哈达门沟金矿床及其外围柳坝沟金矿床组成哈达门沟金矿田，区内矿体全部赋存在新太古界乌拉山群变质岩中，严格受构造控制，成群成带分布。哈达门沟矿区累计查明金资源储量43吨，平均品位4.22×10-6。矿区北部柳坝沟近年取得重大找矿进展，目前整个矿田金资源储量累计超过100 t。北部西沙德盖钼矿和矿区深部钼矿的发现为区内综合找矿提供很好的前景。
一、矿体特征
矿田内已发现金矿（化）脉100多条，集中分布在三个区域，哈达门沟、乌兰不浪沟和柳坝沟。全矿区共划分为7个脉群：哈达门沟的13号脉群、24号脉群、49号脉群、1号脉群、59号脉群，乌兰不浪沟的113号脉群，柳坝沟的313号脉群。矿体多呈脉状、似板状，以近东西向走向分布为主（如哈达门沟13号脉、113号脉、22号脉、24号脉、25号脉、28号脉、59号脉等和柳坝沟313号脉、314号脉、307号脉、302号脉等），少数呈北西走向分布（如哈达门沟32、1号脉）（图3-10）。
图3-10 哈达门沟-柳坝沟金钼矿田地质简图
矿体主要产于乌拉山群变质岩中，主要矿脉特征如下：
1.13号金矿脉
矿脉位于矿区东部，主矿体分布于勘探线140～235勘探线间，由含金石英脉、含金钾长化蚀变碎裂岩组成（图版Ⅶ），石英脉呈扁透镜状分布，尖灭后，过渡为钾长石化蚀变碎裂岩。相比之下石英脉在矿脉中所占的比例小于钾长石化蚀变碎裂岩。地表控制长度达2200 m，矿脉连续，宽度最大5m，平均宽1～2m。相比之下，矿脉中部，即110线至191线约1100 m长的区间宽度最大，并且比较稳定。向两端矿脉变窄，宽度小于1 m。一般矿脉宽大的部位，石英脉宽度也比较大。
矿脉地表出露标高为1158～1300 m，深部坑道控制标高为578 m，目前钻孔控制标高为166 m。矿脉垂深达1100 m，斜深超过1300 m。现有地上4个中段和地下10个中段控制矿脉。总体呈近EW走向，倾向S。实际上，矿脉呈折线状变化，可分为两组走向，一组呈NWW走向，为280°～293°；另一组呈EW走向，为270°。据14个中段统计，矿脉倾角为45°～65°，平均倾角57°。
在123线以西和187线以东，13号脉发生分支。西部南侧支脉，为13-1号脉，规模较大，东西长617 m，产状与123线以东相近；西部北侧脉仍被称为13号脉，走向偏NW（293°），倾角明显变缓，达45°，石英脉发育。一陡一缓的两条分支脉在1110 m标高上下合并成一条脉。
主脉两侧的小型分支脉比较发育，主要为石英细脉，宽1～10 cm，呈直线、折线或弯曲状，与主脉之间呈锐角相交，约11°。
钾长石-石英脉中普遍含围岩角砾，一般呈棱角状，四边形、三角形、菱形或不规则多边形，大小不等，大者可达几十厘米。角砾被石英脉胶结，遭受钾化蚀变。可见由围岩→半破碎角砾岩带→角砾岩带→乳白色石英大脉的侧向分带顺序。
矿化主要发育在石英脉与钾长石化蚀变碎裂岩的复合部位。即在硅化和钾长石化碎裂岩发育处、石英细网脉发育处或几者的复合部位，金品位高，厚度大。单纯石英脉和钾长石化碎裂岩虽然含金，但品位低。矿脉单工程最高平均品位22.72×10-6，最低品位1.07×10-6，平均5.25×10-6～6.28×10-6。单工程矿体最大厚度9.51 m，最小仅0.25 m，矿体平均厚度1.56～2.27 m。
13-1号矿脉矿化不均匀，尖灭再现较多。品位15.88×10-6～1.26×10-6，平均5.72×10-6。单工程矿体最大厚度3.34 m，平均厚度1.16 m。
成矿后断裂构造较发育，破坏了矿体的连续性，完整性，使矿体形态变的较为复杂，局部形成了一些无矿的 “断空区”。
2.113号脉、14号脉、12号脉
这3条矿脉实际上为一条矿脉。113号脉位于13号脉西部的乌兰不浪沟内，近东西向展布，地表出露全长3040米，由含金石英脉和两侧含金蚀变岩构成。矿体呈脉状产出，形态产状严格受成矿时构造形态的约束，地表自西向东矿体有膨胀收缩现象（图版Ⅷ）。工业矿体主要分布于P23～P48勘探线间，矿脉长1100 m，矿体倾向170°～210°，平均183°，倾角43°～74°，平均60°。矿脉厚度5.85 m～0.09 m，平均2.00 m。品位0.48×10-6～18.31×10-6，平均3.54×10-6。地表最高出露标高1620 m，侵蚀基准面标高1345 m，地上7个中段，地下4个中段，最深坑道标高1185 m，最深钻孔标高970 m。从该钻孔见矿情况来看，深部矿体仍有富集变厚的可能。总体上，矿脉从上到下品位呈下降的趋势，但厚度却有所增加，钼矿化增强。
14号脉位于113号脉以东大坝沟西侧的山脊上，距大坝沟口4 km。呈脉状产出，地表自西向东有膨胀收缩现象，并见有分支现象。该脉西接113号脉。地表出露长度为1200 m，走向近EW，倾向165°～225°，平均182°，倾角49°～76°，平均65°，全脉倾角由东向西，出现由陡变缓的特点。控制矿体长度680 m，控制斜深170 m。厚度0.36～3.90 m，平均1.32 m，品位1.25～8.18×10-6，平均3.16×10-6，西段围岩为辉绿岩，东段的围岩为黑云角闪片麻岩，脉附近的围岩具碎裂结构和糜棱岩构造。地表有两条断层将矿脉平移错断，走向断距35～80 m。
12号脉地表出露长1000 m，矿脉总体走向近EW，但是西段矿脉受构造影响，走向逐渐转为NW方向，以P15为界，以西矿体为北西走向，倾向210°，以东矿体为近东西走向，倾向180°，平均倾向195°。倾角49°～78°，平均65°左右。矿体呈脉状产出，并见有分支现象，较完整连续。主要为含金石英脉和含金蚀变岩，控制工业矿体长度460 m，控制斜深204 m；厚度0.46～8.14 m，平均1.48m；品位1.30～20.00×10-6，平均5.12×10-6。
3.32号脉
矿脉位于13号脉群东北部约500 m处，矿石类型、结构构造和顶底板围岩等方面的特征同13号脉相同（图版Ⅸ），包括两层矿脉，相距100多米。下部矿脉宽大，为主矿脉，上部矿脉窄小，为平行次级脉。现在开采和控制的是下部主矿脉。地表控制长度约1500 m，主要分布在P31线至P40线之间。矿脉宽度一般1～2m。出露标高1360 m，目前最深钻孔控制标高约1060 m，控制延深约300m。矿脉产状变化较大，走向呈折线状，由NW向转为近EW向。其中，P31—P7线之间矿脉呈NW走向，P7—P8线之间矿脉呈EW走向。P8线以东矿脉则又转为NW走向，P31线以西矿脉转为近EW走向。相对来说NW向矿段长，EW向矿段短，所以矿脉总体走向按照NW向进行控制，总体倾向210°左右。矿脉倾角一般为31°～50°，平均45°。矿脉从地表向下倾角变为45°～50°之间。西部各中段，矿脉水平厚度0.30～2.50 m，平均水平厚度1.06～2.26 m。品位一般1.26×10-6～12.34×10-6，平均品位为2.65×10-6～4.49×10-6。其中，P31—P8线1284，1258，1212 m三个中段的矿体品位，厚度相对稳定，形成富矿体。富矿体长240～460 m，矿体平均水平厚度1.34～2.20 m，平均品位2.65×10-6～3.00×10-6。东部品位、厚度相对稳定，矿石品位最高达8.35×10-6，厚度最大2.50 m。其中，P8—P40线之间矿化比较集中，采坑及探槽最高品位8.35×10-6，最低品位1.87×10-6，平均3.97×10-6。矿体水平厚度最厚2.50 m，最薄0.90 m，平均1.55 m。总体上，矿化比较连续，受后期断层错动及脉岩穿插影响较小。但品位和厚度变化大。
矿区矿脉特征见表3-8。
表3-8 哈达门沟金矿床主要矿脉基本特征
续表
二、矿石组成、结构和构造
哈达门沟金矿区矿石类型可分为含金石英脉型、石英-钾长石脉型、钾硅化蚀变岩型和黄铁绢英岩化蚀变岩型。
含金石英脉型：以113号脉比较发育，含金石英脉呈宽大的（几米）或窄的（几厘米）单脉形式出现，以机械充填方式赋存于岩石裂隙中，与围岩界线清晰，围岩蚀变较弱，沿石英脉边部有时发育钾长石化，可见沿石英脉镶 “红边” 现象。主要矿物组合为石英、黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿、方铅矿、自然金等。黄铁矿呈团块状、星散状、细脉状、稀疏浸染状分布。
含金钾长石-石英脉型：是哈达门沟金矿区中最重要的矿化类型。钾长石呈脉状，在钾长石裂隙中充填石英脉，或钾长石脉破碎为角砾为石英脉胶结，表明钾长石脉形成早于石英脉。钾长石脉内发育星散状黄铁矿，其间穿插密集的石英细脉，沿石英细脉发育细脉浸染状黄铁矿，局部见团块状方铅矿，石英与钾长石脉共同构成了工业矿体。石英脉矿石细脉状穿插主要矿物组合为钾长石、石英、铁白云石、黄铁矿、赤铁矿、自然金等。黄铁矿在钾长石化蚀变带中呈浸染状分布，颗粒细，而在石英脉中呈稀疏浸染状分布，颗粒较粗。
含金钾长石化蚀变岩型：矿脉中无宽而稳定的石英单脉穿插，矿体由钾长石化蚀变岩及充填其中的含金硫化物细脉或含金硫化物-石英细脉构成。其中仍残存有暗色矿物，形成残存片麻理，黄铁矿在其中浸染状分布，颗粒较细；主要矿物组合与含金石英-钾长石脉型相似，唯钾长石含量多，石英量少，黄铁矿在其中呈浸染状分布，颗粒细。
含金黄铁绢英岩化蚀变岩型：主要矿物组合为石英、绢云母、绿泥石、方解石、黄铁矿、自然金等，黄铁矿在其中呈稀疏浸染状分布。
矿化类型在空间上具明显的规律性：(1)大坝沟—哈达门沟一带以钾长石-石英脉型及钾长石化蚀变岩型为主，而大坝沟以西及哈达门沟以东则以石英脉型及绢英岩化蚀变岩型为主；(2)在含矿断裂的相对张开部位以钾长石-石英脉型为主，相对挤压部位则为钾长石化蚀变岩型，其分布明显受控于含矿断裂的力学环境。
矿石结构包括结晶结构、交代结构、填隙结构、固溶体分离结构和压碎结构。
结晶结构表现在黄铁矿的半自形、部分自形结构；黄铜矿、方铅矿的他形结构；镜铁矿的针状状、放射状结构；黄铁矿包裹黄铜矿，方铅矿中含有碲铅矿的包含结构等。交代结构包括黄铁矿交代磁铁矿呈现交代残余结构，黄铁矿被赤铁矿交代后形成交代环边结构或交代岛状残余结构，交代完全时形成交代假象结构。部分赤铁矿沿磁铁矿内部进行交代，构成交代骸晶结构。后期磁铁矿沿黄铁矿的微裂隙充填交代构成裂隙充填交代结构。填隙结构表现为自然金呈他形充填于黄铁矿，黄铜矿、方铅矿沿黄铁矿裂隙充填。黄铁矿脉状充填于磁铁矿中。固溶体分离结构表现在闪锌矿中有乳滴状、米粒状的黄铜矿固溶体。压碎结构常出现在团块状分布的黄铁矿中，黄铁矿受到比较均匀的挤压力时，形成大小不等不规则粒状碎块，呈现不等粒压碎结构。
矿石构造以脉状、网脉状、浸染状为主，此外还可见团块状构造、条带状构造、角砾状构造、晶洞构造等。金属矿物主要有黄铁矿、磁铁矿、赤铁矿；其次是黄铜矿、方铅矿、辉钼矿、碲铅矿、白铅矿、铜蓝、孔雀石等。脉石矿物以石英、长石、方解石为主，其次是绿泥石、绿帘石、绢云母、重晶石、高岭土、黑云母、角闪石等。金银矿物主要为自然金。副矿物主要为金红石、磷灰石等。
三、围岩蚀变
矿脉中部一般为石英脉，两侧为强钾硅化蚀变岩，近矿围岩蚀变以钾长石化、硅化、绿泥石化为主，多为高岭土化、碳酸盐化叠加；向外逐渐过渡为绿帘石化、绿泥石化和碳酸盐化，局部见碳酸盐化、绢云母化。矿体与断裂关系密切，断裂多形成于矿体底板附近，偶见于矿体顶板或两侧，破碎带附近高岭土化、绿泥石化较强，局部含断层泥。绿泥石化、绿帘石化是分布最广的蚀变，通常发育在破碎带的两侧或暗色矿物较多的二长片麻岩与斜长片麻岩中，其形成很可能与暗色矿物自蚀变作用有关。作为明显的找矿标志，钾长石在石英-钾长石脉中呈红色，中粒半自形结构；钾硅化蚀变岩中呈褐（砖）红色，以细粒结构为主，原岩成分很难辩认，但残存弱片麻理依稀可见，有时含有交代残留的岩块或黑云母等暗色矿物。两者野外与镜下并没有发现明显的穿切关系，从成分和晶体结构上亦无明显的区别。硅化多呈细脉状、网脉状及浸染状，与之伴生的黄铁矿颗粒细，自形程度低。硅化的石英有多种产状，形成的时间和温度区间跨度均较大，石英脉常穿插先成蚀变体或包裹棱角状的钾长石，或浸染状分布于岩石中，多数石英形成总体上晚于钾化。钾硅化蚀变带外侧绿泥石、绿帘石多分布在暗色矿物附近，为角闪石、黑云母等的蚀变产物，局部保留了矿物假象，少量为长石蚀变的产物（主要为绿帘石）。并且在周围产出黄铁矿、磁铁矿、赤铁矿等金属矿物。绢云母沿长石边缘、裂隙或解理呈网状、脉状分布，主要交代斜长石，偶尔交代原生钾长石；强烈时可完全变为绢云母集合体，并保留斜长石板状外形的假象。碳酸盐化分布广泛，碳酸盐矿物呈集合体状弥漫于蚀变岩石中或者呈细脉状切穿原生矿物。哈达门沟金矿总体上来说可以划分为两个明显的蚀变带：近矿的钾长石化、硅化蚀变带，以及远离矿体的绿泥/帘石化、绢云母化蚀变带，再向外过渡为未发生蚀变的岩石。
钾长石化、硅化蚀变带：钾长石化、硅化蚀变岩往往与石英脉矿体直接接触，宽度0.5 ～3米。蚀变带的产出形式直接受大型断裂或其分支断裂的控制。钾化、硅化蚀变带内的原岩矿物已基本完全被蚀变矿物置换。蚀变形成的矿物主要有微斜长石、石英、黑云母，同时广泛伴生黄铁矿。黄铁矿在岩石中呈浸染状分布，伴生的金多是自然金。
绿泥/帘石化、绢云母化蚀变带：分布在钾化、硅化蚀变带的外侧，宏观上表现为围岩呈暗灰绿色。主要的蚀变矿物为绿泥石、绢云母、石英、绿帘石，其次有方解石，金红石，黑云母等，保留原岩的结构特征和残余矿物。
两个蚀变带虽然在共生矿物组合、岩石的结构上差异较大，但它们在空间上都围绕着含金石英脉体构成蚀变晕。且内部蚀变带从不越过外部蚀变带而与未蚀变围岩直接接触，因此两种蚀变带是同一流体递进变质作用的结果。
本区金矿脉以红色的钾长石化蚀变围岩、钾长石化蚀变碎裂岩直接成矿为特征，与冀北地区东坪金矿床相似，而华北克拉通北缘其他金矿床钾长石化早且不成矿、晚期形成黄铁绢英岩型金矿化，存在明显的差别。导致这种差别的主要原因是含金流体性质不同，哈达门沟和东坪金矿床含金流体偏碱性，弱氧化状态，而其他金矿床的则偏酸性，弱还原状态。
通过野外地质调查及镜下观察可以看出，矿化大致顺序为，含金钾长石脉（正长岩脉）首先沿先存裂隙贯入，随后经受挤压作用，钾长石破碎，引张，粗晶黄铁矿-石英脉贯入，接着石英脉破碎，多金属硫化物-石英细脉又贯入早期石英大脉带中，最后可见碳酸盐化。本区成矿复杂，为多期成矿。综合矿床产出的地质特征、矿石类型、矿石组构、矿石物质组成及矿物组合特点可以划分为四个阶段：(1)钾长石-硫化物-氧化物阶段，以广泛发育钾长石化，钾长石既有结晶形成的，又有交代形成的，钾长石中黄铁矿一般为星点状、浸染状，严重碎裂处黄铁矿化强烈，且钾长石发生粘土化，绢云母化，主要矿物组合包括钾长石、石英、赤铁矿、磁铁矿、黄铁矿等；(2)黄铁矿-石英阶段，石英呈烟灰色，细脉状，将钾长石分割成孤岛状，也有石英脉沿着钾长石化蚀变岩或钾长石脉中的张性断裂或裂隙充填形成石英脉或石英-钾长石脉，石英脉主要形成于蚀变岩中心，其中常含有变质岩或早期钾化蚀变岩的张性角砾，说明石英脉晚于钾长石化蚀变岩的形成；(3)石英-多金属硫化物-（硫酸盐）阶段，石英主要呈乳白色，块状，脉状穿插钾长石，使矿脉形成红白分明的角砾状构造，网脉状构造，他形黄铁矿、黄铜矿、方铅矿等呈浸染状，稠密浸染状，有时见重晶石伴生在方铅矿附近；(4)石英-碳酸盐阶段，以出现团块状和不规则脉状方解石及自形晶石英为特征，碳酸盐脉常常切穿前3个成矿阶段的产物，其中黄铁矿颗粒粗大，主要呈立方体自形，晶纹发育。局部可见铜蓝，孔雀石、白铅矿和赤铁矿等氧化矿物。