李勝苗，于炳飛，田 磊，鄒 源，劉邦定

(1.湖南省地質(zhì)調(diào)查院信息中心，湖南 長(zhǎng)沙 410114；2.中國冶金地質(zhì)總局中南地質(zhì)調(diào)查院，湖北 武漢 430081)

0 引 言

鉛鋅是湖南的優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)資源，儲(chǔ)量大、類型多、開發(fā)歷史悠久，截至2019年底，全區(qū)查明有資源儲(chǔ)量的鉛礦床121處，鋅礦床119處。其中，鉛礦床大型3處，中型12處，小型106處；鋅礦床超大型1處，大型3處，中型19處，小型96處。除張家界外，其余13市(州)均有鉛礦分布，郴州、湘西、岳陽、衡陽、永州5市(州)儲(chǔ)量共占全區(qū)鉛總保有資源量的91.44%；鋅礦在全區(qū)14個(gè)市(州)均有分布，其中湘西、郴州、岳陽、衡陽、懷化5市(州)儲(chǔ)量共占全區(qū)鋅總保有資源量的91.43%。

至2019年底，湖南鉛礦區(qū)已利用85個(gè)，未利用40個(gè)；鋅礦區(qū)已利用87個(gè)，未利用36個(gè)。全區(qū)鉛礦利用占保有資源儲(chǔ)量的86.24%，鋅礦利用占保有資源儲(chǔ)量的90.65%，鉛鋅礦大部分伴生銀礦。

近年來，湖南鉛鋅礦產(chǎn)供應(yīng)緊張，探明儲(chǔ)量已遠(yuǎn)不能滿足日益增長(zhǎng)的消費(fèi)需求，資源保證程度低，礦山服務(wù)年限基本在10年以下(湖南省地質(zhì)調(diào)查院，2013)，但湖南成礦地質(zhì)條件優(yōu)越，鉛鋅資源找礦潛力巨大(李勝苗，2016；賈寶華等，2019)。通過收集現(xiàn)有鉛鋅資源資料，總結(jié)鉛鋅礦床成礦規(guī)律，預(yù)測(cè)鉛鋅礦產(chǎn)資源潛力，以期為制定國家資源戰(zhàn)略和國民經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)期發(fā)展路線提供依據(jù)。

1 鉛鋅礦床地質(zhì)特征

區(qū)內(nèi)鉛鋅礦資源豐富，成礦地質(zhì)條件優(yōu)越。全區(qū)鉛鋅礦主要受湘鄂西—黔中南、江南隆起和南嶺成礦帶控制，分布在湘西北、湘南和湘中地區(qū)。

1.1 地層

區(qū)內(nèi)與鉛鋅礦床有關(guān)的地層主要有震旦系、寒武系、奧陶系、泥盆系、石炭系(張九齡，1989；許以明等，2007；曾勇等，2007；陳明輝等，2011；周云等，2014；左昌虎等，2016)。

(1)震旦系中的鉛鋅礦床大多產(chǎn)于陡山沱組下部的白云巖中，沉積中心在沅陵民樂—四都坪—楊家坪一帶，平行不整合于南華系南沱組冰磧巖之上(熊國慶，2006)。

(2)寒武系中的鉛鋅礦床主要產(chǎn)于清虛洞組中，該年代的鉛鋅礦床集中產(chǎn)于湘西北地區(qū)，礦體呈似層狀、扁豆?fàn)睢⑼哥R狀以及筒帶狀分布(羅衛(wèi)等，2009；匡文龍等，2015)。

(3)奧陶系中的鉛鋅礦床主要賦存于桐梓組，為一套淺灰色厚層泥粉晶灰?guī)r(周云等，2015)。

(4)泥盆系中的鉛鋅礦床主要分布在郴州瑪瑙山一帶棋子橋組灰?guī)r中，下部為一套臺(tái)緣層孔蟲礁碳酸鹽沉積，中部以灰色中層至塊狀粒屑泥晶灰?guī)r為主，上部為灰、深灰色厚層至塊狀鳥眼粒屑泥晶灰?guī)r為主(趙建華等，2007)。

(5)石炭系中的鉛鋅礦床主要分布在湘中、湘南地區(qū)，屬矽卡巖型鉛鋅礦床，產(chǎn)于石炭系石磴子組灰?guī)r中的黃沙坪鉛鋅礦床便屬于此類(劉悟輝，2007)。

1.2 侵入巖

區(qū)內(nèi)與鉛鋅成礦關(guān)系密切的主要是三疊—白堊紀(jì)的花崗巖(湖南省地質(zhì)調(diào)查院,2017)。

中三疊世花崗巖SiO2含量較低，完整巖漿巖序列一般由3～5個(gè)期次構(gòu)成；晚三疊世花崗巖SiO2含量較高，完整的巖漿序列一般可劃分出4～5個(gè)期次，巖性為黑云母二長(zhǎng)花崗巖和二云母二長(zhǎng)花崗巖。

早侏羅世侵入巖主要分布在五團(tuán)、白馬山和越城嶺，可劃分出3個(gè)期次，巖性為黑云母二長(zhǎng)花崗巖和二云母二長(zhǎng)花崗巖；中侏羅世侵入巖主要分布在桃花山—溈山—苗兒山巖體南東地區(qū)，一般可劃分出5～6個(gè)期次，巖體內(nèi)暗色包體發(fā)育；晚侏羅世侵入巖主要為二云母正長(zhǎng)花崗巖，發(fā)育鈉長(zhǎng)石化和云英巖化，局部蝕變強(qiáng)烈可形成白云母堿長(zhǎng)花崗巖。

早白堊世花崗巖偏酸性，巖性為二云母或白云母二長(zhǎng)花崗巖；晚白堊世花崗巖主要指耒陽上堡小巖體群，共有3個(gè)期次，巖性為黑云母二長(zhǎng)花崗巖-二云母二長(zhǎng)花崗巖。

1.3 鉛鋅礦床類型

結(jié)合區(qū)內(nèi)鉛鋅礦床成礦地質(zhì)作用特征，全區(qū)主要鉛鋅礦預(yù)測(cè)方法類型(陳毓川等，2010)共分4類，即沉積型(李梅式、董家河式、江家埡式)、矽卡巖型(水口山式、黃沙坪式)、復(fù)合內(nèi)生型(桃林式、樅樹板式)和層控內(nèi)生型(瑪瑙山式)(表1)。

表1 湖南鉛鋅礦預(yù)測(cè)類型Table 1 Prediction types of lead-zinc deposits of Hunan

1.4 時(shí)空分布

(1)董家河式、李梅式、江家埡式沉積型鉛鋅礦。最初沉積時(shí)代分別為震旦紀(jì)、寒武紀(jì)和奧陶紀(jì)，成礦均受燕山期熱水作用影響，主要分布于湘西北地區(qū)(圖1)，從南東的沅陵經(jīng)花垣至北西的龍山，賦礦層位逐漸變新(早震旦世→中寒武世→早奧陶世)。

圖1 湖南鉛鋅礦床分布圖Fig.1 Distribution of lead-zinc deposits in Hunan

(2)矽卡巖型鉛鋅礦。主要分布在湖南南部，成礦時(shí)代屬燕山期，如黃沙坪、水口山等。

(3)復(fù)合內(nèi)生型鉛鋅礦床。主要分布在湖南東北部和南部，成礦時(shí)代以燕山期為主，如銅山嶺、樅樹板、東崗山、潘家沖、七寶山、桃林等。

(4)層控內(nèi)生型鉛鋅礦床。起初沉積于棋梓橋期，后期受燕山期巖漿熱液改造而成礦，主要分布于湘南后江橋、藍(lán)山、瑪瑙山地區(qū)及湘中白馬山地區(qū)。

2 鉛鋅礦床預(yù)測(cè)模型

在充分研究湖南鉛鋅礦礦產(chǎn)預(yù)測(cè)類型的基礎(chǔ)上，結(jié)合成礦系列理論體系，考慮各研究區(qū)內(nèi)已有的典型礦床特征和物化遙等綜合信息特征，對(duì)預(yù)測(cè)要素進(jìn)行歸納總結(jié)(陳毓川等，1993；葉天竺等，2007；肖克炎等，2009；丁建華等，2013；唐攀科等，2018)，每一個(gè)預(yù)測(cè)方法類型選擇1個(gè)典型礦床進(jìn)行概述。

2.1 沉積型鉛鋅礦預(yù)測(cè)模型

沉積型鉛鋅礦主要分布于湘西北地區(qū)，屬湘黔鉛鋅礦帶的北東段。礦床主要產(chǎn)于湘西北深大斷裂帶的邊緣地區(qū)，受碳酸鹽巖臺(tái)地相控制，礦體以層狀為主，少數(shù)為脈狀礦體(高偉利等，2014；劉勁松等，2015)。礦體的產(chǎn)出受次級(jí)構(gòu)造和巖石空隙等制約，礦質(zhì)主要來源于同生沉積，少量來自深部。礦化強(qiáng)度與構(gòu)造發(fā)育程度和圍巖蝕變強(qiáng)度呈正相關(guān)。

根據(jù)李梅式鉛鋅礦典型礦床特征和物化遙等信息特征，總結(jié)該類型鉛鋅礦的預(yù)測(cè)模型(圖2)。

圖2 李梅式鉛鋅礦預(yù)測(cè)模型1-高臺(tái)組；2-清虛洞組上段；3-清虛洞組下段；4-石牌組；5-白云巖；6-灰?guī)r；7-泥質(zhì)灰?guī)r(白云巖)；8-頁巖；9-深大斷裂及運(yùn)動(dòng)方向；10-礦化范圍；11-球粒狀方鉛礦、閃鋅礦；12-礦體；13-含礦混合鹵水運(yùn)移方向Fig. 2 Prediction model of the lead-zinc deposit of Limei type

2.2 侵入巖型鉛鋅礦預(yù)測(cè)模型

侵入巖型鉛鋅礦主要分布在湘南地區(qū)。該類型鉛鋅礦床產(chǎn)于花崗巖體與碳酸鹽巖的接觸帶，賦礦地層主要有泥盆系和石炭系碳酸鹽巖。礦體形態(tài)以似層狀、透鏡狀為主，次為橢圓狀、瘤狀、脈狀。主要礦物組合為方鉛礦-閃鋅礦-黃銅礦-硫砷銅銀礦等。圍巖蝕變十分發(fā)育，其中矽卡巖化、硅化與成礦最為相關(guān)(祝新友等，2010)。

根據(jù)水口山式鉛鋅礦典型礦床特征和物化遙等信息特征，總結(jié)該類型鉛鋅礦的預(yù)測(cè)模型(圖3)。

圖3 水口山式鉛鋅礦預(yù)測(cè)模型1-侏羅—白堊系；2-泥盆—二疊系；3-燕山期花崗巖；4-矽卡巖；5-紅色砂巖；6-砂頁巖；7-泥質(zhì)灰?guī)r；8-灰?guī)r；9-斷層；10-礦體；11-礦液運(yùn)移方向Fig. 3 Prediction model of the lead-zinc deposit of Shuikoushan type

2.3 復(fù)合內(nèi)生型鉛鋅礦預(yù)測(cè)模型

復(fù)合內(nèi)生型鉛鋅礦一般產(chǎn)于侵入巖外接觸帶前寒武紀(jì)碎屑巖的斷裂破碎帶中，礦體呈脈狀或透鏡狀，礦物組合以方鉛礦-(鐵)閃鋅礦-石英等為主，品位較富(康博等，2015)。

根據(jù)桃林式鉛鋅礦典型礦床特征和物化遙等信息特征，總結(jié)該類型鉛鋅礦的模型(圖4)。

圖4 桃林式鉛鋅礦預(yù)測(cè)模型1-長(zhǎng)城系；2-薊縣系；3-燕山期花崗巖；4-花崗斑巖脈；5-硅化破碎帶；6-礦體；7-礦液運(yùn)移方向；8-板巖；9-砂巖；10-花崗巖Fig. 4 Prediction model of the lead-zinc deposit of Taolin type

2.4 層控內(nèi)生型鉛鋅礦預(yù)測(cè)模型

層控內(nèi)生型鉛鋅礦主要分布在湘中、湘南地區(qū)。該類型鉛鋅礦主要產(chǎn)于泥盆系棋梓橋組，受構(gòu)造控制，次一級(jí)構(gòu)造的破碎帶部位是該類型鉛鋅礦的礦化富集區(qū)域(鄧鵬博等，2010)。根據(jù)瑪瑙山式鉛鋅礦典型礦床特征和物化遙等信息特征，總結(jié)該類型鉛鋅礦的預(yù)測(cè)模型(圖5)。

圖5 瑪瑙山式鉛鋅礦預(yù)測(cè)模型1-石炭系；2-泥盆系；3-下古生—上元古界；4-燕山期花崗巖；5-下古生—元古界褶皺基底；6-砂礫巖；7-砂巖；8-頁巖；9-含泥質(zhì)灰?guī)r；10-泥灰?guī)r；11-灰?guī)r；12-花崗巖；13-鐵錳鉛鋅礦體；14-巖漿熱液運(yùn)移方向；15-成礦物質(zhì)運(yùn)移方向Fig. 5 Prediction model of the lead-zinc deposit of Manaoshan type

3 鉛鋅資源找礦潛力

3.1 估算方法

根據(jù)全國礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)項(xiàng)目辦公室發(fā)布的《預(yù)測(cè)資源量估算技術(shù)要求(2010年補(bǔ)充)》，湖南鉛鋅礦資源潛力評(píng)價(jià)采用地質(zhì)參數(shù)體積法估算資源量(李勝苗等，2013a,b)，計(jì)算公式為：

Z預(yù)=S預(yù)H預(yù)KsKα

(1)

式(1)中，Z預(yù)為預(yù)測(cè)資源量，S預(yù)為面積，H預(yù)為延深，Ks為含礦地質(zhì)體面積參數(shù)，K為含礦系數(shù)，α為相似系數(shù)。其中，S預(yù)通過GIS軟件換算獲??；H預(yù)根據(jù)預(yù)測(cè)單元內(nèi)地質(zhì)工作程度確定；Ks為預(yù)測(cè)單元中含礦地質(zhì)體面積與投影面積之比；K為模型區(qū)的資源總量與含礦地質(zhì)體體積之比，若區(qū)內(nèi)有2個(gè)以上的模型區(qū)，則取各模型區(qū)含礦系數(shù)的算術(shù)平均值；α為預(yù)測(cè)單元的成礦概率，由MORAS軟件計(jì)算并導(dǎo)出。

通過上述方法，計(jì)算各預(yù)測(cè)單元內(nèi)500、1 000、2 000 m的潛在資源量，并根據(jù)預(yù)測(cè)單元的成礦地質(zhì)條件確定資源量級(jí)別。劃分依據(jù)：① 334-1：預(yù)測(cè)單元內(nèi)有已探明儲(chǔ)量的礦產(chǎn)地，或者為已知礦床的深邊部及外圍，資料精度在1∶5萬以上；② 334-2：預(yù)測(cè)單元內(nèi)有直接找礦標(biāo)志(礦點(diǎn)或礦化點(diǎn))，且地質(zhì)資料精度在1∶5萬以上；③ 334-3：預(yù)測(cè)單元內(nèi)僅有間接找礦標(biāo)志。

3.2 資源潛力

鉛鋅礦預(yù)測(cè)涉及全區(qū)8個(gè)預(yù)測(cè)類型21個(gè)預(yù)測(cè)區(qū)。根據(jù)潛力評(píng)價(jià)成果統(tǒng)計(jì)，湖南鉛鋅資源總量為5 754.43萬t，其中預(yù)測(cè)資源量為4 436.31萬t。

4 成礦區(qū)帶劃分及鉛鋅資源潛力分析

4.1 成礦區(qū)帶劃分

根據(jù)《中國成礦區(qū)帶劃分方案》，湖南有Ⅱ級(jí)成礦省3個(gè)，即上揚(yáng)子成礦亞省(Ⅱ-15B)、下?lián)P子成礦亞省(Ⅱ-15A)和華南成礦省(Ⅱ-16)；Ⅲ級(jí)成礦帶11個(gè)；湖南區(qū)域的Ⅳ級(jí)成礦帶劃分以區(qū)內(nèi)大地構(gòu)造分區(qū)為基礎(chǔ)，結(jié)合區(qū)內(nèi)礦床分布狀況來劃分，共有Ⅳ級(jí)成礦帶20個(gè)(朱裕生等，1999；徐志剛，2004；羅小亞等，2010)。

Ⅴ級(jí)成礦帶以礦田為劃分單位，是開展?jié)摿υu(píng)價(jià)工作最基礎(chǔ)的單元。根據(jù)湖南鉛鋅礦資源情況，共劃分了16個(gè)V級(jí)鉛鋅成礦帶(圖6)。

圖6 湖南鉛鋅礦5級(jí)成礦區(qū)帶資源潛力Fig.6 Resource potential of five-level metallogenic zones of lead-zinc deposits in Hunan

4.2 鉛鋅資源潛力特征

按V級(jí)成礦區(qū)統(tǒng)計(jì)了鉛鋅資源量。結(jié)果(表2)顯示，在鉛鋅礦的31個(gè)V級(jí)成礦區(qū)中，鉛鋅查明資源量排列前5的分別為：V-13寶山—香花嶺鉛鋅成礦區(qū)(317萬t)，V-2花垣鉛鋅成礦區(qū)(203萬t)，V-10水口山—大義山鉛鋅成礦區(qū)(174萬t)，V-4幕阜山鉛鋅成礦區(qū)(149萬t)，V-12后江橋—太坪鉛鋅成礦區(qū)(76萬t)；2 000 m以淺的預(yù)測(cè)資源量排列前5的為：V-2花垣鉛鋅成礦區(qū)(863萬t)，V-15千里山—瑤崗仙鉛鋅成礦區(qū)(489萬t)，V-10水口山—大義山鉛鋅成礦區(qū)(454萬t)，V-13寶山—香花嶺鉛鋅成礦區(qū)(408萬t)，V-14騎田嶺鉛鋅成礦區(qū)(400萬t)。從資源總量看，花垣、千里山—瑤崗仙、水口山—大義山、寶山—香花嶺4個(gè)成礦區(qū)的鉛鋅總量約占全區(qū)資源總量的52%。

表2 湖南鉛鋅礦V級(jí)成礦區(qū)帶預(yù)測(cè)資源量Table 2 Predicted resources of the metallogenic zone Level V of lead-zinc deposits in Hunan

5 勘查部署建議

5.1 部署原則

湖南鉛鋅礦勘查部署應(yīng)以服務(wù)社會(huì)發(fā)展需求為導(dǎo)向，堅(jiān)持合理并適當(dāng)超前部署的原則(李勝苗等，2013a,b)，依據(jù)現(xiàn)有地質(zhì)條件和已開展工作程度，統(tǒng)籌安排整裝勘查、詳查、普查、礦產(chǎn)遠(yuǎn)景調(diào)查等工作。

5.2 主攻類型

根據(jù)湖南鉛鋅礦資源潛力評(píng)價(jià)成果，結(jié)合鉛鋅礦資源開發(fā)利用現(xiàn)狀，未來鉛鋅礦勘查主攻類型應(yīng)以李梅式碳酸鹽型鉛鋅礦、黃沙坪式矽卡巖型鉛鋅礦、桃林式巖漿熱液型鉛鋅礦為主，其他類型為輔。

5.3 部署建議

根據(jù)上述原則，全區(qū)鉛鋅礦勘查部署共劃分為19個(gè)勘查部署建議區(qū)，其中礦產(chǎn)遠(yuǎn)景調(diào)查區(qū)2個(gè)、普查區(qū)7個(gè)、詳查區(qū)6個(gè)、整裝勘查區(qū)4個(gè)，可望獲得鉛鋅資源量(金屬量)3 622萬t(表3，圖7)。

圖7 湖南鉛鋅礦勘查部署建議Fig.7 Map showing suggestions on the deployment of lead-zinc exploration in Hunan

表3 湖南鉛鋅礦勘查部署建議Table 3 Suggestions on the deployment of lead-zinc exploration in Hunan

6 結(jié) 論

(1)湖南鉛鋅礦的成礦時(shí)代主要集中分布在燕山期和早寒武世清虛洞期，空間分布則相對(duì)集中于南嶺地區(qū)和湘西北地區(qū)。

(2)根據(jù)湖南鉛鋅礦床成礦地質(zhì)特征，將全區(qū)鉛鋅礦床劃分為8個(gè)預(yù)測(cè)類型和4個(gè)預(yù)測(cè)方法類型，共圈定435個(gè)最小預(yù)測(cè)區(qū)，獲得鉛鋅資源總量為5 754.43萬t，其中預(yù)測(cè)鉛鋅資源量為4 436.31萬t。

(3)全區(qū)劃分出16個(gè)Ⅴ級(jí)鉛鋅礦成礦區(qū)，提出19個(gè)重點(diǎn)勘查部署建議區(qū)。