湖南基础地质调查研究进展与战略性矿产找矿浅议

2024-01-26 13:50陈迪孟德保
国土资源导刊 2023年4期
关键词:湖南

陈迪 孟德保

引用格式:陳迪,孟德保.湖南基础地质调查研究进展与战略性矿产找矿浅议[J].国土资源导刊,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:按新一轮找矿突破战略行动的要求和部署,湖南省积极推动关键矿产资源的找矿勘查工作,力图在行动中多找矿、找大矿、找好矿,为湖南地质事业高质量发展增光添彩。本文结合湖南省基础地质调查情况,梳理了湖南构造格架、结晶基底、重要块体边界特征、关键地质体与成矿建造等相关领域的研究进展;结合国家级战略矿产资源名录和湖南省提出的12种战略性矿产资源(Sb、W、Sn、Au、REE、Li、Nb、Ta、Mn、重晶石、萤石、优质硅石),以湖南省的成矿背景、成矿条件和优势矿产分布特征为基础,建议在已有工作的基础上进一步加强关键成矿区带地层系统、岩浆系统、构造系统研究,完善和深化成矿理论,指导开展矿产资源的选区评价工作,提供潜力巨大的找矿远景区,为国家新一轮战略性矿产找矿行动的有关部署提供线索、找矿方向和理论依据。以湖南省地质勘查基金为依托,优选靶区并部署一批战略矿产的调查评价、勘查项目,实现关键矿产资源的增储上产,为我国解决“卡脖子”资源的难题贡献湖南力量。

关键词:基础地质;关键矿产;找矿行动;湖南

中图分类号:P56           文献标志码:A           文章编号: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

近年来,全球贸易摩擦、地缘政治冲突加剧,全球产业链面临严重冲击,持续倒逼我国初级产品的安全供给。因此,我国将确保能源资源安全作为维护国家安全能力的重要内容,提出要大力提升能源资源安全保障能力,加强重要能源、矿产资源国内勘探开发和增储上产[1],全面启动新一轮战略性矿产国内找矿行动。《新一轮找矿突破战略行动》是2021年3月12日公布的“十四五”规划和2035年远景目标纲要之一,拟在加强战略性矿产资源规划管控,提升储备安全保障能力,实施新一轮找矿突破战略行动。2022年10月党的二十大报告指出,“加强重点领域安全能力建设,确保粮食、能源资源、重要产业链供应链安全”。2022年12月中央经济工作会议指出,“加强重要能源、矿产资源国内勘探开发和增储上产”。2022年10月2日,习近平总书记回信勉励山东省地矿局第六地质大队全体地质工作者,希望他们在新一轮找矿突破战略行动中发挥更大作用,奋力书写“英雄地质队”新篇章。习近平总书记的重要回信,不仅是写给山东省地矿局第六地质大队全体地质工作者的,也是写给全国地质工作者的,我们都是收信人。回信充分体现了党中央对国家能源资源安全一以贯之的高度重视,以及对全国地质工作者的關心和信任。回信精神为推进矿产资源勘查开发指明了方向,增强了地质人实现找矿突破的信心和动力[2]。

矿产资源是经济社会发展的重要物质基础,矿产资源勘查开发事关国计民生和国家安全。我国既是矿产资源生产大国,也是矿产资源消费大国,但矿产资源的供应结构性矛盾突出,战略性矿产资源勘探开发力度不够,尤其是锂、镍、钴等新能源矿产对外依存度较高。与此同时,国内矿产勘查市场萎缩、矿产勘查开发活力不足、矿产勘查开发管理政策创新不够、科技支撑不足等问题也成为矿产资源管理领域的堵点难点[3]。湖南省作为我国矿产资源最为丰富的省份之一,经过多年的矿业发展及矿政改革,矿业经济曾一度健康、高速发展。近年来因地勘行业低迷,投入减少导致找矿成果不显著,矿业经济发展遇到阶段性的瓶颈,面临找矿空间缩小、找矿难度加大、市场主体不活跃、外部环境有待优化等问题[3]。本文在新一轮战略性找矿行动的背景下,结合湖南基础地质调查的现状及进展,以及湖南资源禀赋和“十四五”规划以来找矿突破取得的明显成效,优势矿产增储上产,全省圈定找矿靶区60处以上,新增矿产地30处以上(优势矿产基本实现探采平衡的目标)[4],探讨湖南省基础地质调查工作的部署及开展关键矿产资源的勘查找矿工作,为实施新一轮找矿突破战略行动发挥基础地质调查研究的基础性、公益性作用,更好服务湖南省地勘经济高质量发展。

1 湖南构造格架

湖南地处扬子陆块与华夏陆块两大地质单元的结合部位,整体上属华南板块,其地史发展演化漫长,地层发育齐全,构造复杂,岩浆活动强烈。湖南省地层分布广泛,约占全省面积的91.7%,发育较全,从新元古界至第四系均有出露,各系大部分层序完整、出露良好、化石丰富。侵入岩出露于中东南部广大地区,地表出露面积约17 544 km2,占全省面积的8.30%;火山岩分布于武陵山东南侧广大地区,地表出露面积仅76 km2,占湖南岩浆岩出露总面积的0.43%。在地质时代上,新元古代—古近纪均有不同程度的岩浆活动,其中以侏罗纪至白垩纪岩浆活动最为强烈,此时期也是湖南最主要的金属成矿时期。

依据地球物理、刚性块体边界、沉积层序和沉积物组成差异等特征,饶家荣等[5]以川口至双牌一线为界,将华南板块划分为扬子陆块和华夏陆块。扬子陆块在湖南境内部分进一步划分为湘北断褶带(八面山陆缘盆地)、雪峰构造带(江南新元古代造山带)、桂湘早古生代陆缘沉降带以及洞庭盆地;华夏陆块在湖南境内部分进一步划分为粤湘赣早古生代沉陷带、云开晚古生代沉陷带,二者以茶陵至郴州大断裂为界(图1)。

扬子陆块和华夏陆块在湖南的具体分界线一直存在争议,尤其是该结合带的南东边界[6-9]。近年通过幔源岩浆岩石学、大地电磁测深、布格重力异常、航磁ΔT异常以及小波多尺度分析等手段,提出扬子、华夏古陆块晋宁期俯冲碰撞拼接带在深部的位置,其北西边界大致在湖南大围山—沩山—城步—广西河池一线,这是扬子大陆板块边缘古岛弧与赣湘桂中间华南多岛洋及湘东古火山半岛的碰撞对接带;南东边界大致在江山—绍兴—新余—萍乡—衡东—双牌—桂林—柳州一线,这是华夏地块与中间华南“多岛洋”及湘东古火山海岛的对接带[10]。

湖南省褶皱主要为基底褶皱、盖层褶皱和陆相盆地沉积褶皱(图2)。基底褶皱形成于武陵运动和加里东运动,卷入地层为冷家溪群、板溪群至下古生界,褶皱一般变形强烈、形态紧闭,并同时形成劈理和发生区域浅变质。盖层褶皱主要形成印支期和燕山期,盖层褶皱的形成与印支运动、燕山运动密切相关,卷入地层为上古生界至中三叠统,褶皱形态平缓,局部因断裂作用岩层较陡。

湖南省的逆断裂主要形成于武陵期、加里东期、印支晚期至早燕山期;雪峰期至早古生代同沉积断裂、晚燕山至喜马拉雅期形成正断裂;发育NE—NNE向、NW向、EW向走滑断裂等。武陵期逆断裂形成于武陵运动,与同期褶皱相伴发育于武陵构造层的冷家溪群中。加里东期逆断裂主要发育于江南断裂带(保靖—慈利—临湘)以南东的前泥盆纪地层中。印支运动和早燕山运动中形成了大量盖层褶皱,同时形成了大量与褶皱同走向逆断裂。雪峰期至早古生代同沉积断裂在加里东运动、印支运动和早燕山运动中因强烈的陆内挤压变形、挤压缩短与褶皱隆升之后,因重力失衡于隆起带侧翼产生伸展滑动而形成正断裂。湖南由NNE向和NW向主干断裂组成的网状断裂系统是中生代最为醒目的构造行迹,其中常德至安仁、郴州至邵阳等两条NW向深大断裂在中生代构造活动中具明显的左行走滑特征。NW向常德至安仁断裂是一条长期活动的隐伏断裂,为一倾向北东、深达上地幔的巨型线性低密度构造弱化带[11],沿断裂带重力水平梯级带急陡,显示一系列圈闭良好的重力低值呈北西—南东向线性排列,该断裂有明显控岩、控矿特征[12],具有重要的构造意义。

2 基础地质调查进展

据不完全统计,截止目前湖南省完成1:5万区域地质矿产调查93 363 km2,285个图幅(图1),占全省图幅的56.52%;完成1∶25万区域地质矿产调查231 924 km2,14个图幅,省境内全覆盖;完成1∶5万矿产远景调查面积54 319 km2,124个图幅,占全省图幅的49.15%;完成1∶5万区域重力调查面积5 455 km2,13个图幅,占全省图幅的3%;完成1∶5万遥感地质调查与解译面积62 158 km2,136个图幅,占全省图幅的29%。航磁、航放、航电、区域地球化学调查完成情况如表所示(表1)。从全国来看,上一轮找矿突破战略行动中,我国重点成矿区带1∶5万区域地质调查图幅完成62%,1∶5万地质矿产调查图幅完成52%[3],数据显示,湖南省1∶5万基础地质矿产调查低于国家在重点成矿区带的完成情况。2008—2018年间,湖南省在国家级南岭成矿带、钦杭成矿带、湘西一鄂西成矿带、洞庭湖区开展1∶5万区域地质矿产调查项目14个,完成图幅58个,在铅锌矿、金矿、煤炭、铁矿、锰矿等方面取得阶段性的找矿突破。

2008年中国地质调查局启动新一代全国区域地质志编写,将过去几十年来取得的丰富地质调查、地球物理、地球化学资料进行综合研究和集成,使之系统化、规律化和理论化。湖南省地质调查院[10]2017年完成中国区域地质志(湖南志)的修编,该成果在1988年版湖南省区域地质志的基础上,结合目前区域地质调查、矿产勘査和专题研究的新资料、新成果,全面、系统地总结了湖南省区域地层、沉积岩和沉积作用、火山岩与火山作用、侵人岩与岩浆作用、变质岩与变质作用、岩石圈结构构造、地质构造、第四纪地质与地貌、区域地质发展史等方面取得的进展与成果,是湖南省目前最为系统和权威的基础地质调查成果资料。湖南地质近百年的发展过程中,曾创造性地提出“地洼说”,成为我国乃至世界大地构造理论主要流派,首次在世界范围内成功实施花岗岩地区“单元—超单元填图方法”及首次开展湖南省地层多重划分对比等工作,充分发挥了基础地质工作在经济社会发展中的基础性、先行性、保障性作用[13]。

3 主要地质体与成矿建造

湖南省青白口纪—南华纪相继经历了武陵期活动大陆边缘盆地和雪峰期—南华纪裂谷盆地演化过程;震旦纪—志留纪相继经历了被动大陆边缘盆地(震旦纪—早奥陶世)、前陆盆地(中奥陶世—志留纪中期)以及陆内造山(志留纪晚期)等演化;加里东运动整体上升成陆之后,省境泥盆纪—中三叠世再次沉降进入陆表海盆地演化阶段;中三叠世末的印支运动导致基底滑移,中侏罗世的燕山运动致湖南省进入中新生代暴露剥蚀与陆相沉积为主的地质新阶段,燕山运动在印支运动基础之上基底滑移得到加强,断裂褶皱普遍发生,发生多期构造运动和岩浆活动以及形成大规模内生金属矿产。其各阶段地质体特征分布情况如图所示(图3)。

3.1 中元古代至青白口纪阶段

湖南省中—上元古界是省内出露最老的地层,主要分布于上扬子地层分区,少量分布于华夏陆块(图3a),于湘东北浏阳文家市一带发现一套高绿片岩—低角闪岩相变质岩系,为一套深水—半深水复理石浊流沉积序列和以拉斑玄武岩—玄武质科马提岩—变辉绿玄武岩—石英角斑岩—变流纹岩为主组成的陆源碎屑火山岩组合。中元古界属活动型地层相,构成扬子古大陆(湖南部分)变质褶皱基底,上元古界属稳定—次稳定型地层相,为扬子古大陆的第一个沉积盖层。浏阳文家市一带发育的蛇绿岩套残片[14]代表了华南洋的洋壳和远洋沉积层,南桥N—MORB特性的玄武岩可能为沿古俯冲带分布的洋壳殘片[15],显示该时期扬子陆块东南缘为活动陆缘盆地。武陵期省境华南造山带缺乏地表物质记录,推测属华夏陆块北西侧陆缘盆地。青白口纪为裂谷盆地演化阶段,构造古地理格局总体自北西往南东海水变深,即为滨海—浅海陆棚—次深海斜坡—深海盆地沉积,期间发生雪峰运动,湘西北地区构造抬升并发生剥蚀[10,16]。

新元古代浅变质岩系的含金建造多为斜坡—盆地相、深水—较深水、远源—中源的浊流沉积,其火山活动为其提供了丰富的Au、Sb元素,为后期成矿提供了部分成矿物质;青白口纪横路冲组底部夹似层状、透镜体状赤铁矿层。板溪群内紫红、灰绿色条带状板岩、钙质板岩、绢云母板岩夹大理岩中发育铜、锰、铁等矿产。

3.2 南华纪至志留纪阶段

南华纪—志留纪相继经历了被动大陆边缘盆地(南华纪—早奥陶世)、前陆盆地(中奥陶世—志留纪中期)以及陆内造山(志留纪晚期)等演化过程,该时期形成的沉积岩广泛分布于扬子陆块和华夏陆块(图3b)。南华纪—早奥陶世扬子陆块转为被动大陆边缘盆地,从北西往南东水体变深,为浅海陆棚或台地—斜坡—盆地沉积。中奥陶世—晚奥陶世属前陆盆地早期阶段,古地理格局和沉积总体面貌与先期被动大陆边缘相同。志留纪早、中期属前陆盆地晚期阶段,城步—新化—湘潭一线以东、东南抬升并遭剥蚀,该线西北水体自南东向北西逐渐变浅为前陆盆地沉积[10-16]。

南华纪发育江口式沉积变质型铁矿,其长安组及富禄组中海相与海洋冰川混合堆积的杂砾、含砾泥质沉积为金、锑、铁矿赋存层位,大塘坡组黑色炭质页岩、炭质粉砂质页岩及碳酸锰矿沉积为铅、锌、银重要矿源层[17];震旦纪金家洞组深灰色炭质页岩中富含磷;寒武纪牛蹄塘组黑色炭质粉砂质板岩、炭质板岩、薄层硅质岩中富含钒,牛蹄塘组及清虚洞组藻礁灰岩、藻屑灰岩、含藻砂屑灰岩中富铅、锌等成矿建造。

3.3 泥盆纪至中三叠世阶段

泥盆纪—中三叠世扬子陆块进入陆表海盆地演化阶段,广泛发育碳酸盐岩和滨浅海陆源碎屑沉积,中三叠世早期印支运动萌发,沉积盆地逐渐萎缩,中三叠世晚期发生印支运动,扬子陆块整体抬升成陆遭受剥蚀,构造运动造成构造变形和大规模花岗质岩浆活动。加里东运动后,湖南境内进入稳定的浅海沉积阶段,从泥盆纪海侵至中三叠世海退形成一个巨型沉积旋回,沉积岩主要分布在下扬子和华夏陆块(图3c),沉积岩的分布以泥盆系最广泛,二叠系次之[10-16]。

泥盆纪—中三叠世省境沉降进入陆表海盆地演化阶段,广泛发育碳酸盐岩和滨浅海陆源碎屑沉积,相带分异明显,并形成较丰富的煤、铁、锰等沉积矿产。泥盆纪欧家冲组、岳麓山组砂岩、粉砂质页岩夹石英砂岩是铁矿的主要富集层位;煤矿赋存于石炭纪测水组、二叠纪梁山组和龙潭组中;二叠纪小江边组、孤峰组中与海侵相关的沉积岩中富含锰。湘中及湘东南坳陷区内二叠纪龙潭组以滨岸泻湖—沼泽相沉积为主,形成的泥页岩区域产出稳定,地球化学、储集性能等方面的特征表明在该地区龙潭组中勘探页岩气具较好的前景[18]。

3.4 晚三叠世至侏罗纪阶段

中三叠世印支运动之后,省境进入中新生代暴露剥蚀与陆相沉积为主的地质新阶段,并发生多期构造运动和岩浆活动,同时伴随大规模内生金属成矿作用。晚三叠世中期—中侏罗世早期,在沅陵、麻阳、靖州、永州、石门、湘中等地挤压体制下形成陆相含煤盆地。根据基底性质、沉积建造特征及地层发育程度,在洪江、溆浦大断裂及益阳—长沙以北的上扬子地层区,其沉积盆地多具继承性,地层发育不全,以陆相为主,与先期地层多为平行不整合接触;洪江、溆浦大断裂及益阳—长沙一线以南,宜章—郴州—耒阳一带以北的湘中地层区,沉积以印支隆起带重新沉降而形成的新生沉积盆地为沉积特征,地层发育较全,以淡化泻湖型的含煤建造沉积为主[10-16](图3d)。

晚三叠世至侏罗纪阶段的沉积矿产主要为煤矿,该时期形成的煤矿主要赋存在三叠系、侏罗系的砾岩、砂岩或粉砂岩、泥岩及煤层组成韵律岩层中,主要分布在郴州、衡阳、湘潭、株洲等地,零陵、怀化、桑植、石门等地有零星分布。

3.5 白垩纪至第三纪阶段

自晚侏罗世以来,随着太平洋板块俯冲的增强,中国东部进入了环太平洋陆缘构造域的发展阶段。在俯冲诱发的深部热对流作用下,在湖南省武陵山以东地区在内的整个中国东部,形成一系列伸展堑垒式断陷盆地,沉积了一套厚度巨大的红色复陆屑式建造(图3e)。该时期沉积盆地在充填物的建造组合上,以岩屑砂岩(杂砂岩)—长石砂岩(杂砂岩)组合最发育。在沉积相带配置上,以洪积扇、干三角洲及三角洲等相带极为发育为特征。从沉积建造看,上部为杂色泥岩—蒸发岩建造,中部为火山岩—杂陆屑建造,下部为杂色泥质—复陆屑建造[19-20]。在株洲地区晚白垩世戴家坪组下部砂砾岩夹砂岩中发现一批恐龙骨骼化石,经初步研究有霸王龙、剑齿龙等,黄乐清等[21]2018年提出在气候干旱少雨、植被稀少的古环境中,地震、滑坡、洪积等一系列局部性突发的地质事件直接导致了株洲天元地区生态环境的恶化致恐龙死亡。

白垩纪红层盆地中神皇山组紫红色泥质粉砂岩、粉砂岩、泥岩及车江组灰白、棕红色长石石英砂岩、粉砂岩中发育沉积型的铜矿;戴家坪组紫红色泥岩、粉砂质泥岩夹灰绿色泥岩、粉砂岩和少量细砂岩及古近系紫红、棕红、灰绿、黄绿色泥岩、粉砂质泥岩中发育岩盐、芒硝矿、石膏等矿产。

3.6 洞庭沉积盆地

洞庭盆地的范围主要根据白垩纪、古近纪断陷盆地的沉积分布区厘定。其西边界为石门、兴隆街一线,南边界为兴隆街、益阳一线,东边界为望城、公田一线,北边界为岳阳县、大通湖、梅田湖一线,总体展布方向为NWW向。因叠加第四纪断陷沉降,地表主要为第四系河、湖沉积覆盖。在上新世末期、中更新世中期,盆地断陷沉降并接受河、湖相沉积,盆地边缘及盆内隆起区脉动式抬升而形成多级河流阶地。早更新世早期,沉积物以湖相沉积为特点。至中更新世,沉积类型为滨、湖、河交替,晚期发生构造反转,洞庭盆地及周缘整体抬升,沉积中断并遭受剥蚀,同时由于湿热化作用使第四纪沉积表层粘土网纹化。晚更新世晚期(距今4×104 a左右)洞庭盆地再度沉降接受沉积,晚更新世末,全球性气候变冷,洞庭盆地遭受剥蚀。全新世以来,洞庭盆地拗陷沉降,气候则转为盛冰期以后的暖期,洞庭湖為过流型湖泊,以河流相沉积环境为主。地层沉积最大厚度为334.05 m。洞庭湖盆在早更新世、中更新世发展演化动力来源于地幔上隆引发中地壳蠕移及上地壳的塌陷,中更新世晚期、全新世盆地拗陷受深部物质蠕移运动的弹性回返与板块尺度的物质运动及挤压作用控制[10-16]。

洞庭盆地划分为江汉—洞庭成矿区,其主要富集的矿产及找矿方向为石膏、盐类、石油、天然气等。

3.7 岩浆岩

湖南岩浆岩的岩石类型较为齐全,从超基性岩到基性、中性及酸性岩均有发育,其中以燕山期中酸性花岗质侵入岩出露最为广泛(图3f),超基性—基性岩为局部出露。在岩浆岩中,湖南省的花岗岩是一种最为发育又具有特色的地质体,具有岩石类型多,化学成分富酸、富碱和富挥发分等特点;花岗岩体多数是复式岩体或同期多次侵入体,岩浆分异、演化较全,晚期花岗岩中W、Li等元素含量高,特别是与岩浆作用有关的有色金属、稀有和稀土矿产丰富。近年来对全省各时代花岗岩类的系统总结和研究,确认湖南省最早的岩浆岩记录大约在古元古代,出露于浏阳市文家市一带,为变基性火山岩;最晚的岩浆岩形成于古近纪,为玄武岩脉,共有武陵期、震旦期、加里东期、印支期、燕山期和喜马拉雅期六期岩浆作用,花岗岩形成的大地构造背景经历了同碰撞—后碰撞—后造山的全过程[10]。

新元古代时期以石英闪长岩、英云闪长岩、花岗闪长岩为主,硅质及碱质含量高,Mg及Fe含量逐渐降低,岩石由中酸性向酸性演化,氧化环境不稳定,未形成有价值的金属矿床。燕山期花岗岩最为发育,集中分布在湘东南地区。燕山早期是湖南最重要的成矿期,形成大量钨锡多金属矿床、斑岩—矽卡岩—热液脉状铜多金属矿床,该时期花岗岩往往是由多期多阶段岩浆活动构成复式岩体,反映了区内燕山早期构造岩浆活动呈脉动特征。燕山期花岗岩以黑云母花岗岩和黑云母二长花岗岩为主,少数为花岗闪长岩,主要由地壳物质的熔融形成[22]。区域成矿背景上,湖南省燕山期花岗岩成岩、成矿时代与南岭地区的成岩成矿大爆发时限(150—160 Ma)基本一致[23],大规模的燕山期花岗岩侵位,形成了众多与花岗岩密切相关的大型W、Sn、Mo、Bi、Cu、Pb、Zn、Au、Ag等多金属矿床。近年的研究成果表明,部分南岭加里东期、印支期花岗岩具有成W、Sn矿的成矿潜力,其花岗岩是重要的W、Sn成矿母岩[24-25]。湘东北地区燕山期高分异花岗岩富Li、Cs、Be,伟晶岩富Nb、Ta,显示岩浆活动晚期岩浆的分异演化、热液流体作用对稀有金属产生了叠加成矿作用。

4 成矿区带与战略矿产的找矿突破

4.1 成矿区带与战略找矿

湖南省地质构造复杂,沉积类型多样、岩浆活动频繁、成矿条件优越、矿产资源丰富,有国家级湘西—鄂西成矿带(地质找矿以Sb、Pb、Zn、Au、Cu、Mn等金属为主)、南岭成矿带(地质找矿以W、Bi、Sn、Pb、Zn、REE等金属为主)、钦杭成矿带(地质找矿以Au、W、Mo、Cu、Zn、Pb、Nb、Ta等金属为主),涵盖湖南省的湘西北、湘中南大部分区域。在湖南省的上扬子成矿亚省、下扬子成矿亚省及华南成矿省内划分出湘鄂西—黔中南成矿带等9个成矿区带(图4)及龙山铅锌萤石重晶石煤矿集区等38个矿集区,分别明确以Sb、W、Cu、Pb、Zn、萤石等作为主攻矿种(表2),显示出湖南省矿产资源丰富,具有众多有潜力的找矿远景区域。湖南省提出的12种Sb、W、Sn、Au、REE、Li、Nb、Ta、Mn、重晶石、萤石、优质硅石战略性矿产资源中[26],除Sn、Au、重晶石、优质硅石外,其余8种均在全国矿产资源规划(2016—2020年)中的国家级战略矿产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、铂族、石油、天然气、钾盐、萤石、石墨名目中。湖南省矿产资源的产出和供给,为我国解决“卡脖子”资源,保障战略性矿产资源供给方面做出了湖南贡献。

Sb、Bi、萤石、石煤、海泡石粘土、石墨、石榴子石、玻璃用白云岩等为湖南省优势矿种[26],其中W、Sb、Bi、萤石为国家战略矿产资源。湖南省钨矿资源丰富,探明小型规模以上的矿产地73处,其中超大型4处、大型7处、中型21处、小型41处,全省共查明WO3资源储量287.53×104 t,保有资源储量233.44×104 t,居全国第二。锑资源储量居世界之冠,累计查明资源储量居全国首位,已查明矿产地40处,其中超大型矿产地1处、大型矿产地4处、中型矿产地10处、小型矿产地25处,至2020年,共探明锑金属量225.32×104 t,保有资源储量66.94×104 t。铋矿产地28处,其中超大型1处、中型4处、小型23处,至2020年,共探明铋金属量36.91×104 t,保有资源储量30.67×104 t。萤石矿床40处,其中16处矿产地为单一矿产,7处为共生矿产,8处共伴生矿产,9处为伴生矿产,萤石矿主要与铅锌矿或钨锡矿成共伴生,累计查明资源量12 734.6×104 t,保有资源储量10 271.4×104 t,资源储量居全国第一位[13]。为保障湖南省优势矿产(战略矿产W、Sb、Bi、萤石)资源供给,巩固优势地位,可依托大型、超大型矿山开展就矿找矿、边深部勘查工作,形成矿产资源勘查及矿业开发基地。

戰略矿产资源Mn在湖南省广泛分布,但贫矿多,富矿少,全省共查明有资源储量的锰矿矿产地80处,其中大型矿产地4处,中型矿产地15处,小型矿产地61处,主要的沉积型赋锰层位有大塘坡组、烟溪组及孤峰组,目前探明储量居全国第二位[27]。稀土矿中重稀土资源储量202 t,保有资源储量202 t;轻稀土氧化物14.66×104 t,保有资源储量13.32×104 t,稀土矿主要在湘南地区分布,成因类型有风化壳型、砂矿型。锂矿目前为国际公认的战略性关键矿产,其产量和消费量整体上呈现出迅速增加的态势[28],湖南省锂矿成因为花岗伟晶岩型、云英岩型,与岩浆作用密切相关。尽管湖南省湘东南地区花岗岩广布,但目前锂矿产地大中小型仅各一处,锂资源的勘查找矿有待加强,但取得锂矿的找矿突破前景广阔。湖南省Mn、Li、REE矿与邻省贵州、江西、广东在成矿背景上相似,但在找矿效果上逊色于邻省,新一轮找矿突破中可作为重点矿种进行主攻,具有较大的潜力。

金矿作为湖南省战略矿产资源之一,主要分布于雪峰山金、锑、钨成矿带上,目前主要产金矿山及地域有沅陵沃溪金矿、平江黄金洞金矿、以及新邵县、黔阳县、会同县等地。初步勘探资料表明,在雪峰金矿田内的铲子坪外围金矿为砂岩层控制,以其元古界地层为目标层位,有希望取得找矿突破。以连云山、幕阜山、雪峰山、武陵山、八十里大南山隆起形成的江南造山带,又称湖南“金腰带”,集聚了湖南90%以上的金矿,储量巨大,300 0 m深度以浅金远景资源量有望达到3 000 t,新一轮找矿可作为贵金属的重点找矿远景区域[13,27]。

4.2 找矿浅议

湖南省全面贯彻落实党的二十大精神和习近平总书记给山东省地矿局第六地质大队全体地质工作者重要回信精神,以期到“十四五”末,湖南省找矿突破取得明显成效,优势矿产增储上产并基本实现探采平衡[4]。为落实国家新一轮找矿突破战略行动的要求,湖南省拟加强基础地质研究,充分发挥基础地质专业技术优势,精准聚焦国家战略矿产需求,以湖南省资源禀赋,部署基础地质调查研究及找矿的相关工作,为保障国家能源资源安全、加快科技强国建设作出新贡献。本文从基础地质调查研究角度,紧密围绕新一轮找矿突破战略行动,建议如下。

(1)加强基础地质调查研究,精准开展大比例尺专项地质调查。紧紧围绕湘西—鄂西成矿带、南岭成矿带、钦杭成矿带等3处重要成矿带选择重点矿集区、勘查基地、区域大断裂交汇部位、重要块体边界完善1∶5万区域矿产地质调查,有针对性的开展1∶2.5万、甚至1∶1万大比例尺基础地质矿产专项调查。重点在湘西北地区开展地层成矿系统的深入研究,主攻Mn等关键矿产资源;在湘东北地区开展地层、构造成矿系统的研究,主攻Au、Nb、Ta、Li等关键矿产资源;在湘东南地区,重点开展岩浆成矿系统研究,主攻W、Sn、Li、REE等关键矿产资源。通过基础地质调查、大比例尺专项地质调查研究,查明成矿地质背景及控矿条件,总结成矿规律和找矿标志,圈定一批找矿靶区,为找矿勘查提供理论支撑,服务国家战略性矿产和湖南省优势矿产勘查找矿。

(2)发挥专业优势,构建现代化空中、地面、地下的找矿理论技术体系。结合南方覆盖区开展地质、物探、化探、遥感等多专业协同调查,形成多专业的调查找矿体系,运用新方法、新技术采集高质量的地质、物探、化探、遥感数据,实现关键成矿区带地、物、化、遥全覆盖,多种找矿方法相互比对、佐证,获取关键找矿信息,同时进行数据集成和针对南方覆盖区找矿方法总结与提升,形成高效勘查找矿,构建空中、地面、地下多空间、多层次、多角度、多维度找矿理论、技术体系。

(3)完善地质调查数据集成,提高关键矿产资源区块筛选及评价效率,形成数据赋能。目前湖南省完成各类专项地质调查及大比例尺的矿区地质调查数据条目数以万计,结合目前已有资料和数据,需不断创新地质资料集成、专题数据提取、数据库建设、服务产品开发、数据的共享等模式,形成更加完善和标准的地质调查数据信息系统,提供丰富多样的检索手段及二次开发,极大地提高地质资料的服务能力,为关键矿产资源的选区评价、勘查开发提供数据支撑,形成数据驱动。结合湖南省的资源禀赋,在新一轮战略找矿中实现关键矿产的增储上产,需快速进行区块筛选、优选及评价,因此提升地质数据的服务能力,形成数据驱动显得尤为迫切。

(4)系统部署REE、Li、Nb、Ta等国家战略资源的勘查找矿,提升湖南省矿业经济发展。REE、Li、Nb、Ta是我国在世界上具有掌控地位的战略资源类型,是大国博弈的重要利器。离子吸附型稀土矿床是我国的特色稀土资源,为全球提供了超过90%的重稀土资源。目前新能源产业发展对锂资源需求日益扩大,亟待加强对其成矿理论研究并寻找新的资源。湖南省与相邻的江西、广东在稀土矿、Li、Nb、Ta的成矿条件和背景类似,取得稀有金属找矿突破有巨大潜力。在本轮战略找矿中,系统部署稀有金属的找矿工作,力争取得找矿突破。围绕繁荣矿业市场、吸引社会主体,破除矿业发展制度性障碍,进一步完善产业配套,在稀有金属领域形成产业链条开发,进一步提升湖南省矿业经济。

(5)依托湖南省地勘基金,打造和完善一批探、采、选矿业开发基地,助推万亿矿业产业集群发展。通过湖南省地质勘查基金有效发挥财政资金放大效应,引导社会资本投入地质找矿,围绕雪峰山—幕阜山弧形构造带、南岭、湘中大乘山—白马山等重要成矿区带,冷水江锡矿山锑矿区、醴陵官庄金矿区、沅陵沃溪金锑钨矿区、平江仁里铌钽多金属等矿区,开展就矿找矿及边深部勘查找矿,探索勘查、开采、选冶、加工全产业链资源勘查开发模式,完善精深加工,培育一批矿业产业龙头企业,形成勘查、开发、选冶一体的矿业开发基地和矿产集群。

5 结语

我国一些主要矿产对外依存度较高,新能源、新材料矿产需求快速增长,必须加强国内矿产勘查开发,重点围绕紧缺和战略性矿产实施战略找矿行动,实现增储上产[3]。湖南省矿产资源丰富,有“有色金属之乡”和“非金属之乡”的美誉,已发现各类矿产147种,已探明储量的矿产113种中保有资源储量居全国前三位的矿产有20余种,居全国前十位的有70种,钨、锡、铅等21种矿产的预测资源量是已查明的资源储量的3~10倍[27]。湖南省成矿条件优越,矿产资源的分布具有明显的区域性和相对集中性,钨、锡、钼、铋、铅、锌、石墨主要集中在郴州、衡阳、湘西地区;锑主要分布在娄底、益阳地区,锰主要分布在永州、湘西、怀化和湘潭地区;金、银主要集中在衡阳、怀化、岳阳和郴州地区[13];锂矿、稀土成矿背景与江西—广东类似,大量印支期、燕山期花岗岩与稀有金属成矿密切相关,具有极佳的找矿远景;南华裂谷盆地演化发生锰矿、重晶石超大规模的成矿作用,广泛分布于湘黔地区,显示出湖南省在战略矿产资源方面有巨大的找矿潜力和空间。在湖南省“三高四新”战略定位下,结合湖南省的优势矿产,依托湖南省2023年设立地质勘查基金,以新一轮战略找矿突破行动为契机,加大湖南省基础性地质调查研究、矿产资源找矿勘查投入,深度激活矿业开发,进一步完善矿业产业发展,加速提升矿业经济,力争在国家战略矿产W、Sb、Mn、Bi、REE、萤石矿等方面取得新的找矿突破,巩固湖南省有色金属之乡的美誉,提升湖南省关键矿产资源供给和保障水平。

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