數據統計揭示的印尼某紅土型鎳礦地球化學特征及地質意義

方健　劉華

摘 要：印尼馬魯古群島某紅土型鎳礦勘探程度較高，數據量巨大，特別適合大樣本的數據統計分析，作者以適當的數據處理方法，分析論述了該礦床的地球化學特征，并在此基礎之上總結現實的地質意義。

關鍵詞：紅土鎳礦；地球化學特征；數據統計；相關性；含量變化；深度變化

紅土鎳礦由于火法冶煉關鍵技術的突破、勘探及開采成本的低廉而快速在東南亞等相關國家得到了開發及利用，雖然產自東南亞國家的很大一部分紅土鎳礦礦石出口至我國境內，但由于我國僅在云南省極個別地區存在紅土型鎳礦，我國尚未設立該礦種的相關技術規范，對該礦種的研究認識尚不充分，文章以作者在印尼工作過的某個礦區相關統計數據入手，以硅酸鎳品位及取樣深度為統計口徑論述該礦床的地球化學地質特征并推演相關成礦地質過程，以期指導紅土型鎳礦的地質勘探過程。

1 地質概況

礦區位于印尼馬魯古群島OB島上，礦區整體位于PTUM組的超基性巖之上，為風化殼型次生礦床；兩組北東-南西向斷裂橫貫本區，PTUM組其主要巖性為：蛇紋巖、輝巖和斜輝橄欖巖。蛇紋巖：綠灰色，由蛇紋石、橄欖石、輝石、鉻鐵礦、磁鐵礦和氧化鐵組成。輝巖：淺綠灰色，由輝石、橄欖石、磁鐵礦、鉻鐵礦組成。斜輝橄欖巖：黃綠色，由輝石、橄欖石和礦石組成。局部發現閃長巖和輝長巖墻，含黃鐵礦。通常認為是屬于前第三紀。

礦體主要沿礦區山坡的緩坡地帶分布，一般呈不規則的面狀較多，少數為點狀分布，形狀以隨機的積木形式較多，長寬不一，厚度及品位變化相對穩定，礦體厚度與品位大致為正相關關系。

礦體一般以淺灰綠色為主，部分雜色，全風化及半風化，土狀、松散砂土狀，脈石礦物為蒙脫石、蛇紋石、伊利石、滑石、石英及粘土類礦物為主。礦石礦物以硅酸鎳（俗稱鎳華）為主要礦物，鎳華與蛇紋石、滑石經常呈鑲嵌結構，超基性巖體的鎳物質經風化淋漓后一般沿蛇紋石的裂紋、裂隙與其它暗綠色的礦物呈浸染狀、膠著狀分布，一般具有亮麗的顏色（綠色），手感滑膩。

礦區按照25-25；50-50；100-100的網格分為三種不同的勘探網度，以淺表巖土鉆為主要勘探手段，共計完成1775個鉆孔，采集樣品30813件，分析了鎳、鈷、鐵、氧化鎂、氧化鈣、二氧化硅等六種組分，如此巨量的樣本數據為統計分析提供了基礎及可能。

2 地球化學特征

2.1 元素含量特征：含量及對比

本區為典型的超基性巖體風化殘積礦床，樣品的取樣深度最大不超過40米，基本反映了巖體經風化淋漓后各組分的流失及富集狀態，如表1所示：鐵、鎂礦物含量盡管與橄欖巖、輝巖等超基性巖體的鐵、鎂礦物的含量相比有所降低，但依然為主要成分，鎳、鐵的平均含量及變異系數較高，鎳最高達3.84%，鐵最高達68%，為礦區次生富集成礦的主要元素，鈷元素含量雖然最高達1.15%，但平均含量偏低，為礦區的次要伴生元素。

2.2 相關性分析

對測區超基性主要成礦元素及造巖礦物含量求取相關系數，得以下表2的相關系數，另外以鎳元素不同級別品位作為統計口徑分析整個勘探網度內鐵、鈷、氧化鎂、氧化鈣、二氧化硅的變化情況，可得如圖1所示的變化趨勢。

顯然，從各組分的相關系數來看，鎳與鐵的相關系數為-0.0722，為較為松散的負相關關系，鈷與鐵為高度相關的正相關關系，但從附圖1所示的元素變化趨勢來看，隨著鎳品位的從0.1%不斷升高至3%，鐵元素表現為先隨著鎳元素的升高而不斷升高，但在鎳品位達至一定濃度后（1.1%左右），鐵元素則隨著鎳元素的升高而不斷降低；鈷元素的含量變化與鐵元素基本上表現為高度一致，由高鎳與低鐵及高鐵貧鎳的這種地球化學組合特征，據此可以推斷，本礦區的礦石類型可以分為高鐵貧鎳礦石，高鎳低鐵礦石，其中高鐵貧鎳礦石中，鈷元素的含量相對較高，在選冶中應綜合考慮各種經濟指標加以利用。

2.3 不同深度鎳鐵等元素含量變化及賦存特征

以鉆探取樣的埋藏深度作為統計口徑分析25-25勘探網度內鎳鐵等組分的相關變化，如圖2所示，很顯然，隨著埋藏深度的增加，鎳、鈷元素表現為先升后抑的形態，鎳元素在埋深9至11米時達至最大，鈷在4-6米時含量達至最大，鐵則在近地表（2-5米）含量最大，此后隨著深度的提高而迅速降低。因此，在縱向空間上，表現為上鐵下鎳的一種賦存關系，氧化鎂與二氧化硅隨著深度的增加先是呈獻出快速的增長，在鎳元素達至峰值的深度后（9-11米），增速明顯變得平緩。因此，根據相關造巖礦物及成礦礦物在空間的變化及相關性可以推斷還原以下的成礦過程：方輝橄欖巖、斜輝橄欖巖等超基性含礦巖體在赤道熱帶潮濕溫潤的氣候及地表、地下水的作用下，裸露在島礁的巖石不斷地裂解、風化，經過漫長的地質年代，超基性巖體里的最容易分解的橄欖石風化分解成伊利石、蒙脫石、蛇紋石等蝕變礦物，在水的溶蝕作用之下不斷流失，自下而上，表現為造巖礦物（氧化鎂、二氧化硅）含量不斷減少的過程。與此同時，附著在超基性巖體裂隙里的含鎳礦物如針鎳礦、磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、紅砷鎳礦、砷鎳礦經風化作用成為硅酸鎳，持續釋放到腐巖層中，并且由于近地表的紅土層中硅酸鎳在地下水的動力作用下持續向下運移富集，富鎳礦層終于在腐巖中形成。而鐵元素則在風化過程中由于鐵的氫氧化物和含水氧化物，即褐鐵礦、針鐵礦、水赤鐵礦等穩定的次生礦物在地表形成一種較為穩固的結構-鐵帽而得以保持較高的含量。

3 分布型式

從鎳品位的分布圖（圖3）可以看出，鎳礦品位大量分布于0.4%-1.1%等中低品位之間，從1.1以上往高品位呈現漸次遞減的分布頻率，從整體分布形態來看，鎳的品位分布符合偏正態正偏分布的特征，如果說正態分布特征是受眾多地質因素共同或微小作用的的影響，則偏正態分布肯定是某些地質因素的獨特影響而形成，而影響紅土型鎳礦的主要地質因素為以下幾個1、超基性巖體2地形地貌。

顯然，礦區的整個區域都處于PTUM組超基性巖體的覆蓋之下，是否是由于超基性巖體巖性上及在空間展布上的差異從而導致了鎳礦石品位的這種偏正態分布，還需進一步提高目前的地質填圖精。

那么是不是由于礦區的地形地貌的因素使地表的剝蝕與淋漓強度的差異，從而出現這種偏正態的分布，同樣需要進一步的證據支持及更深入的分析研究。

4 結論及認識

綜合以上所述印尼某紅土鎳礦所統計分析的地球化學特征，可得出以下認識：

（1）本區具有超基性巖體風化殘積礦床的典型特征，鎳、鐵作為主要成礦元素次生富集充分，含量及變化有利成礦，氧化鎂等其他造巖礦物基本反映了在風化淋漓過程中，原巖所發生的物理化學變化。

（2）本區的礦石主要分為高鐵低鎳礦石、高鎳低鐵礦石，其中在高鐵低鎳礦石主要賦存于近地表2-5米處，高鎳低鐵礦石主要賦存在8-13米，半風化的腐巖層內，呈現上鐵下鎳的一種空間形態。

（3）尚需進一步的工作以說明鎳品位偏正態分布的地質原因。

參考文獻

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作者簡介：方健（1971-），男，地質工程師，成都理工學院地質礦產專業，長期從事地質礦產勘查及境外地質找礦工作。

劉華（1965-），男，工程師，現工作于江西省地礦局物化探大隊，長期從事地質礦產勘查巖土鉆掘工程、水工環巖土勘探等技術施工管理工作。