1. 引言
湘西北地区处于湘西–鄂西铅锌成矿带西南段，近年来找矿工作进展较大，陆续发现了杨家寨、大脑坡及清水塘等大型–超大型铅锌矿床，有望成为世界级铅锌资源基地 [1] [2] [3]。这些矿床大多集中在花垣铅锌矿田范围内，在矿田外围勘查工作进展缓慢，并未取得大的突破。禾库地区位于花垣铅锌矿田南侧外围，是近几年的重点勘查工作区。该区已有的研究工作较少，主要包括水系沉积物地球化学调查 [4] 和岩相古地理研究 [5] 两个方面。本文以禾库地区铅锌矿为研究对象，在细致的野外地质调查工作基础上，系统总结了研究区铅锌矿地质特征，进而总结其成矿规律和找矿标志，旨在对该区找矿突破有所助力。
2. 区域地质背景
禾库地区位于花垣铅锌矿田南侧外围，大地构造位置处于扬子地块东南缘、雪峰构造带北西缘。地层分区上隶属于扬子区和江南区的过渡地带。区域内出露地层主要有青白口系、南华系、震旦系、寒武系、奥陶系及少量第四系，其中以寒武系发育最为完整，分布最广泛(图1)，且寒武纪第二世~芙蓉世地层以麻栗场断裂为界划分为北西、南东两个地层分区(表1)。无岩浆岩和深变质岩，地质构造以断裂为主，以北北东–北东走向逆断裂较发育，多倾向南东，少部分倾向南东东。褶皱简单，走向北东，多为直立水平开阔褶皱。
Table 1. Division of the Cambrian strata in Heku area
表1. 禾库地区寒武纪地层划分
3. 典型矿床(点)地质特征
本次研究重点调研的铅锌矿床(点)分别为：麻栗场断裂西侧的石花铅锌矿点、杉木冲铅锌矿点、水源寨铅锌矿床及嗅脑铅锌矿床，主要赋矿层位为清虚洞组中段(Є2q2)的藻灰岩，其次为清虚洞组上段(Є2q3)的砂屑灰岩、云质灰岩；麻栗场断裂东侧的排龙铅锌矿点、小哨铅矿点、小卡铅矿点及红岩锌矿点，前三者赋矿层位为清虚洞组上段(Є2q3)的白云岩，红岩矿点赋矿层位为敖溪组(Є3a)白云岩。选取了代表性矿床(点)描述其地质特征，具体如下：
1-第四系；2-奥陶系；3-寒武系娄山关组；4-寒武系比条组；5-寒武系车夫组；6-寒武系高台组；7-寒武系敖溪组；8-寒武系清虚洞组；9-寒武系石牌组；10-寒武系牛蹄塘组；11-震旦系和南华系；12-青白口系；13-断裂；14-铅锌矿床；15-铅锌矿点；16-城镇地名
Figure 1. Geological map of Heku area in Hunan
图1. 湖南禾库地区地质简图
3.1. 嗅脑铅锌矿床
位于水田坝–野牛塘背斜南东翼，水源–粑粑寨断裂与吉卫–盘石断裂之间，两条断裂均为NE走向。区内次级断层、节理、裂隙及挤压、扭曲、层间剥离等构造均很发育，并常为矿化富集之良好容矿构造。含矿层主要为清虚洞组中段(Є2q2)厚层藻灰岩，其次为清虚洞组上段(Є2q3)砂屑灰岩及云质灰岩。矿化带呈似层状顺层产出，长大于1000 m，宽为30~40 m，厚度一般为14 m。结合野外观察以及前人采矿痕迹可知，矿体主要为透镜状、囊状等，大小不一，整体呈顺层分布(图2(a))，连续性较好，次为脉状(图2(b))。主矿体走向北东，倾向北西，倾角19˚~21˚，平均厚3.88 m，最多可达6层。
(a) 囊状矿体，花斑状闪锌矿化顺层分布，矿体形态呈囊状；(b) 脉状矿体，闪锌矿呈不规则脉状，切穿层理分布
Figure 2. Ore body characteristics of the Xiunao Pb-Zn deposit
图2. 嗅脑铅锌矿床矿体特征
矿石矿物以闪锌矿为主，少量方铅矿，脉石矿物主要为方解石，次为白云石。平均品位Pb为0.26%；Zn为2.71%。矿石具碎裂结构(图3(a))、自形–半自形粒状结构(图3(b))、交代结构(图3(c))、包含结构(图3(c))等。矿石构造以花斑状(图3(d))、斑脉状(图3(e))为主，次为细脉状(图3(f))。围岩蚀变主要为方解石化和白云石化，少量硅化，具弱褪色化。
(a) 碎裂结构，闪锌矿颗粒破碎后被碳酸盐岩充填，颗粒可拼贴；(b) 方铅矿半自形粒状结构，见黑色三角孔；(c) 闪锌矿包含、交代黄铁矿；(d) 花斑状构造，闪锌矿呈浸染状分布于方解石斑块状中或周围；(e) 斑脉状构造，闪锌矿呈细脉状分布于方解石斑块与围岩接触部位；(f) 细脉状构造
Figure 3. Photographs showing the textures and structures of the ores from the Xiunao Pb-Zn deposit
图3. 嗅脑铅锌矿床矿石组构特征
3.2. 小哨铅矿点
该矿点为新发现铅矿点，位于工作区北东部排龙村一带，分布于麻栗场断层SE盘，雅酉–排龙背斜南东翼。见铅锌矿(化)体顺层状产于清虚洞组上段(Є2q3)下部深灰色薄厚层纹层状砂屑白云岩中。在董哨村附近见一探槽(图4(a))，从山脚向山顶延伸，白云岩中见透镜状破碎带顺层分布，由细网脉状白云石胶结白云岩角砾，角砾大小3~5 mm，呈次棱角状–次圆状，角砾具可拼贴性，具明显热液成矿特征。方铅矿呈稀疏浸染状分布，粒径3~8 mm，多分布于白云石脉中或其边部，矿化部位围岩较为坚硬，具弱硅化，褐铁矿化及溶蚀孔洞较为发育(图4(b))。矿(化)体走向北东，倾向南东，倾角约18˚，呈似层状产出。沿矿化体北东方向大本村西侧见一老硐，硐壁见有浸染状方铅矿分布在顺层破碎带中(图4(c))。破碎带内角砾为白云岩，呈棱角状，具可拼贴性，大小0.5 × 2 cm~5 × 8 cm，胶结物为白云石呈网脉状，方铅矿化即产于白云石中(图4(d))。综上所述，小哨矿点矿体呈透镜状顺层分布，走向北东，倾向南东，倾角9˚~12˚，长100~300 m，厚1~2 m。矿化以方铅矿为主，Pb品位为0.96%~3.14%，次为闪锌矿，均呈浸染状分布于白云石中或其边缘。矿石具它形粒状结构、交代残余状结构，浸染状、网脉状、角砾状构造(图4(b)、图4(d))。围岩蚀变主要为白云石化及少量硅化(图4(b)、图4(d))。
(a) (b) 矿化点人工探槽及铅锌矿化，闪锌矿多已被氧化呈黄褐色，方铅矿呈自形晶，粒径5~8 mm；(c) (d)老硐中产于层内破碎带中的矿体，矿体厚度约1 m，未见底
Figure 4. Photographs showing the characteristics of the Xiaoshao Pb ore spot
图4. 小哨铅矿点矿化特征
3.3. 红岩锌矿点
本点位于麻栗场断裂SE盘，分布于雅酉–排龙背斜南东翼。含矿层为敖溪组上部(Є3a)砂屑云岩(图5(f))。见两处矿化露头，矿化以深色闪锌矿为主，产于不规则白云石斑块(图5(a)、图5(b))或网脉状白云石(图5(d)、图5(e))中，矿化部位围岩多较为破碎。根据两处矿化露头推测，红岩矿点矿体呈透镜状顺层产出，连续性差，走向北东，倾向南东，倾角约10˚~16˚，长约200 m，厚1~3 m，Zn品位为1.21%~2.64%。矿化以闪锌矿为主，矿石具浸染状、网脉状、角砾状构造(图5(a)、图5(b)、图5(d)、图5(e))。围岩蚀变为白云石化、弱硅化。
(a) (b) 地表斑脉状闪锌矿化露头；(c) (d) (e) 老硐处角砾状闪锌矿化露头；(f) 矿体下部敖溪组白云岩露头
Figure 5. Photographs showing the characteristics of the Hongyan Zn ore spot
图5. 红岩锌矿点矿化特征
4. 成矿规律
4.1. 时间分布规律
前人对湘西–鄂西–黔东地区产于碳酸盐岩地层中的铅锌矿做过定年工作(表2)，结果表明赋存于震旦系陡山沱组白云岩中的铅锌矿成矿年龄约为506~490 Ma；赋存于震旦系灯影组白云岩中的铅锌矿成矿年龄约为410 Ma；赋存于寒武系清虚洞组藻灰岩中的铅锌矿成矿年龄约为483~466 Ma和422~410 Ma；赋存于寒武系敖溪组白云岩中的铅锌矿成矿年龄约为480~470 Ma；赋存于奥陶系南津关组白云岩中的铅锌矿成矿年龄约为372~379 Ma。不同赋矿层位铅锌矿成矿年龄存在差异，说明区域成矿作用具有多期，但所有成矿年龄均小于赋矿地层年龄，矿床为后生成因，与MVT矿床相似。
加里东运动是湘西、黔东地区一次重要的成矿事件，本次统计的铅锌矿床形成年龄均为加里东期。其中清虚洞组中的铅锌矿可能存在两阶段成矿(483~466 Ma和422~410 Ma)，敖溪组中的铅锌矿成矿年龄(480~470 Ma)与清虚洞组早阶段成矿年龄一致。因此推测，禾库地区麻栗场断裂两侧的铅锌矿均形成与加里东期，不同矿床(点)成矿年龄可能存在差异。
4.2. 空间分布规律
研究区内铅锌矿床(点)的分布是受地层层位和构造作用共同控制的结果。麻栗场断裂西侧矿化以锌为主，次为铅。垂向上，矿体主要产于清虚洞组中段的藻灰岩中，矿化多产于溶蚀孔洞和裂隙发育部位。平面上，矿床(点)均位于清虚洞组藻灰岩出露部位，矿床的分布与藻灰岩的展布方向以及断裂走向均一致，呈北东方向，这是由于藻灰岩的分布受同生断裂的控制，同生断裂在成矿期又有可能为导矿构造。麻栗场断裂东侧产于清虚洞组上段白云岩中的铅锌矿床(点)紧邻麻栗场断裂分布，呈北东向展布，这是因为清虚洞期麻栗场断裂东侧为台地前缘斜坡相，并未沉积形成藻灰岩，而是沉积了一套纹层状含砂屑细–泥晶白云岩，受力易形成层间破碎成为矿质沉淀的有利场所，在此过程中，麻栗场断裂起到了沟通深部地层的作用，是流体由下至上运移的通道，具体配矿构造可能还包含其次级构造。
Table 2. Metallogenic age of Pb-Zn deposits in carbonate rocks in western Hubei-western Hunan-eastern Guizhou area
表2. 鄂西–湘西–黔东地区碳酸盐岩中铅锌矿成矿时代统计表
5. 找矿标志
找矿标志是指在找矿过程中，能直接或间接指示矿产存在或可能存在的一种找矿方法。通过对禾库地区铅锌矿床(点)细致的野外调研，总结了其找矿标志。
1) 岩相、岩性标志
在麻栗场断裂西侧，早寒武世晚期碳酸盐台地边缘滩—藻礁相是找矿最重要的岩相带，藻礁亚相是主要的控矿岩相，其规模大小通常与矿化富集呈正相关关系。藻灰岩则是主要的控矿岩性微相，因此，藻灰岩发育地带是找矿主要的岩相岩性标志。在麻栗场断裂东侧，中寒武世早期的台前斜坡相是控矿相带，因此，具“角砾化”的变形纹理粉–细晶白云岩是对找矿最有利的岩性标志。
2) 构造标志
研究区内北东向深大断裂沉积期控制了岩相的分布，成矿期为含矿流体由深部向浅部运移，提供了通道。因此，北东向断裂发育的地区，是找矿的有利地带。北东向、近南北向断裂及其次级断层，为研究区铅锌矿床的配矿(或散矿)构造，与矿体的产出部位关系密切。赋矿岩层内部裂隙系统或“角砾化”发育部位，是矿化富集最有利的构造部位。
3) 围岩蚀变标志
研究区围岩蚀变类型主要为方解石化和白云石化，次为黄铁矿化，少量硅化，弱褪色化，偶见重晶石化。方解石化、白云石化、重晶石化、黄铁矿化同时出现的复类型围岩蚀变可视为直接找矿标志。多类型蚀变露头抗风化能力差，表面疏松，呈粗砂状。常被少量氧化铁质渲染而呈黄白色，局部褐黄色而易于识别，为较明显的直接找矿标志。
4) 地球化学异常
区内铅锌元素异常的出现，直接与成矿作用有关，是一种最为直观的找矿标志，可通过异常值的大小判断矿体的大体部位，以指导找矿勘查工作。
5) 矿(化)点及采矿遗迹(老硐、废石堆等)
矿(化)点为一种最为直接的、更能反应矿化均匀程度及其品位的找矿标志，也是矿区下步进行重点勘查的对象。同样，采矿遗迹也能对已采矿体进行准确地定位。
6. 结论
1) 禾库地区铅锌矿均赋存于寒武系清虚洞地层中，以矿区中部麻栗场断裂为界，西侧矿化以闪锌矿为主，主要赋矿层位为清虚洞组中段(Є2q2)的藻灰岩，次为清虚洞组上段(Є2q3)的砂屑灰岩、云质灰岩；东侧矿化以方铅矿为主，主要赋矿层位为清虚洞组上段(Є2q3)的白云岩，次为敖溪组(Є3a)白云岩。
2) 研究区矿体主要呈透镜状顺层分布，连续性较差。对比区域铅锌矿成矿时代，本区铅锌矿可能形成于两个阶段，但均属于加里东期。北东向断裂控制为主要控矿因素，其次为虚洞组层间破碎带。
3) 禾库地区北东向断裂及清虚洞组藻灰岩发育部位是成矿最有利地区，硅化、方解石化是主要的找矿蚀变标志，铅、锌异常是地球化学找矿直接标志，此外民采痕迹对研究区这种深覆盖区找矿具有直接指导意义。
致谢
野外工作中得到湖南省地矿局405地质队刘伟副队长、余沛然总工程师、曾健康副总工程师以及余冰、杨兵、张劲松等工程师的热情帮助；审稿人和编辑部提出了宝贵的建设性意见，谨致谢忱！
基金项目
本项目受中国地质调查局整装勘查项目(12120114052201)，中南大学“创新驱动计划”项目(2015CX008)，中南大学博士生自主探索创新项目(2015zzts069)联合资助。
NOTES
*通讯作者。