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1.1 极复杂工程地质条件分析

本区位于位于安徽省当涂县太白镇东约4.0 km，地理坐标东经118°31’53”，北纬34°27’34’’，距离当涂县约15.0 km，距离芜湖市约20.0 km，当涂-马桥公路穿过矿区，与姑山铁矿的铁路专用线相距2.0 km，矿区距青山河约1.5 km，交通便利。

该区位于华中地洼区、苏鄂地洼系或秦淮弧构造系东翼之宁芜地洼南缘钟姑凹内，晚侏罗至白垩世地洼激烈期，宁芜断陷盆地南段，长江东岸，南部为长江冲积一级阶地，地势平坦，地面标高多为6.0~7.0 m；北部为低山丘陵剥蚀堆积地形，地面标高多为30.0~200.0 m，山脊发育方向与区域构造基本一致，呈NNE向。区内褶皱断裂构造发育、岩浆活动强烈、成矿条件有利。

矿体分布面积1.4 km2，铁矿表内B+C1+C2级储量1.46亿吨，表外储量460万吨，Tfe平均品位39.43 %。由于该矿矿床工程地质与水文地质条件复杂，且地表有长江支流-青山河流经矿区，因此，该矿床长时间未得到开发。近年来随着我国钢铁工业对铁矿石的大量需求，目前马钢集团公司姑山矿业公司进行了矿山建设。 1.1.1 地层

根据钻探资料和岩石试验结果，按照岩层形成地质时代、层序、成因、矿物组成、富水性的不同，将主、副井深度范围内的岩层划分为6大层，白象山铁矿主副井地质柱状图如图1-1所示，现将各岩层特征描述如下：

（1）第四系更新统坡积粉土夹碎石层（Q3）

土黄色，湿，密实，粘性土呈硬塑状态，主要由角砾、碎石和粘性土组成，粒径约20.0~50.0 mm左右，碎石含量约30.0 %。该层仅在副井有分布，层厚3.4 m，层底标高30.52 m。

（2）侏罗系中下统长石石英砂岩层（J1-2xn）

灰白色，中粒结构，层状构造。主要矿物成分为长石、石英和少量云母，裂隙较发育，现有裂隙多被岩浆热液携带的铁质所充填，见2组裂隙与岩芯中轴夹角分别为30°、60°，裂面平直，裂口闭合，裂面可见高岭土化。在主井地表测得该层产状为65°~80°/NW∠20°，岩石裂隙密度3~4条/m。在主井，该层岩石呈微风化状态，层厚46.2 m，偶见小溶洞，洞径0.5 cm；在副井，该层岩石呈强风化状态，层厚7.5 m。该层分布于地表，厚度较小，层底标高8.74~23.02 m。层底见有角砾岩（2-A）亚层。

角砾岩（2-A）：灰白色，角砾状结构、构造。角砾成分为石英岩，砾径1.0 cm，含量50.0 %左右，胶结程度好，胶结物为隐晶质。裂隙较发育，宽约0.1 cm，裂面平直。

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见黄铁矿化星点状，稀疏浸染状分布，岩石呈微~未风化状态，岩芯呈块状、碎块状。该亚层厚度较小，层厚8.5~20.0 m，层底标高-11.26~14.52 m，该层是由晚侏罗世岩浆喷发作用形成的。该亚层中夹黑色炭质页岩薄层，仅在主井有发现，深度厚度较小，层厚2.0 m，炭质页岩强度低。

（3）三叠系上统黄马青组紫红色粉砂质泥岩层（T3h2）

紫红色，块状结构，层状构造。主要矿物成分为石英和粘土矿物，裂隙不发育（2组与岩芯中轴夹角分别呈10°和60°），裂面较平直，裂口闭合，裂面见方解石细脉充填，宽度0.5 mm。岩石呈微~未风化状态，岩芯多呈短柱~长柱状。主井在182.4~198.7 m岩芯破碎，有饼化现象。该层厚度大，层厚306.6~372.4 m，层底标高-357.88~-317.86m。层中夹有粉砂岩（3-A）、辉绿岩（3-B）、泥质粉砂岩（3-C）共3个亚层。

粉砂岩（3-A）：灰白色，细粒状结构，层状构造。主要矿物成分为长石、石英及云母。裂隙不发育，见2组裂隙（与岩芯中轴夹角为0°、30°），裂面较平直，见有方解石薄膜。岩石呈微~未风化状态。岩芯呈长、短柱状，少量块状。该亚层呈多层、薄层状分布于层中，层厚6.6~31.5 m。

辉绿岩（3-B）：暗灰色，斑状结构，块状构造。斑晶以辉石为主，角闪石等次之，基质为隐晶质。裂隙不发育，裂面与岩芯中轴夹角为10°。岩石呈微~未风化状态。岩芯呈短柱状，少量碎块状。该亚层是由岩浆侵入作用形成的，呈薄层状分布于层中，该亚层层厚2.97~6.09 m。

泥质粉砂岩（3-C）：紫红色，细粒状结构，层状构造，主要矿物成分为长石、石英、粘土矿物及少量云母。裂隙不发育，见2组裂隙与岩芯中轴夹角为30°、45°，宽2.0 mm，裂面见碳酸盐充填。岩石呈微~未风化状态。岩芯多呈长柱状。该亚层分布于层底部，厚度56.4~66.82 m，层底标高-336.68~-317.86 m。

（4）三叠系上统黄马青组杂色粉砂岩层（T3h2）

灰白~灰褐色，细粒状结构，层状构造。主要矿物成分由长石、石英及云母。发育有4组裂隙，裂面与岩心中轴夹角分别为5°、10°、60°、80°，宽度1.0~6.0 mm，裂隙面较平直。岩芯中多处见有方解石晶簇、晶洞，洞径3.0~10.0 mm，冲洗液消耗严重，消耗量0.4 L/s，副井钻探过程中，冲洗液不返出井口，主井冲洗液少量返出井口。岩石呈微~未风化状态，岩芯呈长柱状，少量块状。该层是主要含水层，厚度大，层厚150.2~174.54m，层底标高-492.4~-486.88 m。

图1-1 白象山铁矿主副井地质柱状图

（5）燕山期闪长岩层（δ）

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灰白色，中~细粒结构，块状构造。主要矿物成分为斜长石、角闪石，辉石、黑云母次之，少见石英。高岭土化中等，见绿泥石化、碳酸盐化等。裂隙不发育，岩芯呈长柱状，与岩芯中轴夹角分别为5°、15°、30°，宽约1.0 mm，裂隙面见高岭土化、碳酸盐薄膜充填。岩石呈中等~微风化状态，岩石局部高岭土化严重，抗压强度偏低，该岩石呈层状分布于沉积岩中。

（6）三叠系上统黄马青组白云质泥灰岩层（T3h1）

浅灰~灰白色，隐晶质结构，块状构造。成分主要为白云质、泥质等。裂隙不发育，见3组与岩芯中轴夹角分别为5°、30°和45°。裂隙面宽约1.0 mm，呈波状或闭合，裂隙面有绿泥石化，见碳酸盐类充填裂隙。岩石呈微~未风化状态，岩芯呈长柱状。该层仅在主井有揭露，未揭穿该层。 1.1.2 构造

（1）褶皱构造

褶皱构造主要有白象山背斜、白象山~钟山间向斜、阴山向斜。白象山背斜走向NNW，轴部出露黄马青组砂页岩，两翼为象山群石英砂岩，背斜宽2.0 km左右，延长达6.0 km，为矿区主要控矿构造，地层倾角东翼15~20o，西翼20~30°，在挠曲部位达40~50°，呈波状向北倾伏，倾伏角8~5°。白象山~钟山间向斜位于白象山背斜之间，为F2断层切割，走向近南北，轴部为象山群石英砂岩，两翼及深部为黄马青组砂页岩，该向斜宽0.8~1.0 km，轴向延长5.0 km以上。阴山向斜位于白象山背斜东部，出露地层为象山群石英砂岩，两翼产状平缓。

（2）断裂构造

矿区内断裂构造较发育，纵向断裂有船底山断裂带（F1）和西部断裂带（F2），横向的断裂有青山街~豹子山断裂带（F3）以及F4~F10等小断裂，主要断层特征见表1-1。

船底山断裂带（F1）出露在背斜轴部，宽20.0 m。走向近南北，倾向南东，倾角87°。断层角砾呈棱角状，岩屑和硅质胶结，强烈镜铁矿化。走向延长200.0 m，倾向延长150.0 m。

西部断裂带（F2）走向NNW，与背斜轴基本一致，倾向西，倾角70~80°。断裂带延长大于5000.0 m，断距100.0 ~150.0 m，由南向北落差逐渐减小。沿断裂带有岩脉侵入及较强矿化和蚀变、地温变化相对强烈、赋矿层位出现挠曲。

F3断裂位于矿区南部，横切背斜和F1。走向290~300°，倾向南，倾角70~75°。断裂延长大于7.0 km，断距约100.0 m，大部为闪长岩充填。豹子山南侧断层角砾岩带宽达50.0~100.0 m，胶结物为岩屑和硅质。强烈镜铁矿化和黄铁矿化，普遍见有重晶石，

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