贵州水银洞金矿矿层矿化分析与深部预测

刘帅，彭进，刘建中，王泽鹏，杨成富.贵州大学资源与环境工程学院，贵阳55005；.贵州省地质矿产勘查开发局05地质大队，贵阳55008



贵州水银洞金矿矿层矿化分析与深部预测

刘帅1，彭进1，刘建中2*，王泽鹏2，杨成富2
1.贵州大学资源与环境工程学院，贵阳550025；2.贵州省地质矿产勘查开发局105地质大队，贵阳550018

摘要：水银洞金矿为滇黔桂“金三角”最重要的金矿床，是典型的卡林型层控金矿床。运用绘制等高线图和含矿层矿化分布图的方法，对水银洞矿床0～427勘探线的钻孔数据分析，并用surfer软件绘制矿层的顶底板和地层矿化趋势的模拟图，重点分析了含矿地层的构造形态和矿化规律，结果显示：界面等高线反应背斜的形态，水银洞矿区背斜的高点和背斜倾伏端是金矿的主要赋存位置；Sbt（构造蚀变体）与上部龙潭组矿化值有负相关效应；水银洞矿化整体具有不均匀性，Sbt向东南延伸且在东西向具有弱—强—弱的富集规律。Sbt矿化强度在东西向具有弱—强—弱的规律，而龙潭组地层中的矿化与Sbt呈现一定负相关效应，在背斜倾伏端龙潭组矿化度开始增强，预示深部地层可能还会有大规模的工业矿体存在。

关键词：水银洞金矿；矿化度；Sbt

水银洞金矿床位于黔西南贞丰县境内的灰家堡背斜东段，分布主要受近EW向灰家堡背斜控制。已有的研究成果表明：该矿矿体形态与背斜形态基本一致，具品位高、厚度薄、多层矿体上下叠置的特点（刘建中,2003）；褶皱及相伴的纵断裂和层间断裂、特定的岩性组合、是找金矿的重要标志（胡斌等，2004）；矿体在同一背斜构造空间垂向上呈层状分布，脉状矿体偶尔穿过层状矿体。含矿热液在大孔隙度的碳酸盐岩层中侧向运移并富集形成水银洞金矿（刘建中等，2006），而成矿作用则集中在灰家堡背斜核部（刘东升等，1994;刘建中等，2006;夏勇等，2009；何立贤等，1990）。可见前人对该金矿成矿作用研究较为深入，相比而言控矿因素研究较弱，特别是构造控矿方面。因此，本文将利用以往水银洞金矿的钻孔勘探数据和采矿资料，对矿层的顶底板图和重要地层的矿化趋势及导矿构造模拟图进行分析，探讨地质构造，矿化分布等问题，特别是研究区构造与成矿的关系，及不同成矿地层金矿化度的联系，其中将对水银洞矿床各勘探线钻孔数据分析的基础上，采用surfer软件对构造特征进行模拟，以期：（1）能够分析水银洞金矿的构造形态；（2）对构造形态和含矿情况进行研究，寻找构造与矿体的相关关系；（3）分析预测水银洞金矿是否存在深部矿体。

1　矿床地质特征

灰家堡背斜为近东西向的宽缓短轴背斜，长23 km，宽5 km，背斜轴部地层平缓，两翼倾斜，轴部地层倾角8°～10°，两翼岩层倾角10°～15°,局部受到后期改造作用，背斜轴转为NW或NNW向，控制了紫木凼特大型金矿床和水银洞超大型金矿床产出（刘建中,1999,2003）（图1）。

图1　水银洞金矿地质简图（据刘建中，2006）Fig.1 Geologic map of Shuiyindong gold deposit

水银洞金矿床范围内背斜长约13 km，核部地层近于水平，轴面近于直立，金资源量已超过250 t（刘建中等,2013）。矿体分布于背斜核部附近500～800 m范围内，受到褶皱和断层的双重控制。水银洞金矿EW向和NS向断裂较发育，在垂直空间内深部形成层控矿体，近地表浅部形成断裂矿体，断裂带中也会有矿体形成，成矿期后形成的NS向构造对矿体起破坏作用。

水银洞金矿由西向东，可分为西矿段—中矿段—东矿段—雄黄岩矿段—簸箕田矿段—纳秧矿段等6个矿段，其中中矿段、簸箕田矿段、纳秧矿段金矿发育较好，矿层含矿较好，而在西矿段、东矿段和雄黄岩矿段则主要在构造蚀变体（Sbt）中含矿。Sbt：定义为产于茅口组（P2m）与龙潭组（P3l）或峨眉山玄武岩（P3β）不整合界面间因构造作用和热液作用而形成的强硅化角砾状地质体，为角砾状强硅化灰岩、硅质岩及角砾状粘土岩组合，是由区域性构造作用和热液蚀变的综合产物，矿区内的Sbt隐伏于地表300～1500 m以下（刘显凡等,2003;刘建中等,2008,2009a,b;夏勇等,2009）。

1.1矿体特征

水银洞金矿床以层控型为主、断裂型为辅，主要矿体Ⅲc、Ⅲb、Ⅲa、Ⅱf、Ⅰa呈层状—似层状产出于龙潭组和Sbt中（图2），金矿赋存于不同的岩性中，主要赋存在不纯碳酸盐岩、含砂粘土岩和构造角砾岩中。碳酸盐岩型矿体产于龙潭组中，受灰家堡背斜的控制，分布于背斜轴两翼，地表以下150～1400 m处，矿体长多在500～700 m，宽50～350m。角砾岩型矿产于Sbt中，主要赋于硅化角砾状灰岩和硅化含灰岩角砾粘土岩中，矿体产状基本稳定，与茅口组不整合接触，宽200～800 m左右，厚度3～8 m，严格受Sbt控制。断裂型矿体沿断裂带产出，多呈板状，具有强硅化特征，金矿赋存岩石为处于断裂带的灰岩、断裂一般发起于地下隐伏状态并向地表延伸，金矿中隐伏断裂较多，如F163、F162断裂均含矿，但该类型矿体规模小为次要矿体。区内断裂发育，不同方向断裂构成网状且相互呈切割状，如EW向断层F101和F105相距850 m，受到了NS向断裂F17和F203等构造截断，说明该矿床受到多期构造作用的制约。由此推测板块作用形成构造褶皱成矿带——早期EW向深断裂，并伴有火山作用；区域地热场作用——形成晚期控矿褶皱断裂，断裂的走向、性质，以及褶皱的倾伏角度、形态等是重要的控矿因素。

图2　水银洞金矿7勘探线剖面图（据刘建中2007）Fig.2 Cross section of the 7th exploration line of Shuiyindong gold deposit

1.2典型含矿层特征

水银洞矿区可见EW向断裂和数组SN向断裂，金矿床主要产出于灰家堡背斜轴部及附近两翼，含矿岩层倾角5°～20°（刘建中，2006），根据矿体产出规模可分为几个矿段，由西向东依次为西矿段、中矿段、东矿段、雄黄岩矿段、簸箕田矿段、纳秧矿段等。矿体均顺灰岩地层产出，在背斜轴部以南产状向南倾，倾角6°～8°；在背斜轴以北，矿体产状向北倾斜，产状8°～10°。在东西向上由于受构造作用影响，矿层厚度和断裂走向均产生变化，东部灰岩矿层逐渐增厚但品位相对降低，F101断裂尖灭，背斜形态整体向东南方向倾覆。据此探讨水银洞金矿中Sbt含矿层、二叠系龙潭组中矿层的金矿化特征并分析控矿及热液富集规律。

Sbt含矿层（Ia矿体）为矿区内最大的赋矿地质体，呈东西向展布，长10 km，宽1000 m，控制矿体连续的分布。少数区段Sbt的厚度较薄，多数地段Sbt的厚度在5～12 m，整体呈楔形。Sbt自西向东逐渐增厚，向东深度加大，产状倾向东南，倾角6°，主要发生硅化、角砾化、碳酸盐化现象。受构造作用影响，本区Sbt位于构造滑脱面之上，在东西向上整体呈现出波状起伏的特征，地质体具有爬坡和断坪几何特征，在波峰下降处往往形成高品位的金矿体。具有爬坡特征的Sbt具有强烈的角砾岩化，Sbt形态处于波峰时矿体的厚度和品位相对较低。

Ⅲ号含矿层整体分布在Sbt之上，呈层状赋存于龙潭组二段（P3l2）的碳酸盐岩中，在整个矿区分布十分稳定，距龙潭组顶界约160 m。该层矿体上部3～5 m有煤线分布。Ⅲc矿体主要受灰家堡背斜的控制，矿层倾向南，局部受其它构造影响倾向北，其在背斜南翼分布面积大于背斜北翼，倾角5°～10°，分布于勘探16线—F11之间。该矿层主要为灰岩赋矿，出现弱的硅化和毒砂矿化，品位和厚度受岩性和背斜形态控制，长约720 m，宽100～285 m。局部地段因矿化的不均一性而出现无矿天窗。

Ⅳ号含矿层主要出现于簸箕田矿段内，矿体多产于背斜轴处，呈层状或沿断裂产出，规模较小。

2　矿层矿化趋势分析

2.1数据及处理

通过统计钻孔的矿层孔深并模拟矿层面形态，可以揭示出全矿区的深部构造特征，矿化度值是反映深部构造成矿作用的强弱的重要因素。

水银洞金矿是一个较为成熟的矿山，其勘查工作仍在进行，为矿床的研究提供了大量的一手资料。在此收集了水银洞所有的钻孔，统计出龙潭组一段（P3l1）和Sbt界线、龙潭三段（P3l3）和二段（P3l2）界线、及龙潭组（P3l）和长兴组（P3c）界线，提取出每个钻孔对这三个界线的点坐标值和高程。后用Surfer将软件统计出来的数据进行模拟，并制作出顶底板等高线图，该图能间接指示水银洞金矿深部的构造形态、构造与矿体矿化的相关联系，并显示出一些成矿规律。根据搜集该金矿的钻孔编录资料，统计了水银洞金矿0～427勘探线中300组钻孔数据，钻孔密度较高，因此绘图软件可以更好的模拟地质构造的几何特征。

Sbt对成矿起到较大的控制作用并反映出矿化的蚀变特征，Sbt与P3l1的界线标志为：灰黑色中层粘土岩和硅化角砾灰岩分界；P3l3和P3l2的分界线可以指示Ⅲ号矿层（该矿层在矿区分布稳定）的变化特点，分界处以粘土质粉砂岩与生物碎屑灰岩（厚5～9 m）及灰岩地层上部出现煤线为特征；P3l与P3c界线标志：中厚层生物屑灰岩（具硅质结核）与灰黑色中层粘土岩分界，界面下出现煤线（厚0.2～0.3 m）。

从钻孔数据中提取的矿化强度值能够指示成矿作用的良好程度。矿化强度=矿体品位值×矿体厚度。将得到的每个点的X、Y、Z值统计成表，一一对应无误，用surfer软件模拟各层位的顶底板图，并生成矿化度与等高线的综合模拟图，用来展示各个矿段的深部构造特征和成矿特征，进而对矿化趋势做出判断和预测。

矿化度数据是各个钻孔采样分析所得，统计单个钻孔的纵向线金属量，计算公式为：矿化度= N1×h1+N2×h2+.....+Ni×hi（N为样品金矿品位值，单位：10-6，h为样品厚度，单位：m）。

基本步骤如下:（1）统计钻孔的数据、各点的大地坐标值；（2）用Excel将收集的数据做成表格；（3）将excel数据输入至surfer软件中，生成bin格式数据；（4）在surfer中对bin数据，进行网格化处理；（5）生成各个分界线的顶底板图及相应的矿化度值分布图。

2.2构造分析

分层数据从钻孔编录中获得，矿区地层界线在一定程度上能反映出背斜构造的形态，对推测构造特征提供依据。

（1）背斜分析

背斜轴部出露地层为二叠系龙潭组粘土岩，两翼为三叠系夜郎组灰岩，背斜轴向东倾伏，在西矿段和中矿段，背斜轴部地层倾角为0°～2°，两翼地层倾角为7°～8°，为轴部宽缓两翼变陡的短轴背斜，背斜两翼发育褶皱相关断裂F105和F101。见图3，在X: 557 000～561 000 m段背斜形态趋于紧闭，背斜在地层垂向空间上枢纽连线形态整体向南偏移，在纵向空间背斜轴整体向ES向倾覆。X: 559 000～562 000 m矿段背斜向深部倾伏明显，灰家堡背斜倾伏角可达8°～10°。矿体主要分布在背斜的核部和倾覆地段及背斜倾覆转折端。该段内背斜形态由宽缓形态—紧闭形态，背斜构造是控制层状金矿体分布的重要因素。

X：（557 000～561 000）段内背斜构造变形趋于强烈，南北向的构造作用促使背斜轴形成，同期背斜受到向东的作用力并倾覆，龙潭组地层中可能形成了较多的褶皱膝折带、褶曲等构造，因此形成了大量的构造空间能够使含矿热液进入，并向东运移寻找就位空间，形成一系列高品位的似层状矿体。

图3　水银洞金矿背斜3维模拟图Fig.3 Anticline 3D simulation diagram of Shuiyindong gold deposit

（2）地层变形分析

从地层分界等值线图（图4、图5）中能够观察到三类曲线圈闭类型：等高线值呈等环状圈闭曲线；等高线值呈简单曲线均匀分布未圈闭；等高线部分圈闭并伴有非圈闭曲线单调分布。本文认为环状分布区可能代表构造变化的平稳过渡区，构造变形处于传播作用段，是构造力的传播载体部位；高梯度下降的等高线值区，反映单斜或盆地加深的岩相变换区，（X: 557 000～559 000）。

图4　水银洞金矿龙潭组2段顶界等高线图Fig.4 Contour map of the upper boundary of the 2ndmember of the Longtan Formation in Shuiyindong gold deposit

从龙潭组一段与二段地层界面的等高线看，整体呈现为轴部地层倾角为2°～5°，两翼地层为5° ～10°，龙潭组地层为粘土岩、粉砂质粘土岩、泥岩，岩层整体呈韧性地质体，局部地层受到构造挤压后产生强烈形变，同时可能伴有小型隐伏断层产生，深部导矿构造-Sbt与龙潭组的隐伏断层连通在龙潭组碳酸盐岩地层中成矿。

图5　水银洞金矿Sbt顶界等高线图Fig.5 Contour map of the upper boundary of Sbt in Shuiyindong gold deposit

（3）Sbt分析

Sbt界面等值线（图5）起伏变化显示整体向东倾覆，由轴部向两翼等高线变化较快，其与背斜的褶皱形态相似，Sbt形态呈宽缓背斜状、该地质体产状较为稳定并向深部延伸。Sbt下伏地层茅口组未受到任何成矿构造的影响，茅口组地层的起伏变化对Sbt形态的影响极微弱，推测Sbt的形态主要是受到背斜或区域性构造控制。

2.3矿化分析

龙潭组中层状矿体矿化度统计值分布于5× 10-6×m至10×10-6×m，自西向东Sbt矿化度值逐渐变小甚至消失，而龙潭组中的矿化度值成倍的升高。在（图6）中X：559 000～563 000等高线向东具有陡变—缓变的特征，地层等高线值向东减小，因此地层在东西方向上并不是水平分布的，地层为倾斜形态或褶皱变形形态。推测其处于由褶皱构造形态—单斜构造渐变的特征，这一变化可能引起龙潭组形成较多的容矿构造空间，层挖矿作用显著。

从图6等高线的高点和矿化度的套合来看，等值线的高值区域是矿化较为富集的地方，等高线的高点圈闭可能是背斜高点区域，构造的高点对成矿作用具有整体性的控制作用。龙潭组等值线的平缓过渡区中的矿化作用低于背斜倾覆区。

图7显示龙潭组地层在NW-SE方向上的矿化较为强烈，矿化度整体较高，分布值一般在30×10-6×m至100×10-6×m之间，矿化趋势呈SEE走向。

图8显示：（X：554000～558500；Y：2826000～2 824 500）范围内Sbt矿化度高，矿化度分布在10×10-6×m至60×10-6×m，矿化趋势呈EW走向。

从该矿床整体的矿化参数来看（图9），Au矿化是不均匀的，受到构造、地层倾角、Sbt矿化的多重影响，通过对比得出在整个矿区中龙潭组地层中的矿化与Sbt成矿作用有负相关的效应，在Sbt矿化强烈区上部地层龙潭组的成矿作用较弱；在Sbt矿化作用较差的区域，反而龙潭组的矿化恰恰具有高矿化度的特征。在（X：554 000～557 000，Y：2 825 000～2 827 000）范围内，龙潭组金矿化整体上较弱，矿化面积小，矿化值分布在15×10-6×m～50×10-6×m，而Sbt矿化程度与之相反；在（X：558 000～562 000，Y：2 825 000～2 827 000）范围内，龙潭组金矿的矿化规模增大，矿化度高，矿体矿化度向东有增加的趋势，矿化值为50×10-6×m～200× 10-6×m，其恰好处于Sbt未发生矿化和矿化值低的区域中。

2.4深部矿化趋势

根据矿化富集带的特征，矿化主要为Sbt带和龙潭组中的Ⅱ号和Ⅲ号矿层，矿化高值区主要分布在矿区背斜东部。赋矿层分布特征表明，地层整体向东南倾伏，矿体受到地层的控制也向东南倾伏。等高线值向东变小可能是受到导矿构造特征的影响。矿区内Sbt的延伸是连续的。综合分析认为等高线趋势面仍向东南倾覆并未尖灭，推测矿体和龙潭组地层向深部延伸且矿层距地表的距离在不断加深，应该有大量深部矿体存在。Sbt矿化范围较大并遍布全矿区，其在矿区内矿化作用有强弱相间的分区现象，且与龙潭组矿化有负相关效应，背斜倾伏端Sbt的矿化减弱而龙潭组矿化度增强，可能预示着深部龙潭组地层中仍有矿体存在。

图6　水银洞金矿龙潭组界面等高线及矿化分布图Fig.6 The Longtan Fm interface contour and mineralization distribution of Shuiyindong gold deposit

图7　水银洞金矿龙潭组矿化值图Fig.7 Mineralization values of the Longtan Fm of Shuiyindong gold deposit

图8　水银洞金矿Sbt矿化值图Fig.8 SARB gold mineralization values of Shuiyindong gold deposit

图9　水银洞金矿综合矿化值对比图Fig.9 Comprehensive mineralization values of Shuiyindong gold deposit

3　结论

通过对矿区地层顶底板等高线、矿化分布及特征进行分析，有以下几点认识：

界面等高线在一定程度上反应了构造变形作用，金矿主要形成于水银洞矿区背斜的高点区域及背斜倾伏转折端区域。

在垂直维度上，导矿构造Sbt矿化值与上部龙潭组矿化值有负相关效应。背斜轴在SEE向具倾伏转折作用，地层在转折区内更具有成矿潜力。

Sbt矿化强度在东西向具有弱—强—弱的规律，根据Sbt和龙潭组地层中的矿化分布推测：矿区东南向深部的Sbt处于弱矿化度带，龙潭组矿化度开始由弱转强，预示深部的龙潭组可能还会有大规模的工业矿体存在。

水银洞金矿的成矿与构造极为密切，矿化富集具有一定规律性，这些规律为深部找矿工作提供指导和依据。

致谢：野外工作期间得到贵州地矿局105地质队陈发恩高级工程师，祁杰工程师的大力帮助！在此表示衷心感谢！

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Analysisof Mineralizationand Prospectingof Deep Gold Deposit in Shuiyindong,Guizhou

LIU Shuai1,PENG Jin1,LIU Jianzhong2*,WANG Zepeng2,YANG Chengfu2
1.College of Resource and Environment Engineering,Guizhou University,Guiyang 550025,China; 2.Geological Party 105,Guizhou Bureau of Geology and Mineral Exploration & Development,Guiyang 550018,China

Abstract:The Shuiyindong gold deposit is one of the most important gold deposits in Yunnan-Guizhou-Guangxi“golden triangle”area,southwestern China and it is a typical Carlin-type strata-bound gold deposits.In this study,we analyzed the borehole data of No.0～427 prospecting line by drawing a contour map and a distribution map of mineralization trending degree in ore-bearing strata.The study uses the Surfer software to draw the simulation diagram of deposits boundary and the mineralization trend.The study is focused on analyzing the structure geometry and mineralization pattern of ore-bearing strata in the Shuiyindong mining area.Our analysis reveals that interface contour line reflects the shape of the anticline.Also,the main locations of gold deposits are at the hinge area of the anticline and the plunging end of the anticline in the Shuiyindong gold deposit.There existed a negative correlation between Sbt (structurally altered rock body) and the upper part of the Longtan Formation in the mineralization degree; and the mineralization of the Shuiyindong gold deposit shows obvious inhomogeneity; In addition,the mineralization degree of Sbt has a regular distribution of a weak-strong-weak pattern along the east-west directionn and the mineralization degree in the Longtan Formation shows a negative correlation with the SARB.The mineralization degree is enhanced at the plunging end of the anticline in the Longtan Formation,suggesting that a large-scale industrial ore body may exist in the deep part of the strata.

Key words:gold deposit in Shuiyindong; mineralization degree; Sbt

Corresponding author:LIU Jianzhong,Professor; E-mail: liujianzhong868@sina.com

*通讯作者：刘建中，男，1966年生，研究员；E-mail: liujianzhong868@sina.com

作者简介：刘帅，男，1987年生，博士研究生，沉积与古环境专业；E-mail：2206873222@qq.com

基金项目：“贵州省兴仁县灰家堡背斜矿山密集区深部金矿战略性勘查”项目（1212011220721）；贵州古生物研究中心建设基金（贵科合Z字[2014] 4003号）联合资助

收稿日期：2015-05-15；修回日期：2015-08-06

DOI:10.16108/j.issn1006-7493.2015100

中图分类号：P618.51

文献标识码：A

文章编号：1006-7493（2016）01-0066-08