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1礦床地質

1.1地層礦區揭露的地層可分為基底雜巖和上覆晚元古代加丹加系沉積蓋層。基底雜巖包括盧弗布系片巖、石英巖和穆瓦系云母片巖、石英巖；其中盧弗布巖層中有片麻狀花崗巖侵入到其中。加丹加系沉積蓋層呈角度不整合于基底雜巖之上，而其中羅恩群與銅成礦作用關系最為密切，因此，羅恩群也被研究得也最為詳細。羅恩群自老到新被劃分為下羅恩群和上羅恩群，分述如下。下羅恩群包括RL7、RL6、RL5、RL4和RL3共五個組。RL7厚度變化較大，由底礫巖、風蝕石英砂巖、泥質石英巖、底盤變礫巖、過渡片巖組成。底礫巖厚度穩定，礦區范圍內廣泛分布，揭露厚度一般為30m。風蝕石英砂巖中有保存完整的大型交錯層理，比較穩固，節理發育且含少量水。常可見到薄的變質礫巖層，在接近基底礫巖附近尤為發育。泥質石英巖位于風成砂巖石英巖之上，主要由石英、細粒長石、黑云母和粘土礦物組成。底盤變礫巖由較大的次圓狀風成卵石、泥質石英巖、石英脈組成，偶爾可見花崗巖卵石，基質通常為長英質、碳質，有時可見到過渡云母片巖、過渡片巖，其分布呈現由礦區東部往西從厚變薄至逐漸尖滅的漸變特征。變礫巖的頂部有時會有礦化，而其上部過渡帶片巖基本上都含礦。RL6厚度30～65m，平均厚度約40m，由底部白云質片巖和上部泥質巖組成，該組地層是巴魯巴銅礦的含礦層位。RL5厚度40～100m，由互層泥質巖組成，含石英砂礫巖。RL4為由綠色頁巖和含燧石互層白云巖組成，是本區的主含水層。RL3厚度120～150m，由長石石英砂巖組成，發育大型交錯層理，且該層含有較為穩定的赤鐵礦層。上羅恩群分為RU2、RU1兩個組，RU1由泥質巖和白云巖組成；RU2由泥質砂巖和砂質泥質巖組成，發育交錯層理。

1.2構造巴魯巴銅礦位于羅恩－穆利亞希盆地北緣，整體上受復式向斜褶皺構造的控制，褶皺軸北西—南東走向，并向北西方向側伏，側伏角約12°。褶皺構造是主要的控礦構造。區內大規模斷層作用不發育，然而小規模與巖層層理產狀近一致的層間正斷層以及節理、劈理和一些次生裂隙較為發育，但空間展布上一般延伸較短，它們的發育可能與伸展褶皺作用有關。這些正斷層主要發育在礦體底盤與泥質石英巖之間。另外，在羅恩－穆利亞希盆地和巴魯巴礦區內可以觀察到由于巖石能干性強烈差異和巖層間擠壓剪切作用形成的石香腸構造，盆地南緣發育的莢狀褶皺構造，強烈褶皺擠壓形成的正扇形軸面劈理構造以及褶皺作用引起的牽引構造等構造形跡。

2礦體地質特征

2.1礦體賦存展布特征巴魯巴銅礦走向延伸3．5km，最大傾向延伸／寬度1．5km，平均厚度8m，平均含銅品位2．5％，并與東部巴魯巴東礦體之間有1公里的貧礦帶。目前剩余礦體平均厚度4～5m，平均含銅品位2％。巴魯巴礦體是羅恩－穆利亞希盆地已發現的唯一鈷含量較高的礦體，且礦體受強烈褶皺構造作用的影響，礦體由復式向斜構造組成，形態復雜，走向近東西向，整體向北西側伏，且復式向斜由東往西漸次開闊。從礦體產狀和形態上可將巴魯巴銅礦劃分為北翼陡傾角區和中部、南翼緩傾角區。北陡傾角區礦體傾向南西210°，傾角45～90°；中部和南翼緩傾角區構成次級背斜，次級背斜軸向南東—北西向，并使向斜一翼抬升200余米。另外，接管時北翼陡傾角區礦體基本采罄，目前采礦活動主要集中在緩傾角的中部和南部地區，而該區域地層產狀不穩定，呈波狀變化。礦體層位主要分布于RL7頂部及RL6底部透閃石白云質片巖中，并呈現出以下垂向礦物組合分帶特征。從礦體底盤至頂盤可分為：輝銅礦－赤銅礦－硫銅鈷礦混合薄礦帶，厚度一般小于兩米，局部偶見自然銅，特別是在巴魯巴礦體的西區。該礦帶全銅品位一般可達3％，鈷品位0．2％；黃銅礦－硫銅鈷礦帶厚度一般小于4m，全銅品位一般為1．5％，鈷品位0．08％～0．01％；黃銅礦－黃鐵礦帶，厚度為3～15m，該層巖性主要上白云質片巖和泥質巖，向上過渡到上盤含浸染狀黃鐵礦的泥質巖中，且黃鐵礦中含有鈷。礦體與上下盤圍巖界線呈漸變過渡關系，靠取樣分析劃定。從礦區東部至西部也表現出由輝銅礦－斑銅礦－黃銅礦－黃鐵礦的側向分帶特征。

2.2礦石組成、組構及分帶特征巴魯巴銅礦礦體巖石主要由含透閃石云母白云質片巖、風蝕砂巖、石英巖、泥質巖等構成。礦石礦物主要為黃銅礦、斑銅礦、輝銅礦、黃鐵礦、硫銅鈷礦、磁黃鐵礦、自然銅、孔雀石、假孔雀石、硅孔雀石和赤銅礦等組成，脈石礦物主要由石英、長石、碳酸鹽礦物、云母、滑石、透閃石、陽起石、方柱石、鐵的氧化物和其它的一些副礦物組成。礦石結構有它形、半自形、自形粒狀結構，包含結構、脈狀結構、固溶體分離結構、反應邊結構、格子結構、充填結構和鑲邊結構。硫銅鈷礦與黃銅礦、斑銅礦、輝銅礦鑲嵌關系較為復雜。石構造類型復雜，有塊狀構造、密集浸染狀構造，網脈狀、細脈狀構造等，具體見圖1．利用分析全銅含量和氧化銅含量計算的礦石氧化率可將礦體分為氧化礦體和硫化礦體。氧化礦體從東至西分布范圍可達3km，主要集中分布于巴魯巴礦北翼陡傾角區，整體氧化深度可至地表以下110m，礦體厚度10m左右，局部氧化深底可以很深，如東采區540m分段水平就發現大量的赤銅礦、藍銅礦和硅孔雀石，這可能是由于地下水的氧化作用所致。

3工程和水文地質特征

巴魯巴銅礦工程巖石力學地質特征方面表現為礦體頂板的含礦泥質巖的抗壓強度一般都大于100MPa（表1），抗壓和穩定性較差的為礦體含礦過渡帶片巖以及礦體底板變礫巖，而過渡帶片巖為賦礦層位之一。另外，含礦巖石及其近礦圍巖由于遭受淺變質作用和強烈的構造變形，巖石較破碎。巖體構造面弱面主要是變余沉積層理，其次是片理和節理，巖石中除了沉積層理面外，還形成了許多變質結構面和構造結構面。層理面一般較平整，容易引起較大范圍的巖石滑動；變質作用形成的片理短小、分布極密，加之片巖軟弱夾層較多，對工程具有較大的影響（圖2）；構造結構面較少，主要為一些規模小的正斷層，對工程具有一定的影響。總的來講，礦體下盤和近礦圍巖巖石工程力學地質特征表現為松、軟、弱和破碎等特征，穩定性差，對采礦工程布置產生重要影響。巴魯巴銅礦的主含水層為RL4組的遂石白云巖，位于礦體上盤，該含水層屬于溶隙含水，水量豐富。受褶皺構造的影響，該含水層至礦體頂板的距離120～300m不等，水文地質條件復雜。開展采礦前，需進行疏干排水活動。

4地質狀況對采礦的內在約束

根據對巴魯巴礦地質特征的論述，可以得出巴魯巴礦產出地質情況異常復雜，對采礦的約束也必將是多層次的。礦床地質方面，由于北翼傾角大于45°的陡傾角厚大礦體基本采罄，目前采礦活動主要集中在薄且緩的中部和南翼礦體，而后者由于受次級背斜褶皺構造的影響，礦體產狀局部常呈波狀變化，勘查礦體難度也大，且影響采礦工程采準巷道的有效布置且緩傾角。其次，由褶皺擠壓向剪切拉伸構造體制轉換過程中，礦體變薄，部分變為非經濟礦體，制約礦石資源的回收和采礦效率。另外，褶皺過程中的擠壓、剪切和拉伸等構造作用同時也影響巖石的結構強度，特別是底盤運輸巷道設計要適當遠離礦體底盤與泥質石英巖的結構裂面。工程地質方面，巴魯巴銅礦礦體下部過渡帶片巖和底盤變礫巖抗壓強度為55～85MPa，為最薄弱的層位，特別是過渡帶片巖。實際也證明巷道布置在礦體過渡帶片巖成型困難，容易坍塌，而不得不設計離礦體2m以上距離。同時，由于礦體及近礦圍巖工程巖石力學性質差，導致單個采場規模結構參數設計小，采場間柱、頂柱相對偏多，礦石損失率增加。水文地質方面，巴魯巴礦主含水層分布于礦體上盤，采礦活動開展前必需詳細了解水文地質情況和進行疏干排水作業，確保礦山生產安全。

5結論

1）巴魯巴銅礦地質情況復雜，深化礦床成因和成礦規律認識，有針對性地對重點區域加強礦產勘查工作，摸清礦體產出情況，對巴魯巴這樣的礦山顯得尤為重要和突出。2）平時工作就需著重總結緩傾角區礦體產狀變化規律，加強探礦勘查工作；查明礦區構造結構面等弱面的空間分布位置和規模，為采礦設計實時提供建設性意見。3）查清局部氧化帶的規模和范圍，為采出配礦提供合理化建議，以降低對選礦回收率的影響。

作者：周應華董凱程單位：中色盧安夏銅業有限公司中國有色礦業集團有限公司北京礦冶研究總院