OGR | 王微，蒋少涌等：东昆仑成矿带督冷沟铜钴矿床成因及成矿过程

学术 2024-09-04 00:00 湖北

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来源：地学之家

督冷沟矿区位于东昆仑造山带昆中与昆南断裂之间，矿区出露的地层主要有中–新元古界万宝沟群和奥陶系-志留系纳赤台群。督冷沟矿区分为南北矿带，矿体产状与矿区地层总体产状基本一致。绿泥绢云千枚岩（Ph）是主要赋矿岩性，凝灰质板岩（ZSL）与安山岩（α）大面积互层分布，出露较广（图1）。矿化作用与含碳质板岩密切相关，富矿体附近富含石墨的碳质板岩发育。围岩蚀变主要有绢云母化、碳酸盐化及硅化。对督冷沟矿床钴的赋存状态及铜钴矿化成因，长期以来存在很大争议，有人认为是同生沉积热液喷流成因，有人认为是后期热液矿床。

为此，中国地质大学（武汉）资源学院和紧缺战略矿产资源省部共建协同创新中心蒋少涌教授团队的博士后王微对该矿床开展了详细的矿床地球化学和同位素年代学研究，揭示了该矿床中钴的赋存状态，获得高精度年龄证据，证实该矿床为海底喷流沉积矿床（SEDEX)。研究取得的主要认识和结论如下：

▲图1. 督冷沟矿区北矿带矿床地质图

【1】岩相学特征研究显示督冷沟矿区存在三期黄铁矿（Py0，PyI，PyII）、两期黄铜矿（Ccp-1，Ccp-2）、三种独立钴矿物辉砷钴矿、硫镍钴矿、钴硫砷铁矿，和四种独立镍矿物锑硫镍矿、辉砷镍矿、紫硫镍矿、针镍矿（图2，图3）。矿物的生成顺序为：Py0 → PyI + Ccp-1 + Ccp-2 + Co-Ni 矿物 (硫化物阶段, PyI→Co-Ni 矿物→Ccp-1/Ccp-2) → PyII。

▲图2. 黄铜矿（Ccp-1）中钴镍矿物的岩相学特征

缩写：Ccp = 黄铜矿，Py = 黄铁矿，Q = 石英，Cbt = 辉砷钴矿，Sig = 硫镍钴矿，Gl = 钴硫砷铁矿，Ul = 锑硫镍矿，Cv = 铜蓝，Vil = 紫硫镍矿，Mlr = 针镍矿

▲图3. 围岩中钴镍矿物的岩相学特征

缩写：Ccp = 黄铜矿，Ser = 绢云母，Gdf = 辉砷镍矿，Chl = 绿泥石

（2）研究发现Co和Ni主要以硫砷化物，而不是硫化物的形式存在。Co、Ni、Fe的地球化学行为具有紧密的联系。Fe-Ni或Fe-Co主要通过类质同像进入Co或Ni矿物（图4）。Co和Ni主要以独立矿物或在钴矿物或镍矿物中类质同像存在。

▲图4. 独立钴镍矿物中元素的相关性

（3）研究区发现与硫化物阶段共生的热液独居石，具有负Eu异常（Eu/Eu*=0.58-0.68），极低的铀（U）含量和高 Th/U 比值，独居石U-Pb年龄为467±17 Ma。因为该类型独居石与含钴镍硫化物紧密共生，因此成矿年龄为467±17 Ma。成矿年龄位于研究区纳赤台群（538 - 416 Ma）沉积年龄范围内。

（4）研究区硫化物的δ³⁴S值为1.9‰到22.1‰，其中Py0在富C千枚岩围岩中并无明显矿化，硫同位素值为17.6‰-22.1‰。PyI，PyII，Ccp-1和Ccp-2硫同位素值分别为9.1-14.6‰，1.9-6.4‰，9.6-13.4‰和10.0-10.8‰。硫同位素的组成特征说明硫的来源主要为海水硫酸盐或沉积变质岩，如在海洋环境中形成的万宝沟群和纳赤台群。TSR是成矿流体中高硫（SO₄^2-）还原为低硫（S^2-）的主要机理。

▲图5. 督冷沟Cu-Co矿床形成示意图

督冷沟矿区大地构造背景为伸展构造环境形成洋盆；钴矿化带明显受地层和断裂控制；含钴矿围岩主要为绿泥石绢云母千枚岩和碳质板岩；沿矿体分布的硅质岩为典型的喷流沉积岩；矿石内部发育纹层结构等同沉积构造。根据矿床的地质、地球化学特征和同位素年代学表明督冷沟铜钴矿床为海底喷流沉积矿床（SEDEX)（图5）。

论文信息

该研究成果近期发表在矿床学领域重要SCI期刊《Ore Geology Reviews》上，论文第一作者为博士后王微助理研究员，通讯作者为蒋少涌教授，合作者包括陈展鹏同学，苏慧敏副教授，以及青海省地质调查局李华高工和青海省第三地质勘查院何书跃高工。

Wang Wei, Jiang Shao-Yong*, Chen Zhan-Peng, Su Hui-Min, Li Hua, He Shu-Yue, 2024. The origin and mineralization processes of the Dulenggou copper-cobalt deposit in the Eastern Kunlun metallogenic belt, western China. Ore Geology Reviews, 171:106186, https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2024.106186

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