山西中条山宋家山钴铁矿床钴的赋存状态及成矿规律

宋家山钴铁矿床位于中条山地区东南缘“同善天窗”的中部,容矿岩石主要为古元古代宋家山群绛道沟组火山-沉积岩系。钴铁矿体受地层岩性控制,呈SN向层状展布。金属矿物主要为磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿、硫铜钴矿和硫钴矿,非金属矿物主要为石英、方解石、绢云母和绿泥石。矿石构造以块状、似条带状、浸染状、团块状和细脉状为主。黄铁矿和黄铜矿多呈浸染状和细脉状分布。围岩蚀变主要包括硅化、绢云母化、黄铁矿化、碳酸盐化和绿泥石化等。钴铁矿体的形成主要包括沉积、变质和热液三个期次。矿石显微镜观察、硫化物扫描电镜和电子探针分析,表明钴元素主要赋存在硫铜钴矿、硫钴矿和黄铁矿中。黄铁矿特征元素Co/Ni比值主要集中在100~1000之间,个别比值小于100,反映硫化物的形成主体与热液活动有关。硫化物原位硫同位素组成δ^(34) S在12‰~16‰之间,低于元古代海水硫酸盐的δ^(34) S值(15‰~20‰),揭示热化学还原(TSR)在海水硫酸盐还原过程中起到关键作用。综合研究表明宋家山矿床富钴矿体的形成经历了初始火山-沉积、造山期间含钴变质流体沿片理构造充填交代、造山后期热液活动的叠加等过程。由此认为宋家山矿床成因类型属沉积-变质热液叠加型钴铁矿床。