湖南省醴陵市方竹园—何家湾矿区金矿土壤地球化学特征

刘守林，刘少强，李祉宏，宾 珊，陈盛昌

（湖南省有色地质勘查局二一四队，湖南 株洲 412007）

1 区域地质背景

1.1 地层

出露地层主要为冷家溪群，是区内重要的金矿赋矿层位，岩性主要为绢云母板岩、砂质板岩、炭质板岩及钙质板岩，是金矿富集的有利岩性[1-3]。

1.2 构造

研究区位于浏阳－衡东华夏系、新华夏系隆起带中段与北西向的长沙－萍乡深大断裂带的复合部位。区内经历了武陵运动、雪峰运动、加里东运动、海西运动、印支运动、燕山运动及喜山运动等多次构造运动，形成了复杂的褶皱、断裂构造，如图1。

图1 湘东北地区构造略图

从走向上看，在整个湘东北金矿成矿区内，区域规模构造主要有2组：近EW向组和NNE向组。近EW向组的区域构造包括EW向的、NEE向的和NWW向的，局部地段受燕山期沿NNE向断裂的左行剪切的影响，甚至变成了近NE向（如醴陵北部的箭竿山一带）。近EW构造是武陵-加里东期形成的基底构造，只影响到冷家溪群等地槽基底构造层，主要由一些倒转褶皱、紧闭褶皱以及相伴的韧性逆冲剪切带和逆冲断层等组成。

1.3 岩浆岩

区内岩体十分发育，共出露大小岩体360多个。岩性上以中酸性侵入岩为主，并发育基性、超基性岩。时代上，有武陵－雪峰期，加里东期、印支期、燕山早期，但以燕山早期最为发育，次为印支期。由于区内燕山期强烈的岩浆活动，前人多据此推断北区相当一部分金矿床为燕山期成矿。空间上，受断裂带控制明显，具成群成带分布特征。印支期以前的岩体主要呈北西或近东西向展布,燕山早期岩体呈北东向展布。加里东期岩体主要包括板杉铺、宏夏桥等岩体，呈北西向分布在南县－湘阴－萍乡断裂带附近。据重磁异常和遥感影像推测板杉铺岩体北东雁林寺附近存在较大的隐伏岩体。

团山背-正冲-肖家山-雁林寺隐伏岩区范围较大，小岩株、岩脉成群产出，重、磁异常反映明显。这些隐伏岩区是湘东北地区的矿化集中区，为金的富集成矿提供了热源和物质来源，是寻找金、铜（铅、锌、银）矿产的远景区[4]。

2 矿区地质特征

研究区位于板杉铺岩体北东向突起的北东部。区内出露地层为中元古界冷家溪群小木坪组（Pt2x）、黄浒洞组（Pt2h）和雷神庙组（Pt2l）,均为矿区主要矿源层，矿区内地层总体产状为北东东倾向，倾角20°～80°。根据出露地表的矿（化）脉特征，发育多条具有找矿远景的蚀变破碎带或石英脉（图2）。

图2 方竹园-何家湾矿区地质及化探分布特征图

2.1 地层

研究区内出露地层为中元古界冷家溪群小木坪组（Pt2x）、黄浒洞组（Pt2h）和雷神庙组（Pt2l）,均为矿区主要矿源层，矿区内地层总体产状为北东东倾向，倾角20°～80°。

（1）小木坪组（Pt2x）。位于矿区左下角，预查区内出露较少。下部灰绿色中至厚层状浅变质中细粒石英杂砂岩与粉砂质绢云母板岩构成。中部灰绿色中至厚层状浅变质细粒石英杂砂岩夹粉砂质绢云母板岩、绢云母板岩构成旋回，旋回层厚1m～3m。上部灰黄、灰绿色浅变质细粒石英杂砂岩、纹层状含粉砂质绢云母板岩、绢云母板岩构成旋回[5]。

（2）黄浒洞组（Pt2h）。下部灰、灰绿色中层至块状浅变质中细粒石英杂砂岩与灰绿、青灰色纹层状粉砂质绢云母板岩构成。中部青灰、灰绿色中层至块状浅变质中细粒石英杂砂岩与灰绿、灰黄色中至厚层状粉砂质绢云母板岩构成。上部灰黄、灰绿色中层至块状浅变质中细粒石英砂岩与少量粉砂质绢云母板岩、绢云母板岩构成旋回。

（3）雷神庙组（Pt2l）。下部由灰色中-厚层状板岩与粉砂质板岩构成基本层序，部分层序中夹有薄层状变质泥质粉砂岩、砂质粉砂岩。中部为深灰色、灰黑色板岩、绢云母板岩、条带状板岩，夹少量薄层状粉砂质板岩，岩性较均一。上部由灰色中厚层状板岩、粉砂质板岩与薄-中层状变质含钙质砂质粉砂岩、泥质粉砂岩组成，由下往上粉砂岩增多[6]。

2.2 构造

预查区内构造主要为褶皱及断裂构造。

其中典型的褶皱为小横江-箭杆山复式背斜，两侧发育次一级的倒转背斜和叠加褶皱。预查区内地层产状总体倾向北东倾角30°～80°，表现为核部雷神庙组地层-两翼为黄浒洞组地层的倒转背斜，V12、V13位于倒转背斜的倒转翼。

断裂构造有走向北西（F1、F3）、北东向（F4、F5）、近东西向（F2），以北西向断裂F1、F3为主。其中F1断裂位于预查区西南角，预查区内出露长约3km，切割黄浒洞组地层，断裂产出状态为走向北北西(335°～155°)，倾角78°，沿断层岩石变形强烈，形成1m～10m宽的断层带，带内岩石形成劈理化带、石英脉透镜体、已碎裂的糜棱岩化构造岩的透镜体，为V1、V2、V3、V4控矿、导矿构造；F3断裂位于矿区北部方竹园一带，长约2.3km，两端被F4、F5切断，分割黄浒洞组与雷神庙组地层,断裂产出状态为走向北西西(289°～109°)，沿断层岩石变形强烈，形成1m～5m宽的断裂带，带内岩石形 成劈理化带、石英脉透镜体，为V22、V22-1控矿、导矿构造。

2.3 岩浆岩

矿区内花岗斑岩、石英斑岩岩脉发育。出露的岩脉大体走向北西，地表风化剥蚀程度高。

岩脉发育区其构造十分发育，其构造活动的动力及热能来源极有可能一部份来自深部的岩浆岩活动，同时为金矿元素的活化迁移与集中提供了物质来源及能量，是本区金多金属成矿的重要条件之一。

2.4 变质作用

区内出露的中元古界浊积岩和碎屑岩，经区域变质作用变质成为浅变质砂岩、粉砂质板岩和硅化绢云母板岩，其变质程度低，为绿片岩相。含金蚀变破碎带两侧围岩普遍见绢云母化、黄铁矿化、硅化，偶见黄铜矿化。金矿化与绢云母化、硅化、黄铁矿化关系密切。

2.5 物化探特征

（1）高磁异常特征：矿区内整个磁异常呈北西向展布，高磁负异常通常出现在花岗斑岩、石英斑岩岩脉发育区，磁异常反映明显，这与该地带隐伏岩体有关。

（2）地球化学特征：据原1/20万区调的重砂及水系沉积物测量资料、湖南省地质矿产开发局418队在醴陵北开展1：5万矿产地质调查资料，预查区异常整体呈北西向带状分布，面积15.5km2，元素组合为Au、Ag、As、Sb、Pb，。其中Au、Ag异常规模大，浓集中心明显，Au的峰值达50×10-9。异常分布于元古界基底，是金矿的有利成矿区域，说明该区矿体分布范围大，具有很大的找矿前景。

区内金元素异常值最高在50（10-9）以上（位于何家湾、邹家湾地区），分布的地层为中元古界冷家溪群黄浒洞组、雷神庙组地层，区内北西向断裂发育（F1），具有良好的成矿条件和找矿潜力。

3 土壤地球化学异常特征

3.1 金元素异常分布特征

Au：异常在测区大致分布在3个异常带内：

Ⅰ号异常带，分布在测区的中部偏北，异常带范围较大，由5个综合异常（AP3、AP4、AP5、AP7、AP8）组成，呈北西向排列。Au异常带不连续，每个异常中心突出，分别分布在张家湾、老鸦小学、潘家湾、范家坡、石板坡等地，均具有四级浓度分带，浓度分带较明显，浓度梯度值较好，异常长轴方向为北东、北西向；峰值相对较高。五处异常峰值分别达109.11PPb、118PPb、167.03PPb、79.43PPb、129.59PPb。

Ⅱ号异常带，分布在Ⅰ异常带南面，位于测区中部，该异常带总体呈北西方向展布，异常带范围较大，并且异常连续性较好，由2个综合异常（AP2、AP6）组成，呈北西向排列。Au异常带不连续，异常中心突出，分别分布在刘家新屋北西250米处、安坡一带。其中V5、V21、V20号脉产于该异常带中，异常中心相对突出，具有三、四级浓度分带，浓度分带较明显，浓度梯度值较好，异常长轴方向为北东、北西向；峰值相对较高，两处异常Au峰值分别达35.15PPb、314PPb。

Ⅲ号异常带，分布在矿区的中偏南部，该异常带总体呈北西向展布，异常连续性较差，该异常带局部地段较好，具四级浓度分带，中心较突出，Au峰值182.18PPb。

3.2 Ⅰ号异常带特征

Ⅰ号异常带，该综合异常带位于矿区中部偏北，异常带面积为6.11km2，呈条带状北西方向展布，长5.9km，北西部宽0.57km，南东部宽1.5km。异常区内出露地层主要为中元古界冷家溪群黄浒洞组紫红色、灰绿色含绢云母粉砂质板岩，灰绿色泥质板岩和青灰色粉砂质板岩及黄褐色硅质粉砂质板岩夹泥质板岩等；中元古界冷家溪群雷神庙组紫红色灰色中-厚层状板岩与粉砂质板岩。倾向北东，倾角50°～70°。该异常带含5个综合异常，由西至东分别为AP3、AP4、AP5、AP7、AP8，Ⅰ号综合异常带与地层的走向一致，各单个综合异常特征如下：

3.2.1 AP3综合异常

该综合异常位于测区北西角，异常面积为0.39km2，呈椭圆状北西方向展布，长轴0.94km，短轴0.54km。异常区内出露地层主要为中元古界冷家溪群黄浒洞组紫红色、灰绿色含绢云母粉砂质板岩，灰绿色泥质板岩和青灰色粉砂质板岩及黄褐色硅质粉砂质板岩夹泥质板岩等。倾向北东，倾角50°～70°。综合异常与地层的走向一致，异常特征见异常剖析图（图3）。

图3 P3综合异常剖析图

3.2.2 AP4综合异常

该综合异常位于测区中部偏北，异常面积为0.20km2，呈不规则状北西方向展布，长轴0.77km，短轴0.47km。异常区内出露地层主要为中元古界冷家溪群黄浒洞组紫红色、灰绿色含绢云母粉砂质板岩，灰绿色泥质板岩和青灰色粉砂质板岩及黄褐色硅质粉砂质板岩夹泥质板岩等。倾向北东，倾角50°～70°。综合异常与地层的走向一致，异常特征见异常剖析图（图4）。

图4 AP1综合异常剖析图

3.3 Ⅱ号异常带特征

Ⅱ号异常带总体呈北西方向长条状展布，长6.96km，北西部宽1.15km，南东宽0.3km。它是由AP1、AP2、AP6两个综合异常组成，各单个综合异常特征如下。

3.3.1 AP1综合异常

该综合异常带位于矿区北西角，异常面积约为0.89km2，异常北西向长1.6km，宽760m。异常区内出露地层主要为中元古界冷家溪群黄浒洞组紫红色、灰绿色含绢云母粉砂质板岩，灰绿色泥质板岩和青灰色粉砂质板岩及黄褐色硅质粉砂质板岩夹泥质板岩等；中元古界冷家溪群雷神庙组紫红色灰色中-厚层状板岩与粉砂质板岩；倾向北东，倾角55°～70°。异常特征见异常剖析图（图4）。

3.3 Ⅲ号异常带特征

Ⅲ号异常带即AP9综合异常，该综合异常带位于矿区南部地段，异常面积约为0.84km2，异常北西长1.8km，宽1.0km，呈不规则状，异常区内出露地层主要为中元古界冷家溪群黄浒洞组紫红色、灰绿色含绢云母粉砂质板岩，灰绿色泥质板岩和青灰色粉砂质板岩及黄褐色硅质粉砂质板岩夹泥质板岩等；中元古界冷家溪群雷神庙组紫红色灰色中-厚层状板岩与粉砂质板岩；同时区内出露有北西向花岗斑岩脉。综合异常与地层和花岗斑岩脉走向一致，且异常中心分布于花岗斑岩脉附近。异常特征见异常剖析图（图5）[7-9]。

图5 AP9综合异常剖析图

4 结论

元素数据异常图客观地反映了元素在测区的分布特征。元素背景值在测区普遍较高，属于地球化学高背景区，但主成矿元素Au背景值较低，属于地球化学低背景区。各元素在剪切带附近形成相对较好的地球化学异常，说明该区异常的形成与韧性剪切带构造活动存在密切关系，从异常元素组合来看，属于低温热液的特点，说明异常为低温热液矿床所致。

查明预查区主要成矿元素为Au，直接指示元素为Au，间接指示元素是与Au相关性较好的As，其他如Sb、Hg、Ag均具有分散矿化特征，其找矿前景不太理想。

基本查明了测区Au、Hg、As、Sb、Ag等元素组成9个综合异常，划分为三个综合异常带。初步确定测区9个综合异常中，具有较好找矿前景的一级综合异常3个，其编号为AP5、AP6、AP8；找矿前景有待进一步查证的二级综合异常1个，其编号为AP7；找矿前景不明的三级综合异常4个，其编号为AP2、AP3、AP4、AP9；找矿前景较差的四级综合异常一个，编号为AP1。

通过对综合异常特征与地质背景的综合研究不难发现：具有较好找矿前景的一级和二级综合异常（编号AP5、AP6、AP7、AP8）集中产于Ⅰ号和Ⅱ号异常带中。结合区域地质资料，成矿相对较好的综合异常明显受韧性剪切带控制，该韧性剪切带总体呈北西展布，在测区东部（AP8综合异常）转北东向，充分说明该预查区为构造控矿为主。

（1）Ⅰ号和Ⅱ号综合异常带：根据其形态和展布方向，推测为北西向韧性剪切带所致，并且异常已查明的V18-1、V18、V20、V21号脉产于该带的AP5 、AP6、AP8综合异常中心区，且金元素异常强度较高，浓集中心明显，衬度较好，规模较大，As元素套合良好，属于一级综合异常，具有较好的找金矿的前景；AP7位于Ⅰ号综合异常带内，异常浓集中心相对较明显，衬度较好，规模较大，且位于北西向韧性剪切带内，具有较好的找金矿前景，需进一步工作验证，属二级异常；Ⅰ、Ⅱ号异常带中的AP2、AP3、AP4亦位于韧性剪切带内，但异常内各元素套合较差，中心相对不突出，衬度较低，规模小，地表未见矿化迹象，具有一定的找金矿的前景，需进一步的工作验证，属三级异常。

（2）Ⅲ号综合异常带：主要为AP9综合异常，根据其形态和展布方向，分布在测区南部花岗岩脉附近，推测异常为花岗岩脉所致，在异常强度上弱于AP5 、AP6、 AP7、AP8综合异常，浓集中心相对较明显，衬度较好，规模较大。具有一定的找金矿的前景，需进一步的工作验证，属三级异常。

（3）AP1号综合异常：根据异常所产位置、元素组合、元素异常特征，推测为分散矿化异常区，属于四级异常，找矿意义不大。