陳明輝1，孫際茂1，付益平1，鮑振襄2，鮑玨敏2

（1.湖南省有色地質(zhì)勘查局二四五隊，湖南 吉首 416007；[1]

2.湘西礦產(chǎn)資源綜合研究發(fā)展中心，湖南 吉首 416007）

摘 要：湘西州錳、釩、鉛、鋅、汞等金屬礦產(chǎn)資源豐富，然貧礦多，富礦少，資源保證程度不高。今后除在已知礦帶（床）內(nèi)進一步進行深部礦、隱伏礦、難識別礦和“貧中找富”，開拓“第二找礦空間”外，還應(yīng)運用新理論、新技術(shù)、新方法，拓展找礦新領(lǐng)域、新類型，實現(xiàn)找礦新突破。

關(guān)鍵詞：資源現(xiàn)狀；錳礦床；鉛鋅礦床；找礦方向

湘西土家族苗族自治州（以下簡稱湘西州）礦產(chǎn)資源豐富，現(xiàn)已開發(fā)利用以錳、鉛、鋅、鎂等為主的金屬礦產(chǎn)和磷、水泥石灰?guī)r、陶土、大理石等非金屬礦產(chǎn)30余種[1，2]，其中錳業(yè)和鉛鋅業(yè)在湖南省礦業(yè)開發(fā)中占有重要的地位。

本文主要探討的是我國重點金屬成礦區(qū)帶之一的“湘西 鄂西成礦帶”湘西州域內(nèi)的成礦條件有利、找礦潛力巨大的錳、鉛鋅等金屬礦產(chǎn)地質(zhì)與找礦問題。

1 礦產(chǎn)資源現(xiàn)狀

湘西州現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)63種礦產(chǎn)，500余處礦產(chǎn)地，有18個礦種已探明資源量。其中花垣民樂錳礦探明資源量全國排行第2[3]，湖南省居首位；鳳凰茶田汞礦資源量全國第2，湖南省內(nèi)居首[4]；花垣漁塘鉛鋅礦帶是湖南省最具資源潛力的鉛鋅礦帶之一[5]。此外，還有縱貫全州的、也是我國特有的大型黑色巖系釩礦帶、石煤礦帶、磷礦帶和湖南僅產(chǎn)于湘西州的鋁土礦[6]，以及非金屬礦、飾面大理石、含鉀頁巖、優(yōu)質(zhì)礦泉水等（圖1）[7]。但主要金屬礦產(chǎn)貧礦多，富礦少，資源保證程度不高，人均占有資源量較少，其資源形勢不容樂觀。

2 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

本區(qū)位于揚子準(zhǔn)地臺東南緣上揚子臺褶帶與江南地軸結(jié)合部位，黔湘鄂深大斷裂從本區(qū)通過。按板塊構(gòu)造學(xué)說，則處于湘黔邊緣海中，東南為湘桂大洋地殼島弧。本區(qū)恰好處于島弧與陸殼之間，屬弧后沉積盆地。新元古代晚期—早寒武世本區(qū)處于構(gòu)造拉張背景下的深水斜坡區(qū)，震旦紀—寒武紀開始第1次大規(guī)模的海侵，首先沉積了一套以碳質(zhì)頁巖為主夾菱錳礦層的黑色巖系，繼之沉積了厚大的碳酸鹽巖層。伴隨這些沉積，在同生和后生褶皺斷裂作用下，形成了州域內(nèi)獨具特色的、以沉積作用為主的錳、釩、鉛、鋅、汞等礦床。巖漿活動微弱。

圖1 湘西州區(qū)域地質(zhì)與礦產(chǎn)資源分布略圖

K.白堊系；T—P.三疊系—二疊系；D—S.泥盆系—志留系：

O.奧陶系；C.寒武系；Z.震旦系；Pt.元古界

3 主要金屬礦床成礦規(guī)律

根據(jù)礦床賦存層位、含礦巖系、控礦因素及成礦的共性與相似性，結(jié)合元素分類，將州域內(nèi)主要金屬礦床歸并為兩類，即與黑色巖系相關(guān)的錳、釩礦床類型，與碳酸鹽巖相關(guān)的鉛、鋅、汞礦床類型。

3.1 與黑色巖系相關(guān)的錳、釩礦床類型

（1）地層巖性控礦規(guī)律。區(qū)內(nèi)錳（碳酸錳，下同）、釩礦床無一例外地賦存于下震旦統(tǒng)大塘坡組、下寒武統(tǒng)牛蹄塘組的一套富含有機質(zhì)的硅、磷、碳黑色巖系下部或底部[3—6]；具有特定的巖性和巖石序列；賦礦地層與含礦巖系厚度越大，巖石序列發(fā)育越完整，礦床規(guī)模越大，礦石質(zhì)量越佳。由于該類黑色巖系層位穩(wěn)定，沉積厚度較大，分布廣泛，其中蘊含的礦產(chǎn)資源量十分巨大。

（2）巖相古地理。礦床的形成與古地理環(huán)境、沉積相之間有著密切的空間關(guān)系。錳礦形成于早震旦世湘錳期古陸邊緣或古島邊緣的淺水沉積盆地，賦存于早震旦世間冰期含錳黑色頁巖相中。早寒武世木昌期的釩礦，形成于地臺邊緣（或斷陷盆地）之斜坡相的薄層硅巖 黑色碳質(zhì)巖系中。隸屬于富含有機質(zhì)的硅、磷、碳、黑色頁巖建造，其形成時的古沉積環(huán)境應(yīng)為淺水陸緣海盆地的滯留還原環(huán)境。

（3）生物作用和有機地球化學(xué)成礦作用。研究表明，在適當(dāng)環(huán)境中大量底棲單細胞藍藻群體的繁殖，是錳、釩礦床形成的重要條件。通過偏光、生物和電子顯微鏡觀察，錳礦層中單個球形細胞的藍藻化石本身就是1個碳酸錳礦物顆粒，整個礦層由無數(shù)個的單細胞藍藻化石堆積成的似席狀藻礁體組成；釩礦層中亦見有大量的藻類化石等。此外，礦層中還見有卟啉化合物和綠色素的存在。這說明錳、釩礦床的成礦作用與菌藻類生物作用和沉積成巖期的有機地球化學(xué)作用有直接的關(guān)系。

3.2 與碳酸鹽巖相關(guān)的鉛鋅汞礦床類型

州域內(nèi)鉛鋅汞礦床空間分布大體以NNE向保靖 銅仁斷裂為界，西北側(cè)為鉛鋅礦帶，東南側(cè)為汞礦帶。鉛鋅礦帶內(nèi)以鉛鋅為主，也有汞；汞礦帶內(nèi)以汞為主，也有鉛鋅。礦床成片分布、成群集中產(chǎn)出，主要呈緩傾斜的整合層帶狀，也有交錯脈狀者。成礦具有十分相似的地質(zhì)特征與規(guī)律。

（1）礦床賦存于特定層位與部位。該類礦床均產(chǎn)于碳酸鹽巖中。鉛鋅礦主要賦存于下寒武統(tǒng)清虛洞組中部的藻灰?guī)r內(nèi)，比較集中的部位達10多個；其次產(chǎn)于下奧陶統(tǒng)南津關(guān)組底部的生物灰?guī)r、碎屑灰?guī)r中。汞礦則主要產(chǎn)于中寒武統(tǒng)敖溪組中下部的層紋狀粉晶白云巖內(nèi)。亦具多層性，研究表明，成礦的多層性與賦礦地層的巖性、巖石組合及化學(xué)成分有關(guān)。

（2）成礦與一定的相帶有關(guān)。鉛鋅礦主要形成開臺地邊緣藻礁（灘）相、生物灘（礁）相。在垂向上，由灰?guī)r向云巖過渡，巖石淺灘化序列發(fā)育，并見多個至數(shù)十個沉積韻律及多種原生淺水沉積與流動特征的標(biāo)志，還存在不同形態(tài)的隱藻類、生物碎屑等，反映了碳酸鹽巖沉積于淺水臺地環(huán)境。汞礦則主要分布于盆地邊緣斜坡帶，垂向上構(gòu)成一個海退序列。

（3）礦帶展布、礦床富集嚴格受到構(gòu)造控制。區(qū)內(nèi)鉛鋅汞礦床位于保靖 銅仁和花垣 慈利兩條斷裂帶之間，礦帶展布與區(qū)域構(gòu)造線、巖相分布及變化線的延伸方向一致；而礦床的成生與延深則受到NW—NWW向次級半背斜（橫跨褶皺）構(gòu)造控制，而形成沿傾向延深或延深很大以及側(cè)伏成礦現(xiàn)象。其富礦部位普遍發(fā)育層間裂隙（剝離構(gòu)造）、切層裂隙、虛脫構(gòu)造和縱、橫方向撓曲構(gòu)造等，尤其為鉛鋅富礦不可或缺的重要成礦條件。該類礦床是在同一應(yīng)力作用下，按照一定方式有規(guī)律地出現(xiàn)在控礦構(gòu)造部位，而且不同規(guī)模的礦床（體）都受到與其相應(yīng)的構(gòu)造級次的控制，這種逐級逐次控制成礦的作用，是區(qū)內(nèi)鉛鋅汞諸礦床構(gòu)造控礦的普遍規(guī)律。

（4）成礦作用與菌藻類生物密切相關(guān)。宏觀上鉛鋅礦帶的延伸方向與藻礁（灘）相、生物灘（礁）相一致。微觀上在高倍顯微鏡下，可見團粒狀方鉛礦產(chǎn)于藻團粒中，方鉛礦團粒由千萬顆微晶單體方鉛礦組成；微粒狀閃鋅礦則與隱微粒方鉛礦一起呈團粒狀或零星浸染于藻團?；?guī)r中。這種微粒單體方鉛礦，是同生沉淀成巖階段形成的可靠證據(jù)。研究表明，藻類在低濃度金屬的水溶液中對金屬有極大的吸引力，絲狀藍綠藻至少可以把Pb富集到5000倍。由此可見，藻類生物對Pb、Zn的富集起了主導(dǎo)作用，因為疊層碳酸鹽中的孔隙是成礦的重要條件。汞礦地層中發(fā)育硅質(zhì)圓藻，礦石中普遍存在有機質(zhì)和含碳瀝青質(zhì)，表明Hg元素的富集與有機質(zhì)之間存在著成因上的聯(lián)系。由于這些菌藻類生物在低溫條件下生存繁殖，藻有機質(zhì)分解，使硫酸鹽還原生成硫化氫，導(dǎo)致鉛鋅等硫化物沉淀。

（5）礦物原生分帶。鉛鋅汞礦的金屬礦物組合簡單，主要為閃鋅礦、方鉛礦、辰砂，在其水平方向與垂向上有一定分帶現(xiàn)象。水平方向，如漁塘礦床，北部主要為鋅礦，南部為鉛礦，其間鉛鋅共生；茶田汞礦由內(nèi)帶向外帶出現(xiàn)汞 汞鋅 鋅的環(huán)帶分布。垂向上，鋅一般下部高于上部，鉛則上部高于下部；汞的邊部或下部，可能有鋅，一旦上部出現(xiàn)鋅，其下一般無汞。究其原因主要是成礦溶液在交代充填沉淀過程中，隨溫度的遞降或礦物生成順序的先后，而自內(nèi)向外或自下而上作不完整的離心式環(huán)形帶狀分布。

此外，該類礦床的近礦圍巖均有不同程度的蝕變現(xiàn)象，凡是礦化部位，不無例外地都有蝕變現(xiàn)象發(fā)生。

綜合上述，湘西州域內(nèi)黑色巖系中的錳、釩礦床，碳酸鹽巖中的鉛鋅汞礦床，成礦的共同特征是：礦床形成于臺地邊緣淺水盆地的斜坡相、藻礁（灘）相，具有特定的層位和部位，相鄰礦床（體）可作柱狀對比。這類礦床在地層時代、圍巖性質(zhì)上的高度集中性和明顯選擇性，充分顯示出區(qū)域內(nèi)“層狀和層控礦床”的層位及巖性在成礦作用中的重要意義。其賦礦地層、含礦巖系的厚度和巖石序列發(fā)育程度，與礦床規(guī)模、礦石質(zhì)量具有一致性。礦化與菌藻類生物化學(xué)和有機地球化學(xué)作用密切相關(guān)。近礦圍巖普遍發(fā)育低溫?zé)嵋何g變組合類型。礦床屬于以沉積成礦作用為主或沉積成巖成礦作用為主的沉積礦床范疇，成礦物質(zhì)主要來自陸源。但不排除海底火山噴溢作用與同生和后生斷裂作用熱液對成礦的富集作用及帶來部分物源。

4 找礦方向

4.1 依據(jù)

（1）湘西州域內(nèi)廣泛分布的震旦系黑色巖系，寒武系—奧陶系厚大的碳酸鹽巖層。

（2）揚子準(zhǔn)地臺東南緣淺水滯流盆地，構(gòu)造斜坡；臺地邊緣的同生后生斷裂。

（3）地表氧化錳露頭、菱鋅礦、白鉛礦氧化帶；硅化（微石英巖）蝕變體、角礫化、白云石化、方解石化、重晶石化。

（4）控制區(qū)域地層、巖相及礦產(chǎn)定位空間的區(qū)域深斷裂帶的構(gòu)造形跡，與反映深部構(gòu)造的布格異常梯度帶相吻合。1∶20萬水系沉積物測量，圈出多處以Mn、V、Pb、Zn、Hg、Ag、Cd為主的，具有顯著濃集中心的綜合異常帶。

4.2 重點

優(yōu)質(zhì)錳礦、大而富的鉛鋅礦等為首先礦種，兼顧釩、銀、鉛、鎂等礦種的新一輪找礦。

4.3 方向

4.3.1 錳礦找礦方向及地區(qū)

1）找礦方向

（1）富錳礦：富錳礦和優(yōu)質(zhì)錳礦是找礦的主攻對象。本區(qū)應(yīng)以大塘坡組黑色巖系中的貧錳礦為線索[8]，研究沉積界面附近的弱氧化弱還原環(huán)境中形成的富錳礦或優(yōu)質(zhì)錳礦。

（2）找礦新層位：川陜邊境的紫陽縣在上震旦統(tǒng)陡山沱組“紅色層”中，于巴山錳礦帶內(nèi)找到了優(yōu)質(zhì)錳礦，該“紅色層”層位的錳礦在本區(qū)值得尋找。

（3）突破新類型：永順東部廣泛分布的第四系沉積物中的“錳鈷結(jié)核”，基巖為上奧陶統(tǒng)寶塔組灰?guī)r，可能為錳鈷結(jié)核的母巖，應(yīng)探索所謂“桃江式”錳礦存在的可能性。

2）找礦地區(qū)

（1）湘西北摩天嶺背斜東南側(cè)的花垣民樂錳礦東南部，麻甩和鹽井一帶。

（2）古丈背斜周邊的爛泥田、龍家寨、葫蘆鎮(zhèn)。

（3）鳳凰背斜北西翼的木江坪、杜夜、三箭塘、毛坪、黑沖。

（4）永順東部石堤地區(qū)等。

4.3.2 鉛鋅礦

1）找礦方向

湘西州域內(nèi)鉛鋅礦賦存部位較多，從清虛洞組到紅花園組厚達萬米的一大套碳酸鹽巖系，但最重要的賦礦層位、也是主要找礦層位應(yīng)是清虛洞組，其次為南津關(guān)組。

2）找礦地區(qū)

湘西州域內(nèi)除花垣漁塘鉛鋅礦帶地質(zhì)勘查工作程度較高外，其余地區(qū)的基礎(chǔ)地質(zhì)與礦產(chǎn)地質(zhì)工作十分薄弱，是找礦潛力較大的地區(qū)。

（1）摩天嶺背斜北部、東南部花垣鉛鋅礦帶已知礦床深部、外圍。

（2）鳳凰桐木垌鉛鋅礦區(qū)深部、外圍富礦找礦。

（3）龍山紅巖溪 隆頭寨富礦找礦。

（4）保靖麻栗場新層位、新類型礦床找礦。

致謝：成文過程中，參考并引用了湖南省國土資源廳四〇五隊、湖南省有色地質(zhì)勘查局二四五隊、湘西州國土資源局的有關(guān)地質(zhì)報告、研究報告等資料，謹向上述有關(guān)單位和作者本人致以誠摯的謝忱。

參考文獻

[1]湖南省地質(zhì)局區(qū)域地質(zhì)測量隊.1∶20萬吉首幅地質(zhì)圖說明書[R].1964.

[2]湖南省地質(zhì)局區(qū)域地質(zhì)測量隊.1∶20萬大庸幅區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)報告[R].1969.

[3]湖南省地質(zhì)局四〇五隊.湖南省花垣縣民樂礦區(qū)錳礦詳細勘探地質(zhì)報告[R].1980.

[4]湖南省地質(zhì)局四〇五隊.湖南省鳳凰縣茶田汞礦區(qū)勘探報告[R].1977.

[5]湖南省地質(zhì)局四〇五隊.湖南省花垣縣李梅礦區(qū)鉛鋅礦詳查地質(zhì)報告[R].1993.

[6]張永康，姚俊，鮑振襄，等.湘西州＂十五＂時期礦產(chǎn)品加工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究[R].1991.

[7]湘西州政協(xié)調(diào)研組.關(guān)于全州礦產(chǎn)資源開發(fā)利用情況的調(diào)查[R].2008

[8]湖南省有色地質(zhì)勘查局二四五隊.湖南省古丈縣爛泥田錳礦補充勘查地質(zhì)報告[R].1997.

[1]文章來源：《礦產(chǎn)與地質(zhì)》，2008年2月。作者簡介：陳明輝（1973—），男，湖南龍山人，高級工程師，主要從事礦產(chǎn)地質(zhì)勘查研究與管理工作。