湖南铅锌矿床地质特征与资源潜力评价

李胜苗，于炳飞，田 磊，邹 源，刘邦定

(1.湖南省地质调查院信息中心，湖南 长沙 410114；2.中国冶金地质总局中南地质调查院，湖北 武汉 430081)

0 引 言

铅锌是湖南的优势矿产资源，储量大、类型多、开发历史悠久，截至2019年底，全区查明有资源储量的铅矿床121处，锌矿床119处。其中，铅矿床大型3处，中型12处，小型106处；锌矿床超大型1处，大型3处，中型19处，小型96处。除张家界外，其余13市(州)均有铅矿分布，郴州、湘西、岳阳、衡阳、永州5市(州)储量共占全区铅总保有资源量的91.44%；锌矿在全区14个市(州)均有分布，其中湘西、郴州、岳阳、衡阳、怀化5市(州)储量共占全区锌总保有资源量的91.43%。

至2019年底，湖南铅矿区已利用85个，未利用40个；锌矿区已利用87个，未利用36个。全区铅矿利用占保有资源储量的86.24%，锌矿利用占保有资源储量的90.65%，铅锌矿大部分伴生银矿。

近年来，湖南铅锌矿产供应紧张，探明储量已远不能满足日益增长的消费需求，资源保证程度低，矿山服务年限基本在10年以下(湖南省地质调查院，2013)，但湖南成矿地质条件优越，铅锌资源找矿潜力巨大(李胜苗，2016；贾宝华等，2019)。通过收集现有铅锌资源资料，总结铅锌矿床成矿规律，预测铅锌矿产资源潜力，以期为制定国家资源战略和国民经济长期发展路线提供依据。

1 铅锌矿床地质特征

区内铅锌矿资源丰富，成矿地质条件优越。全区铅锌矿主要受湘鄂西—黔中南、江南隆起和南岭成矿带控制，分布在湘西北、湘南和湘中地区。

1.1 地层

区内与铅锌矿床有关的地层主要有震旦系、寒武系、奥陶系、泥盆系、石炭系(张九龄，1989；许以明等，2007；曾勇等，2007；陈明辉等，2011；周云等，2014；左昌虎等，2016)。

(1)震旦系中的铅锌矿床大多产于陡山沱组下部的白云岩中，沉积中心在沅陵民乐—四都坪—杨家坪一带，平行不整合于南华系南沱组冰碛岩之上(熊国庆，2006)。

(2)寒武系中的铅锌矿床主要产于清虚洞组中，该年代的铅锌矿床集中产于湘西北地区，矿体呈似层状、扁豆状、透镜状以及筒带状分布(罗卫等，2009；匡文龙等，2015)。

(3)奥陶系中的铅锌矿床主要赋存于桐梓组，为一套浅灰色厚层泥粉晶灰岩(周云等，2015)。

(4)泥盆系中的铅锌矿床主要分布在郴州玛瑙山一带棋子桥组灰岩中，下部为一套台缘层孔虫礁碳酸盐沉积，中部以灰色中层至块状粒屑泥晶灰岩为主，上部为灰、深灰色厚层至块状鸟眼粒屑泥晶灰岩为主(赵建华等，2007)。

(5)石炭系中的铅锌矿床主要分布在湘中、湘南地区，属矽卡岩型铅锌矿床，产于石炭系石磴子组灰岩中的黄沙坪铅锌矿床便属于此类(刘悟辉，2007)。

1.2 侵入岩

区内与铅锌成矿关系密切的主要是三叠—白垩纪的花岗岩(湖南省地质调查院,2017)。

中三叠世花岗岩SiO2含量较低，完整岩浆岩序列一般由3～5个期次构成；晚三叠世花岗岩SiO2含量较高，完整的岩浆序列一般可划分出4～5个期次，岩性为黑云母二长花岗岩和二云母二长花岗岩。

早侏罗世侵入岩主要分布在五团、白马山和越城岭，可划分出3个期次，岩性为黑云母二长花岗岩和二云母二长花岗岩；中侏罗世侵入岩主要分布在桃花山—沩山—苗儿山岩体南东地区，一般可划分出5～6个期次，岩体内暗色包体发育；晚侏罗世侵入岩主要为二云母正长花岗岩，发育钠长石化和云英岩化，局部蚀变强烈可形成白云母碱长花岗岩。

早白垩世花岗岩偏酸性，岩性为二云母或白云母二长花岗岩；晚白垩世花岗岩主要指耒阳上堡小岩体群，共有3个期次，岩性为黑云母二长花岗岩-二云母二长花岗岩。

1.3 铅锌矿床类型

结合区内铅锌矿床成矿地质作用特征，全区主要铅锌矿预测方法类型(陈毓川等，2010)共分4类，即沉积型(李梅式、董家河式、江家垭式)、矽卡岩型(水口山式、黄沙坪式)、复合内生型(桃林式、枞树板式)和层控内生型(玛瑙山式)(表1)。

表1 湖南铅锌矿预测类型Table 1 Prediction types of lead-zinc deposits of Hunan

1.4 时空分布

(1)董家河式、李梅式、江家垭式沉积型铅锌矿。最初沉积时代分别为震旦纪、寒武纪和奥陶纪，成矿均受燕山期热水作用影响，主要分布于湘西北地区(图1)，从南东的沅陵经花垣至北西的龙山，赋矿层位逐渐变新(早震旦世→中寒武世→早奥陶世)。

图1 湖南铅锌矿床分布图Fig.1 Distribution of lead-zinc deposits in Hunan

(2)矽卡岩型铅锌矿。主要分布在湖南南部，成矿时代属燕山期，如黄沙坪、水口山等。

(3)复合内生型铅锌矿床。主要分布在湖南东北部和南部，成矿时代以燕山期为主，如铜山岭、枞树板、东岗山、潘家冲、七宝山、桃林等。

(4)层控内生型铅锌矿床。起初沉积于棋梓桥期，后期受燕山期岩浆热液改造而成矿，主要分布于湘南后江桥、蓝山、玛瑙山地区及湘中白马山地区。

2 铅锌矿床预测模型

在充分研究湖南铅锌矿矿产预测类型的基础上，结合成矿系列理论体系，考虑各研究区内已有的典型矿床特征和物化遥等综合信息特征，对预测要素进行归纳总结(陈毓川等，1993；叶天竺等，2007；肖克炎等，2009；丁建华等，2013；唐攀科等，2018)，每一个预测方法类型选择1个典型矿床进行概述。

2.1 沉积型铅锌矿预测模型

沉积型铅锌矿主要分布于湘西北地区，属湘黔铅锌矿带的北东段。矿床主要产于湘西北深大断裂带的边缘地区，受碳酸盐岩台地相控制，矿体以层状为主，少数为脉状矿体(高伟利等，2014；刘劲松等，2015)。矿体的产出受次级构造和岩石空隙等制约，矿质主要来源于同生沉积，少量来自深部。矿化强度与构造发育程度和围岩蚀变强度呈正相关。

根据李梅式铅锌矿典型矿床特征和物化遥等信息特征，总结该类型铅锌矿的预测模型(图2)。

图2 李梅式铅锌矿预测模型1-高台组；2-清虚洞组上段；3-清虚洞组下段；4-石牌组；5-白云岩；6-灰岩；7-泥质灰岩(白云岩)；8-页岩；9-深大断裂及运动方向；10-矿化范围；11-球粒状方铅矿、闪锌矿；12-矿体；13-含矿混合卤水运移方向Fig. 2 Prediction model of the lead-zinc deposit of Limei type

2.2 侵入岩型铅锌矿预测模型

侵入岩型铅锌矿主要分布在湘南地区。该类型铅锌矿床产于花岗岩体与碳酸盐岩的接触带，赋矿地层主要有泥盆系和石炭系碳酸盐岩。矿体形态以似层状、透镜状为主，次为椭圆状、瘤状、脉状。主要矿物组合为方铅矿-闪锌矿-黄铜矿-硫砷铜银矿等。围岩蚀变十分发育，其中矽卡岩化、硅化与成矿最为相关(祝新友等，2010)。

根据水口山式铅锌矿典型矿床特征和物化遥等信息特征，总结该类型铅锌矿的预测模型(图3)。

图3 水口山式铅锌矿预测模型1-侏罗—白垩系；2-泥盆—二叠系；3-燕山期花岗岩；4-矽卡岩；5-红色砂岩；6-砂页岩；7-泥质灰岩；8-灰岩；9-断层；10-矿体；11-矿液运移方向Fig. 3 Prediction model of the lead-zinc deposit of Shuikoushan type

2.3 复合内生型铅锌矿预测模型

复合内生型铅锌矿一般产于侵入岩外接触带前寒武纪碎屑岩的断裂破碎带中，矿体呈脉状或透镜状，矿物组合以方铅矿-(铁)闪锌矿-石英等为主，品位较富(康博等，2015)。

根据桃林式铅锌矿典型矿床特征和物化遥等信息特征，总结该类型铅锌矿的模型(图4)。

图4 桃林式铅锌矿预测模型1-长城系；2-蓟县系；3-燕山期花岗岩；4-花岗斑岩脉；5-硅化破碎带；6-矿体；7-矿液运移方向；8-板岩；9-砂岩；10-花岗岩Fig. 4 Prediction model of the lead-zinc deposit of Taolin type

2.4 层控内生型铅锌矿预测模型

层控内生型铅锌矿主要分布在湘中、湘南地区。该类型铅锌矿主要产于泥盆系棋梓桥组，受构造控制，次一级构造的破碎带部位是该类型铅锌矿的矿化富集区域(邓鹏博等，2010)。根据玛瑙山式铅锌矿典型矿床特征和物化遥等信息特征，总结该类型铅锌矿的预测模型(图5)。

图5 玛瑙山式铅锌矿预测模型1-石炭系；2-泥盆系；3-下古生—上元古界；4-燕山期花岗岩；5-下古生—元古界褶皱基底；6-砂砾岩；7-砂岩；8-页岩；9-含泥质灰岩；10-泥灰岩；11-灰岩；12-花岗岩；13-铁锰铅锌矿体；14-岩浆热液运移方向；15-成矿物质运移方向Fig. 5 Prediction model of the lead-zinc deposit of Manaoshan type

3 铅锌资源找矿潜力

3.1 估算方法

根据全国矿产资源潜力评价项目办公室发布的《预测资源量估算技术要求(2010年补充)》，湖南铅锌矿资源潜力评价采用地质参数体积法估算资源量(李胜苗等，2013a,b)，计算公式为：

Z预=S预H预KsKα

(1)

式(1)中，Z预为预测资源量，S预为面积，H预为延深，Ks为含矿地质体面积参数，K为含矿系数，α为相似系数。其中，S预通过GIS软件换算获取；H预根据预测单元内地质工作程度确定；Ks为预测单元中含矿地质体面积与投影面积之比；K为模型区的资源总量与含矿地质体体积之比，若区内有2个以上的模型区，则取各模型区含矿系数的算术平均值；α为预测单元的成矿概率，由MORAS软件计算并导出。

通过上述方法，计算各预测单元内500、1 000、2 000 m的潜在资源量，并根据预测单元的成矿地质条件确定资源量级别。划分依据：① 334-1：预测单元内有已探明储量的矿产地，或者为已知矿床的深边部及外围，资料精度在1∶5万以上；② 334-2：预测单元内有直接找矿标志(矿点或矿化点)，且地质资料精度在1∶5万以上；③ 334-3：预测单元内仅有间接找矿标志。

3.2 资源潜力

铅锌矿预测涉及全区8个预测类型21个预测区。根据潜力评价成果统计，湖南铅锌资源总量为5 754.43万t，其中预测资源量为4 436.31万t。

4 成矿区带划分及铅锌资源潜力分析

4.1 成矿区带划分

根据《中国成矿区带划分方案》，湖南有Ⅱ级成矿省3个，即上扬子成矿亚省(Ⅱ-15B)、下扬子成矿亚省(Ⅱ-15A)和华南成矿省(Ⅱ-16)；Ⅲ级成矿带11个；湖南区域的Ⅳ级成矿带划分以区内大地构造分区为基础，结合区内矿床分布状况来划分，共有Ⅳ级成矿带20个(朱裕生等，1999；徐志刚，2004；罗小亚等，2010)。

Ⅴ级成矿带以矿田为划分单位，是开展潜力评价工作最基础的单元。根据湖南铅锌矿资源情况，共划分了16个V级铅锌成矿带(图6)。

图6 湖南铅锌矿5级成矿区带资源潜力Fig.6 Resource potential of five-level metallogenic zones of lead-zinc deposits in Hunan

4.2 铅锌资源潜力特征

按V级成矿区统计了铅锌资源量。结果(表2)显示，在铅锌矿的31个V级成矿区中，铅锌查明资源量排列前5的分别为：V-13宝山—香花岭铅锌成矿区(317万t)，V-2花垣铅锌成矿区(203万t)，V-10水口山—大义山铅锌成矿区(174万t)，V-4幕阜山铅锌成矿区(149万t)，V-12后江桥—太坪铅锌成矿区(76万t)；2 000 m以浅的预测资源量排列前5的为：V-2花垣铅锌成矿区(863万t)，V-15千里山—瑶岗仙铅锌成矿区(489万t)，V-10水口山—大义山铅锌成矿区(454万t)，V-13宝山—香花岭铅锌成矿区(408万t)，V-14骑田岭铅锌成矿区(400万t)。从资源总量看，花垣、千里山—瑶岗仙、水口山—大义山、宝山—香花岭4个成矿区的铅锌总量约占全区资源总量的52%。

表2 湖南铅锌矿V级成矿区带预测资源量Table 2 Predicted resources of the metallogenic zone Level V of lead-zinc deposits in Hunan

5 勘查部署建议

5.1 部署原则

湖南铅锌矿勘查部署应以服务社会发展需求为导向，坚持合理并适当超前部署的原则(李胜苗等，2013a,b)，依据现有地质条件和已开展工作程度，统筹安排整装勘查、详查、普查、矿产远景调查等工作。

5.2 主攻类型

根据湖南铅锌矿资源潜力评价成果，结合铅锌矿资源开发利用现状，未来铅锌矿勘查主攻类型应以李梅式碳酸盐型铅锌矿、黄沙坪式矽卡岩型铅锌矿、桃林式岩浆热液型铅锌矿为主，其他类型为辅。

5.3 部署建议

根据上述原则，全区铅锌矿勘查部署共划分为19个勘查部署建议区，其中矿产远景调查区2个、普查区7个、详查区6个、整装勘查区4个，可望获得铅锌资源量(金属量)3 622万t(表3，图7)。

图7 湖南铅锌矿勘查部署建议Fig.7 Map showing suggestions on the deployment of lead-zinc exploration in Hunan

表3 湖南铅锌矿勘查部署建议Table 3 Suggestions on the deployment of lead-zinc exploration in Hunan

6 结 论

(1)湖南铅锌矿的成矿时代主要集中分布在燕山期和早寒武世清虚洞期，空间分布则相对集中于南岭地区和湘西北地区。

(2)根据湖南铅锌矿床成矿地质特征，将全区铅锌矿床划分为8个预测类型和4个预测方法类型，共圈定435个最小预测区，获得铅锌资源总量为5 754.43万t，其中预测铅锌资源量为4 436.31万t。

(3)全区划分出16个Ⅴ级铅锌矿成矿区，提出19个重点勘查部署建议区。