水口山铅锌矿田位于湖南省常宁县东，距衡阳市45km；是我国开采历史悠久的大型铅锌（银、金等）多金属矿山；由相距约2.5km的水口山（或老鸦巢铅锌硫）和康家湾（铅锌金银）两个大型矿床组成。此外，还有鸭公塘铅锌铜硫矿床（中型）、老鸦巢金矿（大型）以及中区铁铜铅锌硫矿床、温塘铅锌矿床等，范围约600km2。
一、区域背景
矿田位于江南古陆东南缘，耒阳—临武近SN向构造带北端，衡阳断陷盆地的南缘。
矿田处于衡阳（盆地）重力高南侧近东西向较宽缓的梯度带上，和湘南北部零陵—水口山—五峰仙东西向航磁异常带北侧正、负异常分界附近（图4.2.1）。
地球化学场对应于湘南东西向Cu、Pb元素高背景带中的水口山弱Cu、Pb异常区。
二、成矿环境
1.地层
矿田区东、西、北三面均被中、新生界覆盖。中生界岩层主要有：下白垩统东井组红层（K1d），下侏罗统高家田砾岩（J1g），下三叠统大冶泥灰岩（T1d）。区内出露地层主要为二叠系，次为中上石炭统壶天群白云岩（C2+3）及部分上泥盆统锡矿山组（D3x）。泥盆系、石炭系主要分布于矿田的南、西及东南部；二叠系分布于矿田中部。上二叠统斗岭组（P2d）主要为炭质砂页岩，下二叠统栖霞组（P1q）主要由含炭质条带状灰岩，含燧石灰岩组成，为铅锌金银的主要赋矿层位；下二叠统当冲组（P1d）由含铁锰质岩、硅质页岩、泥灰岩等组成，为金矿的主要赋矿层位。
2.构造
区内褶皱构造发育。燕山运动使二叠系产生一系列近SN向的褶皱和断裂。
矿田范围内褶皱可分为三级：Ⅰ级褶皱由西向东分布有大市背斜、兰湖复式向斜和新盟山背斜；Ⅱ级褶皱分布于盐湖复式向斜中，有马颈口倒转向斜、石坳岭倒转背斜和四丘田倒转向斜；Ⅲ级褶皱分布在Ⅱ级褶皱中，有鸭公塘、仙人岩、老鸦巢倒转背斜和康家湾隐伏倒转背斜。
断裂构造亦可分为三级，Ⅰ、Ⅱ级为NNE向或SN向的逆冲断裂；Ⅲ级为规模更小的NE、NW、EW三组断裂。与康家湾隐伏矿关系密切的F22断层属区域性Ⅰ级断裂带。
图4.2.1 水口山矿田区及外围综合区域场剖析图
3.岩浆岩
燕山期岩浆沿Ⅲ级倒转背斜轴部侵入或喷发，产生一系列浅成、超浅成中酸性岩体。出露的主要有花岗闪长岩岩体及一些花岗斑岩、石英闪长斑岩岩脉。
与水口山矿床有成因联系的花岗闪长岩，分东、西两个岩体，分别侵入于老鸦巢和鸭公塘两个倒转背斜，出露面积为1.8km2和0.8km2，属贫Si，富Fe、K，Al过饱和，偏碱性的中酸性岩。
4.区域地球化学场
水系沉积物测量结果显示，水口山一带区域地球化学场具有：
（1）w（Fe2O3）＞5.0%、w（Al2O3）＞12.5%、w（Na2O）＞0.3%、w（SiO2）＞70.0%的地球化学环境。
（2）异常规模大，组合元素多，Pb、Zn、Cd、Ag、Au异常呈似等轴状，叠合较好，尤其是内带更为明显（图4.2.2）。
（3）主要元素异常特征参数见表4.2.1。其中Pb、Ag、Cd、Zn异常面积分别为：136、172、124、76km2，峰值为（747，5.74，25，2672）×10-6；Au及Cu、Sb、Bi的异常峰值分别为165×10-9及（142、20、8）×10-6。各元素衬值较高，变异系数除Cu、Sb外均大于1，表明区域矿化活动较强。
表4.2.1 水口山地区区域地球化学特征参数
5.区域地球物理场
受更大区域重力场影响，水口山一带重力异常北东高、南西低，呈北西向的宽缓梯级带；矿田附近等值线明显扭曲，并与北北东走向的岩层基本一致（图4.2.2）。矿田区磁场呈正、负伴生异常，强度较高、形态较规则，其主体异常为埋深较大的隐伏岩体与水口山岩体的综合反映。南侧正异常呈南北向略长的椭圆状，极值ΔTmax＞400nT，外侧等值线明显扭曲，间隔宽缓；北侧负异常东西向拉长，ΔTmin＜-300nT。
三、矿床地质特征
1.矿体组合分布及产状
水口山铅锌矿床：矿体产于花岗闪长岩体超覆于下二叠统碳酸盐岩的接触破碎带内。矿化带长1000m，延深大于500m。矿体形态复杂，呈筒状、扁豆状、脉状、不规则状。自东向西分布有17个矿体，长13～302m、厚5～38m。
康家湾铅锌金银矿床：赋存于远离岩体接触带的侏罗系底砾岩与石炭系-二叠系不整合面附近（F22）断层硅化破碎带中的角砾岩段。矿化带呈北北东走向，长约 3000m，宽150～700m。主矿体 7 个，长 300～1500m、厚 3～10m。矿体呈似层状、透镜状，产状平缓，与倒转背斜或硅化破碎带基本一致，埋深北浅南深。
图4.2.2 水口山矿田综合区域场剖析图
2.矿石构造及主要矿物组合
水口山矿床：矿石构造有块状、团块或斑点状、浸染状等；金属矿物主要有黄铁矿、闪锌矿、方铅矿，其次有磁黄铁矿、赤铁矿、磁铁矿及少量白钨矿、辉钼矿、辉铋矿、黝锡矿、自然金等。非金属矿物主要有方解石、石英，次有石榴子石、透辉石等。
康家湾矿床：矿石构造有块状、条带状、环带状及脉状；主要金属矿物有黄铁矿、闪锌矿、方铅矿，其次有磁黄铁矿、毒砂、黄铜矿等，及少量自然金、自然银等。非金属矿物主要有石英、玉髓，次有方解石、水云母-绢云母等。
3.矿化阶段及分带性
矿田具有多期、多阶段成矿特点。成矿期包括夕卡岩期、热液交代硫化物期和碳酸盐岩期。其中热液交代硫化物期为主要成矿期。
水口山矿床：具有明显的蚀变—成矿水平分带，从岩体向外呈：蚀变花岗闪长岩→夕卡岩及钨、钼、铋矿化→夕卡岩化大理岩及石英、黄铁矿、金、铜矿化→大理岩及铅锌矿化等分带。沿垂向自上而下大体呈黄铁矿→铅、锌矿→铜、铁矿分带。
康家湾矿床：南段以黄铁矿、铅锌矿为主，北段铅锌银金矿增多。
4.蚀变类型及分带
区内围岩蚀变繁多，相互叠加，并具带状分布特点。
水口山矿床：岩体与围岩之间有完整的接触变质蚀变环带，长近千米。内接触带：钾长石化、绿泥石化、黄铁矿化→接触带：绢云母化→外接触带：夕卡岩化或角岩化带，宽约20m，从地表200m标高至深部-1000m标高。
康家湾矿床：围岩蚀变有夕卡岩化、绢云母化、硅化、碳酸盐化、绿泥石化等，其中硅化、碳酸盐化、绢云母化为近矿围岩蚀变。
5.氧化带
呈几米至数十米残积或残坡积疏松层，水口山岩体接触带附近氧化带中发育有铁帽。
6.主要控矿因素
区域性深断裂带是控制矿田的重要因素，水口山矿田即位于EW向、SN向和NE向几组大断裂的交汇部位。
花岗闪长岩及花岗闪长斑岩的成岩后期岩浆热液提供了主要成矿物质。
复式褶皱中的背斜轴部及倾伏端，或两组以上不同方向断裂交叉部位是岩浆岩入侵的有利地段，为主要的导岩、导矿构造。
花岗闪长岩体超覆接触破碎带，或侏罗系底砾岩与石炭系-二叠系不整合面附近的破碎带为主要容矿构造。
四、矿区地球物理特征
1.岩矿石物理性质
（1）密度：区内矿石密度极高，与围岩之间存在较大的密度差（表4.2.2）。
（2）磁性：除分布于接触带中的磁铁矿、夕卡岩有强磁性外，中酸性岩浆岩具中等磁性；以铅锌矿、黄铁矿构成的矿体，以及各时代沉积岩均属微磁性。
此外，水口山花岗闪长岩的磁性分布不均匀，岩体不同部位的磁性差异较大，其磁性分布见表4.2.3。
表4.2.2 水口山铅锌矿田物性参数统计表
表4.2.3 水口山岩体各部位的磁性参数表
（3）电性：结合资料，区内岩矿石电阻率ρ和极化率η由低至高大体顺次如下。
ρ：铅锌矿石→黄铁矿石→砂质、炭质砂页岩→花岗闪长岩→碳酸盐岩；
η：未蚀变岩石（1.5%～2.0%）→含炭质岩石→矿石或矿化蚀变岩石（10%～40%）。
2.物性模型
因区内已有物性资料较少，结合岩矿石的一般物理性质，水口山矿区主要岩矿石物性特征综合概括于表4.2.4：
表4.2.4 水口山矿区主要岩矿石物性特征归纳表
3.地球物理异常
（1）矿田区（图4.2.3）。
重力异常：形态复杂（1∶5万），其相对重力高、低异常与岩性及矿化-蚀变有关。除分布范围较广的碳酸盐岩层形成较明显的重力高外，矿化-蚀变发育地段，如老鸦巢（即水口山）、鸭公塘、中区（百步磴），康家湾矿床区附近亦显示为相对重力高异常；而煤系地层构成的向斜上则显示呈相对重力低。
航磁异常：化极（1∶5万）异常似等轴状，外围等值线稀疏，ΔT⊥100nT等值线圈闭范围70km2左右，北部有微弱负异常。该似等轴状异常中心位于水口山花岗闪长岩体中部，强度大于600nT，梯度变陡处为岩体和接触带附近夕卡岩及磁铁矿物富集的反映；其东部岩体南段磁性最强，异常也最大。老盟山岩体上，出现明显的局部异常，ΔT⊥max＞400nT。
（2）矿床区。
水口山（及鸭公塘、中区）矿床。
磁异常：地磁ΔZ（1969年资料，精度较低）由规模较大的近圆形区域异常（图4.2.4）和水口山局部磁异常组成。异常圆滑规则，以正异常为主，强度500～1200nT，负值不明显。矿床附近及岩体磁性增强部位出现次级异常；或等值线呈明显迂回状。
自电异常：已知老鸦巢、鸭公塘、中区等矿区，均发现自电（1∶1万）异常。异常范围除鸭公塘较小外，一般较大，ΔU=-50mV等值线圈闭范围0.4～1.7km2。异常梯度平缓，幅值不大，一般为-100～-300mV。矿床区自电异常虽分布较广，但异常中心与浅部矿体无明显对应关系；而是主要分布在当冲组——抗风化强、富含地下水的硅质层或层间破碎带上，乃渗滤电场引起的异常（老鸦巢ZK310孔电测井，在含水或破碎的岩层上自电异常明显增大）。由于矿区内当冲组分布较广，自电异常亦遍及整个矿床区。
激电异常：据中区（百步蹬）矿床区几条剖面（图4.2.5）观测结果显示，以视极化率ηS≥10%圈出的激电异常长750m，宽100～200m；呈北西西向展布，斜交于自电异常。
中区A7线物化探综合剖面（图4.2.6）显示：激电异常北陡南缓，ηSmax＞18%，与自电异常极小值：ΔUmin≈-260mV对应较好；在赋存黄铁矿的岩体接触带附近，联合剖面视电阻率ρS曲线显示，呈宽缓的低阻异常（ρS：40～100Ω·m）。
此外，岩体内接触带发现有放射性异常。
康家湾矿床。
重力异常：综合平面图显示（图4.2.3）矿床区一带重力等值线迂回复杂，异常总体呈北东东向低缓的相对重力高，为隐伏倒转背斜轴部（P1q）岩层与矿体的综合反映。
磁法异常：特征不明显，高精度磁测亦未发现有意义的异常。
电磁异常：瞬变电磁法结果显示（图4.2.7），在已知矿体上，晚期道出现较明显的相对低阻异常，为矿与断层的综合反映。
4.干扰体或干扰因素及其影响
倒转背斜轴部含水挤压破碎带形成的渗滤电场，是自然电场法的主要干扰。
含炭质岩层及黄铁矿化围岩可能形成激发极化法的干扰异常。
图4.2.3 水口山矿田区物化探异常综合平面图
图4.2.4 水口山矿床区物化探异常综合平面图
五、矿区地球化学特征
1.岩矿石地球化学参数
据矿田区7529个岩石样的分析统计（表4.2.5），Au、Ag、Cu、Pb、Zn在花岗闪长岩中含量最高（离差、浓集系数最大），显示了花岗闪长岩为成矿提供了一定矿质。
图4.2.5 中区（百步磴）矿区物化探异常综合平面图
各类地层中以二叠系和白垩系中Au、Ag、Pb、Zn元素较为富集，表明这两个层位中主成矿元素背景含量高，是有利的成矿层位。
表4.2.5 水口山矿田各地层单元及岩体中成矿元素含量特征
图4.2.6 中区矿区A7线物化探综合剖面图
图4.2.7 康家湾矿区135线东段TEM剖面图
2.地球化学异常
（1）矿田区。水系沉积物测量：Pb、Zn、Cu、Mo及Ag、As、Sn等元素组合异常主要分布在水口山矿床区（图4.2.3），其浓集中心位于水口山附近；其中Pb、Zn异常范围大、强度高、浓度分带明显。
土壤测量：成矿元素Pb、Zn、Au、Ag、Cu异常，受近EW向和NE向基底断裂影响而呈北西西向分布。异常强度北高南低；在矿田北部下白垩统与下伏岩层的不整合面附近，异常明显增大。水口山岩体接触带处的矿床区，成矿元素及As、Sb、Sn等元素异常，具有规模大、分带明显、浓集中心清晰等特征。
岩石测量：水口山岩体接触带附近的矿床区，Cu、Pb、Zn、Au、Ag、As、Sb、Sn等元素组合异常强度大、浓度分带明显；其他地段异常规模不大，或元素组合简单。康家湾矿床区仅有Cu、Pb元素的异常反映，呈近南北向分布，具有浓度分带；异常平均含量分别为：162.5×10-6、650×10-6。
（2）矿床区。
水口山（及鸭公塘、中区）矿床。
①岩矿石地球化学参数：矿石单矿物中微量元素及含量见表4.2.6。方铅矿石中Ag、Te及Bi较高；闪锌矿中Cd、Mn最高；黄铁矿中以Bi、Sd、Se为最高。
表4.2.6 水口山矿床区单矿物中微量元素含量表
②土壤测量：Pb元素异常见图4.2.4，除水口山岩体接触带附近矿床区有异常显示外，大部分Pb异常沿下二叠统当冲组分布，与含铁锰质岩石关系密切。与Pb组合的异常元素尚有Cu、As、Ag、Sb、Bi、Sn、Mo等。
康家湾矿床。
①主要地层岩性中微量元素平均含量列于表4.2.7。区内当冲组、栖霞组Pb含量高达517.3×10-6、402.0×10-6，Ag、As含量亦相应的增高。此外，高家田组下段的Pb、大冶群中Cu、斗岭组中Mo都比较高；且大多数元素含量远高于区域沉积盖层的丰度值。
表4.2.7 康家湾矿床区主要地层中微量元素平均含量
②据矿区100线钻孔岩芯Pb元素含量随深度的变化（图4.2.8）显示，Pb异常主要发育在倒转背斜的轴部挤压破碎及层间剥离地段，沿（F22）断裂由地表向深部逐渐增强，其最高峰值超过10000×10-6。可利用原生晕异常研究构造，进而推测成矿的有利地段；ZK328即此项研究的验证见矿孔。
图4.2.8 康家湾矿区100线岩芯Pb量变化曲线
六、地质-地球物理-地球化学找矿模型
1.水口山铅锌矿田地质-地球物理-地球化学找矿标志归纳于表4.2.8。
2.水口山铅锌矿田地质-地球物理-地球化学找矿模型示意图见图4.2.9。
3.地质找矿勘查物探化探优选方法组合流程。
（1）发现和圈定含矿岩体。以1∶20万～1∶10万航磁和重力圈定中酸性岩体（岩体一般与重力过渡带或梯度带附近的范围较大、形态较规则的正负伴生磁异常对应）；以水系沉积物测量Pb、Ag、Cd、Zn、Au、Cu、Sb、As、Sn等元素组合异常大体判断岩体的含矿情况。
（2）圈定含矿接触带及矿异常。应用中—大比例尺地磁（或航磁）、重力、电磁法及化探（岩石、土壤测量）方法，勘查并圈定含矿接触带，分析研究矿异常及异常地质体产状。
（3）详查及勘探阶段。应用井中物探（声波、电磁波透视）、钻孔原生晕确定矿体产状，寻找井旁盲矿等。
图4.2.9 水口山铅锌矿田地质-地球物理-地球化学找矿模型示意图
表4.2.8 水口山铅锌矿田矿床地质-地球物理-地球化学找矿标志集
表4.2.9 地质体与物性体对应表
七、地质、地球物理、地球化学特征简表
表4.2.A 水口山铅锌矿田矿床地质特征简表。
表4.2.B 水口山铅锌矿田矿床地球物理特征简表。
表4.2.C 水口山铅锌矿田矿床地球化学特征简表。
表4.2.A 水口山铅锌矿田矿床地质特征简表
表4.2.B 水口山铅锌矿田矿床地球物理特征简表
表4.2.C 水口山铅锌矿田矿床地球化学特征简表