湘东北洪源金矿区成矿控矿规律及成矿预测

摘   要：湘东北洪源金矿区地处湖南省醴陵市北东部，经过 30 多年开采，矿山资源已接近枯竭。研   究结果表明：该金矿区的控矿构造主要是北西西向压扭性剪切断裂带;其次是北北东向压扭性剪切断裂带;再次是北东向压扭性剪切断裂带;2组或3组压扭性剪切断裂构造交汇部位是金矿富集最有利部位，很容易形成品位较高、厚度较大的矿床。通过对该金矿区成矿控矿规律及成矿预测的研究，该矿区深部找矿取得新突破， 该金矿矿床远景规模可达大型。这对本地区和同类矿区深部找矿预测都具有重要的实践意义。

关键词：洪源金矿区;控矿因素;成矿控矿规律;找矿标志;深部预测

中图分类号： P612      文献标志码：A      文章编号：1672-5603（2022）01-60-08

Metallogenic and Ore-controlling Regularity and Metallogenic Prediction of Hongyuan Gold Deposit in Northeast Hunan

WANG Shujun

（Hunan Institute of hydrogeological and Environmental Geological Survey and monitoring，

Changsha Hunan  410129）

Abstract： Hongyuan Gold Deposit， northeast of Hunan， lies in the east of Liling， Hunan Province.After more than 30 years of mining， mine resources are nearly exhausted. In view of the controversial issues of ore-controlling factors， metallogenic regularity and prospecting direction of the gold deposit，field geological survey and indoor comprehensive research were carried out.The results show that： the ore-controlling structure of the gold deposit is mainly Nw-w compressive-torsional shear fault zone. The next is the NNE compressive-torsional shear fault zone， and the third is the north-east direction compression-torsion Shear fracture zone. The intersection of these two or three groups of compressive-torsional Shear faults is the most favorable place for gold enrichment. It is easy to form a deposit of higher grade and greater thickness. Through the study on the metallogenic and ore-controlling regularity and metallogenic prognosis of the gold deposit， A new breakthrough has been made in the deep prospecting of the mining area. The prospective scale of the gold deposit in the area can be large. This is of great practical significance to the deep prospecting and prediction in this area or similar mining areas.

Keywords： Hongyuan gold mining area; ore controlling factors; law of ore-forming and ore-controlling; prospecting sign; deep prediction

2013年，在洪源礦区金宏金矿深部开展普查，找矿思路开始从传统以找北北东组脉为主，转向以北西西组脉为主，并取得重大突破。2017—2018年，笔者在洪源矿区金宏金矿深部金矿开展详查，提交了《湖南省醴陵市洪源矿区金宏金矿深部金矿详查报告》[1]，控制北西西组矿体共23个，共探获总计探获金矿资源/储量（332+332低+333+333低）矿石量×××kt，金金属量××××kg。2020年提交了《湖南省醴陵市洪源矿区金矿矿产资源国情调查报告》[2]，截至2019年12月底，洪源金矿区累计探明资源量金矿石量××××kt，金金属量××××kg;湘东北洪源金矿区规模达到中型。本文着重研究该金矿区控矿因素特征，总结其成矿控矿规律，预测其深部成矿。该矿区矿床远景规模可达大型，这对本地区或同类矿区找矿预测都具有重要的实践意义。

1 区域地质背景特征

区域内地层主要出露赋金矿床（点）的中元古界冷家溪群绿片岩相的变质岩系，其次是晚古生代和中生代地层。大地构造位置位于下扬子地块与华夏地块的结合部位。区域位置位于钦杭成矿带中（湖南）段的湘东北亚段呈反“S”形的舒缓状弧形凹部位。研究区还处于新华夏系衡东—浏阳隆起带中段与北西向的长沙—萍乡大断裂带的复合部位，断裂构造是本区导矿构造[3]，区域内发育多期次的中酸性侵入岩，并发育超基性岩、基性岩岩浆岩出露。主要是燕山早期，其次是印支期、武陵—雪峰期和加里东期。燕山期花岗岩是湘东北地区活动最为强烈、分布最广、与金成矿关系最密切的岩浆活动[3-4]。

多年来，湘东北地区发现Au，Cu，Co，Ag，Pb和Zn等矿床（点），特别是金矿床（点）占绝大部分，是湖南金矿最集中、最多地区之一，据统计，仅金矿床（点）就有130多处[3]。具有代表性的金矿有洪源、王家湾、正冲、肖家山、雁林寺、黄金洞、万古—大洞金矿等。

2 矿区地质概述

中元古界冷家溪群雷神庙组（Pt2l）是该矿区主要出露地层，为浅变质巖类，且为金矿区赋矿层位。该矿区金矿脉（体）由3组成矿期北西西向（SZ1、SZ2、SZ3、SZ4）、北北东向或近南北向（SZ5、SZ6）、北东向SZ7韧性剪切带内的剪切断裂构造联合控制[1，5]。

区内共发现金矿脉（体）59条（图1）。其中北西西向32条;北北东向或近南北向26条;北东向1条。

2.1 走向北北东向、倾向北西西金矿脉（体）

SZ5韧性剪切带内剪切断裂构造控制该组金矿脉（体），金宏矿段有V101，V102，V103和V18号金矿脉（体），金明矿段有V1，V2，V4，V5，V6，V7，V8，V9和V10号矿脉（体），单条长度为50～600 m，走向北北东，倾向250°～310°，倾角24°～68°，大致平行产出，产状与地层产状不一致，交角较大，厚度0.20～5.80 m;金品位（0.80～61.11）×10。金宏矿段V102最低控制标高-40 m，金明矿段V4号金矿脉（体）最低控制标高-34 m，其他各金矿脉（体）最低控制标高为0 m左右。

金星矿段SZ6韧性剪切带内有V1，V2，V4，V5，V6，V7，V9，V10，V12和V16号金矿脉（体），大致平行产出，地表出露长70～200 m，走向北北东，倾向120°～170°，倾角27°～76°，产状与地层产状不一致，交角较大，金矿脉（体）厚度0.63～4.59 m。金品位（2.10～61.11）×10，V4号金矿脉（体）控制最低标高-40 m;其他各金矿脉（体）最低控制标高为0 m左右。

2.2 走向北西西、倾向南南西金矿脉（体）

金宏矿段SZ3韧性剪切带内有走向北西西，倾向南南西V1，V2，V3，V6，V8，V11，V11-1，V10，V10-1，V12，V14，V15，V16，V13和V14-1号金矿脉（体）;单条长度50～530 m不等，倾向250°～310°，倾角24°～68°，大致平行产出，产状与地层产状不一致，交角较大，厚度0.40～4.19 m;金品位（0.03～60.98）×10。V1最低控制标高-260 m，其他各金矿脉（体）最低控制标高为49～242 m。

金宏矿段及王家湾金矿SZ4韧性剪切带内有走向北西西，倾向南南西V25，V26，Ⅷ-1，Ⅷ-2，Ⅷ-3，Ⅷ-4，Ⅷ-5，Ⅷ-6和Ⅷ-7号金矿脉（体），单条长度50～700 m，倾向180°～220°，倾角44°～46°，产状与地层产状基本一致，交角较小，厚度0.50～3.95 m;金品位（0.68～50.67）×10。金矿脉（体）最低控制标高依次为135，125，-252，-320，-225，-270，-210，-280和-325 m。

SZ1韧性剪切带内，金星矿段有走向北西西，倾向南南西V8，V11，V13，V14，V17和V18号金矿脉（体），金明矿段有V11金矿脉（体），金矿脉（体）大致平行产出，走向长50～150 m，倾向南南西，倾角36°～65°，产状与地层产状一致，交角较大，矿脉厚度0.50～5.00 m。金品位（0.70～65.38）×10，金星矿段V17号金矿脉（体）控制最低标高-60 m，该矿段其他各金矿脉（体）最低控制标高为0 m左右;金明矿段V11金矿脉（体）控制最低标高-22 m。

2.3 走向北东、倾向西西北金矿脉（体）

金宏矿段SZ7韧性剪切带内有V110，V111，V112和V113号金矿脉（体），单条长度50～200 m不等，倾向310°～320°，倾角50°～55°，产状与地层产状不一致，交角较大，厚度0.30～4.95 m;金品位（0.89～56.68）×10。其中V110、V111、V112、V113号金矿脉（体）最低控制标高依次为-40，-134，-138和-142 m。

3 矿区成矿控矿规律特征

该金矿区的形成受地层岩性、构造、岩浆活动3个因素的控制。笔者总结前人对该矿区的研究成果，分析该金矿区3个控矿因素与成矿关系特征。

3.1 地层岩性与成矿关系

湘东北77.8%的湘东金矿化集中区，金矿床（点）都赋存于中元古界冷家溪群浅变质岩中，主要岩性以金质量分数高出上部地壳金丰度值6.44倍为特征，地层中金质量分数与硫质量分数呈正相关关系[6]。专家学者一致认为本区域内冷家溪群岩石是本区域金矿化的矿源层。洪源金矿区金矿（脉）体赋存于岩性为砂质质量分数高的冷家溪群雷神庙组（Pt2l）浅变质岩地层中，该组地层可以认为是本区金矿成矿的矿源层[3，6]。

3.2 矿区构造与成矿的关系

该矿区在区域上处于构造复合部位，各种构造活动强烈，能为成矿提供理想的运移通道和容矿空间。该矿区的成矿作用受到近东西向区域一级构造安化—浏阳韧性推覆剪切带（株洲—浏阳段）构造成矿作用的控制;基底构造长期活动，二级构造已经成为印支晚期金矿的定位构造[3]。燕山中晚期，在洪源金矿区北北东向左行走滑剪切作用下形成左行北北东向R型韧性剪切带，北西西向右型韧性剪切带是北北东向左行走滑剪切作用下所伴生的R走滑[3]。这2组韧性剪切带及所伴生的R走滑成为燕山中晚期金矿的定位构造[3]。

在矿区韧性剪切带的空间关系上，该矿区成矿期韧性剪切带有3组：走向北西西SZ1，SZ2，SZ3，SZ4和走向北北东或近南北SZ5，SZ6及走向北东SZ7。SZ5切割SZ1，SZ2，SZ3，SZ4;SZ6切割SZ1，SZ2;SZ7切割SZ3，SZ4。详见图1。

在矿区断裂构造的空间关系上，该矿区断裂构造具有多期性，有成矿期剪切断裂构造和成矿后期断裂构造两种。

成矿期剪切断裂构造，有走向北西西、北北东及北东3组。金明矿段0 m中段走向北北东（V1-1号金矿脉〈体〉）剪切断裂构造切割走向北西西（V11号金矿脉〈体〉）剪切断裂构造（图2）;金宏矿段-40米中段走向北北东（V102号金矿脉〈体〉），剪切断裂构造切割走向北西西（V8、V6、V3、V2、V1号金矿脉〈体〉等）剪切断裂构造;走向北西西（V1号矿脉〈体〉）断裂构造切割走向北东东（V110号金矿脉〈体〉）断裂构造（图3）;沿各组剪切断裂构造均有石英脉充填成矿。

成矿后期断裂构造，有走向北北东及北西西两组，但规模一般较小。金宏矿段后期走向北西西断裂构造切割走向北北东剪切断裂构造（V102号金矿脉〈体〉），后期北北东向断裂构造切割北西西向剪切断裂构造（V4号金矿脉〈体〉）（图4）。成矿后期断裂构造中常有石英脉充填，但均不含金。

总之，矿区内断裂构造复杂，总体看来是走向北北东剪切断裂构造切割走向北西西剪切断裂构造，而成矿后期断裂构造两组方向均有，对金矿脉（体）的破坏性不大，断距一般在1～5 m。

该矿区成矿过程中构造对成矿控制特征可以概括为以下几个方面。

1）矿区韧性剪切带与成矿特征。大型韧性剪切带型金矿一般就位于剪切带的脆—韧性转换位置，剪切带既是成矿流体的通道，又是金的沉淀场所[7]。该矿区严格受东西向株洲—浏阳韧性推覆剪切带控制。该矿区的三级定位构造是剪切作用下形成的韧性和脆性变形，韧性剪切带构造变形具多期性，多期次热液蚀变作用导致该矿区成矿作用多次发生。该矿区内北北东向或近南北向SZ5和SZ6，北西西向SZ1，SZ2，SZ3和SZ4，北东向SZ7等韧性剪切带，以近水平右行剪切为特点，具有压扭性韧性剪切变形特征，控制了该矿区金矿脉（体）带形态、产状和规模。

2）矿区断裂构造与成矿特征。该矿区成矿受北西西向、北北东向和北东向的压扭性剪切断裂构造联合控制，总体看来是北北东向和北东向压扭性剪切断裂构造切割剪切北西西向压扭性剪切断裂构造[7]。由多种构造通过叠加、剪切等复成因方式形成，常以韧性剪切带及构造破碎带这两种方式混杂呈现。这两组压扭性剪切断裂构造共同特征为：浅部以构造破碎带为主，局部以脆性剪切带为辅的特点;浅中部以脆性剪切带为主，以脆—韧性剪切带、构造破碎带为辅的特点;中部以脆—韧性剪切带为主，以脆性剪切带、构造破碎带为辅特点;中深部以脆—韧性剪切带为主，以韧性剪切带、构造破碎带为辅的特点;深部以韧性剪切带为主，以脆—韧性剪切带为辅的特点。该矿区金矿脉（体）赋存于北西西向、北北东向和北东向的压扭性剪切断裂构造中。压扭性剪切断裂构造控制了该矿区金矿脉（体）形态、产状和规模。

3）矿区的含金矿脉（体）构造样式。该矿区含金矿脉（体）构造不仅控制着金矿脉（体）的定位，还控制着矿体形态和矿石构造等。根据该矿区的矿体的断裂构造形态特征和成因，可将该矿区的含金矿脉（体）构造样式分为剪切带中央单脉型、剪切带中央斜列脉型、剪切揉皱小脉型、脆性剪切单脉型和逆冲剪切脉及派生张裂细脉带型等5种基本类型[8]。

3.3 矿区金矿体（化）富集规律

1）从矿区构造体系部位看，矿区断裂旁侧次级破裂构造、岩性界面以及成矿断裂与早期断裂的叠加（切割）部位、断裂破碎强度大的部位、分枝复合部位及产状变化变缓部位、断裂的转弯处断裂面张开等部位，是低应力区或张应力区部位，易形成较大金矿脉（体），往往是金矿化及金矿脉（体）富集部位。

2）该矿区石英大脉型金矿脉（体）受控于北西西向、北北东向和北东东向的压扭性剪切带，产于剪切裂隙R中，容易形成厚度较大、高品位的矿床，是金矿富集最有利部位[3]。

该矿区金矿脉（体）受箭杆山帚状构造型式的控制，成矿期韧性剪切带、剪切断裂构造较发育。压扭性旋扭阶段控制了浸染状金矿脉（体）的产出，张扭性旋扭阶段叠加了脉型金矿脉（体）[9]。

3）该矿区金矿体（化）与压扭性剪切变形存在密切的时空关系。

（1）该矿区矿石中金的赋存与剪切变形存在密切关系，金的赋存主要呈2种状态，以微细分散的不可见状态赋存于毒砂等硫化物中和以可见的自然金状态存在。在石英脉中赋金的毒砂等硫化物多沿脉中的围岩隔板或两侧的次级裂隙分布的围岩隔板面，实际上就是剪切面裂隙金也多沿剪切微裂隙分布。

（2）该矿区富金的条带状矿脉是在多次破裂—愈合作用形成的，破裂是因剪切作用而产生，愈合则是因热液矿物沉淀结晶而形成剪切破裂，热液矿物的沉淀结晶是交替进行的。

（3）该矿区压扭性剪切作用产生矿化的变形石英脉、破碎岩、蚀变碎裂岩石。笔者曾对金宏金矿3种不同类型石英矿脉野外取样，分别为强变形密集条带（>6条/cm）状特富金>120×10石英脉、弱变形条带（1条/cm）含金（5～8）×10石英脉和宏观上没有明显变形的块状（<1×10）。送中南大学测试中心测试对其的石英脉的石英晶体进行X衍射测定其晶胞参数。结果表明，没有发生变形的含金品位极低，贫金的石英脉偏离小，发生弱变形的含金品位较高的石英脉偏离不大，发生强变形的含金品位极高，富金石英脉的石英偏离大[8]。

从矿石化学成分分析，Au与Ag，W，Zn，Cu等元素显著正相关，與Mn，Ba，Cr，V等元素显著负相关。矿石中出现铜、铅、锌矿化时，金品位明显变高，易形成中高品位矿石。

3.4 岩浆活动与成矿关系特征

该矿区0 m标高左右多处坑道发现绢云母化强碳酸盐化云煌岩岩脉，且西南8 km外范围内有253 km2板杉铺岩体等出露，表明矿区深部可能有隐伏岩体存在，燕山期岩体的侵位与北东向深大断裂空间位置上密切相关，但从区域上及前人研究成果来看[10～13]，岩浆岩对提供成矿热能及热流体很可能起着重要作用，与本区金成矿关系密切。

3.5 变质作用与成矿关系

该矿区内浊积岩普遍具低绿片岩相区域浅变质作用。石英脉中见有金矿化、黄铁矿化、褐铁矿化，偶见黄铜矿化、毒砂矿化、闪锌矿化及方铅矿化，其两侧围岩蚀变普遍见绢云母化、硅化等。其中硅化、黄铁矿化、毒砂化、褪色化与金矿化关系密切。

3.6 化探异常

区域1∶20万水系沉积物测量资料反映，区内具Au，As，Sb和Hg等，套合较好，元素综合异常呈南北向、北北西向展布，其中Au，As异常与已知矿床（点）吻合。

矿区内1∶5万分散流异常呈现北北东和近东西方向展布，异常峰值高，高峰值主异常要分布在区内2条小溪交汇处，可能为流动异常，但其东部的异常范围较大，与矿化关系密切，为矿致异常。具体详见图1。

4 找矿标志

总结前人对该矿区工作成果，归纳总结出以下找矿标志[3，8]：

地层标志：冷家溪群雷神庙组（Pt2l），岩性以砂质质量分数高的浅变质岩为特征。

构造标志：金矿脉（体）主要受北西西向大致顺层压扭性剪切断裂控制;次要受北北东向的切层压扭性剪切断裂控制;再次受北东的切层压扭性剪切断裂控制;两组或以上控矿断裂的交汇部位，断裂破碎强度大的部位、分枝复合部位及产状变化部位，往往是金矿找矿的有利部位。

岩浆岩标志：矿区发现云煌岩岩脉，表明深部可能有隐伏岩体存在。

蚀变标志：金矿化的重要蚀变体现为黄铁矿化、硅化、毒砂化、黄铜矿化、方铅矿化。

地球化学标志：体现为土壤Au，Sb和As元素综合异常，水系沉积物Au，Sb，As和W元素综合异常及土壤中气汞异常。

石英脉标志：剪切带内或岩石片理化地段产出的石英脉，对金矿的成矿有利。

5 洪源金矿区成矿预测

根据矿区地層与成矿、构造与成矿、岩浆活动与成矿的关系特征等地质方面研究，总结该金矿成矿控矿规律、找矿标志。对其深部进行成矿预测，共圈定7处成矿预测靶区：

靶区1：本矿区北北东向SZ5韧性剪切带内及其西部靶区内。为北北东向SZ5韧性剪切带分别深切割北西西向SZ1、SZ2、SZ3韧性剪切带，其交汇处为富矿有利部位。北北东向、倾向西西北金矿脉（体），金宏矿段有V101、V102、V103号;金明矿段有V1、V2、V4、V5、V6、V7、V8、V9、V10号金矿脉（体）。V102、V4号金矿脉（体）最低控制标高-40m，其他各金矿脉（体）最低控制标高为0 m左右。该组金矿脉（体）标高-40 m至-600 m范围，是下一步深部找矿重要靶区。

靶区2：在本区金宏矿段15号至8号勘探线及102号至121号勘探线之间北西西向SZ3韧性剪切带靶区内。为北北东向SZ5韧性剪切带深切割北西西向SZ3韧性剪切带，其交汇处为富矿最有利部位。本矿段有北西西向、倾向南西的V1、V2、V3、V6、V8、V11、V11-1号主金矿脉（体），该组金矿脉（体）最低控制标高为-260 m;其次有V10、V10-1、V12、V14、V15、V16、V13、V14-1号盲金矿脉（体）等，该组金矿脉（体）最低控制标高为-124 m。对各（盲）金矿脉（体）现已最低控制标高至-800 m标高进行勘查，是下一步深部找矿最重要靶区。

靶区3：金宏矿段区8号至32号勘探线之间北西西向、倾向南西的V1、V2、V3、V6、V8、V11、V11-1等主金矿脉（体）控制程度较低，往东南方向还没有封边，在地表至-800米标高以上往东南方向是浅部及深部找矿重要靶区。

靶区4：在本区金宏矿段与王家湾金矿交界处的走向西西北、倾向南南西SZ4韧性剪切带南南西部靶区。为北北东向SZ5韧性剪切带深切割北西西向SZ4韧性剪切带，其交汇处为富矿最有利部位。V25、V26、Ⅷ-1、Ⅷ-2、Ⅷ-3、Ⅷ-4、Ⅷ-5、Ⅷ-6、Ⅷ-7号走向北北东、倾向西西北向金矿脉（体），该组金矿脉（体）最低控制标高-325 m。对该组金矿脉（体）现已最低控制标高至-800 m标高进行勘查，是下一步边深部找矿最重要靶区。

靶区5：在本区金星矿段走向北西西向、倾向南南西SZ1、SZ2韧性剪切带南南西部靶区内。为北北东向SZ6韧性剪切带深切割北西西向SZ1、SZ2韧性剪切带，其交汇处为富矿有利部位，共赋存6条走向北西西，倾向南南西V8、V11、V13、V14、V17、V18号等金矿脉（体），其中V17、V18等金矿脉（体）最低控制标高-40 m。这组金矿脉（体）-40至-800 m进入金宏矿段深部，是下一步深部找矿重要靶区。

靶区6：在本区金明矿段走向北北东、倾向西西北SZ5韧性剪切带靶区内，为北北东向SZ5韧性剪切带深切割北西西向SZ1、SZ2韧性剪切带，其交汇处为富矿有利部位，SZ5韧性剪切带内共赋存10条金矿脉（体），其中走向北北东、倾向西西北V1、V2等金矿脉（体）最低控制标高-40 m。这组金矿脉（体）-40至-600 m是今后深部找矿较重要靶区。

靶区7：在本区金宏矿段及王家湾金矿北边部北东向SZ7韧性剪切带靶区内，为北东向SZ7韧性剪切带深切割北西西向SZ3、SZ4韧性剪切带，其交汇处为富矿有利部位，赋存走向北东、倾向西北V111、V112、V113、V114等4条盲金矿脉（体），为富金矿体，其中V113最低控制标高-140 m。这组金矿脉（体）-40 m至浅部，-40至-600 m是今后浅部、深部找矿较重要靶区。

6 结论

中元古界冷家溪雷神庙组（Pt2l）为湘东北洪源金区矿源层。金矿（脉）体主要受北西西向压扭性剪切断裂带控制;次要受北北东向的切层压扭性剪切断裂带控制;再次受北东向的切层压扭性剪切断裂带控制，2组或3组压扭性剪切断裂构造交汇部位是金矿富集最有利部位，很容易形成品位较高、厚度较大的矿床。该矿区矿床远景规模可达大型。

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