制铅度/m度/m出露标高/产状/类型长度/m变化均变化均m(°)采坑64310〜360 3.38268〜312 2.92
巷道233 4.00〜4.50 4.28365〜411 3.91559〜474207/34钻孔100 2.16〜5.50381201〜507 3.50
32矿
矿物成分为石英。

矿石呈乳白色，呈油脂光泽,构!状构度!性!。

矿石化学成分稳定,害组分变化幅度小益组分SiO2含量为86.22%〜99.74%,AlO3含量为0.26%〜1.77%,Fe2O3含量为0.01%〜0.37%,平均含量:SiO295.25%,AI2O30.60%‘Fe z's 0.19%!害含不超。

矿化成分为SiO2,具强抗风化能力，除地部略化外,深部开采矿石均密状,为原生矿。

3.3矿石类型和品级
矿区矿石自为石英脉型硅石矿,工业类型为硅质原料。

矿石为密块状石英岩,作为玻璃硅质原料,其中SiO2含量一般大于90%, Al's含量小于1.77%,Fe2'3含量一般小于0.33%,矿石品级按《玻璃硅质原料、饰面石材、石膏、温石棉、硅灰石、滑石、石墨矿产地查规范》
258中国矿业第29卷
(DZ/T0207-2002)附录H的品级划分，单样品品
级一级、品级二级、品级三级、品级四级均有分布，但
考虑到矿体厚度较薄，各品级之间连续性差，且矿山
基本不按品级开采和出售矿石，故根据整个矿体按
照控制程度分成不同的块段，估算块段内各组份平
均品位，可将矿体分为品级二级和品级三级两个品
级，其中三级品占96.58%，二级品仅占3.42%%
表2矿山保有资源量估算结果表
Table2Estimated resourcequantity in mine
矿体品级资源
储量
资源量/
kt
占比/
%
平均品位/%
SiO2Al O3Fe2O3
二级矿
333 5.18
3.42
97.400.600.20小计 5.1897.350.590.19 122b83.6395.450.570.19
三级矿33362.7596.5895.010.630.20
小计146.3895.180.600.19
122b83.6355.1895.450.570.19二级矿+三级矿33367.9344.8295.010.630.20
计151.56100.0095.250.600.19
3.4矿床成因探讨
矿床产于古元古代辽河岩群高家峪岩组黑云斜长变粒岩中，为一套长英质陆源碎屑建造，围岩硅化明显，为含矿热液提供了部分物源*区域上共存在吕梁期与燕山期两个侵入期次的侵入岩，其中，吕梁期的辽吉花岗岩形成于2.2〜2.1Ga&7'，其侵位时间与辽河岩群火山-沉积岩中火山岩组分的沉积时限，于山-中分的
限［810］，所以吕梁期的岩浆活动与本矿床的成因无关，矿床周边燕山晚期早白垩世中酸性侵入岩分布广泛［1114］，为石英脉体的结晶提供物源与热源；矿体的形态严格受榛子沟-宽甸南倾背斜北翼的层间断裂的控制，该断裂为地下岩浆分异的富含SiO2的热液提供运输通道和容矿空间，矿床成因属于热液型脉石英矿床&，516'%
4矿床开采技术条件
矿区位于辽东低山丘陵区，最高山海拔852.8m，最低海拔标高465.7m,相对高差387.1m,当地侵蚀基准面460m,矿界内允许开采标高540〜400m，目前开采和即将开采的两个中段标高为526m和505m，位于当地侵蚀基准面以上％矿区内地表水系不发育，仅在矿区东北部发育一条季节性河流，沿佛堂沟沟谷由南东向北西方向流出，经新丰村汇入南股河％地表径流不大，流量随季节变化而变，基本位于矿区界外，对矿床目前开采无影响，可作为矿区生产生活用水％4.1水文地质条件
矿区含水岩组为第四系松散岩类孔隙水和基岩裂隙水。

松散岩类孔隙水主要分布于沟谷及坡地冲洪积，残坡积层的孔隙中，一般含水层厚1〜2m,受季节影响较大，主要由大气降水和基岩裂隙水补给，富水性差，透水性好;基岩裂隙水广泛分布于风化带裂隙，地层层状块状岩石裂隙中，富水性受岩石风化程度及岩石裂隙发育程度控制，主要由大气降水和第四系潜水补给，其排泄方式主要为泉和地下径流方式％区内地形坡度较大，有利于大气降水的排疏，大气降水不会对矿床开采造成较大影响％
露天坑内充水主要为第四系及岩层孔隙水，其主要来源为大气降水，可通过自流排泄％矿坑涌水受大气降水的补给，随季节性变化，该矿日常涌水量15m3/d，最大涌水量70m3/d%巷道内充水主要为第四系及岩层孔隙水、基岩裂隙水的渗透，目前开采巷道未发现明显断裂构造，石英脉矿体和围岩黑云斜长变粒岩，含水性、透水性均较弱，目前开采形成的采空区位于当地侵蚀基准面之上，坑道顶板仅局部滴水，个别地段有少量积水％综合上述，该矿床水文地质条件属于简单型％
4.2工程地质条件
矿体上下均为云变，性，根据以往实验室测试结果，工程等级Ea(/=8)，属于较坚固性岩石;矿体为石英脉，硬度大，工程等级/ (H=10),属坚固性岩石％钻探情况表明，矿石较脆，易碎，但脉体厚度小，探采过程中一般不需支护,但一定要遵循开采顺序和原则，加强顶板管理，确保安全生产。

该矿床工程地质条件属简单型％
4.3地
矿区地貌单元为辽东低山区，地形坡度较陡，第四系残坡积较发育。

该区属北温带季风型大陆性气候，年平均降雨量1200mm左右，雨量多集中在7〜8月，常有暴雨发生，区内植被覆盖较厚，且矿区内有少量废石堆积，雨季雨量集中时，有发生山洪、泥石流的危险％矿体和围岩均不含有毒有害元素或分，矿排水不会对地下水成，由于矿区位于低山丘陵地带，本区无旅游、文物保护及自然保护区，厂矿企业极少，除矿山生产生活用房外无一般民房建筑，对地下水环境影响较轻％
矿区抗震设防烈度为3区，设计基本地震加速度值小于0.05g,属于基本稳定区。

近百年来没有发生过灾害性地震％地震对该区影响一般，区域稳定性较好％区内露天采场形成时间较早，基岩裸露,有发生崩(滑)塌的可能％综合上述，该矿床环境地
增刊1李超，等：辽宁宽甸富玉硅石矿矿床地质特征及开采技术条件分析259
质条件属于简单型。

5结语
富玉硅石矿床赋存于古元古代辽河岩群高家峪岩组黑云斜长变粒岩中，受榛子沟-宽甸南倾背斜北翼层间断裂控制，矿体呈似层状、透镜状产出，矿体产状与岩层产状基本一致，走向SEE,倾向NNW,倾角较缓约25。

矿区(333+122b)类保有矿石量15156kt%
矿区水文地质条件属简单型，工程地质条件属简单型，环境地质条件属于简单型。

根据《固体矿产地质勘查规范总则》(GB/T13908-2002)中的“固体矿产开采技术条件勘查类型划分及工作要求”的判断标准，确定矿床开采技术条件勘查类型为I类型，属开采技术条件简单的矿床％■
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