五元素(Ni-Co-As-Ag-Bi)脉状矿床研究进展与存在问题

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单位岩石圈演化与环境演变全国重点实验室,中国科学院地质与地球物理研究所;中国科学院大学地球与行星科学学院;
来源岩石学报
出版年2025
期号02
摘要
钴和镍是重要的战略性关键金属,然而我国缺少钴、镍资源和超常富集的矿床。五元素(Ni-Co-As-Ag-Bi)脉状矿床是一种罕见的以砷化物为主的热液矿床,其镍和钴均可达到极高品位(可超过10%),还伴生银、金和铀等金属,因此具有较高的经济价值。该类型矿床在全球较少见,主要分布在北美洲和欧洲地区,我国仅发现2处。其矿石矿物主要由砷化物、硫砷化物组成,另外还有少量的硫化物和自然元素,常形成类蕨状、球粒状和树枝状结构。该类矿床从早到晚可划分为氧化物、自然元素(单质)、砷化物、硫砷化物、硫化物和硫盐阶段,矿质生成顺序大致为Ni→Co→Fe, As→S。通过对五元素脉状矿床的时空分布规律及超常富集机制进行归纳总结,提出“四位一体”成矿模型:镁铁-超镁铁岩通常被认为是镍和钴的源区;中酸性岩体为源区矿质的淋滤和迁移提供热或流体;此外,强烈的地质构造可提供热液运输通道和矿质沉淀空间;还原性地层为成矿提供还原物质(如CH4和Fe2+),与含矿流体发生强烈的氧化还原作用,使矿质发生沉淀。同时,本文还提出了该类矿床的找矿勘查方法:(1)可通过处理遥感影像识别出各种岩体;(2)通过查阅地层有机碳含量数据找出高碳地层;(3)根据航磁数据和断裂密度图找到断层活跃区;(4)最后,结合这些数据遴选出找矿远景区。而野外寻找镍华、钴华等标志性矿物,可有助于显著提高找矿效率。

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