矿区位于湖南省桂阳县南西9km处，为开采历史悠久之老矿山。开采起于唐，明末清初极盛，民国初停采。系统开展地质工作自1954年开始，1959年探明铅锌属大型矿床，钨也属大型，铁小型，锡达中型，钨、钼、铋具一定工业远景。1967年正式投产，是湖南省有色金属矿产生产主要基地之一。
(一)区域地质简况
区域上，坪(黄沙坪)宝(宝山)地区成矿地质条件有利，处于区域构造线方向发生变化地段，即上古生界组成的褶皱由南北走向折转为北东走向，重磁异常研究后指出本区是北东向基底断裂与东西向构造交会部位。矿区大地构造位置位于南岭纬向构造带东段北缘，耒(阳)－临(武)经向构造带中段的坪宝复式向斜中。按任纪舜等(1980)的观点，本区位于扬子准地台、湘南粤华力西－印支坳陷区，湘南地背斜耒宜南北向褶皱束的桂阳复式背斜之宝岭背斜中段。区域地层出露有泥盆系、石炭系、二叠系，尤其石炭系碳酸盐岩构造上受印支运动挤压，形成一系列南北向褶皱，燕山运动的强烈影响，产生一系列向东倾斜的逆掩式压性断裂的叠瓦状构造和北西西向张扭性断裂，中酸性及酸性岩浆岩沿后者侵入，燕山期小岩体出露100多个，隐伏岩体10余个，构成近东西向三个岩带。
(二)矿区地质概况
矿区出露地层除第四系外，主要为下石炭统大塘阶，自下至上可分石磴子段(C1d1，泥晶灰岩、含生物碎屑灰岩，厚约120m)、测水段(C1d2，砂岩夹碳质、泥质、砂质页岩，厚约37m)、梓门桥段(C1d3，白云岩，厚150m左右)，其中石磴子段灰岩是矿床各类矿体主要围岩，测水段砂页岩是隔挡盖层，故梓门桥段以上地层未遭受矿化影响。矿区东―东南部边缘，出露少量上泥盆统锡矿山组及佘田桥组。
矿区构造十分发育，印支运动形成了轴向近于南北向的宝岭背斜，后被燕山运动所肢解改造，形成一些不完整的倒转背向斜，其轴向大致平行，呈北东向，倾向南东。背斜核部为石磴子段，两翼为测水段和梓门桥段，倾角40°～50°，向斜核部为梓门桥段，两翼断续分布测水段，倾角35°～80°。褶皱构造以背斜控岩控矿最明显，如宝岭倒转背斜，核部为花岗斑岩侵入，发育有磁铁矿、钨钼铋－铅锌矿体;观音打坐倒转背斜核部为矿床主要铅锌矿体位置，其铅锌储量占总储量的53%。断裂具多期次活动特征，在印支期东西向挤压应力下，形成了南北向逆断层和伴之出现的东西向正断层。燕山运动作用影响，形成了一系列北北东向、北西西向和北东东向断裂，其中以北北东向F3a，F3b控矿最为重要，二者走向10°～40°，倾向南东，倾角40°～75°。
矿区岩浆岩有花岗斑岩、石英斑岩、花斑岩、英安斑岩、拉辉煌斑岩，后两者呈岩脉产出。花岗斑岩分布在矿区东南隅，由多个岩体组成隐伏岩体群，南北长约1000m，东西宽200～500m，向北倾伏，倾伏角约50°。301岩体可为代表，其侵位最高，顶面约在315m标高。矿物组成斑晶中石英占8.71%，斜长石2.00%，钾长石15.55%，云母0.41%，基质中石英占28.38%，钾长石39.75%，斜长石1.54%，此外其他占3.66%。石英斑岩分布在矿区中部，出露面积约0.6km2，有两个岩体，皆成漏斗状岩盘。基质为霏细结构，斑晶中石英、钾长石、斜长石分别只占4.44%，5.04%，0.86%。花岗岩分布在矿区中部偏西，隐伏在F1下盘。英安斑岩分布在矿区南北两端，构成矿区南北边界，充填于断层中，呈近于直立之岩墙。
K－Ar法同位素年龄测定(童潜明等，1986)表明:石英斑岩为125.2～146.1Ma，花岗斑岩为118.4Ma，二者同属燕山期产物，且前者形成早于后者。
(三)矿床地质特征
铅锌矿体形态比较复杂，有似层状、透镜状、扁豆状、囊状、管状等。一般矿体走向延长数十米至数百米，沿倾斜方向延深100余米。
按矿种组合及所处位置划出4种矿体类型。第一类产在花岗斑岩旁侧，矿体围岩为矽卡岩或矽卡岩与灰岩、花岗斑岩，依矿石类型可分为矽卡岩磁铁矿体，钨锡钼铋矿体。第二类有3种型式:①产于花岗斑岩旁侧矽卡岩中的铅锌矿体，主要金属矿物为铁闪锌矿，次为毒砂。②距花岗斑岩150～500m以外产于灰岩中的铅锌银矿体。③距花岗斑岩接触带500～1200m范围灰岩中的铅锌银矿体，顶板围岩为渗透性差的石英斑岩或砂质页岩，故矿体规模大且富。主要金属矿物有方铅矿、铁闪锌矿、白铁矿、黄铁矿、胶状黄铁矿、锰菱铁矿，次有黄铜矿、闪锌矿。主要脉石矿物为萤石、铁白云石，次有方解石、石英、白云石。第三类可分:①产于花岗斑岩周围的矽卡岩铅锌铜钨钼矿体。②靠近花岗斑岩并产于矽卡岩中的铜铅锌矿体。第4类为产于石英斑岩中的黄铜矿体。这四类矿体以第二类最重要，次为第三类和第一类，第四类除个别够品位，一般品位较低。
矿石物质组分十分复杂，包括表生矿物在内共达100余种。矿石构造有条纹－浸染状、块状、角砾状构造等。有益元素银主要赋存在方铅矿中，锡主要在闪锌矿、磁铁矿和石榴子石中，镉在闪锌矿中，铊主要赋存于黄铁矿和黄铜矿内。矿石品位为:Pb4.52%，Zn7.77%，WO30.254%。
围岩蚀变十分发育，有矽卡岩化、硅化、钾长石化、绢云母化、萤石化、含锰菱铁矿化、铁白云石化、方解石化、绿泥石化等。其中矽卡岩化、含锰菱铁矿化、铁白云石化、硅化、萤石化、方解石化与成矿关系较为密切。
矽卡岩化主要发育于外接触带石磴子段含生物碎屑泥晶灰岩、泥晶生物灰岩、砂屑泥晶灰岩中(图16－4)，早期形成以钙铁榴石、透辉石为主的矽卡岩，晚期形成钙铁辉石矽卡岩(含磁铁矿)。在平面上自花岗斑岩向围岩依次有一定分带现象:钙铁辉石矽卡岩(具磁铁矿化)→透辉石→符山石→石榴子石矽卡岩→透辉石矽卡岩。萤石化广泛发育，在岩体、矽卡岩和各类矿体中均有。在岩体中萤石选择交代石英斑晶，在矽卡岩中交代充填石榴子石和辉石晶隙间或呈脉状，与硫化矿物共沉淀，成为重要的脉石矿物。硅化在花岗斑岩体边缘及接触带矽卡岩中呈密集石英脉充填，向外逐渐变稀，穿插于附近石英斑岩中。另外，在近矿灰岩和硫化物矿体中有厚度0.2～1m的锰菱铁矿交代岩。
矿床的垂直分带较明显:上部为磁铁矿、铅锌矿，下部钨钼矿(图16－7)，与此相应的花岗斑岩自下而上铜、铅、锌含量逐渐增高，钨、锡、铋、钼、铍、锂、稀土逐渐降低。矿床的水平分带可以从273中段为例说明，从花岗斑岩向北、向北西和向南西方向，在矿体类型、矿石类型结构构造、主要硫化物的微量元素和δ34S()、锡和银的赋存状态、围岩蚀变、硫化物期成矿温度等温线等，均呈弧形带状分布。矿床垂直分带与花岗斑岩矿元素原生晕变化一致。稳定同位素研究(参见第十二章)表明，主要金属成矿物质及硫来源于岩浆，特别与花岗斑岩更为密切，部分来源于地层，成矿热液属原生岩浆水，只是在晚期有少量地下水混入。由上可见，花岗斑岩是W，Mo，Bi，Pb，Zn的成矿母岩。
图16－7 黄沙坪矿床109线地质剖面(据黄沙坪铅锌矿资料改编)
自矽卡岩期至石英－硫化物期，成矿元素组合具有相似性和继承性的特征，铅锌元素主要在石英－硫化物期富集，锡元素主要在矽卡岩期富集，至石英－硫化物期还具有较高的丰度，反映出成矿溶液具有同源演化的特点，部分铅锌矿体产自矽卡岩中。锡元素贯穿两个主要成矿期，可作为同源演化的特征元素。
姚军明等(2007)对矿区内辉钼矿作铼－锇等时线年龄为154.8±1.9Ma，说明矿床为燕山期中期产物。