湖南省主要成矿作用与矿床成矿系列

湖南省主要成矿作用与矿床成矿系列唐分配;安江华;李大江;邓蕾;付胜云【摘要】湖南省地处扬子与华夏陆块结合部,构造活动强烈,矿产资源丰富.主要成矿作用有沉积、岩浆热液与热卤水3种类型.省内地层分布广泛,从中元古界至第四系均有出露,沉积类型较多样,伴随着沉积作用形成了丰富的铁、锰、铜、镍、钼、钒、石膏、芒硝、石盐、煤等沉积型矿床.全省构造运动复杂,岩浆活动强烈,有色金属矿床大都与中性-酸性侵入岩及浅成斑岩有关,且同时代不同地区、同地区不同时代、同地区同时代不同岩石类型和不同岩石特征的岩体其成矿作用不同.与热卤水有关的成矿作用主要分布于雪峰隆起区及两侧,矿化以锑、金为主,另有铅锌、汞等.笔者在深入分析成矿作用与矿产特征的基础上,依据陈毓川等(2006)划分的“全国矿床成矿系列”,将全省矿产资源划分为10个矿床成矿系列,20个亚系列,并归并为3个系列组.其中,与沉积作用有关的矿床成矿系列组合划分了5个成矿系列,13个亚系列;与岩浆作用有关的,划分了3个成矿系列,4个亚系列;与热卤水作用有关,划分了2个成矿系列,3个亚系列.该划分方案基本涵盖了省内目前已发现的主要金属与非金属矿产,可为地质找矿“按图索骥”提供依据,将对全省找矿部署起着十分积极的指导作用.【期刊名称】《矿床地质》【年(卷),期】2015(034)006【总页数】15页(P1255-1269)【关键词】地质学;矿床成矿系列;沉积成矿作用;岩浆成矿作用;热卤水成矿作用;湖南省【作者】唐分配;安江华;李大江;邓蕾;付胜云【作者单位】湖南省地质调查院,湖南长沙410116;湖南省地质调查院,湖南长沙410116;湖南省地质调查院,湖南长沙410116;湖南省地质调查院,湖南长沙410116;湖南省地质调查院,湖南长沙410116【正文语种】中文【中图分类】P612自程裕淇、陈毓川等发表“三论"矿床成矿系列以来(程裕淇等，1979;1983;陈毓川等，2006)，矿床成矿系列的概念引起了广大地质工作者的广泛关注。

湖南省地质同仁也对全省矿床成矿系列进行了较多的研究工作，提出了多种划分方案(崔彬等，2002;何建泽，1994;1995;李庆生，2001，徐惠长等，2003;曾昭健，1993)，对全省地勘工作部署起到了一定的指导作用，但其研究大多局限于某一特定地区，范围相对较小，或者只是针对某一类矿产，代表性尚有欠缺。

随着成矿年代学的发展，测年数据不断增多(王登红等，2014)，测试精度越来越高，对成矿时代的认识也有改变，矿床成矿系列也就有了重新厘定的必要。

在刚完成的湖南省矿产资源潜力评价工作中，虽然对全省钨锡等21个矿种开展了成矿规律研究，并在陈毓川等(2007)和蒋中和等(2001)前人工作基础上，将全省划分为10个矿床成矿系列与13个成矿亚系列，但该划分方案拘泥于与全国成矿系列的归并、套合，空间命名与省内结合不够，影响了其在省内的实际应用。

2013年以来，启动了矿产地质志的研编工作，成矿规律是其中非常重要的研究内容。

本次研究从成矿作用入手，依据成矿作用发生的地质背景、作用范围及形成的矿床组合，涵盖全矿种，同时，参考了《中国成矿体系与区域成矿评价》书中的划分方法，充分考虑了华南或者更大范围的构造背景，将湖南省矿床成矿系列划分为10个成矿系列，20个亚系列。

这一划分方案，基本反映了全省矿产资源的时空分布规律，为地质找矿“按图索骥"提供了依据，对全省找矿部署，特别是开展成矿系列理论指导下的“缺位找矿"有着积极的指导意义。

1.1 沉积作用与矿产特征湖南省地层广泛出露，发育较全，从中元古界至第四系均有。

大部分地层层序完整、出露良好、化石丰富，加之在古生代扬子和华南两个海域的交界处，横向变化明显，沉积类型多样，沉积矿产丰富并在各时代地层中都有分布(表1)。

其中，青白口系中已知有锰、铁、磷、铜、水云母黏土等矿产，但目前只发现少量铜矿床;南华纪、震旦纪沉积类型较为齐全，蕴藏有铁、锰、磷等重要矿产，储量丰富;早古生代沉积的主要矿产有重晶石、钒、铀。

镍、钼、石煤、锰等，尤以早寒武世含有多种成矿元素的黑色页岩建造最为重要;晚古生代沉积有多种重要矿产，煤、石灰岩、白云岩、石膏、硅石、海泡土、铝土矿、耐火黏土等非金属矿产价值最大，铁、锰、硫、磷等矿产也具有一定的工业价值。

中生代煤矿的工业价值仅次于晚古生代，探明储量可占全省煤矿总储量的12.6%，但矿床规模多为小型;石膏矿探明储量虽然仅占全省石膏总储量的8.6%，但被广泛开采利用;白垩系上统的砂岩铜矿虽然规模不大(占全省铜储量的11.51%)，但有特色，主要分布于沅麻盆地东部及衡阳盆地中南部。

古近纪是湖南省最重要的盐类矿产成矿期，在衡阳和澧县盆地蒸发岩膏盐建造中赋存有岩盐、芒硝、石膏等矿产;第四纪表生作用在沅江流域与洞庭湖区形成砂金矿、金刚石砂矿、独居石砂矿等;在湘南则有砂锡矿、堆积型锰矿及离子吸附型稀土元素矿等。

1.2 岩浆作用与矿产特征湖南省构造运动复杂，岩浆活动强烈，中性-酸性侵入岩及浅成斑岩出露面积大、分布广，岩石类型多，随侵入时代的不同，矿化强度、矿产种类等均不尽相同。

其中:(1)晚三叠世花岗岩类岩体有少量的W、Sn矿化，如沩山岩体。

中侏罗世花岗岩类及浅成中性-酸性斑岩是湖南特别是湘南地区重要的成矿岩体，有以W为主包括Sn、Bi、Mo、Nb、Ta和Cu、Mo、Pb、Zn、Au、Ag等2个成矿组合。

晚侏罗世花岗岩类及中性-酸性斑岩也是湘南地区重要成矿岩浆岩，成矿以Sn为主，包括W、Mo、Nb、Ta、Rb及REE等成矿作用，稀有、稀土元素矿化以岩体矿化为主。

早白垩世花岗岩类岩体主要有Sn、Nb、Ta、Be、Li等矿化，以岩体型矿化为主，晚白垩世的上堡花岗岩体有稀有金属、硫铁矿化;界牌岭地区酸性斑岩有Pb、Zn矿化，深部有含铍条纹岩及锡矿化等。

(2)与成矿作用有关的中性-酸性侵入岩体及浅成斑岩多属半隐伏-隐伏状态，顶面多凹凸不平，产状倾角较缓。

(3)成矿岩体形成于造山晚期或造山期后拉张阶段，均属被动就位方式，岩体界线绝大多数横切或斜切沉积(变质)地层和褶皱、断层线。

(4)与成矿有关的花岗岩体及中-酸性斑岩以侵入钙-镁质围岩中者，矿化类型更多、规模更大。

(5)与铅、锌、铜、金、银等矿产有关的中性-酸性侵入岩及浅成斑岩多为同熔型，物质成分大部分来源于地幔，如宝山、水口山、铜山岭等岩体，岩性以花岗闪长岩为主。

与锡(钨、钼、铋)有关的中性-酸性侵入岩及浅成斑岩以“A"型为主，有部分幔源或下地壳物质加入，为壳幔物质混合而成，如骑田岭、千里山等岩体。

与钨、铌、钽、稀有金属等矿有关的中性-酸性侵入岩及浅成斑岩则以S型为主，为重熔型，物质成分主要来源于上地壳，如瑶岗仙、川口等岩体。

1.3 热卤水作用与矿产特征湖南省内雪峰古陆为江南隆起西南段，是扬子、华夏板块在湖南境内的深部结合带(饶家荣等，2012)，可能存在一个巨大的地热异常区。

在地热驱动下，区内的天水、深部岩层水与部分岩浆水混合，循环萃取岩层中的矿物质，形成含矿热卤水并沿深大断裂运移，形成了省内独具特色的金、锑、钨、铅锌矿床，并常常发育矿化分带。

(1)矿床受一定的层位控制，一般产于海侵海退层位之间，主要岩性为碳酸盐类岩石。

含矿层位及岩石类型主要有:元古界变质岩，上震旦统陡山沱组底部白云岩，下寒武统清虚洞组—下奥陶统底部灰岩、白云岩，中泥盆统棋梓桥组灰岩、白云岩及上泥盆统佘田桥组硅化灰岩等。

(2)古老的武陵-雪峰隆起区内主要有金、锑矿床及钨矿床，西北侧是产于震旦系、寒武系碳酸盐岩地层中的铅、锌、汞矿床，东南侧上古生界碳酸盐岩中则发育锑、铅锌矿。

(3)热卤水型矿床主要受长期活动的大断裂带控制，赋矿岩层内往往发育着比较复杂的断裂构造。

矿床成矿系列是在一定地质构造单元和一定地质构造阶段内，与一定地质、成矿作用有关，在不同成矿阶段(期)和不同地质构造部位形成的不同矿种，不同类型，并具有成因联系的矿床组合(陈毓川等，2006)。

湖南省矿产资源可划分为10个矿床成矿系列，20个亚系列，并归并为3个矿床成矿系列组合(表2)。

2.1 与沉积作用有关的矿床成矿系列组合2.1.1 与第四纪表生地质作用有关的Mn(Fe)、砂金、金刚石、独居石、离子吸附型REE、高岭土、砖瓦黏土、砂石矿成矿系列第四纪地壳不均匀升降，风化、剥蚀、搬运、沉积作用强烈，形成的矿产资源较为丰富，但零散分布。

可归为3个亚系列(图1):(1)湘南地区花岗岩风化壳中的离子吸附型REE高岭土矿床成矿亚系列湘南地区燕山期花岗岩出露广泛，原岩稀土元素含量较高，经风化淋滤，在风化壳中形成离子吸附型稀土元素矿床，如姑婆山稀土元素矿等。

部分风化形成高岭土矿床，如界牌高岭土矿。

(2)邵阳-永州-桂阳地区与风化淋滤作用有关的Mn(Fe)矿床矿亚系列邵阳、永州、桂阳等地，二叠系含锰建造分布广泛，形成风化淋滤型与堆积型Mn(Fe)矿床，如东湘桥锰矿。

在蓝山县等地，中泥盆统棋梓桥组含有Fe、Mn、Pb、Zn元素，当风化淋滤速率与地壳上升速度一致时，形成黑土型(PbZn)Mn(Fe)矿床，如毛俊、太坪铁锰矿。

(3)沅江-洞庭湖流域砂金、金刚石、独居石矿床成矿亚系列该亚系列矿床受物源、构造、地貌共同控制，分布于水流速度变缓的地段。

独居石矿床分布于桃花山、望湘、幕阜山岩体附近，主要矿床有三朗堰独居石矿、新墙河独居石矿等。

砂金矿主要分布于资江、汨罗江下游汇入洞庭湖的地区，如桃源金矿、谢林港金矿、汨罗江金矿。

金刚石砂矿主要分布于沅江下游，主要有丁家港金刚石矿。

砂矿特别是砂金、独居石矿床在其他地区也有分布，如河路口独居石矿，溆浦砂金矿，本次只圈定主要分布范围。

2.1.2 与晚三叠世—古近纪陆相沉积有关的煤、铜、石膏、芒硝、石盐、石灰岩矿床成矿系列中三叠世印支运动之后，全省进入中新生代暴露剥蚀与陆相沉积为主的新阶段，在山间湖泊中形成了煤、铜、石膏、芒硝、石盐、石灰岩等一系列矿床。

包括3个亚系列:(1)衡阳-洞庭湖盆地白垩纪—古近纪陆相蒸发沉积的石膏、芒硝-石盐矿床成矿亚系列晚白垩世，芒硝和纤维状石膏在长-平、株洲、湘潭、醴-攸、茶-永等断陷盆地均有分布，为较局限半咸水浅水湖泊沉积。

古新世，咸水湖硫酸盐沉积以湘中邵东和澧县伍家峪最发育，形成石膏矿床。

咸水湖复合硫酸盐氯化物沉积分布在衡阳茶山坳和澧县盐井，形成石膏、钙芒硝、岩盐矿床。

衡阳茶山拗一带湖泊沉积，纵向上可分下硫酸盐带、氯化物硫酸盐混合带、上硫酸盐带。

(2)沅麻、衡阳盆地白垩纪河湖三角洲沉积的Cu矿床成矿亚系列晚白垩世早期，沅麻、衡阳盆地的河湖三角洲局部形成砂岩型铜矿，推测铜的来源分别与相邻的马底驿组含铜建造与大义山多金属矿的风化剥蚀有关。