水口山礦田成礦研究與找礦方向探討

左 宗

（水口山有色金屬有限責任公司，湖南 常寧 421513）

水口山是我國有色金屬搖籃，尤其以鉛鋅金銀等資源非常豐富，為國家和當地經濟以及社會穩定，發揮了巨大的作用。水口山礦田具有礦床規模大，共伴生有用組分多，礦床易選易開發等特點。由于建廠以來的持續生產，加上多年來地質找礦工作難度在不斷增大，水口山礦已出現后備資源嚴重不足的局面。近期內如何提高水口山資源保障程度，確保水口山礦及其下游產業的可持續發展，目前已是迫在眉睫的重點問題。

本文結合水口山探礦工作部署中發現的問題，結合探礦工程布置時遇到的實際困難，在成礦地質模型和找礦方向上進行一些初步的分析研究，希望能拋磚引玉，期待對水口山找礦工作有所幫助[1]。

1 礦田找礦歷程和資源現狀

1915 年開始，水口山礦田地質調查工作就在進行，老一輩地質專家們陸續到水口山進行過實地考察。1955 年二一七隊到水口山礦田開展礦產系統勘查[2]。成果豐碩，老鴉巢礦的資源量進一步升級，發現了康家灣隱伏鉛鋅金銀礦床、仙人巖金礦和鴨公塘鉛鋅銅礦床、龍王山金礦、老虎巖金礦和大圓嶺金礦等。

水口山礦田找礦反映了一個從地質認識到不斷實踐的過程。總體上看，找礦工作從老礦山擴儲開始，到尋找“超覆式”礦體，再到康家灣斷裂和褶皺構造復合部位找礦。從1980 年在巖漿巖周邊開展金礦找礦，并找到了多個金礦化帶和金礦床。達到工業開采的包括老鴉巢、鴨公塘和康家灣、柏坊銅礦等。

2 礦田地質演化和成礦時代

大量的研究資料已經基本明確了水口山地質構造演化歷程（表1）。在印支運動之前，區內地層屬于海相沉積，沉積地層巖性主要為灰巖、頁巖、砂巖、粉砂巖并含炭質地層等。燕山運動期間，沉積了侏羅紀礫巖、砂巖、頁巖夾煤層。燕山運動后，整個湖南省被白堊系沉積地層覆蓋，形成以衡陽為中心的紅色斷陷盆地，沉積層以陸源碎屑巖為主。水口山礦田在印支運動和燕山運動過程中，沉積地層經受兩期擠壓作用[3]。礦田內前三疊紀地層產生了一系列大小不一的褶皺構造及不同走向的斷裂構造。形成了西嶺-新盟山和廻水灣-大漁灣兩個大規模倒轉背斜，及鴨公塘、老鴉巢和康家灣小型復式倒轉背斜。燕山運動期間進一步加劇擠壓，產生了一系列逆沖斷層和倒轉褶皺（練翠俠，2017）。地質運動過程中，伴隨著強烈的火成巖漿活動，據目前的統計，地表出露及深部鉆孔中見到的大小不等的侵入體及火山噴出地質體有72 個。而康家灣鉛鋅金銀礦床，還沒有找到與之直接相關的侵入體。在成礦時代的研究方面，黃金川等（2015）。

采用鋯石SIMS U-Pb 同位素定年研究老鴉巢花崗閃長巖的成巖年齡為(158±1.8)Ma。含輝鉬礦化的花崗閃長巖Re-Os 同位素等時線年齡為(157.8±1.4)Ma。左昌虎等（2016）研究水口山礦田火成巖LA-ICP-MS 鋯石U-Pb 定年法，分別獲取水口山花崗閃長巖的鋯石U-Pb 年齡為(156±1.0)Ma、老盟山流紋英安巖鋯石U-Pb 年齡為(156±1.6)Ma，表明水口山礦田的鉛鋅礦床主要形成于晚侏羅世—早白堊世期間。大多數研究人員都認為成礦物質來源較為單一，水口山礦田鉛鋅礦石的硫同位素組成接近于0，與桂陽縣寶山、銅山嶺礦石硫接近，表明礦石中的硫主要來自巖漿（李永勝等，2011,2012,2015；左昌虎等2016，王金艷等，2018）。

表1 水口山礦田代表性礦床地質特征表

這表明，約在晚侏羅紀至早白堊紀期間，陸地由上升轉為下降，擠壓應力變為拉張應力作用，為巖漿的集中上侵創造的有利條件，帶來成礦物質，從而大規模成礦。

3 礦床地質特點和成因類型

根據礦床成因，將水口山礦田內各礦床劃分到淺成低溫熱液型金礦及淺成中溫熱液型鉛鋅金銀多金屬范疇。筆者從老鴉巢礦床和康家灣礦床井下調研發現，老鴉巢金礦圍巖含強烈的碳酸鹽化，幾乎平行展布的厘米厚的方解石脈廣泛分布在金礦體邊緣。而且，老鴉巢發育隱爆角礫巖型金礦，是表明含礦熱液沸騰所造成的地質現象。康家灣礦深部的方解石晶硐，也是由含礦熱液結晶而成的證據。老鴉巢鉛鋅礦床位于水口山礦田中部，礦體賦存在二疊系棲霞組灰巖與花崗巖之間的接觸破碎帶中，礦體形態呈透鏡狀、囊狀和管狀等。我們知道從礦床地質特征（表2），結合前人數據分析資料基本上可以判斷出其基本成因。柏坊銅礦的蝕變類型及產出特征以及礦石礦物和脈石礦物組合，也顯示出淺成熱液礦化的特點。龍王山金礦床產于4號花崗閃長巖體和二疊系下統當沖組含鐵錳硅質巖接觸帶中（練翠俠，2017）。礦石是以含金黃鐵礦為主的角礫巖型金礦床。礦體圍繞花崗閃長巖體產出。容礦空間是花崗閃長巖體外接觸破碎帶。礦化帶長1400m，厚20m～60m，深部延伸20m～120m，呈楔形尖滅。礦床含金品位區間1.38～7.7g/t，最高59.96g/t，平均4.57g/t。也可見到石英是原生金的載體礦物。礦石成分以褐鐵礦為主，占礦物總量的32.23%～42.70%，礦石主要為膠狀和土狀褐鐵礦組成。圍巖蝕變發育矽卡巖化、角巖化、大理巖化、硅化、赤鐵礦化、絹云母化、碳酸鹽化等。

查閱有關水口山礦田各方面的研究和勘探資料，關于礦床類型的劃分有很多種方案，其中主要有以下幾種：

表2 礦床類型劃分的多種方案

水口山礦田中心地區及深部以中-酸性巖為主，其中，花崗閃長巖、閃長巖和花崗斑巖在水口山發育，地表出露噴出流紋巖、英安玢巖等，有陸相破火山口，多處出現硅化破碎角礫巖。脈石礦物中有標志性的冰長石和玉髓等中低溫礦物存在[4]。這種上部為隱爆角礫巖型金礦、附近（康家灣）出現含金銀鉛鋅礦床的組合，結合各礦床主要礦物、次要礦物、脈石礦物、礦石結構構造特點，筆者認為水口山礦田為一個大型的淺成低溫熱液成礦區。

所有金礦都位于淺成低溫熱液活動的中心區，康家灣礦床位于中心區以外不遠的地方，地層受到擠壓，形成層間破碎帶是成礦物質沉淀的最好場所。根據我國南嶺地區地層演變歷史，在晚侏羅世，華夏板塊北緣處于弧后拉張構造環境（周清，2012）。水口山礦田與桂陽市黃沙坪礦、寶山礦、江西德興銅礦、安徽銅陵銅礦主成礦期非常接近，成礦大地環境也相似。

4 影響找礦布置的幾個問題

4.1 礦田內斷裂構造復雜

水口山礦田找礦難度較大與礦區內斷裂構造的復雜性有接關系。目前對斷裂系統的認識有待于進一步提高。研究礦床剖面和平面分布時，很難確定斷層上下盤的斷距，以及被錯斷的另一盤塊體在哪個方向。

例如老鴉巢礦區，NS 向斷裂有F1和F2是強烈擠壓而產生的傾向相對的逆掩斷層，F1傾向W，F2傾向E。使本來在下方的下棲霞組（P1q）含鉛鋅和金礦的斷塊，向上推到上二疊統斗嶺組地層以上，斷層面上、下盤礦化界限很明顯。顯示了F1和F2是礦化之后的斷裂滑動面。由此可見，要確定老鴉巢斷層面以下的礦體，則必須厘清各斷塊移動方向和移動的距離。

康家灣斷裂構造也十分復雜，分為NNE 走向、NE 走向和近NS 走向3 組。以F22推覆斷層規模最大，棲霞組地層與侏羅系上統的差有790 米左右，這就表明斷層面推覆的斷距足夠大。對比斷裂上、下盤，就必須恢復斷層活動之前的景觀。礦田內斷裂構造的復雜性還表現在斷層活動的時間的確定上，根據老鴉巢F22對硅化角礫巖的控制，推斷是成礦期斷裂。根據康家灣Ⅵ、Ⅶ礦體產于F22斷裂上盤來看，斷裂又是康家灣成礦前構造。由此可得出康家灣鉛鋅金銀礦床晚于老鴉巢、鴨公塘等巖漿活動中心處的與淺成低溫熱液有關的金礦床。

因此，筆者認為應該再細分為哪一段的F22控制哪個礦床。只有分清斷裂活動期次和斷裂上、下盤移動方向和移動距離，才能有助于推定找礦靶區。既要注意斷塊的垂直運動，也要注意斷塊的水平移動。

4.2 物探和化探資料再利用

康家灣隱伏鉛鋅金銀礦床的發現，跟地質理論認識上的提高有直接關系，但是，物、化探工作也為康家灣找礦提供了重要線索。筆者認為區域地質背景、主導控礦因素和找礦標志的提取技術,建立成礦區(帶)、礦田和礦床(體)多級別礦化、多種信息預測評價模型可以協助縮小靶區范圍，確定找礦靶位。

當然，新的地面測量可能對物探數據有一定的干擾影響，化探測量在水口山礦田內也會由于幾十年的冶煉和采礦工業活動，在地表產生異常假象。但是，物、化探資料處理過程中，對一些異常假象是可以通過特殊手段給予甄別的。而不能因為物、化探方法的局限性，就放棄物化探在水口山礦田的應用。航空電磁法在了解深部電磁信息時，可以對地表工業設施引起的噪音進行濾波或者直接清除處理，然后再利用數據進行計算。

5 小結與建議

綜合水口山礦田內各礦床地質特征，研究礦床礦石成分、結構構造、圍巖蝕變、礦體產狀、圍巖巖性等特點，本文認為水口山礦田是巖漿期后熱液作用形成的淺成中-低溫熱液礦床。老鴉巢、鴨公塘礦床，產狀近直立的鉛鋅礦體和含金黃鐵礦礦體位于淺成低溫熱液的中心，康家灣鉛鋅金銀礦是一個遠離成礦母巖的礦床。巖漿侵入活動和潛火山作用對成礦有著重要作用。

因此，建議①在康家灣復式背斜中，探索平行于軸面斷裂中熱液充填型鉛鋅金銀礦體的可能性；②礦田范圍內，利用物探手段分析深部巖體排列規律，在有灰巖地層分布地區尋找矽卡巖型銅礦或黃沙坪、寶山礦相似類型的礦床。③開展低溫熱液蝕變礦物地質填圖，探求白堊系覆蓋層內存在淺成低溫熱液活動跡象。