陈明辉1，孙际茂1，付益平1，鲍振襄2，鲍珏敏2
（1.湖南省有色地质勘查局二四五队，湖南 吉首 416007；[1]
2.湘西矿产资源综合研究发展中心，湖南 吉首 416007）
摘 要：湘西州锰、钒、铅、锌、汞等金属矿产资源丰富，然贫矿多，富矿少，资源保证程度不高。今后除在已知矿带（床）内进一步进行深部矿、隐伏矿、难识别矿和“贫中找富”，开拓“第二找矿空间”外，还应运用新理论、新技术、新方法，拓展找矿新领域、新类型，实现找矿新突破。
关键词：资源现状；锰矿床；铅锌矿床；找矿方向
湘西土家族苗族自治州（以下简称湘西州）矿产资源丰富，现已开发利用以锰、铅、锌、镁等为主的金属矿产和磷、水泥石灰岩、陶土、大理石等非金属矿产30余种[1，2]，其中锰业和铅锌业在湖南省矿业开发中占有重要的地位。
本文主要探讨的是我国重点金属成矿区带之一的“湘西 鄂西成矿带”湘西州域内的成矿条件有利、找矿潜力巨大的锰、铅锌等金属矿产地质与找矿问题。
1 矿产资源现状
湘西州现已发现63种矿产，500余处矿产地，有18个矿种已探明资源量。其中花垣民乐锰矿探明资源量全国排行第2[3]，湖南省居首位；凤凰茶田汞矿资源量全国第2，湖南省内居首[4]；花垣渔塘铅锌矿带是湖南省最具资源潜力的铅锌矿带之一[5]。此外，还有纵贯全州的、也是我国特有的大型黑色岩系钒矿带、石煤矿带、磷矿带和湖南仅产于湘西州的铝土矿[6]，以及非金属矿、饰面大理石、含钾页岩、优质矿泉水等（图1）[7]。但主要金属矿产贫矿多，富矿少，资源保证程度不高，人均占有资源量较少，其资源形势不容乐观。
2 区域成矿地质背景
本区位于扬子准地台东南缘上扬子台褶带与江南地轴结合部位，黔湘鄂深大断裂从本区通过。按板块构造学说，则处于湘黔边缘海中，东南为湘桂大洋地壳岛弧。本区恰好处于岛弧与陆壳之间，属弧后沉积盆地。新元古代晚期—早寒武世本区处于构造拉张背景下的深水斜坡区，震旦纪—寒武纪开始第1次大规模的海侵，首先沉积了一套以碳质页岩为主夹菱锰矿层的黑色岩系，继之沉积了厚大的碳酸盐岩层。伴随这些沉积，在同生和后生褶皱断裂作用下，形成了州域内独具特色的、以沉积作用为主的锰、钒、铅、锌、汞等矿床。岩浆活动微弱。
图1 湘西州区域地质与矿产资源分布略图
K.白垩系；T—P.三叠系—二叠系；D—S.泥盆系—志留系：
O.奥陶系；C.寒武系；Z.震旦系；Pt.元古界
3 主要金属矿床成矿规律
根据矿床赋存层位、含矿岩系、控矿因素及成矿的共性与相似性，结合元素分类，将州域内主要金属矿床归并为两类，即与黑色岩系相关的锰、钒矿床类型，与碳酸盐岩相关的铅、锌、汞矿床类型。
3.1 与黑色岩系相关的锰、钒矿床类型
（1）地层岩性控矿规律。区内锰（碳酸锰，下同）、钒矿床无一例外地赋存于下震旦统大塘坡组、下寒武统牛蹄塘组的一套富含有机质的硅、磷、碳黑色岩系下部或底部[3—6]；具有特定的岩性和岩石序列；赋矿地层与含矿岩系厚度越大，岩石序列发育越完整，矿床规模越大，矿石质量越佳。由于该类黑色岩系层位稳定，沉积厚度较大，分布广泛，其中蕴含的矿产资源量十分巨大。
（2）岩相古地理。矿床的形成与古地理环境、沉积相之间有着密切的空间关系。锰矿形成于早震旦世湘锰期古陆边缘或古岛边缘的浅水沉积盆地，赋存于早震旦世间冰期含锰黑色页岩相中。早寒武世木昌期的钒矿，形成于地台边缘（或断陷盆地）之斜坡相的薄层硅岩 黑色碳质岩系中。隶属于富含有机质的硅、磷、碳、黑色页岩建造，其形成时的古沉积环境应为浅水陆缘海盆地的滞留还原环境。
（3）生物作用和有机地球化学成矿作用。研究表明，在适当环境中大量底栖单细胞蓝藻群体的繁殖，是锰、钒矿床形成的重要条件。通过偏光、生物和电子显微镜观察，锰矿层中单个球形细胞的蓝藻化石本身就是1个碳酸锰矿物颗粒，整个矿层由无数个的单细胞蓝藻化石堆积成的似席状藻礁体组成；钒矿层中亦见有大量的藻类化石等。此外，矿层中还见有卟啉化合物和绿色素的存在。这说明锰、钒矿床的成矿作用与菌藻类生物作用和沉积成岩期的有机地球化学作用有直接的关系。
3.2 与碳酸盐岩相关的铅锌汞矿床类型
州域内铅锌汞矿床空间分布大体以NNE向保靖 铜仁断裂为界，西北侧为铅锌矿带，东南侧为汞矿带。铅锌矿带内以铅锌为主，也有汞；汞矿带内以汞为主，也有铅锌。矿床成片分布、成群集中产出，主要呈缓倾斜的整合层带状，也有交错脉状者。成矿具有十分相似的地质特征与规律。
（1）矿床赋存于特定层位与部位。该类矿床均产于碳酸盐岩中。铅锌矿主要赋存于下寒武统清虚洞组中部的藻灰岩内，比较集中的部位达10多个；其次产于下奥陶统南津关组底部的生物灰岩、碎屑灰岩中。汞矿则主要产于中寒武统敖溪组中下部的层纹状粉晶白云岩内。亦具多层性，研究表明，成矿的多层性与赋矿地层的岩性、岩石组合及化学成分有关。
（2）成矿与一定的相带有关。铅锌矿主要形成开台地边缘藻礁（滩）相、生物滩（礁）相。在垂向上，由灰岩向云岩过渡，岩石浅滩化序列发育，并见多个至数十个沉积韵律及多种原生浅水沉积与流动特征的标志，还存在不同形态的隐藻类、生物碎屑等，反映了碳酸盐岩沉积于浅水台地环境。汞矿则主要分布于盆地边缘斜坡带，垂向上构成一个海退序列。
（3）矿带展布、矿床富集严格受到构造控制。区内铅锌汞矿床位于保靖 铜仁和花垣 慈利两条断裂带之间，矿带展布与区域构造线、岩相分布及变化线的延伸方向一致；而矿床的成生与延深则受到NW—NWW向次级半背斜（横跨褶皱）构造控制，而形成沿倾向延深或延深很大以及侧伏成矿现象。其富矿部位普遍发育层间裂隙（剥离构造）、切层裂隙、虚脱构造和纵、横方向挠曲构造等，尤其为铅锌富矿不可或缺的重要成矿条件。该类矿床是在同一应力作用下，按照一定方式有规律地出现在控矿构造部位，而且不同规模的矿床（体）都受到与其相应的构造级次的控制，这种逐级逐次控制成矿的作用，是区内铅锌汞诸矿床构造控矿的普遍规律。
（4）成矿作用与菌藻类生物密切相关。宏观上铅锌矿带的延伸方向与藻礁（滩）相、生物滩（礁）相一致。微观上在高倍显微镜下，可见团粒状方铅矿产于藻团粒中，方铅矿团粒由千万颗微晶单体方铅矿组成；微粒状闪锌矿则与隐微粒方铅矿一起呈团粒状或零星浸染于藻团粒灰岩中。这种微粒单体方铅矿，是同生沉淀成岩阶段形成的可靠证据。研究表明，藻类在低浓度金属的水溶液中对金属有极大的吸引力，丝状蓝绿藻至少可以把Pb富集到5000倍。由此可见，藻类生物对Pb、Zn的富集起了主导作用，因为叠层碳酸盐中的孔隙是成矿的重要条件。汞矿地层中发育硅质圆藻，矿石中普遍存在有机质和含碳沥青质，表明Hg元素的富集与有机质之间存在着成因上的联系。由于这些菌藻类生物在低温条件下生存繁殖，藻有机质分解，使硫酸盐还原生成硫化氢，导致铅锌等硫化物沉淀。
（5）矿物原生分带。铅锌汞矿的金属矿物组合简单，主要为闪锌矿、方铅矿、辰砂，在其水平方向与垂向上有一定分带现象。水平方向，如渔塘矿床，北部主要为锌矿，南部为铅矿，其间铅锌共生；茶田汞矿由内带向外带出现汞 汞锌 锌的环带分布。垂向上，锌一般下部高于上部，铅则上部高于下部；汞的边部或下部，可能有锌，一旦上部出现锌，其下一般无汞。究其原因主要是成矿溶液在交代充填沉淀过程中，随温度的递降或矿物生成顺序的先后，而自内向外或自下而上作不完整的离心式环形带状分布。
此外，该类矿床的近矿围岩均有不同程度的蚀变现象，凡是矿化部位，不无例外地都有蚀变现象发生。
综合上述，湘西州域内黑色岩系中的锰、钒矿床，碳酸盐岩中的铅锌汞矿床，成矿的共同特征是：矿床形成于台地边缘浅水盆地的斜坡相、藻礁（滩）相，具有特定的层位和部位，相邻矿床（体）可作柱状对比。这类矿床在地层时代、围岩性质上的高度集中性和明显选择性，充分显示出区域内“层状和层控矿床”的层位及岩性在成矿作用中的重要意义。其赋矿地层、含矿岩系的厚度和岩石序列发育程度，与矿床规模、矿石质量具有一致性。矿化与菌藻类生物化学和有机地球化学作用密切相关。近矿围岩普遍发育低温热液蚀变组合类型。矿床属于以沉积成矿作用为主或沉积成岩成矿作用为主的沉积矿床范畴，成矿物质主要来自陆源。但不排除海底火山喷溢作用与同生和后生断裂作用热液对成矿的富集作用及带来部分物源。
4 找矿方向
4.1 依据
（1）湘西州域内广泛分布的震旦系黑色岩系，寒武系—奥陶系厚大的碳酸盐岩层。
（2）扬子准地台东南缘浅水滞流盆地，构造斜坡；台地边缘的同生后生断裂。
（3）地表氧化锰露头、菱锌矿、白铅矿氧化带；硅化（微石英岩）蚀变体、角砾化、白云石化、方解石化、重晶石化。
（4）控制区域地层、岩相及矿产定位空间的区域深断裂带的构造形迹，与反映深部构造的布格异常梯度带相吻合。1∶20万水系沉积物测量，圈出多处以Mn、V、Pb、Zn、Hg、Ag、Cd为主的，具有显著浓集中心的综合异常带。
4.2 重点
优质锰矿、大而富的铅锌矿等为首先矿种，兼顾钒、银、铅、镁等矿种的新一轮找矿。
4.3 方向
4.3.1 锰矿找矿方向及地区
1）找矿方向
（1）富锰矿：富锰矿和优质锰矿是找矿的主攻对象。本区应以大塘坡组黑色岩系中的贫锰矿为线索[8]，研究沉积界面附近的弱氧化弱还原环境中形成的富锰矿或优质锰矿。
（2）找矿新层位：川陕边境的紫阳县在上震旦统陡山沱组“红色层”中，于巴山锰矿带内找到了优质锰矿，该“红色层”层位的锰矿在本区值得寻找。
（3）突破新类型：永顺东部广泛分布的第四系沉积物中的“锰钴结核”，基岩为上奥陶统宝塔组灰岩，可能为锰钴结核的母岩，应探索所谓“桃江式”锰矿存在的可能性。
2）找矿地区
（1）湘西北摩天岭背斜东南侧的花垣民乐锰矿东南部，麻甩和盐井一带。
（2）古丈背斜周边的烂泥田、龙家寨、葫芦镇。
（3）凤凰背斜北西翼的木江坪、杜夜、三箭塘、毛坪、黑冲。
（4）永顺东部石堤地区等。
4.3.2 铅锌矿
1）找矿方向
湘西州域内铅锌矿赋存部位较多，从清虚洞组到红花园组厚达万米的一大套碳酸盐岩系，但最重要的赋矿层位、也是主要找矿层位应是清虚洞组，其次为南津关组。
2）找矿地区
湘西州域内除花垣渔塘铅锌矿带地质勘查工作程度较高外，其余地区的基础地质与矿产地质工作十分薄弱，是找矿潜力较大的地区。
（1）摩天岭背斜北部、东南部花垣铅锌矿带已知矿床深部、外围。
（2）凤凰桐木垌铅锌矿区深部、外围富矿找矿。
（3）龙山红岩溪 隆头寨富矿找矿。
（4）保靖麻栗场新层位、新类型矿床找矿。
致谢：成文过程中，参考并引用了湖南省国土资源厅四〇五队、湖南省有色地质勘查局二四五队、湘西州国土资源局的有关地质报告、研究报告等资料，谨向上述有关单位和作者本人致以诚挚的谢忱。
参考文献
[1]湖南省地质局区域地质测量队.1∶20万吉首幅地质图说明书[R].1964.
[2]湖南省地质局区域地质测量队.1∶20万大庸幅区域地质矿产报告[R].1969.
[3]湖南省地质局四〇五队.湖南省花垣县民乐矿区锰矿详细勘探地质报告[R].1980.
[4]湖南省地质局四〇五队.湖南省凤凰县茶田汞矿区勘探报告[R].1977.
[5]湖南省地质局四〇五队.湖南省花垣县李梅矿区铅锌矿详查地质报告[R].1993.
[6]张永康，姚俊，鲍振襄，等.湘西州＂十五＂时期矿产品加工业发展战略研究[R].1991.
[7]湘西州政协调研组.关于全州矿产资源开发利用情况的调查[R].2008
[8]湖南省有色地质勘查局二四五队.湖南省古丈县烂泥田锰矿补充勘查地质报告[R].1997.
[1]文章来源：《矿产与地质》，2008年2月。作者简介：陈明辉（1973—），男，湖南龙山人，高级工程师，主要从事矿产地质勘查研究与管理工作。
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