摘要
尕林格铁多金属矿床位于青海东昆仑成矿带，其富含关键金属钴，伴生的钴资源量达到了中型规模，但是该矿床的含钴矿物种类、钴的赋存状态及富集机制等尚不清楚，极大程度制约了尕林格矿床中钴矿体的认识与找矿突破，亟待开展科学研究。本文在野外调研与室内岩矿鉴定的基础上，利用电子探针定量分析、成矿元素面扫描与LA-ICP-MS微区原位微量元素、S同位素分析等现代先进测试手段对该矿床的含钴矿物种类、钴的赋存状态与分布特征等展开研究，并初步探讨了其可能的钴替代机制及其对成矿的指示意义，获得的主要认识如下: 1.查明了尕林格铁多金属矿床的含钴矿物及其富集特征。尕林格矿床含钴的矿物主要有磁铁矿、磁黄铁矿、黄铁矿、毒砂、黄铜矿、方铅矿与铁闪锌矿，暂未发现独立钴矿物，它们主要以类质同象存在矿物中。在众多含钴矿物中，磁铁矿与毒砂中的Co含量相对较高，分别为0.12％～0.18％、0.06％～3.76％,富集程度最高。其次在磁黄铁矿和黄铁矿中富集程度较高，它们的Co含量分别为0.06～1.49％与0.05％～0.10％,而黄铜矿、方铅矿与铁闪锌矿中的Co含量普遍低于0.10％,富集程度最低。同时，成矿元素面扫描结果也清晰地表明Co在金属矿物中存在不同程度的富集，其磁铁矿与毒砂中的Co含量相对较高。 2.查明了尕林格铁多金属矿床Co的来源。LA-ICP-MS原位S同位素分析显示，尕林格含钴硫化物的δ34S值介于-5.03～3.38‰之间，变化范围较大，大部分靠近岩浆硫（0±2‰）的附近，指示尕林格矿床多源硫的混合特征（岩浆硫+地层硫）以及地层对成矿的贡献。其中，黄铜矿的δ34S值为0.39～3.38‰,磁黄铁矿的δ34S值为-1.30～3.24‰，黄铁矿的δ34S值为-5.03～1.82‰,具有“黄铜矿＞磁黄铁矿＞黄铁矿”的变化趋势，表明成矿过程中硫同位素的分馏达到了平衡。 3.查明了尕林格铁多金属矿床Co的赋存状态。Co主要以类质同象的方式赋存于上述金属矿物中，通过置换/替代晶格中某些金属元素（如Fe、Mn、Cu）来实现。Co在磁黄铁矿中均匀分布，Co、Ni联合置换Fe，同时部分Co置换Mn。毒砂中的Co分布不均匀，主要富集在矿物边缘，其主要通过替代Cu、Fe来实现，同时As替代S。Co在黄铁矿中均匀分布，Co、Ni联合替代Fe，同时部分Co替代Cu。黄铜矿与铁闪锌矿中的Co均匀分布，主要通过替代Fe和Mn来实现。 4.查明了尕林格铁多金属矿床Co的富集机制。尕林格矿床中Co的富集主要受矿物的结晶温度和元素之间替代能力的差异控制。中-高温阶段的形成磁铁矿、毒砂与磁黄铁矿等，由于Co2+对Fe2+较强的替代能力导致Co在该阶段更容易进入矿物晶格中替代Fe而以类质同象的形式存在。但由于磁铁矿、毒砂等富钴矿物大量结晶之后导致残余流体中的Co含量显著降低，致使同期结晶出来的黄铁矿Co含量普遍偏低（0～19.0ppm）。随着时间的推移，成矿进入中-低温的晚期硫化物阶段，由于Co替代Zn、Pb的能力较弱以及可能有新的含矿热液补给（即发生流体混合，导致混合后流体的温度与Co含量小幅升高），导致闪锌矿、方铅矿中Co的富集程度极低以及该阶段的黄铁矿Co含量（3.35～48.5ppm）要明显高于早期硫化物阶段的黄铁矿（0～19.0ppm）。
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