湖南省战略性矿产矿床类型与找矿方向
——以稀贵金属为例

2021-11-03 13:05黄小强柳清琦
世界有色金属 2021年13期
关键词:伟晶岩稀有金属贵金属

李 颖,黄小强,柳清琦

(1.湖南省核工业地质局探矿技术研究所,湖南 长沙 410011;2.湖南省核工业地质局三一一大队,湖南 长沙 410100)

当前国际贸易争端逐渐由经济领域扩展到高科技领域,已蔓延至矿产资源领域,世界各主要国家对战略性新兴产业所需关键矿产的争夺日益加剧,纷纷制定发布战略报告,抢占新一轮矿产资源争夺的制高点(毛景文等,2019)。尤其是后疫情时代以来,国际形势愈发复杂,战略性矿产地位进一步凸显。资源安全始终是国家可持续发展的核心问题,而稀有金属(铌钽锂等)、贵金属(金等)(统称“稀贵金属”)等战略资源由于其独特的物理化学性能,可广泛应用于国防、航天、高端电子设备、核工业、发光材料等高技术特种金属材料的研制,是未来经济结构调整与产业发展升级的关键。

湖南省横跨扬子和华夏两大构造单元,区域成矿地质背景及成矿地质条件优越,是矿产资源大省。稀贵金属资源分布广、类型多,已勘查评价了一批大中型矿床,显示了巨大的资源潜力。尤其是近年来取得一批找矿新发现,如湘东北仁里发现超大型伟晶岩型稀有金属矿床(刘翔等,2018)、老矿山深边部找矿取得重要突破、大万金矿区2000m深钻见厚大金矿体(黄建中等,2020)等。在国家政策引领下,湖南省矿产资源工作重点放在稀贵金属等领域,但在稀贵金属成矿类型与成矿作用、资源潜力预测等方面还存在一些科学问题,虽局部地区稀贵金属勘查程度较高,但整体工作程度仍有待进一步提升。

本次旨在分析湖南省稀贵金属资源现状,研究其矿床类型与矿床特征,指出找矿方向,以期为省内战略性矿产勘查研究提供依据,具有一定的现实意义。

1 湖南省稀贵金属资源分布

由于湖南省横跨扬子和华夏两大构造单元,历经多期多阶段多机制造山作用,多期次构造-岩浆活动导致广泛的稀贵金属成矿作用。省内稀贵金属资源分布广,稀有矿产主要分布在湘东北和湘东南地区,已查明稀有金属矿产地有18处(图1),其中超大型铌钽矿床1处(仁里)、大型铌钽锂矿床3处(邓阜仙、香花铺、湘源)、中型矿床3处(传梓源、上堡、南江桥)、小型11处。主要铌钽锂稀有金属矿产地有7处(杨世珍等,2020),分布于湘东北幕阜山一带及湘南金鸡岭、香花岭、骑田岭、邓阜仙一带。金矿床主要分布于江南造山带(湖南境内),由于江南造山带湖南段分布的金矿资源量极为丰富,聚集了省内90%以上的金矿(黄建中等,2020),且整体呈带状分布,被形象的誉为湖南的“金腰带”。金腰带上已发现大型(含超大型)金矿床9个,中型矿床20个,小型矿床29个(图1),累计探明金资源储量达600吨,且多数矿床勘查深度不足500m(黄建中等,2020)。这些金矿床主要分布于慈利-保靖断裂(F1),城步-新化断裂(F6)、常德-安仁断裂以及双牌-川口断裂所形成的弧形带内。

图1 湖南省主要稀贵金属矿床分布图

2 矿床类型

2.1 稀有金属矿床类型

稀有金属矿床根据其矿床成因可分为内生型和外生型矿床。李建康等(2019)将国内内生铌钽矿床划分为过铝质岩浆系统的铌钽类矿床(花岗伟晶岩型和花岗岩型铌钽矿床)、碱性岩-碳酸岩岩浆系统的铌钽类矿床(岩浆型、碳酸岩型),将国内外生铌钽矿床划分为风化壳型和残坡积冲积砂矿型。内生型锂矿床具体分为花岗伟晶岩型、花岗岩型、云英岩型和岩浆热液型,外生型锂矿床包括盐湖型和地下卤水型,另外也可能存在花岗岩风化壳型的锂资源,属于一种内生外成型锂资源(李建康,2014)。对于我省稀有金属矿床成因类型的划分,考虑对矿床形成起主导的地质作用及蚀变类型上的继承和发展关系等因素,将湖南省稀有金属矿床划分如下(表1)。

表1 湖南省稀有金属矿床类型

省内以花岗伟晶岩型和花岗岩型矿床最为重要,规模较大,矿化较好,可达中、大型规模,尤其是花岗伟晶岩型,如平江县仁里铌钽矿达超大型规模。就矿种而言,以铌钽矿为主,铍矿多为伴生于铌钽或钨锡矿中,独立铍矿规模较小。

2.2 金矿床类型

我国金矿床工业类型主要有破碎带蚀变岩型(焦家式)、含金石英脉型(石英单脉型、石英网脉及复脉带型、石英硅化钾化蚀变岩型-东坪式)、斑岩型(团结沟式)、矽卡岩型、角砾岩型、硅质岩层中的含金铁建造型(东风山式)、含金火山岩型、微细浸染型(中华人民共和国自然资源部,2020)。黄建中等(2020)认为湖南“金腰带”上金矿床总体上与造山带韧性剪切带密切相关,全省金矿从矿床形成的构造背景、成矿作用和赋矿围岩等方面来看主要可以划分为岩浆热液型、造山型、沉积型,以及微细浸染型等四类(表2),其中以造山型金矿最为重要,资源储量占比72.47%;其次为岩浆热液型,资源储量占比23.4%。

表2 湖南主要金矿类型简表

3 找矿方向

3.1 稀有金属找矿方向

以往探明稀有金属矿床主要以湘南地区花岗岩型矿床为主,资源储量规模较大,研究程度较高。近年来,湖南省核工业地质局三一一大队在湘东北幕阜山西南缘地区新发现仁里超大型伟晶岩型铌钽矿床,探获Ta2O5资源量10791t,Nb2O5资源量14057t,平均品位Ta2O5为0.036%、Nb2O5为0.047%,矿床资源量大,品位高,且富含长石、石英、云母等非金属资源,潜在经济价值巨大。矿产资源选矿试验结果显示综合利用率达到了89.60%(周芳春等,2020),基本上可做到无尾矿生产,有望将该区打造成华南地区绿色环保的稀有金属高效勘查与开发示范基地,经济社会效益十分明显(杨世珍等,2020)。刘翔等(2018)提出了仁里矿床受大型层状构造与燕山期岩浆岩联合控矿新认识,明确该区属新的矿化类型。建立了幕阜山大岩基铌钽锂铍矿成矿模式和成矿模型(周芳春等,2019),仁里矿床的发现突破了传统“小岩体成大矿”的找矿思路限制,突破了以往对大岩基难以形成和找到超大型伟晶岩型稀有金属矿床的既往认识,为湖南省稀有金属找矿提供了新思路,伟晶岩型稀有金属床为今后找矿重点。

从前述可见,目前湖南省内发现的稀有金属矿化类型主要有铌钽、锂铷、铍等,矿床类型主要有花岗岩型、伟晶岩脉型,整体以伟晶岩脉型铌钽锂矿、花岗岩型锂铷多金属矿最具工业意义。今后稀有金属矿的主攻矿化类型以铌钽锂、锂铷为主,主攻矿床类型以伟晶岩脉型铌钽锂矿、花岗岩型锂铷多金属、铌钽矿为主,其余类型可在今后找矿中进行探索。

从找矿区域上看,湘东北幕阜山—连云山—望湘地区为伟晶岩型稀有金属矿主攻区域,幕阜山岩体、连云山岩体及望湘岩体分布区及其接触带是寻找伟晶岩型铌钽矿的主要地区,尤其是幕阜山岩体北西和西南接触带岩体剥蚀程度低,伟晶岩脉成带成组集中发育,化探土壤铌钽元素异常规模较大;连云山岩体北东部发现多处铌钽、铍矿点,望湘岩体西南部含铌钽钨锡伟晶岩脉成带发育,已发现铌钽矿点、铍矿点多处。

因此,幕阜山岩体、连云山岩体及望湘岩体是寻找“仁里式”伟晶岩型稀有金属矿的有利地段。

3.2 金矿找矿方向

近年来,湖南省在“金腰带”上找矿成果十分显著。区域极为复杂的地质过程奠定了“金腰带”得天独厚的成矿地质背景,造就了区域极其优越的成矿条件。“金腰带”金矿床类型多、埋藏浅、质量好,已发现一大批金矿床,以造山型金矿规模最大,如沃溪、万古、黄金洞、雁林等矿床。金矿石类型按工业类型划分主要有含金蚀变破碎板岩、含金石英脉、含金构造角砾岩和含金蚀变板岩等,以含金蚀变破碎板岩、含金石英脉较常见,含矿较好。

随着湘东北连云山地区和醴陵官庄地区金矿找矿勘查取得重要进展,黄金洞、大万及雁林寺等老矿山找矿取得重大突破,省内初步形成了以会同-炮团地区、溆浦-金石桥地区、沅陵-桃江地区、醴陵-浏阳地区、连云山地区等5处大中型金矿资源基地。平江大万金矿集区、浏阳-醴陵金矿集区、沅陵金锑钨矿集区、安化渣滓溪锑矿、雪峰山金矿田及漠滨金矿田等重点矿集区深边部找矿潜力巨大,其中又以平江大万金矿集区找矿潜力最大,大万金矿集区深部钻孔ZK808(孔深2105.35m)在1900m见矿平均品位4.35g/t,真厚度3.75m。黄建中等(2020)预测大万金矿区2000米以浅的金资源潜力可达800t(已探明140t)。在控矿类型上亦有新发现,以往大万-黄金洞地区含矿构造以东西、北(西)西向为主,近年来湖南省核工业地质局三一一大队在黄金洞-大万地区勘查发现黄土嘴F2、石坳矿区F6等北东向含矿构造,构造规模大、品位较富,进一步拓宽了区域找矿方向。

今后省内金矿找矿工作重点围绕上述重点矿集区加大工作力度,提升研究程度。以“金腰带”北东端大万-黄金洞地区为主攻区域,以老矿山深边部找矿为突破点,以蚀变岩型+石英脉型金矿为主攻类型部署勘查工作。

4 对于战略性矿产勘查的几点思考

(1)要加大战略性矿产勘查力度、加快勘查步伐。近年来受矿业经济下滑、生态环保要求等因素限制,地质找矿工作受到很大影响,而复杂多变的国际形势导致各国对战略性矿产的重视度却越来越高,加大战略性矿产的勘查势在必行。我省具备巨大战略性矿产找矿潜力,要加大我省战略性矿产勘查投入,加快勘查步伐,做好顶层设计,对具有较大找矿潜力的远景区、找矿靶区及矿(化)点部署调查或勘查工作,提高工作程度,以寻找“仁里式”花岗伟晶岩型稀有金属矿床、“大万式”蚀变岩型金矿床为目标,提高我省战略性矿产资源保障程度,为经济社会发展保驾护航。

(2)加强老矿山深边部找矿勘查工作。湖南已发现一批大中型稀贵金属矿床,部分勘查深度较浅,但深部及边部找矿潜力仍然很大。要加强深部探测技术方法及手段的应用研究,扩大深部找矿成果。

(3)践行生态环保理念做好战略性矿产勘查开发。生态环保理念对新时代地质工作提出了更高的要求,传统的地质工作手段、方法及矿山开发利用技术已较难适应新的环保要求。今后矿产勘查与开发工作要做到勘查高效、开发利用绿色环保,要更加注重新技术新方法及多方法的综合运用,走绿色、可持续发展道路。

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