欽杭成礦帶江西段鈷礦礦床類型及找礦方法分析

摘要：我國絕大多數(shù)鈷礦與銅、鐵、鎳等礦產(chǎn)伴生，獨(dú)立礦床較少。目前，江西省共發(fā)現(xiàn)29處鈷礦床（點(diǎn)），探明鈷金屬量約為0.98萬t。江西省鈷礦資源主要集中分布在欽杭成礦帶中段的萍鄉(xiāng)-上高地區(qū)，重要的獨(dú)立鈷礦床和共伴生鈷礦床均產(chǎn)于此。有必要結(jié)合欽杭成礦帶江西段鈷礦的成因類型，分析欽杭成礦帶江西段鈷礦的典型礦床成礦模式，明確欽杭成礦帶江西段鈷礦的找礦方法。研究認(rèn)為，重點(diǎn)勘查區(qū)應(yīng)采用廣域電磁法開展礦產(chǎn)普查和深部找礦驗(yàn)證，為鈷多金屬礦的找礦提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：鈷礦；礦床類型；成因類型；成礦模式；找礦方法

中圖分類號：P632 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-9500（2024）12-0-0340

Analysis of Cobalt Deposit Types and Exploration Methods in the Jiangxi Section of the Qinhang Metallogenic Belt

LI Fanshun， KUANG Erlong， ZHU Heyin， LUO Xicheng， JIANG Baoliang

（The First Geological Brigade of Jiangxi Geological Bureau， Nanchang 330052， China）

Abstract： The vast majority of cobalt deposits in China are associated with minerals such as copper， iron， and nickel， with relatively few independent mineral deposits. At present， a total of 29 cobalt deposits （points） have been discovered in Jiangxi province， with a proven cobalt metal content of approximately 9 800 t. The cobalt resources in Jiangxi province are mainly concentrated in the Pingxiang-Shanggao area of the middle section of the Qinhang metallogenic belt， where important independent cobalt deposits and associated cobalt deposits are produced. It is necessary to combine the genetic types of cobalt deposits in the Jiangxi section of the Qinhang metallogenic belt， analyze the typical deposit ore-forming models of cobalt deposits in the Jiangxi section of the Qinhang metallogenic belt， and clarify the prospecting methods for cobalt deposits in the Jiangxi section of the Qinhang metallogenic belt. Research suggests that wide area electromagnetic methods should be used to conduct mineral surveys and deep exploration verification in key exploration areas， thus providing scientific basis for the exploration of cobalt polymetallic deposits.

Keywords： cobalt deposits; deposit type; genetic types; ore-forming model; prospecting methods

作為一種金屬元素，鈷在高溫下能夠保持較高的強(qiáng)度，導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性較弱，鐵磁性較強(qiáng)。鈷廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域，主要用于生產(chǎn)硬質(zhì)合金、耐熱合金、磁性合金、防腐合金和各種鈷鹽[1-2]。鈷礦物的賦存形態(tài)復(fù)雜，目前，自然界已發(fā)現(xiàn)近百種含鈷礦物，但單獨(dú)的鈷礦物相對稀少。鈷大多與鎳、銅、鐵、鉛、鋅、銀和錳等金屬伴生，礦石鈷品位較低[3-4]。江西省鈷礦主要分布在上高縣七寶山中型鈷鉛鋅多金屬礦、宜春市五寶山小型鈷礦、上高縣銅鼓嶺小型鈷礦及萍鄉(xiāng)市麻山小型鈷礦等礦床中。另外，贛東北地區(qū)也發(fā)現(xiàn)弋陽縣樟樹墩蛇紋巖鎳鈷礦和德興市西灣蛇紋巖鎳鈷礦等礦點(diǎn)。鈷元素地球化學(xué)異常顯示，贛東北的橫峰縣、上饒市廣豐區(qū)、鉛山縣等地都發(fā)現(xiàn)較好的鈷地球化學(xué)異常。總體而言，江西省鈷礦資源勘查程度較低，成礦地質(zhì)條件較好，尤其是在欽杭成礦帶江西段尋找鈷多金屬礦，具有較大的找礦潛力。

1 欽杭成礦帶江西段鈷礦的成因類型

九嶺南緣逆沖推覆構(gòu)造體系、武功山伸展構(gòu)造體系在萍樂坳陷帶西段中部對接，燕山期陸內(nèi)疊加造山運(yùn)動巖層強(qiáng)烈變形，形成一系列北東向復(fù)式褶皺，隨之產(chǎn)生一系列逆沖推覆構(gòu)造。欽杭成礦帶江西段處于推覆構(gòu)造前鋒，逆沖斷裂表現(xiàn)特別強(qiáng)烈，將基底地層（晚元古代變質(zhì)巖）逆沖推覆于泥盆紀(jì)-石炭紀(jì)-三疊紀(jì)地層之上，推覆體及其他的隔水屏障地層起到很好的圈閉作用，使礦液不易擴(kuò)散[5]。

燕山期晚期-喜馬拉雅期早期巖漿侵入提供熱源，為震旦系、泥盆系地層的鉛、鋅和硫活化轉(zhuǎn)移創(chuàng)造條件，同時(shí)巖漿熱液（主要為基性、超基性巖漿）帶來鐵、鈷、鎳、銅、砷及部分鉛、鋅組分。作為源自深部地層的成礦流體，熱鹵水流經(jīng)震旦系和泥盆系地層，和先期形成的基性超基性巖脈從地層和巖體中溶解，浸出部分礦質(zhì)，含礦熱液因?yàn)闇貕鹤兓推渌麩嵩吹尿?qū)動，發(fā)生環(huán)流，沿導(dǎo)礦構(gòu)造上升，最終在各礦區(qū)控礦構(gòu)造、容礦構(gòu)造中與硫化氫發(fā)生反應(yīng)，在地層界面或構(gòu)造有利部位沉淀，富集成礦[6]。經(jīng)初步分析，鈷礦床成因有4種，即巖漿熱液活動、非巖漿熱液層控、海底熱水噴流和構(gòu)造-地質(zhì)界面控礦。

2 欽杭成礦帶江西段鈷礦的典型礦床成礦模式

2.1 宜春市五寶山小型鈷礦成礦模式

根據(jù)礦床特征及控礦因素，宜春市五寶山小型鈷礦的成礦模式如圖1所示。該地區(qū)位于揚(yáng)子陸塊的南緣，地處揚(yáng)子陸塊與華夏陸塊兩大構(gòu)造單元的接合處。區(qū)域內(nèi)有多期次活動的深大斷裂和裂谷，自晉寧期至喜馬拉雅期均有不同程度的活動。蓋層分布有燕山期-喜馬拉雅期的輝綠玄武巖、輝綠巖和煌斑巖等脈巖。這些中基性-超基性巖富含Co、Cr、Ni等元素，尤其是輝綠巖和煌斑巖，其Co含量高達(dá)300 mg/kg，為成礦提供豐富的物質(zhì)來源。晚二疊世時(shí)，該區(qū)域形成一條區(qū)域性大斷裂，即臘市-石崗大斷裂。多期次的斷裂、裂谷活動為鈷銀多金屬礦成礦提供構(gòu)造背景。該地區(qū)沉積地層巖性較為復(fù)雜，尤其是在裂谷發(fā)育的時(shí)期，深部熱液和噴氣作用比較強(qiáng)烈，有利于Co等元素的遷移和富集。

2.2 上高縣七寶山中型鈷鉛鋅多金屬礦成礦模式

原生鈷多金屬礦床賦存于中上泥盆統(tǒng)、上泥盆統(tǒng)和上石炭統(tǒng)三個(gè)層位，時(shí)間跨度大，并有沉積間斷，為淺海沉積環(huán)境，海底熱水噴流成因的可能性不大。各地層單位不存在Co、Ni、Cu的礦源層和原始胚胎礦，層控說的可能性也不大。根據(jù)現(xiàn)有資料，該地區(qū)鈷的成礦物質(zhì)主要來自巖漿源，少量來自圍巖，礦床的成因類型為中溫?zé)嵋旱V床。

2.3 萍鄉(xiāng)市麻山小型鈷礦成礦模式

萍鄉(xiāng)市麻山小型鈷礦位于武功山隆起北西緣，地處萍樂坳陷帶西端。早侏羅世末的燕山運(yùn)動使武功山山體發(fā)生斷塊上隆，并伴隨斷裂和巖漿活動，形成一系列伸展拆離滑覆構(gòu)造。伸展拆離滑覆構(gòu)造為鈷鐵礦體的形成提供有利的導(dǎo)礦通道。伸展拆離滑覆礦體的形成屬于退變質(zhì)作用，其溫度應(yīng)該在300～400 ℃。成礦熱液溫度小于300 ℃，礦床多屬于淺層低溫?zé)嵋盒汀?/p>

2.4 弋陽縣樟樹墩-德興市西灣蛇紋巖鎳鈷礦成礦模式

弋陽縣樟樹墩蛇紋巖鎳鈷礦位于弋陽縣城北14 km處，中型鎳礦與中型蛇紋巖礦伴生，礦區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)19個(gè)蛇紋巖礦體。經(jīng)調(diào)查，伴生鎳資源量為8.77萬t，鈷資源量為5 732 t，平均鎳品位為0.204 9%、平均鈷品位為0.013 7%。成礦巖體主要為超鎂鐵質(zhì)蛇綠巖，鎳礦化（主要為硅酸鎳）產(chǎn)于斜輝橄欖巖和橄欖輝石巖中。礦床為產(chǎn)于新元古代超鎂鐵質(zhì)巖的巖漿分異型硅酸鎳礦床。

依據(jù)勘探資料，德興市西灣蛇紋巖鎳鈷礦內(nèi)，蛇紋巖礦體賦存于奧陶紀(jì)變質(zhì)巖組成的背斜東翼，受深大斷裂控制。蛇紋巖礦體呈近南北向延伸，長約為3 300 m，寬為300～500 m，出露面積為0.73 km2。巖（礦）體主要由純橄欖巖強(qiáng)烈蝕變而成，斜方輝石經(jīng)強(qiáng)烈蝕變形成絹石巖及蛇紋巖。主要伴生有價(jià)元素有鎳、鈷等組分，鎳品位為0.20%～0.65%，鈷品位為0.005%～0.045%。

鈷化探異常顯示，贛東北的橫峰縣一帶存在一處較好的鈷異常區(qū)，主要異常元素為Co、Ni、Mn，面積為156.76 km2。異常區(qū)內(nèi)，巖漿活動極為發(fā)育，主要有新元古代基性火山巖為主、贛東北蛇綠巖建造相關(guān)的超基性巖。該異常具有元素套合好、異常強(qiáng)度高、異常元素齊全等特征，大部分異常區(qū)集中在葉家組、張村巖組的出露范圍，異常區(qū)位于贛東北蛇綠巖建造發(fā)育區(qū)，出露蛇綠混雜巖，同時(shí)發(fā)育江西省內(nèi)唯一的幔源花崗巖、西灣花崗巖。經(jīng)初步判斷，礦區(qū)具有尋找?guī)r漿型鎳銅鈷礦床的潛力。

3 欽杭成礦帶江西段鈷礦的找礦方法

3.1 淺部構(gòu)造蝕變填圖

開展研究區(qū)構(gòu)造蝕變填圖，重點(diǎn)對圈定的異常區(qū)及構(gòu)造有利地段進(jìn)行系統(tǒng)的構(gòu)造蝕變填圖，圈定找礦有利區(qū)

3.2 土壤地球化學(xué)測量

優(yōu)先開展大比例尺土壤地球化學(xué)測量工作，其目的為圈定鈷礦異常及與鈷成礦相關(guān)的有利異常區(qū)。

3.3 物探磁法測量和電法測量

針對異常區(qū)及構(gòu)造帶，開展磁法和電法測量，查明異常體的分布形態(tài)和深部的空間分布。其間以化探異常為基礎(chǔ)，在構(gòu)造帶（含礦帶）開展磁法和電法測量，進(jìn)一步驗(yàn)證鈷礦異常，明確有利構(gòu)造部位。

3.4 深部鉆探工程驗(yàn)證

針對成礦條件較好的區(qū)段，開展鉆探工程驗(yàn)證。根據(jù)地表及淺部山地工程揭露的鈷礦（化）帶產(chǎn)狀，針對成礦條件較好的區(qū)段開展鉆探工程揭露與控制，大致了解鈷礦體的空間賦存狀態(tài)及變化規(guī)律。

4 結(jié)論

江西省鈷礦主要分布在上高縣七寶山中型鈷鉛鋅多金屬礦、宜春市五寶山小型鈷礦、上高縣銅鼓嶺小型鈷礦及萍鄉(xiāng)市麻山小型鈷礦等礦床中，贛東北地區(qū)也發(fā)現(xiàn)弋陽縣樟樹墩蛇紋巖鎳鈷礦和德興市西灣蛇紋巖鎳鈷礦等礦點(diǎn)。調(diào)查結(jié)果顯示，上高縣七寶山中型鈷鉛鋅多金屬礦和宜春市五寶山小型鈷礦均為中溫?zé)嵋旱V床，根據(jù)成礦機(jī)理，成礦物質(zhì)既來自巖漿巖，又來自基底圍巖，既有幔源，又有殼源。萍鄉(xiāng)市麻山小型鈷礦成礦熱液溫度小于300 ℃，礦床屬于淺層低溫?zé)嵋盒汀＝?jīng)初步分析，弋陽縣樟樹墩-德興市西灣蛇紋巖鎳鈷礦為產(chǎn)于新元古代超鎂鐵質(zhì)巖的巖漿分異型硅酸鎳礦床。未來，重點(diǎn)勘查區(qū)可采用廣域電磁法開展礦產(chǎn)普查和深部找礦驗(yàn)證，為鈷多金屬礦的找礦提供科學(xué)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

1 王學(xué)平，周建廷，范愛春.江西省上高縣七寶山鉛鋅鐵鈷礦床成礦模式[J].東華理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011（3）：248-256.

2 李凡順.萍鄉(xiāng)市麻山鈷礦成礦地質(zhì)特征及礦床成因分析[J].中國資源綜合利用，2024（1）：92-96.

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5 周 輝，曾書明.江西五寶山（式）鈷礦床成礦模型及地質(zhì)-地球化學(xué)找礦模式[J].江西地質(zhì)，2000（4）：34-38.

6 豐成友，張德全，黨興彥.中國鈷資源及其開發(fā)利用概況[J].礦床地質(zhì)，2004（1）：93-100.

基金項(xiàng)目：江西省地質(zhì)局青年科學(xué)技術(shù)帶頭人培養(yǎng)計(jì)劃項(xiàng)目（2023JXDZKJRC03；下達(dá)文號：贛地質(zhì)字〔2023〕12號）。

作者簡介：李凡順（1990—），男，江西南昌人，高級工程師。研究方向：地質(zhì)找礦與礦產(chǎn)勘查。