水口山铅锌矿是开采历史悠久、驰名中外的大型铅锌矿床，伴生有金、银等贵金属及稀散元素，可综合利用。矿山于1917年即已开采，自1927年开始就有不少地质学家在此著有报告，大量的地质普查勘探工作是在新中国成立后进行的。矿区周围及深部有一定找矿远景。
(一)区域地质概况
矿区位于华南褶皱系湘中南加里东印支褶皱带中的南北向郴耒坳陷带的北端，或称耒(阳)临(武)南北构造带复合部位。
区域上自上泥盆统至第三系(古近系、新近系)出露较为完整，中下泥盆统与前泥盆系仅在区域外之西南塔山附近出露。区域构造北部因属衡阳盆地南缘部分，全由第三系(古近系、新近系)红色砂砾岩页岩组成，岩层倾斜平缓;南部为由古生界、中生界组成的轴向北北东向的大义山背斜等的褶皱区。区域断裂总体也以北北东向为主。区域岩浆岩为燕山期酸―中酸性花岗岩类，除水口山花岗闪长岩外，距矿区50余千米有大义山花岗岩体，其南北长35km，呈岩基状，与碳酸盐岩地层接触带产有大顺孔、白面城等铅锌矿床。此外，在雷打祖等处还有零星分布呈岩床状的岩体。
(二)矿区地质简况
矿区地层有下二叠统栖霞组灰岩，茅口组硅质岩夹泥灰岩，上二叠统乐平组砂页岩夹煤层，下三叠统大冶组薄层泥灰岩夹灰岩，白垩系红色砂砾岩。栖霞组已变质，上部为条带状大理岩，中部为含燧石结核的灰色大理岩，下部为白色大理岩。
矿区构造主要为一系列轴向近南北向的倒转背斜和向斜。断层以走向近南北和东西向两组为主，控制着岩体的侵入。断层性质以逆断层为主，还有正断层。矿区除南端掩盖外，其余三面均被白垩系红色砂砾岩所包围掩盖，二叠系组成核心(图16－6)。
燕山期花岗闪长岩(同位素地质年龄为106～149.9Ma)呈东西向不规则蘑菇状岩株侵入，与成矿关系密切，控制着矿床的空间分布和产出特点。矿区以东、西两花岗闪长岩体为界划分为北、西、中、南、东5个区。矿体呈筒状、囊状、扁豆状、脉状等不规则形态，产于超覆状花岗闪长岩与栖霞组灰岩的接触带及其附近断裂带和层间破碎带中，总的形态变化较大，老鸦巢、鸭公塘两个主要矿段分布在北区，即岩体北部东西两侧接触带内。
老鸦巢矿段矿化带长1000m，宽50～100m，延深至－415m，探明有17个矿体。矿体形态、产状随接触带产状而变，西部矿体走向为北70°东，倾向南东，倾角40°～80°;中部矿体走向近南北，倾向南南西，倾角60°左右;东部矿体走向北50°～60°西，倾向南西，倾角一般是上陡下缓。鸭公塘矿段矿带长约1000m，宽70～150m，延深至－600余米，已揭露有10个矿体，其走向有南北、北西、北东3组，总的向南西倾斜，倾伏角40°～50°。矿体倾角除4，5号矿体在30°左右外，其他均为70°～85°，矿体延深大于走向长度，且多为筒状盲矿体。
南区龙王山带，已揭露有4个矿体，矿带长300m，宽20m，延深小，变化大。
组成矿石的金属矿物有:黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、黄铜矿，其次有磁铁矿、辉铋矿、辉铜矿，少量赤铁矿、斑铜矿、硫砷铜矿、黝铜矿、辉银矿、硫镉矿等;脉石矿物有方解石、石英，其次有石榴子石、透辉石、符山石、硅灰石、透闪石、绿帘石、萤石、滑石等。次生矿物很少见，有褐铁矿、白铅矿、铅矾、孔雀石、蓝铜矿、菱锌矿、软锰矿、硬锰矿、异极矿及石膏等。矿石中还伴生贵金属、稀散元素，如金、银、锗、镓、镉、硒、碲、钴、铟、铊、铀等，大多具综合回收价值。矿石品位平均为Pb2.43%，Zn2.85%，Ag83.8×10－6。
黄铁矿分布十分普遍，各个矿体均有，含量甚富，形成时间较长。呈半自形或自形，晶形以五角十二面体为主，立方体次之。在黄铁矿矿体中多呈致密块状，在铅锌矿体中多呈浸染状，具压碎结构等。闪锌矿多呈棕黄色，少量灰黑色，常为半自形粗晶之块状集合体，也有呈细脉及浸染状者。常与方铅矿、黄铁矿相间呈条带状构造，还有角砾状构造，矿石结构有溶蚀、交代、交代残余结构等。方铅矿略少于闪锌矿，早期生成者为粗粒自形―半自形立方体的块状或浸染状集合体;晚期生成者呈细粒他形脉状集合体，由于受挤压产生揉皱结构。石榴子石属钙铁－钙铝榴石系列。在内带者多呈肉红色致密块状的钙铝榴石;在外接触带中，以钙铁榴石为主多呈棕红色致密块状或淡绿色十二面体之粒状集合体。透辉石呈淡绿或深绿，一般为短柱状或粒状。
矿区围岩蚀变发育，与成矿有关的围岩蚀变有矽卡岩化、硅化、绿泥石化，此外还有绢云母化、碳酸盐化。矽卡岩主要分布在花岗闪长岩与灰岩接触带上，形态呈似层状、脉状、扁豆状和囊状，宽数厘米至数米(很少达10m)，长数米至数十米。矽卡岩属简单型呈暗褐及深绿黄色，其矿物组成主要为石榴子石及透辉石，一般占85%～95%，次为硅灰石，晚期酸性淋滤阶段的交代矿物有石英、方解石、绿泥石、透闪石、直闪石、绿帘石、长石、绢云母、滑石、石棉、蛇纹石、文石及黄铁矿等，但量很少。具体到各矿段，比例可能各异，如鸭公塘矿段可见近10m厚的矽卡岩，其产状受岩体接触面控制，可分石榴子石矽卡岩和辉石矽卡岩两类。石榴子石矽卡岩由钙铁榴石及碳酸盐矿物、绢云母、石英及黄铁矿、黄铜矿等组成，其中石榴子石占35%～40%，方解石30%，并有少量的绿泥石、符山石和白云母等。透辉石矽卡岩中透辉石一般30%～40%(最多达82%)，其他为石榴子石24%，方解石20%，还有绢云母、滑石及石英等。岩体南北两端矽卡岩厚达1～20m，硅化亦普遍和强烈，几乎发育在所有岩层中。矿区内硅化带宽10～200余米，多呈北北西向，分布与断层破碎带及岩体接触带有密切关系，可形成热液石英交代岩、硅化大理岩等。绢云母化也常为富矿体的重要热液蚀变标志之一。碳酸盐化很普遍，一般不含矿，属晚期蚀变。
老鸦巢矿段矿体沿接触带东端锌铅较多，中部铅锌最富集，西部铅锌甚少，黄铁矿增多，甚至构成单独的黄铁矿体。从南到北变化大致为黄铁矿体－铅锌黄铁矿体－铅锌矿体，但中部铅锌矿体的品位中等。有的矿体含铜、硫较普遍，局部含铜品位高。南端以黄铁矿为主，中部以铜硫为主，北端铅锌铜硫较富。
矿床显示一定的水平交代矿化分带，自花岗闪长岩至大理岩大致可分为4个带:
00花岗闪长岩
1钾长石化矽卡岩化花岗闪长岩，有弱黄铁矿化
2透辉石矽卡岩伴有黄铁矿化和黄铜矿化，局部有铅锌矿化
3钙铁榴石矽卡岩
4黄铁矿化铅锌矿化石英－碳酸盐交代岩
0大理岩
矿区花岗闪长岩体铅、锌、铜成矿元素丰度高，而含钨、锡、铍、氟较低，但含氯较高，平均含量是Pb152×10－6，Zn292×10－6，Cu187×10－6，Sn26×10－6，W10×10－6，F932×10－6，Cl340×10－6。铅锌矿石含F为(100～790)×10－6，平均360×10－6;含Cl为(130～2900)×10－6，平均1343×10－6，这可能表明成矿元素主要是以氯配合物迁移。岩体造岩矿物单矿物微量元素分析，表明长石、黑云母中主要富集铅锌元素，反映其与成矿的亲缘关系。围岩岩性与构造对成矿均有一定控制作用。条带状含碳质大理岩中矿化比较富集，有利于硫化矿物的还原而促使矿质沉淀。接触破碎带的发育，两组断裂裂隙的交会处，往往是富矿储存的有利地段。矿体延深可达500m以上。
水口山矿区为矽卡岩高―中温热液交代铅锌矿床，在其外围康家湾又发现一大型中温热液交代型铅锌矿床，组成一个与中酸性花岗岩有关的Pb，Zn统一成矿系列，总称水口山矿田。
中国矽卡岩矿床
图16－6水口山铅锌矿区地质略图(据水口山矿山资料修改)|1―红色砂砾岩;2―乐平组砂页岩;3―茅口组硅质岩夹泥灰岩;4―栖霞组灰岩;5―燕山期花岗闪长岩;6―铁帽;7―正断层;8―逆断层;9―背斜;10―向斜;11―倒转背斜;12―倒转向斜;13―不整合界线
