青藏高原南部的主要战略性矿产:勘查进展、资源潜力与找矿方向

李光明,张林奎,张 志,夏祥标,梁 维,侯春秋

(中国地质调查局成都地质调查中心,四川 成都 610081)

人类文明进步与金属矿产资源利用的进程息息相关。我国目前90%以上的一次性能源、70%的农用生产资料、80%的工业原材料来自于矿产资源(郭娟等,2020)。进入21世纪后,中国迈入了工业化进程的高速增长期,很多矿产消耗的增加速度已经接近甚至超过中国国民经济的整体发展速度,矿产品供需矛盾日益尖锐,集中表现在矿产消耗的增长超过储量的增长,一些重要矿产品进口量急剧增加,一些重要矿产资源储量的保证度急剧下降。战略性矿产是支撑我国战略性新兴产业快速可持续发展的重要原材料保障。数据显示,近年我国铁矿石对外依存度升至88.7%,铜精矿对外依存度超过70%,对外依存度超过40%的战略性矿产种类达20余种,供需形势异常严峻(王安建等,2019)。为确保我国战略性矿产资源安全保障,党中央提出了要加快构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局,要求加强我国短缺型战略性矿产勘查,进一步提升我国主导型和富有型战略性矿产的国际话语权,充分利用两种资源和两个市场。

位于我国西部的青藏高原,因地势高峻,四周被一系列高大山系所环绕,平均海拔达4000米以上,被称为“世界第三极”,总面积约260万平方千米,涉及西藏、青海、四川、甘肃、新疆和云南等省区,约占我国陆域面积的四分之一。从青藏高原向外奔流出了长江、黄河、湄公河、恒河、印度河、雅鲁藏布江等多条世界上著名的大江大河,因此还具有“亚洲水塔”之誉。

目前科学家普遍认为,青藏高原的形成隆升与亚洲和印度大陆板块在65 Ma发生的强烈碰撞作用密切相关。青藏高原南部地区的冈底斯-喜马拉雅造山系主体位于西藏自治区,是亚洲-印度大陆板块正向碰撞作用发生的主要区域,也是新特提斯洋最后消亡的主要场所。伴随亚洲-印度大陆板块大规模的碰撞,除了在青藏高原南部地区引起了大规模、多阶段的构造-岩浆作用外,还形成了丰富的各类矿产资源。这些矿产组成了著名的冈底斯、喜马拉雅等巨型成矿带,是我国铜、铬、金和铍稀有金属等重要战略性矿产资源的高度富集区,在我国的资源配置中居重要地位。因此,青藏高原南部除了拥有壮丽的自然风光,独特的风土人情,也是探索地球深部动学过程、高原隆升机制与大规模成矿过程的“金钥匙”,同时具备构建我国铜、铬、金和铍稀有金属等重要战略性矿产资源勘查、开发接续基地的资源基础。

基于“十三五”期间笔者主持由中国地质调查局成都地质调查中心承担的多个地质调查二级项目与科技项目所取得的调查与研究成果,结合收集整理区内重要典型矿区最新的勘查成果,在分析青藏高原南部冈底斯-喜马拉雅造山系地质构造演化与大规模成矿作用的基础上,本文对近年来冈底斯、雅鲁藏布江和喜马拉雅等重点成矿带内战略性矿产勘查工作取得的主要成果进展进行了系统地总结和梳理,对资源潜力进行了分析,提出了下一步找矿工作的重点和方向,为进一步谋划该地区战略性矿产大型资源接续基地建设提供新的资料和思考。

1 关键矿产与战略性矿产的争论

关键金属(Critical Minerals)或关键矿产一词近年来频见于大量的中外文献与相关报道中。所谓关键金属是美国近年提出的一个新概念(Gulley et al.,2018;European Union,2018),是指对新材料、新能源、信息技术、航空航天、国防军工等新兴产业具有不可替代用途或有重大供应风险的一类金属元素及其矿床的总称。由于关键金属在新兴产业领域具有不可替代性,是人类社会发展到关键阶段、在关键场合发挥关键性作用的矿产资源,在未来几十年具有需求增长的爆发性和卡或被卡脖子的战略性,因而备受各国政府或组织的高度关注。

由于关键矿产是主要发达国家和地区组织根据新兴产业和高科技发展的需求和供给风险所界定的矿产资源类型,因此,关键矿产的定义和所涉及的矿种随着时代发展以及各国之间关系的变化而变化(Schulz et al.,2017;Gulley et al.,2018;European Union,2018;翟明国等,2019)。2017年12月20日,美国总统特朗普签署13817号行政令,发布《确保关键矿产安全和可靠供应的联邦战略》,以减少因关键矿产供应链中断带来的国家安全与经济繁荣隐患(Schulz et al.,2017;翟明国等,2019),随后美国内政部于2018年提出了关键矿产的清单,在该清单中包括了锑、铍、铋、铯、铷、铬、钴、镓、锗、氦、铟、锂、铌、铂族元素、稀土元素、铼、钪、锶、钽、碲、锡、钛、钨、铀、钒、锆、铪、砷、重晶石、天然石墨、萤石、铝、钾、锰、镁等35种矿产。欧盟于2017年列出的26种关键矿产,包括了金属矿产铍、铋、钛、钴、钽、钨、钒、铂族金属、重稀土、轻稀土、钪、镓、锗、铪、氦、铟、铌、镁;非金属矿产天然石墨、磷酸盐岩、硼、磷、结晶硅、重晶石、焦煤、萤石(European Union,2018;翟明国等,2019;毛景文等,2019b;王登红,2019)。随后根据情况变化于2020年再次将其调整为30种矿产,增加了锑、铝土矿、锂、天然橡胶、钛、锶,减去了钨和氦。由此可见,世界上各国对关键矿产均十分重视,并将其上升到了国家战略的高度。从目前美国、欧盟、日本等对关键矿产的定义和所涉及的矿种看,主要包括了稀有、稀土和稀散元素等“三稀”矿产及少部分其他重要的大宗矿产。

战略性新兴矿产,顾名思义是新一代信息技术、高端装备制造、新材料、生物、新能源汽车、新能源、节能环保等战略性新兴产业发展所需的矿产资源。我国十分重视战略性新兴矿产。2016年,国土资源部在《全国矿产资源规划(2016—2020年)》中,将石油、天然气、页岩气、煤炭、煤层气、铀、铁、铬、铜、铝、镍、金、钨、锡、钼、锑、钴、锂、稀土、锆、磷、钾盐、晶质石墨、萤石24种矿产列入战略性新兴矿产目录。毛景文等根据全球资源的供需形势、我国探明资源的丰富状况与禀赋特点等因素,将关键矿产进一步划分为主导型(如锗、铟、轻重稀土元素、钨、天然石墨、锑、镁、镓、钒、铋、重晶石、萤石、钪、钛、锶、砷、碲、汞、镉、氟、钡等)、技术和条件制约型(如锂、锡、铍、铌和锰等)、市场制约型(铼、镓、钪、铷、碲等稀散矿产等)和资源短缺型(镍、钴、铂族元素和铬等)4类(毛景文等,2019a,2019b;王登红,2019)。

由于关键矿产主要是不同发达国家和地区组织根据高科技产业发展的需求和供给风险所界定的矿产资源类型,其所定义矿种的种类与内涵各不相同,体现了他们对矿产资源认知和管理理念的差异,并且随着时代发展以及各国之间关系、需求、供应变化而发生变化,因此可以说关键矿产不是一个科学名词,而是一个政治名词(毛景文语)。战略性矿产的提出,具有显著的中国特色,是指对我国经济、国防和战略性新兴产业发展至关重要的矿产资源,包括了我国资源优势可以调控国际市场的矿产资源(可卡别人脖子),和我国资源短缺存在较大安全隐患的矿产资源(可被别人卡脖子)。根据我国铜、铁、锰、铝、锂、钴、镍、锆、铌、钽、铂族等战略性矿产的对外依存度均超过了70%的严峻资源形势与现状,我国多数学者建议明确使用“战略性矿产”一词,而不使用“战略新兴矿产”和“关键矿产”,同时建议将我国的战略性矿产区分为特别紧缺战略性矿产和优势战略性矿产2类(毛景文等,2019b)。

随着我国目前经济社会进入高质量发展阶段,习近平总书记、李克强总理等党和国家领导人高度重视战略性矿产的资源安全,多次进行批示,明确提出要保障能源资源安全,提高战略性矿产的掌控能力和国际话语权。2020年中央十九届五中全会通过的“关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议”也明确提出要“确保国家经济安全,加强经济安全风险预警、防控机制和能力建设,实现重要产业、基础设施、战略资源、重大科技等关键领域安全可控;确保粮食安全,保障能源和战略性矿产资源安全”。

我国目前尚未最后发布我国战略性矿产的目录。自然资源部以原国土资源部2016年发布的战略新兴矿产名录为基础,根据目前国内的资源现状和供需形势,为确保我国未来新兴高技术产业高质量可持续发展的要求,对其中的部分矿种进行了调整,初步厘定出了包含有36种战略性矿产的清单,其中包括有能源矿产6种(石油、天然气、页岩气、煤炭、煤层气、铀);金属矿产25种(铁、锰、铬、铜、铝、金、钨、锡、钼、锑、镍、钴、锂、钒、钛、稀土、锆、铪、铟、锗、镓、铌、钽、铍、铼);非金属矿产5种(磷矿、钾盐、晶质石墨、萤石、硼),并将其中的铁、铜、铝、锰、油气、铬、钴、铌、钽、锆、锂、镍等12种矿产列为我国特别紧缺战略性矿产。关于我国的战略性矿产目录,目前国家正在组织专家进行论证,最后确定的战略性矿产也将于近期公布。

2 青藏高原南部是我国战略性矿产资源的重要富集区

由亚洲-印度大陆正向碰撞作用形成的冈底斯-喜马拉雅造山系雄居青藏高原南部,在行政区划上涉及西藏自治区的拉萨、山南和日喀则市,往南与印度、尼泊尔、不丹等国相邻。在大地构造位置上冈底斯-喜马拉雅造山系位于东特提斯构造域中西段,是新特提斯洋壳俯冲消减、印度与亚洲大陆正向碰撞作用发生的主要区域,包括了冈底斯-念青唐古拉晚古生代—中生代复合岛弧带、雅鲁藏布江结合带、特提斯喜马拉雅被动大陆边缘和高喜马拉雅结晶岩系等主要的次级构造单元(潘桂棠等,2006)。

自古生代以来,该地区经历了古生代—中生代特提斯洋演化过程中的拉萨地块南向增生和新生代以来印度-亚洲大陆正向碰撞与随后的青藏高原强烈隆升等多个构造演化阶段。在大陆增生与印度-亚洲大陆碰撞过程中,区内发生大规模洋陆转换,地壳不同圈层间相互作用,导致了拉萨地块强烈加厚,大量幔源物质加入形成新生下地壳(侯增谦等,2006a,2006b;侯增谦和杨志明,2009;黄勇等,2011),壳幔物质和能量发生多次交换与运移,为区内大规模的金属成矿作用创造了十分有利的成矿地质条件,促进了一系列大型—超大型斑岩铜矿、蛇绿岩型铬铁矿、造山型金矿以及与淡色花岗岩有关的铍稀有金属矿等矿床的形成,在空间上组成了青藏高原南部地区的冈底斯、雅鲁藏布江和喜马拉雅等重要的大型成矿带。

冈底斯、雅鲁藏布江和喜马拉雅等成矿带在矿种上,以高度富集铜矿、铬铁矿、金和铍、锡钨和萤石等我国目前急缺的战略性矿产为主要特色。在空间分布上,系列大型—超大型矿床高度集中,组成了朱诺、雄村、厅宫-冲江、驱龙-甲玛、努日、朱诺罗布莎和扎西康等7个大型矿集区(图1),是我国建设战略性矿产资源接续基地的重点地区。

图1 青藏高原南部地区主要成矿带战略性矿产地与大型矿集区分布图1—朱诺Cu多金属矿集区;2—雄村Cu-Au矿集区;3—厅宫-冲江Cu多金属矿集区;4—驱龙-甲玛Cu多金属矿集区;5—努日Cu-W-Mo矿集区;6—罗布莎铬铁矿集区;7—扎西康Be、Sn矿集区Fig.1 Distribution of strategic mineral deposits and large ore concentration areas in the main metallogenic belts in the southern Qinghai-Tibet Plateau

冈底斯铜多金属成矿带以发育斑岩铜矿、岩浆热液型锡钨矿及其共伴生的金、钼、铍、铌、钽等战略性矿产为特色。目前带内已发现了多个著名的大型—超大型斑岩铜(钼)矿床,组成了朱诺、雄村、厅宫-冲江、驱龙-甲玛和努日等5个重要的矿集区。主要的矿床类型为斑岩型,包括与特提斯洋壳俯冲作用有关的俯冲型斑岩型铜矿(雄村式)和与大陆碰撞作用有关的碰撞型斑岩型铜矿(驱龙式、甲玛式等)两类,其中代表性的大型—超大型矿床有驱龙铜矿、甲玛铜多金属矿、雄村铜矿、厅宫铜矿和帮浦铜钼矿等。科学家对冈底斯斑岩铜矿床的斑岩岩浆起源与成矿作用、成矿地质特征与深部及外围资源潜力等进行了深入研究,认为雄村铜矿形成于特提斯洋壳俯冲的洋内弧背景,洋壳俯冲板片脱水产生的流体交代地幔楔,发生局部熔融形成的岩浆是大洋俯冲型斑岩型铜矿的物质来源,成矿时代为中侏罗世(黄勇等,2011)。驱龙、甲玛等斑岩铜(钼)矿床的形成与碰撞后伸展背景下大量幔源物质加入导致加厚新生下地壳发生局部熔融形成的埃达克质岩浆密切相关(侯增谦等,2006a,2006b;侯增谦和杨志明,2009;侯增谦,2010),成矿时代为中新世。冈底斯南缘的俯冲增生杂岩系与火山岩浆弧是加厚新生下地壳的重要物质组成,为后期的斑岩成矿提供了高背景铜的深部储库(朱弟成等,2018;张泽明等,2019;李光明等,2020)。目前的勘查与研究显示,在冈底斯带上和各大型斑岩铜矿区的深部还具有巨大找矿潜力(杨志明等,2008a;李光明等,2009;唐菊兴等,2013,Tang et al.,2021)。

根据笔者对近年来取得的最新勘查成果统计,目前在冈底斯成矿带东段的墨竹工卡县—尼木县—谢通门县一带近20000平方千米的范围内,探获的铜资源量与储量已超过4500万吨,约占我国探获铜资源储量的50%,而获得中国“铜山”的美誉。另外在冈底斯成矿带中西段还发育有与第四纪盐湖沉积有关的扎布耶大型硼锂矿床,近年来该成矿带的地质调查工作还取得了锡钨矿、铍铌钽矿等一些重要的矿化线索(李应栩等,2018,2019),因此可以说冈底斯铜多金属成矿带的斑岩矿床不仅规模巨大,而且分布集中,资源禀赋与开发条件均较好,是建设我国千万吨级铜矿资源后备接续基地的理想地区(李光明等,2017a)。

雅鲁藏布江铬-金成矿带发育于雅鲁藏布江结合带内,总体沿雅鲁藏布江一线呈东西向展布,以集中产出与新提斯洋俯冲形成的镁铁-超镁铁质蛇绿岩有关的豆荚状铬铁矿和增生杂岩带内的系列大中型造山型金矿为特色。该成矿带东段曲松县发育的罗布莎-香嘎山铬铁矿是我国目前规模最大的铬铁矿床,占我国铬铁矿资源储量的80%以上,近年来该成矿带的造山型金矿找矿工作也取得了很大的进展,先后发现了西藏仁布县念扎金矿、加查县邦布金矿等大型金矿床,是我国最重要的铬铁矿资源勘查、开发基地。

喜马拉雅铍锡稀有金属矿-铅锌锑金成矿带主体位于青藏高原南部边缘的特提斯喜马拉雅带中,该成矿带前期由于只发现有多个中、小型金矿或金锑矿床,在西藏的资源分布格局中居次要地位。由于近年来发现了扎西康大型铅锌锑矿床之后,又相继发现了祥林、色秀等多个具大型潜力的铍锡钨和萤石矿产地,而逐渐倍受重视。近年来开展的地质调查与研究工作发现,该带在特提斯演化阶段主体属于印度大陆北缘的被动陆缘环境,在大陆碰撞与青藏高原隆升过程中,沿高喜马拉雅和特提斯喜马拉雅带有一系列淡色花岗岩产出,特提斯喜马拉雅带的淡色花岗岩主要就位于伸展作用形成的大型穹窿构造中。它们多形成于中新世早中期(21～14 Ma),并且多具有高度岩浆分异特征,为区内稀有金属矿的形成创造了良好的地质条件(吴福元等,2015;王汝成等,2017;张志等,2017;黄勇等,2019;付建刚等,2020)。目前的地质调查与矿产勘查成果显示,在位于隆子县、错那县和错美县交界地带面积约1000平方千米的扎西康矿集区内,铍锡钨等稀有金属矿、铅锌锑金等金属矿产资源高度聚集,成矿作用与矿床类型独特,进一步找矿潜力巨大,可望成为我国又一个十分重要的以铍锡稀有金属矿和金锑为特色的战略性矿产资源储备基地。

3 近年战略性矿产勘查取得的主要新成果

近年来特别是“十三五”以来,青藏高原南部地区的冈底斯、雅鲁藏布江和喜马拉雅等重点成矿带战略性矿产勘查与调查评价工作取得了突出的新进展,大量新矿产地的发现与重要矿区深部找矿成果的取得,进一步夯实了在该地区建设我国西部地区新的战略性矿产资源接续基地的资源基础。

3.1 与斑岩铜矿及有关的战略性矿产勘查进展

驱龙-甲玛矿集区是冈底斯成矿带内最重要的铜矿资源富集区,驱龙和甲玛2个与中新世碰撞型岩浆作用有关的斑岩铜矿床均已达到超大型规模(杨志明等,2008b;Yang et al.,2009,2015,2016;Hou et al.,2012,2015;唐菊兴等,2012;Zhao et al.,2016;Li et al.,2017;林彬等,2019),并伴生钼、金等战略性矿产(王艺云等,2017)。继前期找矿工作取得重大找矿突破后,近年来,在驱龙和甲玛2个矿床的深部又取得重要新进展。

多个深度超过2000 m的钻孔揭示,驱龙矿区在2000 m深部仍然存在硅化-绢云母化-硬石膏化带与硅化-钾长石-硬石膏化带的叠加,铜矿化仍然在深部较为连续,主要的富铜矿体主要产于绢英岩化与钾硅酸盐化的叠加复合部位(杨志明等,2008b;Yang et al.,2015),探获的资源量继续扩大,深部还具有进一步的找矿潜力。根据西藏巨龙铜业公司2020年提交的资源储量核实报告显示,目前在驱龙矿区探获的推断以上级别的铜资源量达1027.06万吨,伴生钼为56.76万吨。

甲玛为斑岩-矽卡岩复合型矿床,2013年西藏华泰龙矿业公司提供的储量核实报告显示推断以上资源量铜为752.35万吨,钼为69.99万吨,铅锌174.9万吨,伴生金17.45吨,银1085.37吨。近年来通过持续的深部找矿,在矿区深部相继发现新的厚大高品位矽卡岩型矿体与隐伏的斑岩型矿体(唐菊兴等,2012;郑文宝等,2012;Yang et al.,2015;Zhao et al.,2016;Zheng W B et al.,2016;Li et al.,2017;王艺云等,2017;Zheng S J et al.,2021),展现了深部还具有巨大的找矿空间。值得一提的是2020年在甲玛矿区施工了深度超过3000 m的科学钻探,据中国地质科学院矿产资源研究所官方网站2020年10月26日披露“青藏高原首个固体矿产勘查领域3000米科学深钻胜利竣工”的有关报道,科学钻探在深部又揭示出厚达234.34 m的角岩型铜钼矿体和厚度超过298 m的矽卡岩型铜钼金银矿体,其中铜品位大于0.7%的富铜矽卡岩矿体厚度达44.12 m,铜平均品位1.17%,钼平均品位0.04%,伴生金平均品位0.63g/t,伴生银平均品位20.12g/t。据科学钻探首席科学家唐菊兴研究员介绍,目前该矿区已探获的铜资源量累计已超过1100万吨。

在朱诺矿集区,朱诺斑岩铜矿前期已探获铜资源量为230万吨(Sun et al.,2018,2020,2021),达大型矿床规模。最近由中央财政和西藏地勘基金投入的勘查工作在朱诺大型斑岩铜矿外围的北姆朗矿区又取得斑岩型铜矿找矿新突破,多个钻孔揭露深部铜矿(化)体的厚度达470 m,其中达最低工业品位以上矿体厚度89 m,平均品位Cu 0.46%;Mo矿体厚度210 m,平均品位0.0326%,初步估算北姆朗矿区推断级别的铜资源量约50万吨,预测潜在的铜资源量220万吨(吕志成,地质调查十三五总结报告),展现了该矿集区又一个大型铜矿床的雏形。

经笔者初步统计,目前为止,冈底斯带东段仅驱龙、甲玛、雄村、朱诺、厅宫、帮浦等多个斑岩铜矿区已探获的铜资源储量达到4500万吨以上,同时这些斑岩矿床中还常富含有丰富的钼、金、铼等伴生战略性矿产资源,经济与战略意义十分巨大。除甲玛矿床外,驱龙亦即将建成大型绿色矿山,是我国最重要的铜矿资源接续基地。

3.2 与蛇绿岩有关的铬铁矿勘查进展

雅鲁藏布江结合带内的铬铁矿主要产于由地幔超镁铁质岩石组成的“中央含矿岩系”中,矿体多呈豆荚状或透镜状产出,罗布莎-香嘎山矿集区近年来铬铁矿的勘查工作持续取得重大找矿新突破。继前期在罗布莎矿区发现单矿体资源量为114.67万吨的厚大矿体(Cr-80矿体)后,最近又在香嘎山矿区新发现目前规模最大,资源量大于130万吨的呈大透镜状产出的单矿体(Cr-168矿体),钻孔在深部揭示出该矿体多为稠密-致密块状的高品位矿石,平均品位在50%左右(吕志成,地质调查十三五总结报告)。到目前为止,地质找矿工作在罗布莎-香嘎山矿集区累计探获的铬铁矿的资源储量已超过1000万吨,占我国该矿种现有资源储量的80%,进一步巩固了作为我国最大铬铁矿勘查/开发基地的地位。

3.3 造山型金矿勘查进展

青藏高原南部产于雅鲁藏布江结合带及特提斯喜马拉雅带中的造山型金矿的找矿发现与资源潜力长期被广大地质工作者所关注,但过去的找矿工作进展一直不大。通过近年来的深入研究发现,青藏高原南部地区的造山型金矿床主要发育两种类型(Zhang et al.,2020):第一种类型主要产于雅鲁藏布江结合带增生杂岩系中,形成于主碰撞阶段(55～48 Ma)的强烈挤压环境中,以帮布金矿床为代表;第二种类型形成于后碰撞阶段(约19～16 Ma),主要产于特提斯喜马拉雅南北向裂谷带附近的浅变质碎屑岩系中,与伸展环境的深部过程有关,以明赛金矿床为代表。经勘查实践表明,近年造山型金矿的找矿工作有了重要的新发现,相继发现并评价了以帮布、念扎-明果拉、色普、查拉浦、马扎拉、姐纳各普、色列拉、布主和明赛等为代表的多个大、中型金矿产地,各矿区累计探获的金资源量已近200吨①,初步展现了雅鲁藏布江带及特提斯喜马拉雅带造山型金矿的巨大找矿潜力,通过进一步的工作,雅鲁藏布江带将有望成为青藏高原南部地区一条闪亮的“金腰带”。

3.4 铍锡钨矿与萤石矿勘查进展

喜马拉雅带由于过去仅发育有少量的中小型金锑矿床与铅锌矿床,长期在西藏的重点成矿带中居次要地位,近年来通过调查研究又有了重要的新进展。通过对喜马拉雅带淡色花岗岩的研究表明,喜马拉雅地区发育有世界上规模最大的淡色花岗岩带,出露于特提斯喜马拉雅内的变质穹窿和高喜马拉雅结晶岩系中。这些淡色花岗岩多具有高分异特征,从源区部分熔融到目前的就位经过了长距离运移,其良好的稀有金属矿的找矿潜力应该得到重视(吴福元等,2015;王汝成等,2017;张志等,2017;黄春梅等,2018;高利娥等,2019)。

近年来笔者带领中国地质调查局成都地质调查中心的调查与研究团队,通过实施的多个地质调查项目,在错那洞穹窿、拉隆和库拉岗日等穹窿中相继发现并评价了祥林、日纳、刚建日等多个铍锡多金属稀有金属矿产地,取得了新的找矿突破(李光明等,2017b;梁维等,2018;夏祥标等,2019)。通过进一步的调查研究发现,喜马拉雅带的铍锡等稀有矿床存在伟晶岩型Be-Nb-Ta矿化、矽卡岩型WSn-Be矿化、锡石-石英脉型Sn-W矿化、似层状或脉状锡石-硫化物型Sn-Be矿化和脉状萤石-白钨矿石英脉等多种矿化类型,淡色花岗岩锆石和独居石U-(Th)-Pb同位素精确定年,认为矿区存在19～17 Ma和15～14 Ma两个主要阶段的岩浆活动,与锡石U-Pb定年获得的成矿年龄相一致,表明错那洞及喜马拉雅带的锡钨铍稀有金属和铅锌矿成矿与中新世高分异淡色花岗岩密切相关(Zeng et al.,2015;Xie et al.,2017;李光明等,2017b;梁维等,2018;夏祥标等,2019)。在空间上伟晶岩型铍矿、矽卡岩型铍钨矿、锡石硫化物型锡钨铍矿、独立萤石矿、脉状铅锌矿“五位一体”,具有明显的复合成矿特征。

中国地质调查局成都地质调查中心对错那洞穹窿内的祥林西、日纳和昌明3个矿区进行了初步评价,估算矽卡岩型铍矿预测的潜在铍资源量约5.55万吨②。2019—2020年,针对矽卡岩型铍矿目前较难以利用的现状,我们重点加强了对穹窿北部祥林矿区锡石硫化型矿体的评价,又取得了重要的新发现:在祥林矿区圈出锡石硫化型矿体11条,对其中的1条主矿体(Z6矿体)进行了初步评价,估算该矿体预测潜在资源Sn 7.38万吨,平均品位1.75%,WO31.99万吨,平均品位0.36%,BeO 3100吨,平均品位0.14%,表现出矿区的锡石硫化型矿体具有矿化集中,矿体规模大,锡、铍品位富的特点。根据祥林矿区发现的锡石硫化型矿体较多,规模大,工作程度低的特征,预测矿区锡石硫化型矿体的Sn资源潜力大于30万吨,已展现出超大型矿床的雏形,进一步找矿潜力极大。同时开展的选矿试验研究发现,该类型矿石以锡铍共生,共伴生钨、金、萤石等有益组分为特点,铍主要赋存于绿柱石中,锡和钨分别赋存于锡石与白钨矿中,矿石的可利用性能佳。另外,地质调查工作在相邻的拉隆、库拉岗日穹窿还圈出了拉隆南、纳日、刚建日、乃村、次麦等多个重要的铍铌钽矿和锡钨矿的找矿靶区,展现出带上巨大的资源潜力。

康马县色秀大型萤石矿产地的发现与初步评价,是近年来喜马拉雅战略性矿产找矿工作的又一项新成果,地质调查工作在该矿区圈出萤石矿体4条,对其中的1个矿体进行了初步评价,估算预测潜在资源量372.52万吨,平均品位64.32%,展现了大型的前景。另外,祥林矿区也发现了多条独立的高品位萤石矿体,具有进一步的评价价值。

错那洞穹窿内祥林、日纳等铍锡钨矿的发现与初步评价,结合喜马拉雅带上的找矿新发现,证实喜马拉雅带与中新世高分异淡色花岗岩有关的稀有金属的成矿潜力巨大,喜马拉雅除传统的金锑外,还是继华南和新疆阿尔泰等大型稀有金属成矿省后,我国一条新的稀有金属成矿带,通过进一步的工作,可望成为我国一个新的以铍锡钨和铌钽矿为主要特色的稀有金属矿后备资源基地。

4 资源潜力分析与找矿方向

青藏高原南部地区是我国重要的战略性矿产资源富集区,并以铜、铬、金、铍、锡等矿种为特色,在我国的资源配置中与内地相比具有很强的互补性。根据区内大规模成矿的地质背景与优越的成矿地质条件,结合目前取得的勘查进展与新成果,本文综合分析认为,区内的铜、金、铍稀有金属等战略性矿产还具有巨大的资源潜力,找矿目标的针对性应该更加明确。

冈底斯带的铜矿资源还具有巨大的潜力可挖。主要表现在:(1)一些主要的大型—超大型斑岩铜矿区目前的勘查深度均较浅,通过深部及外围找矿有望不断取得新成果。如在甲玛矿区深部及外围的则古朗北部新发现存在有隐伏的成矿斑岩体与可能的矿化中心,暗示该矿区深部进一步找矿的潜力十分巨大;驱龙矿区施工少量勘查深度超过2000 m的钻孔揭示深部仍发育绢云母带叠加在钾硅酸盐化带之上,还存在高品位的铜矿体;朱诺矿区外围的北姆朗等地区近年来取得重大找矿新发现,暗示着围绕这些已有的大型斑岩铜矿床开展深部及外围的找矿工作,仍然具有巨大的找矿空间。(2)冈底斯西段工作程度极低,有若干斑岩铜矿与浅成低温热液型铜金矿的找矿线索,近年来还新发现有三叠纪时期与俯冲作用有关的鲁尔玛斑岩铜矿点(刘洪等,2019),值得在区域上开展进一步的找矿评价工作。(3)下一步针对性的找矿工作,应该在已有的矿集区内加强大型斑岩铜矿床深部及外围的勘查与增储工作,同时在冈底斯南缘的俯冲增生杂岩带中注意寻找与大洋俯冲作用有关的“雄村式”斑岩铜矿床,另外应该通过加强斑岩-矽卡岩-浅成低温热液成矿系统成矿理论研究(李光明等,2005a),通过成矿系列的“缺位”找矿预测理论,在斑岩矿区预测并评价浅成低温热液型等新类型的铜、金矿体。可以相信通过进一步的找矿工作,在不远的将来可以将冈底斯带探获的铜资源量提高到6000万吨以上,进一步巩固冈底斯作为我国未来千万吨级大型铜矿资源接续基地的“领头羊”地位。

青藏高原南部造山型金矿取得重大找矿突破的时机与条件已经基本成熟。雅鲁藏布江带与喜马拉雅带发育挤压型与伸展型两类造山型金矿床,以前由于工作程度偏低,缺乏有效的成矿与预测理论支撑矿产勘查工作,导致目前发现的大型金矿床偏少。但随着研究工作的深入,目前综合分析认为,青藏高原南部地区是新特提斯增生造山与大陆碰撞造山作用发生的主域,造山型金矿的成矿条件十分优越,冈底斯带还发现了弄如日等浅成低温热液型金矿床(李光明等,2005b)。近年来通过加强成矿理论的研究与指导,在雅鲁藏布江带和特提斯喜马拉雅带陆续发现并评价了多个大中型的金矿床,展现了区内巨大的金矿潜力。下一步的找矿工作应该加强重要大中型金矿区深部及外围的勘查工作,进一步扩大资源远景,同时结合工作程度低的现状,加强区域上的调查评价,提供更多的找矿靶区,可以相信在不远的将来在青藏高原南部可以找到超大型的造山型金矿床。

错那洞穹窿内祥林、日纳等具大型甚至超大型铍稀有金属矿产地的发现,打开了喜马拉雅带稀有金属矿的找矿窗口,特别是系列铍矿的发现,可望改变我国的铍稀有金属分布格局(李建康等,2017;林博磊等,2018),意义重大。通过目前的评价与研究工作,喜马拉雅带的稀有金属矿产以铍锡为主,共伴生有钨、萤石和铌钽等战略性矿产。除错那洞穹窿外,近年来还在喜马拉雅带上的拉隆穹窿、库拉岗日穹窿以及高喜马拉雅结晶岩系中发现了与中新世淡色花岗岩有关的铍等稀有金属矿化线索,展现出喜马拉雅带是我国一条新的稀有金属成矿带。此外,近年来的找矿工作在冈底斯中西段也发现了与白垩纪高分异花岗岩和林子宗群火山-次火山岩有关的钨、锡、铌、铷、铍等稀有金属矿产的矿化线索,揭示出青藏高原南部除喜马拉雅成矿带外,冈底斯中西段也有稀有金属成矿的潜力。

针对喜马拉雅带的铍锡稀有金属矿的找矿工作,下一步应该在加强区域性调查评价,寻求找矿新发现,提交新靶区的基础上,重点加强祥林矿区锡石硫化型矿体、萤石矿体和拉隆矿区花岗岩型铌钽矿体的普查工作,并开展重点地段的详查,通过对矿体的深部控制,提交推断或控制以上的资源量,夯实资源基础,进一步了解矿区深部的找矿潜力。同时加强不同矿石类型,特别是开展难选冶矿石的节约与综合利用技术攻关研究,提升矿产资源开发利用效率与水平。

结合西藏自治区“十四五”期间确立的“东铜西锂”矿业发展战略,以推进青藏高原南部大型矿产资源接续基地建设为目标,开展战略性矿产资源基地资源潜力、技术经济可行性和环境影响“三位一体”综合评价,开展大型矿产资源基地区划研究,科学划定资源基地的范围与开发边界,推动资源核心供给区建设,支撑服务国土空间规划与矿产资源基地勘查开发布局优化和绿色矿业发展。

致谢:在论文的撰写过程中受到了中国地质调查局发展研究中心吕志成研究员、中国地质科学院矿产资源研究所唐菊兴研究员和中国地质调查局成都地调查中心李文昌教授级高工等的学术指导,审稿人对论文提出了建设性的修改意见,一并谨致谢忱。

特别敬佩中国地质调查局成都地质调查中心潘桂棠先生半个世纪持续坚持青藏高原地质构造演化与成矿研究,恰逢纪念潘桂棠先生从事地质工作60周年之际,笔者也将此文献给尊敬的潘桂棠先生,祝贺他为推动青藏高原地质理论创新所做出的卓越贡献,也感谢他长期以来对笔者的关心和支持,祝福潘桂棠先生永远健康!

注释:

①成都地质调查中心,2019,冈底斯-喜马拉雅铜矿资源基地调查二级项目成果报告成都

②成都地质调查中心,2020,西藏山南地区铍锡多金属矿调查评价年度报告