湖南省江家冲金矿区土壤地球化学特征及找矿方向

吕星球 马道明 刘守林 魏金驹

摘要：江家冲金矿处于衡东—浏阳新华夏系隆起带中段的湘东金铅锌多金属成矿带内，成矿条件较好。该矿区内金矿化主要产于中元古界冷家溪群小木坪组中，受区域北东向断裂及次级北西向断裂控制。1∶1万土壤地球化学测量结果表明：Au元素离散程度与叠加系数均较高，表明其具有一定的成矿潜力;划分出Au异常带3处，圈出综合异常带4处。初步总结了控矿因素，并进行了找矿方向分析，认为矿区已发现矿（化）脉中深部及综合异常浓集中心具有较好的找矿潜力，为进一步找矿指明了方向。

关键词：小木坪组;地球化学特征;控矿因素;找矿方向;江家冲金矿区

中图分类号：TD11 P618.51文献标志码：A开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

文章编号：1001-1277（2021）07-0025-07doi：10.11792/hj20210705

江家冲金矿区位于湖南省醴陵市南西方向约15 km处，紧邻茶溪金矿区。矿区先后进行了1∶1万土壤地球化学测量、地质填图等工作，并对圈定的Au元素异常和含金地质体进行了地表槽探验证和浅中部钻探控制，大致查明了矿（化）体厚度、规模、产状及矿石特征。本文在对江家冲金矿区地层、构造、岩浆岩、土壤地球化学、矿体特征分析的基础上，初步总结了控矿因素，并进行了找矿方向分析，对进一步找矿勘查工作具有较好的参考价值，对同类型金矿床找矿勘查也具有较好的借鉴意义。

1 区域地质背景

江家冲金矿位于钦杭断裂成矿带湖南段，衡东—浏阳新华夏系隆起带中段的湘东北亚段的湘东金铅锌多金属成矿带内。该成矿带花岗质岩浆活动强烈，北东向褶皱、压扭性断裂发育，为湖南省重要的成矿带[1-3]。

区域内出露的地层主要为中元古界冷家溪群小木坪组及黄浒洞组，岩性主要为绢云母粉砂质板岩、粉砂质板岩和板岩，局部夹变质石英砂岩和千枚岩，总体走向北北西或北西，倾向北东东或北东，倾角一般30°～50°，为区域成矿提供了主要的物质来源[4-9];其次为晚古生界泥盆系佘田桥组、跳马涧组、金矿山组和棋子桥组地层，以及中生界侏罗系和白垩系地层。

区域内构造主要为北东向、北北东向及次级北西向构造[10]。北北东向构造主要为潘家冲复背斜与茶山岭断裂。潘家冲复背斜是区域内的一级褶皱，冷家溪群黄浒洞组为其核部地层，东翼被茶山岭断裂破坏，两翼小型次级褶皱和牵引褶曲发育。茶山岭断裂处于潘家冲复背斜东缘，为区域性逆斷裂，切割泥盆系和冷家溪群地层，为导矿构造[11-14]。

区域内岩浆活动较频繁，雪峰期攸坞球粒玄武岩出露于攸坞及长富冲一带，矿区南部约13 km处出露燕山期丫江桥花岗岩。区域内围岩普遍具有硅化、黄铁矿化、褐铁矿化、绿泥石化及绢云母化等。区域内已发现金、银、铅、锌及萤石等多种矿种，主要矿种为金和银，均产于中元古界冷家溪群地层中[12-13]。

2 矿区及矿床地质特征

2.1 矿区地质特征

矿区内出露地层主要为中元古界冷家溪群黄浒洞组（Pt 2h）与小木坪组（Pt 2x），岩性主要为绢云母粉砂质板岩、粉砂质板岩和板岩，局部夹变质石英砂岩和千枚岩。此外，泥盆系、白垩系地层小范围出露于矿区东部与西部，低洼地段出露第四系（Q）（见图1）。矿区处于潘家冲复式背斜北缘，断裂较发育，主要为茶山岭断裂的次级北西向茶溪断裂（F 1）及更次级北西向断裂。其中，茶溪断裂规模较大，为良好的控矿及导矿构造。矿区内未见岩浆岩出露。

2.2 矿床地质特征

2.2.1 矿（化）脉特征

矿区内共圈出3条较好的金矿（化）脉，分别为V1、V2和V3（见图1），矿化类型主要为破碎蚀变带型和石英脉带型。

V1矿（化）脉：破碎蚀变带型，为茶溪金矿区主矿脉（V2）的延伸部分，宽2.0～6.0 m，产状10°～40°∠48°～80°，与岩层有一定交角，形态较规则，局部呈舒缓波状弯曲，与围岩界线较清楚。实际控制长约1.6 km，推测长约1.8 km。该矿（化）脉中矿化体厚0.56～3.23 m，平均厚1.80 m，单工程金品位0.45～12.27 g/t，金平均品位1.46 g/t，矿化体主要产于变质石英砂岩和不规则石英脉中。破碎蚀变带主要由不规则石英脉、石英团块、变质石英砂岩、板岩和粉砂质板岩等组成，板岩和粉砂质板岩具有弱硅化和绢云母化，变质石英砂岩硅化较强，局部见不规则石英细脉分布于变质石英砂岩中，不规则石英脉和石英团块呈乳白色—烟灰色，油脂光泽，致密块状，溶蚀孔洞较发育，裂隙和溶蚀孔洞中充填较多黄褐色铁质氧化物及泥质物等，肉眼见褐铁矿，局部见黄铁矿化。围岩为粉砂质板岩和板岩，近破碎带处具较强硅化和绢云母化。

V2矿（化）脉：石英脉带型，主要为板岩或粉砂质板岩夹石英脉。宽约0.80 m，单脉厚约0.20 m，产状为5°～50°∠60°～80°，实际控制长约2.0 km，推测延伸约2.5 km，金品位0.03～0.06 g/t，地表采样品位偏低，可能为风化淋滤作用所致。围岩蚀变主要有硅化、绢云母化。

V3矿（化）脉：石英脉带型，主要为板岩或粉砂质板岩夹石英脉。宽约0.85 m，单脉厚约0.20 m，产状为20°～50°∠50°～60°，实际控制长约1.0 km，推测延伸约1.4 km，金品位0.03～0.40 g/t，地表采样品位偏低，可能为风化淋滤作用所致。围岩蚀变主要有硅化、绢云母化。

2.2.2 矿石特征

矿石结构主要有自形晶粒状结构、半自形晶粒状结构、他形粒状结构和包含结构等。矿石构造主要有浸染状构造、脉状构造和网脉状构造。矿石中金属矿物主要为自然金、褐铁矿和黄铁矿等。金以裂隙金为主，粒间金、包裹金次之。非金属矿物以石英、绢云母为主，绿泥石、铁质物和岩屑等次之。

围岩蚀变主要有硅化和绢云母化，局部见绿泥石化、褐铁矿化和黄铁矿化等。

3 土壤地球化学特征

3.1 元素含量特征

矿区进行了1∶1万土壤地球化学测量，共采集6 989件样品，并对样品中的7种元素进行了测试分析，元素含量特征见表1。

Au、Sb、As元素含量变化较大且离散程度较高，表明某些地质体受到了后期地质作用叠加影响，可能成矿;Ag、Pb、Zn、Cu元素含量变化相对较小且离散程度相对较小，表明后期地质作用叠加相对较弱。

As、Sb、Pb、Ag、Zn元素质量分数高于上地壳丰度，表明其处于高背景区;Au、Cu元素质量分数低于上地壳丰度，表明其处于低背景区。从叠加系数来看，As、Sb、Pb、Zn、Cu、Ag、Au元素均有后期地质作用叠加，表明矿化活动强烈，且Au元素的矿化活动较强。

3.2 元素组合特征

对测试结果进行R型聚类分析，可大致了解元素的共生组合关系及其相互间的指示意义，结果见图2。

以相关系数为0.3划分元素组合，共存在3组共生组合关系：Au、Sb-As和Pb-Zn-Ag-Cu。但是，单元素异常图显示，Au与As、Sb元素异常具相对较好的套合关系，与其他元素套合关系均一般，这些元素高值点大多分布在Au元素异常范围内，说明Au元素受后期叠加作用十分强烈，具有较好的找矿意义。

3.3 Au元素异常带特征

矿区共划分出Au异常带3处（见图3），其特征如下：

1）Ⅰ号Au异常带。该异常带分布在矿区中部偏北，呈北西向展布，Au异常带不连续，每个异常中心突出，分为扭子冲异常和付家冲异常，均具有四级浓度分带，浓度分带较明显，峰值相对较高，扭子冲异常Au极大值为43.50×10-9，付家冲异常Au极大值为55.00×10-9。根据其形态和展布方向，推测为矿区北西向茶溪断裂（F 1）所致。

2）Ⅱ号Au异常带。该异常带分布在Ⅰ号Au异常带南侧，总体呈北西向展布，贯穿矿区;异常带范围较大，连续性较好，中心相对突出，具有四级浓度分带，浓度分带较明显，Au极大值37.06×10-9，并且与地质圈定的V1矿（化）脉带走向吻合。根据其形态和展布方向，推测为矿区北西向茶溪断裂（F 1）所致。

3）Ⅲ号Au异常带。该异常带分布在矿区的南部，总体呈北东向转北西向弧形展布，异常连续性较差，局部地段较好，具有二级浓度分带，异常中心突出，Au极大值为11.96×10-9。根据其形态和展布方向，分布在北西向茶溪断裂（F 1）和北东向大壕坪—南冲断裂交汇的三角区，靠近大壕坪—南冲断裂，推测为2条断裂共同作用所致。

3.4 綜合异常带特征

矿区共圈出综合异常带4处（见图4）。初步确定一级异常带为Ⅱ号综合异常带和Ⅲ号综合异常带，包括3处一级综合异常，编号为AP3、AP4、AP5;二级异常带为Ⅳ号综合异常带，包括1处二级综合异常（AP7）和1处三级综合异常（AP6）;三级异常带为Ⅰ号综合异常带，包括1处四级综合异常（AP1）。

3.4.1 Ⅰ号综合异常带特征

Ⅰ号综合异常带内含有AP1综合异常，位于矿区中北部连冲地段，面积为0.998 km2，呈葫芦状北西向展布，长1.7 km，北西部宽0.35 km，北东部宽0.9 km。异常内出露地层主要为冷家溪群黄浒洞组。该综合异常主要由Pb、Zn、Ag、Sb元素组成（见表2），元素组合简单，分带不明显，各单元素异常套合一般，浓集中心不明显，规模较小，属于分散矿化异常，不具备成矿条件，属于四级异常。

3.4.2 Ⅱ号综合异常带特征

Ⅱ号综合异常带总体呈北西向长条状展布，长2.56 km，北西部宽0.35 km，北东部宽0.9 km。由AP2、AP3、AP4综合异常组成，分布在大西山—李家园—付家冲地段。各综合异常特征如下：

AP2综合异常位于矿区西部，面积为0.034 km2，呈椭圆状北西向展布，长轴0.024 km，短轴0.018 km。异常区内出露地层主要为冷家溪群黄浒洞组。该综合异常主要由Cu、Ag、As元素组成（见表3），分带不明显，各单元素异常套合一般，浓集中心明显，规模不大，极大值较低，衬度较好，分带不明显，属于分散矿化异常，不具备成矿条件，定为四级异常。

AP3综合异常产于F 1断裂北侧，面积为0.583 km2，呈不规则状北西向展布，长0.98 km，宽0.46～0.86 km，中间窄，两端宽。异常区内出露地层主要为冷家溪群黄浒洞组。该综合异常主要由Au、As、Pb、Zn、Ag元素组成（见表4），主要成矿元素为Au;元素组合相对较齐全，分带明显，其中Au达四级浓度分级;各单元素异常套合较好，浓集中心明显，但衬度不大，规模较大。其中，主要成矿元素Au的异常面积较大，约为0.243 km2，极大值为43.50×10-9，平均值为7.80×10-9，衬度为1.95，面金属量为0.47，总体呈北西向长条状展布;As、Pb、Zn、Ag元素异常面积为0.025～0.072 km2，峰值低，衬度小，分带不明显，与主成矿元素套合较好。该综合异常形态及展布方向与F 1断裂基本一致，且Au元素异常强度较高，浓集中心明显，衬度高，规模较小，元素套合好，由此推测该综合异常为矿致异常，为F 1断裂所致。地表见明显金矿化，为一级异常。

AP4综合异常产于F 1断裂北侧，面积约为0.275 km2，长0.9 km，宽220～460 m，呈较规则长条带状，异常区内出露地层主要为冷家溪群黄浒洞组。主要由Au、As、Sb元素组成（见表5），主要成矿元素为Au，伴生元素为As、Sb等。元素组合较齐全，分带明显，其中Au达四级浓度分级;各单元素异常套合较好，浓集中心明显，衬度较大，规模一般。其中，主要成矿元素Au的异常面积较小，约为0.07 km2，极大值为55.40×10-9，平均值为12.10×10-9，衬度为3.03，面金属量为0.21，呈长条状北西向展布;As、Sb元素异常面积分别为0.01 km2、0.05 km2，衬度小，分带明显，与主成矿元素套合较好。该异常形态及展布方向与F 1断裂基本一致，且Au元素异常强度较高，浓集中心明显，衬度高，规模较小，元素套合好，由此推测该综合异常为矿致异常，为F 1断裂所致。地表见明显金矿化现象，属于一级异常。

3.4.3 Ⅲ号综合异常带特征

Ⅲ号综合异常带内仅包含AP5综合异常，分布在方塘坳—庙山冲—新塘坡地段。产于F 1断裂南侧，面积约为1.674 km2，长2.8 km，宽410～900 m，呈较规则长条状，异常区内出露地层主要为冷家溪群小木坪组。综合异常带与F 1断裂走向一致，套合好且异常中心分布于F 1断裂南侧。该综合异常主要由Au、As、Sb、Zn、Ag、Cu元素组成（见表6），主要成矿元素为Au，伴生元素为As、Sb等;元素组合较齐全，分带明显，Au达三级浓度分级，伴生元素As、Sb达四级浓度分级;各单元素异常套合较好，浓集中心明显，衬度较大，规模较大。其中，主要成矿元素Au的异常面积小，约为0.539 km2，极大值为37.06×10-9，平均值为8.10×10-9，衬度为2.03，面金属量为1.09，呈北西向长条状展布;As、Sb、Zn、Ag、Cu元素异常面积约为0.020～0.459 km2。伴生元素As、Sb峰值高，衬度大，分带明显，与主成矿元素套合较好。该异常形态和展布方向与F 1断裂走向基本一致，且Au元素异常强度较高，浓集中心明显，衬度高，规模较大，元素套合好，由此推测该异常为矿致异常，推测为F 1断裂所致。地表见明显金矿化现象，属于一级异常。

3.4.4 Ⅳ号综合异常带特征

Ⅳ号异常带总体呈北西向转北东向弧形长条状展布，北西向长2.43 km，宽0.46～0.71 km;北东向长1.83 km，宽0.9 km;由AP6、AP7综合异常组成，分布在下冲庵至小南冲地段。

AP6综合异常位于矿区南部，区域性北东向大壕坪—南冲断裂的东南面，面积约为1.207 km2，北东向长1.8 km，宽960 m，呈北东向较规则长条带状。异常区内出露地层为冷家溪群小木坪组。该综合异常主要由Au、As、Pb、Zn、Ag、Cu元素组成（见表7），主要成矿元素为Au，伴生元素为As等;元素组合较齐全，分带明显，其中Au、As、Pb、Zn、Cu均达二级浓度分级;各单元素异常套合较好，浓集中心明显，衬度一般，规模较大。其中，主要成矿元素Au的异常面积小，约为0.488 km2，有多个异常高值点，极大值为17.80×10-9，平均值6.29×10-9，衬度为1.57，面金属量为0.77，呈长条状北东向展布;As、Pb、Ag、Sb元素异常面积为0.012～0.051 km2，峰值低，衬度小，分带明显，与主成矿元素套合较好。该综合异常形态和展布方向与区域北东向断裂基本一致，且Au元素异常强度不高，浓集中心较分散，衬度低，规模较大，元素套合好，推测为区域北东向断裂所致。地表未见断裂和金矿化现象，属于三级异常。

AP7综合异常位于矿区南部，面积约为0.793 km2，长1.4 km，宽410～980 m，呈较规则长条带状。异常区内出露地层为冷家溪群小木坪组。该综合异常主要由Au、As、Pb、Zn、Ag、Cu元素组成（见表8），主要成矿元素为Au，伴生元素为As;元素组合较齐全，分带明显，其中Au达二级浓度分级，As达三级浓度分级，Pb、Ag、Cu均达二级浓度分级;各单元素异常套合较好，浓集中心明显，衬度一般，规模较大。其中，主要成矿元素Au的异常面积约为0.107 km2，极大值为15.20×10-9，平均值为6.81×10-9，衬度为1.70，面金属量为0.18，呈长条状北西向展布; As、Pb、Ag元素异常面积为0.014～0.214 km2，峰值低，衬度小，分带明显，与主成矿元素套合较好。该异常形态和展布方向与地层基本一致，且Au元素异常强度不高，浓集中心比较明显，衬度低，规模较小，元素套合好，推测为局部断裂所致。地表见断裂和金矿化现象，属于二级异常。

4 控矿因素及找矿方向

4.1 控矿因素

1）地层岩性因素：区域内金矿床（点）主要赋存于冷家溪群浅变质岩中，江家冲金矿区矿脉赋存于冷家溪群小木坪组内，岩性主要为粉砂质板岩。对岩石的含矿性测定结果表明，其Au元素含量是其在地壳沉积岩类岩石中元素丰度的15.1倍，认为冷家溪群小木坪组是矿源层。

2）构造因素：元素背景值普遍较低，表明江家冲金矿区属于地球化学低背景区，但Au、As、Sb在断裂附近形成相对较好的地球化学异常，而Pb、Zn、Ag、Cu元素异常一般，说明矿区异常的形成与断裂活动存在密切关系。潘家冲复背斜为一级褶皱，冷家溪群黄浒洞组为其核部地层，东翼被茶山岭断裂破坏，两翼小型次级褶皱和牵引褶曲发育。茶山岭断裂处于潘家冲复背斜的东缘，为区域性逆断裂，切割泥盆系和冷家溪群地層，是导矿构造;潘家冲复背斜两翼部派生了北西向—南东向次级断裂，矿液充填其中，成为矿脉，成矿主要受断裂控制。

4.2 找矿方向

1）根据Ⅱ号综合异常带和Ⅲ号综合异常带的形态和展布方向，推测其为北西向茶溪断裂所致，并且已查明的V1、V2矿（化）脉产于该带的AP3、AP4、AP5综合异常中心区，Au元素异常强度较高，浓集中心明显，衬度较好，规模较大，As、Sb元素套合良好，属于一级综合异常，具有较好的找矿前景。

2）根据Ⅳ号综合异常带的形态及展布方向，分布在北西向茶溪断裂和北东向大壕坪—南冲2条断裂交汇的三角区，且靠近大壕坪—南冲断裂，推测为2条断裂共同作用所致，在异常强度上弱于AP3、AP4、AP5综合异常，但该地段是北西向和北东向断裂交汇处，对成矿比较有利，成矿条件较好。浓集中心相对明显，衬度较好，规模较大，并且在异常区已查明的V3矿（化）脉产于该带的AP7综合异常中心区，属于二级综合异常，具有一定的找矿前景。

3）V1矿（化）脉为矿区主要矿脉，产于Ⅲ号综合异常带的AP5一级综合异常中心，矿化类型为破碎带蚀变带型+石英脉带型，其地表矿化情况良好。目前，仅大致查明了浅部矿体的规模、形态、产状、厚度、品位，其深部仍具有较好的找矿潜力。

4）V3礦（化）脉在地表具有低矿化现象，产于Ⅳ号综合异常带的AP7综合异常中心区，因工程量有限及第四系浮土较厚，目前仅为少量地质点控制，其深部仍具有较好的找矿潜力。

5 结 论

1）江家冲金矿区金矿化主要产于冷家溪群小木坪组中，其中的变质石英砂岩、板岩、粉砂质板岩等为主要赋矿围岩，受区域北东向断裂及次级北西向断裂控制。

2）元素背景值普遍较低，表明江家冲金矿区为地球化学低背景区，但Au、As、Sb在断裂附近形成相对较好的地球化学异常，而Pb、Zn、Ag、Cu元素异常一般，表明该区异常的形成与断裂活动关系密切，且异常规模与强度预测了矿体的存在和产出部位。

3）化探异常区和破碎蚀变带重叠区域金矿化较好，后续除进一步加大对产于Ⅲ号综合异常带中V1矿（化）脉的中深部勘查力度外，还需加强对Ⅳ号综合异常带的勘查，以发现成规模的矿（化）脉和取得不同空间维度上的找矿突破。

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Soil geochemical characteristics and prospecting direction in

Jiangjiachong Gold District in Hunan Province

Lü Xingqiu1，Ma Daoming2，Liu Shoulin1，Wei Jinju1

（1.214 Team，Hunan Non-ferrous Metals Geological Exploration Bureau; 2.China National Gold Group Co.，Ltd.）

Abstract：Jiangjiachong Gold District is located in the eastern Hunan gold-lead-zinc polymetallic metallogenic zone，which sits in the middle part of the Hengdong-Liuyang new Cathaysian uplift belt.The gold metallogenic conditions are good here.In the district，the gold mineralization mainly occurs in the Xiaomuping Formation，LengJiaxi Group of the Middle Proterozoic，controlled by northeast regional faults and northwest secondary faults.According to 1∶10 000 soil geochemistry survey，the elemental dispersion degree and superposition coefficient of Au are both relatively high，indicating certain prospecting potentials;3 Au anomalies are delineated，as well as 4 comprehensive anomalies.With preliminary summary of ore-controlling factors and analysis of prospecting direction，it takes that there are great prospecting potentials in the district at the middle-deep part of known ore（mineralized） veins and the concentration center of comprehensive anomaly，pointing the direction of further prospecting.

Keywords：Xiaomuping Formation;geochemical characteristic;ore-controlling factors;prospecting direction;Jiangjiachong Gold District