冀北柴家溝鉬礦地質特征初步研究

溫小亞

(中鋼石家莊工程設計研究院有限公司，河北 石家莊 050021)

0 引言

鉬具有很高熔點，僅低于鎢、鉭、錸，在金屬中列居第四位。鉬熱膨脹系數低、化學穩定性好、耐腐蝕性強，廣泛應用于國民經濟建設、國防安全等各個領域中。鉬礦已成為人類生存發展不可或缺的礦產資源，是國家的戰略礦產資源之一。

柴家溝鉬礦區位于河北省平泉市325°方位，隸屬河北省平泉市沙坨子鄉管轄。礦區距平泉-赤峰省際公路約18 km，其間有鄉級柏油公路與之相連，交通條件便利。有關柴家溝鉬礦的研究成果主要包括：牟福權等對其包裹體特征及成礦作用進行了研究，礦體發育于燕山期花崗斑巖體及其圍巖接觸帶中[1]；趙紅瑞、張驥遠等對鉬礦床成因進行了探討，該礦床為燕山期花崗斑巖有關的中溫熱液型礦床[2-3]；繆廣等對巖石成因進行了研究，巖石為下地殼物質部分熔融的產物[4]；郭江龍等對礦區的地質條件進行了評價，礦區工程地質復雜程度簡單，地質條件簡單[5]。但所依據的地質資料均不是最新的地質資料，也沒有全面研究礦區的地質特征。

本文依據最新地質資料，進行了柴家溝鉬礦地質特征研究，具有較為重要的實際意義，主要表現為：一是全為礦山進行合理采礦設計、安全高效生產等提供系統的基礎資料；二是為下一步礦區外圍及深部地質勘查提供依據。

1 區域地質概況

2 礦區地質概況

2.1 礦區地層

礦區內分布的地層不太發育，主要位于區內的王土房雜巖體內。區內地層的巖性主要為礫石、砂礫石、亞砂土等，顏色呈黃-黃褐色，主要分布于當地河流溝谷之中，地層最大厚度約20 m，最小厚度約0.5 m，一般厚度1.5～14 m。

2.2 礦區構造

礦區內僅發現一條斷裂構造。該斷裂構造為一條蝕變破碎帶，寬度約55 m，該蝕變破碎帶內具有強烈的硅化、高嶺土化。構造面內的花崗巖體呈現出較為強烈的鐵錳礦化，斷層面為一層硅質脈，厚度約22 cm。其硅質脈上覆蓋一層碎裂的石英脈，厚度約32 cm，局部有擦痕分布。斷層內分布的殘余角礫主要為長英質的物質，粒徑一般為3～9 cm。

2.3 巖漿巖特征

礦區內巖漿巖較為發育，分布范圍較廣，主要巖漿巖為中粒花崗巖、花崗斑巖等。礦區內分布的巖脈主要有石英二長(斑)巖脈和閃長玢巖脈。其中中粒花崗巖為燕山期形成，主要出露于地表；石英二長巖脈、閃長玢巖脈、花崗閃長巖等在鉆孔內可見。

3 礦床地質特征

3.1 礦體特征

礦區內鉬礦床的形成與燕山期花崗斑巖有密切關系，礦體主要賦存于花崗斑巖及其周圍花崗巖中。礦區內共分布有一個鉬礦體，包含兩個品級的礦石：工業礦石(Mo≥0.06%)和低品位礦石(0.03%≤Mo<0.06%)。

礦體分布于7～28線，屬于盲礦體，埋藏深度24.00～648.82 m，由14條勘探線89個工程(鉆探+坑探)控制。礦體中心部位呈厚大囊狀，邊部多分支。沿走向有效控制長度900 m，沿傾向有效控制長度656 m；礦體平均厚度177.18 m，厚度變化系數62.36%；礦區工業鉬礦石平均品位0.070%，低品位鉬礦石平均品位0.034%，礦體平均品位0.052%，品位變化系數143.90%。鉬礦體西側和北側邊界已完全控制，南側和東側控制至礦界，尚未完全控制；礦體厚大部位向礦界南側延伸明顯，界外資源遠景較大。

總體上看，鉬礦體在空間分布上嚴格受花崗斑巖(含頂部角礫巖相)、圍巖花崗巖類巖石及小構造裂隙控制，圍繞花崗斑巖體呈“穹窿狀”分布，中心部位呈巨大的斜上拱起的囊狀，四周逐漸分枝變薄，并圍繞斑巖體下伏。鉬礦體中工業礦石與低品位礦石相互交疊分布，形似“五花肉”，見圖1。

圖1 地質剖面圖

3.2 礦石質量

礦區內礦石中分布的金屬礦物主要為方鉛礦、閃鋅礦、輝鉬礦、黃鐵礦等。礦石中分布的非金屬礦物主要包括綠泥石、高嶺石、斜長石、黑云母、石英、鉀長石等。

礦區內礦石結構以它形葉片狀、自形-半自形葉片狀等結構為主。礦石構造有脈狀、浸染狀、細脈浸染狀、網脈狀，以細脈浸染狀為主。礦石結構構造對于開展下一步選冶工作較為有利。

花崗斑巖鉬礦石主要化學成分為硅、鋁、鉀、鈉、鐵的氧化物，以高硅、富含堿質，且K2O>Na2O為特征。而花崗巖鉬礦石中的SiO2含量低于花崗斑巖型鉬礦，其堿質含量更高，同樣以K2O>Na2O為特征。

礦石中其他有益元素：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鉬礦伴生有益元素綜合利用的最低指標。礦石中有害元素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 礦石類型劃分

礦區內礦石自然類型主要為原生礦石，部分為氧化礦石；礦石工業類型為斑巖型。

鉬礦含礦巖性主要為花崗巖類(包括中粒花崗巖和花崗閃長巖相)、花崗斑巖、隱爆角礫巖。

3.4 礦體圍巖及夾石

鉬礦體圍巖與含礦巖體巖性一致，主要為花崗斑巖、隱爆角礫巖及花崗巖、花崗閃長巖。

鉬礦體內夾石多成透鏡狀、條帶狀、似層狀及扁豆狀等，數量約139條，長度20～425 m，厚度5.00～77.00 m。巖性與賦礦巖體一樣，主要為花崗斑巖、花崗巖及隱爆角礫巖。

3.5 礦床成因

礦區鉬礦床成因類型為中溫熱液型鉬礦床，礦床成因與區內巖漿活動密切相關，同時與燕山期花崗斑巖在成因上有聯系。

4 礦床開采技術條件

4.1 水文地質條件

礦區內主要礦體賦存標高170.00～979.55 m，區內平均水位標高+867.85 m。礦區內含水層主要包括三類，分別為孔隙含水層、風化裂隙含水層、構造裂隙含水層。

礦區內分布的一條斷層性質為正斷層，張性特征明顯。斷層產狀為：總體走向為43°，傾向北東，傾角62°。該斷層在區域上斷續切割王土房雜巖體，礦區內出露長度約為520 m，沿傾向延深長度約為650 m。該斷層及其次級構造使花崗巖及花崗閃長巖等產生了諸多節理裂隙，其裂隙帶提供了水的流通通道，該斷層為張性導水斷層。但該斷層位于主礦體下游，同時在F2斷裂帶延長區域內沒有地表水體分布，因此不存在斷層與地表水導通的可能。

礦區地下水的主要補給來源是大氣降水，其上游匯水面積較大(約為6平方公里)，構成地下水的補給區。礦區內地表排泄主要是通過地表徑流的方式，將大部分雨水排出礦區；少部分雨水主要是通過裂隙和空隙等滲入地下，在基巖裸露的山區以潛流的方式向下游排泄；極少部分通過泉的方式排泄。

綜合分析，礦區水文地質條件屬簡單類型。

4.2 工程地質條件

礦區內工程地質巖土體主要包括堅硬巖及第四系松散巖兩大類巖組。堅硬巖類：主要為礦體的近礦圍巖，其巖性主要包括有花崗斑巖、花崗巖等。該類巖組屬于堅硬巖石類。第四系松散巖類：該類巖石組合主要分布于柴家溝的溝谷及兩側山坡處，一般厚度2～14 m。該類巖組的巖性主要包括軟弱的碎石土、人工堆積物、沖洪積角礫物等。

礦區內巖體風化帶一般厚度30～60 m，可分為弱風化帶、中風化帶和強風化帶。風化帶厚度與礦區內出露巖體巖性無明顯關聯，風化帶厚度沿溝谷向兩側逐漸遞減，在巖體裸露地段風化帶厚度明顯小于區內風化帶平均厚度。

該區主要礦體圍巖為花崗巖、花崗斑巖及角礫巖。花崗巖降低后的RQD平均值為70%，花崗斑巖降低后的RQD平均值為75.1%，角礫巖降低后的RQD平均值為80%。按巖石、巖體質量及巖體優劣分級表，礦區內大部分礦體頂底板圍巖完整性屬中等-較完整，少部分的巖體完整性相對較差，極易破碎。

綜合分析，礦區工程地質條件屬簡單類型。

4.3 環境地質條件

礦區地震烈度值為Ⅵ度，對應的動峰值加速度0.05g，建筑抗震設防烈度為6度，設計基本地震加速度值為0.05 g。區域穩定性為基本穩定級。礦區內礦石和圍巖中化學成分不含有毒有害組分，也不含有放射性物質，廢石的化學成分比較穩定。通過地表雨水淋濾等作用，不易分解出有毒、有害的元素和化學成分。重金屬元素沒有超標，不會對礦區內地下水造成污染。礦區以當地地下水為飲用水源，該區地下水質量類別為優良(Ⅱ類)水。水源基本充足，區內無常駐居民。該區地形地貌單一，巖土體類型主要為第四系松散巖類及堅硬巖漿巖。現區內大部分地段原生環境狀態基本未被破壞。前期探礦工程在礦體上部形成三個中段的探礦巷道，巷道總長約1 470 m。礦區內礦體圍巖巖體較為完整，巖石較為堅硬。現狀條件下，礦區未發生過滑塌、崩塌、地面塌陷、地裂縫等地質災害。綜合分析，礦區環境地質條件屬簡單類型。

4.4 小結

礦區內含水層富水性較弱，斷層導水條件較差，補給、徑流、排泄等條件較好；巖石完整、堅硬，風化程度較弱；區內地殼穩定，礦石中不含有毒有害物質，未發生過地質災害。礦區水文地質條件、工程地質條件、環境地質條件均屬簡單類型，礦床開采技術條件屬簡單類型，有利于礦山開采和建設，基本不會對礦山開采造成影響。

5 結語

通過對柴家溝鉬礦地質特征進行研究，初步結論如下：柴家溝鉬礦是一個大型的鉬礦床，成因類型為中溫熱液型鉬礦床；礦體呈厚大囊狀、邊部多分支，主要賦存于花崗斑巖中，礦床較為集中、厚大；礦石類型為斑巖型鉬礦，工業礦平均品位0.07%，低品位礦平均品位0.034%，礦石質量有利于下一步選冶工作；礦床開采技術條件屬簡單類型，有利于礦山開采和建設，基本不會對礦山開采造成影響。