印尼蘇拉威西超大型紅土型鎳礦找礦標(biāo)志

張俊熙，楊玉華

(云南省有色地質(zhì)局308隊，云南 個舊 661000)

通過云南省有色地質(zhì)局308隊多年地質(zhì)勘查，在蘇拉威西等地區(qū)找到多個100萬噸級紅土型鎳礦，紅土型鎳礦的礦床規(guī)模按以下數(shù)量級分類：鎳金屬量<2萬噸為小型、2～10萬噸為中型、≥10萬噸為大型、≥50萬噸為超大型、≥100萬噸為特大型。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

該區(qū)位于環(huán)太平洋成礦域與古特提斯成礦域交匯部位，區(qū)域上地處北西西向地幔上涌帶、各層次薄弱帶和地幔塊體(蛇綠巖)彎曲旋轉(zhuǎn)的結(jié)合區(qū)，具強(qiáng)烈的構(gòu)造-巖漿-熱事件，形成了極其有利的成礦條件，產(chǎn)生引人注目的大規(guī)模紅土化成礦作用，眾多的大型-超大型紅土型鎳礦“脫穎而出” 。

2 三聯(lián)點(diǎn)構(gòu)造及成巖時代控制的蛇綠巖帶

由太平洋板塊、歐亞板塊與和澳大利亞板塊結(jié)合部構(gòu)成的三聯(lián)點(diǎn)構(gòu)造控制的班達(dá)海左行旋卷構(gòu)造帶派生的次級“K”字形構(gòu)造“兩丿”的蘇拉威西蛇綠巖帶、北馬露姑蛇綠巖帶。白堊紀(jì)、三疊紀(jì)、二疊紀(jì)等地分布的蛇綠巖帶是超大型紅土型鎳礦的控巖時代(圖1)。

3 蛇綠巖

白堊紀(jì)出露大面積蛇綠巖，底部超基性巖較純，中白堊紀(jì)超級地幔柱活動引起一系列地球巖石圈的地質(zhì)異常事件，地磁正極性超時、洋殼快速增長，蛇綠巖沉積厚度大、范圍廣、有黑色頁巖沉積(含鎳1%左右)。

蘇拉威西白堊紀(jì)蛇綠巖帶屬于弧—陸碰撞擠壓帶，規(guī)模巨大，南北延伸700km，出露總面積達(dá)15 000km2。呈弧形展布，受弧形構(gòu)造帶控制。沿340度方向轉(zhuǎn)向64度方向展布。寬30～90公里，受蘇拉威西弧形復(fù)式背斜的控制，主要超基性巖由斜方輝橄欖巖、純橄欖巖、蛇紋巖、輝長巖、輝綠巖組成，控制了本區(qū)眾多紅土型鎳礦，并有多個超大型礦床產(chǎn)出，如Kolonodale紅土鎳礦床、北科納威紅土型鎳礦等。

哈馬黑拉蛇綠巖產(chǎn)于“K”字形島嶼三疊系地層中，屬于弧—陸碰撞轉(zhuǎn)換帶，呈北東向分布。沿40度方向方向展布，受北東向逆沖推覆構(gòu)造帶的控制。長108公里，寬3～30公里，面積約1 800平方千米，為蛇綠巖下部的基性巖與超基性巖，屬于蛇紋巖、純橄欖巖、玄武巖、輝長巖、輝綠巖組合(Ub)組合，控制了本區(qū)眾多超大型紅土型鎳礦。

4 巖性標(biāo)志

超基性巖主要巖性組合：白堊系斜方輝橄欖巖、純橄欖巖、蛇紋巖；三疊系蛇紋巖、純橄欖巖；二疊系蛇紋巖、輝石巖、斜方輝橄欖巖組合，鎂鐵比值與礦床規(guī)模見表1。

表1 超基性巖含礦性、鎂鐵比值(%)與紅土型鎳礦的礦床規(guī)模

以印尼蘇拉威西為例(下同)，紅土型鎳礦最常見的有利成礦母巖為斜方輝石橄欖巖、二輝橄欖巖、純橄欖巖及其蝕變巖石，Ni含量一般在0.2ω%～0.4ω%之間，形成中-高品位的紅土型鎳礦；各個時代超基性巖含礦性、鐵鎂比值與紅土型鎳礦礦床規(guī)模關(guān)系見表1。母巖的橄欖石含量越高，越有利于中-高品位紅土型鎳礦石的形成。中等程度的蛇紋巖化對超大型鎳礦化最有利。

線性判別分析

判別函數(shù)Y=0.650795223X1-0.6052218572X2+6.0851364156X3

其中X1-基巖Ni含量(%)；X2-基巖TFe含量(%)；X3-基巖MgO含量(%)。

Y0=19.41，當(dāng)Y>19.41時，具備大型以上紅土型鎳礦的基巖條件；反之則為中小型紅土型鎳礦的基巖條件。

二次逐步判別分析

Y=16.73682-3.70978X1-1.35024X2-0.54555X3-1.45821X4+0.87912X5+0.02036X9+0.00586X12

其中X1-基巖Ni含量(ω%)；X2-基巖TFe含量(ω%)；X3-基巖MgO含量(ω%)；X4=X1X2；X5=X1X2；X9=X3X2；X12=X3X3。總擬合度=97.601%，當(dāng)Y∈(1.7，2.3)具備大型以上紅土型鎳礦的基巖條件；Y∈(-0.3，0.3)具備中小型紅土型鎳礦的基巖條件。

5 風(fēng)化殼標(biāo)志

大面積分布的、厚大的超基性巖紅土風(fēng)化殼，如蘇拉威西蛇綠巖帶。典型的超基性巖紅土風(fēng)化殼，自上而下殘余紅土帶—腐巖帶—基巖。其中殘余紅土帶主要由褐鐵礦組成，以高鐵低鎂為主 。殘余紅土帶的分布面積和厚度越大、鐵質(zhì)含量越高，紅土型鎳礦體的厚度和規(guī)模就越大，腐巖型鎳礦石的品位也越高。超基性巖紅土風(fēng)化殼和翠綠色硅鎂鎳礦是紅土型鎳礦的最明顯的找礦標(biāo)志。

圖2 取對數(shù)后鎳與鈷資源量的線性關(guān)系

圖3 對數(shù)鎂鐵比值與對數(shù)鎳資源量的關(guān)系

通常因巖石風(fēng)化、淺表巖性難以識別，通過蘇拉威西已知礦床資源量與主要氧化物分析，建立數(shù)學(xué)關(guān)系得出：

其中X-為風(fēng)化殼中對數(shù)鎂鐵(Mgo/全鐵)比值，公式說明超大型紅土型鎳礦與鎂鐵比值的關(guān)系，其中超大型礦床對數(shù)鎂鐵比值介于1 > x>0.4(圖3)，鎳、鈷資源量有顯著線性正相關(guān)(圖2)。

風(fēng)化殼顏色：灰黑色(基巖)→淺褐黃色→黃褐色→淺紫色→褐紅色→紫紅色；深灰色(基巖)→灰色→黃綠色→灰綠色→淺紫色→褐紅色。風(fēng)化殼至下而上：致密塊橄欖巖→土塊狀橄欖巖→土狀橄欖巖→粘土→含鐵質(zhì)粘土→褐鐵礦，容易形成超大型紅土型鎳礦。

5 地形地貌標(biāo)志

低山和丘陵地帶更有利于紅土風(fēng)化殼和紅土型鎳礦的形成。超大型紅土型鎳礦床多呈面形分布于低山丘陵地區(qū)及高原地區(qū)的緩坡、平緩山梁、山嘴、剝蝕面及階地之上(如北科納威)，地形平緩至中等(地形坡度一般小于20°，不超過25°)。少數(shù)寬緩山谷、沖級盆地及地形坡度達(dá)30°的斜坡地區(qū)也有礦體存在，但礦體一般小而薄，鎳品位低。

對主要超基性巖風(fēng)化殼含礦層位地貌高程點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計，n=1 238個點(diǎn)，最大值556米，最小值10米，平均值209米，方差122.73，常見高程70～200米，230～320米(圖3)，根據(jù)3倍方差+平均數(shù)逐步剔除法，結(jié)合含礦層位地貌高程統(tǒng)計大于90%的代表性，最終確定的含礦層位地貌高程的異常上限值(平均數(shù)+1.65倍方差)413.32米，因地貌高程低于20米的蛇綠巖地區(qū)的超基性巖風(fēng)化程度較差。確定在超基性巖范圍內(nèi)超大型礦床高程20～400米。

扇形地貌從20米到300米標(biāo)有鎳品位(ω%)，主要礦體集中產(chǎn)于150～280米標(biāo)高范圍；不規(guī)測面型地貌20～400米，礦體厚度集中于5～40米之間，地形坡度角從5～15度，有利于形成紅土型鎳礦；線性地貌標(biāo)高從20～100米，地形坡度5～25度，有利于形成超大型紅土型鎳礦。

6 遙感標(biāo)志

顯示與區(qū)域構(gòu)造線方向一致的條狀或塊狀、腦髓狀山形地貌，山體較為平滑，水系相對不發(fā)育。若為密林覆蓋，則呈暗綠色；若森林覆蓋較差，則呈暗紅的豬肝色；若為超基性巖體裸露區(qū)，則多呈紅、白紅、淺紅色。根據(jù)遙感資料可以大致了解目標(biāo)區(qū)的地形、地貌，進(jìn)而判斷是否有利于超大型紅土型鎳礦的形成和保存。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]云南省有色地質(zhì)局308隊.何燦等.印度尼西亞北科納威、蘇巴印、馬布里紅土型鎳礦勘探報告[R]，個舊，2006～2009.

[2]任建業(yè).海洋底構(gòu)造導(dǎo)論[M]，北京：中國地質(zhì)大學(xué)出版社2003.

[3]云南大學(xué).王學(xué)仁.地質(zhì)數(shù)據(jù)處理[M]，北京：科學(xué)出版社，1978.

[4]國土資源部風(fēng)險勘查基金資助.印度尼西亞蘇拉威西至北馬露姑群島紅土型鎳礦成礦地質(zhì)規(guī)律研究報告[R].2013.