印尼蘇拉威西超大型紅土型鎳礦找礦標志

張俊熙，楊玉華

(云南省有色地質局308隊，云南 個舊 661000)

通過云南省有色地質局308隊多年地質勘查，在蘇拉威西等地區找到多個100萬噸級紅土型鎳礦，紅土型鎳礦的礦床規模按以下數量級分類：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 區域地質背景

該區位于環太平洋成礦域與古特提斯成礦域交匯部位，區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)彎曲旋轉的結合區，具強烈的構造-巖漿-熱事件，形成了極其有利的成礦條件，產生引人注目的大規模紅土化成礦作用，眾多的大型-超大型紅土型鎳礦“脫穎而出” 。

2 三聯點構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合部構成的三聯點構造控制的班達海左行旋卷構造帶派生的次級“K”字形構造“兩丿”的蘇拉威西蛇綠巖帶、北馬露姑蛇綠巖帶。白堊紀、三疊紀、二疊紀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

白堊紀出露大面積蛇綠巖，底部超基性巖較純，中白堊紀超級地幔柱活動引起一系列地球巖石圈的地質異常事件，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)。

蘇拉威西白堊紀蛇綠巖帶屬于弧—陸碰撞擠壓帶，規模巨大，南北延伸700km，出露總面積達15 000km2。呈弧形展布，受弧形構造帶控制。沿340度方向轉向64度方向展布。寬30～90公里，受蘇拉威西弧形復式背斜的控制，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，控制了本區眾多紅土型鎳礦，并有多個超大型礦床產出，如Kolonodale紅土鎳礦床、北科納威紅土型鎳礦等。

哈馬黑拉蛇綠巖產于“K”字形島嶼三疊系地層中，屬于弧—陸碰撞轉換帶，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，控制了本區眾多超大型紅土型鎳礦。

4 巖性標志

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模關系見表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 風化殼標志

大面積分布的、厚大的超基性巖紅土風化殼，如蘇拉威西蛇綠巖帶。典型的超基性巖紅土風化殼，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、鐵質含量越高，紅土型鎳礦體的厚度和規模就越大，腐巖型鎳礦石的品位也越高。超基性巖紅土風化殼和翠綠色硅鎂鎳礦是紅土型鎳礦的最明顯的找礦標志。

圖2 取對數后鎳與鈷資源量的線性關系

圖3 對數鎂鐵比值與對數鎳資源量的關系

通常因巖石風化、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，建立數學關系得出：

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

風化殼顏色：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→含鐵質粘土→褐鐵礦，容易形成超大型紅土型鎳礦。

5 地形地貌標志

低山和丘陵地帶更有利于紅土風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及高原地區的緩坡、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°)。少數寬緩山谷、沖級盆地及地形坡度達30°的斜坡地區也有礦體存在，但礦體一般小而薄，鎳品位低。

對主要超基性巖風化殼含礦層位地貌高程點進行統計，n=1 238個點，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3倍方差+平均數逐步剔除法，結合含礦層位地貌高程統計大于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+1.65倍方差)413.32米，因地貌高程低于20米的蛇綠巖地區的超基性巖風化程度較差。確定在超基性巖范圍內超大型礦床高程20～400米。

扇形地貌從20米到300米標有鎳品位(ω%)，主要礦體集中產于150～280米標高范圍；不規測面型地貌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 遙感標志

顯示與區域構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，則多呈紅、白紅、淺紅色。根據遙感資料可以大致了解目標區的地形、地貌，進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

[1]云南省有色地質局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.海洋底構造導論[M]，北京：中國地質大學出版社2003.

[3]云南大學.王學仁.地質數據處理[M]，北京：科學出版社，1978.

[4]國土資源部風險勘查基金資助.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規律研究報告[R].2013.