印度尼西亞蘇拉威西島-北馬露姑群島紅土型鎳礦的成礦地質(zhì)規(guī)律研究.pdf

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第28卷第3期Vol_28，No．3肆{}I2014年6月MINERALRES0URCESANDGEOLOGYJun．2o14印度尼西亞蘇拉威西島一北馬露姑群島紅土型鎳礦的成礦地質(zhì)規(guī)律研究①張映旭，楊玉華，杜金全。，廖航。(1．云南有色地質(zhì)局地質(zhì)地球物理化學(xué)勘查院，昆明650500：2．云南省有色地質(zhì)局308隊，云南個舊6614oo；3．廣西有色金屬集團有限公司，廣西南寧530022)摘要：印度尼西亞蘇拉威西島一北馬露姑群島位于環(huán)太平洋成礦域與古特提斯成礦域交匯部位，擁有北科納威、蘇巴印、馬布里等重要紅土型鎳礦床。研究表明：方輝橄欖巖、二輝橄欖巖、純橄欖巖及其蝕變巖石是最有利的成礦母巖．白堊系、三疊系鎂質(zhì)超基性巖，鎳品位與基巖的富集比3．3～5．48，風(fēng)化后可形成大型或超大型紅土型鎳礦床。成礦作用經(jīng)歷了腐巖化階段、紅土化階段、次生富集階段。關(guān)鍵詞：紅土型鎳礦；含鎳超基性巖；成礦作用；印度尼西亞中圖分類號：P618．63；P611文獻標識碼：A文章編號：1001—5663(2014)03—0317—041區(qū)域地質(zhì)慨況西一伊里安查亞島弧火山巖及蛇綠巖帶及紅土型鎳礦的展布。蛇綠巖沿島弧火山巖帶南部及東南邊緣印度尼西亞蘇拉威西島一北馬露姑群島位于環(huán)部位產(chǎn)出，沿“K”字形島呈弧形展布。白堊紀的NW向斷裂(蘇拉威西)、弧形斷裂(蘇拉威西)，三疊紀的太平洋成礦域與古特提斯成礦域交匯部位，區(qū)內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜，發(fā)育有中、新生代的蛇綠巖、變質(zhì)巖，以及第四NE向斷裂(蘇巴印)、志留紀的EW(鳥頭半島)向斷紀的花崗巖和閃長巖侵入體，并伴有廣泛分布的噴發(fā)裂等對蛇綠巖時代、規(guī)模具明顯的控制。紅土型鎳礦巖。蘇拉威西島和北馬露姑群島兩個“K”字形島嶼與蛇綠巖底部超基性巖風(fēng)化殼有關(guān)，礦床規(guī)模與蛇綠巖規(guī)模(面積大小)成正比。蛇綠巖自下而上由方輝分布有國際馳名的東南亞紅土型鎳礦帶(圖1)，有人稱之為鈷一鎳一鐵的天然合金礦床。擁有北科納威、蘇橄欖巖、二輝橄欖巖、橄欖石堆積巖、單輝橄欖巖和斜巴印、馬布里等重要礦床。它是由大片新生代的蛇綠長石堆積巖、基性席狀巖墻(輝綠巖、輝綠玢巖)、枕狀巖套中的超基性巖在熱帶風(fēng)化條件下形成的。從板及塊狀熔巖(玄武巖)和放射硅質(zhì)巖、碳酸鹽和細碎屑塊構(gòu)造觀點看，它和菲律賓屬于同一礦帶，是菲律賓巖組成。純橄欖巖、蛇紋石化橄欖巖和方輝橄欖巖等地塊的南延部分，都是仰沖上來的太平洋殼碎片，經(jīng)分布于蛇綠巖底部，是紅土型鎳礦最主要的成礦母巖。風(fēng)化后，上層成為鐵質(zhì)紅土，下層為含鎳蛇紋石和含鎳綠高嶺石帶，含鎳可達1．5～4，而且品位比較穩(wěn)定。自1967年鋼鐵工業(yè)普遍接受鎳鐵作為合金鋼2典型礦床特征原料以來，這種礦產(chǎn)已成為鎳的主要資源(80)，印尼也成為鎳的重要供應(yīng)國。2．1北科納威礦床蘇拉威西弧形復(fù)式背斜控制了菲律賓一蘇拉威位于蘇拉威西島南東，主要巖性為白堊系底部斜①收稿日期：2013?0926作者簡介：張映旭(1962一)，男，高級工程師，長期從事地質(zhì)勘查及研究工作。317 鎳礦；橄欖輝石巖形成低品位的紅土型鎳礦；輝石巖Co、MgO相關(guān)性不明顯。母巖時代及主要成分與紅及其他基性巖只能形成紅土型鎳礦化。橄欖石含量土型鎳礦礦床規(guī)模見表l。高對成礦有利，輝石和角閃石多則對成礦不利。蛇紋石化程度過高不利于地下水的下滲和排泄，不利于中4蛇綠巖對紅土型鎳礦規(guī)?？刂埔桓咂肺患t土型鎳礦的形成。母巖含鎳在0．25～0．40，則有利于中一高品位鎳礦的形成；含鎳在志留系為灰?guī)r、泥巖、砂質(zhì)巖及橄欖巖、蛇紋巖、0．1～0．25％，通常只能形成中一低品位紅土型鎳輝長巖組合(SFx)；二疊系為蛇紋巖、輝石巖、斜方輝礦或紅土型鎳礦化。橄欖巖組合(PTum)，對紅土型鎳礦形成不利；三疊MgO／FeO比值大于8、TFe小于13、MgO大于系為蛇紋巖、純橄欖巖、玄武巖、輝長巖、輝綠巖組合35、基巖含Ni大于0．25，時代為自堊系、三疊系鎂(Ub)，可形成大型一超大型紅土型鎳礦；侏羅系純橄質(zhì)超基性巖，鎳品位與基巖的富集比為3．3～5．48，欖巖、斜方輝橄欖巖、蛇紋巖、輝長巖組合(Jum)組合則鎂質(zhì)超基巖風(fēng)化后可形成大型或超大型紅土型鎳中未發(fā)現(xiàn)大型紅土型鎳礦；白堊系的斜方輝橄欖巖、礦扇。純橄欖巖、蛇紋巖、輝長巖、輝綠巖組合(Ku)，控制了當(dāng)TFe與Ni呈“掃帚”狀的正相關(guān)；與Co線性區(qū)內(nèi)眾多大型、超大型紅土型鎳礦；第三系的礫巖、雜正相關(guān)；與MgO呈“帶狀”負正相關(guān)具備超大型紅土砂巖、灰?guī)r、蛇紋巖、輝石巖、純橄欖巖、輝長巖組合型鎳礦的成礦母巖；中大型礦床的母巖中TFe與Ni、(Tmps)中未發(fā)現(xiàn)大型紅土型鎳礦(表1)。表1主要蛇綠巖帶的規(guī)模、時代、巖性組合對紅土型鎳礦規(guī)模Table1Scale。ageandlithologicalassociationofmajorophiolitebeltvs．scaleoflateriticnickeldeposits5超基性巖風(fēng)化殼控礦及鎳垂向變化6成礦作用規(guī)律6．1腐巖化階段礦床產(chǎn)自富鎂超基性巖紅土風(fēng)化殼腐巖層中，礦超基性巖體出露地表后，風(fēng)化作用自基巖節(jié)理和化剖面自上而下為：紅土層一腐巖層一基巖層，鎳的裂隙逐漸向節(jié)理塊中心發(fā)展。巖石中橄欖石礦物首含量變化為低值區(qū)(0．4～1．5)一高值區(qū)(1．0先遭受風(fēng)化。受水解作用，橄欖石釋放出Mg和部分～4．75)一低值區(qū)(O．2～0．6)。紅土鎳礦石產(chǎn)Si，并沉淀出結(jié)晶程度較差的針鐵礦。輝石和蛇紋石在紅土剖面上部，載鎳礦物是鐵質(zhì)氧化物；硅鎂鎳礦的風(fēng)化作用晚于橄欖石，二者水解作用也伴隨Mg的石產(chǎn)在紅土剖面中下部(腐巖層)，載鎳礦物為鎳蛇紋淋濾，其產(chǎn)物多為蒙脫石和鐵氧化物，它們多呈母礦石、鎳綠石等含水層狀硅酸鹽礦物。物的假象存在。Ni與Mg的元素地球化學(xué)行為一鎳主要來自上覆殘余紅土層，其厚度越大、成熟致，隨橄欖石和蛇紋石等礦物風(fēng)化而被釋放，多保留度越高，為下伏腐巖層提供更多的鎳成礦物質(zhì)容易在原地被針鐵礦吸附，部分進入皂石礦物晶格。形成高品位硅酸鹽型鎳礦石；含鎳殘余紅土層越厚、6．2紅土化階段分布范圍越廣，成礦潛力越大。巖石孑L隙度增高加快了表層淋濾液流動，水解淋3】9 濾作用進一步增強。基巖結(jié)構(gòu)已完全被破壞，沿節(jié)理中的Si和Mg反應(yīng)而生成含鎳的層狀硅酸鹽，即暗破碎的巖石碎塊風(fēng)化殆盡，風(fēng)化產(chǎn)物全部由粘土粒級鎳蛇紋石類礦物。當(dāng)淋濾流體中富Si時，暗鎳蛇紋礦物組成。鐵氧化物所占比例進一步提高，蒙脫石類石礦物常和石英共生沉淀，形成膠狀環(huán)帶構(gòu)造。與此粘土礦物中的Mg也會被淋濾帶出。上述作用造成同時，淋濾溶液中的Ni可與原腐巖帶中蛇紋石、蒙脫紅土剖面頂層幾乎全被鐵氧化物所占據(jù)，而Mg則大石類礦物進行離子交換反應(yīng)。在該階段，腐巖化階段部分被淋濾，形成所謂的“Mg不整合帶”(GolightlyJ形成的礦物與淋濾沉淀次生礦物共存，在淋濾沉淀以P．，1981)。質(zhì)量平衡計算表明，在該階段基巖中約及離子交換等次生富集作用下，Ni品位可提高至1．7O的成分已被遷移帶出(BrandNW，ButtCR5左右，最高可達8．71。M．，2001)。在該階段，部分Ni被針鐵礦吸附仍殘留原地，另一部分Ni由于針鐵礦脫水形成赤鐵礦進入?yún)⒖嘉墨I：淋濾流體向下遷移。該階段Ni品位在0．5～1[1]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(內(nèi)部)[R]．云南省有色地質(zhì)局308隊，2006—2009．左右。E2]高俊，彭留偉，劉傳高．超基性巖風(fēng)化殼的形成機理與含礦性分6．3次生富集階段析，城市建設(shè)理論研究(地質(zhì)勘查部分)l[J]．北京，2011，117風(fēng)化作用繼續(xù)進行，地表風(fēng)化產(chǎn)物中逐漸富集有(31)：1I9—122．機質(zhì)，產(chǎn)生低pH環(huán)境。鐵氧化物(主要是針鐵礦)發(fā)[33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，生溶解和重新沉淀，其吸附或晶格中的Ni被再次釋2003．放，并隨淋濾溶液向剖面深部遷移。在剖面深部的腐[43付偉，牛虎杰，等．超基性巖紅土風(fēng)化殼中鎳的表生富集規(guī)律及礦化結(jié)構(gòu)研究一以印尼蘇拉威西島kolonodale礦區(qū)為例[J]．礦巖帶，特別是基巖節(jié)理裂隙或斷裂帶，堿性環(huán)境利于床地質(zhì)，2O12，3l(2)：229—240．鎳以弱酸性的重碳酸鹽溶液沉淀，并且通過與淋濾液AresearchofmetallogenicregularityoflateriticnickeldepositsinSulawesiisland-NorthMalukuislandsareaofIndonesiaZHANGYing—XU，YANGYu—hua，DUJin—quan。，LIAOHang。(1．GeologicalExplorationInstituteofPhysicalChemistry，YunnanNonferrousGeologicalBureau，Kunmin，Yunnan650500；2．YunnanNon-ferrousMetalsGeologicalBureau，Gejiu，Yunnan661400；3．GuangxiNonferrousMetalsGroupCompanyLimited，Nanning，Guangxi530022)Abstract：TheIndonesianSulawesiisland—NorthMalukuislandslocatesattheintersectionofCircum—PacificmetallogenicbeltandPaleo—Tethyanmetallogenicdomain，whichhasseveralimportantlateriticnickeldepos—itssuchasKonaweUtara，SubaimandMabulideposits．Theresearchsuggeststhatharzburgite，lherzolite，duniteanditsalteredrocksarethemostfavorablemotherrocks．CretaceousandTriassicmagnesianultraba—sicrockshaveanickel，bedrockenrichmentratioof3．3～5．48，andtheymayformlargeorverylargelaterit—icnickeldepositsafterweathering．Themineralizationprocessincludesthreestagesofsaprolitization，lateri—zationandsecondaryenrichment．KeyWords：lateriticnickeldeposit，nickel—bearingultrabasicrock，mineralization，Indonesia320