新疆北山坡一镍矿床中钴的赋存状态、地球化学特征及其对钴成矿的启示

钴作为当今社会必需的一种关键矿产资源,岩浆铜镍矿床是我国钴资源供应的重要矿床种类之一,该类矿床中钴元素通常赋存于镁铁质硅酸盐矿物、硫化物、类硫化物和铁氧化物中,然而镁铁质硅酸盐和铁氧化物中的钴难以分选利用,因此钴赋存状态的厘定是铜镍矿床中钴资源评价和利用的重要前提。新疆东天山-北山地区发育大量晚古生代、普遍伴生钴的岩浆铜镍矿床,其中位于北山地区的坡一镍矿床以赋含高镍硫化物为特色,是研究岩浆铜镍矿床中钴元素的赋存状态、分布特征以及钴与镍相互关系的理想对象。坡一镍矿的含矿岩相主要为单辉橄榄岩、纯橄岩和橄长岩,以稀疏浸染状矿化为主,钴主要以类质同象形式赋存于镍黄铁矿,其次为铬尖晶石、橄榄石和磁黄铁矿,少见独立钴矿物。矿物微区原位分析结果显示原生矿物中钴含量由高到低依次为镍黄铁矿(～8404×10^-6)>>铬尖晶石(～475×10^-6)>磁黄铁矿(高Ni含量)(～299×10^-6)>橄榄石(～137×10^-6)>黄铜矿(～13.0×10^-6)>磁黄铁...     

应用微束分析技术研究铜钴矿床中钴的赋存状态

微束分析技术能够在微米-纳米尺度上精确分析矿石矿物的物相、形貌、结构、成分以及同位素组成,为地球科学精细研究提供重要技术支撑。本文利用多种微束分析技术的自身优势,综合运用微区X射线荧光光谱(micro-XRF)、偏光显微镜、电子探针(EPMA)以及激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)分析技术,建立了一种简单直观且全面快速鉴别钴赋存状态的技术方法。首先采用偏光显微镜选出部分代表性的探针片,然后进行微区X射线荧光光谱面扫描,获得探针片中钴及组合元素分布规律及特征,再利用偏光显微镜细致观察鉴别,结合元素分布特征规律识别出独立钴矿物以及含钴矿物,最后圈出代表性矿物并采用电子探针和LA-ICP-MS进行主微量化学成分测定。将该方法应用于中非铜钴成矿带上典型铜钴矿床中钴的赋存状态研究,查明了谦比希东南矿体中的钴主要以独立矿物(钴镍黄铁矿、硫钴矿、硫铜钴矿)和类质同象(主要赋存于黄铁矿、磁黄铁矿中)两种形式存在,而谦比希西矿体中的钴主要以独立矿物——硫铜钴矿的形式零星存在。     

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。     

中条山古元古代沉积岩容矿型铜钴矿床钴来源及富集过程

赋存在石墨片岩和大理岩内的山西中条山沉积岩容矿型铜钴矿床,其矿化类型为细脉浸染状和热液脉状,与中非铜矿带的钴矿床非常相似。本文以关键金属钴作为主要研究对象,综述了中条山矿集区钴矿成因研究近年来取得的重要进展。获得以下主要认识：(1)钴富集形成热液脉状矿化发生在造山抬升阶段,时间为～1.82Ga,而不是在沉积成岩阶段直接富集成矿;(2)黄铁矿原位Fe-S同位素揭示硫化有机质页岩是钴成矿的重要矿源层;(3)蒸发岩在造山作用过程中形成的高温、高盐、强氧化性流体是钴释放-迁移的关键介质;(4)热液白云石化导致流体pH升高和石墨片岩“褪色”反应导致流体氧逸度降低促进含钴硫化物的沉淀。基于上述认识,建立沉积-变质两阶段钴富集过程模型解释赋存在变沉积岩内的钴矿成因,它不同于经典的沉积岩容矿型层状铜钴矿床成矿模型。     

低品位氧化钴矿石钴的赋存状态和

基于我国钴资源分布分散、且多为伴生、品位低的现状,对某铜钴矿化区钴矿石中的钴碳酸盐矿物、含钴铁氧化物和具有吸附态的粘土矿物进行了钴的赋存状态和浸取试验研究.查明了钴的赋存状态,并以此为依据,运用逐一条件试验和正交试验相互验证的办法,确定了最优化的浸取试验方案,该方法对此低品位氧化钴矿石中钴的浸出率达到90%以上.     

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...     

锰钴土中铜赋存状态的电渗析分析研究

广西灵山矿区锰钴土产于矿床氧化带中。其上部是风化的铁帽,下部是黄铁矿。锰钴土结构疏松,富于孔隙,颜色随风化程度强弱而有所变化。其主要矿物成分为高岭土和水云母,其次为褐铁矿、石英、镍华、钴华、黄铁矿等。锰钴土中含有丰富的铜(0.338%)、钴(0.06-0.418%)、镍(0.05%)等16种元素。为了查明锰钴土中铜的赋存状态,为选矿、冶炼及综合利用提供资料,我们进行了电渗析研究。     

西藏南木林县浦桑果铜多金属矿床矿石矿物特征及钴、镍元素赋存状态研究

西藏冈底斯成矿带南木林县浦桑果铜多金属矿床是新发现的大型铜多金属矿床,该矿床以品位高,成矿元素复杂为其特征。本文应用野外地质编录、显微镜鉴定、电子探针等手段对浦桑果矿床矿石矿物特征以及Co、Ni元素赋存状态进行了研究。矿石矿物主要由黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、铜蓝等组成。矿石中的有用元素除了铜、铅锌、银外,钴、镍元素是伴生有益组分,矿石中主要Co-Ni元素独立矿物为镍辉砷钴矿。通过电子探针分析,Co元素含量平均为17.87%,Ni元素含量平均12.66%,Co-Ni元素同时以类质同象置换铁的形式赋存于金属硫化物中,黄铜矿平均含Co0.04%、Ni0.08%,黄铁矿平均含Co0.40%、Ni0.20%,闪锌矿平均含Co0.14%、Ni0.06%,磁黄铁矿平均含Co0.79%、Ni0.18%等。Co-Ni元素作为重要的伴生矿产,对提高矿床综合利用价值,丰富青藏高原矿床类型,指导找矿工作部署具有重要的意义。     

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,...     

夏日哈木岩浆硫化物矿床中钴和镍关键金属的赋存状态及分布规律

东昆仑夏日哈木超大型岩浆镍钴硫化物矿床的工业价值，不仅取决于矿石中Co、Ni的含量，还取决于钴和镍关键金属的赋存状态和分布规律。笔者利用全自动矿物分析系统钻孔样品分析，确定Co和Ni在样品中有2种赋存状态：独立钴、镍矿物和含Co、Ni矿物。对钴、镍金属矿物进行原位主、微量元素分析发现，Co在钴、镍金属矿物中含量由高到低为：辉砷钴矿>砷镍矿、方硫铁镍矿、镍黄铁矿>红砷镍矿、磁铁矿>磁黄铁矿、黄铜矿；Ni在钴、镍金属矿物中含量由高到低为：砷镍矿、红砷镍矿>硫铋镍矿、方硫铁镍矿、镍黄铁矿>辉砷钴矿>磁铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿。选择钻孔中体积分数占比最高的磁黄铁矿、镍黄铁矿和黄铜矿，进行原位核–边微量元素及面扫描分析发现，Co、 Ni在镍黄铁矿和黄铜矿单颗粒尺度上是均一分布的，两种矿物的Co/Ni值变化不大，表明矿物没有受到热液作用影响。然而，Ni在磁黄铁矿中分布不均一，并且矿物的Co/Ni值变化较大，表明磁黄铁矿对热液作用更为敏感。矿物原位主、微量元素分析结果显示，镍黄铁矿中的Co、Ni含量与镍、钴独立矿物接近，远超岩体中其他含钴、镍金属硫化物。因此，含Ni...     

复杂钴物料中钴的滴定分析

实验表明,钴试样经HCl分解后,在pH1～2时,通过硫氰酸铵-结晶紫-H2O浮选将Co2+与Ni2+、Mn2+、Fe3+、Al(Ⅲ)等元素分离,硫脲掩蔽Cu2+以消除干扰,用EDTA溶液络合滴定Co。方法用于钴试样中Co的分析,结果与铈量法相符,对于w(Co)为3%～35%的试样,4次测定的相对标准偏差<2%。     

氧化钴矿石中钴镍铜的萃取分离研究

研究了氧化钴矿石浸出液中Ｃｏ、Ｎｉ和Ｃｕ的萃取分离,探讨了不同萃取剂对上述元素萃取的影响因素,浸取液用Ｌｉｘ９８４、三癸基甲基氯化锓和正辛酸分别萃取Ｃｕ、Ｃｏ和Ｎｉ,萃取率分别为９９．４％、９８．６％和９８．１％,适用于氧化矿石中Ｃｏ、Ｎｉ和Ｃｕ的萃取分离。     

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。     

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.     

Cobalt mineralization at Mount Isa,Queensland, Australia,with references to Mount Cobalt

Mineralium Deposita - In North Western Queensland, Australia, there are numerous small cobalt deposits of which Mount Cobalt is the largest. Recent work has shown that cobalt is also a significant...     

Cobalt in stars and the galaxy

An analysis of the abundance of cobalt in atmospheres of red giants, indicates they can be divided into two groups: stars with the normal [Co/Fe] abundance and those with a small [Co/Fe] excess. A comparative analysis of the spectrograms taking into account the effect of superfine splitting provides evidence for a [Co/Fe] excess in some stars. We have also detected physical and kinematical differences between these groups. Stars with a [Co/Fe] excess are related to the thick-disk population of the Galaxy. These stars are older and less massive, display lower metallicities, and have Galactic velocities corresponding to those of thick-disk objects. It is suggested that the observed pattern of a [Co/Fe] excess in the halo and thick disk reflects the chemical composition of the Galaxy at a very early stage of its evolution, when Population III objects existed. The lower abundance excess in the thick disk compared to the halo and the absence of an excess in the thin disk are due to the contributiuon from Type I supernovae at later stages of the Galaxy’s evolution. We have found that the thick disk of the Galaxy displays gradients of its cobalt and iron abundances, possibly providing evidence that the thick disk formed as a result of the collapse of a protogalactic cloud.     

钴的迁移形式成矿机理初探

通过对钴有关化合物的形成条件和理化性质,钴矿床矿物流体包裹体的化学成分、代表性钴矿物的化学成分、共、伴生矿物组合的探究,结合钴成矿地质背景和环境研究认为,钴的氢化物、合金氢化物、羰基化合物、羰基氢化物是内生钴的主要迁移形式。它们形成于地球深部高压、高温、富氢、富CO的强还原环境,通过断裂、裂隙随岩浆、热液迁移至地壳浅部,由于压力、温度骤降,氧逸度渐增、H2和CO逃逸、氧化,上述钴的化合物分解、氧化、硫化、砷化,沉淀富集形成内生钴矿床,并在以后地质事件中进一步叠加富集,形成更富更大的钴矿床。     

Cobalt Deposits in the Central China Orogenic Belt

Cobalt mostly occurs as an associated metal in Cu-Ni sulphide deposits, skarn Fe-Cu-Pb-Zn deposits and volcanic-hosted massive sulphide (VHMS) or sedex deposits. There are different types of cobalt deposits in the Central China orogenic belt. In the Tamu-Kalangu Mississippi-valley type Pb-Zn deposits, many cobalt-nickel sulphide minerals were found. The cobalt content of the ore is 0.064%-0.46% in sedex-type Kendekeke Fe-Pb-Zn-Au deposits, and cobalt sulphide veins with Co contents of 4%-9% have also been found. About 28000 tons of cobalt reserves were delineated in the Dur'ngoi Cu-Co-Zn deposit of VHMS type in the A'nyemaqen Mountains. It is considered that the exploration potential for cobalt is attractive in this district, especially in sedex-type deposits and Co-rich sulphide veins in sedex-type Fe, Cu and Pb-Zn deposits and their surroundings.     

Native Cobalt from the Regolith of Mare Crisium

Doklady Earth Sciences - For the first time, high-purity native cobalt was detected in two preparations from a lunar regolith sample delivered by the Luna 24 automatic station. Presumably, it was...     

中国钴资源及其开发利用概况

文章概述了中国钴矿床的类型、时空分布、最新研究进展及开发利用现状，指出世界上共(伴)生主要钴矿床类型在中国均已发现，可归纳为4大类，其中以岩浆型Ni—Cu—Co硫化物矿床、热液及火山成因钴多金属矿床最为重要；中国钴矿的形成可分为6个重要成矿期，划分出7个重要成矿带；尽管钴多以伴生组分产在镍、铜、铁等矿床中，但近年来中国先后发现了一些不同元素组合、不同成因类型的独立钴矿床。鉴于中国当前钴资源比较紧缺和钴消费快速增长，建议既要充分利用好国内外资源，又要加大钴资源勘查及开发利用力度，以满足国民经济发展的需要。