水湘圩地区成矿规律研究及成矿预测靶区优选报告

水湘圩地区成矿规律研究及成矿预测、靶区优选报告
1．引言
1.1目的
根据水湘圩地区成矿地质条件、找矿标志、矿产分布、矿床类型特征，总结该区成矿规律，编制成矿规律图及成矿预测图，优选预测靶区，并对优选的靶区进行详查设计。

1.2 要求
（1）编制水湘圩地区矿床（点）特征一览表；
（2）编制水湘圩地区A-A＇地质剖面图（1/5万）；
（3）编制水湘圩地区成矿规律及成矿预测图（1/5万）；
（4）编写实习报告：《水湘圩地区成矿规律研究及成矿预测、靶区优选报告》。

1.3 自然地理及前人工作概况
水湘圩地区为水系发育的山区，区内山川走向均大致呈南北。

中部为切割十分剧烈的高山区，海拔在1100m以上，山势陡峻，坡度可达25-40度，残坡积物为厚度不大于1-2m并有少许基岩碎块的黄褐色亚粘土。

东、西和南部则为低山丘陵区，山势较缓。

在砂页岩分布区，残坡积物仍为夹杂着少许基岩碎块的黄褐色亚粘土，单厚度大于3m，有的局部可达10m以上；灰岩分布区，卡斯特地形发育，残坡积物则为红色粘土，其厚度为0-10 m不等。

本区属温带气候，温暖潮湿多雨。

年平均气温为18℃左右，其中8月最热，平均气温为28-29℃；一月最冷，平均气温一般为6-7℃，但在山势高峻处的气温则要普遍偏低甚多。

年平均降雨可达1500m左右，大多集中在3-8月，其中以5月和6月降雨量为最大。

区内植物茂盛，灌木丛生，中高山区和丘陵区均有竹林零星分布。

本区人烟稀少，交通不便，尤以中高山区更为突出，区内除已经开采的矿山人口较多外，水湘区，黄圩和大圩则为仅有的几个居民聚居地。

居民以汉族为主，还有瑶族等少数民族。

本区经济以农业为主，农作物为水稻和薯类。

居民多从事农业生产，也有少数手工业作坊和小型商业网点。

由于山区丰富水利资源的逐步利用，已修建了小型水电站，渔牧业也得到了发展。

XXXX年，某地质队曾在本区开展了1：5万区域地质矿产调查工作，进行了同比例尺的地面磁测、地面伽玛测量、重砂测量和土壤地球化学测量等综合方法找矿工作。

同时对已知矿点和新发现的矿点，相继进行了地表检查与初步评价工作。

工作质量符合规范要求。

XXXX年，某地质队根据上级下达的“为确保XXX铅锌矿山的生产和延长服务年限，以满足矿山产量大幅增长的需要，必须提早做好扩大后备储量的勘探工作”这一指示精神，对该中型铅锌矿床（22号）第三中段以上局部有望地段及其以下的深部，进行了相应的勘探工作。

并于XXXX年底交了勘探报告，扩大了矿山的后备储量以及进一步找矿的远景。

XXXX年，某地质勘探队与某矿床所、某学院共同协作，对这一典型的基础地质与矿床成因等有关专题进行深入研究，同时还对本区南部的小型矿床及一些重要的矿点和矿化点，进行岩石地球化学测量并对化探样品进行了系统检查。

2．研究区地质特征
2.1 地层
本区地层从老到新为：震旦系、寒武系、泥盆系、石炭系、二叠系和第四系。

震旦系（Z）：仅分布于图幅的中北部。

地层总体走向为东北—南西向，主要为一套遭
受轻微变质的砂岩和页岩组成。

这套地层构成本区的北东向基底褶皱的核部。

寒武系（∈）：只分布于图幅的中北部。

该地层总体呈北东—南西走向，主要由砂岩和
页岩互层组成，亦遭受轻微变质。

这套地层构成北东向基底褶皱的两翼。

寒武系与其下伏地
层呈角度不整合接触。

泥盆系（D）：主要分布于图幅的东部和西南部，花岗岩舌状侵入体以北也有部分出露。

地层总体走向近南北，主要有灰岩、白云岩和砂岩组成。

泥盆系在本区只在上统（D3）和
中统（D2），缺失下统（D1）。

中泥盆统可分为两个组，上泥盆统则分为3个组。

泥盆系与下
伏地层呈角度不整合接触。

石炭系（C）：在本区内分布最为广泛，除本图幅的中北部外，其他各个沉积岩区均有
出露。

地层总体走向近南北，主要有灰岩、白云岩、白云灰质岩等组成。

石炭系地层在本区
内出露较全，可划分为下石炭统（C1）、中石炭统（C2）和上石炭统（C3）。

其中，下石炭
统又可进一步划分为四个组。

石炭系与其下伏地层呈现出不整合接触。

二叠系（P）：为本区出露最少的地层，仅局部分布于黄圩以西。

地层走向南北，主要
有灰岩和砂岩组成。

可分为下二叠统（P1）和上二叠统（P2）。

二叠系与其下伏的地层呈平
行不整合接触。

第四系（Q）：主要分布于大圩、水湘圩、黄圩等地的河流冲积区与汇水盆地。

冲积物
多为砂和粘土，有时含有少量的砾石，水湘圩地区地层见下表1。

表1 水湘圩地区地层简表
第四系（Q）粘土，砂质及砾石，厚18m
二叠
系（P）
上统（P2）砂页岩及含锰硅质岩，厚60-72m
下统（P1）灰岩，硅质灰岩及深灰色灰岩，厚
228-269m
石炭系（C）
上统（C3）白云质灰岩及白云岩，厚235m 中统（C2）白云岩，厚293m
下统
（C1
）
梓门桥组灰黑色白云质灰岩及硅质灰岩，厚
150m
测水组炭质页岩夹砂岩，厚57-165m
石磴子组薄层灰黑色致密灰岩及灰色质纯
灰岩，厚180-300m
孟公坳组上部为页岩，厚35-100m
下部为深灰色致密灰岩及瘌痢状
灰岩，厚180-300m
上统
岳麓山组含铁石砂岩及页岩，厚110-150m
锡矿山组中厚层灰岩及癞痢状灰岩，厚
泥盆
系（D）
（D3）160-149m
佘天桥组泥质灰岩偶夹页岩，厚203-360m
中统（D2）棋子桥组白云岩夹青灰色致密灰岩，厚
240-370m
跳马涧组石英砂岩，砂质页岩，底部有底砾
岩，厚200-270m
寒武系（∈）砂岩，板岩，硬砂岩及硅质岩，厚
3275m
震旦系（z）砂岩夹页岩，厚1451m
2.2岩浆岩
本区岩浆岩活动强烈而频繁，大面积分布的花岗岩按其结构构造可分为三种类型：环斑
状黑云母花岗岩、斑状黑云母花岗岩和中细粒黑云母花岗岩，以环斑状黑云母花岗岩为主体
构成一舌状复式花岗岩侵入体。

根据本区花岗岩同位素年龄数据以及邻区有关资料，3种花岗岩均属于燕山期，为同源
岩浆分异不同阶段间歇侵入的产物，可分为早晚两期。

早期花岗岩（150-175Ma），是以具
有巨大的环斑状钾长石斑晶为其特征，副矿物以钛铁矿物为主，岩体分相较明显。

晚期花岗
岩（98-130 Ma）有两种：一是以钾长石与酸性斜长石斑晶为主的斑状黑云母花岗岩，矿化
明显，云英岩化发育，副矿物中含有大量的锡石与褐钇铌矿，有人认为它是本区砂锡矿的主
要物质来源；另一种是以小岩株产出的中细粒黑云母花岗岩，其分布面积小，均在舌状侵入
体边缘的个别地段出露。

燕山期的花岗岩，分相较差。

2.3构造
本区褶皱与断裂构造均很发育，全区从东向西可分为以下几个构造单元：
（1）大圩向斜区，为一呈南北向开阔而平缓的向斜，轴向西北，其两翼及轴部广泛发
育着一系列正断层，多分布于该区东部，核部为C，两翼为D。

（2）天子地隆起区位于图幅的中北部为一南北延长而岩层走向皆成北东的背斜构造，
区内发育与背斜轴部相垂直的北西向断裂。

轴向北东，核部为Z，两翼为∈。

（3）北部向斜区，位于黄圩以东，舌状花岗岩侵入体北西端的背侧，向斜轴向南北，
向北倾没。

其轴部的岩层平缓，两翼稍陡。

（4）南部水湘圩背斜区，位于图幅的中南部边缘，背斜轴向南北，向北倾没，向南延
出本区之外甚远。

（5）西部褶皱区的构造线方向南北，并且又可进一步划分为以下三个小的构造单元：
①黄圩地堑，东向断层；
②西部逆掩断层带，南北向断层；
③西部紧密褶皱带，轴向南北。

水湘圩地区的地质发展史，从该区地质概况并与邻区对比可知，曾先后经历了三次大的构造运动。

加里东运动，形成了前泥盆系的北东向基底褶皱和北西向基底断裂，同时也促成了南北向的雏形。

海西运动，使南北向断裂的继承活动进一步发展为本区构造的主要控制因素，由于海西运动的结果，形成了上古生代地层的一系列褶皱以及与其有关的东西向断裂。

2.4矿床类型
本区矿床分为内生矿床和外生矿床，内生矿床按矿化类型主要有高温热液充填交代型钨矿床、接触交代型铜（铁）矿床、高温热液锡多金属硫化物矿床、中温液充填铅锌矿床和低温热液充填汞锑矿床等五种，外生矿床为冲积型砂锡矿床，主要在水湘圩和通天河下游，主要特征见水湘圩地区矿点基本特征一览表（见附表）。

3.控矿因素及成矿规律
3.1控矿因素
控矿因素对矿床的形成和区域分布有重要控制作用，本区从成矿地质条件和找矿标志（信息）两方面对控矿因素进行分析。

1．成矿地质条件
成矿地质条件主要包括控矿构造、岩浆岩、地层、岩性、岩相古地理等，对内生矿床起控制作用的主要是构造—岩浆活动，对外生矿床起控制作用的主要是岩相或岩相故地理。

现在主要分析区内的内生矿床的成矿地质条件，在本区内控制内生矿床成矿的成矿地质条件主要为地层条件、构造条件、浆岩条件。

（1）地层条件
在地层条件中对成矿起控制作用的是本区地层的岩性和物理化学条件。

本区主要有碎屑岩和灰岩、白云质灰岩两种岩性，其中碳酸盐岩易与矿质发生交代作用而形成矽卡岩，富含黄铜矿和磁铁矿，矿床成因类型主要为接触交代型。

灰岩是刚性岩石，易形成层间剥离构造与层间裂隙构造，有利于岩浆热液充填交代，所以锡多金属硫化物矿体形成，富含闪锌矿，方铅矿，磁黄铁矿，锡石，矿床类型主要为高温热液充填交代型。

（2）构造条件
不同规模的构造控制了不同规模的矿床。

现在按区内的构造规模从大到小排列如下：
①矿带（田）控制构造
a.南北向纵断裂带构造
b.接触带构造
②矿床控制构造
a.南北向和东西向断裂交汇处
b.背斜转折端
c.向斜扬起端
③矿体控制构造
a.层间剥离构造
b.次级断裂及裂隙构造
c.接触面构造
断裂构造具有逐级控控和复合控矿的特点。

矿带（田）控制构造控制区内成矿带的形成和区域分布，根据本区矿带（田）控制构造划分成矿带可顺着构造带划分或接触带划分矿床。

矿床控制构造对矿床的形成和分布有控制作用，其中SN向和EW向断裂交汇处有几处中温热液充填铅锌矿床的矿点，说明其对东部铅锌矿床有明显作用。

而5号、40号、20号、23号矿点分别分布在背斜转折端或背斜扬起端，表明矿床控制构造控制着高温热液锡多金属硫化物矿床、中温热液充填铅锌矿床及接触交代型铜铁矿床的产出。

矿体控制构造则直接控制矿体的形态和产状。

（3）岩浆岩条件
岩浆岩对矿床形成的控制表现为时空控制和物质控制两方面。

（1）时空控制
区内岩浆岩是燕山期形成的环斑状黑云母花岗岩（γ５３）和加里东期岩浆岩。

在时间上，从高温热液充填型钨矿床、接触交代型铜铁矿床、高温热液锡多金属硫化物矿床到中温热液充填铅锌矿床四种矿床都和γ５３有关系，γ５３控制着着这四种矿床的形成。

低温热液充填汞锑矿床和燕山期花岗岩没有关系，主要和加里东期花岗岩有关。

岩浆岩对矿床形成在时间上的控制具体可参照下表水湘圩地区部分地质体同位素年龄数据，如矿床中同位素年龄与岩浆岩中同位素年龄比较吻合，则跟同期岩浆岩关系密切。

在空间上说，高温热液锡多金属硫化物矿床中22号中型矿床、40号小型矿床和2号矿点分布在燕山晚期中细粒黑云母花岗岩小岩株旁边，区内大多数大矿床都是分布在岩浆岩周边地区，所以可认定在空间上岩浆岩控制了矿床的产出，特别是燕山晚期岩浆岩对高温热液锡多金属硫化物矿床有明显控制作用。

表2 水湘圩地区部分地质体同位素年龄数据
地质体测定矿物年龄（百万年）方法
环斑状黑云母花岗岩黑云母
长石
锆石
156±2.12
150±2.30
170±2.00
K—Ar
K—Ar
U—P
b
斑状黑云母花岗岩黑云母
锆石120±1.98
130±1.86
K—Ar
U—P
b
中细粒黑云母花岗岩黑云母98±1.76 K—Ar
高温热液锡多金属硫化物矿床方铅矿87 U—P
b
矽卡岩型铜（铁）矿床黄铜矿109 U—P
b
中温热液型铅锌矿床方铅矿76 U—P
b
低温热液型锑汞矿床黄铁矿479 U—P
b
（2）物质控制
区内岩浆岩对矿床形成的影响可从岩浆岩中成矿元素丰度判断，如果岩浆岩中成矿元素贫化，则岩浆岩为矿床提供成矿元素的可能性不大，即其对矿床的形成不起控制作用；反过来，如果成矿元素富集，则其为矿床形成提供物质来源，对矿床起重要控制作用。

本区两套岩浆岩中成矿元素丰度参照下表。

表3 水湘圩地区花岗岩中成矿元素丰度w/10-6
岩石名称W Sn Cu Pb Zn Sb Hg
环斑状黑云母花岗岩16.
5 15.
6
38.
6
25.4 83.2 0.1
2
0.0
6
斑状黑云母花岗岩20.
2 42.
3
25.
8
54.0
7
102.
4
0.2
0.0
9
中细粒黑云母花岗岩 3.1 22.28.60.6 129.0.20.1
2 7 5 1 0
酸性岩浆岩类 1.5 3.0 20.
0 20.0 60.0 0.2
0.0
8
从上表可算出中成矿元素W、Sn、Cu、Pb、Zn丰度在燕山期黑云母花岗岩（γ53）中比在世界酸性岩浆岩类中的平均含量分别高出2-13.5倍、5.2-40.1倍、1.3-1.93倍、1.27-3.03倍、1.4-2.16倍。

说明γ53为区内高温热液充填交代型钨矿床、接触交代型铜（铁）矿床、高温热液锡多金属硫化物矿床、中温液充填铅锌矿床等四个矿床的形成提供了物质来源，对这些矿床的形成在物质上起控制作用。

成矿元素Sb、Pb在γ53与世界酸性岩浆岩中的平均含量相差不大甚至更低，则为低温热液充填汞锑矿床提供物质来源的可能性不大，推测出为低温热液充填汞锑矿床提供物质来源的是本区的另一岩浆岩--加里东期花岗岩。

2．找矿标志分析
找矿标志主要指典型的矿化信息如地质信息、地球物理信息、地球化学信息、遥感地质信息等。

区内的主要找矿标志有地质信息、地球物理信息、地球化学信息三种。

（1）地质信息
①蚀变标志
就是岩石的蚀变现象，不同蚀变类型的围岩中产出不同的矿体。

②重砂异常标志
区域的主要成矿元素的重砂矿物含量越大，与矿床的关系越密切，并可以此来圈定重砂异常区，异常区内多包括矿床。

（2）地球化学异常标志
在测区成矿规律及成矿预测图上主要的化学异常为铅、锌化学异常和铜化学异常。

则可根据接触交代型铜（铁）矿床中的黄铜矿、高温热液锡多金属硫化物矿床的闪锌矿和方铅矿、中温热液充填铅锌矿床的方铅矿和闪锌矿的化学异常寻找到原生矿床。

（3）地球物理异常标志
在测区内主要的物化异常为磁化异常，根据矿床内铁矿的磁性来确定矿床位置。

本区的接触交代型铜（铁）矿床中有磁铁矿，高温热液锡多金属硫化物矿床中有磁黄铁矿，均可利用磁化异常找到这两个矿床。

根据以上找矿标志可归纳出本区内生矿床找矿标志组合：①高温热液充填型钨矿床，产于花岗岩中心，围岩蚀变有云英岩化、电气石化，黑钨矿重砂异常；②矽卡岩型铜（铁）矿床，矽卡岩化，磁铁矿物探异常，黄铜矿化探异常；③高温热液锡多金属硫化物矿床，热变质大理岩化、硅化，磁黄铁矿物探异常，闪锌矿、方铅矿化探异常；④中温热液充填铅锌矿床，位于矿床东部，硅化、白云岩化，闪锌矿、方铅矿和磁磁石英化探异常。

⑤低温热液充填汞锑矿床，主要标志是重砂异常，辰砂是主要矿物。

3.2成矿规律
1．空间分布规律
①高温石英脉钨矿床产于花岗岩收缩裂隙中；
②矽卡岩型铜铁矿床产于花岗岩内外接触带中；
③高温热液锡多金属硫化物矿床产在花岗岩外接触带中，
④中温热液充填铅锌矿床产在离接触带较远的部位。

这四种矿床的空间分布规律是以花岗岩为中心，呈同心带状分布。

2．床产出时间分布规律
控矿因素表明高温石英脉钨矿床、矽卡岩型铜铁矿床、高温热液锡多金属硫化物矿床、中温热液充填铅锌矿床都与燕山期黑云母花岗岩（γ53）有关，而低温热液充填汞锑矿床只与加里东期花岗岩有关。

3．成矿系列规律
高温石英脉钨矿床、矽卡岩型铜铁矿床、高温热液锡多金属硫化物矿床、中温热液充填铅锌矿床都是同燕山期黑云母花岗岩（γ53）有关的一个成矿系列，这套系列在成矿距离上与γ53越远，成矿温度越低，成矿元素不断更新和变化，岩石蚀变从高温蚀变类型逐渐向中低温蚀变类型转变。

4.成矿预测及找矿靶区的优选
4.1成矿单元（成矿带）的划分与圈定
1.成矿带划分基本准则
①大地构造分区准则；
本区有地台和地槽两大构造单元，不同的大地构造单元成矿特征不同，所以划分的成矿带不能超过各单元。

②矿床空间分布准则；
不能把不同的矿床划分到一个成矿带中。

高温热液充填型钨矿床、接触交代型铜（铁）矿床、高温热液锡多金属硫化物矿床、中温热液充填铅锌矿床都与燕山期黑云母花岗岩（γ53）有关，低温热液充填汞锑矿床只与加里东期花岗岩有关，所以汞、锑矿床不能跟前四种矿床划分到一个成矿带中。

③矿床时间分布准则；
产于不同时间的矿床不能划分到一个成矿带中，
④地质标志准则；
⑤地球物理异常准则；
⑥地球化学异常准则。

2．矿带的具体划分
根据成矿带划分基本原则，在本矿区可划分出8个矿带：
①大顺隆Sn、Pb、Zn成矿带；
②黄圩Sn、Pb、Zn、Cu成矿带；
③水湘圩Pb、Zn、Sn、Cu成矿带；
④通天河Sn、Pb、Zn成矿带；
⑤大坪西部Pb、Zn成矿带；
⑥天子地Sn、Hg成矿带（北带）；
⑦天子地Sn、Hg成矿带（南带）；
⑧湘水W、Sn成矿带，包括原生W矿床和砂矿成矿带。

注意在划分以上8个矿带时应注意矿带与构造线方向一致，在矿带中间要有矿床和矿点分步、地质标志蚀变和磁石英重砂异常及地球物化探异常分布。