摘要：鈷是一種戰(zhàn)略金屬，具有諸多優(yōu)良的理化性能，廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車和電池等領(lǐng)域。山丹縣駱駝脖子鈷鐵礦原為赤、褐鐵礦點(diǎn)，經(jīng)進(jìn)一步勘查，鈷元素明顯富集，伴生鈷品位為0.018%～0.194%。以山丹縣駱駝脖子鈷鐵礦為研究區(qū)，綜合分析成礦地質(zhì)背景、礦區(qū)地質(zhì)特征及礦床特征，明確礦床成因。礦區(qū)位于龍首山西段，礦體嚴(yán)格受構(gòu)造控制，礦液沿?cái)嗔堰\(yùn)移、沉淀和富集。作為礦體頂板，石英千枚巖具有隔擋作用，使礦液沿?cái)嗔延欣课怀恋沓傻V，礦床成因類型為斷裂構(gòu)造控制的熱液充填型。

關(guān)鍵詞：鈷鐵礦；地質(zhì)特征；礦床成因；山丹縣

中圖分類號(hào)：P618.31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2025）01-00-03

Geological characteristics and Deposit genesis of the Luotuobozi cobalt-iron Ore in Shandan County

Abstract： Cobalt is a strategic metal with many excellent physical and chemical properties， widely used in fields such as aviation， aerospace， automobiles and batteries. The Luotuobozi cobalt-iron ore in Shandan county is originally a red and brown iron deposit， after further exploration， the cobalt element is significantly enriched， and accompanying cobalt grade is 0.018%～0.194%. Taking the Luotuobozi cobalt-iron ore in Shandan county as the research area， a comprehensive analysis of the geological background of mineralization， geological characteristics of the mining area， and deposit features is conducted to clarify the genesis of the deposit. The mining area is located in the western section of Longshou Mountain， and the ore body is strictly controlled by tectonics， and the mineral fluid migrates， precipitates and accumulates along faults. As the roof of the ore body， quartz phyllite has a barrier effect， allowing mineral fluids to precipitate and deposit along favorable fault locations， and the genesis type of the deposit is hydrothermal filling controlled by fault structures.

Keywords： cobalt-iron ore; geological characteristics; deposit genesis; Shandan county

鈷是一種錫白色金屬，具有耐熱、耐磨、高強(qiáng)度和強(qiáng)磁性等優(yōu)良性能，廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車和電池等行業(yè)，被我國(guó)列為戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源[1]。鈷主要在地核、地幔和幔源巖漿中富集，地殼中的元素豐度極低，一般不獨(dú)立成礦，而多作為伴生元素存在于銅、鎳、鉛鋅和鐵等礦床中[2]。甘肅省鈷資源量位居全國(guó)首位，但主要伴生于金川銅鎳礦[3]，其他類型鈷資源調(diào)查評(píng)價(jià)較少。甘肅省龍首山一帶已知較多的赤、褐鐵礦床，隨著鈷元素供應(yīng)的短缺，伴生鈷元素研究的必要性進(jìn)一步顯現(xiàn)。山丹縣駱駝脖子鈷鐵礦原為赤、褐鐵礦點(diǎn)，經(jīng)深入調(diào)查，礦點(diǎn)鈷元素存在明顯的富集，伴生鈷品位為0.018%～0.194%。下面以山丹縣駱駝脖子鈷鐵礦為研究區(qū)，分析成礦地質(zhì)背景、礦區(qū)地質(zhì)特征及礦床特征，明確礦床成因。

1 成礦地質(zhì)背景

礦區(qū)地處龍首山基底雜巖帶。龍首山基底為中元古界龍首山巖群中-深變質(zhì)巖系。侵入巖發(fā)育，主要為中酸性侵入巖，少量為基性侵入巖，為成礦提供充足的熱源和物源。構(gòu)造發(fā)育，主要為龍首山南緣、北緣大斷裂及其次級(jí)斷裂構(gòu)造，為后期成礦熱液上侵提供通道和場(chǎng)所。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)出露地層簡(jiǎn)單，主要有中元古界龍首山巖群三巖組（Pt2L3）、震旦系燒火筒溝組（Zs）及草大板組下段（Zc1）。其中，震旦系燒火筒溝組（Zs）為主要的賦礦地層，如圖1所示。中元古界龍首山巖群三巖組的巖性主要有（混合巖化）二云石英片巖、黑云二長(zhǎng)片麻巖、花崗片麻巖，另外含有少量斜長(zhǎng)角閃巖夾白云石大理巖等，地層傾向?yàn)楸北蔽鳎瑑A角為60°～70°。它與震旦系燒火筒溝組呈斷層接觸。震旦系燒火筒溝組的巖性主要有（赤鐵礦化）絹云石英千枚巖、含炭千枚巖、粉砂質(zhì)板巖、綠泥片巖和（赤鐵礦化）硅質(zhì)白云巖。它與上覆的震旦系草大坂組下段、下伏的中元古界龍首山巖群三巖組均呈斷層接觸。震旦系草大板組下段的巖性主要為薄層狀石英砂質(zhì)白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r夾鈣質(zhì)石英千枚巖。它與下伏震旦系燒火筒溝組呈斷層接觸。

2.2 構(gòu)造

斷裂構(gòu)造在礦區(qū)較發(fā)育，多為地質(zhì)體的分界線。斷裂是由區(qū)域動(dòng)力作用造成的，擠壓形成的節(jié)理和劈理也很發(fā)育。區(qū)內(nèi)發(fā)育16條斷裂構(gòu)造，按走向?qū)⑵浞譃楸蔽魑飨驍嗔押捅睎|向斷裂。其中，北西西向斷裂規(guī)模最大，為龍首山南緣大斷裂的次級(jí)斷裂構(gòu)造。該組斷裂在礦區(qū)北部匯聚，總體來(lái)看，西部收斂，東部發(fā)散，呈帚字狀。它是研究區(qū)主要的控礦構(gòu)造和容礦構(gòu)造，控制含鈷赤鐵礦化帶分布，為礦液運(yùn)移提供通道，含礦熱液沿?cái)嗔堰\(yùn)移、沉淀和富集。北東向斷裂形成晚，規(guī)模小，多屬壓扭性的平推斷層，對(duì)含礦地層具有錯(cuò)斷、破壞作用。

2.3 侵入巖

礦區(qū)侵入巖發(fā)育程度較低，礦區(qū)中部、南部發(fā)育少量志留紀(jì)肉紅色細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖（Sηγ），長(zhǎng)為280～1 470 m，寬為10～270 m。脈巖主要有石英脈、堿長(zhǎng)巖脈等。侵入巖與區(qū)內(nèi)成礦關(guān)系不明顯，在局部地段，侵入巖對(duì)礦體或礦化帶具有吞噬、破壞作用。

2.4 地球物理特征

礦區(qū)激電中梯剖面分析結(jié)果顯示，視極化率曲線整體呈中間高、兩邊低的變化特征，視極化率無(wú)明顯異常。視電阻率曲線總體呈中間高阻、兩邊低阻的特征，低阻地段視電阻率一般小于100 Ω·m，由含炭質(zhì)千枚巖等引起，高阻地段視電阻率一般大于300 Ω·m，由硅質(zhì)白云巖等引起。經(jīng)地質(zhì)資料綜合分析，高阻異常與低阻異常接觸帶為成礦地段。

3 礦床特征

3.1 礦化帶特征

鈷鐵礦化帶主要賦存于震旦系燒火筒溝組中。圈定鈷鐵礦化帶4條，長(zhǎng)為600～2 100 m，寬為4～25 m，走向?yàn)?0°～160°，與區(qū)內(nèi)構(gòu)造方向一致，構(gòu)造控礦明顯。礦化帶頂板圍巖為灰綠色千枚巖，底板圍巖為硅質(zhì)白云巖，二者呈斷層接觸，接觸部位巖石破碎明顯，蝕變主要有赤鐵礦化、褐鐵礦化、碳酸鹽化、硅化和高嶺土化，局部見(jiàn)錳礦化。

3.2 礦體特征

礦體多呈似層狀，個(gè)別為透鏡狀，整體北傾，局部產(chǎn)狀較陡。共圈定17條礦體，其中，鈷鐵礦體有14條，鈷錳礦體有3條。鈷鐵礦體長(zhǎng)為35～420 m，厚度為1.22～7.10 m，總鐵品位為30.05%～56.76%，伴生鈷品位為0.018%～0.194%。鈷錳礦體長(zhǎng)為80～200 m，厚度為0.97～6.21 m，錳品位為19.51%～46.05%，伴生鈷品位為0.132%～0.210%。

3.3 礦石特征

礦區(qū)地表及深部工程中，所見(jiàn)礦石均為氧化礦。研究區(qū)內(nèi)，鈷鐵礦石自然類型為白云巖型含鈷赤鐵礦石，鈷錳礦石自然類型為白云巖型含鈷硬錳礦石。

3.3.1 白云巖型含鈷赤鐵礦石

礦石礦物主要為赤鐵礦、褐鐵礦、黃鐵礦和硬錳礦，脈石礦物主要為白云石、石英和絹云母等。礦石結(jié)構(gòu)主要有自形粒狀、它形粒狀和交代殘余等，礦石構(gòu)造有浸染狀和細(xì)網(wǎng)脈狀等。經(jīng)物相分析，鐵礦物主要為赤褐鐵礦，總鐵占有率均大于90%。鈷主要賦存于鐵礦物（占有率51.85%），少量賦存于硫化物（占有率22.22%）和難溶脈石（占有率25.93%）。掃描電子顯微鏡元素面掃描結(jié)果顯示，鈷元素在富褐鐵礦和赤鐵礦部位均勻分布，鈷元素的分布與褐鐵礦吸附有關(guān)。

3.3.2 白云巖型含鈷硬錳礦石

礦石礦物主要為硬錳礦和軟錳礦，脈石礦物主要為白云石和石英。礦石結(jié)構(gòu)為細(xì)晶-粉晶結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)，呈土狀、塊狀構(gòu)造，金屬礦物具它形晶粒狀，呈浸染狀構(gòu)造。鈷的主要賦存形式為氧化鈷，個(gè)別礦石表面可見(jiàn)土黃色皮殼狀鈷華。

4 礦床成因

礦區(qū)內(nèi)含鈷赤鐵礦體、含鈷硬錳礦體均賦存于北西西向斷裂構(gòu)造破碎帶中，北西西向斷裂為礦液的運(yùn)移提供通道，礦液沿?cái)嗔堰\(yùn)移、沉淀和富集，在斷層傾角變緩處或轉(zhuǎn)彎處，礦體變厚變大，或者裂隙交匯處礦體具有厚度變大的特征，在陡傾斜部位礦體變薄，礦脈兩側(cè)有交代現(xiàn)象，石英千枚巖作為礦體的頂板，具有隔擋作用，使礦液沿?cái)嗔延欣课怀恋沓傻V。由于斷裂的多期次活動(dòng)，圍巖發(fā)育不同程度、不同類型的蝕變，熱液巖蝕變主要為赤（褐）鐵礦化、硬錳礦化、水錳礦化和硅化，往往在斷裂交匯部位礦化，圍巖蝕變?cè)鰪?qiáng)。綜合上述，礦床成因類型為斷裂構(gòu)造控制的熱液充填型。

5 結(jié)論

山丹縣駱駝脖子鈷鐵礦的鈷錳礦體均賦存于北西西向斷裂構(gòu)造破碎帶，礦石結(jié)構(gòu)主要有自形粒狀、它形粒狀和交代殘余等，礦石構(gòu)造有浸染狀、細(xì)網(wǎng)脈狀等。鈷鐵礦石類型為白云巖型含鈷赤鐵礦石，鈷錳礦石類型為白云巖型含鈷硬錳礦石。激電中梯剖面高阻異常與低阻異常接觸帶為成礦地段。北西西向斷裂構(gòu)造破碎帶是找礦的構(gòu)造標(biāo)志，赤（褐）鐵礦化、硬錳礦化和水錳礦化是找礦的直接標(biāo)志。經(jīng)初步判斷，區(qū)內(nèi)白云巖型含鈷赤鐵礦、白云巖型含鈷硬錳礦的礦床成因類型為斷裂構(gòu)造控制的熱液充填型。構(gòu)造控制的熱液充填型赤、褐鐵礦點(diǎn)在龍首山廣泛分布，均具鈷成礦潛力。

參考文獻(xiàn)

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