Question

矿床基本特征

Answer 1

目前，全球已探明的镍储量约为 1.6 亿 t，其中硫化矿约占 42%，红土型镍矿约占 57%(肖振民，2002; 曹异生，2007)。硫化镍与红土型镍同产于一个超基性岩带，但并不是在同一矿床内垂向共生，即并不像铜矿床那样，次生富集带的铜矿下方通常均有原生硫化铜矿。尽管硫化镍矿资源品质好，工艺技术成熟，现约 60%的镍产量来源于硫化镍矿，但世界硫化镍矿的资源量有限，且大部分都已被开发。目前，全球硫化镍矿资源已出现资源危机，传统的几个硫化镍矿矿山(如加拿大的萨德伯里、俄罗斯的诺里尔斯克、澳大利亚的卡姆巴尔达、中国的金川、南非的里腾斯堡等)的开采深度日益加深，矿山开采难度加大。而红土型镍矿床具有埋藏浅、规模大、品位高、易于开采等特点，并经常伴生有重要价值的钴。为此，全球镍行业将资源开发的重点瞄准储量丰富的红土型镍矿资源。

红土型镍矿资源为硫化镍矿岩体风化—淋滤—沉积形成的地表风化壳型矿床，大多数具有工业意义的红土型镍矿床发育于橄榄岩基岩之上。镍主要来源于镁橄榄石及其变质的蛇纹石。红土型镍矿也可以产生在硫化镍矿床之上(如西澳的某些矿床)，但这种情况比较少见，且工业意义不大。

一、地质特征

(一)成矿背景

形成红土型镍矿一般必须具备以下几个主要条件(冶金工业部赴菲斑岩铜矿地质考察组，1980;保尔果里特利，1983; 陈浩琉等，1993; Kula，2000):

(1)基岩条件:一般为缺少石英的橄榄岩或蛇纹岩。因为橄榄岩本身 Ni、Co、Fe、Mn 等成矿元素含量较高，且其矿物组合均属不稳定的可溶性矿物，容易遭受化学风化，使含镍的残余物经表生作用富集起来。这类基岩常形成于古老的大陆板块内或蛇绿岩带中。在古老的大陆中超基性岩沿着断裂剪切带侵入，如巴西、澳大利亚、非洲、亚洲; 在板块碰撞缝合部位，因板块相互碰撞，在接触处或大陆边缘有超基性岩侵入。这些超基性岩经风化作用使镍富集可形成红土型镍矿。产于加勒比海地区的古巴、多米尼加、危地马拉及东南亚地区的印度尼西亚、菲律宾的镍矿床都属于此类型。

(2)气候条件:炎热、多雨的气候条件有利于岩石矿物分解和充分氧化，并有足够的时间进行淋滤和再沉积。

(3)地形地貌条件:地形平缓处，地壳上升使基岩长期暴露，遭受风化剥蚀，易使红土壳增厚。在地形陡坡处，溶液流动快，镍被淋滤丢失; 地形平缓，溶液流动慢，有利于镍的富集。靠近海岸地区，由于海水蒸发，使降雨中的氯化钠含量增高，可提高镍的溶解度，有利于镍的次生富集。

总之，对于那些分布在热带、雨水充足而排水条件良好地区的富镍的超镁铁质岩体最易于形成红土型镍矿。

(二)红土剖面

发育完全的红土型镍矿床，在正常情况下风化壳剖面自下而上包括以下5部分(冶金工业部赴菲斑岩铜矿地质考察组，1980;陈浩琉等，1993)(图 12-1):

(1)风化基岩带:直接发育于原生基岩之上，由未风化的基岩(多数为蛇纹岩)往上，沿岩石的节理和裂隙先遭受氧化。原生矿物蚀变产生绿脱石、绿泥石、叶蛇纹石及蒙脱石，并分解出少量铁、锰氧化物和氢氧化物。镍主要以类质同象赋存于含水硅酸盐矿物之中。矿石品位较低，一般含 Ni 0.8%～3%。

(2)腐泥土带:风化基岩带往上，岩石已分解成碎块且普遍遭受氧化，形成腐泥质外壳。腐泥土主要由原岩的蚀变矿物组成，主要为叶蛇纹石及蒙脱石，其次为绿泥石、滑石及玉髓状二氧化硅等。主要含镍矿物为表生的硅镁镍矿。壳层一般是橙色，厚几厘米，其中常见有一些细小的硅镁镍矿或褐铁矿和玉髓的充填脉。腐泥土带的主要化学特征是由下向上镁含量逐渐减少，而镍和硅含量逐步增高。一般的腐泥土含 Ni 1.4%～3% ，最高可达 10% 。硅镁镍矿充填脉(主要由富镍的胶状叶蛇纹石组成)含镍可达 10%～22% 。该带为红土型镍矿的主要含矿层位，腐泥土则是主要的矿石类型，未风化的岩核一般不含矿。

(3)粘土带(或绿脱石带):绿脱石粘土带的特点是完全缺少腐泥土带所特有的残余岩核和腐泥土壳层结构。蛇纹石全部为绿脱石所取代，并有次生的二氧化硅伴生。靠近该带的顶部针铁矿则成为主要矿物，构成铁红土。整个绿脱石带质地非常松软易碎，成分均匀，有些矿床在近顶部有富含镍钴的锂硬锰矿堆积。镍主要呈类质同象和氧化物赋存于绿脱石和锂硬锰矿及其他氧化物之中。一般含Ni 1%～3% ，最高可达 10% 。

(4)褐铁矿带:褐铁矿带有的是原地的，有的是经过搬运再堆积的。原地褐铁矿带矿物主要为针铁矿、赤铁矿、高岭石，其次为锰氧化物、石英等。矿物含量变化规律一般是:下部以针铁矿为主，而上部则以赤铁矿为主，高岭石含量往上逐渐减少，而石英则逐渐增多。该带镍的品位较低，一般达不到工业品位。

(5)铁砾岩带:由于外营力作用，褐铁矿带之上经常发育一层铁质结核。铁质结核靠近地表部分一般被铁泥质胶结形成铁砾岩层。

红土剖面总厚度一般为 30～50 m，不同地区会有所差异。一般在腐泥土带发育的地方粘土带则不发育; 而粘土带发育的地方腐泥土带则不甚发育。因此，红土型镍矿又可以进一步分为两个亚类型:一类是氧化镍矿床，即以剖面上部的粘土带及褐铁矿带为主的矿床。镍多以类质同象和氧化物的形式存在于铁的氧化物、氢氧化物和粘土矿物之中，古巴的多数矿床属此类型。另一类是硅酸镍矿床，即以剖面下部腐泥土带及风化基岩带为主的矿床，镍主要以类质同象赋存于表生的含水硅酸盐矿物之中，如新喀里多尼亚、俄罗斯及巴西的一些矿床。

图 12-1 红土型镍矿床理想剖面图

二、时空分布

在形成时间上，红土型镍矿床不像岩浆硫化物型镍矿床，红土型镍矿床的成矿时代均集中于中生代和新生代。西欧及乌克兰地区的矿床多数为中生代; 近赤道的古巴、新喀里多尼亚和东南亚地区的矿床多数为新生代(陈浩琉等，1993; Kula，2000)。

空间上，世界上红土型镍矿分布在赤道线南北 30°以内的热带国家，集中分布在环太平洋的热带-亚热带地区(陈浩琉等，1993; Kula，2000)。世界上超大型红土型镍矿床主要分布于南太平洋的新喀里多尼亚岛、澳大利亚(格林维尔)、印度尼西亚(波马拉)、菲律宾(诺诺克岛)、希腊(埃维厄岛)、巴西(戈亚斯)和哥伦比亚(Cerro Matoso)等国家和地区(图 12-2)，其他一些较小的矿床分布于美国、古巴、多米尼加共和国、印度等。中国的红土型镍矿床发现较少，基本分布于哀牢山褶皱系西南部，与纯橄榄岩-斜辉橄榄岩关系密切(中国矿业网)。

图 12-2 全球主要红土型镍矿床分布示意图

三、找矿与勘探

红土型镍矿的找矿勘探大致可遵循以下勘查过程:首先确定合适的远景区，然后在远景区内寻找矿化富集地段，最后进行详细勘探。

1.远景区选择

(1)首先选择气候炎热、多雨并且有橄榄岩等超基性岩发育的地区，在此类地区进行岩石类型及岩相带划分研究，在橄榄岩及纯橄岩中找矿。原岩中含镍愈高对形成红土型镍矿愈有利。若原岩发生蛇纹石化、角砾岩化或破碎则更有利于成矿。

(2)利用航空照片选择地形平坦的丘陵地区进行研究，重点研究平坦地形的边缘和凸出部分或平缓的斜坡地区。

(3)由于超基性岩风化形成的土壤中含镍高，植被不发育，因此，在地面调查之前，先开展遥感图像选择，寻找植被稀少的有特征颜色的红土区。

2.详细勘探

远景区选定后，选择有效的找矿勘探方法。区域性化探分析虽然能取得一定的矿化信息，但效果不佳。物探电法和磁法对红土型镍矿效果不明显，而地震法对了解地层厚度变化情况有一定效果。浅井或风动浅钻效果最好，所以应采用化探，并配合浅井或地震的方法进行联合勘探。