浅论红土型镍矿矿床成因与找矿标志

浅论红土型镍矿矿床成因与找矿标志

摘要：随着世界90年代经济发展，镍的需求量前5年平约每年增长4％以上，预测今后5～10年，增长率将为3.5％一4％，其中亚州的镍需求量增长率将会是7％。然而，由于过度的开采，世界可供近期开发的硫化镍资源，几乎廖廖无几。目前，全球镍行业将资源开发的重点瞄准储量丰富的红土镍矿资源，因此探讨其相关的矿床成因及找矿标志具有积极的意义。

关键词：红土型镍矿；矿床成因；找矿标志

前言

红土镍矿资源为硫化镍矿岩体风化―淋滤―沉积形成的地表风化壳型矿床，又称硅酸盐镍矿床，由超基性岩风化而成。产在第三纪、第四纪或中生代的热带、亚热带蛇纹岩风化壳中。当超基性岩风化时，以类质同象混入橄榄石和辉石中的镍转入蛇纹石中，以后蛇纹石又经分解,镍即析出来,进入溶液,从风化壳上部迁到下部,以次生镍矿物和含镍矿物再沉淀下来而形成工业富集。

世界范围内红土型镍矿床大多数分布在赤道线南北30°以内的热带地域，并且集中产出在环太平洋的热带和亚热带地区。美洲的古巴、哥伦比亚和巴西；东南亚的老挝、越南、柬埔寨、印度尼西亚和菲律宾；大洋洲的澳大利亚、新喀里多尼亚和巴布亚新几内亚均是富集红土型镍矿资源的国家。

1缅甸莫苇塘镍矿

缅甸联邦钦邦迪登镇莫苇塘红土型镍矿矿区，处于印巴板块与青藏板块的那加——若开板块碰撞结合带上，属于新生代的蛇绿混杂岩构造带。矿区断裂构造较发育，节理裂隙也较发育，但矿区大面积分布岩性单一的橄榄岩，后期风化蚀变强烈，植被茂密，断裂构造地表形迹破坏严重。

1.1矿床成因

晚白垩世—早始新世，古特提斯洋扩张，有洋脊玄武岩溢出。中新世晚期特提斯海消亡，印巴板块与青藏板块初次碰撞，早期洋脊玄武岩受挤压侵位形成蛇绿岩混杂堆积带。更新世早期，印巴板块与青藏板块再次碰撞，海沟关闭形成板块结合带，随后发生推覆造山，在始新世早期形成的矿区蛇绿岩套的超基性岩，主要由镁橄榄岩、辉石橄榄岩组成，为镍矿的形成提供了母岩条件（图1）。

图1成矿模式图

1.2 成矿分析

矿区内出露地层简单（图2），主要有始新统（E）早期形成的，由斜辉橄榄岩和纯橄榄岩组成的超基性岩（母岩）以及由其蚀变产生的赋矿风化壳。风化壳具有明显的垂向分带特征，从上到下又可划分为四个性段，分别是1铁土层；2粘土、含碎石粘土层；3蛇纹岩，含橄榄石、辉石蛇纹岩层；4蛇纹石化辉橄岩层。

图2 矿区地层特征表

首先，组成超基性岩体的橄榄岩、辉石橄榄岩，它们的主要组成矿物橄榄石（（Fe，Mg，Ni）2SiO4）、辉石(（Mg，Ni）2Si2O6)，在低温、中～高压情况下，当有过量水蒸气存在时，橄榄石、辉石变得不稳定，易蚀变为相对稳定的蛇纹石〔（Fe，Mg，Ni）3Si2O5(OH)4〕，在这个蚀变过程中，Ni并没有明显富集，但为其再分解创造了条件。

随着风化作用进一步深化，蛇纹石〔（Fe，Mg，Ni）3Si2O5(OH)4〕再分解，形成褐铁矿〔FeO(OH).nH2O〕、针铁矿〔FeO(OH)〕、镍蛇纹石〔Ni3SiO5(OH)4〕、滑石〔Mg3SiO5(OH)4〕、菱镁矿（MgCO3）、蛋白石(SiO2)、玉髓(SiO2..nH2O)等。首先，褐铁矿〔FeO(OH).nH2O〕、〔针铁矿〔FeO(OH)〕等富铁矿物就近沉淀堆集；镍蛇纹石〔Ni3SiO5(OH)4〕则部分就近沉淀富集，部分随淋滤液被迁移，在适宜的条件下，再析出富集，形成镍矿床；分解出来的Mg、Si随淋滤液流失，Mg在蛇纹石化橄榄岩层（Qyd4）中部分富集，形成菱镁矿；Si质则部分生形成石英、蛋白石等矿物。

1.3 找矿标志

根据钻孔揭露、化验分析及综合研究、总结，矿区内镍矿具以下几方面找矿标志：

1）地形标志：莫苇塘山山脊由陡变平缓处，尤其是缓坡及鞍部。

2）地质标志

a在超基性橄榄岩、斜辉橄榄岩广泛分布的区域内，地表平缓部位广布厚大

的富铁红土，地表风化残留块石多为受强烈淋滤作用的蜂窝状蛇纹岩，次生硅质脉大量充填岩体裂隙；

b在较破碎的蛇纹岩裂隙中有丰富的网脉状翠绿色、浅兰色硅酸镍胶蛇纹石析出；

c在土层中可见较多髓石、蛋白石、石英残块；

d化探Ni及相关的Co、Fe、Cr异常区；

e在一定深度的岩体裂隙中，大量出现白色富镁的菱镁质脉充填裂隙，可基本认为镍矿化的底部。

2结论及建议

2.1 结论

红土型镍矿床是镁铁质—超镁铁质岩体风化—淋滤—沉积的产物，其产出规模、分布范围和品位高低主要与原岩类型、气候条件和地形地貌具有密切成因联系。一般来讲，在红土型镍矿床（点）分布区，科马提岩和其他超镁铁质火成岩（侵入岩和火山岩）分布广泛，其顶部或旁侧常常出露有产出厚度不等和分布形态各异的红土层，并且以富镁和钴为特征。系统的钻探结果表明，在这些富镍和钴红土层下部的超镁铁质火成岩中根本见不到任何含镍的硫化物，新鲜基岩样品的镍含量变化范围也只有0.2%～0.4%。

综上所述,红土型镍矿床的形成必须要具备以下4个条件:

其一、大面积裸露的科马提岩、超镁铁质岩、（纯橄岩和方辉橄榄岩）和蛇绿杂岩以及先期岛弧和大洋板块碰撞环境中的镁铁质火成岩；

其二、温暖的季节性潮湿（热带）气候可持续1000ka之久；

其三、有利的大地构造和地形地貌条件以及较差的排水系统和较低的潜水面，风化剥蚀与土壤堆积的速率要能够达到一定的平衡；

其四、基岩中各种节理和断裂构造发育，有利于地下水和地表水的流动与渗透（Gleesonetal．，2003；Golightly，1981）。

从而得出镍矿的找矿标志有以下几点:

1）镍矿分布于板块碰撞期后的弛张期或古老地块内部的裂谷、裂陷槽环境或不同构造单元的过渡带中。

2）镍矿床的分布受长期活动的深大断裂带的控制。

3）镍矿床产于镁铁质--超镁铁质岩盆、岩墙及岩浆杂岩体内。

4）镁铁质--超镁铁质岩体的分异程度越高，越有利于形成镍矿床。

5）铜、镍、钴、砷等地球化学异常可作为找矿标志。

2.2建议

尽管红土型镍矿床是人们早已熟知的一种镍矿床类型，但是成矿理论研究长期处在停滞不前状态，找矿勘查工作同样面临着许多挑战，主要表现在以下几个方面:

其一、矿床地质较为复杂，查清有用矿物和成矿元素分布规律的难度较高；

其二、在目前经济技术条件下，很难利用目估法确定矿石的入选品位；

其三、加大采样密度，并且对其进行化学分析是确定矿石和围岩的唯一手段。大量找矿勘查实践表明，在红土型镍资源潜力评价过程中，为了准确划定矿体边界和制定矿石选冶方案提供科学依据，一定要处理好以下两方面问题:

其一、合理确定硅质壳的爆破方案：在部分红土型镍矿体的顶部常常分布有数米厚的铁—硅质硬壳，为了将其剥离，就需要进行爆破。如若对此处理不当，那么爆破产生的散落物将会对矿体边界的划定产生一定影响；

其二、准确查明矿体中MgO含量的不连续界面：鉴于矿石中MgO含量与矿石选冶过程中酸的消耗量呈正相关关系，因此，在矿体评价过程中，查明矿石中MgO的分布状况和含量变化对于制定选冶方案至关重要。

参考文献

[1] 缅甸联邦钦邦迪登镇莫苇塘镍矿区矿体详查报告[R].2005,4（内部资料）.

[2] 王瑞江，聂凤军，8卷76页.红土型镍矿床找矿勘查与开发利用新进展[J].地质论评，2008,3.

[3]《矿床学》风化型金属非金属矿床[M]，武汉：中国地质大学出版社，1998

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。