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湖南基礎地質調查研究進展與戰略性礦產找礦淺議

2024-01-26 13:50陳迪孟德保
國土資源導刊 2023年4期
關鍵詞:湖南

陳迪 孟德保

引用格式:陳迪,孟德保.湖南基礎地質調查研究進展與戰略性礦產找礦淺議[J].國土資源導刊,2023,20(04):37-49.

Reference format:Chen Di, Meng Debao.A brief discussion on research progress in basic geological survey and strategic mineral exploration in Hunan province[J].Land & Resources Herald,2023,20(04):37-49.

摘 要:按新一輪找礦突破戰略行動的要求和部署,湖南省積極推動關鍵礦產資源的找礦勘查工作,力圖在行動中多找礦、找大礦、找好礦,為湖南地質事業高質量發展增光添彩。本文結合湖南省基礎地質調查情況,梳理了湖南構造格架、結晶基底、重要塊體邊界特征、關鍵地質體與成礦建造等相關領域的研究進展;結合國家級戰略礦產資源名錄和湖南省提出的12種戰略性礦產資源(Sb、W、Sn、Au、REE、Li、Nb、Ta、Mn、重晶石、螢石、優質硅石),以湖南省的成礦背景、成礦條件和優勢礦產分布特征為基礎,建議在已有工作的基礎上進一步加強關鍵成礦區帶地層系統、巖漿系統、構造系統研究,完善和深化成礦理論,指導開展礦產資源的選區評價工作,提供潛力巨大的找礦遠景區,為國家新一輪戰略性礦產找礦行動的有關部署提供線索、找礦方向和理論依據。以湖南省地質勘查基金為依托,優選靶區并部署一批戰略礦產的調查評價、勘查項目,實現關鍵礦產資源的增儲上產,為我國解決“卡脖子”資源的難題貢獻湖南力量。

關鍵詞:基礎地質;關鍵礦產;找礦行動;湖南

中圖分類號:P56? ? ? ? ? ?文獻標志碼:A? ? ? ? ? ?文章編號:1672-5603(2023)04-37-13

A Brief Discussion on Research Progress in Basic

Geological Survey and Strategic Mineral Exploration

in Hunan Province

Chen Di, Meng Debao

(Hunan Institute of Geological Survey,Changsha Hunan 410114)

Abstract: In accordance with the requirements and deployment of the new round of breakthrough strategic action for mineral exploration, Hunan province actively promotes the prospecting and exploration of key mineral resources, in order to find more, larger, and better minerals in the new round of breakthrough strategic action for mineral exploration, and to add luster, storage, and production to Hunan's mineral province. This article, based on the basic geological survey of Hunan province, summarizes the research progress in related fields such as the tectonic framework, crystalline basement, important block boundary characteristics, key geological bodies, and mineralization construction in Hunan Province; Based on the national strategic mineral resources directory and the 12 strategic mineral resources proposed by our province (Sb, W, Sn, Au, REE, Li, Nb, Ta, Mn, Barite, Fluorite, and high-quality Silica), and based on our province's mineralization background, mineralization conditions, and distribution characteristics of advantageous minerals, it is recommended to further strengthen the research on the stratigraphic system, magmatic system, and structural system of key mineralization zones on the basis of existing work, and improve and deepen the mineralization theory, Guide the selection and evaluation of mineral resources, provide potential prospecting prospects, and provide clues, directions, and theoretical basis for the deployment of the new round of national strategic mineral exploration actions; Relying on the Hunan Provincial Geological Exploration Fund, we will select target areas and deploy a batch of strategic mineral survey and exploration projects to increase reserves and production of key mineral resources, contributing Hunan's efforts to solving the problem of "bottleneck" resources in China.

Keywords: basic geology; key mineral resources; ore-prospecting strategic actions;Hunan province

0 引言

近年來,全球貿易摩擦、地緣政治沖突加劇,全球產業鏈面臨嚴重沖擊,持續倒逼我國初級產品的安全供給。因此,我國將確保能源資源安全作為維護國家安全能力的重要內容,提出要大力提升能源資源安全保障能力,加強重要能源、礦產資源國內勘探開發和增儲上產[1],全面啟動新一輪戰略性礦產國內找礦行動?!缎乱惠喺业V突破戰略行動》是2021年3月12日公布的“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要之一,擬在加強戰略性礦產資源規劃管控,提升儲備安全保障能力,實施新一輪找礦突破戰略行動。2022年10月黨的二十大報告指出,“加強重點領域安全能力建設,確保糧食、能源資源、重要產業鏈供應鏈安全”。2022年12月中央經濟工作會議指出,“加強重要能源、礦產資源國內勘探開發和增儲上產”。2022年10月2日,習近平總書記回信勉勵山東省地礦局第六地質大隊全體地質工作者,希望他們在新一輪找礦突破戰略行動中發揮更大作用,奮力書寫“英雄地質隊”新篇章。習近平總書記的重要回信,不僅是寫給山東省地礦局第六地質大隊全體地質工作者的,也是寫給全國地質工作者的,我們都是收信人?;匦懦浞煮w現了黨中央對國家能源資源安全一以貫之的高度重視,以及對全國地質工作者的關心和信任?;匦啪駷橥七M礦產資源勘查開發指明了方向,增強了地質人實現找礦突破的信心和動力[2]。

礦產資源是經濟社會發展的重要物質基礎,礦產資源勘查開發事關國計民生和國家安全。我國既是礦產資源生產大國,也是礦產資源消費大國,但礦產資源的供應結構性矛盾突出,戰略性礦產資源勘探開發力度不夠,尤其是鋰、鎳、鈷等新能源礦產對外依存度較高。與此同時,國內礦產勘查市場萎縮、礦產勘查開發活力不足、礦產勘查開發管理政策創新不夠、科技支撐不足等問題也成為礦產資源管理領域的堵點難點[3]。湖南省作為我國礦產資源最為豐富的省份之一,經過多年的礦業發展及礦政改革,礦業經濟曾一度健康、高速發展。近年來因地勘行業低迷,投入減少導致找礦成果不顯著,礦業經濟發展遇到階段性的瓶頸,面臨找礦空間縮小、找礦難度加大、市場主體不活躍、外部環境有待優化等問題[3]。本文在新一輪戰略性找礦行動的背景下,結合湖南基礎地質調查的現狀及進展,以及湖南資源稟賦和“十四五”規劃以來找礦突破取得的明顯成效,優勢礦產增儲上產,全省圈定找礦靶區60處以上,新增礦產地30處以上(優勢礦產基本實現探采平衡的目標)[4],探討湖南省基礎地質調查工作的部署及開展關鍵礦產資源的勘查找礦工作,為實施新一輪找礦突破戰略行動發揮基礎地質調查研究的基礎性、公益性作用,更好服務湖南省地勘經濟高質量發展。

1 湖南構造格架

湖南地處揚子陸塊與華夏陸塊兩大地質單元的結合部位,整體上屬華南板塊,其地史發展演化漫長,地層發育齊全,構造復雜,巖漿活動強烈。湖南省地層分布廣泛,約占全省面積的91.7%,發育較全,從新元古界至第四系均有出露,各系大部分層序完整、出露良好、化石豐富。侵入巖出露于中東南部廣大地區,地表出露面積約17 544 km2,占全省面積的8.30%;火山巖分布于武陵山東南側廣大地區,地表出露面積僅76 km2,占湖南巖漿巖出露總面積的0.43%。在地質時代上,新元古代—古近紀均有不同程度的巖漿活動,其中以侏羅紀至白堊紀巖漿活動最為強烈,此時期也是湖南最主要的金屬成礦時期。

依據地球物理、剛性塊體邊界、沉積層序和沉積物組成差異等特征,饒家榮等[5]以川口至雙牌一線為界,將華南板塊劃分為揚子陸塊和華夏陸塊。揚子陸塊在湖南境內部分進一步劃分為湘北斷褶帶(八面山陸緣盆地)、雪峰構造帶(江南新元古代造山帶)、桂湘早古生代陸緣沉降帶以及洞庭盆地;華夏陸塊在湖南境內部分進一步劃分為粵湘贛早古生代沉陷帶、云開晚古生代沉陷帶,二者以茶陵至郴州大斷裂為界(圖1)。

揚子陸塊和華夏陸塊在湖南的具體分界線一直存在爭議,尤其是該結合帶的南東邊界[6-9]。近年通過幔源巖漿巖石學、大地電磁測深、布格重力異常、航磁ΔT異常以及小波多尺度分析等手段,提出揚子、華夏古陸塊晉寧期俯沖碰撞拼接帶在深部的位置,其北西邊界大致在湖南大圍山—溈山—城步—廣西河池一線,這是揚子大陸板塊邊緣古島弧與贛湘桂中間華南多島洋及湘東古火山半島的碰撞對接帶;南東邊界大致在江山—紹興—新余—萍鄉—衡東—雙牌—桂林—柳州一線,這是華夏地塊與中間華南“多島洋”及湘東古火山海島的對接帶[10]。

湖南省褶皺主要為基底褶皺、蓋層褶皺和陸相盆地沉積褶皺(圖2)?;遵薨櫺纬捎谖淞赀\動和加里東運動,卷入地層為冷家溪群、板溪群至下古生界,褶皺一般變形強烈、形態緊閉,并同時形成劈理和發生區域淺變質。蓋層褶皺主要形成印支期和燕山期,蓋層褶皺的形成與印支運動、燕山運動密切相關,卷入地層為上古生界至中三疊統,褶皺形態平緩,局部因斷裂作用巖層較陡。

湖南省的逆斷裂主要形成于武陵期、加里東期、印支晚期至早燕山期;雪峰期至早古生代同沉積斷裂、晚燕山至喜馬拉雅期形成正斷裂;發育NE—NNE向、NW向、EW向走滑斷裂等。武陵期逆斷裂形成于武陵運動,與同期褶皺相伴發育于武陵構造層的冷家溪群中。加里東期逆斷裂主要發育于江南斷裂帶(保靖—慈利—臨湘)以南東的前泥盆紀地層中。印支運動和早燕山運動中形成了大量蓋層褶皺,同時形成了大量與褶皺同走向逆斷裂。雪峰期至早古生代同沉積斷裂在加里東運動、印支運動和早燕山運動中因強烈的陸內擠壓變形、擠壓縮短與褶皺隆升之后,因重力失衡于隆起帶側翼產生伸展滑動而形成正斷裂。湖南由NNE向和NW向主干斷裂組成的網狀斷裂系統是中生代最為醒目的構造行跡,其中常德至安仁、郴州至邵陽等兩條NW向深大斷裂在中生代構造活動中具明顯的左行走滑特征。NW向常德至安仁斷裂是一條長期活動的隱伏斷裂,為一傾向北東、深達上地幔的巨型線性低密度構造弱化帶[11],沿斷裂帶重力水平梯級帶急陡,顯示一系列圈閉良好的重力低值呈北西—南東向線性排列,該斷裂有明顯控巖、控礦特征[12],具有重要的構造意義。

2 基礎地質調查進展

據不完全統計,截止目前湖南省完成1:5萬區域地質礦產調查93 363 km2,285個圖幅(圖1),占全省圖幅的56.52%;完成1∶25萬區域地質礦產調查231 924 km2,14個圖幅,省境內全覆蓋;完成1∶5萬礦產遠景調查面積54 319 km2,124個圖幅,占全省圖幅的49.15%;完成1∶5萬區域重力調查面積5 455 km2,13個圖幅,占全省圖幅的3%;完成1∶5萬遙感地質調查與解譯面積62 158 km2,136個圖幅,占全省圖幅的29%。航磁、航放、航電、區域地球化學調查完成情況如表所示(表1)。從全國來看,上一輪找礦突破戰略行動中,我國重點成礦區帶1∶5萬區域地質調查圖幅完成62%,1∶5萬地質礦產調查圖幅完成52%[3],數據顯示,湖南省1∶5萬基礎地質礦產調查低于國家在重點成礦區帶的完成情況。2008—2018年間,湖南省在國家級南嶺成礦帶、欽杭成礦帶、湘西一鄂西成礦帶、洞庭湖區開展1∶5萬區域地質礦產調查項目14個,完成圖幅58個,在鉛鋅礦、金礦、煤炭、鐵礦、錳礦等方面取得階段性的找礦突破。

2008年中國地質調查局啟動新一代全國區域地質志編寫,將過去幾十年來取得的豐富地質調查、地球物理、地球化學資料進行綜合研究和集成,使之系統化、規律化和理論化。湖南省地質調查院[10]2017年完成中國區域地質志(湖南志)的修編,該成果在1988年版湖南省區域地質志的基礎上,結合目前區域地質調查、礦產勘査和專題研究的新資料、新成果,全面、系統地總結了湖南省區域地層、沉積巖和沉積作用、火山巖與火山作用、侵人巖與巖漿作用、變質巖與變質作用、巖石圈結構構造、地質構造、第四紀地質與地貌、區域地質發展史等方面取得的進展與成果,是湖南省目前最為系統和權威的基礎地質調查成果資料。湖南地質近百年的發展過程中,曾創造性地提出“地洼說”,成為我國乃至世界大地構造理論主要流派,首次在世界范圍內成功實施花崗巖地區“單元—超單元填圖方法”及首次開展湖南省地層多重劃分對比等工作,充分發揮了基礎地質工作在經濟社會發展中的基礎性、先行性、保障性作用[13]。

3 主要地質體與成礦建造

湖南省青白口紀—南華紀相繼經歷了武陵期活動大陸邊緣盆地和雪峰期—南華紀裂谷盆地演化過程;震旦紀—志留紀相繼經歷了被動大陸邊緣盆地(震旦紀—早奧陶世)、前陸盆地(中奧陶世—志留紀中期)以及陸內造山(志留紀晚期)等演化;加里東運動整體上升成陸之后,省境泥盆紀—中三疊世再次沉降進入陸表海盆地演化階段;中三疊世末的印支運動導致基底滑移,中侏羅世的燕山運動致湖南省進入中新生代暴露剝蝕與陸相沉積為主的地質新階段,燕山運動在印支運動基礎之上基底滑移得到加強,斷裂褶皺普遍發生,發生多期構造運動和巖漿活動以及形成大規模內生金屬礦產。其各階段地質體特征分布情況如圖所示(圖3)。

3.1 中元古代至青白口紀階段

湖南省中—上元古界是省內出露最老的地層,主要分布于上揚子地層分區,少量分布于華夏陸塊(圖3a),于湘東北瀏陽文家市一帶發現一套高綠片巖—低角閃巖相變質巖系,為一套深水—半深水復理石濁流沉積序列和以拉斑玄武巖—玄武質科馬提巖—變輝綠玄武巖—石英角斑巖—變流紋巖為主組成的陸源碎屑火山巖組合。中元古界屬活動型地層相,構成揚子古大陸(湖南部分)變質褶皺基底,上元古界屬穩定—次穩定型地層相,為揚子古大陸的第一個沉積蓋層。瀏陽文家市一帶發育的蛇綠巖套殘片[14]代表了華南洋的洋殼和遠洋沉積層,南橋N—MORB特性的玄武巖可能為沿古俯沖帶分布的洋殼殘片[15],顯示該時期揚子陸塊東南緣為活動陸緣盆地。武陵期省境華南造山帶缺乏地表物質記錄,推測屬華夏陸塊北西側陸緣盆地。青白口紀為裂谷盆地演化階段,構造古地理格局總體自北西往南東海水變深,即為濱?!獪\海陸棚—次深海斜坡—深海盆地沉積,期間發生雪峰運動,湘西北地區構造抬升并發生剝蝕[10,16]。

新元古代淺變質巖系的含金建造多為斜坡—盆地相、深水—較深水、遠源—中源的濁流沉積,其火山活動為其提供了豐富的Au、Sb元素,為后期成礦提供了部分成礦物質;青白口紀橫路沖組底部夾似層狀、透鏡體狀赤鐵礦層。板溪群內紫紅、灰綠色條帶狀板巖、鈣質板巖、絹云母板巖夾大理巖中發育銅、錳、鐵等礦產。

3.2 南華紀至志留紀階段

南華紀—志留紀相繼經歷了被動大陸邊緣盆地(南華紀—早奧陶世)、前陸盆地(中奧陶世—志留紀中期)以及陸內造山(志留紀晚期)等演化過程,該時期形成的沉積巖廣泛分布于揚子陸塊和華夏陸塊(圖3b)。南華紀—早奧陶世揚子陸塊轉為被動大陸邊緣盆地,從北西往南東水體變深,為淺海陸棚或臺地—斜坡—盆地沉積。中奧陶世—晚奧陶世屬前陸盆地早期階段,古地理格局和沉積總體面貌與先期被動大陸邊緣相同。志留紀早、中期屬前陸盆地晚期階段,城步—新化—湘潭一線以東、東南抬升并遭剝蝕,該線西北水體自南東向北西逐漸變淺為前陸盆地沉積[10-16]。

南華紀發育江口式沉積變質型鐵礦,其長安組及富祿組中海相與海洋冰川混合堆積的雜礫、含礫泥質沉積為金、銻、鐵礦賦存層位,大塘坡組黑色炭質頁巖、炭質粉砂質頁巖及碳酸錳礦沉積為鉛、鋅、銀重要礦源層[17];震旦紀金家洞組深灰色炭質頁巖中富含磷;寒武紀牛蹄塘組黑色炭質粉砂質板巖、炭質板巖、薄層硅質巖中富含釩,牛蹄塘組及清虛洞組藻礁灰巖、藻屑灰巖、含藻砂屑灰巖中富鉛、鋅等成礦建造。

3.3 泥盆紀至中三疊世階段

泥盆紀—中三疊世揚子陸塊進入陸表海盆地演化階段,廣泛發育碳酸鹽巖和濱淺海陸源碎屑沉積,中三疊世早期印支運動萌發,沉積盆地逐漸萎縮,中三疊世晚期發生印支運動,揚子陸塊整體抬升成陸遭受剝蝕,構造運動造成構造變形和大規?;◢徺|巖漿活動。加里東運動后,湖南境內進入穩定的淺海沉積階段,從泥盆紀海侵至中三疊世海退形成一個巨型沉積旋回,沉積巖主要分布在下揚子和華夏陸塊(圖3c),沉積巖的分布以泥盆系最廣泛,二疊系次之[10-16]。

泥盆紀—中三疊世省境沉降進入陸表海盆地演化階段,廣泛發育碳酸鹽巖和濱淺海陸源碎屑沉積,相帶分異明顯,并形成較豐富的煤、鐵、錳等沉積礦產。泥盆紀歐家沖組、岳麓山組砂巖、粉砂質頁巖夾石英砂巖是鐵礦的主要富集層位;煤礦賦存于石炭紀測水組、二疊紀梁山組和龍潭組中;二疊紀小江邊組、孤峰組中與海侵相關的沉積巖中富含錳。湘中及湘東南坳陷區內二疊紀龍潭組以濱岸瀉湖—沼澤相沉積為主,形成的泥頁巖區域產出穩定,地球化學、儲集性能等方面的特征表明在該地區龍潭組中勘探頁巖氣具較好的前景[18]。

3.4 晚三疊世至侏羅紀階段

中三疊世印支運動之后,省境進入中新生代暴露剝蝕與陸相沉積為主的地質新階段,并發生多期構造運動和巖漿活動,同時伴隨大規模內生金屬成礦作用。晚三疊世中期—中侏羅世早期,在沅陵、麻陽、靖州、永州、石門、湘中等地擠壓體制下形成陸相含煤盆地。根據基底性質、沉積建造特征及地層發育程度,在洪江、溆浦大斷裂及益陽—長沙以北的上揚子地層區,其沉積盆地多具繼承性,地層發育不全,以陸相為主,與先期地層多為平行不整合接觸;洪江、溆浦大斷裂及益陽—長沙一線以南,宜章—郴州—耒陽一帶以北的湘中地層區,沉積以印支隆起帶重新沉降而形成的新生沉積盆地為沉積特征,地層發育較全,以淡化瀉湖型的含煤建造沉積為主[10-16](圖3d)。

晚三疊世至侏羅紀階段的沉積礦產主要為煤礦,該時期形成的煤礦主要賦存在三疊系、侏羅系的礫巖、砂巖或粉砂巖、泥巖及煤層組成韻律巖層中,主要分布在郴州、衡陽、湘潭、株洲等地,零陵、懷化、桑植、石門等地有零星分布。

3.5 白堊紀至第三紀階段

自晚侏羅世以來,隨著太平洋板塊俯沖的增強,中國東部進入了環太平洋陸緣構造域的發展階段。在俯沖誘發的深部熱對流作用下,在湖南省武陵山以東地區在內的整個中國東部,形成一系列伸展塹壘式斷陷盆地,沉積了一套厚度巨大的紅色復陸屑式建造(圖3e)。該時期沉積盆地在充填物的建造組合上,以巖屑砂巖(雜砂巖)—長石砂巖(雜砂巖)組合最發育。在沉積相帶配置上,以洪積扇、干三角洲及三角洲等相帶極為發育為特征。從沉積建造看,上部為雜色泥巖—蒸發巖建造,中部為火山巖—雜陸屑建造,下部為雜色泥質—復陸屑建造[19-20]。在株洲地區晚白堊世戴家坪組下部砂礫巖夾砂巖中發現一批恐龍骨骼化石,經初步研究有霸王龍、劍齒龍等,黃樂清等[21]2018年提出在氣候干旱少雨、植被稀少的古環境中,地震、滑坡、洪積等一系列局部性突發的地質事件直接導致了株洲天元地區生態環境的惡化致恐龍死亡。

白堊紀紅層盆地中神皇山組紫紅色泥質粉砂巖、粉砂巖、泥巖及車江組灰白、棕紅色長石石英砂巖、粉砂巖中發育沉積型的銅礦;戴家坪組紫紅色泥巖、粉砂質泥巖夾灰綠色泥巖、粉砂巖和少量細砂巖及古近系紫紅、棕紅、灰綠、黃綠色泥巖、粉砂質泥巖中發育巖鹽、芒硝礦、石膏等礦產。

3.6 洞庭沉積盆地

洞庭盆地的范圍主要根據白堊紀、古近紀斷陷盆地的沉積分布區厘定。其西邊界為石門、興隆街一線,南邊界為興隆街、益陽一線,東邊界為望城、公田一線,北邊界為岳陽縣、大通湖、梅田湖一線,總體展布方向為NWW向。因疊加第四紀斷陷沉降,地表主要為第四系河、湖沉積覆蓋。在上新世末期、中更新世中期,盆地斷陷沉降并接受河、湖相沉積,盆地邊緣及盆內隆起區脈動式抬升而形成多級河流階地。早更新世早期,沉積物以湖相沉積為特點。至中更新世,沉積類型為濱、湖、河交替,晚期發生構造反轉,洞庭盆地及周緣整體抬升,沉積中斷并遭受剝蝕,同時由于濕熱化作用使第四紀沉積表層粘土網紋化。晚更新世晚期(距今4×104 a左右)洞庭盆地再度沉降接受沉積,晚更新世末,全球性氣候變冷,洞庭盆地遭受剝蝕。全新世以來,洞庭盆地拗陷沉降,氣候則轉為盛冰期以后的暖期,洞庭湖為過流型湖泊,以河流相沉積環境為主。地層沉積最大厚度為334.05 m。洞庭湖盆在早更新世、中更新世發展演化動力來源于地幔上隆引發中地殼蠕移及上地殼的塌陷,中更新世晚期、全新世盆地拗陷受深部物質蠕移運動的彈性回返與板塊尺度的物質運動及擠壓作用控制[10-16]。

洞庭盆地劃分為江漢—洞庭成礦區,其主要富集的礦產及找礦方向為石膏、鹽類、石油、天然氣等。

3.7 巖漿巖

湖南巖漿巖的巖石類型較為齊全,從超基性巖到基性、中性及酸性巖均有發育,其中以燕山期中酸性花崗質侵入巖出露最為廣泛(圖3f),超基性—基性巖為局部出露。在巖漿巖中,湖南省的花崗巖是一種最為發育又具有特色的地質體,具有巖石類型多,化學成分富酸、富堿和富揮發分等特點;花崗巖體多數是復式巖體或同期多次侵入體,巖漿分異、演化較全,晚期花崗巖中W、Li等元素含量高,特別是與巖漿作用有關的有色金屬、稀有和稀土礦產豐富。近年來對全省各時代花崗巖類的系統總結和研究,確認湖南省最早的巖漿巖記錄大約在古元古代,出露于瀏陽市文家市一帶,為變基性火山巖;最晚的巖漿巖形成于古近紀,為玄武巖脈,共有武陵期、震旦期、加里東期、印支期、燕山期和喜馬拉雅期六期巖漿作用,花崗巖形成的大地構造背景經歷了同碰撞—后碰撞—后造山的全過程[10]。

新元古代時期以石英閃長巖、英云閃長巖、花崗閃長巖為主,硅質及堿質含量高,Mg及Fe含量逐漸降低,巖石由中酸性向酸性演化,氧化環境不穩定,未形成有價值的金屬礦床。燕山期花崗巖最為發育,集中分布在湘東南地區。燕山早期是湖南最重要的成礦期,形成大量鎢錫多金屬礦床、斑巖—矽卡巖—熱液脈狀銅多金屬礦床,該時期花崗巖往往是由多期多階段巖漿活動構成復式巖體,反映了區內燕山早期構造巖漿活動呈脈動特征。燕山期花崗巖以黑云母花崗巖和黑云母二長花崗巖為主,少數為花崗閃長巖,主要由地殼物質的熔融形成[22]。區域成礦背景上,湖南省燕山期花崗巖成巖、成礦時代與南嶺地區的成巖成礦大爆發時限(150—160 Ma)基本一致[23],大規模的燕山期花崗巖侵位,形成了眾多與花崗巖密切相關的大型W、Sn、Mo、Bi、Cu、Pb、Zn、Au、Ag等多金屬礦床。近年的研究成果表明,部分南嶺加里東期、印支期花崗巖具有成W、Sn礦的成礦潛力,其花崗巖是重要的W、Sn成礦母巖[24-25]。湘東北地區燕山期高分異花崗巖富Li、Cs、Be,偉晶巖富Nb、Ta,顯示巖漿活動晚期巖漿的分異演化、熱液流體作用對稀有金屬產生了疊加成礦作用。

4 成礦區帶與戰略礦產的找礦突破

4.1 成礦區帶與戰略找礦

湖南省地質構造復雜,沉積類型多樣、巖漿活動頻繁、成礦條件優越、礦產資源豐富,有國家級湘西—鄂西成礦帶(地質找礦以Sb、Pb、Zn、Au、Cu、Mn等金屬為主)、南嶺成礦帶(地質找礦以W、Bi、Sn、Pb、Zn、REE等金屬為主)、欽杭成礦帶(地質找礦以Au、W、Mo、Cu、Zn、Pb、Nb、Ta等金屬為主),涵蓋湖南省的湘西北、湘中南大部分區域。在湖南省的上揚子成礦亞省、下揚子成礦亞省及華南成礦省內劃分出湘鄂西—黔中南成礦帶等9個成礦區帶(圖4)及龍山鉛鋅螢石重晶石煤礦集區等38個礦集區,分別明確以Sb、W、Cu、Pb、Zn、螢石等作為主攻礦種(表2),顯示出湖南省礦產資源豐富,具有眾多有潛力的找礦遠景區域。湖南省提出的12種Sb、W、Sn、Au、REE、Li、Nb、Ta、Mn、重晶石、螢石、優質硅石戰略性礦產資源中[26],除Sn、Au、重晶石、優質硅石外,其余8種均在全國礦產資源規劃(2016—2020年)中的國家級戰略礦產Fe、Mn、Cr、Cu、Al、Ni、Co、Li、Be、Nb、Ta、Hf、Zr、Re、Cs、Sc、V、W、Sb、Bi、REE、U、Ga、Ge、In、鉑族、石油、天然氣、鉀鹽、螢石、石墨名目中。湖南省礦產資源的產出和供給,為我國解決“卡脖子”資源,保障戰略性礦產資源供給方面做出了湖南貢獻。

Sb、Bi、螢石、石煤、海泡石粘土、石墨、石榴子石、玻璃用白云巖等為湖南省優勢礦種[26],其中W、Sb、Bi、螢石為國家戰略礦產資源。湖南省鎢礦資源豐富,探明小型規模以上的礦產地73處,其中超大型4處、大型7處、中型21處、小型41處,全省共查明WO3資源儲量287.53×104 t,保有資源儲量233.44×104 t,居全國第二。銻資源儲量居世界之冠,累計查明資源儲量居全國首位,已查明礦產地40處,其中超大型礦產地1處、大型礦產地4處、中型礦產地10處、小型礦產地25處,至2020年,共探明銻金屬量225.32×104 t,保有資源儲量66.94×104 t。鉍礦產地28處,其中超大型1處、中型4處、小型23處,至2020年,共探明鉍金屬量36.91×104 t,保有資源儲量30.67×104 t。螢石礦床40處,其中16處礦產地為單一礦產,7處為共生礦產,8處共伴生礦產,9處為伴生礦產,螢石礦主要與鉛鋅礦或鎢錫礦成共伴生,累計查明資源量12 734.6×104 t,保有資源儲量10 271.4×104 t,資源儲量居全國第一位[13]。為保障湖南省優勢礦產(戰略礦產W、Sb、Bi、螢石)資源供給,鞏固優勢地位,可依托大型、超大型礦山開展就礦找礦、邊深部勘查工作,形成礦產資源勘查及礦業開發基地。

戰略礦產資源Mn在湖南省廣泛分布,但貧礦多,富礦少,全省共查明有資源儲量的錳礦礦產地80處,其中大型礦產地4處,中型礦產地15處,小型礦產地61處,主要的沉積型賦錳層位有大塘坡組、煙溪組及孤峰組,目前探明儲量居全國第二位[27]。稀土礦中重稀土資源儲量202 t,保有資源儲量202 t;輕稀土氧化物14.66×104 t,保有資源儲量13.32×104 t,稀土礦主要在湘南地區分布,成因類型有風化殼型、砂礦型。鋰礦目前為國際公認的戰略性關鍵礦產,其產量和消費量整體上呈現出迅速增加的態勢[28],湖南省鋰礦成因為花崗偉晶巖型、云英巖型,與巖漿作用密切相關。盡管湖南省湘東南地區花崗巖廣布,但目前鋰礦產地大中小型僅各一處,鋰資源的勘查找礦有待加強,但取得鋰礦的找礦突破前景廣闊。湖南省Mn、Li、REE礦與鄰省貴州、江西、廣東在成礦背景上相似,但在找礦效果上遜色于鄰省,新一輪找礦突破中可作為重點礦種進行主攻,具有較大的潛力。

金礦作為湖南省戰略礦產資源之一,主要分布于雪峰山金、銻、鎢成礦帶上,目前主要產金礦山及地域有沅陵沃溪金礦、平江黃金洞金礦、以及新邵縣、黔陽縣、會同縣等地。初步勘探資料表明,在雪峰金礦田內的鏟子坪外圍金礦為砂巖層控制,以其元古界地層為目標層位,有希望取得找礦突破。以連云山、幕阜山、雪峰山、武陵山、八十里大南山隆起形成的江南造山帶,又稱湖南“金腰帶”,集聚了湖南90%以上的金礦,儲量巨大,300 0 m深度以淺金遠景資源量有望達到3 000 t,新一輪找礦可作為貴金屬的重點找礦遠景區域[13,27]。

4.2 找礦淺議

湖南省全面貫徹落實黨的二十大精神和習近平總書記給山東省地礦局第六地質大隊全體地質工作者重要回信精神,以期到“十四五”末,湖南省找礦突破取得明顯成效,優勢礦產增儲上產并基本實現探采平衡[4]。為落實國家新一輪找礦突破戰略行動的要求,湖南省擬加強基礎地質研究,充分發揮基礎地質專業技術優勢,精準聚焦國家戰略礦產需求,以湖南省資源稟賦,部署基礎地質調查研究及找礦的相關工作,為保障國家能源資源安全、加快科技強國建設作出新貢獻。本文從基礎地質調查研究角度,緊密圍繞新一輪找礦突破戰略行動,建議如下。

(1)加強基礎地質調查研究,精準開展大比例尺專項地質調查。緊緊圍繞湘西—鄂西成礦帶、南嶺成礦帶、欽杭成礦帶等3處重要成礦帶選擇重點礦集區、勘查基地、區域大斷裂交匯部位、重要塊體邊界完善1∶5萬區域礦產地質調查,有針對性的開展1∶2.5萬、甚至1∶1萬大比例尺基礎地質礦產專項調查。重點在湘西北地區開展地層成礦系統的深入研究,主攻Mn等關鍵礦產資源;在湘東北地區開展地層、構造成礦系統的研究,主攻Au、Nb、Ta、Li等關鍵礦產資源;在湘東南地區,重點開展巖漿成礦系統研究,主攻W、Sn、Li、REE等關鍵礦產資源。通過基礎地質調查、大比例尺專項地質調查研究,查明成礦地質背景及控礦條件,總結成礦規律和找礦標志,圈定一批找礦靶區,為找礦勘查提供理論支撐,服務國家戰略性礦產和湖南省優勢礦產勘查找礦。

(2)發揮專業優勢,構建現代化空中、地面、地下的找礦理論技術體系。結合南方覆蓋區開展地質、物探、化探、遙感等多專業協同調查,形成多專業的調查找礦體系,運用新方法、新技術采集高質量的地質、物探、化探、遙感數據,實現關鍵成礦區帶地、物、化、遙全覆蓋,多種找礦方法相互比對、佐證,獲取關鍵找礦信息,同時進行數據集成和針對南方覆蓋區找礦方法總結與提升,形成高效勘查找礦,構建空中、地面、地下多空間、多層次、多角度、多維度找礦理論、技術體系。

(3)完善地質調查數據集成,提高關鍵礦產資源區塊篩選及評價效率,形成數據賦能。目前湖南省完成各類專項地質調查及大比例尺的礦區地質調查數據條目數以萬計,結合目前已有資料和數據,需不斷創新地質資料集成、專題數據提取、數據庫建設、服務產品開發、數據的共享等模式,形成更加完善和標準的地質調查數據信息系統,提供豐富多樣的檢索手段及二次開發,極大地提高地質資料的服務能力,為關鍵礦產資源的選區評價、勘查開發提供數據支撐,形成數據驅動。結合湖南省的資源稟賦,在新一輪戰略找礦中實現關鍵礦產的增儲上產,需快速進行區塊篩選、優選及評價,因此提升地質數據的服務能力,形成數據驅動顯得尤為迫切。

(4)系統部署REE、Li、Nb、Ta等國家戰略資源的勘查找礦,提升湖南省礦業經濟發展。REE、Li、Nb、Ta是我國在世界上具有掌控地位的戰略資源類型,是大國博弈的重要利器。離子吸附型稀土礦床是我國的特色稀土資源,為全球提供了超過90%的重稀土資源。目前新能源產業發展對鋰資源需求日益擴大,亟待加強對其成礦理論研究并尋找新的資源。湖南省與相鄰的江西、廣東在稀土礦、Li、Nb、Ta的成礦條件和背景類似,取得稀有金屬找礦突破有巨大潛力。在本輪戰略找礦中,系統部署稀有金屬的找礦工作,力爭取得找礦突破。圍繞繁榮礦業市場、吸引社會主體,破除礦業發展制度性障礙,進一步完善產業配套,在稀有金屬領域形成產業鏈條開發,進一步提升湖南省礦業經濟。

(5)依托湖南省地勘基金,打造和完善一批探、采、選礦業開發基地,助推萬億礦業產業集群發展。通過湖南省地質勘查基金有效發揮財政資金放大效應,引導社會資本投入地質找礦,圍繞雪峰山—幕阜山弧形構造帶、南嶺、湘中大乘山—白馬山等重要成礦區帶,冷水江錫礦山銻礦區、醴陵官莊金礦區、沅陵沃溪金銻鎢礦區、平江仁里鈮鉭多金屬等礦區,開展就礦找礦及邊深部勘查找礦,探索勘查、開采、選冶、加工全產業鏈資源勘查開發模式,完善精深加工,培育一批礦業產業龍頭企業,形成勘查、開發、選冶一體的礦業開發基地和礦產集群。

5 結語

我國一些主要礦產對外依存度較高,新能源、新材料礦產需求快速增長,必須加強國內礦產勘查開發,重點圍繞緊缺和戰略性礦產實施戰略找礦行動,實現增儲上產[3]。湖南省礦產資源豐富,有“有色金屬之鄉”和“非金屬之鄉”的美譽,已發現各類礦產147種,已探明儲量的礦產113種中保有資源儲量居全國前三位的礦產有20余種,居全國前十位的有70種,鎢、錫、鉛等21種礦產的預測資源量是已查明的資源儲量的3~10倍[27]。湖南省成礦條件優越,礦產資源的分布具有明顯的區域性和相對集中性,鎢、錫、鉬、鉍、鉛、鋅、石墨主要集中在郴州、衡陽、湘西地區;銻主要分布在婁底、益陽地區,錳主要分布在永州、湘西、懷化和湘潭地區;金、銀主要集中在衡陽、懷化、岳陽和郴州地區[13];鋰礦、稀土成礦背景與江西—廣東類似,大量印支期、燕山期花崗巖與稀有金屬成礦密切相關,具有極佳的找礦遠景;南華裂谷盆地演化發生錳礦、重晶石超大規模的成礦作用,廣泛分布于湘黔地區,顯示出湖南省在戰略礦產資源方面有巨大的找礦潛力和空間。在湖南省“三高四新”戰略定位下,結合湖南省的優勢礦產,依托湖南省2023年設立地質勘查基金,以新一輪戰略找礦突破行動為契機,加大湖南省基礎性地質調查研究、礦產資源找礦勘查投入,深度激活礦業開發,進一步完善礦業產業發展,加速提升礦業經濟,力爭在國家戰略礦產W、Sb、Mn、Bi、REE、螢石礦等方面取得新的找礦突破,鞏固湖南省有色金屬之鄉的美譽,提升湖南省關鍵礦產資源供給和保障水平。

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