浅析东南亚地区红土型镍矿地质特征及成矿规律

王庆文

辽宁省第五地质大队，辽宁 大石桥 115100

1 概况

东南亚地区红土型镍矿主要分布在印度尼西亚、菲律宾及缅甸，其中以印度尼西亚和菲律宾为主。印度尼西亚红土型镍矿主要为基性、超基性岩体风化所形成，主要分布在群岛的东部，矿带从中苏拉威西省到哈尔马赫拉、奥比、格贝、加格、瓦伊格奥群岛，以及巴布亚的鸟头半岛和塔纳梅拉地区等，由于印度尼西亚超基性岩广泛分布，因此其红土镍矿有良好的找矿前景，2009年已探明储量320万吨。菲律宾红土镍矿主要分布在群岛两侧的超基性岩带中，总储量10.9亿吨，集中分布在东达沃和巴拉望，储量分别为4.757亿吨(占总储量的43.69%)和4.071亿吨(占总储量的37.38%)，其他有较大规模的镍矿床的省为北苏里高和三描礼士，经统计现在共有24个镍矿床及远景区。缅甸红土镍矿主要分布在受印缅山脉超基性岩带控制，分布在中部盆地西缘。

笔者2007年至2010年期间多次赴印度尼西亚和菲律宾实地考察，充分收集前人地质资料，分析研究了东南亚地区红土型镍矿的地质特征、矿床成因、控矿因素和找矿标志，对寻找该类型镍矿提供参考。印度尼西亚、菲律宾红土镍矿分布图见图1。

2 红土镍矿研究现状

镍矿主要为两大类型，一类为硫化物型，另一类为红土型。其中硫化物型镍占总储量28%，而红土型镍约占72%(E1ias，2002)。硫化物型镍矿床品位高、杂质少且易选冶，一直以来硫化矿作为主要开采与利用对象，是镍产量的主要来源。而随着硫化矿资源的逐渐减少，在硫化物型镍矿床面临严重储量危机的形势下，全球镍行业已将资源开发利用的重点转移到红土型镍矿床上(G1eeson et a1．，2003：千瑞江等，2008)。长期以来，国内外地学界对红土型镍矿的研究并不重视，其原因是：一方面该类型矿床的开发利用程度低，制约了地质研究和找矿勘探的积极性；另一方面行业内对表生成因矿床研究存在一定偏见，认为其成矿机理简单，缺乏理论深度。但是，近年来以澳大利亚为代表的发达国家学者在该领域频频开展重大项目，在涉及红土型镍矿的矿石矿物学、矿床成因机理以及勘探技术方法等方面取得了许多重要进展(E1ias，2002：Gleeson et a1．，2003；Yongue-Fouateu et a1．，2006)。因此，红土镍矿的利用越来越受到重视。红土镍矿作为氧化矿的一种，由于其分布较广，随着地域不同成分差异较大，在全球范围内还有很多没被利用的红土镍矿资源。作为未来可能是主要的镍矿产资源，红土镍矿的利用及研究发展现状和趋势越来越受到关注。

随着硫化镍矿资源的逐步减少以及镍需求量的不断增加，硫化镍矿和氧化镍矿的消耗比例不断发生变化，见表l。氧化镍矿的消耗比例逐步增加，预计将逐步超过硫化镍矿的消耗。作为氧化镍矿的重要组成部分，红土镍矿(laterite nickel)的研究越来越受到重视。

图1 印度尼西亚、菲律宾红土镍矿分布图Fig.1 Distributionmap of laterite nickel ore in Indonesia, Philippines

3 大地构造位置

印度尼西亚位于欧亚大陆南亚边缘与太平洋板块、澳大利亚大陆板块三大巨型地壳板块的结合部。晚古生代时，亚洲大陆板块边缘开始裂解，中生代—现代，地壳运动剧烈且频繁。由于上述三个巨型地壳板块相互作用（碰撞、裂解、俯冲、挤压、平移），形成了现在的印尼苏门答腊（西南部）—爪哇—鲁沙登格拉现代火山岛弧带；菲律宾群岛位于西南环太平洋滨岸，是西太平洋岛弧带的重要组成部分，其西侧为中国的南海海盆，东侧菲律宾海盆与太平洋板块相接，南侧与印度板块毗邻。菲律宾—加里曼丹东部—苏拉威西—马鲁古现代火山岛弧带和伊利安查亚火山岛弧带（包括巴布亚新几内亚），以及苏门答腊东北部—廖内群岛—林加岛—勿里洞群岛—加里曼丹西部的南亚大陆边缘中、新生代火山带。南亚大陆边缘区有北西向断裂发育，次为北东向断裂及与火山—次火山机构有关的环形断裂。苏门答腊—爪哇—鲁沙登格拉火山岛弧区有北西向、北东向、近南北向及环形断裂发育。

表1 硫化镍矿和氧化镍矿的消耗比例变化Table 1 Consumption proportion changes of sulphide ore and nickel oxide ore%

4 区域地质背景

印度尼西亚和菲律宾，均位于北纬17°至南纬5°之间，特别是印度尼西亚，位于赤道附近。该区均属于热带季风性气候，终年炎热湿润，雨量充沛，对红土型镍矿的生成非常有利。

区域上由北向南，菲律宾的吕宋岛、巴拉望岛、棉兰老岛及印度尼西亚的加里曼丹、苏拉威西、马鲁古及巴布亚地区，皆广泛发育超基性岩体。

吕宋岛位于马尼拉海沟俯冲复合带的北段．岛内三描礼士超基性岩带位于吕宋西部火山岛弧弧前盆地与中部陆相山谷盆地之间，岩性为超镁铁质-镁铁质，呈独立岩块和完整的蛇绿岩套。由于板块碰撞俯冲作用，导致该区构造岩浆活动十分强烈，出现了大面积的基性、超基性岩，为红土型镍矿的形成提供物质基础。

巴拉望岛主要由中生代和古生代基底地层组成，曾经受低压绿片岩相的区域变质作用，同时发育基性-超基性岩体。

棉兰老岛主要出露中生代到新生代各时期浅海到深海沉积的砂岩、灰岩，区域内的岩浆岩以基性、超基性的侵入岩、喷出岩为主。超基性岩主要在该岛北部呈北西向条带状与三叠系陆缘碎屑岩交替分带产出，单个岩体出露面积从几平方千米至几千平方千米。在超基性岩岩体的边缘地带则有中基性的闪长岩、辉长岩呈成条带状侵入。区域内的红土型镍矿，与超基性岩体关系密切。

印度尼西亚的红土型镍矿主要分布群岛东部的中苏拉威西岛、马古鲁及巴布亚，该地位于赤道附近，气候炎热，旱湿交替，雨季时间长且雨水较多，生物化学风化作用强烈，对化学风化矿床(特别是红土型镍矿)的形成特别有利。另外，岛内有大面积超基性岩分布，为红土型镍矿床的形成提供成矿物质来源。

5 矿床地质特征

5.1 红土镍矿的垂直分带

东南亚地区红土型镍矿均产于超基性岩体顶部，产于红土型风化壳内的褐铁矿化黏土层、半风化残余土层中。红土型风化壳垂向分带明显，见图2。自上而下依次为残余红土盖层 →含镍褐铁矿化黏土层→含镍半风化层→ 蛇纹石化基岩层→新鲜基岩。

（1）红土盖层，主要为棕色残坡积土，呈黏土状，局部含少量砾石。矿物成分主要为褐铁矿和高岭土等，厚度小于1m。

（2）腐岩带，其中又分为含镍褐铁矿化黏土层和含镍半风化残余土层。含镍褐铁矿化黏土层以橘黄色、黄褐色黏土为主。具褐铁矿化，矿物成分主要为蒙脱石、绿泥石、褐铁矿等。原岩矿物全部风化为黏土类矿物和铁氧化物，在该区褐铁矿化黏土层是最主要含矿层位．矿化强度也普遍较高，厚度比较大且比较稳定。

含镍半风化残余土层为基岩风化残留物质，大多数仍保留了基岩的结构构造特征。呈土状、碎块状、蜂窝状产出，沿裂隙带或节理带可见绿色镍硅酸盐矿物。矿物成分比较复杂，由蛇纹石、滑石、绿泥石和未风化基岩矿物组成。

图2 红土型镍矿床典型剖面图Fig.2 Typical pro fi le of laterite nickel deposits

（3）氧化基岩层和基岩：基岩为暗绿色、棕灰色、灰黑色橄榄岩。致密块状, 岩石节理发育, 氧化基岩和基岩具不同程度的蛇纹石化, 局部可见少量浅绿色硅酸镍细脉。岩石中的主要矿物有橄榄石、蛇纹石。

腐岩层各层之间及其与基岩间均为渐变过渡关系。而腐岩带与上覆腐殖土层或褐红色粘土层之间无明显的分界, 接触关系既可是渐变、也可能是突变。

红土镍矿分带及化学成分见表2。

表2 红土镍矿的矿层分布及化学成分特征Table 2 Ore horizon distribution and chemical component features of laterite nickel ore %

5.2 矿体形态、规模、产状及分布

红土镍矿产于红土风化壳中，总体上受地形控制，平面形态复杂，呈不规则状，边界变化较大。剖面上为缓倾斜似层状，局部为不规则透镜状。厚度变化主要受地形和红土风化壳厚度的控制．总体上与红土风化壳的厚度呈正相关关系。分布则主要受红土风化壳分布范围的控制，矿体分布范围与红土风化壳分布基本一致。

5.3 矿石质量

矿石矿物按为蛇纹石、蒙脱石、滑石和绿泥石，针铁矿少量。脉石矿物多为石英、橄榄石。镍矿物主要以镍硅酸盐形式产出，主要有含镍蛇纹石、含镍绿高岭石、镍镁绿泥石、硅镁镍矿等。

矿石的结构主要有粒状结构、碎裂结构、交代网格结构。矿石的构造主要有土状、块状、胶状、蜂窝状、网格状构造。矿石中有用组分主要为镍，普遍伴生钴。Ni品位0.5%～2.98%,最高4.13%。矿石的成因类型为红土型硅酸镍氧化矿石, 矿石的自然类型以褐铁矿型和腐岩型为主，矿石工业类型为硅酸镍矿石。

5.4 蚀变特征

在含矿红土风化壳的上部和地表．常出现深棕红色赭石、绿色蛋白石、苹果绿色硅镁镍矿、绿色髓石或玉髓呈细脉状产出；并见有绿泥石化、硅化，底部为蛇纹岩或蛇纹石化橄榄岩。

6 成矿规律

6.1 成矿区带划分

6.1.1 东菲律宾马德里—棉兰老岛镍成矿带

该成矿带位于菲律宾东海岸，北起吕宋岛，向南经萨马至棉兰老岛，长约1 000 km，宽约50 km，面积为50 000 km2，该带以产铬、镍矿为主，红土型镍矿分布在该带南部棉兰老岛中诺诺岛和南迪加特岛等地，镍红土厚1～5m，镍品位在1.8%～2.8%。含镍矿为红土-腐泥和暗镍蛇纹石。

6.1.2 苏拉威西—马鲁古—伊利安查亚（巴布亚）成矿带

印度尼西亚红土型镍成矿带主要位于该区，大地构造位置为太平洋板块与印度(大洋洲)板块聚合部的岛弧带，届菲律宾—新几内亚的岛弧-海沟系。成矿带断续长800 km，宽约40 km，镍红土厚2～5m，最大厚度12m。镍品位在1.5%～4.13%。

6.2 成矿时代

菲律宾红土镍矿体产于超基性岩体顶部红土风化壳中，随岩体顶界面的起伏而起伏，受岩体顶部红土风化壳的厚度和形态控制，距岩体顶界面一般不超过数十米，表现了矿体与岩体之间的依存关系。化学风化是直接的成矿作用．使超基性岩体顶部红土风化壳中的镍含量普遍增高，在局部富集形成红土型镍矿。成生时序明显晚于超基性岩体，是紧随超基性岩成岩作用之后．是新生代的第三纪、第四纪风化作用的产物。印度尼西亚红土镍矿的成矿时代多为渐新世—更新世，基性—超基性岩体经过风化淋滤作用形成红土型镍、钴矿床。

6.3 找矿标志

热带及亚热带国家，由于气候等因素影响，是形成红土型镍矿的找矿标志。大面积分布的基性—超基性岩红土风化壳，是该类矿床最直接、最主要的找矿标志。地形标志：有利的地形条件，如高差变化不大的山丘或地形坡度较为平缓的缓坡地段有利于镍矿床的形成、发育和矿体的保存，是较好的找矿标志。

7 结语

随着世界范围内硫化镍资源的逐渐减少，红土镍矿的找矿、研究、开发与利用日趋紧迫。我国是一个镍资源紧缺的国家，随着我国经济和社会的高速发展，镍的需求量一直保持高位增长趋势。但随着硫化物型镍矿开采量的大量增加。我国镍资源储量快速减少，后备资源地也严重不足。特别是近年来从东南亚地区进口“红土型”镍矿的比例越来越大，国内部分企业与地勘单位已经对东南亚地区如菲律宾、印度尼西亚等国的“红土型”镍矿进行联合勘探和开发，因此，研究东南亚地区“红土型”镍矿的地质特征及成矿规律，对于寻找该类型矿产，具有指导意义。

致谢：本文引用彭犇、刘成忠、冉启胜、何灿、付伟、徐强等关于红土镍矿的工作成果，在此对诸位深表谢意。

[1] 冉启胜,等，红土镍矿地质特征及分布规律[J].矿业工程,2012,8(3).

[2] 徐 强,等.印度尼西亚红土镍矿的生成及找矿勘探[J].矿产与地质,2009,23(1).

[3] 何 灿,等.印度尼西亚红土型镍矿[J].云南地质,2008,27(1).

[4] 付 伟,等.印尼苏拉威西岛红土型镍矿的成矿地质特征及成因分析。

[5] 刘成忠,等.菲律宾吕宋岛红土型镍矿地质特征及勘查开发进展[J].江西有色金属,2009,23(2).