0 引言

湘西-黔东地区是中国重要铅锌资源战略接续区之一^[1]，在该地区的早古生代碳酸盐岩地层中已发现铅锌矿床(点)200余处^[2-3]。前人对该地区铅锌矿床的成矿流体性质^[4-7]、成矿物质来源^[8-12]、成矿时代^[13-18]以及矿床成因^{[7, 13, 19-22]}等方面均进行过比较深入的研究，多数研究者认为区内的铅锌矿床属于密西西比河谷型(MVT)铅锌矿床。然而以往研究成果主要集中在铅锌成矿作用及矿床成因方面，对铅锌成矿地质条件、找矿模型及成矿预测方面的研究较少，导致从矿床理论研究到指导找矿勘查工作之间存在一定脱节。另外，虽然该地区铅锌矿床(点)分布众多，但仅在湘西花垣矿田分布有几处大型铅锌矿床，经过几十年的开采，花垣铅锌矿田内很多矿山面临保有储量不足的困境；其他地区的铅锌矿床均为中小型矿床或矿(化)点，且多数中小型铅锌矿床如今处于停产状态。目前，湘西-黔东地区铅锌后备资源不足已成为制约该地区经济发展的主要因素之一，如何在该地区寻找与花垣矿田类似的大型铅锌矿床是目前迫切需要解决的问题。

本文在系统研究湘西-黔东地区铅锌矿床地质特征、控矿因素与找矿标志的基础上，构建了区域铅锌矿床地质-地球化学找矿模型。以此模型为基础，综合区内地质和地球化学等找矿信息，开展了基于GIS平台的特征分析法综合信息矿产定量预测研究，圈定找矿远景区，并进行找矿潜力评价，以期为该地区后续铅锌找矿勘查工作部署提供依据。

1 区域地质背景

湘西-黔东地区位于扬子陆块东南缘，南东部跨雪峰山构造带，北西部跨八面山陆内变形带(图 1a)，是华南陆内造山带发育的典型地区。研究区以前寒武纪浅变质基底广泛出露、发育多期次和多层次逆冲推覆构造为特征，构造环境经历了从陆缘向陆内的转变，表明该地区可能经历了多期次造山演化过程^[23-27]。区内不同规模和性质的断裂十分发育，著名的湘黔断裂带横贯全区，总体呈NE和NNE向展布，局部发育近SN向断裂。区内褶皱构造也较发育，大多数褶皱走向与断裂一致。

区内地层划分属于上扬子地层分区，基底为新元古界的浅变质岩系，沉积盖层除上古生界石炭系以及中—新生界侏罗系、古近系、新近系等部分缺失以外，从南华系至第四系均有出露；其中震旦系、寒武系、奥陶系的碳酸盐岩分布广泛，是铅锌矿床最重要的赋矿围岩。区内岩浆岩出露极少，主要有黔东梵净山穹窿的基性火山岩、黔东南地区及雪峰山地区的辉绿岩，以及黔东镇远—凯里地区的钾镁煌斑岩等。

2 典型矿床地质特征

湘西-黔东地区的铅锌矿床在震旦系、寒武系与奥陶系的碳酸盐岩地层中均有分布，但几乎所有的中大型铅锌矿床均赋存于下寒武统内，这些矿床在空间上大致呈NNE向带状展布，包括了湘西花垣李梅、土地坪、大石沟，以及黔东松桃嗅脑，铜仁卜口场、塘边坡和都匀牛角塘等典型铅锌矿床(图 1b)。因此，本文以该地区赋存于下寒武统碳酸盐岩中铅锌矿床为典型矿床的研究对象。

铅锌矿体主要赋存于下寒武统清虚洞组灰岩中，矿体形态主要为层状、似层状和透镜状，次为脉状与网脉状。不同矿体的规模相差较大：较大规模的矿体主要呈层状和似层状赋存于清虚洞组灰白色厚层状藻灰岩中；较小规模的矿体主要呈透镜状、脉状或网脉状赋存于清虚洞组灰白色厚层状亮晶鲕粒灰岩、含碎屑灰岩中。矿石中有用组分以Zn为主，其次为Pb，还有一些伴生的Cd等元素。花垣李梅矿区的矿石品位Zn平均为3.48%，Pb平均为0.22%^[28]；松桃嗅脑铅锌矿床的矿石品位Zn为0.51%~5.71%，Pb为0.58% ~ 1.95%^[29]；铜仁卜口场铅锌矿床的矿石品位Zn平均为2.31%，Pb平均为0.50%^[18]。

矿石类型按氧化程度可以分为原生矿石和氧化矿石，其中氧化矿石品位较低，多数没有工业意义。原生矿石按矿石构造可以分为角砾状、浸染状、胶状、团块状、脉状及网脉状等类型。其中，浸染状矿石是最主要的类型，其次是脉状、网脉状。金属矿物主要为闪锌矿和方铅矿，其次为黄铁矿，以及少量出露在地表的菱锌矿和褐铁矿。非金属矿物主要有方解石、重晶石、萤石、沥青和白云石等。

3 控矿因素

控矿因素一般是指控制矿床形成和分布的各种地质因素，是成矿预测研究的基本内容之一^[30]。湘西-黔东地区的铅锌矿床与岩浆岩无直接关系，其分布与产出明显与地层岩性、岩相和构造有密切联系，主要受这三者的综合控制。

3.1 地层岩性因素

湘西-黔东地区铅锌矿床主要赋存于下寒武统清虚洞组中。根据岩性可将清虚洞组划分为5段^{[4, 10, 31]}，自下而上依次为(图 2)：①条带灰岩段，岩性为深灰色中—薄层状泥质条带灰岩；②泥晶灰岩段，岩性为灰—浅绿色中—厚层状含砂屑泥晶灰岩；③藻灰岩段，岩性为灰白色厚层状藻灰岩、含藻屑砂屑灰岩；④鲕粒灰岩段，岩性为灰白色厚层状亮晶鲕粒灰岩；⑤白云岩段，岩性为灰白色厚层纹层状泥质白云岩。其中，藻灰岩段是铅锌矿床的主要赋矿层位，鲕粒灰岩段是铅锌矿床的次要赋矿层位；通常这类碳酸盐岩具有性质脆、孔隙度大并且渗透率高的特点，为成矿物质沉淀及保存提供了良好的条件。下伏地层为下寒武统石牌组，岩性为中—薄层状泥质粉砂岩、粉砂岩夹岩屑细砂岩，这类砂岩具有一定透水性，可能是成矿流体从深部向赋矿层位运移的通道。上覆地层为中寒武统高台组，以及中—上寒武统娄山关组，岩性为灰白色薄—中层泥质白云岩，以及厚层状细晶白云岩，这类泥质白云岩的透水性较差，形成了良好的“盖层”，使成矿流体不易散失。

湘西-黔东地区这种特定的地层岩性组合与世界上其他典型MVT型铅锌矿床具有一定相似性，如美国Missouri地区的Viburnum铅锌矿带^[32]、爱尔兰中部Navan铅锌矿床^[33]、秘鲁Bongara铅锌矿带^[34]、川滇黔地区会泽铅锌矿床^[35]以及广东凡口铅锌矿床^[36]。这类铅锌矿床矿化的分布与碳酸盐岩和砂岩界面具有一定的关系^[37]，铅锌矿体主要赋存于该界面上部的碳酸盐岩中。总的来说，湘西-黔东地区这种特定的地层岩性组合，即赋矿地层为孔隙度大的藻灰岩，下伏地层为透水性较好的砂岩，上覆地层为透水性较差的泥质白云岩，是该地区铅锌矿床最重要的控矿地层组合。

3.2 岩相因素

湘西-黔东地区下寒武统清虚洞组为典型的封闭型无镶边缓坡型碳酸盐台地，以十分平缓的缓坡与深水陆棚及盆地连接在一起^[38]。清虚洞组发育独特的藻灰岩微晶丘^[39-40]，是该地区铅锌矿床最重要的赋矿地层。汤朝阳等^[41]通过湘西-黔东地区大量实测剖面，结合前人资料进行了地层划分对比及沉积相研究，采用等时面优势相成图法^[42]编制出早寒武纪清虚洞期岩相古地理图(图 3)。研究结果表明，湘西-黔东地区的铅锌矿床主要分布于台地边缘缓坡相带内，包括浅缓坡相、中缓坡相和深缓坡相，可能与该相带岩石的物理化学性质、孔隙度和能干性有密切关系。由此可见，台地边缘缓坡相，尤其是中缓坡相是本区最主要的控矿岩相，与该相带对应的岩石岩性为藻灰岩微晶丘鲕粒灰岩和砾屑灰岩，这类岩石为铅锌矿沉淀提供了良好的容矿空间。

3.3 构造因素

从空间分布看，湘西-黔东地区的铅锌矿床与断裂构造关系密切(图 1b)。铅锌矿床(点)分布于NENNE向断裂附近或不同断裂的交汇部位，受断裂构造控制。如湘西花垣铅锌矿田位于花垣—张家界断裂与松桃—水田断裂之间，黔东嗅脑铅锌矿床位于松桃—水田断裂东侧，黔东铜仁卜口场铅锌矿床位于铜仁—玉屏大断裂西侧，黔东南牛角塘铅锌矿床位于早楼大断裂的西侧等。这些深大断裂在成矿前控制区内对成矿有利的岩相古地理的分布，在成矿期可能为来自深部的富含铅锌的成矿流体提供了运移通道。成矿流体从深部沿深大断裂向上运移至浅部或近地表后，再进入次一级的断裂而发生沉淀，从而形成了似层状、脉状或透镜状的矿体。另外，岩石中由断裂活动所派生或次生的裂隙系统也为成矿提供了良好的容矿空间。如在花垣矿田，碳酸盐岩中裂隙十分发育，沿着这些裂隙常常发育含方解石、闪锌矿的脉状和斑脉状矿体；局部地段由于构造应力挤压形成层间破碎带，从而形成了角砾状矿体。

湘西-黔东地区最主要的控矿褶皱构造是背斜。如湘西花垣矿田位于摩天岭复背斜的北西翼，黔东嗅脑铅锌矿床位于竹子寨—大雅背斜东翼，黔东南牛角塘铅锌矿床位于狮子洞背斜北西翼。背斜的轴部形成了很好的圈闭条件，而在背斜的两翼由于构造应力作用，岩石因脆性变形产生裂隙，这都为富含铅锌的成矿流体保存和沉淀提供了空间。因此，铅锌矿体主要集中分布在背斜轴部、两翼的顺层滑动面、层内的裂隙系统和层内破碎带等。

4 找矿标志

找矿标志是指能够直接或间接指示矿床、矿体存在或可能存在的一切现象与线索，主要包含了地质标志、地球化学标志、地球物理标志、生物标志和人工标志等^[30]。湘西-黔东地区位于大兴安岭—太行山—武陵山巨型梯度带的南段，虽然该重力梯度带与铅锌矿带有一定程度的吻合，但已有研究结果表明该梯度带形成于早白垩世^[43]，与该地区铅锌矿床形成于加里东期^[13-18]的时间不相符。因此，该重力梯度带的形成与铅锌矿床之间无成因上的联系，可能为该地区铅锌矿床成矿后的改造起了一定的作用。该地区植被覆盖严重，遥感找矿信息提取比较困难，对指导找矿效果较差。因此，本文主要对矿产露头、围岩蚀变等地质标志，以及地球化学标志进行总结。

4.1 矿产露头

矿产露头可以直接指示矿产的种类、可能的规模大小、存在的空间位置及产出特征等，是重要的找矿标志之一。由于矿产露头常常在地表经风化作用的改造，根据其改造程度可以分为原生露头和氧化露头。湘西-黔东地区铅锌矿床中的金属硫化物极易受到氧化，如在湘西花垣矿田李梅铅锌矿床中，原生露头较少(图 4a)，多数露头都是氧化露头(图 4b、c、d)，另外，还有极少量的半氧化露头(图 4e、f)。

湘西-黔东地区的原生露头出露一般较小，在少数铅锌矿化点的近地表有零星的出露。氧化露头是原生铅锌矿体经氧化、风化作用改造后，在地表形成的含各种金属氧化物和氢氧化物的帽状堆积物。氧化露头在湘西-黔东地区的多数铅锌矿床中均可少量见到，对于赋存深度较浅的矿体，氧化露头下部就是原生矿体，因此氧化露头是该地区最直接的找矿标志。氧化露头主要呈黄色、褐黄色的土状或蜂窝状(图 4b、c、d)，矿物组成以菱锌矿为主，次为褐铁矿和白铅矿，另外还含有少量的闪锌矿和方铅矿(图 4e、f)。氧化露头形成的菱锌矿体规模较小、品位较低，多数没有工业意义。

氧化露头虽然是湘西-黔东地区最直接的找矿标志，但是该地区地表或赋存较浅的矿基本已采完。因此，在实际的找矿工作中，氧化露头对该地区深部找矿的指示作用比较有限。

4.2 围岩蚀变

由于蚀变围岩分布的范围比矿体大，也比矿体先暴露于地表，因此围岩蚀变可以指示深部矿体的可能存在和分布范围。湘西-黔东地区铅锌矿床主要发育低温热液蚀变，围岩蚀变较强的位置往往铅锌矿化也较强。该地区与铅锌矿床相关的围岩蚀变主要为方解石化，其次是黄铁矿化、重晶石化、沥青化，还有少量的萤石化、白云石化和褪色化。

方解石化  是湘西-黔东地区铅锌矿床最为普遍的蚀变类型(图 5a、b、c、d、e)。除黔东南地区都匀牛角塘等几个赋存于白云岩中的铅锌矿床以外，区内其他铅锌矿床的方解石化都非常发育。根据方解石与铅锌矿床形成的先后关系可以分为成矿前、成矿期和成矿后。成矿前和成矿后方解石规模较小，大多呈细脉状，成矿前方解石往往分布于灰岩的裂隙面，大多顺层分布，成矿后方解石偶有切穿成矿期方解石脉，但其中无矿化。成矿期方解石是成矿流体与围岩发生强烈的水-岩反应而沉淀，多呈团块状、大脉状、斑脉状，在其分布广泛的地区往往矿化也较强。闪锌矿与成矿期方解石常常紧密共生，闪锌矿常呈浅黄色或深褐色沿团块状方解石的边缘分布(图 5a、b)，或者沿大脉状方解石(图 5c)的两侧分布，或者呈浅黄色斑点状分布于方解石中(图 5d)，有时沿着方解石晶洞边缘分布(图 5e)。

黄铁矿化  在该区分布也较普遍。一部分黄铁矿在沉积成岩期就已经形成，主要呈微细粒状分布于围岩中，与闪锌矿、方铅矿无直接联系。成矿期黄铁矿常呈浸染状与闪锌矿共生(图 5f)，有时呈结晶较好的自形结构分布于方解石中(图 5g)。黄铁矿大量分布的地区往往是铅锌矿较为富集的位置。

重晶石化  在区内较为发育，野外可见呈致密块状的重晶石，常常与方解石共生，在显微镜下可见到粗大的板状集合体或呈不规则的颗粒产出。重晶石与铅锌矿化较密切，闪锌矿常常分布于重晶石的边缘(图 5h)。

沥青化  在湘西花垣矿田、黔东卜口场-塘边坡等铅锌矿床比较发育。成矿前的沥青主要沿灰岩裂隙或缝合线分布(图 5i)，往往无铅锌矿化。一部分沥青与铅锌矿同时产出(图 5j)，通常结晶较好。

萤石化  在花垣矿田李梅、土地坪铅锌矿床较发育，区内其他铅锌矿床也有一定程度的发育，但相对较弱。萤石大多团块状产出，常常与方解石共生，有白色、浅肉红色、紫色等多种颜色(图 5k、l)。萤石属于成矿晚期的蚀变矿物，所以它与铅锌矿化的关系不如方解石密切。

白云石化  主要分布于黔东南牛角塘等几个赋存于白云岩中的铅锌矿床，部分白云石与沥青一同产出(图 5m、n)。

褪色化  在区内不常见，只在少数几个矿区有少量发育(图 5o)。

总的来说，湘西-黔东地区最能指示铅锌矿床存在的围岩蚀变标志是方解石化，其次是黄铁矿化、重晶石化和沥青化。在实际找矿工作中应区分不同形成阶段的方解石，分清哪些是成矿导致的方解石化。

4.3 地球化学异常

地球化学异常可以直接反映变化规律^[44]。铅锌矿床除了与Pb、Zn元素化探异常相关以外，部分其他元素异常也对铅锌矿床具有一定的指示作用。Cd常常与Pb、Zn共生，主要以类质同象替换闪锌矿中的Zn。方解石是该地区常见的脉石矿物，并且方解石化也是重要的近矿围岩蚀变，因此CaO化探异常具有一定的指示意义。Hg是湘西-黔东地区重要的矿种，著名的万山大型汞矿就分布在黔东铜仁地区，并且该类型的汞矿常常与锌矿共生。因此，为了详细刻画湘西-黔东地区铅锌元素矿化富集规律，除了选择Pb、Zn元素进行地球化学异常圈定之外，还选择了与铅锌矿化相关的其他元素，包括Cd、Hg和CaO。

本文所采用的湘西-黔东地区化探数据来源于全国1:20万水系沉积物测量数据。单元素化探异常圈定采用化探数据累积频率值的88%作为异常下限，该地区Pb、Zn、Cd、Hg、CaO化探异常图分别见图 6a—e。另外，本文对上述元素进行R型因子分析^[45-46]，确定了元素共生组合Pb-Zn-Cd主因子，然后利用因子得分圈定了元素组合异常(图 6f)。从湘西-黔东地区地球化学异常图(图 6)中可以看出：

1) Pb、Zn元素异常大致呈NNE向展布，与铅锌矿床(点)匹配程度很高。其中Pb异常主要集中在花垣—吉首—松桃、铜仁—镇远、凯里—都匀这个3个地区，异常的规模很大。Zn异常与Pb异常分布大致相似，但Zn异常在铜仁—镇远地区相较于Pb异常要弱一些。

2) Cd元素异常分布与Pb、Zn异常具有明显的相关性，也同样呈NNE向展布，异常主要集中在花垣南西部、镇远东部以及凯里—都匀一带。

3) Hg元素异常主要集中在铜仁地区，这与该地区的大型汞矿分布具有直接关系，另外还有面积较小的异常分布在花垣、都匀等地区。

4) CaO异常与该地区碳酸盐岩的分布具直接联系，沿NNE向的湘黔断裂带，东南方向为陆棚—盆地相的碎屑岩，西北方向为缓坡—台地相的碳酸盐岩，该异常在一定程度上反映了碳酸盐化的强弱。

5) Pb-Zn-Cd元素组合异常的面积比Pb、Zn、Cd单元素的要小，但是其异常与铅锌矿床(点)的吻合性比较高，这说明组合异常比单元素异常更能准确反映铅锌矿床的位置。Pb-Zn-Cd元素组合异常与Cd单元素异常形态较相似，主要分布在花垣—吉首—铜仁一带、镇远东北部以及凯里—都匀一带。

5 地质-地球化学找矿概念模型

找矿模型是在矿床模式研究的基础上，针对发现某类具体矿床所必须具备的有利地质条件、有效的找矿技术手段及各种直接或间接矿化信息的高度概括和总结^[47]。本文构建的区域找矿模型以文字描述为主，通过对湘西-黔东地区典型矿床地质特征、控矿因素与找矿标志的综合研究分析，构建了该地区铅锌矿床的地质-地球化学找矿概念模型(表 1)。

6 基于GIS的定量预测

矿产资源定量预测及评价一直是国内外数学地球科学研究的重点之一^[48-51]。得益于GIS平台先进的空间数据库管理能力、强大的空间分析能力及数据综合能力，同时大量针对矿产资源定量预测的数学方法和预测模型被引入到GIS平台上，使GIS成为了矿产资源定量预测及评价的重要工具^[52-56]。综合信息矿产预测是在查明矿床成矿地质条件的基础上，综合地质、物探、化探及遥感等不同类型的找矿信息，以计算机技术为定量分析手段，来预测和发现矿床的一种成矿预测方法^[57]。本文在GIS平台上选择了“特征分析法”进行综合信息矿产定量预测，该方法能充分发挥地质人员的经验和知识，同时也具有计算简单、意义明确的特点^[58-60]。

6.1 特征分析法原理

特征分析法实质是矿床模型法，其方法的基础是在相似的地质条件下一般会有相似的矿床产出^[30]。首先通过对典型矿床的控矿变量进行研究；然后确定不同控矿变量对成矿贡献的大小，在此基础上建立所预测类型矿床的定量类比模型；最后对研究区每个预测单元与定量类比模型进行对比计算，即计算出每个预测单元找矿潜力大小，进而圈定找矿远景区。利用特征分析法进行矿产资源定量预测，控矿变量选择的是能够指示矿床存在或可能存在的变量，模型单元选择的是所要预测类型的矿床，并在研究区内具有一定代表性。

特征分析法的计算步骤如下^[58]。

设有m个变量x_j(j=1, 2, …, m)，n个模型单元，第j个变量在第i个单元上的取值为x_ij(i=1, 2, …, n; j=1, 2, …, m)，那么原始数据矩阵为

对每个变量x_j赋予适当的变量权系数a_j(j=1, 2, …, m)，它反映了变量x_j的重要程度。同时对每个单元相应赋予适当的值y_i(i=1, 2, …, n)，称之为单元联系度，它反映了预测单元与模型单元之间的联系紧密程度。

1) 计算变量权系数a_j。特征分析预测模型本质上是一组特征标志的加权线性组合，建立模型的关键是求解变量权系数，本文采用矢量长度法来确定变量权系数。矢量长度法的基本思想是变量与其他变量的关联性越强，变量就越重要。用变量之间的匹配系数作为变量之间关联性的度量指标，即可确定变量两两之间的关联性大小。变量k、j之间的匹配系数计算公式为

式中，r_kj表示第k个变量与第j个变量之间的匹配系数。m个变量两两之间的匹配系数构成如下矩阵：

变量与所有其他变量的匹配数构成了一个m维向量：[r_j1，r_j2，…，r_jm]'，该向量的长度为

a_j反映了变量j与其他变量总的匹配程度，可作为变量j的权系数。

2) 计算n个预测单元的联系度y_i：

3) 对预测单元的找矿潜力进行评价。某个预测单元联系度的值越大，说明该预测单元与模型单元成矿地质条件越相似，那么找矿潜力就越大。因此，计算获得了每个预测单元联系度以后，就可以对整个研究区的找矿潜力进行评价。

6.2 预测变量的选择与赋值

预测变量的选择主要以湘西-黔东地区铅锌矿床控矿因素与找矿标志的分析为基础。由于本文是以该地区地质图作为预测底图，部分找矿标志(如矿产露头、围岩蚀变等)并不能很好地在地质图上显示，因此主要选择了既是该地区的主要控矿因素或找矿标志，又能在地质图上能反映的预测变量，主要有以下几类：

1) 地层岩性变量。该地区铅锌矿床赋存位置严格受地层层位控制，主要赋存于下寒武统清虚洞组，其次为中—上寒武统及奥陶系中，因此选择了下寒武统、中—上寒武统、奥陶系这3个作为预测的地层岩性变量。

2) 构造变量。该地区铅锌矿床的分布与断裂构造相关，断裂构造发育的位置往往矿点也较集中。构造变量选取了断裂缓冲区与断裂等密度两个变量。断裂缓冲区指的是以断裂为中心的几公里范围，反映的是断裂构造对铅锌矿床分布的控制。断裂等密度指的是预测单元格内断裂构造的长度总和，反映的是单元格内断裂构造的复杂程度。

3) 岩相变量。该地区铅锌矿床控矿岩相为台地边缘缓坡相带，以中缓坡相为主，其次为浅缓坡相与深缓坡相。因此选择浅缓坡相、中缓坡相和深缓坡相这3个变量。

4) 化探变量。以能指示该区铅锌矿床分布的化探异常作为标准选择变量。从前述单元素异常特征可知，Pb、Zn、Cd元素异常对铅锌矿床的指示作用较好，Hg元素异常与该区Zn元素异常关系密切，CaO异常在一定程度上反映了碳酸盐岩的分布，故选取Pb、Zn、Cd、Hg和CaO异常作为预测变量。同时，通过因子分析确定的Pb-Zn-Cd元素组合异常与铅锌矿床匹配程度较高，也选择了Pb-Zn-Cd元素组合异常作为预测变量。

预测变量选取后，需要将区域找矿概念模型转换为数学模型。地质模型向数学模型转换主要通过对变量进行赋值，通常将预测变量进行二值化。定性变量的赋值以单元内是否存在该变量为标准，如存在则赋值为“1”，不存在则赋值为“0”，包括地层、岩性及断裂缓冲区等变量。定量变量的赋值首先要计算该变量的统计特征，然后确定该变量能指示矿床产出的最优阈值，最后对于大于阈值的变量赋值为“1”，否则赋值为“0”，主要包括化探异常变量。

6.3 特征分析法预测模型

在综合信息定量预测中，预测模型是根据模型单元内的地质要素与所选择的预测变量之间的函数关系来建立的。因此，模型单元一般选择在研究区内具有较高研究程度及勘查开发程度的矿床。根据湘西-黔东地区的成矿地质背景、矿床地质特征及研究程度，选择了湘西花垣矿田的李梅、土地坪、大石沟铅锌矿床，黔东松桃嗅脑铅锌矿床，黔东铜仁卜口场及黔东南牛角塘铅锌矿床作为特征分析法预测的模型单元。

在MORPAS^[53]软件平台上，以选取的湘西-黔东地区典型铅锌矿床为模型单元基础，利用特征分析法，采用矢量长度法(平方和法)计算预测变量的权系数。权系数的大小实质上反映了该预测变量在指示所预测矿产存在的概率大小，从表 2中湘西-黔东地区特征分析预测变量权系数的排序来看，下寒武统、中缓坡相、Zn化探异常和Pb化探异常的排序比较靠前，说明这些变量是铅锌矿床的主要控矿因素与找矿标志，与该区成矿地质特征是相符的，说明预测结果是可靠的。

6.4 找矿远景区圈定

根据本文已收集的湘西-黔东地区地质资料的精度，采用了2 km×2 km的网格来划分预测单元。预测单元联系度的大小实质上反映了这个预测单元的找矿概率大小，再根据成矿地质条件和矿床分布特征确定合适的阈值就可以圈定不同级别的找矿远景区。利用上述方法计算出每个预测单元联系度的值，作出了湘西-黔东地区铅锌矿床预测单元联系度等值线图(图 7)，再根据该地区成矿地质条件和铅锌矿床(点)的分布情况，选取了预测单元联系度0.70作为阈值，圈定了A级找矿远景区2个(A1、A2)和B级找矿远景区2个(B1、B2)。

6.5 找矿远景区评价

分别对图 7所圈定的各个找矿远景区的成矿地质条件和找矿潜力进行评述：

1) A1找矿远景区。位于花垣—松桃地区，其中包含了花垣矿田的李梅、土地坪、大石沟等一批典型铅锌矿床，是湘西-黔东地区大型铅锌矿床所在地。花垣矿田已开发多年，近几年来在其深部和外围找矿中取得了较大突破，如在花垣—张家界断裂以北的杨家寨、李梅矿床东部的大脑坡等地都发现了隐伏铅锌矿体。值得注意的是，在花垣矿田南西方向的贵州境内，分布有松桃嗅脑、水源寨、排吾等小型矿床或矿化点，但从成矿地质条件上来看，与花垣矿田较类似。黔东松桃嗅脑一带位于张家界—保靖—铜仁断裂与松桃—石阡断裂的交汇部位，下寒武统清虚洞组藻灰岩发育，并且Pb、Zn元素化探异常浓集中心明显，该地区应具有较大找矿潜力。

2) A2找矿远景区。位于都匀—凯里地区，主要是牛角塘富镉铅锌矿床所在地，该区赋矿地层为含藻白云岩，与花垣—铜仁地区铅锌矿床不同。该区位于曼洞大断裂的北西侧，次一级的断裂也很发育，以NE向为主，其次发育NW、近SN和近EW向断裂。从岩相上看，该地区位于台地边缘中缓坡相带内，厚层状的含藻白云岩、含鲕粒白云岩非常发育。同时，该地区除了Pb、Zn元素化探异常以外，有两个Cd元素化探异常浓集中心，分别位于都匀东南部和凯里东部。该地区已有铅锌矿床常常富集Cd元素，有的甚至能形成大型镉矿床(牛角塘铅锌矿床)。因此，该地区是寻找富镉铅锌矿床的有利地区。

3) B1找矿远景区。位于镇远的东北方向，目前尚未有成规模的铅锌矿床开采，分布有关口、竹坪、贡溪等矿化点。该地区位于张家界—保靖—铜仁断裂与芷江—新晃—凯里断裂两大断裂的交汇处，并且从地层和岩相上的分布上看，也是中缓坡相藻灰岩发育的位置。同时，该地区Pb、Zn、Cd元素化探异常，以及Pb-Zn-Cd元素组合化探异常的浓集中心明显，并且多呈三级浓度分带，强度很大。因此，该地区应作为下一步找矿工作的重点区。

4) B2找矿远景区。位于铜仁的南西方向，主要分布有卜口场和塘边坡等铅锌矿床，同时该区也是大型汞矿的矿集区。该地区位于张家界—保靖—铜仁断裂带的北西侧，断裂构造发育，含藻灰岩分布广泛，并且与铜仁—万山古油藏毗邻，沥青比较发育。该地区Pb元素化探异常较强，Zn、Cd元素化探异常稍弱，具有一定的找矿潜力。

7 结论

1) 湘西-黔东地区铅锌矿床受地层岩性、岩相和构造三者的综合控制：特定地层岩性组合，即赋矿地层为孔隙度大的藻灰岩、鲕粒灰岩，下伏地层为透水性较好的砂岩，上覆地层为透水性较差的泥质白云岩；台地边缘缓坡相带，尤其是中缓坡相；区域性断裂构造、背斜褶皱构造以及次生或派生的断裂、裂隙构造系统。

2) 湘西-黔东地区铅锌矿床主要的找矿标志：含菱锌矿或褐铁矿的氧化露头，方解石化、黄铁矿化、重晶石化或沥青化围岩蚀变，Pb、Zn、Cd、CaO、Hg元素化探异常及Pb-Zn-Cd元素组合化探异常。

3) 以构建的湘西-黔东地区铅锌矿床地质-地球化学找矿模型为基础，利用特征分析法在GIS平台上开展了定量预测，圈定了A级找矿远景区2个和B级找矿远景区2个，提出松桃、镇远—铜仁、都匀—凯里地区应作为后续铅锌找矿勘查工作重点区。

致谢: 中国地质大学(武汉)陈建国教授提供了MORPAS软件，湖南省地勘局405队杨绍祥教授级高级工程师、张劲松工程师在野外工作中给予了很大帮助，在此表示衷心的感谢。