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加强黄金矿产资源的勘探开发，提高中国在国际金融体系中的地位，始终是维护国家经济和金融安全的重要战略手段（张文钊等，2014; 王庆飞等，2019; 宋明春等，2022）。湖南省是我国重要黄金产区之一，其省域内江南造山带已发现大型（含超大型）金矿床 9 个，中型矿床 20 个，小型矿床 29 个。累计探明金资源储量达 600 t，且多数矿床勘查深度不足 500 m，有“江南金腰带”的美誉（毛景文和李红艳，1997; Ni Pei et al.，2015; Deng Jun and Wang Qingfei，2016; Deng Teng et al.，2017; Xu Deru et al.，2017）。带内多个含金多金属矿床中，均发育有显著的热液蚀变现象（Ma Wen et al.，2017; 许可，2022）。蚀变类型主要包括绢云母化、碳酸盐化、硅化、硫化、绿泥石化和钾化等（Groves et al.，2003; Craw et al.，2010; Goldfarb and Groves，2015）。由这些蚀变矿物所构成的围岩蚀变带也是该区最为显著的找矿标志之一（Cox et al.，1995; Groves et al.，1998）。随着矿山生产勘探的提质发展，传统手段划分蚀变带，定位矿化中心、热液中心的效率低，利用新手段，新方法来提升效率的需求已迫在眉睫。
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短波红外光谱技术（ Short wave infrared，简称 “SWIR”）可以高效确定蚀变矿物类型，划分蚀变分带和寻找热液中心，在斑岩型—浅成低温热液矿床及火山成因块状硫化物矿床（ Volcanic-associated massive sulfide deposits，简称“VMS”）等热液成因矿床的矿产勘查中得到广泛应用（ Jones et al.，2005; 陈华勇等，2019; 黄一入，2021; 李兵院等，2024; 王雪娜等，2024; Zhao Hongtao et al.，2024; 张柯凡等，2024）。短波红外光谱（1100~2500 nm）对矿物结构中 C— H、O—H、N—H、S—H 分子键的振动作用具有显著敏感性，可探测出白云母、伊利石、蒙脱石和绿泥石等层状含水硅酸盐矿物（Hunt，1977）。短波红外光谱伊利石结晶度（ Short wave infrared Illite Crystallinity，简称“ SWIR-IC”，DSWIR-IC = Depth2200 / Depth1900; Chang Zhaoshan et al.，2011; 杨志明等，2012），绢云母 Al—OH“2200 nm”吸收位置（简称“POS2200”，变量记为 λPOS2200; Herrmann et al.，2001; Jones et al.，2005; 郭娜等，2018）可用于反演成矿物化环境、定位热液/ 矿化中心、指示矿区成矿潜力，从而圈定有利勘查找矿靶区（唐楠等，2021）。
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前人已对短波红外光谱在金矿床勘查中的运用进行了很多的探索，在胶东三山岛北部海域金矿床，金矿化与 λPOS2200 和 DSWIR-IC 有着很强的相关性（李健等，2024）; 龙门山造山带黄泥坪金矿床中 λPOS2200 ≤2202.5 nm，且 DSWIR-IC 为 1. 0~1.5 可作为黄泥坪矿床的勘查指标（江宏君等，2023）。焦家断裂带前陈蚀变岩金矿床的研究也得出相似的规律（ Zhao Hongtao et al.，2024），即高的 λPOS2200 和 DSWIR-IC 对金矿体有直接的指示意义。但是在江南造山带湖南段湘东北地区这一著名金成矿区却没有进行相关的研究。
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为了该地区找矿勘查工作的进一步推进，笔者等对位于江南造山带湘东北地区的黄金洞金矿床开展了系统全面的蚀变矿化特征和 SWIR 找矿勘查研究，综合分析短波红外光谱特征参数（如 DSWIR-IC、 λPOS2200 等）反演成矿物化环境，并利用 DSWIR-IC 跟温度强相关性的特点确定热液中心位置。本研究加强了对湘东北成矿机制的认识，拓宽 SWIR 勘查方法的应用范围，为区内进一步的找矿勘查提供科学依据。
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图1 湘东北地区大地构造位置简图（a）和区域地质及金矿床分布图（b）（据 Xu Deru et al.，2017; Liu Qingquan et al.，2019 修改）
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Fig.1 Regional geological map of northeast Hunan (modified after Xu Deru et al., 2017; Liu Qingquan et al., 2019)
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1 区域地质背景
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江南造山带是华南重要的金成矿带之一，新元古代由扬子板块与华夏板块碰撞结合产生（毛景文和李红艳，1997; Greentree et al.，2006; 王自强等，2012; Xu Deru et al.，2017）。江南造山带中部湖南段包含万古（毛景文等，1997）、黄金洞、沃溪（谢焱石等，2004）等大型金矿床，是江南造山带金矿床数量最多、探明资源储量最大的一段（ 黄建中等，2020）。
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湘东北地区位于江南造山带雪峰弧形构造带北东段（图1a; 舒良树，2012）。区内地层主要为新元古界冷家溪群和白垩系—古近系，新元古界冷家溪群地层是最主要的赋矿地层。冷家溪群 Pt 3 L 是一套巨厚的绿片岩相变质岩，最大厚度超过 2500 m，其原岩为一套主要由砂质、粉砂质和黏土质岩石组成的复理石建造。这套变沉积岩中局部地段夹有变基性火山岩和变酸性火山岩。湘东北地区的构造格局受控于江南造山带构造体系。湘东北地区先后经历了武陵运动、加里东运动、印支运动和燕山运动等构造运动，发育有三条 NNE 向深大断裂带:新宁— 灰汤断裂、长沙—平江断裂、醴陵—衡东断裂（许德如等，2017; 柏道远等，2023a）。
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本区岩浆岩以中酸性侵入岩为主，主要为燕山早期的二长花岗岩、斜长花岗岩及花岗岩、花岗闪长岩等，其次为加里东期的花岗闪长岩及二长花岗岩类，以及武陵期的花岗闪长岩及二长岗岩等（图1b; 肖拥军和陈广浩，2004; 文志林等，2016; 柏道远等，2023b）。
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2 矿床地质特征
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黄金洞金矿区位于长沙—平江深大断裂的下盘，由金枚、金塘、杨山庄 3 个矿段组成。区内发育的地层为新元古界冷家溪群坪原组（Pt 3 p）第一岩性段和第二岩性段、新元古界冷家溪群小木坪组（Pt 3 x）、中生界白垩系戴家组（Kdj）以及第四系盖层。长平断裂西侧为白垩系红色砂砾岩地层，东侧为冷家溪群变质板岩。赋矿地层为冷家溪群板岩、粉砂质板岩、凝灰质板岩等。区内构造主要由近东西向—北西（西）向韧性剪切带、一系列次级断裂和北东向断裂和褶皱组成（文志林等，2016; 周岳强等，2019; Zhou Yueqiang et al.，2021）。区内金矿脉产于 EW—NWW 断裂破碎带中，在空间上成群平行展布，产状与含矿破碎带一致（柏道远等，2023）。矿体主要赋存于新元古代冷家溪群坪原组地层中。主矿体的形态相对较稳定，主要成脉状和透镜体状产出，倾向 NNE，倾角 10°~60°（图3）。区内围岩蚀变多出现在破碎带两侧，破碎带中心蚀变最为强烈，向围岩方向逐渐减弱。蚀变类型有硅化、毒砂化、黄铁矿化、碳酸盐化和绿泥石化。碳酸盐化和绿泥石化多出现在破碎带内，硅化、绢云母化和毒砂— 黄铁矿化则分布广泛（韩凤彬等，2010）。区内岩浆岩不发育。
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图2 湘东北黄金洞金矿床平面地质图（据孟亚群等，2024 修改）
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Fig.2 Geological map of Huangjindong gold deposit, northeastern Hunan (after Meng Yaqun et al., 2024&)
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3 样品采集与光谱测试拟合方法
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3.1 样品及测试方法
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矿区内钻孔 ZK5202、 ZK2404、 ZK805、 ZK803、 ZK5701 从西至东沿 202 号矿脉分布（图2），且含矿段发生褪色化蚀变，颜色较浅。其中钻孔 ZK5202、 ZK2404、ZK803、ZK5701 所扫描含矿段位于 202 矿脉上。对 ZK5202 样品岩芯扫描时平均间距为 5 cm，其余岩芯扫描测试平均间距约 25 cm，测得 ZK5202 钻孔有效光谱数据 1262 条，测得 ZK2404 有效光谱数据 148 条，测得 ZK805 有效光谱数据 55 条，测得 ZK803 有效光谱数据 87 条，测得 ZK5701 有效光谱数据 37 条，共计 1781 条有效光谱数据。
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本次研究使用的为美国 ASD 公司（Analytical Spectral Devices，Inc.）生产的 Terra Spec 4 Hi-Res 便携式短波红外光谱仪。其光谱分辨率在 6~7 nm，测试光谱区间为 350~2500 nm。具体参数设置及操作方法可参照王旭辉等（2022）。对测试所得的光谱数据使用了澳大利亚联邦科学与工业研究组（CSIRO）研发的光谱地质师 TSG（ The spectral Geologist）V.8 软件进行自动识别解译，结合人工检查核对，最终确定识别矿物的种类。其中绢云母在 1900 nm 和 2200 nm 处的吸收峰位值（POS）和吸收峰位深度（Dep）均可通过 TSG V.8 进行直接获取。使用 TSG V.8 的标量（ scalar）功能，还可求出绢云母类伊利石结晶度（ IC），具体操作方法见杨志明等（2012）。
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3.2 断裂中热液温度与运移距离表达式推演
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热液在断裂中运移达到与围岩温度平衡时，此时热液与围岩的温度传播符合牛顿冷却定律。热液以质量流量 qm 流经断裂，环境温度为 TE。进行以下假设:以对流传热主导; 物性参数恒定:比热容 c、传热系数 h 不随温度变化; 均匀运移:断裂规模稳定，周长 P 和横截面积 A 沿流动方向相对稳定。 x 为传输距离，T0 热液初始温度，TE 为环境温度。
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在断裂通道中取一微元段 dx，其能量守恒:
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（1）对流能量变化
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对流输入能量:
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对流输出能量:
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对流能量变化:
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（2）断裂散热损失
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图3 湘东北黄金洞金矿床简化地质剖面图
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Fig.3 Simplified geologic cross section of Huangjindong gold deposit, northeastern Hunan
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—冷家溪群坪原组第一岩性段; —冷家溪群坪原组第二岩性段
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—the first lithologic section of Neoproterozoic Lengjiaxi Group Pingyuan Formation; —the second lithologic segment of Neoproterozoic Lengjiaxi Group Pingyuan Formation
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图4 湘东北黄金洞矿区钻孔 ZK5202 蚀变矿物分布特征图
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Fig.4 Alteration mineral distribution map of drill hole ZK5202 in Huangjindong gold deposit, northeastern Hunan
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根据牛顿冷却定律，散失的热量为:
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（3）稳态下，净对流能量变化等于断裂散热损失，则:
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化简后:
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即:
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两边进行积分:
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得:
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指数形式解为:
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对于（1）式来说，在热液源温度 T0 明显高于环境温度 TE 时:
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则可等效为:
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4 测试结果
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4.1 蚀变矿物种类
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本次对黄金洞矿区的 202 号矿脉的 5 个钻孔中发生褪色化蚀变的含矿段进行了短波红外光谱测试，共识别出 10 余种蚀变矿物。从多到少分别是绢云母，明矾石、叶蜡石、蒙脱石、高岭石、菱铁矿、铁白云石、方解石、滑石和地开石（图4）。其中绢云母占绝大多数，滑石、地开石含量较少。在蚀变带中并没有表现出强烈的分带性。在不同的钻孔中，含矿段蚀变矿物种类有较大差别（表1）。
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4.2 特征参数特征
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对矿区 5 个钻孔的 Al—OH 吸收峰位值（λPOS2200）和伊利石结晶度（DSWIR-IC）的测量结果进行统计，在空间上 λPOS2200 与 DSWIR-IC 均呈现出一定的变化规律（图5，图6）。各钻孔的红外光谱特征参数见表2。 λPOS2200 主要变化区间为 2196~2210 nm，DSWIR-IC 变化区间很广泛，为 0. 022~60.55。单一钻孔中的 λPOS2200 分布比较不均匀，在蚀变带边缘和中心并没有明显的变化。在钻孔 ZK5202 中DSWIR-IC 从蚀变带外围到中心有一个明显的相对增大的趋势（ 图6）。矿区内自西向东，各钻孔的 DSWIR-IC 均值逐渐减小，而 λPOS2200 均值逐渐增大。
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图5 湘东北黄金洞金矿床 202 矿脉各钻孔 λPOS2200 分布图
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Fig.5 Spatial distribution map of λPOS2200 values across drill holes of the ore vein 202 in Huangjindong gold deposit, northeastern Hunan
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5 讨论
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5.1 绢云母特征光谱参数对成矿环境的指示
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绢云母的 Al—OH“2200 nm” 吸收峰位（简称 “POS2200”）主要受 Tschermak（契尔马克）替换影响，即VIAl3+ + IVAl3+ IV Si4+ + VI （ Fe2+，Mg2+，Mn 2+）（Duke，1994; Jones et al.，2005; Wang Rui etal.，2017）。 Al—OH 吸收特征波长集中在 2190~2200 nm 附近的为富 Al、Na 特征的伊利石（ 钠云母）; Al—OH 吸收特征波长在 2200~2208 nm 之间的为富 Al、富 K 特征的白云母; Al—OH 吸收特征波长集中在 2216~2228 nm 之间的为富 Mg、Fe 和富 Si 特征的多硅白云母（Herrmann et al.，2001）。
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绢云母类矿物在 2200 nm 处吸收深度（Depth2200）与其在 1900 nm 处吸收峰深度（Depth1900）的比值，可以用来确定绢云母类矿物的短波红外伊利石结晶度（DSWIR-IC ），也被称为伊利石光谱成熟度（ Illite Spectral Maturity，ISM）（Chang Zhaoshan et al.，2011; 杨志明等，2012; 毛星星等，2023）。绢云母 DSWIR-IC 主要受控于温度。在高温条件下，绢云母具有最理想的配分模型; 随着温度的降低，其晶格中的 Al、K 逐渐被 Si 和一些缺陷所替代，导致层间位置容纳了更多的 H2O。温度降低时，升高的 H2O 含量会引起较强的 1900 nm 吸收，绢云母 1900 nm 吸收深度值增大，同时晶格中 Al 的减少会使绢云母的 2200 nm 峰吸收强度降低，导致绢云母 DSWIR-IC降低（毛星星等，2023）。而 POS2200 对应着绢云母中的 Al—OH“2200 nm”吸收峰位，其与绢云母晶格内的 Al 含量明显的负相关（Post and Noble，1993）。温度降低时，晶格中 Al 的减少会增高绢云母的 Al—OH 吸收峰位（λPOS2200 增大）。因此，温度高时，DSWIR-IC 大，λPOS2200 低，温度低时，DSWIR-IC 小，λPOS2200 高（杨志明等，2012）。
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图6 湘东北黄金洞金矿床 202 矿脉各钻孔 DSWIR-IC 分布图
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Fig.6 DSWIR-IC (short wave infrared Illite Crystallinity) distribution map by drill hole of the ore vein 202 in Huangjindong gold deposit, northeastern Hunan
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热液流体的 pH 值会影响绢云母的种类，在酸性环境下形成富 Al 的钠云母和白云母，其对应的 λPOS2200 较小，随着 pH 值升高接近中性会形成多硅白云母，其对应的 λPOS2200 较大（田丰等，2019; 唐楠等，2021）。黄金洞金矿床中位于同一矿脉的 ZK5202、ZK2404、 ZK803、 ZK5701 各钻孔的 λPOS2200 均值有着从西往东逐渐增大的趋势，而 DSWIR-IC 均值有着逐渐下减小的趋势。在本次扫描含矿段岩芯中，λPOS2200 的变化区间为 2196~2210 nm（图5），多为富 Al、富 K 特征的白云母，表征相对中酸性的热液流体环境，这与前人得出的成矿流体的中酸性特征相吻合（谭华杰，2022）。在黄金洞金矿床 202 矿脉上，λPOS2200 平均值由西向东增大的趋势指示了成矿热液的酸性在由西向东逐渐减弱（图7）。
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绢云母 DSWIR-IC 在不同的矿床系统中变化规律呈现出一致性，即靠近热液矿化中心 DSWIR-IC 相对较大，而远离热液矿化中心 DSWIR-IC 则相对较小（杨志明等，2012; Harraden et al.，2013; 刘碧洪和刘鹤，2016）。在 ZK5202 钻孔中，蚀变带纵向上呈现越靠近蚀变带中心部位绢云母 DSWIR-IC 越大，越靠近边缘部位该值越小的趋势（图6），蚀变带中心部位温度高于两侧。成矿热液沿着断裂破碎带运移，向两侧围岩扩散时，温度逐渐下降，两侧围岩蚀变强度也逐渐减小。黄金洞金矿床 202 矿脉的 DSWIR-IC 均值从西往东为逐渐减小的趋势（图7），且西侧钻孔围岩褪色化蚀变规模大于东侧钻孔。可以确定黄金洞金矿床 202 矿脉上西侧成矿热液温度要明显高于东侧。
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202 号矿脉近东西向呈北倾，从西侧到东侧，λPOS2200 逐渐增大，DSWIR-IC 逐渐减小（图7）。在 202 矿脉中，西侧成矿热液温度更高，pH 偏酸性，靠近潜在的热液中心。成矿热液主要来源于西部的变质流体，沿着 202 号矿脉由西向东运移，在这个过程中不断地发生水岩反应，温度不断下降，流体酸性减弱，λPOS2200 上升，DSWIR-IC 下降。
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图7 湘东北黄金洞金矿床 202 矿脉 DSWIR-IC 及 λPOS2200 与位置关系示意图
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Fig.7 Schematic diagram of DSWIR-IC and λPOS2200 spatial relationships of the ore vein 202 in Huangjindong gold deposit, northeastern Hunan
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注:本相关性分析为皮尔逊相关性分析，∗表示显著性 P 值在 0. 05 级别（双尾，95%置信区间），相关性显著; ∗∗表示显著性 P 值在 0. 01 级别（双尾，99%置信区间），相关性显著。
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5.2 找矿勘查模型的建立
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张柯凡等（ 2024）在研究赣南铜岭下铜多金属矿床时发现:钻孔 ZK9-3 和 ZK9-4 的 DSWIR-IC（ 顶 → 底）均出现了缓慢降低 →逐渐升高的变化（0.39 →1.67）。李健等（2024）发现三山岛北部海域金矿床在垂向空间上，浅部样品 λPOS2200（<2205 nm）和 DSWIR-IC（<2. 0）较低，随着钻孔深度的增加，λPOS2200 和 DSWIR-IC（部分样品除外）均开始逐渐增加。 DSWIR-IC 和 λPOS2200 在空间中的变化呈现出一定的规律性，反映了成矿流体温度、pH、寄主围岩等的变化。但是已有的研究多数侧重于垂向上对比，而缺少横向上不同钻孔之间的对比。
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在黄金洞金矿床中，各钻孔之间的 λPOS2200 和 DSWIR-IC 与空间位置具有强烈的相关性（图7，表3），尤其是 DSWIR-IC 与空间距离密切相关（表3）。我们以 ZK5202 的位置为原点，正东向为 A 轴正向，正北向为 Y 轴正向，确立各钻孔的位置（ 表4）。对于各点相对 ZK5202 的距离进行了皮尔逊相关性分析，发现 λPOS2200 与 DSWIR-IC 均与空间距离显著相关（ 显著性水平为 95%）（表3）。在黄金洞矿区，各钻孔之间的 DSWIR-IC 与空间与平面距离都有着显著的相关性。热液由热液中心输送到矿脉的不同位置。热液中心的 DSWIR-IC 最高，随着热液的运移温度不断降低，DSWIR-IC 不断下降，与距离呈负相关。 202 矿脉上的各钻孔的 DSWIR-IC 均值拟合出的指数函数式（图8A; R2 >0.99）符合稳态条件下热液在断裂中运移时的温度—距离函数式（ 2）[T（X）= T0-TE（）e bx +TE ]。 DSWIR-IC 值可等效代替温度来推演热液中心的位置。
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注:坐标位置以钻孔 5202 为原点，ln（ DSWIR-IC ）为 DSWIR-IC 值取自然对数。
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图8 湘东北黄金洞金矿床 202 矿脉 DSWIR-IC 与空间距离拟合图
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Fig.8 Fitting plots of DSWIR-IC values versus spatial distance for ore vein 202 in the Huangjindong gold deposit, northeastern Hunan
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各钻孔的 DSWIR-IC 均值与扫描位置空间距离所拟合出的指数表达式与断裂中热液温度随运移距离变化的函数式（ 2）（ T（x）= T0 -TE（）ebx+TE）有高度的一致性（R 2 >0.99）。 T（x）为运移 x 距离时热液的温度，TE 为围岩环境的温度，b 为围岩导热系数，e 为自然常数，T（x）与 TE 使用了 DSWIR-IC 等效替代。 A:位于同一断裂的钻孔 ZK5202，ZK2404，ZK803，ZK5701 的 DSWIR-IC 均值与距离拟合结果，距离计算以最西侧靠近热液中心的钻孔 ZK5202 为原点; B:预测热液中心和所有钻孔的 DSWIR-IC 均值与距离拟合结果，距离计算以预测热液中心位置为原点
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The exponential expressions fitted between the mean DSWIR-IC values of boreholes and their spatial distances from scanning locations show high consistency (R 2 >0.99) with the function (Equation 2, ( T (x) = T0-TE () e bx+ TE) ) describing hydrothermal temperature variation along migration distance. T (x) is the hydrothermal temperature at migration distance x, TE is the temperature of the surrounding rock environment, b is the thermal conductivity coefficient of the surrounding rocks, and e is the natural constant. DSWIR-IC values are used as equivalents for T (x) and TE . A: Fitting results of mean DSWIR-IC values versus distance for boreholes ZK5202, ZK2404, ZK803, and ZK5701 along the same fracture zone. Distance calculation uses the westernmost borehole ZK5202 ( closest to the hydrothermal center) as the origin. B: Fitting results of predicted hydrothermal center and mean DSWIR-IC values versus distance for all boreholes. Distance calculation uses the predicted hydrothermal center as the origin
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故可以利用 DSWIR-IC 等效代替 cT（ x）用（ 3）[ln（cT（x））= bx ] 式来推测热液中心的位置。 ln [cT（x）] 与 x 为线性关系，则 ln（DSWIR-IC ）与热液运移距离 x 呈线性关系，假设线性系数为 k（该系数受 DSWIR-IC 等效代替 cT（ x）的换算关系及温度传导系数 b 控制），热液中心位置为（ a0，y0，z0），热液中心处的 DSWIR-IC 值为 DSWIR-IC 0，热液运移距离与 DSWIR-IC 符合下列表达式:
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在该坐标系中热液运移距离 x 为:
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可得出:
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等式两边平方后得:
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将表4 中各钻孔中的光谱扫描位置及 ln（DSWIR-IC）带入公式（ 4）后，运用数学软件 Mathematica 求解。在所得到的 4 组解中，有三组解包含虚数解不具有实际意义。有一组解:a0 =-238，y0 =-859，z0 = 2870，k =-937，ln（DSWIR-IC 0 ）= 4.87 具有实际意义。
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本次计算拟合为基于小样本的探索性分析，在统计意义上有可能过拟合。热液中心 a0 =-238，y0=-859，z0 = 2870 的位置只考虑了直线传播的情况，可结合 ln（DSWIR-IC 0 ）= 4.87 根据实际的断裂分布情况进行矫正。
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图9 湘东北黄金洞金矿床 202 矿脉热液立体运移示意图
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Fig.9 3D hydrothermal fluid migration model of the ore vein 202 in Huangjindong gold deposit, northeastern Hunan
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202 号矿脉位于黄金洞矿区杨山庄矿段。黄金洞金矿区杨山庄矿段的容矿构造主要为向北倾斜的 NWW 向—EW 向层间剪切断裂（局部与层面小角度相交）（肖拥军和陈广浩，2004; 柏道远等，2023），包括 202 号矿脉在内的多数矿脉均受这类断裂控制，断裂整体近东西向延伸，北北东倾向。可以确定矿脉的热液中心位于 202 矿脉的西侧（图9），该位置恰好为矿区内深大断裂———泥湾断裂。热液运移可能的路径为:热液从泥湾断裂向上运移，在泥湾断裂地下与 202 断裂交汇处，热液传向 202 断裂，由西往东运移。结合实际断裂情况认为，热液中心修正后位于（ a0 =-238，y0 =-859，z0 =-2150），DSWIR-IC 0 = 131，断裂交汇处为（ a =-238，y =-859，z =-400）。以此路径计算热液运输距离并拟合得到与初始拟合一致的温度传导参数（b =-0. 0012）（图8b）。（2）式中的 b 为温度衰减系数，表现了在设定断裂条件下的热液与围岩的热传导衰减速率。本次计算所得热液中心与其他钻孔中的 DSWIR-IC 值进行拟合所得到的温度衰减系数是一致的，此热液中心位置有较高的参考价值。
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综上，含矿热液从泥湾断裂向上运移，在泥湾断裂与 202 断裂交汇处，热液在 202 断裂由西往东运移，这个过程中温度逐渐降低，随着水岩反应的进行，热液酸性减弱（图9）。热液沿泥湾断裂构造向上运移，在 202 断裂上横向由西往东运移，浅部温压降低、岩性变化或流体混合等环境突变使金属沉淀富集形成矿体。
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6 结论
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（1）红外光谱伊利石结晶度（DSWIR-IC ）可作为勘查指标，可高效指示成矿热液运移路径，预测热液中心位置。本研究基于温度衰减模型（DSWIR-IC 随距离呈指数衰减），约束了热液中心位置，运移路径为从泥湾断裂向上运移，在泥湾断裂与 202 断裂交汇处，热液在 202 断裂由西往东运移。
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（2）对黄金洞金矿床蚀变岩石的短波红外光谱测量，识别出绢云母、明矾石、菱铁矿、铁白云石、方解石、滑石、叶蜡石、蒙脱石、高岭石、地开石等 10 种含羟基官能团蚀变矿物。短波红外光谱测量能够清楚的识别出黄金洞地区蚀变岩的矿物种类和相对含量。
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（3）黄金洞金矿床绢云母 Al—OH 吸收峰位值（λPOS2200）和绢云母伊利石结晶度（DSWIR-IC）对成矿流体温度及 pH 具有明确的指示意义。 202 矿脉从西往东 DSWIR-IC 有着减小的趋势，推测 202 矿脉西侧成矿流体温度更高，热液中心可能在西侧; 202 矿脉从西往东 λPOS2200 逐渐增大，绢云母 λPOS2200 主要变化区间为 2196~2210 nm，指示 pH 更接近于中性。
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致谢: 章雨旭研究员审阅全文并提出了专业的意见。对论文结构、学术规范及语言表达的精准建议，极大提升了文章的逻辑严谨性与表述清晰度。在此谨表谢意!
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摘要
位于江南造山带的湘东北地区已发现多个大型金矿床,黄金矿产资源丰富,是我国重要的金成矿带, 黄金洞金矿床是该区的代表性金矿床之一,其金矿储量大,品位高。该区金矿床的成矿过程与热液蚀变作用密切相关,常见蚀变矿物包括绢云母、菱铁矿及蒙脱石等。短波红外光谱技术(Short wave infrared, SWIR)作为一种高效的勘查手段,可快速识别蚀变矿物类型及其相对含量,为利用蚀变矿物填图提供关键数据支撑。本研究基于 SWIR 技术,对黄金洞金矿床 202 号矿脉的 5 个钻孔岩芯样品进行高光谱扫描分析,共识别出 10 余种蚀变矿物,其中绢云母占主导地位。通过分析绢云母的 Al—OH“2200”吸收峰位值(简称“POS2200”,变量记为 λPOS2200 ),揭示成矿热液 pH 值为中到酸性。研究发现,矿区蚀变矿物空间分布规律显著,自西向东呈现以下特点:λPOS2200 逐渐增大,指示矿脉热液的酸性增强;绢云母伊利石结晶度(short wave infrared Illite Crystallinity, SWIR-IC, 变量记为 DSWIR-IC )逐渐减小,矿脉热液温度逐渐降低,成矿热液沿矿脉由西向东运移。研究建立了基于 DSWIR-IC 的温度衰减模型,确定了热液中心位置,证实利用 DSWIR-IC 的温度衰减模型可有效示踪热液运移路径与成矿中心,对找矿勘查具有重要指导意义。本研究为黄金洞金矿床的蚀变特征解析提供了新思路,并为区域找矿实践提供了科学依据。
Abstract
Objectives:The northeastern Hunan region within the Jiangnan Orogen hosts multiple large gold deposits, constituting a significant gold metallogenic belt in China with abundant gold resources. The Huangjindong Gold Deposit, a representative deposit in this area, features substantial reserves and high-grade mineralization. Gold mineralization in this district is closely associated with hydrothermal alteration, with common alteration minerals including sericite, siderite, and montmorillonite. As an efficient exploration technique, short wave infrared (SWIR) spectroscopy enables rapid identification of alteration mineral assemblages and their relative abundances, providing critical data support for alteration mineral mapping.
Methods: Based on short wave infrared spectroscopy (SWIR), this study conducted hyperspectral scanning analyses on core samples from five drill holes in the ore vein of the Huangjindong Gold Deposit. By identifying the spectral characteristics of alteration minerals and analyzing the absorption peak position ( POS2200 ) and crystallinity (IC value) of sericite, the spatial patterns of alteration minerals in the mining area were revealed.
Results: More than 10 main alteration minerals were identified, with sericite being the dominant one. The λPOS2200 values of sericite mainly range from 2196 to 2210 nm, and the DSWIR-IC values range from 0. 05 to 1. 96. The mean λPOS2200 and DSWIR-IC values of sericite in alteration zones from different drill holes show a gradually increasing trend from west to east.
Conclusions:Research reveals significant spatial distribution patterns of alteration minerals across drill holes from west to east: The λPOS2200 value of sericite progressively increases, indicating enhanced acidity of vein-forming hydrothermal fluids; concurrently, sericite illite crystallinity ( DSWIR-IC ) gradually decreases, demonstrating declining fluid temperatures and confirming west-to-east migration of ore-forming fluids along the vein. A temperature attenuation model based on DSWIR-IC was established, pinpointing the hydrothermal center. This validates the model 's efficacy in tracing hydrothermal pathways and locating mineralization centers, providing critical guidance for mineral exploration. The study offers novel insights for interpreting alteration signatures at the Huangjindong gold deposit and delivers a scientific foundation for regional prospecting strategies.
