湘東北地區合水金礦地質特征及找礦前景分析

周竹明，李 停，2，劉守林

（1.湖南省地質勘查局二一四隊，湖南 株洲 412007；2.中南大學 地球科學與信息物理學院，湖南 長沙 410083）

湘東北地區處于衡東－瀏陽新華夏系隆起帶中段與北西向長沙－萍鄉大斷裂帶的復合部位，板杉鋪巖體北東突起部雁林寺－洪源一帶，是我國重要的脈型金礦和蝕變型金礦成礦區，2017年～2019年，湖南省有色地質勘查局二一四隊在該區域內開展了“湖南省醴陵市合水礦區金礦普查項目”（省財政基金項目），找礦效果較好。在前期普查工作的基礎上，本文通過對其區域地質背景和礦區地質特征進行綜合研究分析，對礦床成因及找礦標志進行了總結研究，并總分析了找礦前景。

1 成礦地質背景

區域內出露中元古界冷家溪群，晚古生界泥盆系、石炭系、二疊系和中生界地層白堊系地層。區域內地層總體走向北東或北北東，傾向北西或北西西，傾角一般30°～50°。

區域位置處于揚子地臺江南臺的東南緣，與南華活動帶武功-諸廣山褶皺帶緊鄰。區域構造以多期疊加的倒轉緊閉線狀褶皺、直立水平開闊褶皺及劈理發育為特色，總體具中下構造層次的脆韌性變形特征[1]。

該區在新華夏系基底構造格架的基礎上，強烈的燕山期構造活動造就了該區具有獨立單元性的構造環境。構造與成礦有比較密切的關系，復式褶皺及斷裂為本區聯合控礦構造。

圖1 大地構造位置圖

2 礦區地質

2.1 地層

合水礦區出露的地層較簡單，為中元古界冷家溪群雷神廟組和黃滸洞組，均為本區金礦賦礦層位，兩者為整合接觸關系。對劃分的各個地層由老到新敘述如下。

（1）中 元 古 界 冷 家 溪 群 雷 神 廟 組（Pt2l）。 主 要出露于礦區南東部區域，出露厚度618m，地層產狀130°～215°∠21°～75°，出露的巖性以板巖為主，主要為灰白-青灰色中厚層板巖，其次淺灰色中厚層粉砂質板巖。

（2）中元古界冷家溪群黃滸洞組（Pt2h））。主要出露于礦區北西部大片區域，在礦區出露厚度475m，地層產狀140°～260°∠30°～62°，與上覆的黃滸洞組為整合接觸關系，出露的巖性主要為深灰色中厚層狀粉砂質板巖（圖2）、青灰色薄層-中厚層狀板巖[2]。

圖1 礦區控礦構造及礦脈（體）分布圖

2.2 構造

礦區褶皺發育，為箭桿山區域性倒轉復式背斜的次級構造，由雷神廟組構成核部，黃滸洞組構成兩翼，核部與兩冀產狀近平行，走向北東，傾向南東，傾角40°－60°。褶皺的層間虛脫部位、次級節理及次級斷裂構造為成礦提供良好的容礦空間，區內主要見礦部位位于背斜北西翼（V23）及背斜核部。礦區巖層劈理較發育，與礦化關系較密切。

2.3 變質作用

區內沉積巖普遍具低綠片巖相區域淺變質作用。泥質巖類已變質為絹云母板巖，雜砂巖變為淺變質雜砂巖，其雜基已絹云母化。石英脈內及脈兩側圍巖附近，普遍具硅化、黃鐵礦化、綠泥石化、綠簾石化、黝簾石化、絹云母化等。其中硅化、黃鐵礦化與金礦關系密切[3]。

3 礦體地質

3.1 礦脈特征

礦區礦脈均發育于礦區倒轉復式背斜次級斷裂破碎帶及層間劈理化帶中，賦礦地層為中元古界冷家溪群雷神廟組和黃滸洞組，主要礦化類型為構造蝕變巖型夾石英脈型，主礦脈為V23。

V23號脈為構造蝕變巖型，控制長度210m，蝕變帶厚0.40m～1.80m，帶中石英脈厚0.1m～0.2m，產狀305°～342°∠10°～15°，局部扭曲變形強烈。蝕變帶主要由淺灰綠色粉砂質板巖、變質石英砂巖和石英脈、石英團塊組成，石英脈中見有溶蝕孔洞，局部見粗粒黃鐵礦，脈壁見鐵質氧化物；圍巖普遍具有弱硅化、絹云母化。礦體厚0.3m～0.74m，厚度變化系數59%，厚度穩定；單工程金品位為1.1g/t～15.45g/t，品位變化系數302%，金礦化分布極不均勻。

3.2 礦石質量

（1）礦石結構、構造。礦石結構主要有自形晶粒狀結構、半自形晶粒狀結構、它形粒狀結構、包含結構、結狀結構、乳濁狀結構等。礦石構造主要有浸染狀構造、脈狀和網脈狀構造。

（2）礦石物質成份。礦石中見自然金發育，主要的金屬硫化物有黃鐵礦、黃銅礦等，少量或微量的毒砂、閃鋅礦、方鉛礦、磁黃鐵礦等。非金屬礦物主要為石英、長石、絹云母、高嶺石、方解石、綠泥石等。

（3）自然金。金的賦存狀態以裂隙、浸染為主，晶隙顆粒次之，自然金主要呈它形粒狀、不規則粒狀，表面常具擦痕，分布不均勻，粒度范圍0.006mm～0.28mm（圖3）。多見于黃鐵礦裂隙、粒間，或被黃鐵礦包裹。自然金與黃鐵礦和毒砂關系密切，與黃鐵礦的親密度高于毒砂。

圖3 礦脈自然金礦化特征（光片）

（4）黃鐵礦、磁黃鐵礦。黃鐵礦主要呈不規則它形粒狀，部分呈半自形～自形晶粒狀。浸染狀嵌于石英等脈石礦物粒間，或云母礦物片粒間，部分被石英等包裹。嵌布粒度不均勻，粒度最粗可達2mm，一般0.05mm～0.3mm；礦石曾受擠壓，部分黃鐵礦可見碎裂紋。磁黃鐵礦含量甚少，它形粒狀，嵌布粒度一般0.01mm～0.05mm。

（5）毒砂。多數呈半自形－它形晶粒狀。嵌布粒度比黃鐵礦略細。粗粒者可達1mm，一般0.02mm～0.15mm不等。毒砂與黃鐵礦同期形成或略早，可見毒砂被黃鐵礦包裹，偶見黃鐵礦被毒砂包裹的現象。

3.3 礦石類型

礦石有用礦物為單純的自然金，礦物結構構造單一，僅依據礦物共生組合及脈石礦物種類，礦石類型主要為石英—硫化物—自然金礦石。

按礦石的氧化程度不同，自然類型分為氧化礦石和原生礦石。本礦區目前發現以原生礦石為主。礦床工業類型分為石英脈型和構造蝕變巖+石英脈型。

3.4 圍巖蝕變

礦區圍巖巖性為含硅泥質絹云母板巖、綠泥絹云千枚狀板巖、含砂質石英千枚巖、淺變質石英砂巖，普遍具有強度不等的硅化、黃鐵礦化、絹云母化、褐鐵礦化、磁黃鐵礦化等。其中硅化、黃鐵礦化、褐鐵礦化與金富集有密切關系。

4 礦床成因及找礦標志

4.1 礦床成因

礦區內V23號礦脈產出于倒轉復式背斜次級斷裂破碎帶及層間劈理化帶中，由石英細脈及蝕變圍巖組成。礦床成因主要與構造蝕變有關，礦床類型初步定為構造蝕變巖型和石英脈型。

礦床成因：后期石英脈發育于剪切破碎帶中而礦物質聚集沉淀形成的，并經受了疊加熱液蝕變的含有工業金礦體的巖石組合，空間上多位于狹長且長期活動的地殼薄弱帶，一般呈線性分布。含金剪切破碎帶型金礦受這類剪切帶構造控制，成礦作用與韌性剪切帶的發生、發展有成因聯系。

4.2 礦化富集規律

（1）賦礦體局部地層巖石發生強劈理化，存在較強烈的劈理脈。石英脈出現多期破碎膠結，呈煙灰色、褐灰色并夾破碎巖石條帶和金屬硫化物細脈時，含金一般較富。劈理脈中圍巖呈片理化和糜棱巖化，同時被后期石英脈充填。

（2）金礦化與金屬硫化物特別是黃鐵礦化關系密切，當黃鐵礦化較強并伴有較強硅化時，金礦化相對較好[4]。

4.3 找礦標志

根據礦區、礦床特征及成礦規律的研究，總結出以下幾點找礦標志：

（1）分散流金異常、次生暈金異常的規模和強度預測了金礦體的存在和產出部位。

（2）粉砂質絹云母板巖及鄰近地段為賦礦帶。圍巖蝕變有絹云母化、黃鐵礦化、褐鐵礦化、方鉛礦化等，其中細粒黃鐵礦化、褐鐵礦化為金礦化的特征標志。

（3）規模較大的劈理化帶為區內重要的賦礦構造，從邊緣到中間，劈理越密集，對成礦越有利。

（4）石英脈為主要的含金載體，多與其旁側的蝕變圍巖構成礦體。

4.4 找礦前景分析

合水礦區石英微細脈發育，礦石類型為構造蝕變巖型和石英脈型金礦脈，存在多期次成礦階段，礦區北西部具有較好的找礦前景[5]。

合水礦區的金礦礦體成因類型為中低溫的巖漿熱液型金礦，圍巖主要為淺變質粉砂質板巖。由物化探資料推測，該研究區的深部存在巖漿巖的可能性極高，研究反映，我們目前揭露驗證的主要為遠成區金礦，為淺層的脆性構造和層間構造蝕變巖金礦。因此，由中低溫熱液金礦成礦模型預測研究，深部存在巖漿巖，那么本礦區由遠成區向中遠成區替進，有韌性轉化的金礦體存在。如區域上淺源巖漿巖的肖家山金礦和正沖金礦，其發育多條北北西向的韌性剪切帶型金礦脈。

礦區的北西部和北東部的成礦條件較好，V23號礦脈為礦區主要礦體，為構造蝕變巖金礦型，礦床成因為淺層中低溫熱液礦體。