王 松，王 柱，周松林，楊 霄

(1.中煤地質(zhì)工程總公司，北京 100040； 2.武漢尊科地質(zhì)勘探有限公司 430200)

鎳在現(xiàn)代工業(yè)上具有重要的用途，主要用來(lái)制造不銹鋼和其他抗腐蝕合金等等。我國(guó)是一個(gè)鎳資源相對(duì)匱乏的國(guó)家，近年來(lái)我國(guó)的鎳礦主要來(lái)源于印尼和菲律賓，這兩個(gè)國(guó)家以賦存大量紅土鎳礦著稱。菲律賓迪納加特島迪納加特(Dinagat)島是緊靠棉蘭老島北端蘇里高(Surigao)的一個(gè)島嶼，東倚太平洋，西臨萊特灣，南靠蘇里高灣，面積約835 km2。該島屬季風(fēng)型熱帶雨林氣候，高溫，多雨，濕度大。地表植被發(fā)育，地表土層為3～5m。迪納加特島上發(fā)育大量的紅土型鎳礦。近年來(lái)許多中國(guó)企業(yè)在此處進(jìn)行了礦產(chǎn)勘查及開發(fā)工作，并對(duì)該島上地質(zhì)特征[1-4]及找礦方法進(jìn)行了研究和探討。在本次勘查過(guò)程中，根據(jù)紅土層和超基性巖明顯的電性差異，選擇了高密度電阻率法對(duì)重點(diǎn)工作區(qū)進(jìn)行了物探工作。

1 地質(zhì)概況

迪納加特島位于東側(cè)的菲律賓海溝斷裂和西側(cè)的菲律賓走滑斷裂之間，是東比科爾(Eastern Bicol)-東棉蘭老(East Mindanao)蛇綠巖帶的組成部分，島上巖石以超基性巖為主，以分布大面積火成巖和少量沉積巖為特點(diǎn)。巖漿巖主要有方輝橄欖巖和純橄巖，還有部分輝長(zhǎng)巖和玄武巖；沉積巖僅有少量白堊系礁灰?guī)r、碎屑巖及第四系沖、洪積物(圖1)。第四系和現(xiàn)代沖積物包括殘坡積紅土、沖積物和濱海沙灘沉積物。更新世以來(lái)的強(qiáng)烈外營(yíng)力和亞熱帶雨林氣候使近地表的超基性巖產(chǎn)生物理風(fēng)化和化學(xué)風(fēng)化，原巖中的硅酸鹽被分離，部分造巖礦物被分解、流失，巖石中的一些金屬元素和重礦物富集在紅土中，形成分布廣泛的風(fēng)化殘余坡積紅土型鎳礦床和鉻鐵礦(砂)。

圖1 迪納加特島地質(zhì)簡(jiǎn)圖及鎳鉻礦分布圖Figure 1 A sketched geological map of Dinagat Island and Ni-Cr ore distribution

迪納加特島超基性巖主要由方輝橄欖巖(80%)組成，包含不規(guī)則純橄巖透鏡體。方輝橄欖巖南北向延伸，形成了迪納加特島山嶺。迪納加特島南北部各有兩個(gè)巨大塊狀純橄巖。北部純橄巖厚約400m；南部純橄巖在阿爾寶(Albor)構(gòu)造帶延伸達(dá)18km，寬1～3km。純橄巖受構(gòu)造和熱力作用影響，大部分已蛇紋石化。介于純橄巖和方輝橄欖巖之間700m構(gòu)造巖帶中有連續(xù)的方輝橄欖巖和純橄巖互層，同時(shí)含有塊狀和浸染狀鉻鐵礦。方輝橄欖巖厚度從一米至幾米，呈透鏡狀產(chǎn)出。

構(gòu)造活動(dòng)受東側(cè)菲律賓海溝的俯沖作用和西側(cè)菲律賓大斷裂的左行走滑活動(dòng)制約。區(qū)域的斷裂活動(dòng)非常強(qiáng)烈，并以剪切作用為特征，形成了眾多寬大的角礫巖、碎裂巖帶，在部分橄欖巖中還發(fā)育有較強(qiáng)的片理化、粗糜巖等韌性斷層的構(gòu)造現(xiàn)象。區(qū)域斷裂主要為NE向和NW 向，NW 向斷裂往往切割NE向斷裂，并具有明顯的扭性活動(dòng)特點(diǎn)。前人研究表明，基巖的破碎程度越高，蛇紋石化越強(qiáng)烈，則越有利于鎳元素富集。

含鎳風(fēng)化殼由上而下一般分為五層：

腐殖土層:褐紅色、暗紅色，顆粒較細(xì)，結(jié)構(gòu)較松散，含有植物根系，鎳含量不高，一般不具工業(yè)價(jià)值。

鐵質(zhì)紅土層:主要由褐紅色、磚紅色紅土,土狀、塊狀、皮殼狀、結(jié)核狀和膠狀褐鐵礦團(tuán)塊組成，鎳、鐵含量一般，屬低品位礦石層，具備一定的工業(yè)價(jià)值。

松散紅土層:即殘余紅土帶，主要由紅土及少量強(qiáng)風(fēng)化的蛇紋石化橄欖巖碎屑組成,鎳、鐵含量高，屬工業(yè)礦層，具工業(yè)價(jià)值。

強(qiáng)風(fēng)化蝕變的蛇紋石化橄欖巖層:即腐巖帶，多為紅黃色、黃色至淺黃綠色, 呈土狀、碎塊狀、塊狀。上部風(fēng)化程度較高以土狀為主, 間夾團(tuán)塊狀蛇紋石化橄欖石和網(wǎng)格狀次生石英碎塊, 沿裂隙或節(jié)理多見(jiàn)黑褐色鐵錳質(zhì)細(xì)脈及綠色鎳硅化物,局部夾大塊弱風(fēng)化或未風(fēng)化的橄欖石團(tuán)塊;向下逐漸變?yōu)樗閴K狀、塊狀,巖石硬度逐漸增加, 沿裂隙或節(jié)理多見(jiàn)網(wǎng)格狀次生石英細(xì)脈及綠色鎳硅化物薄膜。該層鎳含量最高，屬工業(yè)礦層，具工業(yè)價(jià)值。

基巖：一般為蛇紋石化純橄巖和蛇紋石化方輝橄欖巖，灰綠色、黑色，硬度較大。

2 高密度電阻率法

該區(qū)第四系及紅土(含礦帶)電阻率為幾～幾十Ω·m之間，為低電阻反映，基巖為白堊系蛇紋石化粗粒方輝橄欖巖，電阻率一般可達(dá)幾百～幾千歐姆米以上，為高阻反映。覆蓋層與基巖之間電性差異明顯，由此可見(jiàn)，此種巖性差異具備高密度電阻率勘查的前提條件。

野外工作采用重慶奔騰數(shù)控研究所生產(chǎn)的WDJD-3多功能數(shù)字直流激電儀，電極排列采用溫納排列裝置。為獲得更多的信息及足夠的探測(cè)深度，采用120個(gè)電極、電極距5m，每個(gè)排列重合60道，即300m，單條測(cè)線長(zhǎng)度600m。觀測(cè)時(shí)，電極釘均用泥土封孔，澆灌鹽水，保證電極接觸良好。觀測(cè)中均對(duì)供電電源的電壓進(jìn)行測(cè)量，避免電源電壓低于規(guī)定值。

在數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，采取了較為有效的技術(shù)措施：

①數(shù)據(jù)采集時(shí)，避開風(fēng)、雨的干擾；

(2)在數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，隨時(shí)監(jiān)視記錄窗口；

(3)設(shè)立專人監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量，檢查驗(yàn)收儀器班報(bào)等野外基礎(chǔ)資料；

圖2 紅土型鎳礦典型剖面示意圖Figure 2 A schematic typical section of lateritic nickel ore

(4)對(duì)電磁干擾較大的測(cè)點(diǎn)，采用了延長(zhǎng)測(cè)量時(shí)間、多次觀測(cè)等方法提高信噪比。

野外采集數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)瑞典RES2DINVE反演、并運(yùn)用SURFER軟件配合，繪制出各剖面視電阻率等值線圖。

本次野外數(shù)據(jù)采集，先選取鉆孔附近進(jìn)行數(shù)據(jù)采集試驗(yàn)，然后通過(guò)反演分析計(jì)算，驗(yàn)證該方法對(duì)本場(chǎng)地的有效性。該試驗(yàn)測(cè)線布置在鉆孔R(shí)C2-111處，從其反演剖面圖(圖3)中可以看出，表層電阻率比較低，局部呈中阻反映，推測(cè)為覆蓋層反映，厚度比較薄，為3～10m，總體分布趨勢(shì)為兩頭深，中間淺的形態(tài)。該剖面藍(lán)色代表低阻，主要為第四系及紅土(含礦帶)層反映； 紫色虛線為推測(cè)的基巖面， 從

綠色往紅色過(guò)渡的代表基巖面風(fēng)化的不同程度，顏色越深說(shuō)明電阻率越大，基巖完整性越好。

根據(jù)該試驗(yàn)剖面，推測(cè)鉆孔處基巖面埋深11m左右，實(shí)際鉆孔揭露基巖埋深為10m。該結(jié)果說(shuō)明，高密度電法數(shù)據(jù)的處理合理，其解釋的基巖深度與實(shí)際鉆探數(shù)據(jù)較吻合。

該區(qū)共布設(shè)了22條地質(zhì)、土壤化探和高密度電阻率綜合施工，根據(jù)后期少量鉆孔及淺井驗(yàn)證，對(duì)比物探資料發(fā)現(xiàn)，高密度電阻率解釋的基巖面均比鉆探數(shù)據(jù)深， 尤其是埋藏淺的情況， 其相對(duì)誤差更大(表1)。這是由于本次物探工作點(diǎn)距固定在5m，淺部分辨率不足所致?？傮w上， 高密度電阻率法能對(duì)超基性巖及紅土層界限進(jìn)行有效的區(qū)分。

圖3 高密度電阻法試驗(yàn)二維反演剖面圖Figure 3 High density resistivity prospecting 2D inversion section

鉆孔實(shí)際基巖埋深/m電法解釋基巖深度/m相對(duì)誤差/%RC2-11110.01110.0RC2-13510.401215.4RC2-12513.501618.5RC2-12411.391422.9RC2-12313.51511.1N45I1-1NE5.0740.0N45I1-1SW7.01042.9N45G1-1NE6.0950.0N45G1-3NE5.010100QJ309024.2642.9QJ317015860.0

3 結(jié)論

工作區(qū)以往未開展過(guò)物探工作，本次工作在遙感綜合預(yù)測(cè)成礦遠(yuǎn)景區(qū)以及地表紅土帶較發(fā)育地區(qū)開展了高密度電阻率法和土壤地球化學(xué)綜合剖面測(cè)量，初步查明了區(qū)內(nèi)的覆蓋層分布及厚度，地層結(jié)構(gòu)及其電性特征。大致推測(cè)和了解了紅土層發(fā)育厚度，并根據(jù)物探結(jié)果開展了少量鉆探驗(yàn)證工作，表明高密度電阻率法在區(qū)分紅土層和超基性巖接觸面有較好的效果，在以后的紅土鎳礦勘查中可作為鉆探工作的有效補(bǔ)充。

[1]王志剛.菲律賓迪納加特島紅土型鎳礦床地質(zhì)特征及找礦勘查方法[J].地質(zhì)與勘探, 2010, 46(2)：361-366.

[2]冉啟勝，朱淑楨.紅土型鎳礦地質(zhì)特征及分布規(guī)律[J].礦業(yè)工程，2010,6(8)：16-17.

[3]付小錦，王志剛，張啟軍，等.土壤地球化學(xué)測(cè)量在菲律賓紅土型鎳礦勘查中的應(yīng)用[J].地質(zhì)找礦論叢，2010，25(4)：372-376.

[4]潘文亮，王志剛，付小錦，等.洛陽(yáng)鏟鉆探在菲律賓迪納加特島匯洋鎳礦區(qū)快速評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].地質(zhì)找礦論叢，2013，28(3)：454-460.