湖南首个固体矿产勘查3000m科学深钻选址研究

文一卓,孟雨红,许以明,龚熙珺,李文朝,李立兴,刘建平

(1.湖南省湘南地质勘察院，湖南郴州 423000；
2.中国地质科学院矿产资源研究所，北京 100037；
3.中南大学地球科学与信息物理学院，湖南长沙 410083)

湘南地区位于钦杭成矿带与南岭成矿带的结合部位，成矿地质条件优越，发育一批大型-超大型的有色金属矿床，矿化元素以W、Sn、Cu、Pb、Zn、Mo、Bi等为主，形成了柿竹园、黄沙坪、宝山、芙蓉、香花岭、新田岭、瑶岗仙、白云仙等著名矿田(毛景文等,2011;Mao et al.,2013;王登红等,2014)。湘南地区已探获Sn超100万吨，WO3超230万吨，Pb+Zn约1000万吨，成为我国乃至世界上最为重要的有色金属矿产基地之一(许德如等,2016)。矿床类型主要可分为两类：(1)以宝山、铜山岭等为代表的具有钦杭成矿带特色的铜多金属矿床；
(2)以香花岭、芙蓉等为代表的具有南岭成矿带特色的锡多金属矿床。另外，近年来深部勘查发现在黄沙坪等矿床同时发育斑岩-矽卡岩型铜多金属矿体和矽卡岩型钨锡多金属矿体叠加的现象(雷泽恒等,2010)。两类矿床均与160～150 Ma的中-酸性岩浆活动有关(蒋少涌等,2008;朱金初等,2009;郭春丽等,2013;袁顺达等，2017)，且在空间上密切共生，为南岭地区铜、锡多金属复合成矿系统研究与深部资源探测技术示范的提供了绝佳的天然实验室。

区域重力、磁法和地震探测资料显示研究区成矿岩体埋深约3～5 km①，然而矿床勘查深度仍停留在1500 m以浅，并未完全控制矿体的延深情况，例如宝山铜矿(黄富年等,2015)，因此湘南地区深部(1500～3000 m)具有巨大的深部找矿潜力。2018年国家重点研发项目“钦杭成矿带湘南段铜锡多金属矿产深部探测技术示范”立项获批，项目明确要求：实施单孔3000 m深度科学深钻，验证和完善项目中岩浆热液演化与复合成矿模式、控矿构造体系与深部铜锡矿赋存规律、三维精细化探测与深部矿体定位、深部靶区圈定与资源潜力评价等方面的研究成果，并探索南岭地区复杂地层的深部钻探工艺及方法，实现深部探测技术示范与找矿突破(钦杭成矿带湘南段铜锡多金属矿产深部探测技术示范)。湘南地区矿床众多、地质条件复杂，为达到项目设计的预期目标，实现深部找矿突破，需要在众多矿集区中进行优选。因此需通过对湘南地区各矿集区的成矿地质条件、典型矿床特征及其控矿因素、成矿规律、成矿系列和分带规律等方面的综合分析研究进行谨慎选址。

虽然湘南地区铜多金属和锡多金属成矿潜力巨大，但对这两套成矿系统的成生联系和复合机制缺乏深入认识，深部成矿规律不明，制约了深部找矿工作。本文在前期湘南地区勘探资料综合分析基础上，结合物化探探测成果，以铜锡多金属为目标矿种，以锡多金属、铜多金属2个成矿系统同时间、同空间复合成矿机制及深部找矿为核心，按照“复合成矿→构造控矿→综合探测→靶区圈定→深钻验证”完整链条，开展科学深钻的孔位选址的研究。该钻孔是湖南省内固体矿产勘查领域首个3000 m科学钻探工程，验证的结果对丰富湘南地区有色金属深部成矿理论和指导下一步找矿方向具有重要意义。

湘南坪宝地区位于南岭构造带中段，郴州-茶陵NE向基底构造岩浆岩带与郴州-邵阳NW基底构造岩浆岩带的交汇部位，是南岭地区钨锡钼铋铅锌铜铁锰金银等元素高度浓集的地球化学块体之一(田旭峰和龚述清,2007;许以明等,2007;雷泽恒等,2010;刘邦定等,2015;Li et al.,2016;章勇等,2018;韩润生等,2020;王俊霖等,2020)。区内发现铜锡多金属矿产地30多处，其中大型矿床4处，中型矿床3处，小型矿床3处(许德如等,2016)。矿床在空间分布上具有明显的集群性，主要分布在宝山、大坊、黄沙坪等地。矿床分布与花岗岩关系密切，多产于岩体接触带及其附近(图1)。矿种分布上，北部宝山、大坊以Pb、Zn、Cu、Mo、Bi及Au、Ag等为主，南部黄沙坪以Pb、Zn、W、Sn、Mo、Bi、Fe及Cu、Ag等为主，区内深部具有寻找铜铅锌钨钼铋铁等复合型矿床的潜力(图2)。

图1 湘南地区地质矿产分布图

图2 坪宝地区构造-岩浆岩-矿床分布图

1.1 地层条件

出露地层有上泥盆统至二叠系的浅海相碳酸盐岩夹海陆交互相砂页岩，并以石炭系分布最。下石炭统石磴子组是区内最为有利的赋矿地层，含有较丰富的成矿元素Pb、Zn、Cu，其中Pb平均含量为41.29×10-6，最高为91.8×10-6；
Zn平均含量为145.93×10-6；
Cu平均含量为84.13×10-6；
高出维氏值1～5倍(童潜明,1984;姚军明等,2005)。其次为梓门桥组白云岩，测水组砂页岩中偶有矿体存在。

1.2 构造条件

区内构造发育，在平面上为一系列SN-NNE向的紧密线状褶皱和逆冲断裂组成的向北发散、向南收敛、北宽南窄、向北西微凸的弧形褶断带及一系列NW-NWW向的横断层。倒转背斜轴部的虚脱空间、走向逆冲断裂带及其伴生的次生断裂，特别是断裂构造带中局部产状的弯曲转折端、沿共轭断裂和裂隙组构造追踪部位、“X”形断裂交叉处、“入”形交接处、近SN向和EW西向的两组断裂构成“井”字构造、侵入构造带、断裂构造带与接触带构造的复合部位以及灰岩与砂页岩间的层间滑动破碎带等是矿体赋存和富集的有利空间(图2)。在剖面上，由一系列褶皱倒转褶皱与上陡下缓的逆冲断裂组成叠瓦式推覆构造体系。

1.3 岩浆岩条件

区内岩浆活动强烈，产出110多个小岩株，根据岩体集群分布特征，可将其分为四个呈东西向展布的岩浆岩带，单个岩体多呈浅成相-超浅成相岩脉产出，亦有岩筒、岩豆、岩盘、岩瘤、岩株等(图2)。岩性以中酸性、酸性花岗闪长岩、花岗斑岩、石英斑岩、英安斑岩为主，锆石U-Pb同位素年龄集中在162～155 Ma，属燕山早期侵入体，具多期次活动的特点(伍光英等,2005;姚军明等,2005;路远发等,2006;全铁军等,2012;谢银财等,2013;原垭斌等,2014;Li et al.,2014a,2014b)。岩石化学研究表明，它们是同源同期但不同岩相的产物，来源于硅过饱和、富钾贫钠亲硫性岩浆。其微量元素与地壳酸性岩比较：花岗斑岩、石英斑岩的Cu、Pb、Zn、W、Sn、Mo、Nb、Ta高出几倍至十几倍，是一个Cu、Pb、Zn、W、Sn、Mo的高正异常区；
与华南燕山早期花岗岩比较，花岗斑岩和石英斑岩的Cu、Pb、Zn高出几倍至数十倍，也是一个Cu、Pb、Zn的高正异常区(陈毓川,1983;童潜明,1986)。

1.4 地球物理及地球化学条件

研究区位于炎陵-蓝山重力梯度带的南西部，该梯度带两侧差异较大(秦葆瑚,1984;龚述清,2007)，航磁异常也与布格重力异常对应，地磁异常很多，一般都成群(带)，大小重叠出现，反映与花岗岩的侵位、断裂活动以及矿化蚀变关系密切(唐朝永等,2007;唐朝永和柳凤娟,2010)。区内分布有大面积的组合复杂、范围大、强度高的W、Sn、Pb、Zn、Ag、As水系沉积物异常，并与已知的矿床(点)相对应(唐朝永等,2007;唐朝永和柳凤娟,2010)。区内分布有较大的宝山-黄沙坪、大坊-中和圩Cu、Pb、Zn多金属土壤测量异常带，还有16个重砂综合异常区。矿床中岩石原生晕的元素组合与矿床的主要成矿元素和伴生元素种类是完全一致的。其分布组合存在着明显的原生晕分带规律，即以成矿岩体为中心，自内向外依次为W、Sn、Bi、Mo(Cu、Zn)→Pb、Zn、Ag、Au(Cu、Mo)→Ag、Sb(Pb、Zn)。

2.1 宝山铜多金属矿区

2.1.1 矿床地质特征

宝山矿区矿化元素主要有铜、钼、铅、锌，次为金、银、铁、锰、铋、硫等。其中铜钼主要分布在矿区中部，形成中部铜钼矿床；
铅锌银主要分布在矿区东部、北部、西部，形成了东部铅锌银矿床、北部财神庙铅锌银矿床和西部铅锌银矿床；
铁锰主要分布在矿区的西部地表，金硫及部分银则为伴生矿产。

(1)中部铜钼矿床。宝山中部铜钼矿床主要由钼、铜矽卡岩型多金属矿床组成，主要赋存在宝岭倒转背斜核部的石磴子组灰岩中及正常翼中的矽卡岩和蚀变页岩中(图3)。目前在30～-1100 m标高共圈定矿体60个。其中单铜矿体23个(其中5个主要矿体的走向长50～250 m，倾向延深200～800 m，矿体平均厚度3.46～7.60 m，矿体平均品位Cu 0.68%～1.69%、单钼矿体10个(走向长100 m，视厚度3～12.95 m，矿体平均品位Mo 0.09%～0.55%)、铜钼矿体2个(走向长100 m，视厚度13.97～28.22 m，矿体平均品位Cu 0.51%～0.54%、Mo 0.09%～0.21%)。

图3 宝山矿区169线剖面图

Cu-1矿体:分布在161～169线，有11个见矿钻探工程(立钻)控制，钻孔控制矿体标高为-580～60 m，矿体走向长250 m，倾向延深700 m，矿体沿走向方向未封边，沿倾向延深方向无探矿工程封底控制。矿体真厚度1.24～8.92 m，平均为4.99 m，厚度变化系数为74.14%，厚度较稳定。矿体呈脉状、扁豆状、似层状或透镜状，走向北东，倾向北西，倾角18°～63°，平均45°。矿石有用元素主要为Cu，品位0.50%～1.95%，平均品位Cu 0.92%，品位变化系数为42.51%，品位均匀。本次勘查目标主要针对该铜矿体。

另铅锌矿体25个(其中7个主矿体走向长100～450 m，倾向延深50～650 m，平均厚度1.26～7.04 m，平均品位Pb 3.62%～9.27%、Zn 4.79%～9.20%、Ag 65.17×10-6～384.98×10-6)。矿体呈脉状、透镜状产出，主要矿物为黄铜矿、辉钼矿、方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、自然银等。

(2)东部铅锌银矿床。矿床产于宝岭倒转背斜向东延伸的倒转翼石磴子组灰岩层间破碎带中，受背斜轴面平行的压性破碎构造或劈理构造等裂隙控制。共见到49个铅锌矿体，矿体长20～137 m，倾向延伸60～250 m，矿体平均厚度为1.25～4.33 m，矿体平均品位为Pb+Zn 8.64%～23.95%、银94×10-6～154×10-6。矿化连续性好。矿体则形态复杂，多为不规则的脉状、似层状、囊状、扁豆状或透镜状。矿体常有分支复合、膨胀收缩、尖灭再现等现象。

(3)西部铅锌银矿床。矿体主要产于F21、F0-1及宝岭北倒转向斜层间滑动破碎带中。共有大小铅锌矿体106个，走向长20～750 m，矿体平均厚度0.31～15.53 m，平均品位铅+锌3.92%～41.73%，银48×10-6～220×10-6。主要矿体有3个，即赋存在F21断层破碎带中的1号矿体、赋存在F0-1断层中的0号矿体、赋存在梓门桥组下段白云岩与测水组砂页岩层间滑动破碎带中的2号矿体，如1号矿体走向NNE，长约750 m，平均厚度为2.49 m，平均品位Pb 4.09%、Zn 4.76%、Ag 102.39×10-6。矿体形态主要为脉状及透镜状、扁豆状，矿体规模较小，形态、厚度、品位变化大。

(4)北部财神庙铅锌银矿床。分布于财神庙倒转背斜正常翼(北西翼)石磴子组灰岩中，矿体主要受断裂构造及层间裂隙构造控制。主矿体沿财神庙矿段的F25、F23、F4断裂及沿断裂旁侧的羽状裂隙不连续分布，从而组成了沿主断裂构造分布的矿体群。矿体形态产状变化大，为脉状、扁豆状、透镜体状及串珠状，矿体规模一般较小，走向长20～200 m，矿体平均厚度2.57～5.64 m，矿体平均品位为铅+锌9.77%～14.39%，银109×10-6～134×10-6。

2.1.2 控矿因素

矿区矿化类型主要为岩浆期后高中温热液交代矽卡岩型铜钼多金属矿体和中低温热液裂隙充填交代型铅锌银矿体，矿体的形成和就位，受岩浆岩、地层岩性以及构造多种因素联合控制。矿体主要赋存在岩脉接触带矽卡岩、断裂破碎带、宝岭北倒转向斜(石炭系测水组层间破碎带、测水组砂页岩与梓门桥组白云岩、石磴子组灰岩岩性界面处)、宝岭倒转背斜(核部、倒转翼层间破碎带)中。

(1)岩性对成矿的控制。区内铅锌银矿体赋矿围岩主是石磴子组灰岩、测水组砂页岩和构造角砾岩，其次为梓门桥组白云岩；
而铜钼矿体最主要的赋矿围岩是矽卡岩和测水组砂页岩。

(2)构造对成矿的控制。主要受区域性大断裂产状变化的转折部位、逆冲断裂带及其伴生的次生断裂、成矿前扭性断裂构造及节理裂隙、不同岩性的界面、层间滑动破碎带、层间剥离空间、断裂的交叉部位、岩脉体接触带、断裂构造带与接触带的复合部位、倒转皱褶层间破碎带等因素的控制。如宝岭倒转倾伏背斜、宝岭北倒转向斜、牛心倒转复式背斜、财神庙倒转背斜、杉木岭-桂阳一中倒转向斜；
北东组断裂F109、F21、F0、F1等与成矿关系较密切。

(3)岩浆岩对成矿的控制。致矿岩体主要是形成于燕山早期的钾长石化花岗闪长斑岩，属同熔型中酸性含铜、钼、金、银、铅、锌多金属矿的小岩脉，如隐伏于宝岭倒转背斜中的306号花岗闪长斑岩与成矿关系极为密切。

2.2 黄沙坪铅锌多金属矿床

2.2.1 矿化特征

黄沙坪矿区矿种繁多，包括铅、锌、铜、铁、钨、钼、铋、(锡)、硫、萤石，伴生银及镉、镓、铟、锗、砷等。矿体产于岩体(内)外接触带至围岩的蚀变岩石中，已控制2个磁铁钨钼矿体群(#W1、#W216)和11个铅锌铜矿体群(#1、#2、#3、#580等)，共计500多个矿体。它们在空间分布上，具有围绕岩体从高温热液型→中-低温热液型的半球状分带特征，构成完整的矿化蚀变分带(乔玉生等,2011)。成因类型上属于岩浆期后溶液型矿床，矿床工业类型主要有岩体接触交代(矽卡岩)型磁铁钨钼多金属矿床、充填交代(脉)型铅锌多金属矿床等。

(1)接触交代型磁铁钨钼多金属矿床。该类矿床的矿体多是成群产于岩体接触带的矽卡岩体中(图4)，以东南部隐伏花岗斑岩体顶部和接触带为主，中、北部石英斑岩体的西侧F1断层下盘(底界)隐伏的舌状石英斑岩体顶部(或顶凹)、侧凹内的接触带次之。按矿体类型与岩体的空间关系分为隐伏花岗斑岩接触带的矽卡岩型磁铁钨钼矿体和矽卡岩型铜锌(铅)矿体等。矿石中金属矿物主要有磁铁矿、白钨矿、辉钼矿、黄铜矿、铁闪锌矿，次要的有锡石、辉铋矿、闪锌矿、黄铁矿、磁黄铁矿等。

隐伏花岗斑岩接触带的矽卡岩型磁铁钨钼矿体产于东南部隐伏花岗斑岩体顶部和两侧接触带的矽卡岩中，构成#W216、#W219、#W220等8个矿体群，矿体形似扁豆状、舌状、新月状、环带状等。其中以#W216矿体群规模最大，走向长800 m，宽60～430 m，倾斜延深1000 m，厚度12～338.45 m。

矽卡岩型铜锌(铅)矿体主要产于矿区北西部F1下盘隐伏的舌状石英斑岩顶部或侧凹内外的矽卡岩及紧邻矽卡岩的硅化重结晶灰岩中。矿体成群出现，主要矿体群有#542、#516、#530、#580及少数零散矿体。单个矿体长约50～120 m，延深约-300 m，厚1.20～10.66 m。矿体形态多呈不连续的透镜状、扁豆状或筒柱状。

(2)充填交代型铅锌多金属矿床。主要分布于岩体外接触带的大理岩化灰岩、重结晶灰岩中，矿体多数产于在300 ～-56 m标高的石英斑岩东西两侧，主要受F3断层上盘及其分支断裂、节理裂隙、层间虚脱或层间裂隙控制。已探获大小矿体400多个，矿体呈脉状、似层状、扁豆状、透镜状、不规则状，矿体走向长100～1100 m，矿体平均厚度1.00～8.63 m。矿体成群产出，主矿体群为#1、#2，其中#1矿体群是矿区内最大的矿体群，矿体群走向NNE，走向长约800 m，倾斜延深1100 m，矿体平均厚度4.9 m。矿石中金属矿物主要有闪锌矿、方铅矿、黄铁矿，次有铁闪锌矿、黄铜矿、斑铜矿、磁黄铁矿等。

2.2.2 控矿因素

(1)地层因素。区内控矿地层主要是石炭系石磴子组和测水组。石磴子组岩性主要为中厚层-厚层状致密灰岩夹薄层状炭质泥岩，局部夹含灰质白云岩、薄层状炭质泥质灰岩、炭质灰岩。岩石中CaO含量高，常含MgO和SiO2、Al2O3、铁质、炭质及硫化物等杂质，化学性质活泼，极有利于热液交代作用进行，控矿性较好，形成相关的磁铁钨钼矿体、铅锌银矿体。测水组岩性主要为钙质砂页岩，受岩浆源的热源和物源的影响而发生热液蚀变的共同作用，形成层间矽卡岩型铜矿体。当石磴子组处于背斜轴部，其上又有测水组构成弯状“帽盖”屏蔽时，对成矿更为有利，形成大而富的铅锌多金属矿体。

图4 黄沙坪矿区111线剖面图

(2)构造因素。区内宝岭-观音打座复式倒转背斜与其两翼的F1、F2、F3走向断层，共同控制着区内石英斑岩体的分布、规模、形态及产状岩体，从而间接地控制着区内各类矿体的分布，尤其是F3有数十米的断层破碎带，控制着区内隐伏花岗斑岩及相关的磁铁钨钼矿体的产出。层间褶皱、层间剥离(滑脱)及层间断裂(滑动)等层间构造控制区内相关矿体的分布。岩体接触带中的顶凹、侧凹及舌状构造控制矽卡岩及其相关的矿体，如东南部隐伏花岗斑岩顶部接触带宽缓，形成了厚大的似层状矽卡岩及其间赋存的矽卡岩型磁铁钨钼矿体群。

(3)岩体因素。区内岩体类似于壳源重熔型酸性花岗岩系列的钨、锡、铅、锌多金属成矿小岩体，围绕岩体呈不完整的半环状、带状分布。垂直空间上，从岩体中心向上矿石成分表现为：钨钼矿→磁铁钨钼矿(花岗斑岩)→(铅)铜锌矿、钨钼矿(石英斑岩)→磁铁(钨钼)矿(花岗斑岩)→(铜)铅锌矿(石英斑岩)；
水平空间上，以岩体为中心依次出现磁铁(锡)钨钼矿→锌铅矿→(银)铅锌矿的成矿分带(花岗斑岩)，铁钨钼矿→铜锌(铅)矿→铅锌银矿的成矿分带(石英斑岩)。

(4)围岩蚀变因素。区内热液蚀变种类繁多，分布广泛，与区内各类型矿体的产出有着一定的依存关系。矽卡岩化与磁铁钨钼多金属矿、铜锌(铅)矿体、铜锌(铅)钨钼矿体，层间矽卡岩铜矿体紧密相关；
硅化、碳酸盐化及黄铁矿(磁黄铁矿)化与交代充填型铅锌银矿紧密相关。特定的蚀变与其紧密相关的矿化(体)产出于特定的空间，从而构成一个特定的蚀变-矿化区。

为坪宝地区3000 m科学深钻的选址提供深部地质信息，开展了综合地球物理探测工作。根据前期的人工地震反射成果资料，并在对岩石、矿石各项物性特征差异性研究的基础上，采用广域电磁法、坑道重力、高精度磁测等地球物探手段，获取三维精细化的地球化学信息，结合钻探与开采坑道已控制的浅部地质情况，解译1～3 km岩体、矿体、地层和构造的展布特征，并推断了3～5 km是否有隐伏岩体。

3.1 坪宝地区物性特征

研究区灰岩呈高阻中低极化的物性特征，其电阻率变化范围为146～12807 Ω·m，平均值为4649 Ω·m；
极化率变化范围为0.27%～13.7%，平均值为3.0%。其中石磴子组灰岩呈高阻与相对低极化率的物性特征，其电阻率和极化率的平均值分别为5479 Ω·m、2.5%。炭质、含碳质灰岩的极化率则较高，其中含碳质灰岩呈高阻与高极化的物性特征(平均值分别为5287.9 Ω·m，5%)，炭质灰岩呈中阻高极化特征(平均值分别为3116 Ω·m，5.1%)。

其次矿化灰岩呈现中低阻高极化的物性特征，例如铅锌黄铁矿化灰岩、黄铜黄铁矿灰岩的电阻率与极化率分别为2600 Ω·m，5.2%；
2005 Ω·m，5.0%。白云岩与砂岩呈低阻低极化的物性特征，电阻率与极化率分别为720 Ω·m，0.9%；
825 Ω·m，1.6%。但矿化后的岩石其电阻均有所增高，如黄铁矿化泥质砂岩电阻率与极化率为1430 Ω·m，2.7%；
黄铁矿化白云岩电阻率与极化率为1925 Ω·m，1.4%。黄铁矿化角砾岩电阻率与极化率为中低阻高极化3042 Ω·m，5.8%。

研究区极化率较高为黄铁矿化矽卡岩，极化率达9.7%，但电阻率呈中阻特性为2922 Ω·m。矿体均呈中低阻与高极率的物性特性，例如铜矿体和钼矿体电阻率与极化率为1884 Ω·m，6.0%；
黄铁黄铜矿体电阻率与极化率为1995 Ω·m，5.7%。而岩体如花岗岩则明显呈低阻低极化的物性特征，电阻率与极化率为1029 Ω·m(最大值为4575 Ω·m)，1.3%。

总体上，研究区灰岩呈高阻中极化的物性特征，如果灰岩中含有碳质成分则呈中高阻高极化的物性特征。矿化岩石与矿体均值中高阻高极化的物性特征，并显示出难以与炭质灰岩区分。白云岩与砂岩及花岗岩则明显呈低阻低极化的物性特征，应特别注意的是本区的花岗岩电阻率并不高，最大值也仅4575 Ω·m。

3.2 广域电磁测量

在坪宝地区完成了73 km广域电磁法剖面测量及其数据处理和三维分析、地质解译、反演等工作，基本反映了区内3 km以浅的构造、地层、岩浆岩和矿体分布特点。例如宝山矿床的广域电磁异常带对已控制的矿化蚀变带具有良好的反映，二者延伸方向及产状一致(图5)，推测控岩控矿构造在深部还有较大延伸，至少延伸2～3 km以深，构造规模没有明显的变少趋势。另外基于广域电磁3～5 km的高阻体信息推测其为隐伏花岗岩体，可能是引起浅部矽卡岩型铜多金属矿体的成矿岩体。这与前人人工地震反映出的4～6 km突变界面基本吻合。

图5 宝山矿区200线广域电磁正反演剖面图

3.3 坑道重力测量

在坪宝地区完成了17 km坑道重力测量及其数据处理及反演工作，揭示了区内的深部信息，浅部已知矿体位置与重力成果反映出的成矿位置相对一致，尤其是宝山坑道局部重力与广域电磁法推断的隐伏岩体相吻合，岩体负异常对应于广域电磁高电阻异常。这进一步佐证了广域电磁法对深部隐伏岩体的推断。

4.1 孔位的确定

坪宝地区的黄沙坪矿区和宝山矿区都具备施工3000 m科学深钻的条件，为了更好地完成项目的预期目标，项目研究人员与专家对深钻施工的位置作了详细的分析研究。

黄沙坪铅锌多金属矿区良好的成矿地质条件，区内岩浆活动频繁，构造裂隙发育，赋矿层位广泛，已探明出铅锌矿和钨钼多金属矿等特大型矿床。该矿床在空间上具有明显的分带规律，表现在以成矿岩体为中心，在水平方向、垂直方向的矿产种类、矿床类型、矿物组合类型、矿石结构类型、矿石构造类型等的分带变化规律。目前矿区勘探时在1200 m以下仍然见到有成矿岩体，且岩体周围都有各类矿化，说明其深部还有较大的找矿潜力。但是，区内已知的隐伏花岗斑岩体形态复杂，产状变化大，未知的高侵位隐伏岩体位置在现有勘查技术条件下较难查明，同时赋存于花岗斑岩接触带中的矿体主要是以矽卡岩型铁钨钼矿为主，其矿物组合主要是磁铁矿、白钨矿、辉钼矿、辉铋矿、铁闪锌矿、黄铁矿等为主，而项目主攻矿种是以铜锡为主。

宝山铜多金属矿区成矿条件优良，成矿元素丰富，已发现铜、钼、铅、锌，次为金、银、铁、锰、铋、硫等多而复杂的矿种。矿床类型主要为岩浆期后高中温热液接触交代矽卡岩型铜钼多金属矿床和中低温热液裂隙充填交代型铅锌银矿床。矿体的形成和就位受岩浆岩、地层岩性以及构造多种因素联合控制，矿体形态、产状相对规则，矿体延伸方向可控。尤其在宝山矿区中部，受宝岭倒转背斜核部及断裂破碎带控制的矽卡岩型蚀变矿化带，厚度大，最大厚度超400 m，延深大于700 m，往深部还有较大延伸，同时产出厚大的矽卡岩型铜钼多金属矿体产出，并在深部1500 m附近还见到了7.52 m厚的矽卡岩型铜多金属工业矿体。矿物组合主要是以黄铜矿、辉钼矿、方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、自然银等为主，与项目主攻铜锡矿种基本相符。

综上所述，从见矿可能性、矿床垂向分带规律、矿种组合及前期深部物探成果，综合考虑浅部地质背景、已知矿化延伸及野外施工条件等因素，最后选择在宝山北西部的165剖面线上开展3000 m钻探验证，钻孔编号为ZK16508。同时考虑到避开浅部坑道及地表公路、高压线、建筑物等情况，最终确定钻孔ZK16508的具体位置，其坐标为：X=2849421.273，Y=38370202.246，H=332.0 m(图6，7)。

图6 宝山ZK16508科学深钻设计孔位示意图

图7 宝山ZK16508科学深钻施工中剖面图

4.2 ZK16508孔预期目标

宝山矿区165线施工的科学深钻ZK16508孔预期目标主要有2个：①验证中深部的矿化蚀变带的是否延深，以及厚度变化情况？铜多金属矿化的强度如何？能否见到较大厚度的铜多金属矿体？根据1500 m以浅已经控制的矿化蚀变带的规模及其往深部的延伸趋势分析，该矿化蚀变带至少可以延深2000 m以深，或许还会出现蚀变增强的可能，只是其产状有会所变缓或变陡的可能。设计孔深约在1760～1840 m间会揭露到矿化蚀变带。②在 3000 m 附近能否见到深部隐伏岩体，在岩体内外接触带中是否蚀变带或矿化体。根据本次广域电磁测量、坑道重力测量及前人人工地震资料初步推断区内深部3～5 km可能有隐伏岩体或突变界面等成果分析，在宝山矿区深部3000 m附近见到隐伏岩体的存在较大可能性，关键在于寻找到岩体高侵位的准确位置。矿区内矽卡型Cu-Mo矿化中心主要位于159～175剖面线之间，深部可能存在高侵位的岩体，设计孔深约在2500～3000 m间见到隐伏的高侵位花岗岩体及其接触蚀变带。

(1)湘南坪宝地区发育多处与花岗岩成因关系密切的Cu-Sn多金属矿床，是开展深部探测的有利部位。

(2)根据坪宝地区物性特征、广域电磁测量和坑道重力测量解译结果，认为区域控岩控矿构造在深部至少有3～5 km的延伸，且广域电磁法异常对浅部矿化蚀变构造带具有良好的反映，矿化蚀变构造带向深部具有较好延深趋势。

(3)综合见矿可能性、矿床垂向分带规律、矿种组合及前期深部物探成果，结合浅部地质背景、已知矿化延伸及野外施工条件等因素，选择在宝山铜多金属矿区北西部的165剖面线上开展3000 m钻探验证。

[注 释]

① 湖南省湘南地质勘察院. 2016. 湖南省桂阳-郴州矿集区找矿预测报告[M].

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