徐州大成山水泥灰岩矿区构造特征及其对矿层的影响

施建斌，曹 强

(江苏省地质矿产局第五地质大队，江苏 徐州 221004)

徐州大成山水泥灰岩矿区构造特征及其对矿层的影响

施建斌，曹 强

(江苏省地质矿产局第五地质大队，江苏 徐州 221004)

大成山矿区的构造多属成矿后期的地质构造，它对早期形成的矿床(层)有一定的破坏作用，主要表现为矿体的不连续、重复或缺失，以及矿石质量的变化。大成山矿区的后期构造复杂，尤其断层较为发育，主要为北东向高倾角纵向逆断层和北西向横向平移和横向平移逆断层。矿区内的褶皱改变了矿层形态，影响了开采标高之上的矿层厚度，矿层中的节理裂隙在方解石脉充填后，部分提高了矿石的质量，是对矿层影响的次要因素；矿区内的断层，不仅改变了矿层的形态，造成矿层的不连续，更主要的是由于造成矿石的物理破碎经方解石充填胶结，不同程度提高了矿石的化学品位，是对矿层影响的主要因素。

构造特征；矿层；水泥灰岩；徐州

1 地质概况

大成山水泥用石灰岩矿区位于中朝准地台(华北地台)—淮河台坳—淮北台陷褶带—徐(州)宿(县)弧形断褶带北段，徐州—江庄复背斜北端近核部部位。分布地层主要为华北地台型寒武系地层，水泥用灰岩主要含矿层位为中寒武统张夏组(∈2z)，次为上寒武统崮山组下段(∈3g1)。其他地层有下寒武统馒头组(∈1m)，中寒武统毛庄组(∈2m)、徐庄组(∈2x)，上寒武统长山组(∈3c)、凤山组(∈3f)。

矿区褶皱和地层总体呈北东走向，呈向北西凸出的弧形展布，区内断层较发育，主要有与区域构造线一致的北东向纵向逆断层及北西向横向断层。这些构造均为成矿的后期构造。矿区地质略图见图1。

2 构造特征

2.1 褶皱

矿区褶皱较为紧密，总体呈北东向，分布的主要褶皱有：二成山向斜、独山张背斜、大成山向斜及铙钹背斜等。背斜北西翼、向斜南东翼均受北东向纵向断层切割，发育不完整，并呈现背斜北西陡、南东缓，向斜北西缓、南东陡，轴面向南东倾斜，两翼不对称的系列歪斜褶皱构造。核部地层以张夏组和崮山组灰岩为主，仅独山张背斜核部为馒头组页岩；两翼地层除都发育有张夏组和多数发育崮山组外，其他多发育不全，只有二成山向斜北西翼发育一套完整的地层，从下寒武统馒头组至上寒武统崮山组皆有出现；地层倾角基本保持在40～50°，变化大的主要有二成山向斜，北西翼35°左右，而南东翼则变大到55°，独山张背斜的北西翼局部产状陡倾达70°，主要由断层引起。

2.2 断层

矿区断层较为发育，按其分布大致分为两组，一是北东向高倾角纵向逆断层，二是北西向横向平移和横向平移逆断层。纵向逆断层多造成地层及矿层沿倾向缺失或重复，横向断层造成地层及矿层沿走向错动不连续。

纵向断层一般规模较大，均贯穿全矿区，为老地层张夏组下段逆冲于新地层张夏组上段或崮山组等上寒武统地层之上的逆断层，断层角砾岩发育并多被方解石胶结。F2、F3在地表表现地层缺失，并随着位置的不同，缺失厚度向褶皱倾伏端不断加大，而F4、F5则因为部分褶皱翼部发育不全，使得张夏组含矿层位连接出现，在地表表现地层重复；该组断层走向一般30～60°，倾向皆为南东，倾角除F4断层稍缓为55°外，其他断层都在70°左右。

横向断层性质有逆断层和平移断层，这些断层大多较纵向断层规模小，但也基本贯穿矿区。

以F7、F8、F14、F15等为代表的横向逆断层，走向310～315°，倾向主要为南西，少数北东，而倾角却多在75°以上，最大的F14可达85°，最小的F15仅为55～60°，地表上表现和纵向断层一样，为地层的缺失或重复，其中F7造成二成山向斜南西端大幅昂起被剥蚀仅保留了张夏组下段及上段下部的部分含矿层位，而F15在钻孔DZK0401中可见地层重复25m左右(图2)。横向逆断层的另一个特点是沿走向错动，但错动距离均不大，基本在10～20m左右，最大不过50m，断层破碎带宽度一般不超过10m，均被方解石脉充填，但F17、F18两断层破碎带连成一片，使得其宽度加大，D08勘查线大部分样品为断层角砾岩。

以F10、F11、F13等为代表的横向平移断层，主要表现为沿走向的水平错动，一般错距10～20m，破碎带宽度1～2m，被方解石脉充填。

2.3 节理

矿区内节理有三组：一是走向节理，走向北东35～40°，倾向南东，倾角65°,矿区内较发育，密度11条/m，裂隙宽0.1～1.0cm；二是倾向节理，走向300～330°，倾向30～60°，倾角75～85°，规模较大，长达数十米，宽20～50cm，裂隙面粗糙，密度9条/10m；第三组为斜交节理，走向15°±，倾向285°，倾角55°，裂隙密度1/m，可见长度2m±，宽度2～5cm。走向节理多数张性的，倾向节理和斜交节理张性和压性的均有，这些节理裂隙中多充填方解石细脉或石灰华。

3 构造对矿层影响

后期构造对矿层的影响主要表现为对其完整性和连续性的影响，一些构造还改变了矿石的质量，这些构造也就是常说的破矿构造。

3.1 对矿层完整性影响

矿区与矿层开采关系密切的褶皱是独山张背斜和二成山向斜，它们最大的特点就是改变了开采的原生形态。二成山向斜两翼地层出露较全，含矿层位在北西翼较宽，但自南西向北东南东翼的矿层越来越窄，造成两翼矿层极不对称，在团山两翼矿层重复出现，加大了开采标高以上矿层的开采厚度；而独山张背斜则呈单斜产出，地层缺失的同时，开采标高以上矿层厚度变薄。

矿区断层对矿层的连续性和完整性破坏较大，纵向断层虽然造成地层的缺失，但多数情况下加大矿层的厚度，而横向断层不仅造成地层的缺失或重复，最主要的是它们将矿层不断错动呈不连续的块段，错距多为10～20m，大者达50m，影响了矿层的开采。

而节理裂隙由于规模较小，对矿层没有多大影响。

3.2 对矿石质量影响

目前还没有资料表明褶皱与矿石质量的关系，但矿层中形成的一些节理裂隙，往往被方解石脉或石灰华充填，无形中提高了矿石质量。

矿区内断层大多以断层角砾岩发育的破碎带形式表现，其破碎带宽度由1～2m到数十米均有，角砾间被方解石脉充填胶结。为了说明断层对矿石质量的影响，笔者统计了矿区内经过断层或断层破碎带的样品化学成分，见下表。

矿区内经过断层的样品化学成分统计

从表中可以看出，除了崮山组上段本身质量较差外，仅∈2z2-3一个样品质量较差，其他均达到Ⅰ级品标准，也高于矿区的平均品位。再以D08线为例，该线长413.38m，75%的地表刻槽样品位于F17、F18两断层形成的破碎带中，岩性为断层角砾岩，但是该勘查线样品的平均品位(%)为CaO52.18，MgO0.50，R2O0.27，远高于矿区的平均品位，全部达到Ⅰ级品。

显然，断层对矿石质量的影响，除了对矿石进行了物理破碎外，还部分提高了矿石的品质，这主要是由于断层破碎带中被方解石脉充填引起的。

4 结论

大成山矿区构造发育，且多为后期构造，褶皱改变了矿层形态，影响了开采标高之上的矿层厚度，矿层中的节理裂隙，在方解石脉充填后，部分提高了矿石的质量，是对矿层影响的次要因素；矿区内的断层，不仅改变了矿层的形态，造成矿层的不连续，更主要的是由于造成矿石的物理破碎，经方解石充填胶结，不同程度提高了矿石的品位，是对矿层影响的主要因素。

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The Structural Feature of Dachengshan Cement Limestone Deposit and Its Impact on the Seam

Shi Jianbin, Cao Qiang
(Geology and Mineral Resources Bureau of Jiangsu Province, 5th Battalion of Geology, Xuzhou 221004, China)

The geological structure of Dachengshan cement limestone deposit is mostly the latter part of the mineralization, which has some damaging effects on the early formation of the deposits (layer), mainly for the ore body is not continuous, repeated or missing,as well as ore quality changing. The later structure of Dachengshan deposit is complicated, in particular, faults are well developed, mainly for the north-east to the high-angle vertical reverse faults, and north-west to the horizontal translation and horizontal slip-thrust fault. The folds within the mine change the shape of the seam, which affects seam thickness above the exploiting elevation. The joints crack in the seam, filled by calcite veins, some to improve the quality of the ore, is secondary factors affecting the seam; the fault within the mine, has not only changed the shape of the seam, resulting seam is not continuous, but is mainly caused due to physical crushing of ore, filled by calcite cementation, improving chemical grade of the ore by different degrees, is the main factors affecting the seam.

structural features; seam; cement limestone; Xuzhou

P619.225;P613

A

1007-9386(2010)02-0048-04

2009-12-22