大道溝門螢石礦資源儲量分析

關鍵詞： 豐寧縣 螢石礦 礦山 資源儲量核實

中圖分類號： F274 文獻標識碼： A 文章編號： 1672-3791（2023）16-0177-04

1 工程概況

礦區共發現6 條螢石礦體；其中大道溝門釆區螢石礦體編號：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ，后三梁釆區螢石礦體編號為VI-l，根據《河北省豐寧滿族自治縣豐寧萬隆礦業發展有限公司大道溝門螢石礦資源儲量核實報告》及其評審備案文件，大道溝門釆區Ⅱ號礦體已經回釆完畢，因此，本方案設計開采對象為大道溝門采區的Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ號礦體和后三梁釆區的Ⅵ-1 號礦體，共計5條礦體。

5 條礦體基本概況如下：（1）大道溝門采區Ⅰ號礦體單獨開拓，釆用豎井開拓系統，設3個中段，即1 161 m、1 198 m、1 238 m 中段，中段高度37～52 m；（2）大道溝門釆區Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ號礦體聯合開拓，釆用平碉+豎井開拓系統，設5 個中段，即1 260 m、1 312 m、1 365 m、1 400 m、1 450 m 中段，中段高度25～53 m；（3）后三梁采區Ⅵ-1號礦體單獨開拓，采用豎井開拓系統，設2 個中段，即1 469 m、1 499 m 中段，中段高度28～30 m。

2 區域地質

礦區大地構造位置位于中朝準地臺（Ⅰ₂）、內蒙地軸（Ⅱ₂²）、沽源陷斷束（Ⅲ₂²）、大灘中斷凹（Ⅳ₃²）構造單元北部邊緣，內蒙—大興安嶺褶皺系（Ⅰ_１）和中朝準地臺（Ⅰ₂）兩個一級構造單元的接合部位。

2.1 地層狀況

區域地層主要是中生界侏羅系上統張家口組（J₃z）、白堊系下統大北溝組（K₁d）及新生界第四系全新統（Q₄）。

（1）侏羅系上統張家口組（J3z）：區域范圍內廣泛出露。厚度約6 459 m 至54 m。從下往上分為三段。

一段（J₃z¹）：主要巖性為灰紫色和紫紅色流紋質凝灰角礫巖、流紋質凝灰熔巖、流紋質熔結凝灰巖、夾少量流紋巖，下部多見雜色凝灰質礫巖、凝灰質砂巖、粉砂巖及含礫凝灰巖等。

二段（J₃z²）：主要巖性為紫褐色粗面巖、粗安巖、流紋質角礫熔巖、流紋質熔結凝灰巖，夾不穩定砂巖、礫巖及黑曜巖、松脂巖等。

三段（J₃z³）：主要巖性為灰紫、灰白和粉色流紋質凝灰巖，夾少量礫巖及黑曜巖、松脂巖等。地層產狀：傾向北東，傾角15°～40°。螢石礦體賦存于該地層中。

（2）白堊系下統大北溝組（K₁d）：出露于區域的東部。地層走向一般北西，傾向南東，傾角13°～25°，該組巖性主要為凝灰質礫巖、凝灰質砂巖，上段灰紫、灰綠、灰及深灰色安山巖、輝石安山巖、黑云母安山巖、氣孔狀安山巖、凝灰質安山熔巖、安山質凝灰角礫巖、集塊巖、英安質凝灰熔巖、英安質-安山質熔結凝灰巖；下段巖石組合為灰綠色、灰褐和少量灰紫泥巖、泥灰巖及砂礫巖，局部地區底部為安山巖，厚2 057 m 至270 m。

（3）第四系全新統（Q₄）：分布于溝谷低凹地帶及山間緩坡地帶。主要是砂礫、砂黏土組成的沖積和沖洪積物、腐殖土等，厚度1～15 m。

2.2 構造

中侏羅世為燕山構造旋回的發展期，構造變形激烈。區內構造以斷裂構造為主。受上黃旗巖漿巖亞帶影響，北東向構造較發育，表現為隱伏斷裂帶。區域內非金屬礦多屬于構造成礦[1]。

（1）山咀—干溝窯正斷層：為較大的隱伏斷裂帶，長7.5 km，寬1～2.8 m，走向北東，傾向北西，傾角80°。

大道溝門螢石礦體即受該斷層的次級構造控制，故該斷層是重要的導礦通道及賦礦空間。

（2）萬勝永逆斷層：南起天成號，長8 km，寬0.5～7.6 m，走向北東，傾向北西，傾角50°，位于圖幅西南角。萬勝永逆斷層南側分布多條次級斷裂構造，以正斷層為主，多穿插于新老地層之中。

2.3 巖漿巖

螢石礦成礦時代主要與燕山期張家口組火山旋回有關，其次與大北溝火山旋回的火山-潛火山活動有關。礦床的主要物質來源于燕山期的酸性-中酸性巖漿的淺層侵入活動[2]。

區內巖漿活動頻繁，侵入巖較發育，多呈北東向展布，并受深斷裂帶控制。燕山期侵入巖主要有：二長斑巖（ηπ₅^3（1）），燕山期次火山巖類的次粗面流紋巖（Cλτ₅^2（3））、燕山期次粗安巖（Cτα₅²）、燕山期次流紋巖（Cλ₅^2（3））。

3 礦區地質

3.1 地層

礦區內出露地層由老到新分別為：中生界侏羅系上統張家口組三段（J₃z³）及新生界第四系全新-上更新統（Q₃₊₄^pal+eol）。

侏羅系上統張家口組三段（J₃z³）：區內大面積出露，面積約1.46 km²。地層呈單斜構造，走向北東35°～65°，傾向北西，傾角較平緩，一般在3°～8°之間。巖性組合：粗面巖、流紋質凝灰巖。該區螢石礦體賦存于流紋巖或流紋質凝灰巖中的斷層破碎帶中。

粗面巖：礦區南及中部出露，面積約0.38 km²。巖石呈灰褐、灰紫色，巖石斑晶以鉀長石為主，少量黑云母，鉀長石呈自形-半自形板狀，粒徑1～5 mm，黑云母呈片狀，粒徑0.5～2 mm。基質主由鉀長石組成，少量斜長石、石英、暗色礦物、磁鐵礦等，斜長石呈自形-半自形板狀，粒徑0.01～0.5 mm，鉀長石呈半自形板狀、束狀，粒徑0.01～0.3 mm，它們雜亂分布，粒間充填石英、暗色礦物、磁鐵礦，石英呈它形粒狀，粒徑0.01～0.2 mm，暗色礦物蝕變綠泥石化，粒徑0.05～0.2 mm，磁鐵礦呈半自形-它形晶粒狀，粒徑0.01～0.3 mm，它們構成粗面結構，鐵質分布于上述礦物之間。沿間隙、裂隙充填硅化石英。該巖體與本區的螢石礦化、硅化有密切關系，為螢石礦形成提供了礦源和熱源。

流紋質凝灰巖：在大道溝門中部（面積約0.83 km²）、后三梁礦區大面積出露。巖石呈土黃、灰紫色，具斑狀結構，基質具隱晶質結構，流紋構造。巖層傾向北西，傾角平緩。斑晶：含量約為15%，成分為鉀長石，多呈自形板狀，粒徑0.5～2.25 mm，被黏土礦物、絹云母交代完全，僅保留其自形板狀晶形輪廓；基質：含量85% 左右，大部分由隱晶長英質形成，隱晶長英質多呈顯微斑塊狀，集合體呈流紋條帶狀分布，由于結晶分異，部分石英呈條帶狀分布于基質中，基質中的隱晶鉀長石與斑晶中的鉀長石蝕變類型一致，具絹云母化、泥化；不透明礦物：少量，半自形粒狀、部分晶粒具五角十二面體切面，粒徑0.05～0.3 mm，成分可見有黃鐵礦，星點狀分布[3]。

第四系全新-上更新統（Q₃₊^4pal+eol）：主要分布于山間溝谷及地勢低洼處，為一些洪積、沖積及殘坡積物。洪沖積為砂礫石或河卵石，厚度0～2 m；殘坡積層為灰黑色、土黃色亞砂土、砂黏土及巖石碎塊，厚度0～15 m。全區出露面積約1.13 km²。

3.2 構造

礦區內構造行跡受山咀—干溝窯正斷層的影響，形成了近東西向與北西向的次級斷裂構造，次級斷裂構造與主斷裂構造呈羽毛狀展布，為螢石礦成礦提供了有利條件[4]。

3.3 巖漿巖

僅在大道溝門采區中部見酸性噴出巖：球粒流紋巖分布，面積約0.18 km²。

巖石呈灰紫、紫紅色，具斑狀結構，基質具顯微嵌晶結構、球粒結構，流紋構造。

4 礦山設計、開采和資源利用概況

4.1 礦山設計

礦區內共分布6 條螢石礦體，編號分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ-1，根據2015 年8 月，山東乾舜礦冶科技股份有限公司編寫的《豐寧萬隆礦業發展有限公司大道溝門螢石礦礦產資源開發利用方案》設計6 個相互獨立的開拓系統，設計的開采方式為地下開采，開采回采率：開采回采率90%，損失率10%，采礦貧化率10%，生產規模為3.0 萬t/a。采用潛孔留礦法進行開采。

4.2 礦山開采現狀

礦區分為兩個采區，即大道溝門采區、后三梁采區。兩個采區共分布6 條螢石礦體，一條石英礦化體，編號分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ-1、Ⅵ-2。截至2020 年4 月30 日，礦山主要對Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅵ-1等礦體進行了開采利用。

4.3 資源利用情況

截至2020 年4 月30 日，礦山累計動用螢石礦資源儲量：礦石量79.76 萬t，礦物量52.12 萬t。開采回采率90%、損失率10%、貧化率10%。其中：2014 年12 月31日以前，動用螢石礦資源儲量55.3 萬t；CaF₂ 礦物量36.6 萬t。

2015 年1 月1 日至2020 年4 月30 日，動用螢石礦資源儲量24.46 萬t；CaF₂礦物量15.52 萬t。

5 資源量、儲量估算結果

5.1 資源量估算結果

5.1.1 界內

保有資源量：控制資源量礦石量15.14 萬t，平均品位（CaF₂）56.34％，CaF₂量8.52 萬t；推斷資源量礦石量40.42 萬t，平均品位（CaF₂）54.7％，CaF₂量22.11 萬t。

本次動用：控制資源儲量礦石量4.66 萬t，平均品位（CaF₂）67.6％，CaF₂量3.15 萬t；推斷資源儲量礦石量19.8 萬t，平均品位（CaF₂）62.47％，CaF₂量12.37 萬t。

增減變化資源量：控制資源量礦石量增加了14.4萬t，CaF₂量增加了8.07 萬t；推斷資源量礦石量增加了38.82 萬t，CaF₂量增加了19.28 萬t。

累計查明資源量：控制資源量礦石量36.4 萬t，CaF₂量22.67 萬t；推斷資源量礦石量98.92 萬t，CaF₂量60.8 萬t。

保有可信儲量：礦石量11.24 萬t，平均品位（CaF₂）55.69％，CaF₂量6.25 萬t。

5.1.2 界外

保有資源量：推斷資源量礦石量0.86 萬t，平均品位（CaF₂）34.56％，CaF₂量0.3 萬t。

本次動用儲量：0。

增減變化資源量：推斷資源量礦石量增加了0.86萬t，CaF₂量增加了0.3 萬t。

累計查明資源量：推斷資源量礦石量0.86 萬t，CaF₂量0.3 萬t。

5.2 可信儲量轉換依據

（1）2020 年5 月1 日發布實施的中華人民共和國國家標準《固體礦產資源儲量分類》（GB/T 17766-2020）中的條款。

（2）2015 年8 月，山東乾舜礦冶科技股份有限公司提交的《豐寧萬隆礦業發展有限公司大道溝門螢石礦礦產資源開發利用方案》。

6 礦床資源儲量、礦石采選性能及開采技術條件

6.1 礦床的資源儲量

目前，礦山螢石礦保有資源量如下。

（1）控制資源量：礦石量為15.14 萬t，CaF₂礦物量為8.52 萬t，CaF₂平均品位為56.34%。

（2）推斷資源量：礦石量為40.42 萬t，CaF₂礦物量為22.11 萬t，CaF₂平均品位為54.65%。

（3）保有可信儲量：礦石量為11.24 萬t，CaF₂礦物量為6.25 萬t，CaF₂平均品位為55.69%。

6.2 礦石采選性能

螢石選廠選礦方法為浮選。選礦磨礦流程為一段閉路磨礦、浮選流程為1次粗選、6次精選、4次掃選流程。

實際選礦技術指標：原選礦石品位33.7%，螢石精礦品位97.04%，尾礦品位7.52%，選礦回收率84.67%，精礦產率29.4%，選礦比3.4。

從選礦結果顯示：CaF₂ 精礦品位97.04%，回收率為84.67%。說明本區礦石可選性好，選礦技術經濟指標良好，產品符合國家及市場要求標準。

6.3 礦山開采技術條件

礦區為丘陵區，當地侵蝕基準面標高1 350 m。附近無地表水體，礦床主要含水層富水性弱，地下水補給條件差，地形起伏，有利于自然排水，礦床水文地質勘探類型屬（Ⅰ）簡單型。

礦體頂底板圍巖為塊狀結構的粗面巖、流紋巖及流紋質凝灰巖等，為中等堅固巖石，圍巖較完整穩固，屬工程地質條件（Ⅰ）簡單型，地質環境質量良好，該礦床屬工程地質勘探類型簡單的礦床（Ⅰ）。

礦區為農牧區，地廣人稀，無民用建筑，礦山為地下開采，開采廢石未露天堆放，廢石已利用為建筑材料，無污染源，礦床地質環境質量類型為（Ⅰ）簡單型。

礦床開采方式為地下開采，采用豎井/平硐聯合開拓方式，選用淺孔留礦法、留礦全面法采礦[5-6]。

綜上所述，該礦床的資源、儲量和內、外部建設條件優越，具有良好的投資開發前景。礦山開采投產后，能夠獲得可觀的經濟效益和社會效益。

6.4 礦山服務年限

礦山生產規模為3.00 萬t/a，礦區保有資源量（控制資源量）礦石量15.14 萬t，CaF₂礦物量8.52 萬t，CaF₂平均品位56.34%；推斷資源量：礦石量40.42 萬t，CaF2礦物量22.11 萬t，CaF₂平均品位54.65%。保有可信儲量：礦石量11.24 萬t，CaF₂礦物量6.25 萬t，CaF₂平均品位55.69%。

可信系數取值根據《礦業權評估收益途徑評估方法修正方案》說明中明確的確定原則。目前，該礦床地質工作程度已達到詳查，因此“可信儲量”可信度高，且已扣除損失量，等同于可采礦石量。

根據上述可采資源儲量及生產規模，按下列公式計算礦山服務年限

T=Q_kx/A×（1-p）

式中：T 為礦山服務年限；Q_kx 為可信儲量（礦石量）；A 為礦山產能；P 為廢石混入率。

經計算，服務年限如下

T=11.24［/ 3.0×（1-0.1）］≈4.16（年）

綜上，礦山綜合服務年限取值為5 年。

7 建議

（1）該礦山生產多年，近地表大部分已成采空區；隨著開采深度的不斷加深，水、工、環地質條件與未開采時相比有較大變化，建議礦山加強水、工、環地質監測工作及制度建設，以防出現水、工、環地質問題，確保礦山安全生產。

（2）建議礦山在今后的開采過程中應加強礦區深部以及外圍勘查找礦工作，增加礦山資源儲量，延長礦山服務年限，以保障該礦床的可持續性發展。

（3）加強環保意識，應及時回填采空區，覆土綠化，恢復原有的生態環境。

（4）今后在礦山開發利用中，一定要堅持誰開發誰整治的原則，必須堅決貫徹執行“在開采中保護，加強治理”的原則，使礦山生態環境得以恢復和保護。