中非铜钴矿带钴矿成矿特征和富集机理

中非铜钴矿带是世界上规模大、铜钴品位高的层控型铜钴矿带,以拥有大型超大型铜钴矿床和众多的世界级铜钴矿山而闻名于世。本文综述了该成矿带的基本地质特征和矿化类型,分析了Co的超常富集机理,指出了存在的问题。中非铜钴矿带位于非洲中南部的赞比亚和刚果（金）境内,全长700 km、宽150 km,包括赞比亚铜带省矿带、赞比亚西北省矿带和刚果（金）加丹加矿带。钴矿的形成经历了裂谷期成岩成矿作用（880～735 Ma）和造山期成矿作用（530～490 Ma）,分别与新元古代加丹加沉积盆地的形成发展演化和卢富里安造山作用相对应。其成因类型包括同生沉积型钴矿床和热液改造型富钴矿床。沉积型钴矿在赞比亚境内发育,钴含量相对较低;热液改造型富钴矿床在刚果（金）境内更为发育,钴含量相对较高。钴与铜共生或伴生,主要含钴矿物为硫铜钴矿、方钴矿、硫钴矿、钴黄铁矿、水钴矿、钴华、菱钴矿等。Co的超常富集与由卤水在深部交代基底岩石（矿石）形成的富金属成矿流体通过迁移-富集-沉淀作用的多期次循环有关。矿床的氧化带、原生带分带明显,局部氧化深度达到300 m,表生氧化作用往往造成钴矿化富集。该区富钴矿床整体地质研究程度较低,...     

吉林省大横路铜钴矿复杂的沉积-变质变形-热液作用演化过程及其对钴的赋存状态和富集成矿的制约

吉林省白山市大横路铜钴矿为国内少有的沉积-变质变形-热液等多种成因叠加改造的大型钴矿床,是综合研究古元古代造山带钴复杂成矿作用过程的理想地区。目前,有关该矿床中钴的赋存状态、富集迁移规律及复杂的成矿过程等方面的研究十分薄弱。本文采集矿床内典型钻孔样品,通过精细的矿相结构观察、扫描电镜物相分析、X射线元素面扫描和矿物成分定量分析等综合研究,发现大横路铜钴矿床经历了多期多阶段复杂的沉积-变质变形-热液作用,钴主要以Co的独立矿物(硫镍钴矿和辉砷钴矿),类质同象进入富Co黄铁矿和在磁黄铁矿中发育钴镍黄铁矿出溶体等形式存在。该矿床成矿作用分为以下5个阶段：沉积阶段以黄铁矿-磁黄铁矿-黄铜矿呈极细粒包体零星分布为特点;变质变形阶段以硫镍钴矿-磁黄铁矿-黄铜矿组合沿绢云母-黑云母-石英变质千枚理定向分布为特点,变质程度达高绿片岩相;早期热液作用主要沉淀粗大脉状磁黄铁矿及其钴镍黄铁矿出溶体;中期热液作用以条带状自形富Co黄铁矿和硫镍钴矿为标志,该阶段为Co富集成矿的主成矿期;网脉状黄铜矿沉淀对应于最晚期热液作用,同时发育极少量细粒辉砷钴矿。矿体的蚀变类型以硅化、碳酸盐化、钠长石化和绿泥石化为主,次为...     

我国钴镍矿床的成矿规律、科学问题、勘查技术瓶颈与研究展望

钴镍矿床主要有四类：岩浆型、红土型、沉积岩-变沉积岩容矿型和热液型。本文提出“纽带矿床”的概念,是指兼具多种不同类型或不同成矿元素组合的矿床,是不同矿床类型之间连接以及与成矿理论连接的结合点,也是成矿模型与找矿模型之间的纽带。从金属共生关系的角度看,镍矿普遍伴生钴,但钴矿未必有镍;从元素地球化学的角度看,钴和镍在深部岩浆过程多共生,而在浅表热液、风化和沉积等过程多分离。据此提出钴镍成矿的关键科学问题为钴镍共生、分离和富集机理,主要包括：(1)岩浆-热液过程中的钴镍分离与富集机理;(2)风化-沉积过程中的钴镍共生-分离-富集机理。通过对四种类型典型矿床和纽带矿床的解剖,结合实验岩石学及数值模拟计算与钴镍赋存状态及富集规律的研究,有助于建立完整的钴镍成矿理论体系。同时,从更大尺度上来看,钴镍成矿和重大地质事件具有一定的耦合关系,镁铁-超镁铁岩体的成矿差异与构造背景息息相关,而热液改造在钴超常富集方面可能起到至关重要的作用。钴镍矿床赋矿地质体产状复杂多变,含矿岩体与围岩之间物性相似,钴-镍赋存状态多样,迫切要求解决钴镍矿床勘查的关键技术问题为多元多尺度勘查技术体系与含矿性评价,主要包括：(1...     

刚果（金）Kimin铜钴矿床地质特征与成矿模式

Kimin铜钴矿床位于刚果（金）加丹加铜钴多金属成矿带北西部,是该带内代表性超大型矿床。文章在剖析Kimin矿床成矿地质背景、矿体特征、控矿因素及找矿标志的基础上,探讨和厘定了矿床成因类型,建立了矿床成矿模式。结果表明,Kimin矿床铜钴矿体呈层状、板状及薄膜状产出,总体呈EW—近EW向展布,明显受控于地层岩性、近EW向层间断裂、氧化淋滤等作用;Kimin矿床由浅部至深部矿物由铜、钴次生氧化物逐渐转变过渡为原生硫化物;其成矿作用主要经历了原始沉积铜钴矿化、热液改造铜钴叠加富集及表生氧化淋滤富集等三个阶段,矿床成因类型为“沉积-热液改造型铜钴矿床”。     

中非赞比亚成矿带谦比希铜钴矿床钴的赋存状态与成矿规律

谦比希铜钴矿床是中非赞比亚成矿带重要的超大型铜钴矿床之一,由主矿体、西矿体和东南矿体3部分组成,赋矿层位主要为下罗安亚群敏多拉组和基特韦组,岩性包括泥质板岩、泥质石英岩、板岩、石英砂岩等。现有资料对于矿床中钴的赋存状态和含钴矿物成因的研究较为薄弱,这也直接制约了对钴矿的成因认识及今后找矿方向。本次研究聚焦谦比希矿床中的富钴矿物,对该类矿物进行电子探针、微区X射线荧光光谱分析和S同位素研究,通过查明谦比希矿床中钴的赋存状态及成因机制,为今后区域上钴资源的找矿勘查提供理论依据。分析结果表明谦比希矿床中钴以独立矿物和类质同象形式存在,其中独立矿物主要为硫铜钴矿和硫钴矿。在热液黄铁矿(Py2)和磁黄铁矿中,钴含量最高分别可达4.9%和1.5%,Co与Fe含量成反比关系且Co富集区域较为均匀地分布在硫化物中,说明Co取代Fe以类质同象方式赋存于黄铁矿和磁黄铁矿中。此外,谦比希矿床热液期黄铁矿-磁黄铁矿的Co-Ni范围不同于夕卡岩型及其他几种成矿类型的黄铁矿和磁黄铁矿,结合前人对热液矿化期流体包裹体的H-O同位素研究,暗示富钴的成矿流体可能并非岩浆热液流体,而是中-高温的变质热液流体。西矿体斑铜矿和东南矿体磁黄铁矿δ³⁴S值分别为6‰~6.9‰和7.2‰~12.6‰,表明热化学硫酸盐还原作用是谦比希矿床还原性硫形成的主要机制,硫化物在经历了变质作用后δ³⁴S值具有均一化。综合本文和前人已有研究,我们认为钴的主成矿期与卢菲利安造山作用密切相关,造山期中-高温变质热液使得钴、铜等金属元素再富集。NE-SW向挤压形成的褶皱枢纽及特定走向断层的交汇处等构造发育部位可以作为钴矿体的有利找矿地段,而热液脉中的黄铁矿-磁黄铁矿组合可作为区域上寻找钴矿体的矿物标志。     

刚果（金）KOLWEZI铜钴矿床地质特征及成因分析

KOLWEZI铜钴矿位于刚果(金)-赞比亚铜钴矿带,卢菲利弧外部褶皱推覆构造带西北缘,KOLWEZI复式推覆体上。该矿床主要受Mines亚群及卢菲利造山运动D1阶段褶皱、逆冲推覆、断层及层间断裂控制。矿体呈层状,矿石主要为它形粒状结构,层状、浸染状构造,矿石矿物和脉石矿物按生成序次可以分为四个组合。结合毗邻KOLWEZI的类似矿床的地球化学研究及中非铜矿带的研究成果,认为KOLWEZI铜钴矿床的成矿过程经历了三个成矿期次,其中同成岩期成矿是形成KOLWEZI铜钴层状矿体的主要期次,同造山期矿化使先成层状矿体中的硫化物矿物发生活化、再沉淀,同造山构造活动一定程度上塑造了KOLWEZI铜钴矿床如今的产出状态。分析认为,KOLWEZI铜钴矿应属同成岩层状沉积矿床。     

刚果(金)绿纱铜钴矿床黑色页岩Rb-Sr测年及其区域成矿意义

中非铜钴矿带是全球最大最具经济价值的沉积型层状铜成矿带之一.区域内铜钴矿床形成分布主要受区域地层和构造控制,成矿具有多期特征.含矿地层中发育大量褶皱前浸染状和顺层脉状矿化,指示可能存在成岩之后和造山主构造变形之前的矿化叠加作用.本文通过绿纱铜钴矿床矿化黑色页岩全岩Rb-Sr测年及Sr-Nd同位素研究,获得早期浸染状矿化黑色页岩等时线年龄为742±32Ma(MSWD=0.39),与木瓦夏-恩古巴裂谷作用同期;晚期脉状矿化黑色页岩及与脉体中白云石、黄铜矿单矿物构成的内部等时线年龄分别为680±24Ma(MSWD=0.95)和678±21Ma(MSWD=1.5),为刚果克拉通与卡拉哈里克拉通俯冲造山作用初期.Sr,Nd同位素特征显示,早期浸染状矿化成矿物质来源长英质基底和同期基性火山岩;晚期脉状矿化成矿物质来源基性基底和赋矿围岩,与盆地内循环热卤水成矿有关.大量证据表明,顺层脉状矿化及其伴生切层脉状和角砾岩状矿化具有三维空间上的连通性,为同期矿化作用产物.脉体的形成与区域挤压作用引起的超高压流体水压致裂和侧向流动有关,区域挤压应力的动力来源于俯冲造山作用.700Ma左右,罗迪尼亚超大陆裂解结束及冈瓦纳超大陆聚合开始,引起区域构造体制从伸展向挤压转换,可能是区域大规模叠加成矿作用发生的地球动力学机制.     

刚果(金)加丹加省堪苏祁铜钴矿床地质特征及找矿方向

刚果(金)堪苏祁铜钴矿床位于东非大裂谷中段西侧NW向分支内,属于加丹加铜钴铀矿带一部分.该矿床具有2种成矿类型:一种是沉积岩型铜钴矿,以铜为主,伴生钴,铜矿早期受沉积型砂页岩地层的控制,钴矿赋存于韧脆性剪切构造带中,受后期构造的控制,剪切构造面理是钴矿的主要富集场所;另一种是后期伴随韧脆性剪切带生成的热液型钴铜矿,以钴的品位较高为特征.根据成矿地质条件及EH4物探解译成果分析,矿区深部及外围尚有该类型矿床的找矿潜力.     

刚果(金)HAUTSHABA铜钴矿床地球化学特征及成因分析

HUATSHABA矿床位于著名的中非刚果(金)铜钴矿带上,主要产于罗安群矿山组(R2)地层中;成矿硫元素来源于海水;围岩的形成在新元古代,低温海相环境,并有细菌参与;矿床的形成经历了一个大型而广泛的热液系统;矿床的形成分为早期成岩成矿阶段、成岩期成矿阶段、晚期成矿阶段和造山成矿作用、表生氧化阶段四个成矿阶段;综上,矿床为典型的沉积型铜钴矿床。     

刚果（金）HAUTSHABA铜钴矿床地球化学特征及成因分析

HUATSHABA矿床位于著名的中非刚果(金)铜钴矿带上,主要产于罗安群矿山组(R2)地层中;成矿硫元素来源于海水;围岩的形成在新元古代,低温海相环境,并有细菌参与;矿床的形成经历了一个大型而广泛的热液系统;矿床的形成分为早期成岩成矿阶段、成岩期成矿阶段、晚期成矿阶段和造山成矿作用、表生氧化阶段四个成矿阶段;综上,矿床为典型的沉积型铜钴矿床。     

刚果（金）HAUTSHABA铜钴矿床地球化学特征及成因分析

HUATSHABA矿床位于著名的中非刚果(金)铜钴矿带上,主要产于罗安群矿山组(R2)地层中;成矿硫元素来源于海水;围岩的形成在新元古代,低温海相环境,并有细菌参与;矿床的形成经历了一个大型而广泛的热液系统;矿床的形成分为早期成岩成矿阶段、成岩期成矿阶段、晚期成矿阶段和造山成矿作用、表生氧化阶段四个成矿阶段;综上,矿床为典型的沉积型铜钴矿床。     

钴矿床类型划分初探及其对特提斯钴矿带的指示意义

作为一种战略性关键金属,钴的现有矿床类型划分方案存在标准不统一等问题。文章从矿床成因角度提出新的划分方案,认为钴矿床主要有岩浆型、热液型、风化型和化学沉积型4种基本矿床类型。热液型可细分为岩浆热液矿床和盆地流体有关矿床2个亚类型。这一新划分方案对于理解钴矿床成矿作用和指导找矿勘查等方面具有重要启示意义。研究发现热液过程对钴富集成矿具有重要作用,而高盐度流体是钴迁移富集的关键所在。根据盆地流体有关热液钴矿床时空分布规律分析,提出欧亚大陆南缘存在一条上万公里长的特提斯碰撞钴矿带。该带具有得天独厚的金属源区、流体运移和金属沉淀等成矿条件,成矿潜力巨大。     

刚果(金)堪苏祁铜钴矿床地质特征及成因分析

文章在系统总结矿床成矿地质背景、矿床地质特征、矿床地球化学的基础上,分析了控矿因素和矿床成因。堪苏祁铜钴矿床严格受韧(脆)性剪切带控制,罗安群为初始矿源层,形成于距今880Ma～750Ma年间,成矿温度在153.2℃～324.2℃之间。同生成岩成矿期后构造变质作用对矿床进行了热液改造,造成钴矿化叠加与局部富集。韧(脆)性剪切带良好的透水性、充沛的降水量、适宜的温度以及巨大的时间跨度,使矿床次生氧化作用极为充分,矿床铜氧化物含量为87.74%,钴氧化物含量为93.56%。矿床成因类型属与韧(脆)性剪切带关系密切的同生沉积-热液改造型。     

内蒙古东升庙和炭窑口多金属硫化物矿床铁同位素地球化学特征及其成矿指示意义

本文报道了内蒙古狼山成矿带内两个最大的铅锌多金属硫化物矿床——东升庙矿床和炭窑口矿床中黄铁矿、黄铜矿单矿物的铁同位素研究结果。东升庙矿床绢云石墨片岩中不规则状黄铁矿的铁同位素组成δ~(56)Fe_(-IRMM)值在+0.04‰~+1.11‰之间,呈现铁的重同位素富集,指示了海水中的铁以氧化态沉淀并在成岩期转化成黄铁矿的矿化过程。东升庙和炭窑口矿床富硫化物矿石中黄铁矿和黄铜矿的铁同位素组成δ~(56)Fe_(-IRMM)值的变化范围为-1.33‰~+0.08‰,具有热液成矿特征,指示金属成矿物质来源于热液流体。另外,绢云石墨片岩中脉状黄铁矿的铁同位素组成δ~(56)Fe_(-IRMM)值的变化范围为-0.39‰~-0.04‰,处于矿石黄铁矿和围岩不规则状黄铁矿之间,指示脉状黄铁矿是热液矿化的产物,并在成矿过程中混入了围岩中早先形成的富集铁的重同位素的黄铁矿。绢云石墨片岩中广泛发育的不规则状黄铁矿与赋存在绢云石墨片岩中的富硫化物矿体具有完全不同的铁同位素组成,指示热液活动对不规则状黄铁矿没有明显成矿物质贡献,因此同沉积热液活动成矿的可能性不大。结合赋存在白云石大理岩中硫化物矿体的顶、底部常见硅化的白云石大理岩角砾,本文提出后生矿化是东升庙多金属硫化物矿体的主要成矿方式。另外,东升庙矿床和炭窑口矿床的矿石硫化物具有相似的铁同位素组成特征,指示两者的成矿物质来源具有相似性。     

大横路式钴(铜)矿床地质特征及成因探讨

大横路式钴(铜)矿床产于辽吉古元古代裂谷增生地体内,是国内新近发现的新类型钴矿床,其矿化特征独特、埋藏浅、规模大,具有较高潜在经济价值.矿床赋存于老岭群富硼、碳粘土岩夹硅质岩建造之中,矿体呈层状、似层状、鞍状产出,产状与围岩一致;矿石中金属矿物以硫化物、砷化物形式存在,钴以硫钴镍矿、辉砷钴矿、方钴矿和含钴黄铁矿等形式与黄铜矿、闪锌矿、方铅矿等共生.通过对矿床地质、地球化学特征和流体特征研究,证明该矿床既具有明显的热水沉积成因特征,又受后期变质热液的强烈叠加,属海底热水沉积-变质热液叠加改造型矿床.     

刚果(金)加丹加鲁苏西铜钴矿床S、C、O、Sr同位素特征及矿床成因

鲁苏西铜钴矿床位于刚果(金)加丹加铜钴矿带,是该区域典型层控铜钴矿床。该矿床的矿石类型依据氧化程度可分为硫化矿和氧化矿。野外地质观察和区域资料分析表明,硫化矿的成矿期可分为成岩早期和造山期,矿石矿物为黄铜矿、斑铜矿、硫铜钴矿和辉铜矿。氧化矿主要为铜钴硫化物在富水表生环境下淋滤而成。矿床的同位素数据分析表明:该矿床成岩期的硫化物为以生物还原作用为主,硫源来自元古宙海水,碳源以海相无机碳为主,放射性锶同位素与基底物质有关;造山期硫化物生成以热化学还原作用为主,成矿流体来自蒸发盐的溶解,硫源来自早期硫化物再活化和蒸发盐溶解,碳氧同位素表明成矿流体与围岩发生了强烈的缓冲反应。综合分析表明,蒸发相的海水为鲁苏西铜钴矿富集和成岩早期成矿提供了有利条件,造山期改造和表生期氧化对矿床品位的富集影响明显。     

刚果(金)铜-钴矿床地质特征及分布规律

刚果(金)的铜矿带以赋存于新元古代沉积岩中的铜-钴多金属矿床为特征。根据矿体赋存地层的不同,矿带内自下向上共发育6层矿体。最主要的两个层状铜-钴矿体主要赋存于下Roan群Mines亚群(R2)之中,其一位于Kamoto组底部(R2.1),构成下部矿体;另一位于Shales dolomitic组(R2.2)底部,构成上部矿体。第三层矿体呈透镜状赋存于Roan群Mines亚群Kambove组(R2.3)中底部。第四层矿体赋存于Roan群Dipeta亚群Kansuki组(R3.3)内,为局部层状矿化。第五层矿体位于Nguba群Likasi亚群顶部(Ng1.3),为局部的铜多金属矿化。第六层矿体位于Kundelungu群Plateaux亚群中,为次生富集的铜多金属矿化。这些矿床(体)根据矿化特征的不同可以分为层状、次生富集和脉状三个类型,其分布严格受地层控制,并与卢菲莲造山期挤压构造密切相关。层状铜-钴矿床主要分布在由Mines亚群组成的逆冲岩席边缘的山脊部位,而次生富集、脉状矿床从Mines亚群到Kundelungu群都有发育,多出露于逆冲岩席内部的山脊与线性构造的交切部位。     

全球钴矿资源特征及勘查研究进展

近年来,钴矿相关新兴产业方兴未艾,从新能源汽车的充电电池到喷气涡轮机中的超级合金,钴均是不可或缺的关键金属材料之一。文章介绍了全球钴矿类型及分布特征,着重对近年来全球钴矿的勘查、研究取得的进展进行了梳理和总结。迄今为止,全球钴资源主要来源于沉积岩容矿型层控Cu-Co矿床、红土型Ni-Co矿床和岩浆型Ni-Cu-Co矿床及热液、火山成因钴多金属矿床,但总体分布极不均衡。热液及火山成因Co多金属矿床多数以Co为主要金属,表现出较大的找矿的潜力。上述几种钴矿床大多与基性-超基性岩有着直接的或间接的成因联系。此外,还有大量的钴资源赋存在洋底Fe-Mn结核与结壳内。关于钴矿的成矿条件、构造背景与成矿机理等关键问题仍亟需开展进一步的研究工作,深入理解钴矿的成矿规律并建立行之有效的找矿模型,将为"新能源时代"钴矿的勘查和开发提供有效的支撑和指导。     

赞比亚铜带省铜矿成因分析

中非(赞比亚―刚果(金))沉积型铜矿以其拥有高品位的大型超大型铜、钴矿床和众多的世界级铜矿山而闻名于世。铜矿类型可分为沉积型铜矿、热液脉型铜矿、变质热液型铜矿三类。沉积型铜矿床形成后,受到深部含矿岩浆热液的侵入形成脉状铜矿,可能还有斑岩型铜钼矿的成矿作用,叠加富集原有的沉积型铜矿床。硫同位素结果显示,硫源主要为成岩硫化物和海水硫酸盐的混合硫,受到深源岩浆或岩浆热液叠加改造。沉积型铜矿成矿年龄880~735Ma,后期岩浆热液型铜钼矿成矿年龄为514~502Ma。这些发现对进一步认识总结中非铜矿带上的矿床成因及成矿规律具有重要意义。     

青海驼路沟钴(金)矿床形成的构造环境及钴富集成矿机制

驼路沟矿床是近年在青海东昆仑造山带内发现的首例独立大型钴(金)矿床。文章在详细解剖该矿床地质特征的基础上,通过主元素和微量元素地球化学、流体包裹体及氢、氧同位素等研究,重点探讨其形成的地质构造环境及钴的富集成矿机制。该矿床整合产于浅变质火山-沉积岩系中,发育高度富钠的热水沉积岩和典型的热水沉积矿石组构。沉积岩的主元素和特征微量元素地球化学研究表明,该矿床形成于活动大陆边缘的局限裂陷海盆环境。喷气岩和诸类型矿石的稀土元素分布模式与地层围岩相似,均以显著富集轻稀土元素、具明显负铕异常为特征,表明是由在赋矿岩系中深循环的大气降水喷出后在距喷口位置较远处沉积而成。钴成矿流体为NaCl-H2O体系,伴生金矿化流体为NaCl-CO2-H2O-N2体系。钴主要分布在硫化物(如黄铁矿)相中,而钴的进一步富集、钴矿物的出现及增多,与变质程度紧密正相关。驼路沟矿床与世界其他典型层控Co-Cu-Au矿床具有十分相似的特征和钴成矿作用方式,均为同生喷流热水沉积成因。