贵州省贞丰县水银洞金矿床位于贞丰县城北西直距20km处，地理坐标：东经105°30′00″～105°33′38″；北纬25°31′00″～25°33′28″，属贞丰县小屯乡，矿区西端小部分属兴仁县回龙镇，矿区面积28km2。20世纪80年代初对灰家堡背斜汞矿调查时，于水银洞矿区雄黄岩发现了含金矿化，开启了灰家堡背斜的找金历史。在1982～1983年间，断续开展了水银洞地区找矿，仅发现由断裂控制的地表氧化矿体，一度认为区内无进一步找金价值。1983年于灰家堡背斜西段的紫木凼地区发现了紫木凼和太平洞大型金矿床，1993年完成了紫木凼金矿床的勘探，建立了“两层楼”找矿模式，1994年开展了灰家堡背斜的大比例尺成矿预测工作，选定水银洞地区为A类找矿靶区，产于龙潭组地层中的“楼下矿”为探寻对象，预测资源量50 t。1995年施钻验证发现了水银洞层控盲金矿床。仅2004年6月完成的中矿段勘探即获得平均品位10.95×10-6的资源量/储量54.62 t，使水银洞金矿成为滇黔桂“金三角”继烂泥沟之后的又一个特大型金矿床。近年勘查新增数10 t资源，水银洞金矿有望成为超大型矿床。
1 地质背景
水银洞金矿产于黔西南卡林型金矿矿集区北部，区域上与烂泥沟金矿、紫木凼、太平洞、戈塘、板其和丫他等一大批金矿床共同组成了黔西南金矿集中区，成为滇黔桂“金三角”的主体。滇黔桂“金三角”大地构造位置处于扬子地台西南缘右江褶皱带及其结合部位，属于欧亚板块、印度板块和太平洋的复合部位（韩至钧等，1999）。
区内出露地层以泥盆系、石炭系、二叠系及三叠系为主，分布广泛，寒武系只零星于南部边缘（广西境内）地区，侏罗系缺失，白垩系—第三系（古—新近系）仅零星散布于广南、罗平一线西南侧，主要为山间断陷盆地红色砂、泥岩和砾岩，第四系为类型繁多的陆相沉积，包括冲积、残—坡积、湖沼沉积及洞穴堆积等各种成因的砾石、砂和粘土等。
该区出露地表的火成岩共包括大陆溢流拉斑玄武岩及岩墙状辉绿岩、偏碱性辉绿岩和偏碱性超基性岩3个组合（表1）。
表1 黔西南地区火成岩组合
2 矿区地质特征
矿区位于兴仁安龙金矿带之灰家堡金矿田。空间上与紫木幽和太平洞大型金矿床、滥木厂大型汞—铂矿床、大坝田中型汞矿床及若干金、汞矿点，构成了近EW向、长约20km的灰家堡金-汞铊矿田（图1）。
矿田构造主要为一近EW向的灰家堡短轴背斜，长约20km，宽约6km。以背斜中部的回龙断层（F18）为界，西段地层较缓，倾角5°～20°，两翼基本对称；东段地层稍陡，呈北翼陡、南翼缓的不对称形态。西段为紫木凼金矿区，含紫木凼、太平洞2个大型金矿床，东段为三岔河金矿区，有水银洞特大型金矿床及雄黄岩、赵家坪、普子垄和皂凡山等金矿点。背斜明显受后期NE和近SN向构造叠加，见有NE向次级背斜，发育有EW，NE，SN向3组断裂和层间断层（层间滑动）。EW向断层发育于近背斜轴部，与背斜轴部基本平行，多为低角度逆断层，浅部稍陡而深部平缓。水银洞金矿区出露的F105断层在深部逐渐消失于龙潭组（P3l）中。EW向断层为含矿断层，并与背斜一同被后期断裂错断。层间构造主要发育于背斜轴部及近轴部，且主要见于大厂层和龙潭组地层中，是水银洞、太平洞和紫木凼金矿床的重要控矿构造。
图1 水银洞金矿区域地质简图
（据郭振春，2002）
T1yn—永宁镇组；T1y—夜郎组；P3c＋d—长兴组＋大隆组；P3l—龙潭组；1—背斜；2—正断层；3—逆断层；4—性质不明断层；5—金矿床（点）；6—汞矿床（点）；7—铊矿床；8—砷矿点
3 矿床（体）地质特征
水银洞金矿床为赋存于二叠系龙潭组中，矿体以层控型为主、断裂型为辅的复合型隐伏矿床。层控型矿体主要有Ⅲc，Ⅲb，Ⅲa，Ⅱf和Ⅰa（表2），产出于灰家堡背斜轴两侧近30m范围内，呈层状、似层状产出，产状与岩层一致，具厚度薄、品位富，走向上具波状起伏向东倾没，空间上具有多个矿体上下重叠的特点。断裂型矿体产出于背斜近轴部的断距很小的缓倾斜逆断层中，严格受断层破碎带控制。
表2 层控型矿体特征
断裂型矿体由F105控制的“楼上矿”和龙潭组地层中由F162，F163，F164和F165等隐伏盲断层控制的矿体部分组成。“楼上矿”产出于F105破碎带及其上盘牵引背斜核部虚脱空间，倾向S，矿体呈透镜状、似层状，矿体分散零星，仅获得部分资源量。
F162，F163，F164和F165控制的矿体呈透镜状产出于断层破碎带中，倾向SE，倾角20°～45°，矿体具膨大收缩现象，断层切错碳酸盐岩地段，其破碎带变宽，矿体厚大，而切错粘土岩地段，则破碎带变窄，矿体薄甚至局部不可采。
3.1 控矿构造
水银洞金矿区内构造较发育，主要由近EW向灰家堡背斜及大致沿该背斜轴部展布的纵向逆断层组成，次为NE、近SN向断层及不整合面构造。
灰家堡背斜是区域性构造，局部叠加有一些小背斜（赵家坪背斜，走向EW，区内长约1.5km），为一近EW向之宽缓短轴背斜，局部因后期改造而转为NW或NNW向。区内背斜长约5.3km，核部地层近于水平，两翼岩层倾角10°～200°，轴面近于直立。水银洞金矿位于灰家堡背斜东段中部，矿体主要分布在距背斜轴300m的范围内。NE向褶皱展布于矿区西南部，规模较小，共发育4个背斜和3个向斜，地表轴迹近于平行展布，长一般0.60～0.90km，比较著名的有滥木厂背斜。
EW向断层发育于近背斜轴部，与背斜轴部基本平行，多为低角度逆断层，浅部稍陡而深部平缓。EW向断层为含矿断层，并与背斜一同被后期断裂错断。在矿区内见有F101和F105断层。F101控制普子垅、皂凡山金矿点的产出；F105为水银洞金矿床“楼上矿”之控矿断层，向东控制了雄黄岩金矿点的产出。
NE向断裂在矿区西南部发育一系列大致平行展布的倾向NW的高角度张扭性断层，在灰家堡背斜轴部附近还发育了一系列倾向SE、倾角28°～45°的隐伏逆断层，并控制了水银洞金矿断裂型矿体的产出。
水银洞矿区中二叠统茅口组与上二叠统之间存在平行不整合面，沿不整合面及其附近形成层间断裂，控制着矿区深部构造蚀变体中似层状、透镜状平缓型金矿体的产出。
3.2 矿石特征
热液期形成的金属矿物有黄铁矿、毒砂、白铁矿、雄黄、雌黄、辉锑矿和辰砂。以黄铁矿为主，毒砂常与黄铁矿共生，辉锑矿、辰砂、雄黄和雌黄以细脉状分布，仅见于Ia矿体和断裂型矿体中。非金属矿物主要是石英、白云石和方解石，见有萤石、玉髓和粘土矿物等。这些矿物常形成如下共生组合：石英-白云石、石英-细粒黄铁矿-毒砂、石英-方解石-雄黄-雌黄-辉锑矿-辰砂和粗粒黄铁矿-白铁矿等。矿石的主要构造有纹层状、生物遗迹、浸染状、团块状和细脉状；结构以自形粒状、草莓、生物假象和交代为主。
矿石物相分析结果见表3。
表3 矿石物相分析结果 w（Au）/10-6
注：表中数据为贵州105地质大队实验室分析，HYX-3A型荧光分析仪测试。
黄铁矿是金的主要载体，可以分为沉积期黄铁矿和热液期黄铁矿，前者黄铁矿多呈草莓状或自形立方体和五角十二面体晶，粒度较大，多呈条带（纹）状产出；热液期黄铁矿颗粒细小，呈浸染状产出。不同形貌和结构构造特征的4种黄铁矿：草莓状、生物碎屑状、粗粒自形和细粒自形。
3.3 围岩蚀变和矿物生成顺序
围岩蚀变主要有硅化、白云石化和黄铁矿化，其次有毒砂化、雄（雌）黄化、粘土化和萤石化等热液蚀变。其中，硅化、白云石化、黄铁矿化（伴有毒砂化）与金矿关系极为密切，凡金矿产出部位皆有这3种蚀变特征。金矿（化）常赋存于蚀变强烈、多种蚀变叠加部位，没有蚀变或蚀变单一的岩石不含金或含金低。
金矿热液成矿作用划分为3个阶段，其相应的矿物组合和生成顺序列于表4。
表4 水银洞金矿床矿物生成顺序
4 地球化学特征
4.1 常量元素
水银洞金矿的矿石分为3类。碳酸盐岩型（不纯灰岩）、硅质角砾岩型（角砾状粘土岩、角砾状粉砂岩及角砾状灰岩）和钙质砂岩型（钙质砂岩及钙质粉砂岩）。其中，以碳酸盐岩型矿石为主，角砾岩型矿石次之，钙质砂岩型矿石只是产于P3l1的小矿体中。碳酸盐岩型矿石主要化学成分见表5。不同矿体的矿石成分分析见表6。
4.2 微量元素
水银洞金矿赋矿岩系主要岩石类型包括灰岩、泥灰岩、泥岩、泥质粉砂岩和硅质岩等，普遍具有非常高的As，Sb，Cu和Tl含量，其值远远高于在正常的同类岩石中的含量水平，其中As高于同类岩石中含量数百倍。As，Sb，Cu和Tl等是水银洞金矿金成矿作用的特征指示元素。
表5 碳酸盐岩型矿石主要化学成分 w（B）/%
注：数据由中国科学院矿床地球化学重点实验室分析测试，化学全分析法。
Au，As，Cu，Sb和Tl在各类岩石中的原始含量（以未蚀变样品为参考）相差并不大，其变化远远低于矿化蚀变作用所造成的差异，Au，As，Cu，Sb，Tl在矿化岩石各类岩石平均值与同类未蚀变岩石的比值高达数十倍到上百倍。其中，Au，As，Tl最高。含矿岩系中Au，As，Cu，Sb，Tl，Pb相对同类未蚀变岩石有显著增加，Ti，Sc，Nb，Ta，Zr，Hf，V，Cr，Co及Sn，Ga，Ge，Cd，Rb，Cs，Ba，Mn，Zn，Th，REE变化不大。
表6 矿石组合样成分分析结果
注：数据由中国科学院矿床地球化学重点实验室分析测试；化学全分析和等离子质谱法。
4.3 稀土元素
矿体稀土元素含量介于10.8×10-6～37.0×10-6，平均21.8×10-6。δEu值在0.88～1.20之间，平均1.03，除个别样品具弱负异常外，均无Eu异常或正异常。围岩ΣREE平均241.9×10-6，δEu值平均1.00，无异常。与矿体同层位的无矿段岩石，ΣREE比平均48.1×10-6，δEu值平均0.81，具弱负异常。灰岩的ΣREE平均9.59×10-6，δEu平均0.65，具负异常（表7）。
表7 水银洞金矿石稀土元素分析结果及特征参数 w（B）/10-6
注：Ⅲc-4，Ⅲc-5为硅质岩型矿石，其余均为凝灰质生物碎屑灰岩型；围岩以6件平均，岩性以粘土岩、粉砂岩为主，少量灰岩；无矿段2件平均，岩性均为含凝灰质较多的灰岩。据沈文杰等，2005。
4.4 同位素
水银洞金矿硫同位素分析结果见表8。矿石中热液黄铁矿铅同位素组成及有关参数见表9。
表8 水银洞金矿硫同位素分析结果
（据刘建中，2006b）
表9 水银洞金矿矿石中热液黄铁矿铅同位素组成及有关参数
注：Δβ ＝（β-βm）/βm×1000；Δγ ＝（γ-γm）/γm×1000；β ＝样品的207Pb/204Pb；γ ＝样品的208Pb/204Pb；βm ＝ 地幔的207 Pb/204Pb＝15.33；γm＝地幔的208Pb/204Pb＝37.47；测试单位为宜昌地质矿产研究所同位素研究室。据刘建中，2006b。
4.5 包裹体特征
包裹体形态呈孤立状、不规则状分布，负晶形为其特征，一般直径5～60 μm，多数为10～50 μm。包裹体类型及物质组成按室温（25℃）下包裹体的相态特征以及冷冻过程中相的变化，可划分为液态
包裹体测温及压力结果对近200个流体包裹体显微测温结果表明，主成矿期流体包裹体的均一温度为200～220℃，盐度5%～6%。成矿流体压力为1000×105～2000×105，显示了超压流体的性质。具中—低温超高压热液成矿的特点。
参考文献
郭振春.2002.黔西南灰家堡金矿田“两层楼”模式及找矿意义.黄金地质，8（4）：18～23
韩韦钧，王砚耕，冯济舟等.1999.黔西南金矿地质与勘探.贵阳：贵州科技出版社
刘建中，刘川勤.2005.贵州省贞丰县水银洞金矿床稀土元素地球化学特征.矿物岩石地球化学通报，21（2）：135～139
刘建中，邓一明，刘川勤等.2006a.贵州省贞丰县水银洞层控特大型金矿成矿条件与成矿模式.中国地质，33（1）：169～177
刘建中，邓一明，刘川勤等.2006b.水银洞金矿床包裹体和同位素地球化学研究.贵州地质，23（1）：51～56
沈文杰，张竹如，周永章等.2005.贵州贞丰水银洞金矿含矿岩系元素地球化学特征.地球化学，34（1）：88～95
（李杰美、王美娟编写）