超贫磁铁矿露天采矿工程可行性研究报告.doc

赤城县沃麻坑超贫磁铁矿露天采矿工程可行性研究报告
1、总论
1.1项目概况
1.1.1 项目名称
赤城县沃麻坑超贫磁铁矿露天采矿工程可行性研究报告。
1.1.2 项目承办单位
项目承办单位：赤城县同顺矿业有限责任公司。
1.1.3 项目拟建地区、地点
沃麻坑超贫磁铁矿地质调查区行政区划属河北省赤城县炮梁乡伙房村、于家沟村及沃麻坑村地域，位于沃麻坑村以西1.5km至炮梁乡伙房村以北0.85km一带。
矿区至沃麻坑有乡路相连。112国道从沃麻坑村南通过。沿112国道向东至赤城县城约22km，向西可至龙关、宣化等地，交通便利。
该矿山属于“空白区”新建矿山。受张家口市国土资源局委托，中钢集团工程设计研究院有限公司2010年7月编制了《河北省赤城县沃麻坑超贫磁铁矿采矿权设置方案》，该方案由河北省国土资源厅组织专家评审通过，并于2012年8月30日以 “冀国土资涵[2012]1428号”对拟设矿区范围予以了批复。
河北宏达绿洲工程设计有限公司2012年9月编写了《赤城县沃麻坑超贫磁铁矿矿产资源开发利用方案》，由石家庄盛基矿业咨询服务有限公司组织审查，并于2012年10月24日出具了审查意见书，批准的矿山基本情况如下：
开采方式：露天开采；
生产规模：50×104t/a；
矿区面积：0.6159km2；
开采深度：1412m～1180m。
批准的矿区范围（西安80坐标系）详见下表。

采矿权范围拐点坐标表 表1-1
点号
X
Y
1
4528232
39390775
2
4528280
39391570
3
4528675
39391570
4
4528675
39391955
5
4528075
39391955
6
4528075
39391120
7
4527350
39390650
8
4527482
39390355
9
4527900
39390675
矿区面积：0.6159km2,开采深度：1412m～1180m
1.1.4 产品方案及建设规模
本次设计项目为露天采矿工程，最终产品为超贫磁铁矿原矿，采出矿石品位TFe15.94%、mFe8.68%，矿石块度≤600mm。矿山露天开采生产规模为50×104t/a，采剥总规模为70×104t/a。
1.2研究工作依据的基础资料
1）河北省张家口市地质队2009年6月编写的《河北省赤城县沃麻坑超贫磁铁矿普查地质报告》。
2）河北省国土资源厅矿产资源储量评审中心2010年4月16日出具的“《河北省赤城县沃麻坑超贫磁铁矿普查地质报告》评审意见书，冀国土资储评[2009]156号”。
3）河北省国土资源厅2010年4月22日签发的“《河北省赤城县宋家窑超贫磁铁矿普查地质报告》、《河北省赤城县沃麻坑超贫磁铁矿普查地质报告》矿产资源储量评审备案证明，冀国土资备储[2010]12号”。
4）中钢集团工程设计研究院有限公司2010年7月编写的《河北省赤城县沃麻坑超贫磁铁矿采矿权设置方案（备案版）》。
5）河北省国土资源厅2012年8月30日以“冀国土资函[2012]1428号”文对设置方案作了批复。
6）河北宏达绿洲工程设计有限公司2012年9月编写的《赤城县沃麻坑超贫磁铁矿矿产资源开发利用方案》。
7）石家庄盛基矿业咨询有限公司2012年10月24日出具的《赤城县沃麻坑超贫磁铁矿矿产资源开发利用方案》审查意见书。
8）矿山提供的其它设计基础资料。
1.3项目建设的前期准备工作
赤城县沃麻坑超贫磁铁矿发现后，赤城县人民政府委托河北省张家口市地质队对该矿进行了野外踏查和地质调查证申请材料办理工作。2007年12月17日，河北省国土资源厅为“赤城县沃麻坑超贫磁铁矿地质调查” 项目颁发了地质调查证，证号为：1300000750067，有效期限2007年12月17日至2010年12月17日。
河北省张家口地质队于2007年12月至2009年5月对该超贫磁铁矿进行了地质调查工作。通过本次工作，详细收集了该矿区已有的区域地质、矿产地质、水文地质、工程地质及环境地质资料，认真调查了邻近类似矿山的生产、经营情况。在矿区内进行了1/10000地形地质图修测和1/5000矿床地形地质图填制，对发现的超贫磁铁矿体进行了系统的工程揭露和取样测试，估算了超贫磁铁矿矿产资源/储量，并进行了矿床概略性技术经济评价。
经过室内资料整理，该队于2009年6月编写完成了《河北省赤城县沃麻坑超贫磁铁矿普查地质报告》，该报告文、图、表等齐全，大致查明了区内地质特征，矿体形态、规模及产状、矿石质量以及区内水文地质、工程地质、环境地质条件，并估算了超贫磁铁矿体资源/储量。该报告于2010年4月16日由河北省国土资源厅矿产资源储量评审中心评审通过（冀国土资储评[2009]156号），并于2010年4月22日由河北省国土资源厅进行了评审备案（冀国土资备储[2010]12号）。
1.4项目建设方案所遵循的原则
1）按国土资源部门批准的《矿产资源开发利用方案》推荐的采矿生产规模50×104t/a进行设计。
2）本工程设计中，认真贯彻执行国家经济建设的方针政策，特别是提高经济效益，促进技术进步的创新方针；设计中注意资源的综合利用，节约能源，保护环境，节约用地，合理使用劳动力。
3）本着投资省、见效快的原则，选择技术可行、经济合理的开拓运输系统，力求经济效益的最大化。
4）按先进的现代化矿山水平进行装备。在广泛吸取国外和国内矿山成功经验的基础上，采用先进的工艺技术，大型、高效、低耗的采矿设备，优化企业的劳动组织。
1.5矿山资源条件
1）地质报告提交的资源量
依据《普查地质报告》及评审意见书，普查区内资源量（332+333）654.4×104t，平均品位TFe16.87%、mFe9.13%。其中：
控制的内蕴经济资源量（332）456.6×104t，平均品位TFe16.67%、mFe9.15%；
推断的内蕴经济资源量（333）197.8×104t，平均品位TFe17.06%、mFe9.11%。
2）本次设计利用的资源储量
本矿山采用露天开采，最终露天境界内（332+333）类矿石量共计652.5210×104t，平均品位TFe16.78%、mFe9.14%。其中：
（332）类矿石量456.6000×104t，平均品位TFe16.67%、mFe9.15%；
（333）类矿石量195.9210×104t，平均品位TFe17.05%、mFe9.11%。
最终露天开采境界内剥岩量共计241.9707×104t，平均剥采比（t/t）0.37:1。
1.6主要建设方案
1.6.1 开采方式的选择
矿区内矿体均出露地表，剥采比很小，适合采用露天开采，因此设计确定本矿山开采方式为露天开采。
1.6.2露天开采境界的确定
根据最大边坡高度、矿体及围岩的工程地质条件，参考附近同类矿山的边坡参数，本次设计确定：Fe1-Ⅰ采场边坡角为54°、Fe1-Ⅱ采场边坡角为55°、Fe4-Ⅰ采场边坡角为45°。
本矿山矿石品位较低，工程地质条件简单，参照同类型矿山的实际技术指标，计算露天开采经济合理剥采比为1.4/1（t/t）。根据确定的最终采场边坡角，按照境界剥采比不大于经济合理剥采比的原则，对矿山露天开采境界进行了圈定。
经露天开采境界圈定后，形成3个露天采场，分别为Fe1-Ⅰ采场、Fe1-Ⅱ采场、Fe4-Ⅰ采场。3个采场露天开采境界内（332+333）类矿石量共计652.521×104t，其中：（332）类矿石量456.6×104t，（333）类矿石量195.921×104t。需剥岩量241.9707×104t，平均剥采比0.37：1（t/t）。
露天采场最终边坡要素如下：
1）台阶高度：10m（并段后20m）；
2）安全(清扫)平台宽：6m；
3）工作台阶坡面角：75°；
4）最终台阶坡面角70°；
5）最大边坡高度：Fe1-Ⅰ为100m、Fe1-Ⅱ为90m、Fe4-Ⅰ为120m。
6）最终边坡角：45°～55°。
1.6.3矿床开拓
设计采用公路开拓、汽车运输方案。
1.6.4装载、运输
矿山年生产矿石50×104t，年剥离废石20×104t，年采剥总量70×104t。采用KQD-80潜孔钻机穿孔，1.0m3液压挖掘机采装，10t自卸汽车运输。
1.6.5压气设施
设计选择4台FHOGYD-55移动式空压机，排气气压0.8MPa，排气量10m3/min，电机功率55kW。3台工作，1台备用。
1.6.6采场排水
Fe1-II号矿体为山坡露天矿，露天采场的大气降水和开采涌水可以通过排水沟自流排到采场外。
Fe1-I、Fe4-I号矿体露天采场为凹陷采场，最低开采标高分别为：1270m、1190m，位于当地最低侵蚀基准面以上，封闭圈标高分别为：1285m、1200m，封闭圈以上各水平为自流排水，大气降雨和基岩裂隙涌水通过出入沟排出采场，在封闭圈以上水平设水沟，将封闭圈以上涌水全部自流排走。封闭圈以下各水平需设置机械排水设施。
（1）Fe1-I矿体露天采场最低开采标高1270m，排水高度15m。正常涌水量Q=53m3/d，最大涌水量Q=1218m3/d。选择150QJ32-24/4型潜水泵3台，流量32m3/h，扬程24m，电机功率4kW，安装于Fe1-I矿体露天采场内，正常涌水量时1台工作，最大涌水量时2台工作1台备用。
（2）Fe4-I矿体露天采场最低开采标高1190m，排水高度10m。正常涌水量Q=12m3/d，最大涌水量Q=289m3/d。选择100QJ5-24/6型潜水泵3台，流量5m3/h，扬程24m，电机功率0.75kW，安装于Fe1-I矿体露天采场内，正常涌水量时1台工作，最大涌水量时2台工作1台备用。
1.6.7总图运输
本企业为露天矿山，主要由露天采矿场、排土场、生活及办公设施等组成。
1）矿山总体布置
办公生活区﹑机修及辅助设施﹑汽车库：现有选厂距矿区约1km，所以矿山辅助设施与选厂公辅设施统一考虑。
炸药库：所需炸药由赤城县公安局统一供给，本工程不再新建炸药库。
2）道路建设
（1）道路建设：采用泥结碎石路面，主要道路路基宽度8m,路面宽度9m，总长1890m。
（2）土石方工程量
矿山道路：填方6800m3，挖方23000m3。
3）排土场
（1）排土场容量
由于矿区范围内三条矿体为分期接续开采方式，设计首采矿体为Fe1-Ⅰ号矿体，Fe1-Ⅱ号矿体接续开采，Fe4-Ⅰ号矿体最后开采。为了减少废石排弃费用和排土场征地费用，充分保护矿区范围内的地表生态环境，降低矿山开采对于生态环境的影响，本次设计Fe1-Ⅰ号矿体开采完毕后，将Fe1-Ⅰ号矿体露天采场作为矿山的内排土场使用，用以排弃Fe1-Ⅱ号矿体和Fe4-Ⅰ号矿体露天采场的剥离废石，一方面保护了生态环境，另一方面有利于Fe1-Ⅰ号矿体露天采场的恢复治理。
Fe1-Ⅰ号矿体露天采场1310m水平以下的总容积为：337.4×104t，Fe1-Ⅱ号矿体和Fe4-Ⅰ号矿体露天采场的总剥岩量为146.89×104t，足以容纳其排岩量。
因此，本次设计排土场的容量仅为Fe1-Ⅰ号矿体露天采场的剥离废石，总计岩石量95.0823×104t，考虑1.5的松散系数、1.2的沉降系数和1.05的富余量，设计矿山排土场所需容积为：46.22×104m3。
（2）排土场选址
为了对Fe1-Ⅰ号矿体露天采场剥离的废石进行就近排放，本次设计初定在Fe1-Ⅰ号矿体露天采场东北部设立排土场，为山谷型排土场，单面坡排弃，最终排弃标高为1290m，排土总高度50m，总容积为：51.2×104m3。

1.6.8电气
1）电源
10kV电源引自县变电所10kV架空线路，距离矿区3.5km，采用钢芯铝绞线，规格LGJ-50。
2）负荷计算
矿山三个采场顺序开采：Fe1-Ⅰ、Fe1-Ⅱ、Fe4-Ⅰ，按三个采场最大用电量Fe1-Ⅰ采场计算负荷，装机容量262kW，工作容量203kW；负荷计算采用需用系数法，10kV侧总负荷计算如下:
最大涌水量时:
有功功率: Pjs=149kW
无功功率: Qjs=58kVar
视在功率: Sjs=160kVA
3）功率因数
为减少输电线路的电能损失和变压器容量，在变电所低压侧进行无功功率补偿，10kV侧功率因数达到0.93。
4）年耗电量
年耗电量为:46.6×104kW.h，吨矿耗电量： 0.93 kW.h/t。
5）供电电压
配电变压器:10/0.4kV，低压用电设备:380/220V，照明:220V。
6）供电方案
本矿没有高压用电设备，并且低压设备较少，主要用电设备是空压机，露天采场在用电量集中处建一个半移动箱式变电所，内设KS11-315 10/0.4kV型变压器一台，变压器中性点不接地。变电所配电系统为 “单干线”式供电线路，10kV电源线路架沿采矿场边缘靠近排水坑变电所侧，引至采场变电所附近，采用钢芯铝绞线LGJ-50，半固定架设；变压器高压电源采用交联铜芯聚乙烯绝缘、聚氯乙烯护套钢带铠装电力电缆YJV22-10kV3×50，与架空线连接，在连接处的电杆上加一组跌落开关和避雷器，变电所为排水泵电机及照明负荷供配电。
1.6.9矿山通讯
在办公室内设话务室，安装自动电话交换机一台，容量为40门，行政，调度共用一个总机，实现矿区与外界及矿区内部联系，电话电缆采用沿墙明敷，矿区各办公室均设分机。
露天采场配备5部对讲机，辅助生产调度指挥用。
1.7采矿基建工程量及项目建设进度
本矿山基建工程包括：开拓运输公路、基建剥离等，矿山的基建施工期为1年。其中：
开拓运输公路：1890m。
基建工程量：51.5×104t。其中基建剥离量30.85×104t，副产矿石20.65×104t。
矿山基建终了时的保有矿量为：
开拓矿量：74.08×104t，保有：1.5年；
备采矿量：15×104t,保有：3.6个月。
1.8投资估算
本工程估算总投资为2021.83万元。其中：建设投资为1973.57万元，铺底流动资金为48.27万元。
工程投资构成表 表1-2
序号
项目名称
估算投资（万元）
占总投资比例（%）
1
建筑工程费
693.35
34.29
2
设备及工器具费
969.28
47.94
3
安装工程费
14.13
0.70
4
其它费用
150.61
7.45
5
预备费
146.19
7.23
6　
铺底流动资金
48.27
2.39
7
项目估算总投资
2021.83
100.00
1.9主要技术经济指标表
主要技术经济指标表 表1-3
序号
项目
单位
数量
备注
一
地质

矿山保有资源/储量
×104t
654.4
332+333

露天开采境界内矿石量
×104t
652.5210
332+333

予可采储量
×104t
545.4450

平均剥采比
t/t
0.37：1
剥岩量241.9707×104t
二
采矿

矿山设计规模
×104t/a
采矿50
剥岩20

矿床开拓方式

公路开拓汽车运输

采矿方法

露天台阶采矿法

开采回采率
%
95

废石混入率
%
5

露天边坡角

45°～55°

安全平台宽度
m
6

生产剥采比
t/t
0.4:1

矿山工作制度
d/a
306

矿山服务年限
a
11

三
矿山主要设备（含备用）

1.0m3挖掘机（配液压碎石器）
台
3

ZL-50装载机
台
2

徐工TY-230推土机
台
2

潜孔钻机
台
3

自卸汽车
台
12

洒水车
台
1

四
电力

装机容量
KW
262

工作容量
KW
203

年耗电量
104kW.h
46.6

五
基建工程量
×104t
51.5

六
基建施工期
年
1

2、市场分析
2.1供需形势
铁矿石是钢铁工业的基本原料。钢铁作为应用最普遍的结构材料，广泛应用于国民经济建设的各个领域，在将来一个长时期内不可能被其它材料全面取代。
我国经过几十年的改革开放，经济规模明显增大，经济实力明显增强，巨大的内在市场需求正在不断释放。随着我国工业化、城镇化和农业现代化进程的持续快速推进，对钢铁的需求在相当长的一段时间内不会下降。而作为钢铁基本原料的铁矿石，国内产量过去、现在以及预测将来一段较长时间都远不能满足我国钢铁生产的需要。据国家统计局统计，2013年我国粗钢产量达到7.79亿吨，按1:1.6（t/t）的比例计算需成品矿12.464亿吨。同时期的铁矿成品矿进口量为8.19亿吨，铁矿对国际市场的依存度超过65%。2014年我国房地产、基础设施建设、汽车、船舶、家电、机械制造等对钢铁的需求也处于高位运行。而国内铁矿石的产能并不会明显增加，对国际市场的依存度依然不会下降。因此保护和利用好国内铁矿资源，对我国钢铁工业以及国民经济建设的持续健康发展具有战略性意义。
2.2矿产品价格分析
目前国内铁精粉价格各地区均有差异，张家口地区TFe65%的铁精粉，2006年底销售价格为500元/t左右，2007年底上升到1100元/t，2008年持续上涨至1300元/t左右，2009年受经济危机的影响，铁精粉价格骤降到400～500元/t，2010年以后价格逐渐回升。
2014年6月份，张家口地区精粉价格在700～850元/t（含税和运费）动荡徘徊，矿石作为铁精粉的原料，产品销路尚可，而且经调查分析认为近期为国内建设项目开工前的低迷期，钢材市场受国家基建规模的影响，从而影响了铁精粉的市场价格。
本矿山生产的磁铁矿原矿主要送矿山配套铁选厂加工铁精矿，矿粉销售渠道畅通。本次设计采用的原矿价格为45元/t。
3、建设条件
3.1 矿产资源条件
3.1.1 矿区地质工作简况
1957—1962年，河北区测队曾在本区进行过1：100万张家口幅区域地质调查工作。
1959年，石景山钢铁公司勘探队以寻找磁铁矿为主，对超基性岩体进行了地面航磁检查，认为铁矿分布零星、工作价值不大而终止工作。
1969年，河北区测二队在进行1：20万龙关幅区域地质调查时，在该区一带做过填图工作。
1971—1974年，河北地质三队对超基性岩体中的铂、磷进行了详查，发现了铁、铜，并对磷、铁、铜进行了实验室选矿试验。
1984—1986年，宣钢下属的华兴公司对超基性岩体中的磁铁矿进行了普查，提交了《河北省赤城县于家沟超贫磁铁矿普查勘探报告》。报告以TFe品位15%为矿体边界，求得铁矿石量为60.9×104t，以TFe品位17%为矿体边界，求得铁矿石量为10.4×104t，但报告评审及批准情况不明。
1986年，冶金516队在于家沟-金家庄一带完成了26km2的磁法、化探扫面工作，并编写了《磁法普查报告》，但报告评审及批准情况不明。
1987—1992年，河北地质三队在进行镇宁堡幅1：5万区域地质矿产调查时，在本区进行过填图工作，此次工作为以后的地勘工作提供了基础性地质资料。
1988—1990年，冶金516队在前期工作的基础上，又在本区开展了地质普查工作。投入了一定的槽探和钻探工作量，提交了《河北省赤城县炮梁乡于家沟超贫磁铁矿详查地质报告》。1050m标高以上求得D级矿石储量12283×104t，平均品位mFe10.62%。在全区品位较高、储量相对集中的7-15线，求得C级矿石储量6078×104t，平均品位TFe14.88%。但报告评审及批准情况不明
2003年5月，中冶第一勘查院张家口分院在《河北省赤城县炮梁乡于家沟超贫磁铁矿详查地质报告》的基础上，对本区所处的11-15线内超贫磁铁矿体面进行了储量核实工作，求得Ⅱ、Ⅲ号矿体C级储量共计77031.6×104t。
以上工作几乎没有涉及到本矿区，但由于处于同一个超基性岩体，故以上工作对本区的超贫磁铁矿地质评价工作应有很大的借鉴作用。
3.1.2 本次设计依据的地质资料及其评述
本次设计依据的普查地质工作实施单位为河北省张家口地质队，该队于2007年12月至2009年5月对该超贫磁铁矿进行了地质调查工作。通过本次工作，详细收集了该矿区已有的区域地质、矿产地质、水文地质、工程地质及环境地质资料，认真调查了邻近类似矿山的生产、经营情况。在矿区内进行了1/10000地形地质图修测和1/5000矿床地形地质图填制，对发现的超贫磁铁矿体进行了系统的工程揭露和取样测试，估算了超贫磁铁矿矿产资源/储量，并进行了矿床概略性技术经济评价。
经过室内资料整理，该队于2009年6月编写完成了《河北省赤城县沃麻坑超贫磁铁矿普查地质报告》，该报告文、图、表等齐全，大致查明了区内地质特征，矿体形态、规模及产状、矿石质量以及区内水文地质、工程地质、环境地质条件，并估算了超贫磁铁矿体资源/储量。该报告于2010年4月16日由河北省国土资源厅矿产资源储量评审中心评审通过（冀国土资储评[2009]156号），并于2010年4月22日由河北省国土资源厅进行了评审备案（冀国土资备储[2010]12号）。
3.1.3 矿区地质
本区大地构造位置位于中朝准地台（Ⅰ）、燕山沉降带（Ⅱ）、宣龙复向斜（Ⅲ）、崇礼凸起（Ⅴ）之中东部，尚义—赤城深大断裂的南侧。在沉积建造特征等方面表现为明显的二元结构，即基底与盖层。
1）地层
矿区内出露主要地层主要为太古界崇礼群和新生界第四系。
① 太古界崇礼群（Arcl）
涧沟河组（Arclj）：主要岩性为榴子角闪透辉片麻岩（Arclj-Gn），含磁铁斜长角闪岩（Arclj-Gr）。地表主要蚀变现象有绿泥石化、绢云母化等。磁铁矿相对富集的地段，形成超贫磁铁矿体（Fe4-Ⅰ）。
水地庄组（Arcls）：主要岩性为榴子角闪透辉片麻岩（Arcls-Gn1），榴子黑云斜长片麻岩（Arcls-Gn2）。
艾家沟组（Arcla）：主要岩性为含石墨黑云斜长片麻岩（Arcla-Gn1）、石榴角闪斜长片麻岩（Arcla-Gn2）互层、长英质浅粒岩（Arcla-Gr1）、角闪变粒岩（Arcla-Gr2）等，混合岩化程度较低，以钠质注入交代为主。有些地段有含磁铁角闪斜长片麻岩存在，如Fe2、Fe3号脉，但磁性铁平均品位均达不到6%以上，未形成超贫磁铁矿体。
② 新生界第四系（Q）
新生界第四系上更新统（Q3edl+eol）：分布于山间盆地、河谷阶地或山坡地带，以风积、残坡积物为主，岩性为砂土、亚砂土、粘土等，具有垂直节理。
新生界第四系全新统（Q4al+pl）：分布于现代河床、谷地，以冲洪积物为主，岩性为砾石、砂砾石等。
2）构造
本区褶皱构造—沃麻坑背形：由水地庄组地层组成。因受到近南北向的水平挤压，片麻理弯曲，形成近东西向的平缓开阔褶皱。受断裂构造影响，局部地层倒转，倾角变化较大。产状倾向为45°～100°倾角25°～55°，局部倾角可达60°～70°。
本区断裂构造比较发育，共发现两条较大断裂F1、F2。二者主要的表现形式为破碎带、糜棱岩化带及泥化带等，均为具有压扭性特征的破碎带，它们分别控制了超基性岩体的南北界。
F1断裂：从区域上看，属上太子城-温泉断裂（R5），断裂全长约27km，走向近东西-北西西向，倾向南、北均有，平均倾角60°左右。破碎带出露宽度10m～50m。本区出露的也为该断裂的东段。断裂以北为涧沟河组变质岩，以南为辉石岩。
F2断裂：从区域上看，属西三间房南-马丈子-枯杨树-金家庄-沃麻坑断裂（R6），断裂全长45km。本区出露于金家庄-沃麻坑一线，为整个断裂的东段。本段总体走向近北西，北东倾，倾角46°～80°，局部直立。断层北盘为辉石岩体，南盘为艾家沟组变质岩。破碎带宽15m～20m，由灰绿色构造蚀变岩组成。
上述F1、F2断裂构造为本区的导岩（矿）、容岩（矿）构造。还有其它一些小型的断裂构造，远离矿体，对矿体没有影响。
3）岩浆岩
本区岩浆岩主要为辉石岩（ψ），其次为燕山期斑状花岗岩（πγ52-1）。
① 辉石岩（ψ）
本区出露的仅为小张家口辉石岩体的东部的一部分。岩体严格受F1和F2断层的控制，其南北两侧与围岩均为断层接触，岩体两侧界线产状即为断层面产状。北侧总体产状为倾向355°倾角80°，南侧总体产状倾向357°倾角80°。产出时代为中元古代。
根据矿物粒度，辉石岩主要可分为以下3种类型：细粒含磁铁透辉石岩（ψ-1）；中细粒含磁铁透辉石岩（ψ-2）；粗粒透辉石岩（ψ-3）
另外，还有伟晶状透辉石岩和含磁铁蛇纹岩等，出露范围较小，局部磁铁矿含量也大于6%，但因其长度和厚度均不大，未形成矿体。
② 燕山期斑状花岗岩（πγ52-1）：
属温泉花岗岩体的南部，分布于矿区东北部，F2断裂以北。主要岩性特征：肉红色，中粗粒斑状结构，块状构造。主要矿物为钾长石（40%），斜长石（35%），石英（20%）；次要矿物有黑云母、普通角闪石及副矿物。
③ 脉岩：
区内岩脉数量较少，主要为大理岩脉（Mb）。
3.1.4 矿床地质
1）矿体特征
本区共发现含磁铁矿化带4条，分别是：Fe1、Fe2、Fe3、Fe4号矿化带。其中Fe1赋存于中元古代小张家口辉石岩体东部的中细粒含磁铁辉石岩中，Fe4赋存于太古界崇礼群涧沟河组地层中。Fe1号矿化带长748m、Fe2号矿化带长1050m、Fe3号矿化带长800m、Fe4号矿化带长270m。在Fe1 、Fe4号矿化带上圈定了三个超贫磁铁矿体—Fe1-Ⅰ、Fe1-Ⅱ和Fe4-Ⅰ号矿体。各矿体特征如下：
① Fe1-Ⅰ号超贫磁铁矿体
Fe1-Ⅰ号超贫磁铁矿体即为中细粒含磁铁透辉石岩，呈带状分布于岩体的东部，处在Fe1号矿化带的东北段。总体产状倾向128°倾角60°。其南东侧围岩为太古界崇礼群片麻岩，界线明显；北西侧围岩为细粒含磁铁透辉石岩，矿体与围岩无明显界线。
Fe1-Ⅰ号矿体由4条采样地质剖面和1个探槽控制，由北东至南西依次为TC1-6、CP1-4、CP1-2、CP1-0和CP1-1，工程间距为100m。控制Fe1-Ⅰ号矿体长度263m。其北东端严格受F1（R5）断裂控制，F1（R5）断裂也正是岩体与地层的分界线，在该段产状近直立。
Fe1-Ⅰ号矿体地表出露宽度（即矿体水平厚度）变化较大，厚度为68m～100m，平均83.60m。矿体平均真厚度72.40m。大体呈两端变窄，中间膨大的较规则带状。
由于前人的群采，矿体北东端形成一个采场。CP1-4和CP1-2两剖面正是这个采场的两个采面。从CP1-4剖面可以看出：矿体垂向出露最深处为51.00m，沿矿体中心线揭露斜深为46.00m。
CP1-2剖面：矿体垂向出露最深处为57.00m，沿矿体中心线揭露斜深为50.10m。并经取样证实，采场底部仍为超贫磁铁矿体，说明矿体仍能向下延伸。从该剖面垂向所见：矿体第四系埋藏深度0～0.5m，风化带深4m～5m，半风化带深8m～10m。风化带与半风化带之间、半风化带与基岩之间界线不清晰。
② Fe1-Ⅱ号超贫磁铁矿体
Fe1-Ⅱ号超贫磁铁矿体与Fe1-Ⅰ矿体同处于Fe1号矿化带，位于Fe1号矿化带的南西段，也呈带状，本身岩性及围岩情况与Fe1-Ⅰ矿体一致。总体产状倾向128°倾角70°。
Fe1-Ⅱ号矿体地表由3条采样地质剖面和2个探槽控制，由北东至南西依次为CP1-3、CP1-5（含WZK1）、CP1-7、TC1-9和TC1-11，深部在CP1-5剖面施工一个钻孔WZK1，工程间距100m，控制长度300m。Fe1-Ⅱ号矿体向南西方向延伸进入第四系，与片麻岩界线位置不清。
地表出露宽度即矿体水平厚度，变化不大，92.70m～98.00m，平均95.00m。矿体平均真厚度89.27m。
WZK1钻孔：直孔，孔深100.10m。风化带深4.30m，半风化带深21.30m，二者总深25.60m；21.30m～100.10m为基岩。风化带与半风化带之间、半风化带与基岩之间界线不清晰。
③ Fe4-Ⅰ号超贫磁铁矿体
Fe4-Ⅰ号超贫磁铁矿体位于矿区北东部，赋存于太古界崇礼群涧沟河组地层中，岩性为含磁铁斜长角闪岩，呈大致顺层的透镜状产出。其顶底板围岩为榴子角闪透辉片麻岩。矿体产状与地层产状基本吻合，总体倾向为180°倾角70°。
本次在Fe4-Ⅰ号矿体上布设了3条采样剖面，由西至东依次为：CP4-2、CP4-0和CP4-1，剖面间距为100m。控制Fe4-Ⅰ矿体长度270m，矿体向两端延伸方向均很快尖灭。
矿体最大推深50m（CP4-2剖面），另外两个剖面因调整剥采比而上调至推深约35m。矿体地表出露宽度即水平厚度，变化不大， 36.00m～42.00m，平均水平厚度38.17m。矿体平均真厚度35.87m。
矿体出露良好，第四系覆盖厚度0m～0.80m。风化带或半风化带深约3m～5m，与基岩界线不清晰。
2）矿石质量特征
① Fe1-Ⅰ和Fe1-Ⅱ号超贫磁铁矿体矿石特征
两矿体因处于同一矿化带，属于同一类型矿石，故基本特征均一致。
Fe1-Ⅰ和Fe1-Ⅱ号矿体的矿石自然类型以中细粒块状含磁铁透辉石岩矿石为主，浸染状矿石次之，偶见磁铁矿细条纹矿石。
矿石结构：以中细粒，自形、半自形结构为主，镜下见海绵陨铁结构。矿石构造：以块状构造为主，浸染状构造次之，偶见磁铁矿的细条纹构造。
矿石矿物：磁铁矿。脉石矿物：以透辉石为主，少见角闪石、方解石、蛇纹石等。
矿石品位：Fe1-Ⅰ号超贫磁铁矿体南西部品位略高于北东部，矿体平均TFe16.84%，mFe8.77%。Fe1-Ⅱ号超贫磁铁矿体两端品位略高于中部，矿体平均TFe16.75%，mFe9.47%。
磁性铁含量特征：磁性铁（mFe）与全铁（TFe ）之间基本上呈正相关关系。
伴生组分：有益组分V2O5含量0.05%～0.12%，平均0.08%；TiO2含量0.72%～1.10%，平均0.90%。有害组分S含量0.14%～0.21%，平均0.19%；P含量0.14%～0.20%，平均0.17%。说明矿石中的有益组分远远达不到伴生有益组分的质量分数，有害成分未超过炼铁用铁矿石的标准。
物相分析：硅酸铁含量1.28%～1.75% ，平均1.50%；碳酸铁含量0.39%～0.45% ，平均0.43%；硫化铁含量0.46%～0.51% ，平均0.49%；褐铁矿含量1.69%～1.95% ，平均1.86%。可见，各矿体矿石中存在较弱的碳酸盐化和褐铁矿化，可降低磁性铁的磁性。但这些矿物本身在矿石中的含量就不大，故矿石中的主要有益组分（TFe、mFe）在这些矿物中含量很小，主要赋存在磁铁矿中，总的说来对矿石质量影响不大。
② Fe4-Ⅰ号超贫磁铁矿体
Fe4-Ⅰ矿体的矿石自然类型为中粗粒片麻状及块状含磁铁斜长角闪岩矿石。
矿石结构：中粗粒状变晶结构。矿石构造：以片麻状及块状构造为主。
矿物成分：矿石矿物为磁铁矿。脉石矿物：普通角闪石、斜长石、黑云母等。
矿石品位：本区Fe4-Ⅰ号超贫磁铁矿体平均品位TFe17.16%，mFe8.85%。矿石品位沿走向和沿倾向变化趋势均不明显，无规律可寻。
磁性铁含量特征：磁性铁（mFe）与全铁（TFe ）之间基本上呈正相关关系。
伴生组分：有益组分V2O5含量0.10%～0.13%，平均0.12%；TiO2含量0.82%～0.90% ，平均0.87%。有害组分S含量0.15%～0.25%，平均0.20%；P含量0.13%～0.21%，平均0.17%。说明矿石中的有益组分远远达不到伴生有益组分的质量分数，有害成分未超过炼铁用铁矿石的标准。
物相分析：硅酸铁含量1.03%～1.06% ，平均1.05%；碳酸铁含量0.10%～0.30% ，平均0.20%；硫化铁含量0.16%～0.29% ，平均0.23%；褐铁矿含量0.63%～0.75% ，平均0.69%。可见，这些矿物本身在矿石中的含量就不大，故矿石中的主要有益组分（TFe、mFe）在这些矿物中含量很小，主要赋存在磁铁矿中。
3）矿体围岩及夹石
Fe1-Ⅰ和Fe1-Ⅱ号矿体：其南东侧围岩为太古界崇礼群片麻岩，界线明显；北西侧围岩为细粒含磁铁透辉石岩，矿体与围岩无明显界线。围岩蚀变主要有：碳酸盐化、透闪石化、黑云母化、蛇纹石化和阳起石化。矿体中夹石与围岩界线极不明显，甚至未发现纯粹的夹石。
Fe4-Ⅰ号矿体：其近矿顶底板围岩均为榴子角闪透辉片麻岩。矿体与围岩能以较为明显的色差和磁性反应相区别，界线较为清晰。围岩蚀变主要有：绿泥石化和绢云母化等。矿体中夹石多为不连续的小薄层和小透镜体，与围岩界线不明显。一般单层厚度不大于2m，厚者可达3m。
4）矿床成因
Fe1-Ⅰ和Fe1-Ⅱ号矿体矿床成因类型属超基性岩型超贫磁铁矿床。
Fe4-Ⅰ号矿体矿床成因类型为沉积变质型超贫磁铁矿床。
5）矿石加工技术性能
为了解矿石的可选性能，本次设计依据的张家口市地质队在该区开展的普查地质工作，在Fe1-Ⅰ号矿体CP1-2剖面上，用剥层法取选矿试验样1件。
配制矿石试样2t，样品具良好的代表性。运至赤城县同顺矿业有限公司选矿厂进行选矿实验。
配矿入选平均品位：mFe9.03%。工艺流程：颚式破碎机破碎→经干选获得磁性铁品位达25%以上粗矿→粗磨→细磨(球磨机磨至-200目达到80%以上)→Ⅰ磁选→高频震动筛→Ⅱ磁选。经以上技术加工，获磁铁品位mFe64%的铁精粉0.19t。
由此可知，精矿产率为9.50%（铁精粉0.19t/矿石试样2t×100%）。
经取样，尾矿平均品位为mFe2.92%，与入选平均品位mFe9.03%分析对比得知：选矿回收率为67.66%（见附件—赤城县沃麻坑超贫磁铁矿选矿实验报告）。
类比周边同类矿山多年的生产实践，结合该矿的实际情况和选矿实验结果认为：本次选矿试验达到了目的，实验数据可作为矿山设计建设的参考考依据。并经类比初步推断：Fe1-Ⅰ号矿体采矿贫化率为2%，开采回收率为95%。矿石属于酸性、易选矿石。
Fe4-Ⅰ号超贫磁铁矿体矿床类型及矿石类型与赤城县云州旧站超贫磁铁矿相同，矿石自然类型为中粗粒片麻状及块状含磁铁斜长角闪岩超贫磁铁矿石。类比该矿山得知：Fe4-Ⅰ号超贫磁铁矿体精矿产率为9.25%，选矿回收率为67%，矿石易选。采矿贫化率为5%，开采回收率为90%。
3.1.5矿床开采技术条件
1）水文地质条件
矿区地处中高山区，地形起伏较大，海拔标高1040m～1509.6m之间，相对高差约470m，为侵蚀切割较强烈的地貌，地表水及地下水径流排泄条件良好。且矿体圈定标高大多高出矿区侵蚀基准面。
本区处于冀西北地区，常年干旱少雨，雨量多集中在7—8月份，年平均降水量423mm，故大气降水仅在雨季才较为频繁，且降水量较小。
本区岩性以辉石岩、各类片麻岩、变粒岩为主，其本身为不含水层或弱含水层。但岩石内部节理裂隙较发育，有一定的第四系覆盖，故矿床有裂隙水和孔隙水存在。
孔隙水：主要载体为分选性极差的砾石、砂、砂土及亚砂土等混杂物。分布于第四系覆盖较厚的地段，其次为地表的残坡积物。区内基岩出露良好，第四系残坡积一般0m～0.80m。其主要补给来源为大气降水和浅部裂隙水，其涌水量极小。
裂隙水：WZK1孔中均为其风化裂隙水和基岩裂隙