湘东北地区合水金矿地质特征及找矿前景分析

周竹明，李 停，2，刘守林

（1.湖南省地质勘查局二一四队，湖南 株洲 412007；2.中南大学 地球科学与信息物理学院，湖南 长沙 410083）

湘东北地区处于衡东－浏阳新华夏系隆起带中段与北西向长沙－萍乡大断裂带的复合部位，板杉铺岩体北东突起部雁林寺－洪源一带，是我国重要的脉型金矿和蚀变型金矿成矿区，2017年～2019年，湖南省有色地质勘查局二一四队在该区域内开展了“湖南省醴陵市合水矿区金矿普查项目”（省财政基金项目），找矿效果较好。在前期普查工作的基础上，本文通过对其区域地质背景和矿区地质特征进行综合研究分析，对矿床成因及找矿标志进行了总结研究，并总分析了找矿前景。

1 成矿地质背景

区域内出露中元古界冷家溪群，晚古生界泥盆系、石炭系、二叠系和中生界地层白垩系地层。区域内地层总体走向北东或北北东，倾向北西或北西西，倾角一般30°～50°。

区域位置处于扬子地台江南台的东南缘，与南华活动带武功-诸广山褶皱带紧邻。区域构造以多期叠加的倒转紧闭线状褶皱、直立水平开阔褶皱及劈理发育为特色，总体具中下构造层次的脆韧性变形特征[1]。

该区在新华夏系基底构造格架的基础上，强烈的燕山期构造活动造就了该区具有独立单元性的构造环境。构造与成矿有比较密切的关系，复式褶皱及断裂为本区联合控矿构造。

图1 大地构造位置图

2 矿区地质

2.1 地层

合水矿区出露的地层较简单，为中元古界冷家溪群雷神庙组和黄浒洞组，均为本区金矿赋矿层位，两者为整合接触关系。对划分的各个地层由老到新叙述如下。

（1）中 元 古 界 冷 家 溪 群 雷 神 庙 组（Pt2l）。 主 要出露于矿区南东部区域，出露厚度618m，地层产状130°～215°∠21°～75°，出露的岩性以板岩为主，主要为灰白-青灰色中厚层板岩，其次浅灰色中厚层粉砂质板岩。

（2）中元古界冷家溪群黄浒洞组（Pt2h））。主要出露于矿区北西部大片区域，在矿区出露厚度475m，地层产状140°～260°∠30°～62°，与上覆的黄浒洞组为整合接触关系，出露的岩性主要为深灰色中厚层状粉砂质板岩（图2）、青灰色薄层-中厚层状板岩[2]。

图1 矿区控矿构造及矿脉（体）分布图

2.2 构造

矿区褶皱发育，为箭杆山区域性倒转复式背斜的次级构造，由雷神庙组构成核部，黄浒洞组构成两翼，核部与两冀产状近平行，走向北东，倾向南东，倾角40°－60°。褶皱的层间虚脱部位、次级节理及次级断裂构造为成矿提供良好的容矿空间，区内主要见矿部位位于背斜北西翼（V23）及背斜核部。矿区岩层劈理较发育，与矿化关系较密切。

2.3 变质作用

区内沉积岩普遍具低绿片岩相区域浅变质作用。泥质岩类已变质为绢云母板岩，杂砂岩变为浅变质杂砂岩，其杂基已绢云母化。石英脉内及脉两侧围岩附近，普遍具硅化、黄铁矿化、绿泥石化、绿帘石化、黝帘石化、绢云母化等。其中硅化、黄铁矿化与金矿关系密切[3]。

3 矿体地质

3.1 矿脉特征

矿区矿脉均发育于矿区倒转复式背斜次级断裂破碎带及层间劈理化带中，赋矿地层为中元古界冷家溪群雷神庙组和黄浒洞组，主要矿化类型为构造蚀变岩型夹石英脉型，主矿脉为V23。

V23号脉为构造蚀变岩型，控制长度210m，蚀变带厚0.40m～1.80m，带中石英脉厚0.1m～0.2m，产状305°～342°∠10°～15°，局部扭曲变形强烈。蚀变带主要由浅灰绿色粉砂质板岩、变质石英砂岩和石英脉、石英团块组成，石英脉中见有溶蚀孔洞，局部见粗粒黄铁矿，脉壁见铁质氧化物；围岩普遍具有弱硅化、绢云母化。矿体厚0.3m～0.74m，厚度变化系数59%，厚度稳定；单工程金品位为1.1g/t～15.45g/t，品位变化系数302%，金矿化分布极不均匀。

3.2 矿石质量

（1）矿石结构、构造。矿石结构主要有自形晶粒状结构、半自形晶粒状结构、它形粒状结构、包含结构、结状结构、乳浊状结构等。矿石构造主要有浸染状构造、脉状和网脉状构造。

（2）矿石物质成份。矿石中见自然金发育，主要的金属硫化物有黄铁矿、黄铜矿等，少量或微量的毒砂、闪锌矿、方铅矿、磁黄铁矿等。非金属矿物主要为石英、长石、绢云母、高岭石、方解石、绿泥石等。

（3）自然金。金的赋存状态以裂隙、浸染为主，晶隙颗粒次之，自然金主要呈它形粒状、不规则粒状，表面常具擦痕，分布不均匀，粒度范围0.006mm～0.28mm（图3）。多见于黄铁矿裂隙、粒间，或被黄铁矿包裹。自然金与黄铁矿和毒砂关系密切，与黄铁矿的亲密度高于毒砂。

图3 矿脉自然金矿化特征（光片）

（4）黄铁矿、磁黄铁矿。黄铁矿主要呈不规则它形粒状，部分呈半自形～自形晶粒状。浸染状嵌于石英等脉石矿物粒间，或云母矿物片粒间，部分被石英等包裹。嵌布粒度不均匀，粒度最粗可达2mm，一般0.05mm～0.3mm；矿石曾受挤压，部分黄铁矿可见碎裂纹。磁黄铁矿含量甚少，它形粒状，嵌布粒度一般0.01mm～0.05mm。

（5）毒砂。多数呈半自形－它形晶粒状。嵌布粒度比黄铁矿略细。粗粒者可达1mm，一般0.02mm～0.15mm不等。毒砂与黄铁矿同期形成或略早，可见毒砂被黄铁矿包裹，偶见黄铁矿被毒砂包裹的现象。

3.3 矿石类型

矿石有用矿物为单纯的自然金，矿物结构构造单一，仅依据矿物共生组合及脉石矿物种类，矿石类型主要为石英—硫化物—自然金矿石。

按矿石的氧化程度不同，自然类型分为氧化矿石和原生矿石。本矿区目前发现以原生矿石为主。矿床工业类型分为石英脉型和构造蚀变岩+石英脉型。

3.4 围岩蚀变

矿区围岩岩性为含硅泥质绢云母板岩、绿泥绢云千枚状板岩、含砂质石英千枚岩、浅变质石英砂岩，普遍具有强度不等的硅化、黄铁矿化、绢云母化、褐铁矿化、磁黄铁矿化等。其中硅化、黄铁矿化、褐铁矿化与金富集有密切关系。

4 矿床成因及找矿标志

4.1 矿床成因

矿区内V23号矿脉产出于倒转复式背斜次级断裂破碎带及层间劈理化带中，由石英细脉及蚀变围岩组成。矿床成因主要与构造蚀变有关，矿床类型初步定为构造蚀变岩型和石英脉型。

矿床成因：后期石英脉发育于剪切破碎带中而矿物质聚集沉淀形成的，并经受了叠加热液蚀变的含有工业金矿体的岩石组合，空间上多位于狭长且长期活动的地壳薄弱带，一般呈线性分布。含金剪切破碎带型金矿受这类剪切带构造控制，成矿作用与韧性剪切带的发生、发展有成因联系。

4.2 矿化富集规律

（1）赋矿体局部地层岩石发生强劈理化，存在较强烈的劈理脉。石英脉出现多期破碎胶结，呈烟灰色、褐灰色并夹破碎岩石条带和金属硫化物细脉时，含金一般较富。劈理脉中围岩呈片理化和糜棱岩化，同时被后期石英脉充填。

（2）金矿化与金属硫化物特别是黄铁矿化关系密切，当黄铁矿化较强并伴有较强硅化时，金矿化相对较好[4]。

4.3 找矿标志

根据矿区、矿床特征及成矿规律的研究，总结出以下几点找矿标志：

（1）分散流金异常、次生晕金异常的规模和强度预测了金矿体的存在和产出部位。

（2）粉砂质绢云母板岩及邻近地段为赋矿带。围岩蚀变有绢云母化、黄铁矿化、褐铁矿化、方铅矿化等，其中细粒黄铁矿化、褐铁矿化为金矿化的特征标志。

（3）规模较大的劈理化带为区内重要的赋矿构造，从边缘到中间，劈理越密集，对成矿越有利。

（4）石英脉为主要的含金载体，多与其旁侧的蚀变围岩构成矿体。

4.4 找矿前景分析

合水矿区石英微细脉发育，矿石类型为构造蚀变岩型和石英脉型金矿脉，存在多期次成矿阶段，矿区北西部具有较好的找矿前景[5]。

合水矿区的金矿矿体成因类型为中低温的岩浆热液型金矿，围岩主要为浅变质粉砂质板岩。由物化探资料推测，该研究区的深部存在岩浆岩的可能性极高，研究反映，我们目前揭露验证的主要为远成区金矿，为浅层的脆性构造和层间构造蚀变岩金矿。因此，由中低温热液金矿成矿模型预测研究，深部存在岩浆岩，那么本矿区由远成区向中远成区替进，有韧性转化的金矿体存在。如区域上浅源岩浆岩的肖家山金矿和正冲金矿，其发育多条北北西向的韧性剪切带型金矿脉。

矿区的北西部和北东部的成矿条件较好，V23号矿脉为矿区主要矿体，为构造蚀变岩金矿型，矿床成因为浅层中低温热液矿体。