冀北柴家沟钼矿地质特征初步研究

温小亚

(中钢石家庄工程设计研究院有限公司，河北 石家庄 050021)

0 引言

钼具有很高熔点，仅低于钨、钽、铼，在金属中列居第四位。钼热膨胀系数低、化学稳定性好、耐腐蚀性强，广泛应用于国民经济建设、国防安全等各个领域中。钼矿已成为人类生存发展不可或缺的矿产资源，是国家的战略矿产资源之一。

柴家沟钼矿区位于河北省平泉市325°方位，隶属河北省平泉市沙坨子乡管辖。矿区距平泉-赤峰省际公路约18 km，其间有乡级柏油公路与之相连，交通条件便利。有关柴家沟钼矿的研究成果主要包括：牟福权等对其包裹体特征及成矿作用进行了研究，矿体发育于燕山期花岗斑岩体及其围岩接触带中[1]；赵红瑞、张骥远等对钼矿床成因进行了探讨，该矿床为燕山期花岗斑岩有关的中温热液型矿床[2-3]；缪广等对岩石成因进行了研究，岩石为下地壳物质部分熔融的产物[4]；郭江龙等对矿区的地质条件进行了评价，矿区工程地质复杂程度简单，地质条件简单[5]。但所依据的地质资料均不是最新的地质资料，也没有全面研究矿区的地质特征。

本文依据最新地质资料，进行了柴家沟钼矿地质特征研究，具有较为重要的实际意义，主要表现为：一是全为矿山进行合理采矿设计、安全高效生产等提供系统的基础资料；二是为下一步矿区外围及深部地质勘查提供依据。

1 区域地质概况

2 矿区地质概况

2.1 矿区地层

矿区内分布的地层不太发育，主要位于区内的王土房杂岩体内。区内地层的岩性主要为砾石、砂砾石、亚砂土等，颜色呈黄-黄褐色，主要分布于当地河流沟谷之中，地层最大厚度约20 m，最小厚度约0.5 m，一般厚度1.5～14 m。

2.2 矿区构造

矿区内仅发现一条断裂构造。该断裂构造为一条蚀变破碎带，宽度约55 m，该蚀变破碎带内具有强烈的硅化、高岭土化。构造面内的花岗岩体呈现出较为强烈的铁锰矿化，断层面为一层硅质脉，厚度约22 cm。其硅质脉上覆盖一层碎裂的石英脉，厚度约32 cm，局部有擦痕分布。断层内分布的残余角砾主要为长英质的物质，粒径一般为3～9 cm。

2.3 岩浆岩特征

矿区内岩浆岩较为发育，分布范围较广，主要岩浆岩为中粒花岗岩、花岗斑岩等。矿区内分布的岩脉主要有石英二长(斑)岩脉和闪长玢岩脉。其中中粒花岗岩为燕山期形成，主要出露于地表；石英二长岩脉、闪长玢岩脉、花岗闪长岩等在钻孔内可见。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

矿区内钼矿床的形成与燕山期花岗斑岩有密切关系，矿体主要赋存于花岗斑岩及其周围花岗岩中。矿区内共分布有一个钼矿体，包含两个品级的矿石：工业矿石(Mo≥0.06%)和低品位矿石(0.03%≤Mo<0.06%)。

矿体分布于7～28线，属于盲矿体，埋藏深度24.00～648.82 m，由14条勘探线89个工程(钻探+坑探)控制。矿体中心部位呈厚大囊状，边部多分支。沿走向有效控制长度900 m，沿倾向有效控制长度656 m；矿体平均厚度177.18 m，厚度变化系数62.36%；矿区工业钼矿石平均品位0.070%，低品位钼矿石平均品位0.034%，矿体平均品位0.052%，品位变化系数143.90%。钼矿体西侧和北侧边界已完全控制，南侧和东侧控制至矿界，尚未完全控制；矿体厚大部位向矿界南侧延伸明显，界外资源远景较大。

总体上看，钼矿体在空间分布上严格受花岗斑岩(含顶部角砾岩相)、围岩花岗岩类岩石及小构造裂隙控制，围绕花岗斑岩体呈“穹窿状”分布，中心部位呈巨大的斜上拱起的囊状，四周逐渐分枝变薄，并围绕斑岩体下伏。钼矿体中工业矿石与低品位矿石相互交叠分布，形似“五花肉”，见图1。

图1 地质剖面图

3.2 矿石质量

矿区内矿石中分布的金属矿物主要为方铅矿、闪锌矿、辉钼矿、黄铁矿等。矿石中分布的非金属矿物主要包括绿泥石、高岭石、斜长石、黑云母、石英、钾长石等。

矿区内矿石结构以它形叶片状、自形-半自形叶片状等结构为主。矿石构造有脉状、浸染状、细脉浸染状、网脉状，以细脉浸染状为主。矿石结构构造对于开展下一步选冶工作较为有利。

花岗斑岩钼矿石主要化学成分为硅、铝、钾、钠、铁的氧化物，以高硅、富含碱质，且K2O>Na2O为特征。而花岗岩钼矿石中的SiO2含量低于花岗斑岩型钼矿，其碱质含量更高，同样以K2O>Na2O为特征。

矿石中其他有益元素：Cu含量0.001 2%～0.017%，平均0.004 3%；WO3最高含量0.026%，Zn最高含量0.021%，Pb最高含量0.011%；S含量0.14%～0.41%，平均0.27%；Bi含量0.000 1%～0.039 6%，平均0.003 3%；Au<0.005×10-6；其他有益元素均低于钼矿伴生有益元素综合利用的最低指标。矿石中有害元素As含量0.000 6%～0.005 2%，平均0.001 8%，低于有害元素最高含量0.1%的要求。

3.3 矿石类型划分

矿区内矿石自然类型主要为原生矿石，部分为氧化矿石；矿石工业类型为斑岩型。

钼矿含矿岩性主要为花岗岩类(包括中粒花岗岩和花岗闪长岩相)、花岗斑岩、隐爆角砾岩。

3.4 矿体围岩及夹石

钼矿体围岩与含矿岩体岩性一致，主要为花岗斑岩、隐爆角砾岩及花岗岩、花岗闪长岩。

钼矿体内夹石多成透镜状、条带状、似层状及扁豆状等，数量约139条，长度20～425 m，厚度5.00～77.00 m。岩性与赋矿岩体一样，主要为花岗斑岩、花岗岩及隐爆角砾岩。

3.5 矿床成因

矿区钼矿床成因类型为中温热液型钼矿床，矿床成因与区内岩浆活动密切相关，同时与燕山期花岗斑岩在成因上有联系。

4 矿床开采技术条件

4.1 水文地质条件

矿区内主要矿体赋存标高170.00～979.55 m，区内平均水位标高+867.85 m。矿区内含水层主要包括三类，分别为孔隙含水层、风化裂隙含水层、构造裂隙含水层。

矿区内分布的一条断层性质为正断层，张性特征明显。断层产状为：总体走向为43°，倾向北东，倾角62°。该断层在区域上断续切割王土房杂岩体，矿区内出露长度约为520 m，沿倾向延深长度约为650 m。该断层及其次级构造使花岗岩及花岗闪长岩等产生了诸多节理裂隙，其裂隙带提供了水的流通通道，该断层为张性导水断层。但该断层位于主矿体下游，同时在F2断裂带延长区域内没有地表水体分布，因此不存在断层与地表水导通的可能。

矿区地下水的主要补给来源是大气降水，其上游汇水面积较大(约为6平方公里)，构成地下水的补给区。矿区内地表排泄主要是通过地表径流的方式，将大部分雨水排出矿区；少部分雨水主要是通过裂隙和空隙等渗入地下，在基岩裸露的山区以潜流的方式向下游排泄；极少部分通过泉的方式排泄。

综合分析，矿区水文地质条件属简单类型。

4.2 工程地质条件

矿区内工程地质岩土体主要包括坚硬岩及第四系松散岩两大类岩组。坚硬岩类：主要为矿体的近矿围岩，其岩性主要包括有花岗斑岩、花岗岩等。该类岩组属于坚硬岩石类。第四系松散岩类：该类岩石组合主要分布于柴家沟的沟谷及两侧山坡处，一般厚度2～14 m。该类岩组的岩性主要包括软弱的碎石土、人工堆积物、冲洪积角砾物等。

矿区内岩体风化带一般厚度30～60 m，可分为弱风化带、中风化带和强风化带。风化带厚度与矿区内出露岩体岩性无明显关联，风化带厚度沿沟谷向两侧逐渐递减，在岩体裸露地段风化带厚度明显小于区内风化带平均厚度。

该区主要矿体围岩为花岗岩、花岗斑岩及角砾岩。花岗岩降低后的RQD平均值为70%，花岗斑岩降低后的RQD平均值为75.1%，角砾岩降低后的RQD平均值为80%。按岩石、岩体质量及岩体优劣分级表，矿区内大部分矿体顶底板围岩完整性属中等-较完整，少部分的岩体完整性相对较差，极易破碎。

综合分析，矿区工程地质条件属简单类型。

4.3 环境地质条件

矿区地震烈度值为Ⅵ度，对应的动峰值加速度0.05g，建筑抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05 g。区域稳定性为基本稳定级。矿区内矿石和围岩中化学成分不含有毒有害组分，也不含有放射性物质，废石的化学成分比较稳定。通过地表雨水淋滤等作用，不易分解出有毒、有害的元素和化学成分。重金属元素没有超标，不会对矿区内地下水造成污染。矿区以当地地下水为饮用水源，该区地下水质量类别为优良(Ⅱ类)水。水源基本充足，区内无常驻居民。该区地形地貌单一，岩土体类型主要为第四系松散岩类及坚硬岩浆岩。现区内大部分地段原生环境状态基本未被破坏。前期探矿工程在矿体上部形成三个中段的探矿巷道，巷道总长约1 470 m。矿区内矿体围岩岩体较为完整，岩石较为坚硬。现状条件下，矿区未发生过滑塌、崩塌、地面塌陷、地裂缝等地质灾害。综合分析，矿区环境地质条件属简单类型。

4.4 小结

矿区内含水层富水性较弱，断层导水条件较差，补给、径流、排泄等条件较好；岩石完整、坚硬，风化程度较弱；区内地壳稳定，矿石中不含有毒有害物质，未发生过地质灾害。矿区水文地质条件、工程地质条件、环境地质条件均属简单类型，矿床开采技术条件属简单类型，有利于矿山开采和建设，基本不会对矿山开采造成影响。

5 结语

通过对柴家沟钼矿地质特征进行研究，初步结论如下：柴家沟钼矿是一个大型的钼矿床，成因类型为中温热液型钼矿床；矿体呈厚大囊状、边部多分支，主要赋存于花岗斑岩中，矿床较为集中、厚大；矿石类型为斑岩型钼矿，工业矿平均品位0.07%，低品位矿平均品位0.034%，矿石质量有利于下一步选冶工作；矿床开采技术条件属简单类型，有利于矿山开采和建设，基本不会对矿山开采造成影响。