楊昌華, 周家喜 , 羅 開, 姜永果, 李曉紅, 楊豐銘, 陶永林

(1.云南省有色地質(zhì)局 地質(zhì)地球物理化學(xué)勘查院, 云南 昆明 650500; 2.云南大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院, 云南省高校關(guān)鍵礦產(chǎn)成礦學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 云南 昆明 650500)

鈷(Co)資源是戰(zhàn)略性緊缺關(guān)鍵礦產(chǎn)資源, 在高科技和新興產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮至關(guān)重要作用(翟揚(yáng), 2009; 王登紅, 2019; 毛景文等, 2019; 張洪瑞等, 2020; 胡瑞忠等, 2020)。鈷的地殼豐度僅為25×10-6, 在地殼中主要呈分散狀態(tài), 自然界中幾乎沒有獨(dú)立產(chǎn)出的鈷礦床(Gunn, 2014)。鈷主要以共/伴生組分從銅礦、鎳礦、鐵礦、鉛鋅礦、鐵錳結(jié)核/結(jié)殼等中回收。富鈷礦床的主要類型按鈷富集方式和成礦過程劃分為巖漿型、熱液型、風(fēng)化型和化學(xué)沉積型, 主要包括沉積巖容礦層控型Cu-Co礦床、巖漿硫化物型Cu-Ni-Co礦床、紅土型Ni-Co礦床、IOCG型礦床和海底結(jié)核/結(jié)殼等(孫曉明等, 2006; McGowan et al., 2006; 秦克章等, 2007; 王焰等, 2020; 張洪瑞等, 2020; Horn et al., 2021; 盧宜冠等, 2021; 閻磊等, 2021)。目前, 全球陸地剩余探明鈷金屬儲(chǔ)量近700萬噸, 其中剛果金鈷金屬儲(chǔ)量占全球鈷總儲(chǔ)量約50%, 我國(guó)鈷金屬儲(chǔ)量?jī)H占全球鈷總儲(chǔ)量的1.1%(豐成友和張德全, 2002; Thompson, 2011)。我國(guó)90%的鈷依賴進(jìn)口, 鈷資源安全形勢(shì)不容樂觀(王焰等, 2020; 劉超和陳甲斌, 2020)。因此, 為保障我國(guó)鈷資源安全供應(yīng), 加強(qiáng)國(guó)內(nèi)鈷資源勘查研究已迫在眉睫。

云南省鈷資源在全國(guó)具有戰(zhàn)略地位(盧映祥等, 2021), 已發(fā)現(xiàn)多種類型富鈷礦床, 例如巖漿型白馬寨巖漿硫化物型Ni-Cu-PGE-Co礦床(Co 2100 t, 平均品位0.17%), 熱液型白秧坪Cu-Co礦床(Co 1460 t, 平均品位 0.10%)和大紅山IOCG型礦床Fe-Cu-Co礦床(Co 270 t), 風(fēng)化型元江-墨江紅土型Ni-Co礦床(Co 14500 t)和化學(xué)沉積型廠街沉積巖容礦層控型Cu-Co礦床(Co 2900 t, 平均品位0.07%)(何明勤等, 2004; 劉家軍等, 2010; 徐昭啟, 2012; 劉東盛等, 2021)。目前, 對(duì)云南省內(nèi)富鈷礦床的研究還比較薄弱, 僅初步查明了鈷的賦存狀態(tài)和富集規(guī)律, 例如, 對(duì)白秧坪礦床鈷的賦存狀態(tài)研究表明, 鈷主要以獨(dú)立礦物形式存在, 如輝砷鈷礦, 其次以類質(zhì)同象賦存于砷黝銅礦及少量黃鐵礦中(李志明等, 2004; 劉家軍等, 2010)。

最近, 云南省有色地質(zhì)局地質(zhì)地球物理化學(xué)勘查院和云南大學(xué)云南省高校關(guān)鍵礦產(chǎn)成礦學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室組建的聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)在蘭坪-思茅盆地內(nèi)發(fā)現(xiàn)一處鈷超常富集礦化點(diǎn)。礦化區(qū)域地層主要為上三疊統(tǒng)崔依比組(T3c)、中侏羅統(tǒng)花開左組(J2h)、上侏羅統(tǒng)壩注路組(J3b)和下白堊統(tǒng)景星組(K1j)。區(qū)內(nèi)背斜和斷裂構(gòu)造發(fā)育, 無巖漿巖出露。礦化體呈似層狀或脈狀產(chǎn)出, 賦存于中侏羅統(tǒng)花開左組泥巖、砂巖夾泥灰?guī)r中, 受地層和層間斷裂構(gòu)造雙重控制。礦石礦物以黃鐵礦(～90%)為主, 其次為黃銅礦、黝銅礦、硫砷銅礦, 見少量毒砂, 以及次生氧化礦物褐鐵礦和孔雀石等。脈石礦物主要有石英、鐵白云石、方解石和瀝青。按礦石組構(gòu)和礦物組合特征, 可劃分為脈狀黃鐵礦礦石、脈狀黃鐵礦-黃銅礦礦石及致密塊狀黃鐵礦礦石(圖1a～c), 其中脈狀黃鐵礦礦石中Co含量超過工業(yè)品位(0.06%)10倍以上, 顯示鈷超常富集。

顯微鏡下鑒定、電子探針和掃描電鏡圖像均表明, Co主要賦存于黃鐵礦中, 未發(fā)現(xiàn)獨(dú)立鈷礦物(圖1d～f)。黃鐵礦中Co含量介于0.63%～5.63%, 平均1.46%, 而黃銅礦、黝銅礦和硫砷銅礦等銅礦物中Co含量則均低于0.09%。初步勘查顯示, 富鈷黃鐵礦化體沿走向長(zhǎng)約500 m, 傾向延深約150 m, 傾角60°～85°, 礦化體厚度為1.0～19.9 m, 平均厚7.5 m, 按Co平均品位0.35%, 礦石/礦體重2.5 t/m3, 預(yù)期探獲鈷資源量2000 t, 達(dá)中型規(guī)模。此外, 根據(jù)初步地質(zhì)調(diào)查成果和區(qū)域水系沉積物Co異常資料, 推測(cè)研究區(qū)可能存在一個(gè)長(zhǎng)約30 km的Co異常帶, 具有良好的鈷找礦潛力。

圖1 云南省蘭坪-思茅盆地某礦化點(diǎn)露頭(a)、典型礦石手標(biāo)本照片(b, c)及電子探針面掃圖像(d, e, f) Fig.1 Photographs of outcrops (a), typical ore hand specimens (b, c) and electronic probe surface scan images (d, e, f) of a mineralized point in the Lanping-Simao Basin, Yunnan province

初步研究認(rèn)為該鈷礦化點(diǎn)成因類型可能屬于熱液型, 但與熱液型白秧坪和化學(xué)沉積型廠街富鈷礦床中Co的賦存狀態(tài)不同, 該礦化點(diǎn)Co主要呈類質(zhì)同象分散狀態(tài)分布在黃鐵礦中, 尚未發(fā)現(xiàn)獨(dú)立鈷礦物。此外, 黃鐵礦中Co含量顯著高于銅礦物中的Co含量, 與上述富鈷礦床也不相同。因此, 該礦化點(diǎn)Co的賦存狀態(tài)、富集規(guī)律及富集機(jī)制等值得深入研究, 建議有關(guān)部門高度重視, 并及時(shí)啟動(dòng)鈷的區(qū)域成礦規(guī)律與找礦預(yù)測(cè)研究。

云南大學(xué)云南省高校關(guān)鍵礦產(chǎn)成礦學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室致力于我國(guó)西南地區(qū)關(guān)鍵礦產(chǎn)成礦理論與找礦方法研究, 與各省地勘單位合作先后在貴州省半邊街和竹林溝鋅礦床發(fā)現(xiàn)鍺(Ge)的超常富集現(xiàn)象(楊德智等, 2020; 周家喜等, 2020a, 2020b, 2021a; Luo et al., 2022)、丁頭山鉛鋅礦床發(fā)現(xiàn)硒(Se)的超常富集現(xiàn)象等(周家喜等, 2020c, 2021b); 云南省火德紅鉛鋅礦床發(fā)現(xiàn)鉈(Tl)的超常富集現(xiàn)象(周家喜等, 2021c)、漕澗地區(qū)發(fā)現(xiàn)流紋巖型鈮礦化等(黃亮等, 2022); 湖南省唐家寨鉛鋅礦床發(fā)現(xiàn)鎵(Ga)的超常富集現(xiàn)象(吳濤等, 2021)。本次在云南省蘭坪-思茅盆地內(nèi)某礦化點(diǎn)發(fā)現(xiàn)鈷超常富集現(xiàn)象, 再次表明我國(guó)西南地區(qū)戰(zhàn)略性關(guān)鍵金屬成礦與找礦潛力巨大, 建議有關(guān)部門及時(shí)啟動(dòng)我國(guó)西南地區(qū)四稀(稀有、稀土、稀散和稀貴)關(guān)鍵礦產(chǎn)資源摸底工作, 發(fā)揮我國(guó)西南生態(tài)安全屏障區(qū)優(yōu)勢(shì)關(guān)鍵礦產(chǎn)資源“壓艙石”作用。

云南省高校關(guān)鍵礦產(chǎn)成礦學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室以上述若干新發(fā)現(xiàn)成果為2023年云南大學(xué)百年校慶獻(xiàn)禮！