青海省矿产资源探析
作者:潘 彤 王福德
刊名:青海科技
期号:
青海省矿产资源探析
潘 彤1 王福德2
(1.青海省地质矿产勘查开发局,西宁810001;
2.青海省第五地质勘查院,西宁810001)
摘 要:青海省矿产资源丰富,种类繁多。构造演化经历了前南华纪超大陆形成、南华纪—晚三叠世罗迪尼亚超大陆裂解、晚三叠世晚期陆内演化、古近纪青藏高原迅速隆起不同阶段。共发现矿产种类有137种,其中能源矿产11种、金属矿产46种、非金属矿产78种、水气矿产2种。空间上,阿尔金—祁连成矿省以煤、有色金属、石棉为主;昆仑成矿省北缘成矿带以贵金属、有色金属、煤炭为主;柴达木盆地以石油、天然气、盐类矿产为主;东昆仑成矿带以金银、玉石及有色金属矿产为主;喀喇昆仑—三江成矿省以铜、铅、锌、钼等有色金属矿产为主。青海成矿时代跨度大,从古元古代到第四纪均有矿产地分布,内生成矿以三叠纪分布较集中;新生代所占比例较多,但以砂矿型及盐湖矿产为主。青海成矿经历了多期次、多阶段的构造演化过程,从目前成矿事实而言,成矿条件优越、找矿潜力巨大。
关键词:青海省;矿产资源;最新成果
中图分类号:P617.44 文献标识码:A 文章编号:1005-9393(2021)06-0039-07
作者简历:潘彤,博士,博士生导师,教授级高级工程师,首届“青海学者”。
1 引言
青海省位于中国西部,雄踞世界屋脊青藏高原的东北部,因境内有国内最大的内陆咸水湖——青海湖而得名,简称青。青海是长江、黄河、澜沧江的发源地,故被称为“江河源头”,又称“三江源”,素有“中华水塔”之美誉。青海省东西长约1200km,南北宽约800km,形似玉兔,高原明珠——青海湖就是玉兔的眼睛。青海省处在我国地形三大阶梯的第一台阶上,地势西高东低。绝大部分属于“世界屋脊”青藏高原,全省平均海拨在3000米以上。青海省位于塔里木板块、扬子板块两大板块的交汇处,以昆中断裂和布青山南缘断裂为界,以北为塔里木板块,以南为扬子板块。
青海省位于秦祁昆仑成矿域和特提斯成矿域两大成矿域,进一步划分为5个成矿省、16个三级成矿带。青海省矿产资源丰富,种类繁多,按矿产种类的区域分布,大致有“北部煤,南部有色金属,西部盐类和油气,中部有色金属、贵金属,东部非金属”的特点;北部矿产多,南部矿产少;矿种上,有矿产种类多,共生伴生矿产多,小矿多,矿产地分布零散,矿产资源储量相对集中。全省已查明的矿产地和保有资源储量,绝大部分分布在北纬36°以北地区(图1),南部由于地质工作程度低,大量的矿产资源尚未查明,目前只有砂金、铜、钼、铅锌等少数矿产。北部地区的矿产资源又多集中分布于柴达木盆地及其周边。青海省盐湖资源享誉世界,柴达木盆地以盐类矿产为主的各类矿产资源配置比较齐全,储量高度集中,以“聚宝盆”著称。
作为西部欠发达省份,青海省既是一个经济小省,同时也是一个矿业大省,青海省作为一个资源型省份,矿业经济在青海省经济结构中占有举足轻重的位置。青海省已形成了柴达木盆地石油—天然气—盐类勘查开发基地、祁漫塔格有色金属—黑色金属勘查开发基地、东昆仑金矿勘查开发和储备基地、三江北段(青海)千万吨级有色金属国家储备基地(图1),为经济社会发展奠定了坚实的基础。《青海统计年鉴2019》统计资料显示,青海省10个循环经济重点行业中与矿产资源开发有关的有8个行业,其规模以上工业总产值合计为1092.44×108元,占全省规模以上企业工业总产值的45.60%。按行业统计,在全省规模以上企业工业总产值23957900×104元中,采掘业产值为2444698×104元,占10.20%;相关延伸加工制造业为13308651×104元,占55.55%,采掘业和相关延伸加工制造业两项合计产值占65.75%。
2019年度青海省矿业总产值545.15亿元,占青海省生产总值2965.95亿元的18.38%。按矿种分析,全省矿业总产值亿元以上的矿产有16种,按产值高低依次为石油、天然气、煤炭、铁矿、铜矿、铅矿、锌矿、金矿、锂矿、盐矿、镁盐、钾盐、硼矿、水泥用灰岩、建筑用砂、矿泉水。
图1 青海省矿产地、成矿带及矿业经济简图
2 青海省矿产资源概况
2.1 矿产资源种类
截至2019年底,青海省共发现矿产种类有137种,其中能源矿产11种、金属矿产46种、非金属矿产78种、水气矿产2种。发现各类矿产地2587处(不包括矿化点、矿化信息),其中能源矿产地268处、金属矿产地1287处、非金属矿产地900处、水气矿产地132处。按矿产地规模划分,有超大型31处、大型94处、中型181处、小型482处,矿点1799处。
青海省查明有资源储量的矿产种类有108种,编入《青海省矿产资源储量简表》(截至2019年底)的矿产种类有96种(固体矿、液体矿,不含石油、天然气),其中能源矿产3种、金属矿产38种、非金属矿产53种、水气矿产2种。
2.2 矿产地地理分布情况
青海省自然资源十分丰富,是一个矿产资源大省,其矿产资源的特点为地域分布不均衡。依据目前勘查程度和矿产资源利用情况,青海省矿产地按矿种分布具有明显的地域特点,西宁市周边及海东地区多以建材非金属矿产为主;盐湖矿产及石油、天然气主要分布于柴达木盆地西部;煤炭主要分布于柴北缘、北祁连,玉树、果洛地区有少量分布;黑色金属主要分布于格尔木西部、都兰、祁连地区;有色金属、贵金属主要分布于祁连、格尔木、大柴旦、兴海、都兰、泽库、同仁、玉树等地区。
青海省矿产地在各州(市)、县(市)的分布情况见图2。由图2可看出,2587处矿产地分布于8个州(市)和42个县(市、行委)行政区,但集中分布于海西州(1135处)、海北州(342处)、玉树州(303处)、海东市(274处)等州(市);矿产地超过100处的县(市)有都兰县(334处)、格尔木市(333处)、祁连县(216处)、大柴旦(128处)、茫崖市(115处)。
2.3 已查明资源储量在全国的排序
据《2018年全国矿产资源储量通报》,青海省矿产资源储量居全国前3位的有27种,前5位的有37种,6至10位的有21种。有58种矿产资源保有资源储量排在全国前10位。其中锂矿、氯化镁、硫酸镁、玻璃用石英岩、电石用灰岩、化肥用蛇纹岩、钾盐、石棉、锶矿、饰面用蛇纹岩10种矿产位于全国第1位。在国民经济占主导地位的45种主要矿产中,优势矿产锂矿(LiCl)、锶矿、钾盐(KCl)、石棉、玻璃用石英岩等居第1位,而大宗支柱性矿产的煤炭居第15位、石油居第9位、天然气居第7位、铜矿居第11位、锌矿居第9位、铅矿居第12位、金矿居第14位、铁矿居第20位。
对青海省经济发展贡献较大的优势矿产是石油、钾盐、天然气、煤炭、岩金、锌、铜、铅、锂、硼、铁、盐矿(NaCl)、石棉、饰面石材等矿种。具有资源优势并具潜在市场前景的矿产有:镁盐、石英岩、芒硝、石膏、硅灰石等矿产。工业发展急需的短缺矿产是铝土矿。
2.4 矿床类型
青海省处于秦祁昆造山系和北羌塘—三江造山系中,在造山前期、主造山期和后造山期形成不同类型的成矿作用。不同的区域构造格局具有不同的地质特征,同时也控制着不同成矿类型、不同矿种形成。
青海省地质构造复杂,成矿地质作用多样。对照《中国矿产地质志省级矿产地质志研编技术要求》矿床类型划分方案,青海省5大成矿作用17种成矿类型均有分布。统计结果表明,青海省内生矿产占据主导地位,约占70%;在三级分类中,浅成中—低温热液型及成因不明矿床居首位,其次为岩浆热液型矿床、接触交代型矿床、化学沉积型矿床。
3 青海省构造演化及成矿规律
3.1 构造演化与成矿
青海省如今构造格局至少经历了前南华纪超大陆形成、南华纪—晚三叠世罗迪尼亚超大陆裂解形成特提斯洋及大陆边缘多岛弧盆系、晚三叠世晚期陆内演化、古近纪青藏高原迅速隆起等不同阶段。不同的演化阶段对应着不同的大地构造格局,超大陆裂解及洋陆演化阶段对应着洋陆格局,陆内造山演化阶段对应着陆内盆山格局,属陆内构造体制。由此可见青海也曾经历过汪洋海景和如今的雄伟高原,同时也经历了多期次、多阶段的构造演化过程,发育多期构造—岩浆—变质—成矿事件,不同的构造演化阶段形成了不同类型的矿床。
3.1.1 前南华纪(~0.78Ga)
前南华纪是青海大陆地壳形成的主要时期,1.8Ga的哥伦比亚超大陆聚合与0.8Ga的罗迪尼亚超大陆聚合基本形成了青海大陆地壳的主体,后期的地质演化虽然复杂漫长,但其基本特征并无明显变化。沉积变质型铁(锰)矿、石墨矿床和石英岩矿床是该时期最重要的矿产资源。
3.1.2 南华纪—泥盆纪(780Ma~359Ma)
南华纪随着罗迪尼亚超大陆裂解,原特提斯洋开启,原特提斯祁连洋、昆仑洋与秦岭洋合并简称为原特提斯秦祁昆洋,柴达木、东昆仑、中祁连、南祁连—全吉等地块是秦祁昆洋内相对稳定的地块。中寒武世始,大洋板块向北俯冲,青海北部演化成为活动大陆边缘,形成规模巨大的沟—弧—盆系图,这一阶段成矿作用与活动大陆边缘内的岛弧、陆缘弧和弧后盆地相关,大多属于海底热水沉积矿床,少量为大洋中脊,形成了锡铁山铅锌矿、驼路沟钴等矿床。该阶段,青海南部处于原特提斯大洋区。志留纪—泥盆纪北部的柴达木等诸陆块汇聚,陆块碰撞,形成柴北缘、东昆仑超高压变质带及其与之相伴的金红石型钛矿床和以滩间山金矿为代表的造山型金矿。碰撞晚期地壳伸展拉张,幔源岩浆上涌,形成环柴达木周缘的志留纪—泥盆纪岩浆岩带与铜镍硫化物成矿带,形成了以夏日哈木超大型镍矿为代表的岩浆岩型铜镍硫化的矿床。
3.1.3 石炭纪—三叠纪(359Ma~199.6Ma)
石炭纪—二叠纪,青海北部除宗务隆山裂谷外,整体处于柴达木—华北板块稳定的大陆边缘,缺乏火山活动,但碳酸盐岩为主的滨-浅海相地层分布十分广泛,变形微弱,是优良的生烃层系。青海南部以阿尼玛卿洋和金沙江洋为代表的古特提斯洋处于鼎盛时期,大洋中脊形成了与洋底热水沉积相关的德尔尼铜钴矿床。
二叠纪晚期至晚三叠世早期,古特提斯大洋岩石圈板块向北、南两侧的大陆地壳之下俯冲,北方东昆仑地区形成了规模巨大的晚二叠世—晚三叠世岩浆弧,南侧形成了开心岭—杂多陆缘弧。在东昆仑,洋壳俯冲作用形成的壳幔混合型岩浆岩带来了巨量的金属,形成了我国十分重要的多金属成矿带,目前在这一成矿带发现了一大批大型多金属矿床。在三江北段治多县多彩地区也形成了具有潜力的铜铅锌矿集区。
晚三叠世,北方的柴达木—华北板块与南方的羌塘—扬子板块碰撞,古特提斯大洋消失,海水退至唐古拉山脉及以南广大区域。板块碰撞及后碰撞造山过程中,在东昆仑和巴颜喀拉山脉北部地区形成了五龙沟、沟里和大场等金矿矿集区。
3.1.4 侏罗纪—白垩纪(199.6Ma~65Ma)
侏罗纪主要为特提斯洋演化阶段。在古特提斯残留洋收缩、消亡、造山的同时,位于省外的新特提斯多岛洋打开,特提斯洋主域已移至省外青藏高原南部班公湖—怒江洋及雅鲁藏布江一带。其中峨眉山火山岩的发育可能是特提斯洋打开的先声,青海南部为广阔的滨浅海,而青海北部为中低纬度温暖湿润的低海拔丘陵—平原,河湖发育,植被茂盛,成为青海省最重要的聚煤期,青海省最主要的煤碳资源即形成于该时期。
白垩纪新特提斯洋壳向北俯冲,青藏高原开始有限地隆升,大约在65 Ma~55Ma,新特提斯大洋闭合,印度板块与亚洲板块发生碰撞,青藏高原迅速崛起,并发生大规模的岩石圈拆沉和减薄,引发了大规模火山喷发。与该侵入岩体有关的矿产主要有铁、铅锌、重晶石等,成矿类型为接触交代型、岩浆热液型,代表性矿产地有囊谦县解嘎银铜铅矿等。
3.1.5 古近纪—第四纪(65Ma~)
古近纪开始,印度与欧亚板块初始碰撞,青海省南部受碰撞作用局部处于伸展阶段于三江地区广泛发育高钾花岗岩组合—过碱性花岗岩组合的侵位,如各拉丹冬—纳日贡玛高钾花岗岩组合(61Ma~62Ma)。与该侵入岩体有关的矿产主要有钼、铜、铅锌、银等,成矿类型为斑岩型、接触交代型,成矿时代为古近纪,代表性矿产地有杂多县纳日贡玛钼铜矿床等。渐新世—中新世(34Ma~25 Ma)青海主要表现为随高原差异隆升,形成一系列走滑断裂活动与拉分盆地,随之也进入了盆地充填活跃期,如柴达木盆地的上、下油沙山组等,形成了青海重要的产油层系。
第四纪以来,青藏高原快速隆升,2.6Ma青藏运动B幕发生,临夏东山古湖形成,高原升到海拔约2000m的高度,我国西北地区广泛堆积的黄土地层便是有力的佐证。青藏运动C幕(1.7Ma),临夏东山古湖消失,黄河干流形成。昆仑—黄河运动(1.2Ma~0.6Ma),昆仑山抬升,黄河切穿积石峡,黄河中阶地形成;共和运动0.15Ma以来,黄河切穿龙羊峡,黄河低阶地形成,三次明显的隆升过程,青藏高原达到现今高度,现今地貌格局被称为“世界屋脊”。这一时期形成了丰富的砂矿、盐类、泥炭、石膏等资源。同时1.2Ma开始的昆黄运动使青藏高原大部快速隆升进入冰冻圈,使高原本身的环境骤变,出现第四纪以来最大的冰川,至今仍处于稳定的环境中,从而形成现今的永久冻土层,为“可燃冰”的储存提供了良好条件。
3.2 矿产时空分布规律
3.2.1 矿产的时间分布
青海在漫长的地史演化中,矿床形成在时间上出现的阶段性、相似性、差异性和不均匀性。青海矿产成矿时代跨度大,从古元古代到第四纪均有不同规模的矿床分布,但成矿强度存在差异。
青海省以三叠纪为主要成矿期(图2),占所统计矿产地数的29.69%,所占比例较高;其次是第四纪,占16.81%;再次是奥陶纪,占13.18%。总体看来,青海矿产时间分布具有如下特点:成矿时代跨度大,从古元古代到第四纪均有矿产地分布。但成矿强度存在差异,内生成矿以中生代最强,并以三叠纪分布较集中;古生代次之,并以奥陶纪相对较强。喜山期矿床所占比例较多,但以砂矿型及盐湖矿产为主,内生矿床较少;印支期、加里东期是青海的主要成矿期,且大中型矿床所占比例较大;燕山期、华力西期矿床规模以小型为主,但数量多,找矿潜力较大。
图2 青海省矿产地成矿时代分布图
3.2.2 矿产的空间分布
青海地跨秦祁昆成矿域及特提斯成矿域等两大成矿域,共涉及5个成矿省、16个成矿带(图1)。5个成矿省中阿尔金—祁连成矿省以煤、有色金属、石棉为主;昆仑成矿省北缘成矿带以贵金属、有色金属、煤炭为主;柴达木盆地以石油、天然气、盐类矿产为主;东昆仑成矿带以金银、玉石及有色金属矿产为主;喀喇昆仑—三江成矿省以铜、铅、锌、钼等有色金属矿产为主。
矿产地按成矿省及三级成矿带进行统计,青海省矿产平面上分布极不均匀,由统计结果看,以东昆仑成矿带(Ⅲ-26)三级成矿带分布的矿产地最多,矿产地数634处,占全省矿产地总数的24.51%(图3);其次是中祁连成矿带(Ⅲ-22),矿产地351处,占比13.57%;柴北缘成矿带(Ⅲ-24)矿产地数304处,占比11.75%。
图3 青海省矿产地成矿带分布图
矿产地总体分布呈自北至南由多到少变化等特点。但青南地区因自然地理环境制约,矿产勘查程度普遍较低,说明其找矿空间较大。
青海省各三级成矿带中,矿床数量排序与矿产地排序基本一致。从矿床数量看,东昆仑成矿带矿床数量199处,占25.22%,位居前列;中祁连成矿带矿床数量139处,占17.62%;柴北缘成矿带矿床数92处,占11.66%;柴达木盆地成矿带矿床数72处,占9.13%。且超大型矿床基本分布于上述成矿带中,矿种多、类型齐全,是青海省最为重要的成矿区域,也是今后开展矿产勘查及研究的重要地区。矿产地分布少的地区,矿产勘查工作一般较低,从成矿预测成果看,其找矿前景较好。
从矿床的埋深看,省内最大勘探度已达千余米(煤、石油、天然气除外),一般勘深500m以内,深部找矿潜力较大。
4 结论
(1)在青海省,具有5大成矿作用17种成矿类型分布。青海省内生矿产占据主导地位,约占70%;在三级分类中,浅成中—低温热液型及成因不明矿床居首位,其次为岩浆热液型矿床、接触交代型矿床、化学沉积型矿床。
(2)全省矿产地分布极不均匀,已发现矿产地主要分布于北部交通沿线。当然,青海南部受交通不便、投入少等方面影响,发现矿产地数量较少。总体而言,青海省目前矿产发现数量、资源量与潜力评价有一定的空间,后续找矿空间极大。
(3)青海成矿经历了多期次、多阶段的构造演化过程,发育多期构造—岩浆—变质—成矿事件,不同的构造演化阶段形成了不同类型的矿床。从目前成矿事实而言,成矿条件优越、找矿潜力巨大。
参考文献:
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