湖南省钨矿资源预测与远景区划

安江华，唐分配，李大江，陈必河，李 杰

（湖南省地质调查院，长沙 410116）

湖南省钨矿资源预测与远景区划

安江华，唐分配，李大江，陈必河，李 杰

（湖南省地质调查院，长沙 410116）

湖南省钨矿资源预测是“全国矿产资源潜力评价”项目的阶段性成果。在成矿系列理论的指导下，结合基础地质、区域成矿规律研究，利用物探、化探、自然重砂和遥感解译的综合找矿信息，运用GIS技术，实现全省钨矿资源潜力预测评价。本文拟从成矿地质背景、钨矿矿床类型、资源预测三方面进行阐述，圈定湖南省钨矿重点勘查远景区，为实际工作提供依据。全省共划分出19个重点勘查远景区，分布在资兴-郴州一带的勘查区找矿前景良好。

资源预测；勘查远景；钨矿；湖南省

1 成矿地质背景

湖南地跨扬子和华夏古陆块，大致在文家市-永兴-郴州一线形成一条俯冲碰撞型拼贴带，其北西侧属于扬子被动陆缘，南东侧为华夏陆块活动陆缘。加里东运动使扬子被动陆缘演化结束，并使华夏、扬子陆块最终焊合形成统一大陆板块，陆间盆地闭合成为陆表海环境。

自晚古生代始，湖南省境内主要是板块内部构造演化，构造变形以分层逆掩、推覆为特色，岩浆活动主要分布在基底隆起带，以重熔型花岗岩为主体。

在湖南省依据岩石组合特征建立的164个岩石地层单位[1]中，与钨矿有关的地层主要有新元古代板溪群浅变质砂页岩建造[2]，与侵入岩体型钨矿有关有的地层主要为泥盆纪、石炭纪、二叠纪碳酸盐岩[3-4]。

湖南省侵入岩发育，出露总面积约1 680 km2，与钨矿有关的岩体主要是印支-燕山期花岗岩[5]：即三叠纪-侏罗纪-白垩纪花岗岩。

湖南大型变形构造主要有花垣一慈利断裂带（F1）、新晃-芷江-冷家溪断裂带（F2）、城步-新化-桃江断裂带（F3）、常德-安仁构造带（F4）、文家市-永兴-郴州断裂带 （F5）、安化-溆浦-洪江断裂带（F7）、连云山-衡阳断裂带（F9）和凤凰-张家界断裂带（F10）等。其中湖南省钨矿在邵阳盆地往南东沿郴－邵构造岩浆成矿带依次分布锑、金-锑、钨-锡、锡、钨矿床系列（图 1）。这种规律可引伸到新宁-兰山、常德-安仁构造岩浆成矿带的找矿预测上。

2 钨矿类型及其特征

湖南省钨矿共划分3个矿床类型，分别是矽卡岩型钨多金属矿、石英脉型钨钼矿及层控热液型钨锑矿。

2.1 矽卡岩型钨多金属矿

图1 湖南省地质略图Fig.1 Simplified geologicalmap of Hunan province

湖南省矽卡岩型钨多金属矿有小型以上矿床12个，其中特大型1个，大型3个，中型5个，小型3个。主要分布在包括水口山-大义山、香花岭-千里山、都庞岭-九嶷山及万洋山-诸广山地区在内的湘南地区，以郴州市柿竹园钨锡钼铋多金属矿为代表。矿体产在岩体与碳酸盐岩地层接触带附近，有利岩浆岩主要是燕山期黑云母花岗岩，主要地层为棋梓桥组、佘田桥组及石磴子组碳酸盐岩类。矿体多产出于接触带和构造的内弯部位，还有接触带的平缓、呈波状起伏的舌形部位，岩体凹陷带和岩体顶部等部位。矿床的构造发育，复式向斜扬起部位的断陷、南北向或近南北向的褶皱、断层发育，控制矿体的空间分布。矿体形态简单，多呈似层状、透镜状、扁豆状及不规则状产出[5]（见图2）。金属矿物主要是白钨矿、辉铋矿，其次有辉钼矿、黑钨矿、锡石、磁黄铁矿、黄铁矿、磁铁矿、自然铋、闪锌矿、辉铅铋矿等；非金属矿物主要是石榴石、透辉石、符山石、萤石，其次为绢云母、绿泥石、绿帘石、富铁钠闪石、长石、石英、硅灰石、方解石等。矿石结构主要有自形晶结构、半自形晶结构、他形晶结构、鳞片状结构、包含结构、内部环带结构、交代残余结构、交代假象结构、溶蚀结构等。矿石构造主要有浸染状构造、网脉状构造、条带状构造、块状构造等①②③。

2.2 石英脉型钨钼矿

湖南省石英脉型钨钼矿有小型以上矿床31个，其中大型2个，中型10个，小型19个。主要分布在包括湘东、湘南和湘中地区，以汝城县大围山钨钼矿为代表。矿体产于花岗岩体外接触带的地层中，受断裂控制，还有一种情况是受云英岩化细粒花岗岩脉控制。有利岩浆岩主要是燕山期（中）细粒黑云母花岗岩，有利围岩主要是易破碎的角岩化灰绿色变质砂岩、长石石英砂岩、粉砂质板岩、板岩，没有地层时代的限制。矿区北东、北东东-北东、近南北向三组成矿期断裂发育，控制矿体分布。矿体形态简单，一般连续性较好，脉体延长较长，脉壁平整光滑。金属矿物主要有黑钨矿、辉钼矿、辉铋矿，其次有白钨矿、白然铋、黄铜矿、毒砂、黄铁矿；非金属矿物主要为石英，其次有长石、白云母、电气石等。矿石结构有自形晶结构、半自形-它形晶结构、交代残余结构、乳浊状结构、网状结构；矿石构造有浸染状构造、团块状构造、条带状构造等。与矿化有关的蚀变主要有角岩化、云英岩化、绢云母化、硅化、电气石化、绿泥石化等④。

2.3 层控热液型钨锑矿

湖南省层控热液型钨锑矿有小型以上矿床4个，其中中型1个，小型3个。主要分布在包括沅陵-桃江和白马山-瓦屋塘地区在内的湘中地区，以沅陵县沃溪钨锑金矿为代表。矿床主要赋存于马底驿组中上段紫红色绢云母板岩中。矿体产在矿区内层间断裂带中和两条层间石英脉之间的羽状或网状裂隙发育地段，以及层间脉两侧的切层节理裂隙或劈理构造带内等部位（图3）。矿区内构造发育，层间破碎带及派生的羽状裂隙为主要的容矿构造。E-W向褶皱构造发育，有利于层间破碎与断裂裂隙的发生发展，波状起伏的小背斜轴部对成矿最有利。矿体形态复杂，呈板柱状、扁豆状、楔状、帚状等复杂形状产出，矿体规模小，品位富。主要金属矿物有白钨矿、辉锑矿、自然金、黄铁矿，次为钨铁矿、毒砂、方铅矿、黄铜矿、黝铜矿、辉铜矿等。非金属矿物主要是石英，次为方解石、铁白云石及绢云母、伊利石、叶腊石、高岭石、磷灰石、钠长石、重晶石、石墨等。矿石结构主要为自形－半自形粒状结构和交代残余结构，次为花岗变晶结构，压碎结构等。常见的矿石构造为条带状、角砾状、块状和网脉状等[6]。与矿化有关的蚀变主要是硅化、黄铁矿化、角岩化和绿泥石化，是矿脉地表的出露标志⑤⑥。

图2 柿竹园矿区第20排横剖面示意图（据文献[5]编）Fig.2 No.20 generalized section of Shizhuyuan Orefield

3 资源预测

自国际地科联推广了矿产资源定量评价方法（即区域价值估计法、体积估计法、丰度估计法、矿床模型法、德尔菲法和综合方法）以来，矿产资源评价方法得到了极大的发展[7-9]。GIS的发展使得处理矿产勘查产生的地质、物探、化探、遥感等海量数据并综合分析成为可能。应用GIS技术进行成矿预测，可减少和避免勘查风险、提高勘查效益[10]。本次工作正是在成矿理论的指导下，根据具体地质条件对暂时还没有而将来可能或应当发现的矿床作做预测和评价，提出找矿远景区。

成矿预测主要包括建立预测模型、选择地质变量、圈定优选预测区几方面的内容，并在此基础上编制全省钨矿勘查工作部署图件。同种矿床类型的矿床在全省内的不同区域还是有所差异，所以需要根据矿床所在的地区来做预测工作。

3.1 建立预测模型

预测要素是在预测工作区的成矿要素基础之上，加上与地质现象吻合性比较好的物探、化探、遥感及自然重砂资料而成的。根据某个预测工作区的具体地质情况，决定采用或不能采用某些物化遥重砂资料。以香花岭-千里山预测工作区的矽卡岩型钨多金属矿为例来说明，此区的成矿要素包括碳酸盐岩地层、构造、岩浆岩，并添加了预测工作区的成矿要素表，图件的比例尺精度为1∶10万，基本可以满足预测要求。在物化遥重砂综合信息方面，实测岩体、重力、航磁、遥感推测出来的隐伏岩体均与成矿密切相关，因此都是重要的预测要素。W、Sn、Mo、Bi等元素的化探异常与已知矿床点重合较好 （图4），都可以作为重要的预测要素使用。

3.2 预测区圈定

预测区的圈定方法依不同矿床类型有所区别，以预测工作区的预测要素图为基础，采用地质体单元法圈定预测远景区，并遵循一定的原则。原则之一是单个预测区不能跨越同一预测变量的不同区域。

图3 沃溪金、锑、钨矿区横剖面图（据00536部队1981年5月资料编）Fig.3 Profilemap ofWoxi Au-Sb-W deposit

图4 香花岭-千里山地区矽卡岩型钨矿点与W异常叠加图Fig.4 Spatial relationship between skarn-type ore occurrences and tungsten geochemical anomaly in Xianghualing-Qianlishan area

首先，选择圈区要素。以香花岭-千里山预测工作区的矽卡岩型钨多金属矿为例。根据矽卡岩型钨多金属矿的成矿特征，分析该预测工作区的要素特征，选择以下几个要素（表1）进行预测区的圈定。

然后，要使用建模器建立预测模型。在MORAS平台上，利用建模器，先将所有实测和推断的岩体合并，然后对其做1000m的缓冲区，再与碳酸盐岩地层相交，圈出初步的预测区（图5）。

最后，进行人工圈区。根据预测区圈定原则，在建模器圈定的初步预测区的基础上，结合物化遥自然重砂提供的综合信息图件，对初步预测区进行适当的合并、拆分及补充，人工圈定香花岭-千里山地区的矽卡岩型钨多金属矿的预测区（图6）。

3.3 预测区优选

预测要素常常是概念性的，为了预测单元划分和定量化预测的需要，预测要素必须进行数字化和定量化。对于不同预测工作区，在针对各个预测工作区的成矿特征、控矿因素等方面进行详细分析后，建立了各自的预测要素属性表，然后在MRAS软件中对各个预测要素进行了数字化和定量化（即定量二值化过程）。变量的二值化结束之后，通过选择定位预测变量的方法（包括匹配系数法、列联表法和相似系数法），确定各预测变量的权重值大小，通过设置阀值对预测变量进行初步的优选，保留权重值较大的变量。随后进行矿产资源定位预测。

表1 香花岭-千里山地区预测区圈定要素表Table 1 Factors for prospective in Xianghualing-Qianlishan area

图5 矽卡岩型钨多金属矿预测区圈定方案Fig.5 Prospecting strategy for skarn-type tungsten polymetallic deposit

矿产资源定位预测是以模型单元集合建立的统计模型，对未知单元定量类比达到矿产资源体定位的目的。模型单元的选择至关重要，选择依据有两个方面∶一是工作程度要高，二是要有代表性，模型区应尽可能的反应各预测工作区内钨矿的特点，并拥有已探明的储量报告。

在变量的初步优选研究之后，通过构造预测模型然后使用平方和法（即矢量长度法）计算出各预测变量的标志权系数。以蕉溪岭-七宝山地区石英脉型钨钼矿为例（表2）。通过比较发现，匹配系数法和平方和矢量法两种方法得出来的各预测变量对成矿作用的大小基本一致，变量的选择具有较高的可信度。

根据预测模型得出的预测变量的权重，计算各预测单元的成矿概率，并制作成矿概率的曲线图（图 7）。

根据成矿概率的大小对预测区进行优选。在靶区分类点和阈值的选择上面，必须通过不断的尝试才能最终确定，但是对明显的拐点应尽量使用。此外，优选阈值的选择不能过高或者过低，如果选择过低，则会导致最终的靶区数量太多，不能很好的反应成矿的分布；而如果阈值选择过高，则会导致最终的靶区数量太少，漏掉一些成矿有利的地段。在曲线图上将阈值以下的区去掉，保留阈值以上的区，最后用3个分类点将保留下来的预测单元分为3级，每一级用不同的颜色表示。如蕉溪岭-七宝山预测工作区最终的选取结果如下∶成矿概率值小于0.4938的预测单元，认为其成矿条件不利，目前认识为不成矿区，先去掉。再将成矿概率大于等于0.8217的预测单元划分为A类，用红色表示；成矿概率为0.6960到0.8217之间的预测单元划分为B类，用绿色表示；成矿概率为0.4938到0.6960之间的预测单元划分为C类，用蓝色表示。如此，预测区的成矿概率由高到低分别由红色、绿色、蓝色三个等级来表示，一目了然。

图6 香花岭-千里山地区矽卡岩型钨多金属矿成矿远景区分布图Fig.6 Prospecting results for skarn-type tungsten polymetallic deposits in Xianghualing-Qianlishan area

通过计算机按照成矿概率值的大小进行最小预测区的分级之后，由于信息不对称或者工作程度的差异，导致部分有已知矿床（点）的最小预测区被计算机删除，对于计算机圈定的结果需要在地质专家的指导下做出适当的修正，最大限度的保证预测结果符合实际地质情况。

表2 蕉溪岭-七宝山地区石英脉型钨钼矿预测变量一览表Table 2 Prospecting variations for quartz-vein-type W-M o deposits in Jiaoxiling-Qibaoshan area

经过全省不同地区的预测工作，并经过地质专家的讨论指导，得到全省矽卡岩型、石英脉型、层控热液型3种矿床类型的A类最小预测工作区70个，B类最小预测工作区43个，C类最小预测工作区105个。

4 找矿前景

4.1 未来找矿主攻类型

根据湖南省钨矿成矿地质条件、矿床地质特征、资源潜力等，确定湖南省下一步钨矿勘查的主攻类型应以矽卡岩型钨多金属矿为主，石英型脉型钨矿、层控热液型钨矿为辅。

4.2 未来找矿靶区

根据本省钨矿已有工作程度，下步钨矿勘查工作类别一般为预查、普查、详查，视开采需要适当的安排勘探工作。对已知矿点或找矿靶区进行预查，为进一步普查提供后备基地。对预查筛选出的矿产地或已知矿山的深边部开展普查工作，提供可供详查的基地。对已经进行了过普查、有进一步工作价值的矿产地进行了详查，为矿山开发建设提供依据。对工作程度不一、找矿潜力巨大的矿集区进行整装勘查，快速实现地质找矿的重大突破。

图7 成矿概率曲线图Fig.7 Probability Chart formetallogeny

根据成矿地质条件、矿床地质特征、矿石选冶性能、资源量可靠程度，将勘查区分为重点勘查区、一般勘查区。重点勘查区一般是指成矿地质条件好、找矿潜力大、有一定的工作基础、已知矿床深边部等近期可优先安排勘查工作的预测区，工作类别一般为普查-详查-勘探。根据以上工作综合分析，湖南省钨矿勘查部署共划分为19个重点勘查区（表3，图8）。

注释：

① 陈仕谋.湖南郴州柿竹园钨、锡、钼、铋矿床地质特征, 1979.

②艾上铮,谬道芳,陈冬云,等.湖南省郴县柿竹园矿区钨锡钼铋矿最终地质勘探报告,1985.

③龚静夫,印文贵,林尚奎,等.湖南省郴县柿竹园钨锡钼铋矿区详细勘探报告,1967.

④ 丁锡广,胡哓聪.湖南省汝城县大围山钨钼矿区详细普查地质报告,1984.

⑤北京大学,湖南省沅陵县沃溪钨矿矿床地质特征,1959.

⑥刘绍荣,罗岐山,黎恩秋,等.湖南省桃源县沃溪金锑钨矿区深部评价报告书,1981.

[1]湖南地矿局.湖南省区域地质志[M].北京∶地质出版社, 1988.

表3 湖南省钨矿勘查部署建议表Table 3 Proposal for tungsten prospecting in Hunan province

图8 湖南省钨矿重点勘查区分布图Fig.8 Spatial distribution of important tungsten prospecting area in Hunan province

[2]张立文.湘西沃溪金锑钨矿床支脉矿体地质特征及找矿远景研究[J],国土资源导刊,2005,(3)∶42-44.

[3]殷顺生,王昌烈.郴县新田岭钨矿床地质特征[J],湖南地质, 1994,13(4)∶205-211.

[4]赵 亮,马德成，郴州柿竹园野鸡尾南铅锌矿控矿因素与成矿规律[J].矿产与地质,2010,24(1)∶55-58.

[5]王昌烈,罗仕徽,胥友志,等.中华人民共和国地质矿产部地质专报 四 矿床与矿产，第4号，柿竹园钨多金属矿床地质[M].北京：地质出版社，1987.

[6]彭 渤,陈广浩.湘西沃溪钨锑金矿床辉锑矿脉矿物学特征及其矿床成因指示[J].矿物学报,2003，23(1)∶82-90.

[7]肖克炎,叶天竺,李景朝,等.矿床模型综合地质信息预测资源量的估算方法[J].地质通报,2010,29(10)∶1404-1412.

[8]叶天竺，肖克炎，严光生．矿床模型综合地质信息预测技术研究[J].地学前缘,2007,14(5)∶11-19.

[9]朱裕生.矿产预测理论-区域成矿学向矿产勘查延伸的理论体系[J].地质学报,2006,80(10)∶1518-1527.

Tungsten Resources Prognosis and Tungsten Prospective Area Delim itation in Hunan Province

AN Jiang-Hua,TANG Fen-Pei,LIDa-Jiang,CHEN Bi-He,LIJie
（Hunan Institute of Geological Survey,Changsha 411000,Hunan,China）

Tungsten Resources prospecting of Hunan province which is stage achievement of project "National Mineral resource potential assessment",is under the guild of metallogenic series theory,and by synthesis the data of basic geological information,regional metallogenic regularity,geophysical survey, geochemical anomaly,natural heavy-m inerals analysis and remote sensing interpretation information,while the GIS technology is also used.The key tungsten exploration targets of Hunan province is pointed out by using the information of ore-form ing background,tungsten deposits types and resource forecast.19 prospecting targets in Hunan province are submitted,while the Zixing-Chenzhou area is themost potential area.

m ineral resource predication;exploration target;tungsten;Hunan Province

P618.67

A

1007-3701(2012)01-045-09

2011-08-08；

2011-11-15

湖南省矿产资源潜力评价（项目编号：1212010813017）

安江华，女，（1984—），硕士研究生，主要从事地质矿产勘查工作。E-mail:308160793@qq.com.