1. 引言
2014年7月,国务院第653号文对《矿产资源开采登记管理办法》进行修订,其中第四条规定“采矿权申请人在提出采矿权申请前,应当根据经批准的地质勘查储量报告,向登记管理机关申请划定矿区范围”,2015年9月至11月北京市地质矿产勘查开发总公司对矿区进行了资源储量核实工作,完成1:2000地形地质图的修测、编制1:2000勘探线剖面、编录掌子面等,通过取样化验分析圈定了矿体。本文通过野外踏勘和资料分析,对矿区的资源储量进行了核实,并估算公路压覆范围内的资源量,为矿山企业办理采矿证延续提供地质依据。
2. 矿区地质
2.1. 地层
矿区内出露地层主要有石炭系–二叠系山西组、二叠系石盒子组、二叠系–三叠系双泉组、侏罗系南大岭组和第四系。
2.2. 构造
区内褶皱构造为向斜,为中生代燕山运动形成的褶皱 [1] ,矿区位于向斜的南翼。其轴向为NE70˚左右。
2.2.1. 断裂构造
区内发育2条断层,正断层(F1)走向呈东西向,该断层将叶蜡石矿层错断分为南北两个矿体。正断层(F2)走向呈北北西向,将叶蜡石矿北矿体(K1)错断。
2.2.2. 岩浆岩
矿区内岩浆岩较发育,岩性为侏罗系底部气孔–杏仁状玄武安山岩和一些酸性脉岩 [2] 。
3. 矿体地质特征
3.1. 矿体赋存层位及顶底板围岩特征
矿体赋存在二叠系石盒子组中上部地层中,底板为紫红色粉砂质泥岩,厚度不稳定,西部较厚东部较薄;顶板为浅黄白或浅灰白色厚层粘土岩,有时相变为紫红色粘土质粉砂岩,与矿体呈渐变过渡关系。
3.2. 矿体空间分布特征
矿体被F1正断层截切,其上部(北)矿体(K1)位于矿业权平面范围内,矿体地表出露高程为640~740 m,呈东西向连续出露于半山坡上,在矿业权平面范围内最深处可达555 m。
3.3. 矿体形态、产状特征
矿体呈层状、似层状透镜状,矿体东西长约1600 m,根据矿体产状特征将其分成东、中、西段三部分:矿体东段倾向为330˚~350˚,平均倾角为14˚;矿体中段倾向为30˚~50˚,平均倾角为10˚;矿体西段倾向为340˚~350˚,平均倾角为19˚。
矿体厚度变化较为明显,有由西向东逐渐变薄的特征,西端一带最厚可达6.65 m,包括夹石厚度可达15 m左右,中部各采空区的统计厚度由西向东依次变薄,平均厚度为1.78 m,东端矿体厚度只有约0.75 m。
3.4. 矿石质量
3.4.1. 矿石物质组成
叶蜡石矿石为黄白色或浅土黄色,微细粒土状结构,致密块状构造 [3] 。主要矿物成分为叶蜡石,其含量 > 90%,其次含有少量石英、玉髓、高岭石和含铁矿物。
3.4.2. 矿石化学成分
矿石中主要成分以SiO2为主,Al2O3次之,Al2O3含量大都大于30%,最高为37.6%,CaO、MgO和Fe2O3含量很低。
3.4.3. 矿石结构构造
矿石为黄白色块状矿石,呈微细粒土状结构,致密块状构造。
4. 矿床开采技术条件
4.1. 水文地质
4.1.1. 矿区水文地质概况
矿区属中高山区,矿体出露在650~700 m的山腰附近,远高于当地侵蚀基准面标高(250 m),矿区内无地表水体分布,沟谷内仅在雨季有短暂性地表径流,降水沿地势由高向低向矿区外排泄。
4.1.2. 含水层水文地质特征
矿区内的含水地层主要为石盒子组砂岩。近年来,由于区域降雨量减少,泉水基本干枯。
地下水主要接受大气降水入渗及地下水侧向径流补给,因地形陡峭,大气降雨绝大部分成为地表洪流向矿区外排泄,含水层基岩补给条件差。第四系孔隙水不发育,对矿区影响不大。
4.2. 工程地质
矿体顶板岩性主要为粘土岩、粘土质粉砂岩及细砂岩,底板围岩为细砂岩和粉砂质泥岩。新鲜岩石较致密,抗折、抗剪性能较强,在矿体与顶底板围岩过渡地带及构造破碎带附近,岩石较松散,抗压、抗剪能力差,在外力作用下极易碎裂产生落石。
5. 资源储量估算
5.1. 勘查类型划分
矿区内K1矿体东西长约1600 m,倾向延伸可达880 m,矿体形态呈层状、似层状,夹石较少,矿体平均厚度为2.20 m,根据《高岭土、膨润土、耐火粘土矿产地质勘查规范(DZ/T 0206-2002)》,本矿区勘查类型为第II勘查类型。
5.2. 资源/储量估算方法选择
矿体层状、似层状赋存在石盒子组地层中,矿层层位稳定,沿走向和倾向连续性好,矿石品位变化较稳定,矿体厚度由西向东逐渐变薄,虽有变化但总体看属于较稳定型,矿体产状变化小,总体产状平缓,小于25˚,地表工程较系统控制了矿体长度和厚度变化特征及地下坑道、采空区对矿体深部变化特征的控制,因此选用水平投影法估算资源/储量。
5.3. 资源/储量估算公式选择
利用Mapgis软件计算各块段的水平投影面积(S′),通过矿体倾角转换成真面积(S),然后用块段的平均厚度(H)、面积(S)和矿石平均体重(d)三者的乘积即为块段资源/储量(Q)。
资源/储量估算公式如下:
式中:Q—矿石量(单位:kt)
S′—块段水平投影面积(单位:km2)
α—块段矿体的平均倾角(单位:˚)
H—块段矿体平均厚度(单位:m)
d—矿石平均密度(体重)(单位:T/m3)
5.4. 道路压覆矿产范围确定
依据国家煤炭工业局2000年颁发的《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》建筑物保护矿柱留设要求,确定建设用地的保护等级为III级,以此确定维护带边界,岩石移动角采用:矿层上山方向岩层移动角(平行),δ = γ = 74˚,矿层下山方向岩层移动角(平行),β = 70˚ − 0.6α,矿体倾角α依据勘探线剖面确定,用垂直剖面法圈定建设用地保护煤柱边界。

Table 1. Table of estimated reserves/reserves of K1 ore bodies in pyrophyllite ore
表1. 叶蜡石矿K1矿体保有资源/储量估算结果表
注:块段编号为①的资源量为公路压覆范围内资源量。
5.5. 资源/储量估算结果
矿山勘查程度为详查,勘查类型属第II勘查类型,按网度控制间距,资源/储量类型为(111b)、(122b)和(333),结合《中国矿业权评估师协会矿业权评估准则——指导意见CMV13051-2007固体矿产资源储量类型的确定》,其压覆范围内的资源量为内蕴经济的资源量 [4] ,采矿权范围内保有资源/储量1869.64千吨,其中公路压覆范围内资源量390.62千吨,详见表1。
6. 结论
通过野外调查和资料分析,并对矿山开采过程中形成的资料进行评价,矿区地质构造和矿体地质特征基本查明,矿体位置形态、分布及构造特征无变化,矿山开采技术条件变化不大,矿床开采技术条件属于以工程地质问题为主的中等型,采样、化验分析及各项地质工作均符合要求,采用水平投影法估算采矿权内的保有资源/储量为1869.64千吨,采用垂直剖面法圈定公路压覆范围的资源量为390.62千吨。