中国钴—镍成矿规律与高效勘查技术

钴、镍是全球战略性关键矿产,对国民经济、国家安全和科技发展具有重要战略意义。中国现有钴、镍资源储量均较低,超过90%的钴、镍原材料依赖进口,给国家战略性关键矿产资源供应带来重大安全隐患。因此,立足国内,加强钴—镍成矿规律研究,创新高效勘查技术,寻找新的接续资源已迫在眉睫。中国含钴矿床类型多样,特别是随着钴成矿新类型(辽吉带变沉积岩容矿钴—铜矿及三江带伴生钴矿)的发现,展示了巨大的找矿前景。但目前不同类型矿床中钴—镍发育特征、赋存状态、富集机制与成矿潜力尚不明确,缺少针对性的找矿模型与高效的勘查技术方法,极大地制约了钴—镍资源的找矿突破。笔者拟通过对钴—镍元素超常富集机理与成矿规律及勘查技术的研究,解决大陆聚—散过程中多圈层相互作用与钴—镍超常富集机理的重大科学问题和空—地—井高精度重磁电震物探数据采集、处理与多参数联合正反演解译的关键技术难题,旨在揭示钴—镍矿产资源成矿潜力和找矿新靶区,支撑服务战略性矿产找矿行动,极大增强中国钴—镍矿产资源安全供应保障能力。     

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...     

陕西勉、略、阳三角地带的钴矿简介

本文概述了勉、略、阳三角地带的地质背景、钴矿类型、成矿规律。作者认为,依据赋矿岩石和成矿作用可把该区钴矿类型划分为产于超基性岩中的硫化钴镍矿床,产于基性岩中的硫化钴镍矿,产于闪长岩侵入体与变细碧岩接触带附近的铜钴矿,产于矽卡岩型磁铁矿体上盘和板岩烈隙中的钴矿脉。其中以第一种类型最主要,有望发展成大型钴矿床。在文章最后,作者分析总结了成矿规律,建议并提出了理想钴矿找矿区。     

云南镍钴矿成矿规律及找矿方向

镍、钴是我国重要的紧缺战略性矿产, 其保障程度对国家稳定和发展具有重要意义。云南省作为有色金属王国, 已发现了镍矿床(点)42处, 钴矿床(点)48处, 查明资源量位于全国前列, 具有较好的镍、钴矿找矿潜力。本文在前人研究工作基础上, 梳理了云南省镍、钴矿床的成因类型、时空分布和成矿作用, 总结成矿规律, 并探讨找矿方向。云南省镍、钴矿床可划分为岩浆型、岩浆热液型、海相火山岩型、受变质型、中-低温热液型和风化型6种矿床类型。镍、钴矿主要集中于扬子陆块及三江造山带, 镍矿床主要形成于印支期及喜马拉雅期, 钴矿床主要形成于喜马拉雅期、晋宁期及印支期。岩浆型和风化型镍、钴矿床与印支期扬子陆块的基性-超基性岩侵入活动关系密切, 中-低温热液型钴矿与喜马拉雅期的构造活动相关, 海相火山岩型和受变质型钴矿则是位于扬子陆块内与晋宁期火山活动相关的昆阳群和大红山岩群中。通过对全省镍、钴矿成矿作用分析和成矿规律总结, 结合潜力评价工作成果, 全省共圈定8处找矿远景区。为云南省新一轮找矿突破战略行动镍、钴矿勘查部署提供思路。     

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。     

中国典型钴矿床地质特征及重点地区矿产资源预测

我国既是钴矿资源消费大国,又是钴矿资源进口大国,受新能源电动汽车工业的影响,近年来钴矿资源得到越来越多的关注。为了科学地评估我国钴矿资源潜力,指导找矿勘查部署工作,立足国内,提高我国钴矿资源的保障能力,笔者2019—2021年开展了9个重点省(自治区)的钴矿资源潜力评价工作。本文从我国钴矿床分布和地质特征角度,先以成矿地质作用为主线,厘定我国找矿预测矿床类型,包括与沉积地质作用有关的风化型、化学沉积型、砂岩型和海底喷流沉积型,与火山地质作用有关的海相火山岩型、陆相火山岩型,与侵入岩浆地质作用有关的岩浆型、矽卡岩型(接触交代型)、热液脉型和斑岩型,与变质地质作用有关的沉积变质型,以及少量与大型变形地质作用有关的变质核杂岩型;进而梳理并总结了各类型钴矿有关的成矿地质体。通过分析我国钴矿的矿床地质特征和时空分布规律,综合地质、物探、化探和遥感信息等预测要素,建立找矿预测模型,并在此基础上圈定找矿远景区,估算资源量。结果表明：我国钴矿包括风化型镍钴矿、海底喷流沉积型铜钴矿、海相火山岩型铁铜钴矿、海相火山岩型块状硫化物铜锌钴矿、岩浆型铜镍钴矿和热液脉型钴矿6种主要找矿预测类型;圈定416个钴矿最...     

世界钴矿资源及其研究进展述评

本文概述了当前世界钴资源状况，钴矿床分类及国内外钴矿床勘查与研究的最新进展，全球钴资源丰富，但分布较为集中，沉积型砂岩容矿的铜钴矿床和含钴的岩浆岩型硫化铜镍矿床是两个最重要的钴矿床类型。尽管钴多数以铜-镍、铜、铁等矿床的伴生金属产出，国外的研究也主要集中在层控铜钴矿床之上，中国近几年却在华北地台北缘东段、西部 中央造山带、赣西地区等陆续发现了一些不同元素组合，不同成因类型且为独立的或以钴为主的钴矿床，钴矿床勘查的重大突破既对开拓钴矿床成矿学研究具有重要理论意义，也为弥补国内钴资源长期供应不足具有重要现实意义。     

成矿规律研究及其应用

矿产勘查; 成果应用成矿规律研究是当代矿产勘查的基础工作。成矿规律研究的成果是部署矿产勘查的科学依据;编制成矿规律图是成矿规律研究的手段和成矿规律研究成果的深化过程及表达方式。成矿规律研究的文字表述和成矿规律图两者组成成矿规律研究的整体成果。 成矿规律是“区域成矿学”的核心（朱裕生、肖克炎.1997）,应用成矿规律的整体成果和可能的技方法（地质的、物化探的、数学地质的）指出现在还没有发现而将来可能或应当发现的矿产蕴藏量或矿床（朱裕生,1984）是成矿规律实用价值的体现。我国历经四十余年成矿规律的探索、研究和勘查应用,实践证明成矿规律是“区域成矿学”的核心内容和矿产资源评价（我国习惯用“矿产预测”表述）的理论基础。     

青海祁漫塔格成矿带冰沟南地区成矿类型及找矿前景

冰沟南地区位于青海省东昆仑造山带西段祁漫塔格成矿带,成矿地质条件优越,但受自然条件的制约。冰沟南矿床发现较晚,且工作程度较低,找矿类型和找矿前景不明朗。通过分析矿床的地质特征、成矿规律及物化探资料,结合近期铜镍找矿新发现,将冰沟南地区的成矿类型划分为5种类型:矽卡岩型、热液型、斑岩型、岩浆熔离型及沉积变质型。矽卡岩型热液型斑岩型铜-铅-锌-钼矿和岩浆熔离型镍-铜-钴矿为最主要的2个成矿系列,前者与晚三叠世花岗岩作用密切相关,后者与后碰撞阶段伸展构造背景下慢源岩浆活动密切相关。利用"协优成矿预测"理论,对冰沟南地区找矿前景进行了分析,认为Ⅲ矿带北部具有寻找热液型铅-铜-钴矿找矿潜力,冰沟南矿区中北部具有寻找岩浆熔离型镍-铜-钴矿的良好前景。     

大横路钴矿钴镍赋存状态与共生规律的数学分析

运用聚类分析和因子分析等数理统计方法对大横路钴矿区样品中钴、镍的多种存在状态丰度与共生规律进行分析,结果表明硫化物和铁氧化物态钴镍对该钴矿成矿起决定作用,可作为地球化学找矿的有效标志.     

大横路钴矿钴镍赋存状态与共生规律的数字分析

运用聚类分析和因子分析等数理统计方法对大横路钴矿区样品中钴，镍的多种存在状态丰度与共生规律进行分析，结果表明硫化物和铁氧化物态钴镍对该钴矿成矿起决定作用，可作为地球化学找矿的有效标志。     

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。     

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...     

西昆仑造山带东端新C-2013-198航磁异常处含钴镍矿化超镁铁质岩的发现及其找矿意义

新C-2013-198号航磁异常位于西昆仑造山带东端黄羊滩地区,苏巴什构造结合带南侧。三级查证工作表明,该异常对应地质体为含钴镍矿化超镁铁质岩,由辉橄岩和辉石岩组成。其中辉橄岩Ni含量分布在0.15%～0.32%,Co 0.012%～0.016%,Ni平均品位0.21%,Co 0.014%;辉石岩Ni含量为0.10%～0.19%,Co 0.007%～0.010%,Ni平均品位0.14%,Co 0.008%。含钴镍矿化仅赋存于超镁铁质岩石中,具明显岩浆控矿特征。赋矿超镁铁质岩与伴生辉长岩、斜长花岗岩构成蛇绿岩岩石组合,为西昆仑造山带苏巴什蛇绿岩的一部分。综合分析认为,含钴镍矿化成矿类型为与蛇绿岩有关的岩浆硫化物矿床,具煎茶岭式镍矿成矿特征。推断新疆南部西昆仑地区具有寻找煎茶岭式镍矿的找矿前景。     

黔东南变质碎屑岩型金矿找矿前景分析

黔东南天柱-锦屏-黎平金成矿区,位于中国江南古陆变质碎屑岩型金矿成矿带的西端,采金历史悠久,但勘查研究程度不高,小型矿床点星罗棋布却未发现大型矿床。研究认为,黔东南金矿工业类型与韧性剪切带有关,主要为石英脉型和构造蚀变岩型,可能存在产状平缓的蚀变糜棱岩型;从成矿条件、成矿规律、成矿特征等方面分析,黔东南金矿勘查很有前景。     

青海省祁漫塔格地区主要成矿系列与成矿模式

祁漫塔格位于青海省东昆仑成矿带西段,区内有色金属、贵金属和非金属矿产资源丰富,矿床类型多样,成矿时代多期,成矿作用复杂,亟需对本区各类矿产进行区域成矿规律总结,厘定成矿系列,建立成矿模式,指导区域找矿再创新突破.为此,本次研究以成矿系列思想为指导,通过系统分析典型矿床特征,将祁漫塔格地区主要矿产划分为4个成矿系列,即中古代沉积变质型铁-石墨矿成矿系列、奥陶纪喷流沉积型钴-金-铋矿成矿系列、晚志留世-中泥盆世岩浆熔离型镍-铜-钴矿成矿系列、三叠纪斑岩型-矽卡岩型-隐爆角砾岩型-热液型铁-多金属-贵金属成矿系列,并建立了4个系列典型矿床成矿模式;揭示了重大构造事件与成矿的关系,深化了中元古代活动大陆边缘、早古生代大陆裂解、早古生代晚期大陆碰撞-伸展、三叠纪碰撞-伸展等构造体制的成矿规律认识,探讨了三叠纪集中成矿的深部过程.     

青海东昆仑肯德可克钴铋金矿床成矿特征及找矿方向

钴矿广泛应用于工业生产的各个领域，我国每年需要进口。肯德可克钴铋金矿床是近几年来在东昆仑地区发现的重要钴多金属矿床类型。位于东昆仑祁浸塔格弧后裂陷构造带中，该矿床产在上奥陶统铁石达斯群火山岩的上段，含矿岩系为热水喷流沉积硅质岩。通过对该矿床成矿特征及控矿条件的分析，提出东昆仑祁漫塔格地区钴矿勘查的找矿方向。     

山东铁矿成矿规律及潜力分析

山东省地处中国东部, 经历了漫长地质演化历史, 分为鲁西和鲁东2个主要地块, 地质矿产具有各自鲜明的特征; 其中区内铁矿成矿地质条件优越, 成因类型多样, 矿床广泛分布, 资源储量丰富, 是全国重要的铁矿开发基地。本次研究旨在通过对全省地质矿产资料进行总结, 从地层赋矿、构造控矿、岩浆岩成矿和物探异常示矿等方面对全省铁矿成矿规律进行分析, 进一步对全省铁矿资源潜力进行研究。研究表明全省铁矿类型共分苍峄式、莱芜市、莲子汪式、朱崖式等共14个矿床式; 铁矿成矿规律研究表明, 各铁矿类型受到地质构造演化控矿、地层控矿、岩体控矿、构造控矿等控制程度不同; 如地层控矿方面尤以沉积变质型、化学沉积型较为突出, 岩体控矿方面尤以岩浆型铁矿最为显著, 而接触交代型铁矿则是地层控矿、岩体控矿、构造控矿联合作用的结果。随着深部找矿工作的持续推进, 认真总结物探异常示矿规律是今后勘查工作的重点, 低缓磁异常区的勘查是取得重大进展的关键。通过对全区铁矿的时空分布特征对比分析和成矿规律研究, 划分了全省铁矿成矿系列, 并总结了综合找矿预测模型; 构建了研究区铁矿综合勘查技术体系。此次研究共圈定了苍峄铁矿远景区、莱芜铁矿远景区、淄河铁矿远景区和莱阳西铁矿远景区等36处; 其中沉积变质型铁矿共15处, 接触交代型铁矿共9处, 岩浆热液型铁矿共4处, 岩浆型铁矿共8处; 在上述36处远景区中, A类远景区共18处, B类远景区共13处, C类远景区共5处, 在今后各个铁矿类型勘查过程中, 沉积变质型铁矿和接触交代型铁矿是今后勘查工作的重点。本次研究为今后全省铁矿找矿工作提供了部署依据和勘查方向。     

黔东南变质碎屑岩型金矿找矿前景分析

黔东南天柱椊跗翖黎平金成矿区,位于中国江南古陆变质碎屑岩型金矿成矿带的西端,采金历史悠久,但勘查研究程度不高,小型矿床点星罗棋布却未发现大型矿床.研究认为,黔东南金矿工业类型与韧性剪切带有关,主要为石英脉型和构造蚀变岩型,可能存在产状平缓的蚀变糜棱岩型;从成矿条件、成矿规律、成矿特征等方面分析,黔东南金矿勘查很有前景.     

辽宁省金矿成矿系列划分及特征

通过对辽宁省金矿地质特征和成矿规律的研究，将省内金矿划分成4个成矿系列组合，5个成矿系列类型，7种成矿系列，13个亚系列和17个矿床（式）类型，并阐述各成矿系列的主要特征及规律，为金矿的预测和勘查提供理论依据。