Metallogeny of Global Sedimentary-Metasedimentary Cobalt Deposits and Their Implications for the Exploration of Cobalt Deposits in Ningxia

LIN Wenhai; WANG Huan; HE Haiyang; ZHANG XI; ZHOU Aorigele; SUI Qinglin; ZHU Xiaoqiang; ZHANG Huanbao; HOU Danping; LI Penggang

doi:10.12401/j.nwg.2024007

Metallogeny of Global Sedimentary-Metasedimentary Cobalt Deposits and Their Implications for the Exploration of Cobalt Deposits in Ningxia

1.
1 1. 四川省西南大地集团有限公司，四川成都　610032

1.
1 ¹Sichuan Province Southwest Dadi Group Co. Ltd., Chengdu 610032, Sichuan, China

2.
2 2. 中国石油大学（北京），北京　102249

2.
2 ²China University of Petroleum (Beijing), Beijing 102249, China

3.
3 3. 南华大学资源环境与安全工程学院，湖南衡阳　421001

3.
3 ³School of Resource & Environment and Safety Engineering, University of South China, Hengyang 421001, Hunan, China

4.
4 4. 宁夏回族自治区有色金属地质勘察院（宁夏回族自治区地质资料馆），宁夏银川　750021

4.
4 ⁴Nonferrous Metals Geological Exploration of Ningxia Hui Autonomous Region (Geological Data Center of Ningxia Hui Autonomous Region), Yinchuan 750021, Ningxia, China

5.
5 5. 中国地质科学院矿产资源研究所，自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室，北京　100037

5.
5 ⁵MLR Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Assessment, Institute of Mineral Resources, China Academy of Geological Sciences, Beijing 100037, China

6.
6 6. 安徽师范大学地理与旅游学院，安徽芜湖　241000

6.
6 ⁶School of Geography and Tourism, Anhui NormalUniversity, Wuhu 241000, Anhui, China

7.
7 7. 合肥工业大学资源与环境工程学院，安徽合肥　230009

7.
7 ⁷School of Resources and Environmental Engineering, Hefei University ofTechnology, Hefei 230009, Anhui, China

Fund Project: 湖南省自然科学基金面上项目“融合机器学习的羌塘早白垩世埃达克质岩成因及构造意义研究”（2023JJ30507），湖南省教育厅优秀青年项目“青藏高原中部构造岩浆演化研究：来自埃达克质岩的约束”（22B0433）联合资助

Received Date: 26 September 2023

Revised Date: 13 December 2023

Accepted Date: 12 January 2024

Publish Date: 20 June 2024

摘要

Abstract:
Cobalt is currently a globally strategic key metal mineral, which is of great significance for the construction of the national economy and the development of emerging industries. The Beishan cobalt deposit in Ningxia is considered to be a sedimentary-metamorphic cobalt deposit with multiple periods of hydrothermal superimposed transformation. However, research on its mineralization era and structural background, as well as the source, occurrence status, and migration and enrichment mechanism of cobalt, is still relatively weak. The Ningxia cobalt deposit is a sedimentary-metasedimentary cobalt, whose genesis is controlled by multi-factors such as sedimentation, metamorphism and hydrotherm. At present, the mineralization era and tectonic background of the deposit, as well as the source, occurrence state, and migration and enrichment mechanism of cobalt were poorly studied. To explore the above issues and inspire research on cobalt ore exploration in Ningxia, this study systematically summarizes the global sedimentary metamorphic cobalt mineralization patterns. The mineralization ages are mainly concentrated in the Paleoproterozoic and Neoproterozoic, and spatially distributed in Central Africa, Zambia Congo, Idaho, Finland, and China. Moreover, the formation of sedimentary-cobalt deposits is closely related to major geological events such as global supercontinent aggregation and fragmentation cycles, global large-scale oxidation, and extreme climate. Based on the above research, this study suggest that research on cobalt deposits in Ningxia region should be conducted in depth and detail in areas such as mineralization chronology, major geological events and their relationship with mineralization, geochemical characteristics of ore bearing strata, material source attributes and their mineralization tectonic background, and data-driven cobalt mineralization prediction. And this study will support the exploration of strategic key metal mineral resources.

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序号	矿床位置和名称		赋存形式	钴金属量（万t）	规模	Co品位（%）	矿体形态	含钴矿物	围岩蚀变	成矿年代（Ma）	参考文献
世界主要钴矿床
1	刚果	卡莫托（Kamoto）	伴生	36.2	大型	～0.39	层状、似层状	含钴黄铁矿、硫铜钴矿	碳酸盐化、硅化	早古生代―新元古代（609～473）	El Desouky et al.，2010；Muchez et al.，2015
2		腾克丰古鲁梅（Tenke-Fungurume）	伴生	31	大型	0.1～1	层状、透镜状	硫铜钴矿、水钴矿、含钴孔雀石	硅化、碳酸盐化	新元古代	李长根，2012；Hitzman et al.，2017
3		绿纱（Luishia）	伴生	−	大型	～0.2	层状、似层状、透镜状	硫铜钴矿、含钴黄铁矿、水钴矿	硅化、碳酸盐化、绿泥石化	新元古代（742）	高帮飞等，2021
4		苏西（Luiswishi）	伴生	−	大型	0.46	层状、似层状	硫铜钴矿	硅化、碳酸盐化、白云岩化	新元古代	王武名等，2021
5		卡莫亚（Kamoya）	伴生	5	大型	0.3	层状、似层状、透镜状	硫铜钴矿、碲硫镍钴矿	硅化、碳酸盐化、白云岩化、绿泥石化	新元古代（880～735）	李向前等，2009
6		堪苏祁（Kansuki）	共生	6	大型	0.75	层状、似层状、透镜状	水钴矿、菱钴矿	滑石化、绢云母化、赤铁矿化、高岭石化、硅化	新元古代（8870～750）	李向前等，2009，2010
7		科卢韦齐（Kolwezi）	伴生	−	小型	0.2	层状、似层状	硫铜钴矿、水钴矿、水钴铜矿、钴白云石、钴华	硅化、碳酸盐化、白云岩化	新元古代	刘洪微，2018
8		金彭（Kimpe）	伴生	3	大型	0.123	板状、脉状	硫钴矿、硫铜钴矿、水钴矿	硅化、白云石化、绢云母化、绿泥石化	新元古代（880～550）	陈兴海等，2012a；李先富，2017
9		思科曼斯（Sicomines）	伴生	61.6	大型	0.22	层状、似层状	硫铜钴矿、水钴矿、含钴黄铁矿	硅化、白云岩化、绢云母化、碳酸盐化、滑石化	新元古代	陈兴海等，2012b
10	赞比亚	谦比希（Chambishi）	伴生	15	大型	～0.1	层状、似层状	硫铜钴矿、含钴黄铁矿、含钴磁黄铁矿	绢云母化、绿泥石化、硅化、碳酸盐化	早古生代（503）	郭健等，2018；孙宏伟等，2019；卢宜冠等，2020；卢宜冠等，2021；孙凯等，2022
11	芬兰	塔尔维瓦拉（Talvivaara）	伴生	31	大型	0.02	层状、似层状	含钴黄铁矿、含钴磁黄铁矿	硅化、滑石化、碳酸盐化、蛇纹石化	元古代（2000～1900）	Greenwood et al.，2013；Brown，2014
12	美国爱达荷	铁河（Iron Creek）	−	−	−	−	浸染状和块状	钴黄铁矿	−	中元古代（1370～1050）	Nold，1990； Aleinikoff et al.，2012；Johnson et al.，2012；Slack，2012；Bending et al.，2013；Saintilan et al.，2017
13		布莱克派恩（Black Pine）	−	−	−	−	−	毒砂	−
14		布莱克贝德（Black bird）	伴生	12.4	大型	0.5	层状、似层状	辉钴矿、含钴黄铜矿、黄铁矿和砷黄铁矿	黑云母化、硅化、绿泥石化
15		所罗门峡谷（Salmon Canyon）	−	−	−	−	−	−	−
中国主要钴矿床
16	吉林	大横路、杉松岗、张家沟、杨水轩、永甸、杨木川、四道沟、孟家堡、周家、瓦房沟	共生	5	大型	0.035～0.80	层状、似层状、脉状	辉砷钴矿、方钴矿、硫镍钴矿、含钴黄铁矿	硅化、绢云母化、钠长石话、碳酸盐化、黄铁矿化	古元古代	万丛礼等，1999；松权衡等，2000；杨言辰等，2001；周少红，2001；董耀松，2001；韦延光等，2002；郭文秀等，2002；杨言辰等，2004；任启武等，2005；刘培栋，2008；田丰等，2017；张勇等，2023；王慧宁等，2023
17	辽宁营口	周家、上华	共生	0.2	中型	0.013～0.042	层状、似层状、扁豆状	含钴黄铁矿、硫钴矿、铜硫钴矿	硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化	古元古代	刘培栋，2008；宋建潮，2011
18	广西	金秀罗丹	独立	−	小型	0.034～0.048	透镜状、串珠状	辉钴矿	硅化、绿泥石化、白云母化	早古生代	李社宏等，2018
19	山西中条山	篦子沟	伴生	1.3	中型	0.024	细脉浸染状、石英细脉状	硫钴矿、辉钴矿、钴镍黄铁矿	红钠长石化、方柱石化、黑云母化 −	古元古代（2200～1850）	中国矿床发现史·山西卷编委会，1996；张晗，2012； Qiu et al.，2021
20		桐木沟	伴生		小型						张晗，2012
21		胡家裕	伴生		小型						张晗，2012；Qiu et al.，2016
22		老宝滩、南和沟	伴生		−						庞雪娇，2010
23		铜矿峪	伴生	2.3	大型	0.021	细脉浸染状、石英脉状	辉钴矿			王世俊，2018
24	江西	五宝山	独立	0.2	中型	0.024～1.15	似层状、透镜状	辉钴矿和钴毒砂	硅化，绿泥石化	晚古生代	傅大捷，1998；周辉等，2000
25	青海东昆仑	肯德可克	伴生	>2	大型	0.06～0.46	层状	方钴矿、毒砂	硅化、绿泥石化	元古代―古生代	潘彤等，2001
26		督冷沟	伴生	0.1	中型	0.02～1.31	层状	硫钴镍矿和辉钴矿	硅化、碳酸盐化、绿泥石化	−	潘彤等，2006；舒树兰等，2015
27		驼路沟	独立	2	大型	0.046～0.058	层状、透镜状	黄铁矿；硫钴矿、辉钴矿	硅化、碳酸盐化和绢云母化等	早古生代（442～432 ）	李厚民等，2000，2001；张德全等，2002a，2002b；唐健等，2004；朱华平等，2004；丰成友等，2005，2006a，2006c；朱华平等，2007；赵俊伟等，2008；奎明娟等，2019；史连昌等，2019
28	宁夏卫宁	北山大铜沟	伴生	0.02	小型	0.032～0.061	浸染状、背膜状	辉砷钴矿、钴黄铁矿和含钴黄铁矿	褐铁矿化	晚古生代	刘志坚，2013；吴文忠等，2013a，2013b；王改平等，2014；马瑞赟等， 2022；张连昌等，2023
29		北山茶梁子	伴生	0.11	中型	0.006～0.047	脉状	含钴黄铁矿	褐铁矿化、硅化
30		北山老牛湾	伴生	−	−	0.042～0.149	脉状	含钴黄铁矿	褐铁矿化、硅化
31	海南	石碌	共生	1.18	中型	0.29	层状、似层状、透镜体状	含钴黄铁矿、含钴磁黄铁矿、辉钴矿	镁质矽卡岩化	新元古代	刘裕庆，1981；肖勇等，2010；杜保峰等，2012a，2012b
32	云南	东川因民	伴生	−	中型	～0.11	层状、似层状、脉状	辉钴矿、镍辉砷钴矿、含钴毒砂、杂水钴矿	硅化、白云岩化	中元古代	薛步高，1996；刘小平，2012；郭玉乾等，2019；曾瑞垠，2021
33	云南永平	水泄–厂街	共生	0.29	中型	0.03～0.1	脉状、透镜、囊状	含钴黄铁矿、镍辉砷钴矿、含钴毒砂、辉钴矿	硅化、黄铁矿化、菱铁矿化、重晶石化	新生代（38.6～20）	中国矿床发现史·云南卷编委会，1996；董方浏，2003
34	四川	拉拉	伴生	1.74	大型	0.022	透镜状、似层状	含钴黄铁矿、硫钴镍矿、辉钴矿、方硫镍钴矿	黄铜矿化、黄铁矿化、磁铁矿化、硅化、钠长石化	中元古代	陈根文等，2001；Chen et al.，2018
注：小型<0.2万t，中型为0.2～2万t，大型>2万t（赵俊兴等，2019）。

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