湖南省平江县万古金矿区大塘冲矿段地质特征及找矿方向

阳镇东 郑宇 文志林 黄赞 董国军 周剑琪 李欢

摘要：万古金矿区大塘冲矿段位于万古金矿区东部，是近年来新设立的金矿勘查区。在野外地质调查基础上，对大塘冲矿段的矿脉、矿体及矿石特征进行了详细研究，厘定了矿床类型及成因，探索了成矿规律，并指出了进一步的找矿方向。研究表明，大塘冲矿段内含金矿脉受控于北西（西）向断裂破碎带，断裂破碎带由构造角砾岩、石英细脉及蚀变板岩组成，倾向北（北）東。矿石构造主要为块状构造、角砾状构造、条带状构造、板状构造等，矿石结构包括碎裂结构、角砾状结构、显微鳞片变晶结构、镶嵌结构等。矿石类型以石英脉型、蚀变破碎板岩型、构造角砾岩型及蚀变板岩型为主。大塘冲矿段矿床成因类型为受断裂控制的岩浆期后远成中低温热液型，矿体富集在舒缓波状弯曲、断裂分支部位；北西（西）向和近东西向断裂或层间滑脱带，硅化、绢云母化、黄铁矿化、毒砂矿化、辉锑矿化、褪色化较强地段和Au、As、Sb、Hg等元素的组合异常及金的重砂异常是重要的金找矿标志。14号矿脉深部是成矿有利地段，具有较大找矿潜力。

关键词：构造控矿；脉状金矿床；成矿规律；找矿勘查；地质特征；找矿方向

中图分类号：TD15 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（2023）03-0065-09doi：10.11792/hj20230314

引 言

万古金矿区大塘冲矿段位于湖南省平江县城南155°方位，与平江县城直线距离约8 km，地理坐标为北纬28°37′32″～28°39′30″，东经113°35′20″～113°37′04″。万古金矿床于20世纪90年代被发现，随后的一系列找矿勘查确定其为一超大型金矿床（已探明金金属量大于150 t），而且其外围仍有良好的找矿前景。近30年来，前人对该矿床进行了大量的地质年代学及矿床地球化学研究工作，并取得了丰硕的成果^［1-7］，但在找矿方向的厘定上目前尚有争议，矿床的基本地质特征研究需要进一步加强^［8-12］。

2013—2015年，湖南省地质矿产勘查开发局四〇二队在以往地质资料的基础上，深入研究了万古金矿床的成矿条件，完成了三维地质建模及成矿规律研究，并在大塘冲矿段开展了矿产重点检查工作。该成果为万古金矿区乃至湘东北金找矿提供了新思路、新线索。然而，目前大塘冲矿段的基本地质情况并不明朗，矿床类型、成因及成矿规律并不是十分清楚，这阻碍了进一步找矿勘查。本文在野外地质调查基础上，对大塘冲矿段的矿脉、矿体及矿石特征进行了详细研究，厘定了矿床类型及成因，探索了成矿规律，并指出了进一步的找矿方向。

1 区域地质

湘东北地区地处江南造山带中段，扬子板块与华南板块的会聚碰撞拼贴带上，是雪峰—金山（江西）巨型弧形金成矿带的主要组成部分。区域内构造岩浆活动强烈，是湖南省重要的Au-Cu-Co-Nb-Ta等多金属成矿带，具有较大金找矿潜力^［13-17］。

1.1 地 层

区域内出露地层主要有元古界冷家溪群（Pt₂ln）及中生界白垩系—第三系（K-N）（见图1）。冷家溪群分布较广，为一套深海—半深海浅变质碎屑岩系，具有复理石建造特征，岩性为浅灰绿色—浅灰色—青灰色绿泥石绢云母板岩、粉砂质板岩、凝灰质粉砂岩、变质长石石英砂岩、细砂岩等^［18-19］。白垩系—第三系地层为一套紫红色巨厚层状砾岩、砂砾岩夹含砾砂岩，具有陆相磨拉石碎屑岩建造特征^［20-21］。

1.2 构 造

区域构造总体走向为北东向，由隆起带、断陷盆地相间组成，其中冷家溪群构成隆起带，总体呈复式背斜构造，局部产状倒转^［22-24］。断陷盆地为北东向单斜构造，倾向南东，倾角平缓，主要由白垩系地层构成。断裂主要为北东向压扭性断裂、压性断裂，次为北西向断裂、近东西向断裂及南北向断裂。区域内导岩、导矿构造为北东向深大断裂，容矿构造则为次级近东西向断裂、北西（西）向断裂；已知的黄金洞、万古等金矿床中，已查明矿体均产于这类构造破碎带内。

1.3 岩浆岩

区域内岩浆活动强烈且活动期次较多，主要有雪峰期、加里东期、印支期和燕山早期，岩性主要为中酸性侵入岩^{［21，25］}。万古金矿区出露的岩浆岩为燕山期侵入体，如金井岩体，位于矿区西南部20 km处；其次为望湘花岗岩体，在矿区西部出露，岩性主要为二长花岗岩;此外，有少量斜长花岗岩和花岗闪长岩出露。

2 矿段地质

2.1 地 层

矿段内地层相对简单，主要为元古界冷家溪群坪原组和白垩系戴家坪组（K₂dj）（见图2）。作为本区基底岩石，坪原组出露于矿区外围西南侧及西侧，以陆源碎屑浊积岩及火山碎屑岩为主，经区域变质后形成板岩、凝灰岩及变质砂岩，厚度巨大。地层自老至新简述如下：

1）坪原组为一套半深海—深海低密度浊流沉积，厚度大于3 500 m。地层走向总体为东西向—南东向，局部南西向，倾向北—北东，局部倾向北西，倾角30°～71°。按岩性划分为3个岩段，矿段内出露第二段、第三段，其中第二段与金矿化关系最密切。

2）戴家坪组大面积分布于矿区中部、北部、东部，岩石呈紫红色。其下部为厚层砾岩，中部为中—厚层不等粒杂砂岩，上部为薄—厚层含泥质粉砂岩、钙质细砂岩、砂质泥岩互层。本组与下伏冷家溪群呈不整合接触关系。

2.2 构 造

矿段内褶皱不发育，以断裂为主。与成矿密切的断裂多为北西（西）向断裂，构造形成较早，具多期活动特征（至少经历3期构造运动，至燕山晚期仍有活动，见图3-a）。根据野外调查，北（西）西向压扭性断裂为成矿前构造，在区域南北向压应力作用下伴随着基底地层区域北（西）西向复式褶皱而形成；成矿期，由于局部应力场由南北向挤压变成南北向拉张，成矿熱液沿裂隙充填交代，形成矿（化）体；主成矿期后的多次拉张挤压作用对前期构造地质体及矿体（脉）进行改造叠加，使矿体（脉）及其顶、底板进一步破碎，形成构造破碎带（见图3-b），并使金等成矿物质进一步迁移富集，导致矿体不均匀和不连续。

2.3 岩浆岩

矿段内目前尚未发现岩浆岩，仅发育有石英脉。但是，在矿区西南12 km处有晚侏罗世二云母（二长）花岗岩岩基出露，为中深成岩体。岩体侵入冷家溪群中，接触面倾向冷家溪群，物探调查结果显示其有明显的重力异常。根据异常形态推测岩体向北东向延伸，即岩体深部可能更靠近万古金矿床。此外，地球化学测试结果显示，金井岩体的稀土元素特征与石英脉型金矿床具有一定的相似性，且岩体中微量元素的相对富集、贫化与金矿化存在着一定联系。

2.4 围岩蚀变

矿区的围岩蚀变主要为绢云母化，其次为硅化、黄铁矿化、绿泥石化和碳酸盐化。在构造破碎带及其两侧发育裂隙式热液蚀变，常见大量的白钨矿、辉锑矿和少量的闪锌矿、黄铜矿、辉铜矿等热液矿化。含金石英脉中主要发育方铅矿、铁闪锌矿。矿脉地表露头显示出强烈的褐铁矿化，局部围岩可见褪色化现象。值得一提的是，金矿化与黄铁矿化、毒砂矿化及硅化关系最为密切，而碳酸盐化、绿泥石化与金成矿关系不大（见图3-c～f），但当上述蚀变同时出现时，金也相对富集，说明水岩反应对矿体的形成与金的富集起着重要作用。

3 矿床地质

3.1 矿脉特征

矿段内共发现7条矿脉，分别为14号、13号、15号、12号、16号、37号、31号矿脉。矿脉长230～3 000 m，厚度一般0.30～25.63 m，主要赋存于坪原组第二段第四岩性段、坪原组第三段第二岩性段中，各矿脉地质特征见表1。这些矿脉由石英脉、构造角砾岩、碎裂粉砂质板岩组成，均受北西（西）向断裂破碎带控制，倾向北（北）东，倾角20°～70°。本文重点介绍13号、14号矿脉。

13号矿脉：产于坪原组第二段第四岩性段中，出露标高97～135 m，长度1 380 m，地表出露长约900 m。主要受北西西向构造破碎带控制，倾向北北东向，倾角53°～67°，向深部有变缓的趋势，厚度0.30～6.63 m，平均厚度1.00 m，蚀变带宽1～20 m。矿脉顶部见与金矿化关系密切的硅化角砾岩。

14号矿脉：产于坪原组第二段第四岩性段中，位于13号矿脉北侧，与13号矿脉近平行产出（距离50～100 m）。该矿脉为隐伏矿脉，东段被剥蚀，由“红层”覆盖，往西延伸至摇钱坡矿段内，主要由石英脉、构造角砾岩及碎裂粉砂质板岩组成。长度1 500 m，倾向北北东，倾角50°～68°，厚度0.59～25.63 m，规模较大。

矿脉受北西西向构造破碎带控制，沿走向、倾向均具有舒缓波状变化。矿脉中见黄铁矿、毒砂和辉锑矿，围岩中硅化、碳酸盐化、绢云母化较为发育，局部发育辉锑矿化，破碎带及顶底板围岩具有褪色化现象。该矿脉全脉金矿化较强。

3.2 矿体特征

矿体主要由含金石英脉、碎裂粉砂质板岩及构造角砾岩组成；矿体明显受断裂破碎带控制，沿走向和倾向延伸，其中以14-1号矿体最大，13-1号矿体次之。矿体详细地质特征见表2。

13-1号矿体：位于9勘探线—8勘探线，控制标高-554～-1 040 m，控制最大倾向斜长为370 m。矿体走向北西西，倾向5°～15°，倾角53°～66°，平均倾角60°（见图4）。矿体以脉状、透镜状沿构造带整体顺层充填，局部切层。由石英脉、碎裂粉砂质板岩及构造角砾岩组成。其中，石英脉主要为细脉状、网脉状或透镜状，宽0.1～10.0 cm，最宽达30 cm。金品位沿走向、厚度较为稳定，为2.57～9.01 g/t，金平均品位3.80 g/t，品位变化系数为46 %；矿体厚0.56～6.19 m，平均厚2.68 m，厚度变化系数约为75 %。新探获矿石量1 260 000 t，金金属量约5 000 kg，其中矿石量（控制资源量）约100 000 t，金金属量300 kg。

14-1号矿体：走向长875 m，控制标高-470～-1 224 m（见图5）。矿体走向北西西，倾向5°～20°，倾角54°～65°，平均倾角60°。矿体呈脉状、似层状，沿构造带充填，局部存在分支复合现象。主要由碎裂粉砂质板岩、构造角砾岩及石英脉组成，主要为碎裂粉砂质板岩及构造角砾岩。石英脉常呈网脉状—细脉状、透镜状穿插于破碎板岩中，脉宽一般0.5～10.0 cm。金品位沿走向及倾向较为稳定（1.91～9.49 g/t，平均品位3.77 g/t，品位变化系数44 %）；矿体厚0.48～12.62 m（平均3.58 m），厚度变化系数约为85 %。新探获矿石量5 000 000 t，金金属量19 000 kg，其中矿石量（控制资源量）2 800 000 t，金金属量10 000 kg。

3.3 矿石特征

3.3.1 矿物组成

矿石的贵金属矿物主要为自然金，金属矿物主要是黄铁矿、毒砂、辉锑矿、铁闪锌矿、方铅矿、白钨矿及黑钨矿，地表主要有褐铁矿（针铁矿、水针铁矿）和赤铁矿。脉石矿物以石英为主，次为长石、云母与绿泥石，少量黏土矿物。

毒砂是主要的载金矿物，钢灰色—锡白色，金属光泽，自形—半自形—他形短柱状、菱柱状、细粒状集合体产出（见图6），以细脉浸染状、星点状分布于石英脉及蚀变破碎板岩裂隙中（见图7）。在原生矿石中，毒砂常与黄铁矿、铁闪锌矿等伴生。

黄铁矿为重要的载金矿物，呈淡黄色、半自形—他形粒状产出。常与毒砂密切共生，粒度0.008～5 mm，一般0.01～0.5 mm。

矿石中其他金属矿物包括辉锑矿、黑钨矿、白钨矿、方铅矿、闪锌矿。与金矿化关系亦比较密切，大多以粒状（粒度0.04～0.5 mm）、团块状分布在矿脉中。物相分析结果显示，这些硫化物中含微量金，一般这些硫化物较为富集时，金品位也相对会较高。

脉石矿物以石英、绢云母及绿泥石为主。值得一提的是，石英脉型矿石中石英含量高达99 %，相比之下碎裂板岩型矿石中则以绢云母为主（含石英10 %～15 %）。因此，在不同类型的矿石中，石英和绢云母的含量相差较大。

矿石中热液石英脉可分为2期：早期以透镜状、似层状产于矿脉破碎带中，局部压碎成角砾状，呈粉砂状产出，为4 %～15 %；晚期则以细脉状或网脉状穿插在破碎板岩中（见图7-b），粒度0.01～5 mm，粒间或破碎部位常被褐铁矿和绿泥石充填。

绢云母大多呈显微鳞片状产出（见图7-c），沿板状劈理方向略具定向排列，部分产于石英裂隙或角砾间隙中。碳酸盐在围岩中分布较广泛，多以半自形晶粒状为主（见图7-c），与石英互嵌或较均匀分散分布在绢云母集合体中，有时呈微脉状充填在岩石微裂隙中。

3.3.2 矿石结构构造

矿石结构以碎裂结构、角砾状结构、镶嵌结构及显微鳞片变晶结构为主。角砾或碎块岩性为粉砂质板岩和石英，呈棱角状—次棱角状，粒度一般2～5 mm。角砾状矿石一般分布在矿体中部，并常夹有破碎含金石英脉。镶嵌结构是含金石英脉型矿石的

主要结构，部分热液石英呈粉碎状，在其颗粒间伴生呈锯齿状分布的少量绿泥石、褐铁矿等矿物。显微鳞片变晶结构常见于矿化（碎裂）粉砂质板岩类矿石中，主要是重结晶的绿泥石、绢云母等矿物呈显微鳞片状、片状沿岩石板状劈理方向定向排列而成。

矿石构造主要为块状构造、板状构造、条带状构造、角砾状构造（见图7-d、e、f），部分为网脉状构造、蜂窝状构造、晶簇构造和晶洞构造。其中，角砾状构造是构造角砾岩型矿石、蚀变板岩型矿石和碎裂粉砂质板岩型矿石中常见的构造；而板状构造或条带状构造则是矿化粉砂质板岩型矿石的主要构造；块状构造是含金石英脉型矿石、硅化角砾岩型矿石所特有的构造。

3.3.3 矿石类型

矿段内矿石工业类型主要为构造角砾岩型、蚀变破碎板岩型、石英脉型和蚀变板岩型。

蚀变破碎板岩型矿石主要以强烈黄铁矿化、毒砂矿化及绢云母化的破碎板岩为特征，多分布在断裂破碎带中，主要表现为含金石英细脉沿裂隙呈网状穿插。矿石矿物主要为自然金、黄铁矿、毒砂、黄铜矿和闪锌矿等。矿石主要具有鳞片变晶结构，片状构造、角砾状构造和网脉状构造。金品位常与硅化的强弱成正比，金品位1～5 g/t。

构造角砾岩型矿石亦比较常见。角砾岩的裂隙中常发育强烈毒砂矿化、黄铁矿化，呈压碎结构、浸染结构，网格状构造和角砾状构造，常产于断裂破碎带中（见图7-i），在断裂交会处最为富集，金品位1.5～15.0 g/t。

石英脉型矿石以含金石英脉沿裂隙顺层填充为主要特征（见图7-h），主要产在断裂破碎带中，主要表现为在断裂两旁羽状裂隙发育蚀变板岩中的细小含矿石英脉。金属矿物以自然金、毒砂和黄铁矿为主，以粒状变晶结构和交代残余结构为特征。石英可分为3种：①块状石英脉，以层状、似层状产出；②角砾状石英，以透镜状、似层状产出，金品位2～26 g/t；③石英细脉或条带，以沿岩石节理、裂隙面充填为特征。结果表明，石英脉的产出频率与矿石的金品位有较强的正相关性。

蚀变板岩型矿石主要由毒砂、黄铁矿及硅化板岩组成，常分布于断裂围岩中，载金矿物及热液于裂隙（在张性应力下形成裂隙）充填而沉积成矿，此类断裂是热液运移的主要通道和沉淀场所。矿石具有浸染状构造、斑点状构造，金品位1～3 g/t。

4 成矿规律及找矿方向

4.1 矿床成因及矿床类型

前人研究表明，万古金矿床位于北东向长沙—平江深大断裂的北西侧，距离西南侧的金井岩体10～12 km。礦床年龄为130～145 Ma^［8］，形成于伸展的盆岭构造环境之中。矿体主要产出在北西（西）向次级断裂之中，含矿围岩为浅变质的坪原组板岩。矿石类型主要为石英脉型和蚀变破碎板岩型，蚀变类型主要为硅化、绢云母化和方解石化。含金矿物主要为毒砂和黄铁矿，脉石矿物主要为石英和方解石。矿石中硫化物含量较低，可推测其成矿温度为245 ℃±20 ℃，盐度较低。S-Pb同位素研究结果表明，成矿物质主要来源于冷家溪群地层；H-O同位素特征指示，成矿流体为变质流体和岩浆流体，后期有大气降水的混入；He-Ar同位素证实了地幔物质可能参与了金成矿^［2］。综上所述，结合矿体产出特征，认为万古金矿区大塘冲矿段矿床成因类型为受断裂控制的岩浆期后远成中低温热液型。

4.2 成矿规律

调查表明，矿脉严格受控于北西西向压扭性断裂，矿体受构造的产状、形态制约，含金石英脉和蚀变破碎板岩断续不规则地充填于断裂破碎带中，未超出断裂破碎带控制范围。矿体的富集程度常与含金石英脉的产出频率和硫化物含量呈正相关。硅化、绿泥石化及绢云母化的发育程度也是判断矿体富集的有利指标，野外勘查发现，矿体常富集在：①控矿构造舒缓波状折曲的部位。常在断裂发生转弯地段有厚大高品位矿体产出；其次断裂分支及交会部位也常形成富矿体。②断裂破碎带膨大部位并伴有石英脉叠加的部位。③微小颗粒状的毒砂、黄铁矿等载金矿物发育硅化的部位。④多期矿化叠加部位。以充填交代作用形成的条带状、网脉状石英脉加硫化物叠加发育时，矿体厚大且金品位特别高。⑤蚀变带发育部位，黄铁矿和毒砂非常发育，往往容易形成富矿体。

4.3 控矿因素及找矿标志

通过总结前人资料^［26-28］，结合笔者多年以来对万古金矿区内各矿脉、矿体地质特征实际勘查工作的全面总结，归纳总结出如下几点主要控矿因素及找矿标志：①地层。矿体赋存于冷家溪群地层中，因此冷家溪群地层是寻找岩浆期后远成热液型金矿的标志层位。②岩浆岩。万古金矿床分布在燕山期花岗岩的外接触带，成矿时间略晚于成岩时间。其距离岩体10～12 km，物探测量成果显示，深部存在隐伏岩体，是成矿地质体。故隐伏或出露的燕山期花岗岩是寻找岩浆期后远成热液型金矿的主要标志。③构造。北西（西）向和近东西向断裂或层间滑脱带是矿体有利的空间赋存部位，是重要的找矿标志。④围岩蚀变。硅化、绢云母化、黄铁矿化、毒砂矿化、辉锑矿化及褪色化较强地段，含硫化物石英脉及细小网脉发育地段，是找金的直接标志。⑤化探。Au、As、Sb、Hg等元素的组合异常及金的重砂异常是找金的间接标志。

4.4 找矿远景及找矿方向

根据已有资料，万古金矿床达到超大型矿床规模。其中，14号矿脉的14-1号矿体厚度较稳定，金品位较高，资源量较为集中。近期“湖南省平江县金铜铅锌异常查证及靶区优选项目”施工钻孔ZK808，对“红层”覆盖下的14-1号矿体深部找矿远景区进行了有效验证，单工程金品位为4.38 g/t，矿体厚度为3.75 m，控制标高为-1 783 m，预示“红层”下14-1号矿体深部具有较好的找矿前景。14号矿脉深部是今后生产、探矿的主要矿脉。

5 结 论

1）万古金矿区大塘冲矿段矿脉均受北西（西）向断裂破碎带控制，由石英脉、碎裂粉砂质板岩及构造角砾岩组成，倾向北（北）东。矿体形态、产状和规模主要受断裂破碎带控制。

2）脉石矿物以石英、长石、云母、绿泥石及黏土矿物为主，金属矿物以毒砂、黄铁矿、方铅矿、铁闪锌矿、辉锑矿、白钨矿、黑钨矿为主。矿石中金矿物主要为自然金，载金矿物主要为毒砂和黄铁矿。

3）矿石结构主要为角砾状结构、碎裂结构、镶嵌结构及显微鳞片变晶结构等，矿石构造以块状构造、角砾状构造、板状构造或条带状构造等为主。矿石类型主要有构造角砾岩型、蚀变破碎板岩型、石英脉型和蚀变板岩型。

4）大塘冲矿段矿床成因类型为受断裂控制的岩浆期后远成中低温热液型，北西（西）向和近东西向断裂或层间滑脱带，以及硅化、绢云母化及褪色化较强地段和Au、As、Sb、Hg等元素的组合异常及金的重砂异常是重要的金找矿标志。14号矿脉深部是成矿有利地段，亟须进一步勘查。

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Geological characteristics and prospecting direction of Datangchong

Ore Section of Wangu Gold District in Pingjiang County，Hunan Province

Yang Zhendong1，Zheng Yu1，Wen Zhilin1，Huang Zan1，Dong Guojun1，Zhou Jianqi2，Li Huan2

（1.Hunan Institute of Geological Disaster Investigation and Monitoring;

2.School of Geosciences and Info-Physics，Central South University）

Abstract：The Datangchong Ore Section of the Wangu Gold District is located in the east part of the Wangu Gold District.It is a newly established gold exploration area in recent years.Based on the detailed field geological survey，this paper determines the type and genesis of the deposit，explores the metallogenic regularity，and points out further prospecting direction.The research results show that the gold-bearing vein belts in Datangchong Ore Section are controlled by the NW（W）-trending and N（N）E-dipping fault fracture zone composed of structural breccia，quartz veinlets，and altered slate.The ore structures are mainly block structures，breccia structures，strip structures，slate structures，and so on.The ore textures include fragment texture，breccia texture，microscopic lepidoblastic texture，mosaic texture，and so on.The ore types are mainly quartz vein type，altered fractured slate type，structural breccia type，and altered slate type.The deposit genesis type of Datangchong Ore Section is a post-magmatic tele-mesothermal hydrothermal gold deposit controlled by fault structure，and the ore body is generally enriched in the gentle wavy bending and fault branches; NW（W） and near EW faults or interlayer detachment zones，sections with strong silicification，sericitization，pyritization，arsenopyrization，stibium mineralization，and tarnishing，and composite anomalies of Au，as，Sb，Hg and heavy sand anomalies of gold are important gold prospecting indicators.It is proposed that No.14 is a favorable ore-forming vein for further exploration，which has great prospecting potential.

Keywords：structural ore control;vein gold deposit;metallogenic regularity;prospecting and exploration;geolo-gical characteristics;prospecting direction