钴广泛应用于电池、合金等领域,是关键的战略金属。新疆月牙湾铜镍矿是东天山成矿带最新勘查发现的铜镍硫化物矿床,伴生钴等关键金属,具有重要的经济和战略价值。前人初步开展了地质学、地球化学、地球物理以及同位素年代学等研究,但是对于铜镍矿中伴生金属的赋存状态和富集机制尚未开展研究。本文选取月牙湾铜镍矿中硫化物矿石为研究对象,在矿床地质研究基础上,开展了全自动综合矿物分析(TIMA)和电子探针分析(EPMA),查明了钴在镍黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、黄铁矿、磁铁矿、钛铁矿等原生矿物中的赋存状态,以及钴的富集机制。TIMA分析结果表明,月牙湾铜镍矿中钴的赋存形式以类质同象为主,未见钴的独立矿物。电子探针分析结果显示,主要含钴矿物中钴含量由高到低依次为:镍黄铁矿(2.76wt%)、磁铁矿(0.08wt%)、磁黄铁矿(0.07wt%)、钛铁矿(0.05wt%)、黄铁矿(0.04wt%)、黄铜矿(0.04wt%)。此外,不同类型矿石中的镍黄铁矿钴含量也存在差异,由高到低分别为:致密块状矿石(3.89wt%)、稠密浸染状矿石(3.11wt%)、浸染状矿石(2.77wt%)、斑杂状矿石(2.68wt%)、团块状矿石(1.28wt%),平均化学式为(Fe_4.274Ni_4.386Co_0.374Cu_0.014)_9.046(S_7.993Te_0.007)₈。根据钴与镍呈弱正相关性,钴、镍与铁呈明显的负相关关系,表明镍、钴以类质同象替换铁进入镍黄铁矿中。随着温度降低,硫化物发生分离结晶作用,钴元素最终在镍黄铁矿中富集。