贵州钴矿床类型与找矿潜力分析_陈登.pdf

第 卷 第期 ，年 月 ，：贵州钴矿床类型与找矿潜力分析陈登，谯文浪，肖林，邹啟松，肖亮（贵州省地矿局一二地质大队，贵州 遵义 ；自然资源部基岩区矿产资源勘查工程技术创新中心，贵州 贵阳 ；贵州大学资源与环境学院，贵州 贵阳 ）摘要：为评估贵州本地钴矿的资源保障能力，对贵州省的钴矿资源分布现状及找矿潜力开展研究。通过实地调查贵州省已发现的钴矿，系统总结了贵州省钴矿的时空分布特征及矿床地质特征，对典型的黔西太来、兴义乌沙赵家沟等钴矿床进行了重点分析，将贵州钴矿划分为（喷流）沉积型、热液型、风化型等三种矿床成因类型。并对各类型钴矿找矿潜力进行研究，圈定了毕节水城、黔西遵义、兴义安龙三个找矿潜力区，认为黔西遵义、兴义安龙地区找矿前景较好，有找到中小型矿床规模钴矿的潜力。关键词：钴矿；地质特征；成因类型；找矿潜力；贵州中图分类号：文献标识码：文章编号：（）引言钴（）是我国乃至世界战略性新兴产业重要原材料的核心矿产和紧缺矿产，广泛应用在先进有色金属材料、先进石化新材料、前沿新材料、新能源汽车产业、新一代信息技术产业、高端装备制造产业（客运飞机发动机）等领域。据自然资源部 中国矿产资源报告 ，年我国钴矿年消耗量为 万吨，预测“十四五”需求量为 万吨；但 年我国查明钴矿资源储量 万吨，对外依存度高达 以上，出现严重的供给不足，国家资源安全保障受到严重威胁。近年来依托丰富的铝、磷、锰资源，贵州省在铜仁大龙和“开阳息烽”、“瓮安福泉”磷化工产业区布局了新能源产业集群，引进了宁德时代、中伟新材料等大型新能源新材料企业，亟需大量的钴资源。我国钴矿主要是铜镍矿的共伴生矿产，基本没有独立的钴矿床产出，主要分布在甘肃金川、新疆喀拉通克、吉林磐石等地。前人开展了一系列的钴矿地质特征、矿床类型和成矿规律研究，根据成矿环境的不同，将我国钴矿划分为岩浆型镍铜（钴）硫化物矿床、沉积岩容矿型钴矿、红土型镍钴矿、岩浆热液型钴矿、黑色页岩型镍铜锌钴矿、密西西比河谷型铅锌钴镍硫化物等矿床；采用成矿作用的划分原则，将钴矿床划分为岩浆型、热液型、风化型和化学沉积型种矿床类型，其中热液型可细分为岩浆热液矿床和盆地流体有关矿床个亚类型。贵州自 世纪 年代开展钴矿勘查调查工作后，仅杨瑞东 通过资料收集将贵州钴矿划分为钼多金属矿伴生钴矿、铅锌钴硫化物矿床、沉积钴锰矿和风化型钴矿类型。受限于资源需求极低未再开展专门的钴资源勘查评价和研究工作。因此，文章通过对贵州钴矿地质特征分析和实地调查，划分了贵州钴矿床类型，开展找矿潜力研究，为下一步钴矿找矿勘查提供参考。收稿日期：；修回日期：基金项目：贵州省科技厅贵州磷、锰、铝优势资源成矿规律与快速高效智慧化勘查技术研究及示范（黔科合战略找矿 ），贵州省自然资源厅贵州省黔西市太来地区钴镍矿调查评价项目（贵州省 年度新一轮找矿突破战略行动），贵州省地矿局绿色金属矿山建设关键技术研究以贵州遵义长沟锰矿为例（黔地矿科合 号）、黔北煤系地层中稀土、锂、铌等关键金属元素富集机理研究（黔地矿科合 号）等项目共同资助。第一作者：陈登（），男，硕士，高级工程师，主要期从事矿产勘查开发研究。：通信作者：谯文浪（），男，硕士，研究员，主要从事基础地质、矿产勘查研究。：引文格式：陈登，谯文浪，肖林，等贵州钴矿床类型与找矿潜力分析矿产与地质，（）：贵州钴矿的时空分布及地质特征 空间分布贵州钴矿资源分布范围广泛，在沿河县、播州区、黔西市、赫章县、威宁县、纳雍县、六盘水市、兴义市均有分布，累计发现了钴矿床（点）个（图、表）。除六盘水、纳雍县、威宁县的玄武岩风化型钴矿开展过普查工作以外，其他地方钴矿均为调查阶段，未开展过系统勘查工作，总体工作程度低。查明的钴资源大多为伴生矿产，目前发现的钴矿大多为矿点，少数可达到小型规模矿床，未能发现较大规模的矿床。时间分布及地质特征从成矿时代来看，在震旦系陡山坨组、寒武系牛蹄塘组、二叠纪峨眉山玄武岩风化层、二叠系茅口组和三叠系法郎组均有钴矿分布。震旦纪陡山沱组钴矿震旦系陡山坨组钴矿目前仅在石阡中坝发现，该矿床为独立钴矿床。钴矿体呈透镜状赋存在陡山沱组底部灰黑色含钴锰白云岩之中，偶夹有含钴锰质黏土岩，地表多风化为钴锰土，矿体产状与地层产状基本一致。共发现了个由探槽控制的钴矿体，号矿体长约 ，厚约 ，平均厚 ；（）为 ，平均值为 ；含 平均值为 。号矿体长 ，厚 ，平均厚 ，（）为 、平均值为 ，（）为 、平均值为 。号矿体 长约 ，平均厚约 ，（）为 ，平 均 值 为 。共估算 金属量 。寒武纪牛蹄塘组钴矿贵州西部和北部受雪峰运动影响，在古生代牛蹄塘期发生盆地裂陷，在遵义市红花岗区、金沙县、清镇市、黔西县、纳雍县、瓮安县沉积了一套黑色岩系建造，富集形成了厚 的镍钼钒矿层，钴矿在清镇市桃子冲和纳雍水东地区牛蹄塘组镍钼矿层、铅锌矿层伴生赋存，但遵义市红花岗区、瓮安县牛蹄塘组镍钼钒矿层中未发现钴矿化。清镇市桃子冲矿点，品位为 ，平均品位为 ，厚 ，平均厚 ，（）为 ，（）为 ，未估算 资源量。纳雍县水东中寨矿点，品位为 ，平均品位为 ，厚 ，平均厚，其中纳雍水东中寨钼矿伴生 资源量 、纳雍县水东兴旺铅锌钼多金属矿伴生 资源量 。二叠纪峨眉山玄武岩风化钴矿二叠纪峨眉山玄武岩风化型钴矿是贵州省首先发现的钴矿，世纪 年代在威宁水城纳图贵州省钴矿分布图 矿 产 与 地 质 年表贵州已发现钴矿床（点）特征 （）矿（化）点名称含矿地层矿体特征资源量矿床类型贵州清镇桃子冲矿区寒武系牛蹄塘组矿体厚 ，平均厚 ；（）为 ，平均值为 ；（）为 未估算热液型纳雍水东中寨钼矿寒武系牛蹄塘组矿体厚 ，平均厚；（）为 ，平均值为 热液型纳雍县水东兴旺铅锌钼多金属矿寒武系牛蹄塘组矿体厚 ，平均厚 ；（）为 ，平均值为 热液型纳雍县化竹菁钴矿二叠纪峨眉山玄武岩矿体厚；（）为 ，平均值为 风化型水城西株开老营盘新路垭口钴矿二叠纪峨眉山玄武岩矿体厚 ，平均厚 ；（）为 风化型赫章县野马川钴矿二叠纪峨眉山玄武岩矿体平均厚 ；（）为 风化型威宁县凉水井钴矿二叠纪峨眉山玄武岩矿体厚、平均厚 ；（）为 ，平均值为 风化型黔西太来地区钴矿二叠系茅口组第三段矿体厚 ，平均厚 ；（）为 ，平均值为 ；（）为 未估算热液沉积型兴义赵家沟钴矿二叠系法郎组矿体厚 ，平均厚 ；（）为 ，平均值为 ；平均（），平均（）热液型石阡中坝钴矿震旦系陡山沱组矿体厚 ，平均厚 ；（）为 ，平均值为 热液沉积型从江那哥钴矿点花岗斑岩平均（）为 ，（）未估算热液型雍一带开展了钴矿地质调查工作，先后在威宁县凉水井、赫章县野马川和牛捆塘、纳雍县化竹菁和六盘水水城区老营盘等地均有发现，单一矿体规模均很小。其中以开展了普查工作的威宁县凉水井矿点较为典型：该矿体长约 、宽 ，（）为 ，平均值为，厚，平均厚 ，估算 金属量 。矿体埋深一般多小于，矿石呈网脉状或直脉状分布，自上而下逐渐变细减少的趋势，含量自上而下逐渐降低；钴的矿物主要是钴土矿和含钴的铁氢氧化物，脉石矿物多为高岭石、褐铁矿和杂色黏土。二叠系茅口组钴矿床二叠系茅口组钴矿床目前发现的主要是黔西太来独立钴矿床，该矿床是 世纪 年代地表调查发现的，初步估算 金属资源量可达 吨以上。在沿河谯家地区和遵义三合地区均发现了钴异常，沿河谯家地区地表采样（）为 、三合地区采样（）为 。从分布范围来看，该类钴矿床与二叠纪茅口晚期黔北裂谷盆地分布范围相关，典型矿床有黔西太来钴矿床。三叠系法郎组钴矿三叠系法郎组钴矿主要分布在右江盆地西部的兴义地区乌沙赵家沟、上车湾、小德江等地，赋存在三叠纪法郎组瓦窑段锰矿层内；在同属右江盆地邻近的滇东南开远、砚山一带也发现了法郎组锰矿中的钴异常。其中兴义市乌沙赵家沟钴矿较为典型。典型矿床特征 黔西太来钴矿黔西太来钴矿床位于黔西县太来乡一带，在外围的协和乡、花溪乡也有发现钴矿发现。区域上位于黔北裂谷盆地内，以平缓褶皱和高角度断层构造为主，主要出露了古生界寒武系（）、二叠系（）和中生界三叠系（）沉积岩（图）。在钴矿区内，出露了二叠系茅口组第二段硅泥质灰岩和含燧石结核灰岩，茅口组第三段生物灰岩和硅质岩、钴矿层，二叠系龙潭组砂岩泥岩和煤层，长兴组含燧石灰岩，三叠系夜郎组泥岩、灰岩等。受黔北裂谷盆地内台盆相间格局影响，茅口组第三段（）在区内出现了二类不同的岩石组合特征：一是厚 的浅灰色灰色厚第 卷第期陈登等：贵州钴矿床类型与找矿潜力分析层块状生物灰岩；二是 向线状分布交代生物灰岩形成的白色厚层块状硅质岩和角砾状硅质岩，在硅质岩之上发育了一套含钴黏土岩建造。含矿岩系为茅口组第三段一套深灰色黏土岩、含铁锰黏土岩、凝灰岩、含钴黏土岩、硅质岩和钴矿组成（图），厚 。图黔西太来钴矿区域地质图 中三叠统关岭组中下三叠统嘉陵江组下三叠统夜郎组上二叠统龙潭组长兴组中二叠统茅口组中二叠统栖霞组梁山组上石炭统上司组九架炉组寒武系娄山关组地质界线 不整合界线 断层图黔西太来含钴岩系和钴矿石照片 ，矿 产 与 地 质 年含矿岩系由上自下依次为上覆为龙潭组（）含植物化石黏土岩、炭质泥岩或泥质灰岩。浅灰色含铁铝质黏土岩，含黄铁矿，局部含少量菱铁矿、白云石和褐铁矿等矿物，平均厚约 。浅紫色铁质黏土岩，平均厚约 。风化后紫色、浅紫色铁质黏土岩，局部含少量钴矿和灰褐色氧化锰矿，偶夹含锰黏土岩或含锰泥岩，平均厚约 。硅质岩层：白色、灰色硅质岩或角砾状硅质岩，局部为含黄铁矿的浅灰绿色凝灰岩，厚 。钴矿层：灰褐色、浅灰绿色含钴矿层，岩性为高岭石化含硅质岩或黏土岩或凝灰岩，在黏土岩中含大量黄铁矿，厚 ，其与下伏硅质岩形成一个喀斯特面不整合接触的关系（图）。下伏地层为茅口组第三段（）灰深灰色厚层状生物灰岩。钴矿赋存在含矿岩系中下部，从含量变化特征来看，钴与锰的含量没有明显相关性，钴和镍存在微弱的负相关特征（图）。图黔西太来含钴岩系综合柱状图 ，钴矿体连续分布在太来背斜两翼，呈层状产出在含矿岩系下部，目前大致圈定矿体长约 ，倾向延伸控制约；矿体厚度为 ，平均厚度为 ；（）为 ，平均值为 ；平均（）为 ，平均值为 。在矿石中可见高岭石化和硅化（图、）。钴矿含矿岩系特征显示，顶部为含铁黏土岩层，该层氧化后形成褐铁矿；直接底板为交代成因的硅质岩，原岩为茅口组第三段生物灰岩，该硅质岩特征与遵义地区硅质岩相同，均位于黔北裂谷盆地内，在茅口晚期富硅热液沿同沉积断层喷溢交代形成；与遵义三合铁矿、西坪大同硅矿含矿岩系特征基本一致，且在两地硅质岩上部均有含钴矿层发现。该矿床特征与中非裂谷带的沉积型钴铜矿床相似，元素高度富集，同时矿床形成之后可能会受到岩浆热液作用的改造。因此，本区钴矿应与该硅质岩形成密切相关，推测在茅口晚期峨眉山地幔柱活动导致了黔北裂谷盆地近一步发生板内裂陷，含钴热液沿同沉积断层喷溢，喷溢作用使得热液渗进并导致原岩内含钴矿物富集，在硅质岩之上形成了热液沉积型钴矿。兴义市赵家沟钴矿兴义市赵家沟钴矿床位于兴义市乌沙镇一带，在外围云南省车家湾也有发现。矿区位于岔河大东寨向斜南东翼，矿区内出露了三叠系法郎组瓦窑段灰岩、泥质 灰 岩、含 锰 泥 质 灰 岩、钙 质 黏 土 岩，厚 约；法郎组竹竿坡段为砂页岩，厚大于 ；以及关岭组灰岩、白云岩；发育了、条高角度断层，其中、断层为控矿断层（图）。赵家沟钴矿受法郎组瓦窑段含锰灰岩层和 向的、断层双重控制，在该层与断层叠加位置可见钴锰矿，矿化蚀变主要是充填于围岩裂隙与钴锰矿第 卷第期陈登等：贵州钴矿床类型与找矿潜力分析图兴义赵家沟钴矿地质简图（）与剖面图（）（据文献 ）（）（）第四系中三叠统法郎组竹杆坡段法郎组瓦窑段中三叠统关岭组地质界线不整合接触剖面产状断层 探槽 平硐 钴矿体 取样编号 灰岩 泥灰岩 泥质灰岩 泥岩 燧石灰岩 角砾岩共生方解石化和破碎带内的含钴锰角砾岩化。控矿的主要断裂为断层，垂直断距为 ，可见大小不等糜棱状角砾岩，钴锰矿呈浸染状、团块状、细脉状充填于破碎带及其围岩之中；其次为断层，垂直断距约为，可见钴锰矿呈团块状透镜状、浸染状赋存于破碎带及围岩中。在区内发现脉状及透镜状产出的钴矿体个，呈陡倾斜产出（图）：号矿体由 探槽控制长约 ，控制深度约；矿体倾