二、地质概况
（一）地层及其含矿性
湘西-鄂西地区出露太古宙—新生代地层，是我国开展新元古代—早古生代地层和早期生物演化研究的理想地区。该区具有以新太古代—古元古代变质杂岩系结晶基底和中、新元古代变质沉积-火山岩系过渡性基底（褶皱基底）及新元古界—中三叠统海相沉积盖层和上三叠统—新生界陆相沉积盖层构成的“双基双盖”结构（刘浩等，2014）。
区内含矿层位多，涉及的矿种有Cu、Pb-Zn、Hg、Ag-V、Fe、Mn、重晶石、毒重石、磷、高岭土、煤（石煤）等。含铜地层包括神农架群、板溪群马底驿组、峡东三叠系巴东组以及湘西白垩系红层；含铅锌矿的最老地层为震旦系陡山沱组，最新层位为三叠系嘉陵江组（大巴山东段），其中以陡山沱组、灯影组和清虚洞组为主，其次为敖溪组、娄山关组和南津关组，具有自本区南部和北部向中部含矿层位变新的趋势；银钒矿主要赋存于鄂西地区陡山沱组和牛蹄塘组中，镍钼钒多金属矿和重晶石矿主要赋存于牛蹄塘组中；磷矿主要产于陡山沱组中，其次为灯影组和牛蹄塘组，属于新元古代—早寒武世成磷事件的产物，该次成磷事件在扬子陆块形成两条著名的成矿带，即湘鄂黔成矿带和湘赣成矿带，前者是我国最重要的磷成矿带（叶连俊等，1990）；铁矿主要产于上泥盆统黄家磴组、写经寺组和南华系江口组，是我国“宁乡式”铁矿和“江口式”铁矿主要分布地区，此外，神农架群矿石山组白云岩底部含铁岩系，可形成矿床，如九冲小型赤铁矿床。沉积型锰矿主要产于南华系大塘坡组，另在震旦系陡山沱组、金家洞组和中奥陶统中局部锰质富集成矿；陡山沱组和牛蹄塘组是区内石煤的主要赋矿层位，煤和高岭土则主要赋存于二叠系梁山组和龙潭组中。
（二）岩浆岩与矿产
本区中-酸性侵入岩主要出露于黄陵穹隆核部，其次见于成矿带南部雪峰山地区；基性-超基性侵入岩见于黄陵背斜核部、神农架背斜核部和雪峰造山带（为江南造山带西段），多呈岩脉、岩墙群产出。
黄岭背斜核部出露的中酸性岩呈岩基状产出，面积约970km2，是华南新元古代花岗岩的典型代表，形成时代为832～740Ma（马大铨等，2002；凌文黎等，2006）。
雪峰造山带侵入岩类型复杂多样，主要有侏罗纪二长花岗岩、石英斑岩脉，志留纪和三叠纪花岗岩、二长花岗岩以及志留纪花岗闪长岩等。其中，白马山岩体为区内规模最大的复式岩体，出露面积约1600km2，主要由黑云母花岗闪长岩-黑云母二长花岗岩和二云母二长花岗岩构成。黑云母花岗闪长岩-黑云母二长花岗岩主要形成于印支晚期，年龄为209～205Ma；二云母花岗岩形成于177Ma（陈卫锋等，2007）。
基性侵入岩见于黄陵、神农架和雪峰山地区。岩性主要为辉长岩、辉绿岩和辉绿玢岩，多呈顺层侵入的岩席或岩墙产出，一般宽30～100m，长几千米至几十千米不等，形成时代为788～747Ma（李志昌等，2002；曾雯等，2005；Wang et al，2008），这些基性岩浆活动可能与罗迪尼亚（Rodinia）超大陆的裂解有关。
本区北部大巴山东段早古生代地层中普遍发育基性侵入岩、火山岩和少量超基性岩。岩脉宽十米至百余米、长数百米至数千米不等，呈北西-南东向展布，向西至陕西紫阳、岚皋，往东达湖北房县北部；岩脉多呈顺层侵入或小角度切割地层，主要岩性为细粒角闪辉石岩、细—中粒角闪辉石岩、辉绿岩、辉长岩和正长闪长岩。受区域变质作用的影响，岩体不同程度地发生褶皱及片理化，并显示与围岩协调的构造变形，其片理方向与区域面理一致。形成时代为439～431Ma（张成立等，2002，2007；邹先武等，2011；曹亮等，2015），属早志留世早期。
区内火山岩集中分布于中元古界神农架群、新元古界冷家溪群中。南华纪—早古生代和晚二叠世地层中也有零星分布，主要岩性为凝灰岩、凝灰质砂岩。
除黄陵地区发现与超基性岩有关的铬铁矿（化）点外，区内岩浆岩中还没有发现成型的具有工业价值的金属矿产，但局部地区岩浆活动过程中形成的流体可能参与了部分矿产的形成或者提供了成矿物质和成矿流体驱动力，如铲子坪金矿的形成显示有岩浆热液的参与（曹亮等，2015），圈椅埫钾长花岗岩的侵位可能为黄陵地区的金矿形成提供了热动力，使含金热液的形成和流动成为可能。
在相邻地区，如黔东镇远钾镁煌斑岩-金伯利岩中含原生金刚石，在成矿带北部青峰断裂带附近的基性-超其性岩中产含钛磁铁矿，局部见铂钯多金属矿（化）点。
（三）变质作用与成矿
本区经历了中—新元古代区域变质作用，使前南华系普遍遭受区域变质。除黄陵背斜核部出露少量中-高级变质岩外，其他大部分区域变质程度总体较低，变质矿物共生组合以绢云母-绿泥石为主，变质相主要为低绿片岩相，形成千枚岩、板岩、变质砂岩、变质砾岩、石英岩、大理岩及变质火山岩等浅变质岩石。中-高级变质岩主要岩石类型有片岩类、粒岩类、片麻岩类、斜长角闪岩类、石英岩类、大理岩及钙硅酸盐岩类。此外，还有少量呈透镜状产出的麻粒岩和榴线英岩。
区域变质型矿产主要有石墨矿、石榴石矿、矽线石矿、透灰石矿等。同时，变质作用产生的流体对雪峰山地区和黄陵地区金矿以及神农架地区铜矿的形成可能起到了一定的作用。
（四）构造与成矿
本区位于扬子陆块中段，北部以襄（樊）-广（济）断裂带为界与秦岭造山带相接，东南部以安化-溆浦-四堡断裂带为界与华南褶皱带相邻，西部大致以齐岳山断裂带为界与四川盆地相邻，东邻江汉-洞庭盆地（图2-2）。自太古宙以来，该区曾经历过多次构造运动，以晋宁（武陵）、广西（加里东）运动、印支-燕山运动表现最为强烈，形成了一系列构造形迹。
据基底特征、盖层沉积建造及其变形特征，将该区划分为中扬子陆块和雪峰造山带两个构造单元，二者以张家界-保靖（麻栗场）-铜仁断裂带为界。中扬子陆块以阳日断裂带、天阳坪-监利断裂带和花垣-张家界断裂带为界，自北往南可进一步划分为龙门山-大巴山前陆褶冲带、神农架-黄陵隆起和八面山陆内变形带3个次级构造单元（图2-2）：龙门山-大巴山前陆褶冲变形带以断面倾向北、走向近东西的逆冲构造变形为特征；神农架-黄陵隆起以出露太古宙—中元古代基底和新元古代黄花岗岩类为特征，后期构造变形弱，中新生代经历多次隆升（徐大良等，2013）；八面山陆内变形带自南而北区域构造线总体走向呈NNE—NE—NEE向“S”形展布，平面构造线组合形态呈现南部平行、北部逐渐收缩紧闭的弧形褶皱带，形成醒目的隔槽式褶皱，总体显示由南东向北西的逆冲推覆特征，东南部变形比北西部强（南华纪以来，该区经历了被动大陆边缘、前陆盆地和陆内变形3个主要演化阶段）。
图2-2 湘西-鄂西地区大地构造分区图
雪峰造山带为江南造山带的西段，近十几年来，认为江南造山带变质基底的形成和演化是Rodinia超大陆裂解后的不同陆块（如扬子陆块、华夏陆块等）的大陆边缘沉积，经830～780Ma之晋宁运动碰撞造山，进而构成新元古代中—晚期扬子古陆新的增生大陆边缘（Li et al，2003；Li et al，2003；Wang et al，2003；周金城等，2008；王自强等，2012）。
在多次构造运动作用下，该区形成了由隆-坳相间及断褶带组成的复杂地质构造景观。褶皱构造按构造层可划分为基底褶皱（晋宁期）和盖层褶皱（印支期—燕山期）两种类型，以印支期和燕山期褶皱最为发育。基底褶皱形态具有紧闭、同斜甚至倒转的特征，叠加褶皱普遍。前加里东期基底褶皱主要为东西向，次为南北向、北东向；印支期—燕山期盖层褶皱，在湘鄂交界地区以北东—北北东向为主，隔槽式褶皱发育，而在北部地区则以近东西向褶皱为主。区内断裂构造以北东、东西、北西走向为主（图2-3），局部发育近南北向断裂。区域性大断裂具多期活动特征，常形成宽度较大的断层角砾岩带和与之平行的一系列次级断裂。