巴布亚新几内亚瑞木矿区红土型镍矿地质特征及外围找矿分析
时间：2023-01-26 13:05:06 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
孙富海
（湖北煤炭地质物探测量队,湖北武汉 430200）
1.1 区域地质特征简述
瑞木矿区红土型镍矿床位于巴布亚新几内亚马丹省境内Marum基岩带上, 纯橄榄岩覆盖整个区域, 是主要的含矿岩体, 该超基性岩体归属于第三纪中新统（N1）；
红土矿层平均厚达15m, 局部最大厚度可达59m[1]。
1.2 地层
矿区主要出露的岩浆岩有两类, 即：
（1）紫苏辉石辉长岩, 中间夹有少量的苏长岩、脉状斜长岩、辉长伟晶岩, 主要分布于北部和南部。
（2）超基性岩, 以新鲜的纯橄榄岩、蛇纹岩、辉岩为主, 以及分布于中部的少量斜方辉石橄榄岩和橄榄岩。
1.3 区域构造
本区域主构造线呈北西向, 发育一系列北西走向的断层带（图1）。可划分为3个主要构造单元：位于西南部的Kubor背斜构造单元, 中间部位的新几内亚活动带构造单元, 以及位于北东部的瑞木盆地构造单元。
由于新近纪南部的澳大利亚板块与北部的太平洋板块相互作用的影响形成了新几内亚活动带。活动带内有一系列的高角度断层（如Bismark断层带、Markham断层带、Bundi断层带）和许多小的剪切和断裂, 都倾向北西[2]。
2.1 矿床地质特征
瑞木矿区红土型镍矿赋存于纯橄榄岩上部的红土风化壳中, 根据镁、镍含量在各层位中的变化情况对含矿层位进行了划分, 自上而下分别有两个矿化层位（Ni＜0.5%, Mg＜1%）和4个含矿层位, 其中矿化层位有腐殖层（Q）、红色褐铁矿层(O), 不构成工业意义的矿层, 是矿区的覆盖层, 含矿层位有黄色褐铁矿层(L)、残积层(S)、上含砾残积层（R1）以及下含砾残积层（R2）, 其厚度较大, 分布较为稳定, 随着底板的隆升, 局部地段含矿层位有缺失或变薄的情况。
2.2 矿区地质特征
2.2.1 基岩橄榄岩
矿区主要出露岩性为橄榄岩, 呈灰绿色、黄绿色, 中粗粒结构、自形等粒、他形结构, 块状构造。主要矿物为橄榄石, 次要矿物为蛇纹石、滑石、铬铁矿。
橄榄石呈黄绿色半自形晶, 在矿层底部风化程度较高, 岩石常具风化残余结构。区内橄榄岩呈岩基产出, 岩石中节理较发育, 抗风化能力较弱, 利于风化壳发育, 从而形成了本区镍、钴风化壳型矿床。
2.2.2 风化壳
从上至下依次为腐殖层（Q）、红色褐铁矿层（O）、黄色褐铁矿层（L）、残积层（S）和含砾残积层（R）。其中含砾残积层（R）主要特征是含基岩橄榄岩角砾, 并根据砾石的含量多少划分为上含砾残积层(R1)和下含砾残积层（R2）。
2.3 矿体地质特征
矿体主要赋存于风化壳黄色褐铁矿层、残积层和上、下含砾残积层中, 平面形态总体受地形等因素的控制, 较为简单。矿体剖面形态与地形、地貌密切相关, 呈似层状、透镜体状产出。产状平缓, 整体上与地形基本一致, 倾角一般为10°～20°。矿体形态受含矿层位的控制, 据钻孔揭露, 矿体多数会出现缺失的现象。因此矿体在剖面上呈不连续、透镜体状产出。基岩面倾角一般为8°～15°, 局部地段可达20°～30°。矿体随着基底的隆起而变薄, 反之则变厚。
3.1 控矿因素
3.1.1 原岩成分
红土型镍矿的成矿母岩最常见、最重要的是超基性岩, 具有很强的岩性专属性[3], 以橄榄石含量相对较高的方辉橄榄岩和纯橄榄岩及其蚀变岩石(蛇纹岩)为主, 辉石含量相对较高的橄榄辉石岩、辉石岩及其蚀变岩石次之。
3.1.2 气候
温度和降雨量是影响红土型镍矿成矿作用的主要气候要素。在高温多雨的热带, 化学风化一般进行得非常强烈[4]。红土化作用以化学风化作用为主, 而化学风化作用则以水和生物为介质, 通过水合作用和生物化学作用使水酸化而使化学反应、物质交换的过程得以实现, 因此对水和生物丰富程度起决定作用的气候条件直接影响着红土风化壳和红土型镍矿的形成[5]。
3.1.3 地形地貌及水文地质
在中—低地形起伏的低山和丘陵地带, 地下水位较低, 地下水排泄较为流畅, 相对中—高山和平原地区而言、是比较合适的地貌环境, 有利于红土风化壳和红土型镍矿床的形成。特别是在低山和丘陵的平缓山脊、缓坡、山嘴、阶地等部位, 不仅地下水排泄流畅、而且地表水流对风化壳的冲刷、侵蚀作用较弱, 既有利于红土风化壳的形成, 也有利于红土风化壳的保存, 是红土型镍矿体重要的形成和赋存场所[6]。
3.1.4 地质构造
深大断裂带直接控制了红土型镍矿的成矿母岩的侵入和产出, 从而间接控制着红土型镍矿的分布区域。同时, 大地构造环境和区域构造运动影响和控制区域地形地貌, 在一定程度上间接影响着区域气候和区域水文地质特征, 从而影响了红土型镍矿的区域成矿作用和区域矿化特征及其侵蚀作用和排水状态, 进而控制红土风化壳及红土型镍矿的形成、分布与保存, 以及红土型镍矿体的规模、形态、产状, 甚至矿体边界。
3.2 成矿规律
瑞木矿区的红土型镍矿形成于中生代, 其成矿受大地构造背景、区域地质构造及区域气候、区域地形地貌的影响和控制。本区的红土型镍矿床沿岛弧构造带中的超基性岩推覆体分布, 产于低山和丘陵地带, 以热带温暖潮湿的气候为主, 是典型的面型矿体, 其顶板起伏明显受地形控制, 底板起伏不仅受地形控制, 而且受节理裂隙、断裂构造、岩石蚀变程度等因素控制, 所以, 虽然矿体底板总体起伏变化与地形变化大体一致, 但从局部看矿体底板往往是凹凸不平的。矿体的厚度也明显受地形控制, 在地形较平缓的地段, 矿体厚度往往较大, 连续性较好, 而在地形较陡的斜坡地段, 矿体厚度变薄, 连续性较差。
4.1 找矿标志
4.1.1 大地构造背景标志
瑞木矿区红土型镍矿位于新几内亚逆冲带中北部的Marum基岩带上, 超基性的纯橄榄岩覆盖整个区域, 是主要的矿源层位。
矿区南部发育北西走向的邦迪断裂带截断Marum基岩带。矿区北东方向基性岩带与北西向的瑞木—马克汉姆断层带邻接。瑞木—马克汉姆断层与瑞木地区高地平台平行发育, 基本对矿区未造成影响。
4.1.2 风化壳标志
超基性岩红土风化壳分布面积大, 特征明显, 是红土型镍矿床最直接的找矿标志。在瑞木矿区热带温暖潮湿的气候作用下, 超基性岩红土风化壳自上而下的垂直分带为腐殖层—红色褐铁矿层—黄色褐铁矿层—残积层—含砾残积层—基岩。其残余红土带主要由腐殖层和褐铁矿层组成, 以高铁低镁为特征。腐岩层主要由残积层和含砾残积层组成, 基岩带为弱风化的橄榄岩。
综上所述，相关政府部门应当加强建筑产业现代化发展相关政策制度的贯彻落实，建筑企业应有效提高技术创新能力，提高建筑企业相关从业人员的专业技能和综合素质，搭建高效的互联网交易平台。
4.1.3 岩性标志
依据区域性地质资料, 本区出露的超基性岩是红土型镍矿成矿的最重要的条件。成矿母岩中橄榄石含量越高, 对中—高品位红土型镍矿的形成越有利。纯橄榄岩及其中等程度的蚀变岩石是最常见的有利成矿母岩, 最有可能形成中—高品位的红土型镍矿；
而辉橄岩和辉石岩通常只能形成红土型镍矿化或低品位的红土型镍矿。因此, 通常将镁质超基性岩作为红土型镍矿的找矿标志。
4.1.4 地形地貌标志
瑞木地区的地形高程平均在700m左右, 坡度在10°～25°之间, 植被十分发育, 森林覆盖率接近100%, 相对中—高山和平原地区而言, 本区的低山和丘陵地带更有利于红土风化壳和红土型镍矿的形成和保存。
4.1.5 遥感标志
本次研究过程中采用ETM遥感影像图作为工作底图, 通过目视解译及人机交互, 结合已有的地质、矿体资料, 运用遥感、地质及成矿的成熟理论, 进行综合分析解译成果, 总结各地质要素的遥感影像特征及其与成矿的关系。由于采用的ETM遥感影像图分辨率较低, 解译时借助于Goole Earth中的高分辨率影像图, 通过对区内的矿山进行定位, 并投影到相同坐标系下的ETM遥感影像图上。遥感影像显示, 本区山体较为平滑, 以脑髓状山形地貌为主, 水系相对较发育。工作区多为密林覆盖, 呈暗绿色；
少量森林覆盖较差的区块, 呈暗红色。遥感解译结果表明, 研究区北部出露的主要地层为更新世和全新世的河流冲积物, 在瑞木河两岸分布有全新世的河流冲积物。区内出露的岩浆岩主要有两类, 第一类为分布于中部的纯橄榄岩、蛇纹岩等, 是本区的主要成矿母岩, 第二类为分布于北部和南部的辉长岩、苏长岩、脉状斜长岩等。除此之外, 勘探区西南侧有少量的杂岩体出露。
4.2 下一步的找矿方向
综合分析红土型镍矿的成矿地质条件和成矿规律, 红土型镍矿的找矿主要是要有超基性岩为主的成矿母岩, 且不被大地构造破坏, 其适宜的气候、降雨量、地形地貌等成矿要素有利于红土型镍矿的矿化、形成和保存。就瑞木地区而言, 充沛的降雨量, 温暖潮湿的气候, 低山—丘陵的地形地貌造就的地下水补给排泄条件, 均是红土型镍矿成矿的有利因素, 因此, 在本区寻找红土型镍矿主要是利用遥感技术圈定超基性岩的出露区域, 结合大地构造的发育形态, 分析圈定找矿靶区。
4.2.1 找矿靶区圈定
根据遥感解译成果, 区内主要有两块超基性岩分布区（如图2所示阴影部分）, 位于矿区西北和东南边界处, 面积分别为128km2和54.9km2, 是成矿的最有利地段, 主要表现在：①有利的气候条件：本区处在赤道线南30°以内的热带国家, 在炎热潮湿的气候条件下, 岩石化学风化作用比较剧烈, 有利于红土化的发生。②适宜的地形地貌：本区处于中—低起伏的低山和丘陵地带, 地下水位较低, 排泄流畅, 充沛的降雨量有利于可溶性组分的大量带出, 提高化学风化速度, 是红土型镍矿的形成和保存的最佳场所。③大地构造的影响：矿区南部发育北西走向的邦迪断裂带和矿区北部的北西向的瑞木—马克汉姆断裂带, 与高地平台平行发育, 且未经过矿区, 基本对矿区无影响。
图2 矿区超基性岩出露区域分布图
根据成矿地质条件, 综合考虑地质构造和地形地貌等成矿因素的影响, 本次研究圈定了两个找矿靶区, 分别为找矿靶区A和找矿靶区B（图3）, 作为后期的矿产资源勘探开发利用的重点。
图3 远景找矿靶区分布图
4.2.2 找矿靶区分析
根据研究区所处的地理位置、地层岩性分布、地质构造信息、遥感解译成果等成矿控矿因素, 本次共圈定的找矿靶区A位于采矿权范围西边, 面积约为77.3km2, 以采矿权范围西侧边界线、超其性岩出露边界线和南边的断层构造线共同圈定, 找矿靶区B位于勘探区东南部, 面积约为54.9km2, 以东南边的超基性岩出露边界线和其西北边的断层构造线共同圈定。
成矿控矿因素决定了本区的红土型镍矿体的形态、产状及规模, 超基性岩体规模较大, 出露面积较大, 在红土化成矿作用过程中未受到活动断裂的破坏, 形成了本区中—大型规模的面型矿体, 覆盖于超基性岩体之上, 沿地表呈层状、似层状产出, 分布面积达数十平方千米。采矿区勘探资料表明, 本区矿体的厚度也明显受地形控制, 一般数米至数十米, 在地形较平缓的地段, 矿体厚度往往较大, 连续性较好。
（1）本区的红土型镍矿矿体主要赋存于风化壳黄色褐铁矿层、残积层和上、下含砾残积层中, 分布集中、矿床规模大、埋藏浅、矿体形态简单、矿石类型简单、找矿标志明显、综合利用价值高、易于勘探、开采方便, 红土风化壳明显, 矿体呈面形展布, 多为层状, 其形态与地形表面形态基本一致。
（2）综合多种成矿地质条件研究认为, 本区具备了形成中大型乃至超大型红土镍矿的物质基础, 圈定的远景找矿靶区成矿地质条件良好, 矿床地质特征明显, 找矿潜力巨大, 可以作为下一步资源勘查和开发利用的重点方向, 通过进一步的物化探和地质勘探工作, 夯实基础地质资料, 为本区的红土型镍矿床的开发利用奠定基础。
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