滇中朱家坝铜矿床中钴矿化新发现及其资源潜力(2000t)
doi: 10.20008/j.kckc.202511016
蒙六清1 , 邱艾2 , 韩大伟1 , 周家喜2 , 李陈智1 , 孙龙1 , 金鑫1
1. 玉溪矿业有限公司,云南 玉溪 653100
2. 云南大学地球科学学院,云南省高校关键矿产成矿学重点实验室,云南 昆明 650500
基金项目: 本文受国家自然科学基金委员会-中国地质调查局地质联合基金重点项目(U2444206),云南省重大科技专项重点研发计划项目 (202402AB080006),云南省基础研究计划重大项目(202501BC070002),云南省教育厅关键金属成矿与找矿预测科技创新团队(2025-1)和硕士生导师团队项目(2023-5)联合资助
Newly discovery of Co mineralization in the Zhujiaba Cu deposit and its resource potential (2000 t) in central Yunnan Province, China
MENG Liuqing1 , QIU Ai2 , HAN Dawei1 , ZHOU Jiaxi2 , LI Chenzhi1 , SUN Long1 , JIN Xin1
1. Yuxi Ming Co., Ltd., Yuxi 653100 , Yunnan, China
2. Key Laboratory of Critical Minerals Metallogeny in Universities of Yunnan Province, School of Earth Sciences, Yunnan University, Kunming 650500 , Yunnan, China
钴(Co)是战略性关键金属,广泛应用于国防军工、航空航天、新能源、新材料等高科技领域和新兴产业中。中国钴金属储量不足 10 万 t,仅约占全球钴金属储量的 1%,对外依存度超过 90%,且长期居高不下。由于钴元素很难形成独立矿床,工业钴金属主要来源于伴生矿床,其中海相火山岩型铁铜矿床(如铁氧化物铜金矿床,简称 IOCG)和沉积-变质岩型铜矿床(如沉积岩容矿层状铜矿床,简称 SSC) 是其主要来源之一。
位于扬子板块西缘的康滇铁铜成矿省,是中国重要的铁铜多金属资源基地,发育若干大型—超大型 IOCG 和 SSC 矿床,如拉拉、大红山和东川、易门等。无论是IOCG矿床还是SSC矿床,均显示具有巨大的钴资源潜力,如大红山矿床估算伴生钴金属资源约 1.7万 t,易门铜矿集区控制伴生钴金属资源量超过 3000 t。对比研究显示,虽然 IOCG 和 SSC矿床均富集钴,但钴的富集程度和赋存状态存有差异,例如 IOCG 矿床钴平均品位<0.01%,钴主要富集在黄铁矿中,以类质同象形式存在,而SSC矿床钴平均品位>0.01%,钴除类质同象赋存于黄铁矿中外,还存在大量独立矿物(如辉砷钴矿)等。
位于康滇铁铜成矿省中部滇中武定矿集区的朱家坝铜矿床(图1),是赋存于落雪组白云岩中的铜矿床,与SSC矿床颇为相似,但该矿床发育层状和脉状矿,显示多期成矿特征。目前,该矿床中钴富集成矿信息未见报道,仅有砷黝铜矿、黄铜矿、斑铜矿、黄铁矿、硫镍矿和辉砷镍矿中可能含钴的电子探针数据,钴的富集特征和赋存状态及其资源量尚不清晰。本研究中,笔者团队对该矿床原生矿石、氧化矿石和铜精粉中钴的含量与赋存形式进行了系统研究,并评价了其资源潜力,取得如下进展和新认识:
(1)钴在该矿床原生矿石、氧化矿石和铜精粉中均有不同程度富集(表1),其中原生矿石中 Co含量为 27.6×10-6 ~182×10-6,平均 88.3×10-6;氧化矿石中 Co 含量为 24.9×10-6~83.7×10-6,平均 54.3×10-6; 铜精粉中 Co 含量为 3388×10-6~3664×10-6,平均 3570×10-6。总体上,原生矿石和氧化矿石中钴的含量在一个数量级上,原生矿石相比氧化矿石略微更富含钴,可能跟氧化过程导致钴丢失有关,而铜精粉中Co含量显著升高,表明选矿过程能进一步富集钴,使综合利用钴资源成为可能。
1朱家坝铜矿床Cu-Co含量分析结果
1区域地质略图(a)和研究区地质略图(b)
(2)对该矿床原生矿石进行进一步详细的镜下观测和电子探针分析结果显示(图2),朱家坝矿床除发育前人报道的可能含钴矿物外,还发育有较多的辉砷钴矿(图2b)等钴的独立矿物。进一步分析显示,辉砷钴矿与黄铜矿、斑铜矿、石英和白云石等共生(图2b),部分黄铁矿则被黄铜矿穿插(图2c)。对黄铁矿中钴元素分布的面扫描结果显示,钴主要集中分布在黄铁矿核部和边缘(图2d),特别是边缘局部钴含量显著偏高。较多钴独立矿物的发现与矿石中钴的较高含量吻合,而铜精粉中钴含量的显著升高,则很可能是选矿过程中钴的独立矿物进入铜精粉中引起的。
(3)根据辉砷钴矿、富钴黄铁矿等钴载体矿物与斑铜矿、黄铜矿、石英和白云石等热液矿物主要呈充填、穿插、包裹关系(图2b、c),以及黄铁矿核部和边缘更富集钴现象(图2d),本文推测朱家坝矿床可能存在两期钴矿化事件,与存在层状和脉状矿的宏观现象吻合,笔者推测早期很可能与沉积作用有关,而晚期则与热液作用有关。
(4)根据朱家坝矿床接近中型铜矿床规模,控制的铜金属资源量,以及铜精粉的产量,结合本次分析获得的各类矿石和铜精粉中钴的平均含量,估计朱家坝矿床伴生钴金属资源潜力超过 2000 t,达到中型以上伴生钴矿床规模。结合朱家坝矿床外围观天厂高品位钴矿点的发现,以及最近实施的钻孔揭露到超过 4 m 富钴铜矿体,笔者认为研究区钴资源前景看好,具有形成大型—超大型共/伴生钴矿床的成矿条件和资源潜力,应加大勘查力度。
2朱家坝矿床典型矿石及其镜下特征和钴元素面分布图
a—原生矿石特征;b—辉砷钴矿产出特征;c—黄铁矿被黄铜矿穿插;d—钴元素面分布图
Py—黄铁矿;Ccp—黄铜矿;Dol—白云石;Qtz—石英;Bn—斑铜矿;Cbt—辉砷钴矿
1区域地质略图(a)和研究区地质略图(b)
2朱家坝矿床典型矿石及其镜下特征和钴元素面分布图
1朱家坝铜矿床Cu-Co含量分析结果