湖南省醴陵市方竹園—何家灣礦區金礦土壤地球化學特征

劉守林，劉少強，李祉宏，賓 珊，陳盛昌

（湖南省有色地質勘查局二一四隊，湖南 株洲 412007）

1 區域地質背景

1.1 地層

出露地層主要為冷家溪群，是區內重要的金礦賦礦層位，巖性主要為絹云母板巖、砂質板巖、炭質板巖及鈣質板巖，是金礦富集的有利巖性[1-3]。

1.2 構造

研究區位于瀏陽－衡東華夏系、新華夏系隆起帶中段與北西向的長沙－萍鄉深大斷裂帶的復合部位。區內經歷了武陵運動、雪峰運動、加里東運動、海西運動、印支運動、燕山運動及喜山運動等多次構造運動，形成了復雜的褶皺、斷裂構造，如圖1。

圖1 湘東北地區構造略圖

從走向上看，在整個湘東北金礦成礦區內，區域規模構造主要有2組：近EW向組和NNE向組。近EW向組的區域構造包括EW向的、NEE向的和NWW向的，局部地段受燕山期沿NNE向斷裂的左行剪切的影響，甚至變成了近NE向（如醴陵北部的箭竿山一帶）。近EW構造是武陵-加里東期形成的基底構造，只影響到冷家溪群等地槽基底構造層，主要由一些倒轉褶皺、緊閉褶皺以及相伴的韌性逆沖剪切帶和逆沖斷層等組成。

1.3 巖漿巖

區內巖體十分發育，共出露大小巖體360多個。巖性上以中酸性侵入巖為主，并發育基性、超基性巖。時代上，有武陵－雪峰期，加里東期、印支期、燕山早期，但以燕山早期最為發育，次為印支期。由于區內燕山期強烈的巖漿活動，前人多據此推斷北區相當一部分金礦床為燕山期成礦。空間上，受斷裂帶控制明顯，具成群成帶分布特征。印支期以前的巖體主要呈北西或近東西向展布,燕山早期巖體呈北東向展布。加里東期巖體主要包括板杉鋪、宏夏橋等巖體，呈北西向分布在南縣－湘陰－萍鄉斷裂帶附近。據重磁異常和遙感影像推測板杉鋪巖體北東雁林寺附近存在較大的隱伏巖體。

團山背-正沖-肖家山-雁林寺隱伏巖區范圍較大，小巖株、巖脈成群產出，重、磁異常反映明顯。這些隱伏巖區是湘東北地區的礦化集中區，為金的富集成礦提供了熱源和物質來源，是尋找金、銅（鉛、鋅、銀）礦產的遠景區[4]。

2 礦區地質特征

研究區位于板杉鋪巖體北東向突起的北東部。區內出露地層為中元古界冷家溪群小木坪組（Pt2x）、黃滸洞組（Pt2h）和雷神廟組（Pt2l）,均為礦區主要礦源層，礦區內地層總體產狀為北東東傾向，傾角20°～80°。根據出露地表的礦（化）脈特征，發育多條具有找礦遠景的蝕變破碎帶或石英脈（圖2）。

圖2 方竹園-何家灣礦區地質及化探分布特征圖

2.1 地層

研究區內出露地層為中元古界冷家溪群小木坪組（Pt2x）、黃滸洞組（Pt2h）和雷神廟組（Pt2l）,均為礦區主要礦源層，礦區內地層總體產狀為北東東傾向，傾角20°～80°。

（1）小木坪組（Pt2x）。位于礦區左下角，預查區內出露較少。下部灰綠色中至厚層狀淺變質中細粒石英雜砂巖與粉砂質絹云母板巖構成。中部灰綠色中至厚層狀淺變質細粒石英雜砂巖夾粉砂質絹云母板巖、絹云母板巖構成旋回，旋回層厚1m～3m。上部灰黃、灰綠色淺變質細粒石英雜砂巖、紋層狀含粉砂質絹云母板巖、絹云母板巖構成旋回[5]。

（2）黃滸洞組（Pt2h）。下部灰、灰綠色中層至塊狀淺變質中細粒石英雜砂巖與灰綠、青灰色紋層狀粉砂質絹云母板巖構成。中部青灰、灰綠色中層至塊狀淺變質中細粒石英雜砂巖與灰綠、灰黃色中至厚層狀粉砂質絹云母板巖構成。上部灰黃、灰綠色中層至塊狀淺變質中細粒石英砂巖與少量粉砂質絹云母板巖、絹云母板巖構成旋回。

（3）雷神廟組（Pt2l）。下部由灰色中-厚層狀板巖與粉砂質板巖構成基本層序，部分層序中夾有薄層狀變質泥質粉砂巖、砂質粉砂巖。中部為深灰色、灰黑色板巖、絹云母板巖、條帶狀板巖，夾少量薄層狀粉砂質板巖，巖性較均一。上部由灰色中厚層狀板巖、粉砂質板巖與薄-中層狀變質含鈣質砂質粉砂巖、泥質粉砂巖組成，由下往上粉砂巖增多[6]。

2.2 構造

預查區內構造主要為褶皺及斷裂構造。

其中典型的褶皺為小橫江-箭桿山復式背斜，兩側發育次一級的倒轉背斜和疊加褶皺。預查區內地層產狀總體傾向北東傾角30°～80°，表現為核部雷神廟組地層-兩翼為黃滸洞組地層的倒轉背斜，V12、V13位于倒轉背斜的倒轉翼。

斷裂構造有走向北西（F1、F3）、北東向（F4、F5）、近東西向（F2），以北西向斷裂F1、F3為主。其中F1斷裂位于預查區西南角，預查區內出露長約3km，切割黃滸洞組地層，斷裂產出狀態為走向北北西(335°～155°)，傾角78°，沿斷層巖石變形強烈，形成1m～10m寬的斷層帶，帶內巖石形成劈理化帶、石英脈透鏡體、已碎裂的糜棱巖化構造巖的透鏡體，為V1、V2、V3、V4控礦、導礦構造；F3斷裂位于礦區北部方竹園一帶，長約2.3km，兩端被F4、F5切斷，分割黃滸洞組與雷神廟組地層,斷裂產出狀態為走向北西西(289°～109°)，沿斷層巖石變形強烈，形成1m～5m寬的斷裂帶，帶內巖石形 成劈理化帶、石英脈透鏡體，為V22、V22-1控礦、導礦構造。

2.3 巖漿巖

礦區內花崗斑巖、石英斑巖巖脈發育。出露的巖脈大體走向北西，地表風化剝蝕程度高。

巖脈發育區其構造十分發育，其構造活動的動力及熱能來源極有可能一部份來自深部的巖漿巖活動，同時為金礦元素的活化遷移與集中提供了物質來源及能量，是本區金多金屬成礦的重要條件之一。

2.4 變質作用

區內出露的中元古界濁積巖和碎屑巖，經區域變質作用變質成為淺變質砂巖、粉砂質板巖和硅化絹云母板巖，其變質程度低，為綠片巖相。含金蝕變破碎帶兩側圍巖普遍見絹云母化、黃鐵礦化、硅化，偶見黃銅礦化。金礦化與絹云母化、硅化、黃鐵礦化關系密切。

2.5 物化探特征

（1）高磁異常特征：礦區內整個磁異常呈北西向展布，高磁負異常通常出現在花崗斑巖、石英斑巖巖脈發育區，磁異常反映明顯，這與該地帶隱伏巖體有關。

（2）地球化學特征：據原1/20萬區調的重砂及水系沉積物測量資料、湖南省地質礦產開發局418隊在醴陵北開展1：5萬礦產地質調查資料，預查區異常整體呈北西向帶狀分布，面積15.5km2，元素組合為Au、Ag、As、Sb、Pb，。其中Au、Ag異常規模大，濃集中心明顯，Au的峰值達50×10-9。異常分布于元古界基底，是金礦的有利成礦區域，說明該區礦體分布范圍大，具有很大的找礦前景。

區內金元素異常值最高在50（10-9）以上（位于何家灣、鄒家灣地區），分布的地層為中元古界冷家溪群黃滸洞組、雷神廟組地層，區內北西向斷裂發育（F1），具有良好的成礦條件和找礦潛力。

3 土壤地球化學異常特征

3.1 金元素異常分布特征

Au：異常在測區大致分布在3個異常帶內：

Ⅰ號異常帶，分布在測區的中部偏北，異常帶范圍較大，由5個綜合異常（AP3、AP4、AP5、AP7、AP8）組成，呈北西向排列。Au異常帶不連續，每個異常中心突出，分別分布在張家灣、老鴉小學、潘家灣、范家坡、石板坡等地，均具有四級濃度分帶，濃度分帶較明顯，濃度梯度值較好，異常長軸方向為北東、北西向；峰值相對較高。五處異常峰值分別達109.11PPb、118PPb、167.03PPb、79.43PPb、129.59PPb。

Ⅱ號異常帶，分布在Ⅰ異常帶南面，位于測區中部，該異常帶總體呈北西方向展布，異常帶范圍較大，并且異常連續性較好，由2個綜合異常（AP2、AP6）組成，呈北西向排列。Au異常帶不連續，異常中心突出，分別分布在劉家新屋北西250米處、安坡一帶。其中V5、V21、V20號脈產于該異常帶中，異常中心相對突出，具有三、四級濃度分帶，濃度分帶較明顯，濃度梯度值較好，異常長軸方向為北東、北西向；峰值相對較高，兩處異常Au峰值分別達35.15PPb、314PPb。

Ⅲ號異常帶，分布在礦區的中偏南部，該異常帶總體呈北西向展布，異常連續性較差，該異常帶局部地段較好，具四級濃度分帶，中心較突出，Au峰值182.18PPb。

3.2 Ⅰ號異常帶特征

Ⅰ號異常帶，該綜合異常帶位于礦區中部偏北，異常帶面積為6.11km2，呈條帶狀北西方向展布，長5.9km，北西部寬0.57km，南東部寬1.5km。異常區內出露地層主要為中元古界冷家溪群黃滸洞組紫紅色、灰綠色含絹云母粉砂質板巖，灰綠色泥質板巖和青灰色粉砂質板巖及黃褐色硅質粉砂質板巖夾泥質板巖等；中元古界冷家溪群雷神廟組紫紅色灰色中-厚層狀板巖與粉砂質板巖。傾向北東，傾角50°～70°。該異常帶含5個綜合異常，由西至東分別為AP3、AP4、AP5、AP7、AP8，Ⅰ號綜合異常帶與地層的走向一致，各單個綜合異常特征如下：

3.2.1 AP3綜合異常

該綜合異常位于測區北西角，異常面積為0.39km2，呈橢圓狀北西方向展布，長軸0.94km，短軸0.54km。異常區內出露地層主要為中元古界冷家溪群黃滸洞組紫紅色、灰綠色含絹云母粉砂質板巖，灰綠色泥質板巖和青灰色粉砂質板巖及黃褐色硅質粉砂質板巖夾泥質板巖等。傾向北東，傾角50°～70°。綜合異常與地層的走向一致，異常特征見異常剖析圖（圖3）。

圖3 P3綜合異常剖析圖

3.2.2 AP4綜合異常

該綜合異常位于測區中部偏北，異常面積為0.20km2，呈不規則狀北西方向展布，長軸0.77km，短軸0.47km。異常區內出露地層主要為中元古界冷家溪群黃滸洞組紫紅色、灰綠色含絹云母粉砂質板巖，灰綠色泥質板巖和青灰色粉砂質板巖及黃褐色硅質粉砂質板巖夾泥質板巖等。傾向北東，傾角50°～70°。綜合異常與地層的走向一致，異常特征見異常剖析圖（圖4）。

圖4 AP1綜合異常剖析圖

3.3 Ⅱ號異常帶特征

Ⅱ號異常帶總體呈北西方向長條狀展布，長6.96km，北西部寬1.15km，南東寬0.3km。它是由AP1、AP2、AP6兩個綜合異常組成，各單個綜合異常特征如下。

3.3.1 AP1綜合異常

該綜合異常帶位于礦區北西角，異常面積約為0.89km2，異常北西向長1.6km，寬760m。異常區內出露地層主要為中元古界冷家溪群黃滸洞組紫紅色、灰綠色含絹云母粉砂質板巖，灰綠色泥質板巖和青灰色粉砂質板巖及黃褐色硅質粉砂質板巖夾泥質板巖等；中元古界冷家溪群雷神廟組紫紅色灰色中-厚層狀板巖與粉砂質板巖；傾向北東，傾角55°～70°。異常特征見異常剖析圖（圖4）。

3.3 Ⅲ號異常帶特征

Ⅲ號異常帶即AP9綜合異常，該綜合異常帶位于礦區南部地段，異常面積約為0.84km2，異常北西長1.8km，寬1.0km，呈不規則狀，異常區內出露地層主要為中元古界冷家溪群黃滸洞組紫紅色、灰綠色含絹云母粉砂質板巖，灰綠色泥質板巖和青灰色粉砂質板巖及黃褐色硅質粉砂質板巖夾泥質板巖等；中元古界冷家溪群雷神廟組紫紅色灰色中-厚層狀板巖與粉砂質板巖；同時區內出露有北西向花崗斑巖脈。綜合異常與地層和花崗斑巖脈走向一致，且異常中心分布于花崗斑巖脈附近。異常特征見異常剖析圖（圖5）[7-9]。

圖5 AP9綜合異常剖析圖

4 結論

元素數據異常圖客觀地反映了元素在測區的分布特征。元素背景值在測區普遍較高，屬于地球化學高背景區，但主成礦元素Au背景值較低，屬于地球化學低背景區。各元素在剪切帶附近形成相對較好的地球化學異常，說明該區異常的形成與韌性剪切帶構造活動存在密切關系，從異常元素組合來看，屬于低溫熱液的特點，說明異常為低溫熱液礦床所致。

查明預查區主要成礦元素為Au，直接指示元素為Au，間接指示元素是與Au相關性較好的As，其他如Sb、Hg、Ag均具有分散礦化特征，其找礦前景不太理想。

基本查明了測區Au、Hg、As、Sb、Ag等元素組成9個綜合異常，劃分為三個綜合異常帶。初步確定測區9個綜合異常中，具有較好找礦前景的一級綜合異常3個，其編號為AP5、AP6、AP8；找礦前景有待進一步查證的二級綜合異常1個，其編號為AP7；找礦前景不明的三級綜合異常4個，其編號為AP2、AP3、AP4、AP9；找礦前景較差的四級綜合異常一個，編號為AP1。

通過對綜合異常特征與地質背景的綜合研究不難發現：具有較好找礦前景的一級和二級綜合異常（編號AP5、AP6、AP7、AP8）集中產于Ⅰ號和Ⅱ號異常帶中。結合區域地質資料，成礦相對較好的綜合異常明顯受韌性剪切帶控制，該韌性剪切帶總體呈北西展布，在測區東部（AP8綜合異常）轉北東向，充分說明該預查區為構造控礦為主。

（1）Ⅰ號和Ⅱ號綜合異常帶：根據其形態和展布方向，推測為北西向韌性剪切帶所致，并且異常已查明的V18-1、V18、V20、V21號脈產于該帶的AP5 、AP6、AP8綜合異常中心區，且金元素異常強度較高，濃集中心明顯，襯度較好，規模較大，As元素套合良好，屬于一級綜合異常，具有較好的找金礦的前景；AP7位于Ⅰ號綜合異常帶內，異常濃集中心相對較明顯，襯度較好，規模較大，且位于北西向韌性剪切帶內，具有較好的找金礦前景，需進一步工作驗證，屬二級異常；Ⅰ、Ⅱ號異常帶中的AP2、AP3、AP4亦位于韌性剪切帶內，但異常內各元素套合較差，中心相對不突出，襯度較低，規模小，地表未見礦化跡象，具有一定的找金礦的前景，需進一步的工作驗證，屬三級異常。

（2）Ⅲ號綜合異常帶：主要為AP9綜合異常，根據其形態和展布方向，分布在測區南部花崗巖脈附近，推測異常為花崗巖脈所致，在異常強度上弱于AP5 、AP6、 AP7、AP8綜合異常，濃集中心相對較明顯，襯度較好，規模較大。具有一定的找金礦的前景，需進一步的工作驗證，屬三級異常。

（3）AP1號綜合異常：根據異常所產位置、元素組合、元素異常特征，推測為分散礦化異常區，屬于四級異常，找礦意義不大。