柬埔寨王国菩萨省Svay山区镍矿地质特征及找矿前景分析

2018-01-22 03:14李松柏温晓芬袁钟池刘元红张红梅
西部探矿工程 2018年1期
关键词:蛇绿岩基性绿泥石

李松柏,温晓芬,袁钟池,刘元红,张红梅

(1.江西省地质矿产勘查开发局赣南地质调查大队,江西赣州341000;2.中国地质大学〈武汉〉资源学院,湖北武汉430000)

镍在地球上是储量丰富的一种金属,但中国探明的镍矿产地多数都已开发利用,所剩无几[1]。目前,铜、镍等矿产的不足严重制约了国民经济的发展[2],镍已成为我们国家紧缺的战略资源,是国家重点支持“走出去”的矿种之一。赣南队海外项目部首次在柬埔寨王国发现了镍金属矿产,文中在简略回顾区域地质背景的基础上,着重对矿区基础地质和镍矿地质特征进行介绍,并对找矿前景进行了初步分析。

1 区域地质概况

柬埔寨王国位于中南半岛南部,矿区位于菩萨市260°方位约60km处,行政区划属菩萨省管辖。

柬埔寨王国在大地构造位置上属于欧亚大陆范畴,处于太平洋板块与印度板块之间,地跨东印支板块和毛淡棉—金边移动板块2个二级大地构造单元,境内分界以北西向洞里萨湖断裂带为界[3]。柬埔寨大地构造单元划分见图1。

矿区位于印支褶皱带上,成矿区划属东印支板块成矿区所属的豆蔻山-大叻断褶成矿带,成矿带蕴藏着铜、金、铅、锌、锡、钨、银等丰富的矿产资源[4]。镍矿是我队海外项目部首次在柬埔寨王国发现的国家战略资源,有望成为柬埔寨王国的优势矿种。柬埔寨王国矿产资源分布见图2。

2 矿区地质特征

矿区地层以沉积建造为主体,构造较简单,岩桨岩发育、岩石蚀变较强。矿区地质简图见图3。

2.1 地层

矿区内出露的地层主要由泥盆系、三叠系、侏罗系和第四系,地层表现为沉积建造为主体。

泥盆系(DHj):呈零星状分布矿区中,为一套滨海相—陆相碎屑沉积建造。中上部为灰白色厚层状细砂岩、紫红色粉砂岩夹页岩,底部灰白色强硅化石英岩含碧玉;与上覆三叠系地层为角度不整合接触。

三叠系(Tg):零星分布于矿区西部。为一套陆相碎屑沉积建造。岩性为中下部灰白色厚层状细砂岩、粉砂岩夹青灰色含微角砾细砂岩。上部红层属干燥盆地的红色碎屑岩堆积。与上覆侏罗系地层为假整合接触。

侏罗系(JCg):大面积出露在矿区的东部,呈长条带状分布于调查区西部中部及南部山区,为一套浅海相沉积建造。底部为一套灰白色厚层状石英砾岩、含砾粗砂岩;中上部为巨厚层状灰白色石英细—中砂岩、灰白色长石石英细砂岩、粉砂岩;顶部((JCa))为粘土岩、泥质岩。

第四系(Q4):主要为冲洪积层,大面积分布在矿区西部,主要成分为泥质砂土、砂质粘土、砂、砂砾层及碎石土。属陆内平原河流湖泊相沉积。

2.2 构造

矿区内构造简单,地层以单斜构造为主;断裂构造主要分布于矿区南西角,断裂破碎带规模不等,产状不一,其中以北西向、近东西向断裂为主,南北向其次,少量的北东向断裂。其中北西向、近东西向为主要的控矿、容矿构造。

从目前已有资料看,矿区镍矿(化)体产状主要受蛇绿岩带控制,蛇绿岩带主要沿北西向断裂破碎带充填,北西向断裂构造控矿明显。

2.3 岩浆岩

分布于矿区西部,呈隐伏—半隐伏状,推测为基性—超基性岩岩脉(滴),地表主要见与岩浆热液有关的各种蚀变现象及含镍矿化铁帽,局部地段可见基性—超基性岩蚀变形成的蛇纹岩,蚀变以蛇纹岩化、网脉状硅化、碳酸盐化为主。

参照国内外蛇绿岩型镍矿原生矿床的案例,镍具有成矿专属性,成因类型单一,以岩浆熔离型为主,矿体形态多样,呈长条带状、透镜状、囊状等,与岩体形态有密切关系,多与铜共生。矿区镍矿床的成矿母岩应为隐伏—半隐伏超基性侵入岩。含镍蛇绿岩属超基性侵入岩自变质作用所形成。因此,超基性侵入岩有着重要的找矿意义,含镍蛇绿岩的深部寻找铜镍硫化物矿床的潜力较大。

2.4 磁异常特征

在矿区部分地段做了1∶1万高精度磁法测量工作,从高精度磁测ΔT等值线平面图和多种数据处理图件上,可以清晰地看出,测区以大面积ΔT负值异常为主,负值异常形态规整,分布集中,以近东西向呈条带状展布于测区中部,中间夹有小面积的正异常区块,东西向异常均未封闭;负值异常绝对值在北部明显大于南部,东部绝对值比西部大;在异常区中西部,负值异常带宽约2km,而绝对值较大的负值区宽约1km;在异常区东部,负值异常带宽约2.8km,且负异常绝对值都比较大,集中在-200~-1300nT之间;正值异常只是零星伴生于负值异常附近,极值为500nT左右,主要位于测区东南部。

因为测区属于低磁纬地区,区内所有物体都处于地球磁场的水平磁化或以水平磁化为主的斜磁化条件下,所以磁性体所产生的ΔT异常以负异常为主体,多数伴生较弱的正异常;当忽略剩磁的影响,负异常绝对值较大区域即为磁性体所在区域[5]。根据野外地质勘查验证,在地表出现矿(化)体露头处均对应较低的负值异常,异常是由含铁镍矿物磁性体引起,与矿(化)体在地表的出露相吻合,且异常强度高、范围大,良好的物探异常,显示区内具有巨大的成矿空间和找矿前景。见异常体与镍矿(化)体分布图4。

3 矿体地质特征

3.1 矿体形态、产状、品位及规模

矿区内共圈出8条镍矿(化)体,编号为V1-V8,矿(化)体呈长条带状、透镜状、囊状等形态特征,总体沿北西西向展布,沿走向延伸约1.2~3.5km,单矿体出露宽度50~300m不等,从磁法测量异常等值线平面图推测镍矿(化)体倾向南西西,倾角较陡,各矿(化)体特征见表1。

矿(化)体露头在地表主要以含镍铁帽形式出露,经野外地质调查证实,含镍铁帽的底部就是镍矿化蛇纹岩露头,且镍含量远远高于含镍铁帽中镍的含量,从目前采集的地表拣块样品和实测剖面刻槽样品分析结果来看,镍品位为0.051%~1.32%,平均品位为0.544%,其中从地表拣块样品分析数据来看,含镍铁帽中镍含量略低些,一般0.05%~0.35%。野外地质工作中,经快速分析仪检测,镍矿石中铁品位为4%~8%,铁帽中铁品位相对较高,一般为15%~25%左右,部分镍矿石中含钴元素,少量镍矿石中铬含量较高,且具铜锌显示,局部发现镍矿石中铬含量为9.18%。

3.2 矿石质量特征

矿物成分:主要金属矿物为六方硫镍矿、含镍磁铁矿、磁铁矿和磁铬铁矿等。脉石矿物主要有蛇纹石、绿泥石、方解石、辉石、绢云母等。

化学成分:矿石的化学成分有Ni、Co、Ag、Au、Cu、Mn、Pb、Zn、Al、Na、K、Mg、Fe等,其中主要组分Ni达工业要求,伴生有益组分Ag、Au、Co达到综合利用要求。Ni品位总体分布较均匀,从走向上来看,具分段富集、分段贫化的现象。矿石化学全分析结果见表2。

表1 镍矿(化)体特征一览表

表2 矿石化学全分析结果表

续表2 矿石化学全分析结果表

矿石结构:主要为纤维鳞片粒状变晶结构,熔蚀交代残余结构。纤维鳞片粒状变晶结构主要是各种金属矿物、非金属矿物呈纤维状、鳞片状、粒状混合出现。熔蚀交代残余结构一般是六方硫镍矿、镍磁铁矿等矿物被绿泥石、绢云母所交代形成。

矿石构造:矿石构造主要为浸染状构造和微脉、网脉浸染状构造。浸染状构造主要是六方硫镍矿、镍磁铁矿、磁铁矿等金属矿物以单体或半自形—他形粒状集合体呈稀疏或稠密浸染于矿石中,可分显微浸染状(<0.05mm)和微粒浸染状构造(0.003~0.50mm)。微脉、网脉浸染状构造主要是六方硫镍矿、镍磁铁矿、磁铁矿、方解石等沿裂隙充填形成大小不等、方向不同的含镍脉体,脉幅一般仅0.05~2mm,少部分大于2mm。金属矿物浸染于脉体中及脉侧。

3.3 矿石类型

矿石自然类型较简单,主要为微细脉浸染型。按照《镍矿地质勘探规范》的矿物组合划分和矿石的选冶性能,矿石在选冶工艺上有较为成熟的工艺流程,矿石可作浮选+磁选流程处理,属易选矿石。

镍物相分析结果:全镍品位为1.66%,硫化镍品位为1.04%,硅酸镍品位为0.18%,其中硫化镍所占比例为63%,矿石工业类型应为硫化镍原生矿型。镍物相分析结果见表3。

表3 镍物相分析结果表

3.4 围岩蚀变

矿区蚀变广泛发育,种类繁多。在镍矿化体出露区域,常见有蛇纹石化、绿泥石化、碳酸盐化、叶腊石化、绢云母化、硅化、褐铁矿化等。

蚀变与镍矿化关系密切,蚀变与镍矿化有较直接关系的有蛇纹石化、绿泥石化、碳酸盐化、叶腊石化,其蚀变强度和蚀变矿物含量与镍矿化具一定的正比关系。与镍矿化关系最为紧密的蚀变组合有蛇纹石—绿泥石化、绿泥石—碳酸盐化。镍矿常分布于蛇纹石—绿泥石化的蚀变岩石中。

4 矿床成因类型及找矿标志

4.1 矿床成因

根据矿带形态、矿物共生组合和围岩蚀变等特征,参照国内外蛇绿岩型镍矿原生矿床的案例,镍具有成矿专属性,成因类型单一,以岩浆熔离型为主。因此,Svay山区镍矿成因类型可以概括为:产生于上地幔的地幔岩,在其呈底辟上升过程中经分熔—分凝作用形成原始拉斑玄武质岩浆。岩浆沿北西向拜林—菩萨—贡布深大断裂侵入到地壳一定深度的岩浆房,经过在岩浆房的分异和熔离作用,并在构造应力作用下经多次侵位形成与基性—超基性岩有关的蛇绿岩型硫化镍矿床。

4.2 找矿标志

(1)区域性(磁法)物探异常标志。物探异常与基性—超基性岩的分布具有一定的对应关系,本区区域性物探(磁法)ΔT负值磁异常可以反映其深部形态及产状,从而对找矿具有一定的指导意义,且异常强度、规模与岩体规模呈正比。

(2)构造标志。从目前已有资料看,矿区镍矿(化)体产状主要受蛇绿岩带控制,蛇绿岩带主要沿北西向、近东西向断裂破碎带充填。因此,区域内北西向沿拜林—菩萨—贡布断裂构造控矿明显,是寻找同类型镍矿床的有利地段。

(3)岩石标志。与基性—超基性岩有关的橄榄岩、辉石岩、角闪岩等。

(4)岩石氧化特征。硫化物镍矿床出露地表,常形成褐红色的“铁帽”,因此(含镍)“铁帽”是极好的地表找矿标志。

(5)岩石蚀变特征。与镍矿化有较直接关系的有蛇纹石化、硅化、绿泥石化、碳酸盐化、叶腊石化等,因此蛇纹石—绿泥石化、绿泥石—碳酸盐化等蚀变组合与镍矿化关系最为密切。

(6)岩石矿化标志。含矿岩石中不同程度的见有原生金属硫化物:六方硫镍矿、含镍磁铁矿、磁铁矿和磁铬铁矿等。

5 找矿前景分析

通过地质工作,结合地质环境、地质特征等各要素分析,Svay山区具备形成蛇绿岩型镍矿床成矿地质条件,指出具有寻找镍矿床的前景,其矿床成矿要素详见表4。

综合表4各成矿地质要素,该区位于豆蔻山—大叻断褶带上,属柬埔寨重要的有色金属、贵金属成矿带,区内构造线总体呈北西—南东方向展布,同方向的断裂控制了区内地层、岩浆及矿化的分布,构成了区域上主要构造格架,为矿液的运移和淀积提供了场所。区内火山—岩浆活动频繁而强烈,新近纪—更新世大面积裂谷型拉斑玄武岩多期喷发,尤其晚期基性火山活动岩浆的喷发[3],为形成与基性—超基性岩有关的蛇绿岩型镍矿床提供了物质来源和成矿母岩。区域内磁异常强度高、范围大,蚀变强烈,地表矿化露头与之相对应,良好的物探异常和优越的成矿地质条件,结合前期工作已取得的找矿成果,指出该区域具有寻找镍矿床的前景。

6 主要结论

(1)经过地质调查,初步查明了区内地层、构造、岩浆岩及围岩蚀变等成矿地质特征;大致查明了镍矿带分布范围、数量、规模、形态、产状等;初步确定了矿床成因类型。为下步开展地质普查工作提供了依据。

(2)经高精度ΔT磁法测量,镍矿带出露区域ΔT负磁异常明显,明显有别于中纬度地区的矿致高磁正值异常,属于地球低磁纬度区域。

(3)经地质样品的采集及其化验分析,初步了解了矿石的品位、质量、类型等主要特征。

(4)经过地质调查,初步建立6种野外找矿标志,为进一步开展地质找矿工作奠定了基础。

总之,Svay山区镍矿位于豆蔻山-大叻断褶带上,属柬埔寨重要的有色金属、贵金属成矿带,区内已发现多条与基性—超基性侵入岩有关的蛇绿岩型镍矿带,且规模大、品位高,区内找矿标志信息丰富。建议下步选择综合勘查技术与方法,加大工作、资金投入力度,找矿将会取得实质性的进展,有望实现找矿重大突破。

[1] 曹异生.国内外镍工业现状及前景展望[J].世界有色金属,2005(10):67-68.

[2] 沈远超,申萍,刘铁兵,等.东天山镜儿泉铜镍矿床成矿预测及EH4地球物理测量依据[J].地质与勘探,2007,43(2):62.

表4 Svay山区镍矿床成矿要素一览表

[3] 刘大文,王平安,卫万顺,等.应对全球化:全球矿产资源信息系统数据库建设(之二)[R].境外矿产资源战略研究室,2006:22-24.

[4] 吴良士.民主柬埔寨地质构造与区域成矿[J].矿床地质,2009(3):2.

[5] 高小光,张勇.低纬度地区磁法勘探工作体会[J].资源环境与工程,2011,25(3):269-270.

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