孫富海

（湖北煤炭地質(zhì)物探測(cè)量隊(duì),湖北武漢 430200）

1 區(qū)域地質(zhì)

1.1 區(qū)域地質(zhì)特征簡(jiǎn)述

瑞木礦區(qū)紅土型鎳礦床位于巴布亞新幾內(nèi)亞馬丹省境內(nèi)Marum基巖帶上, 純橄欖巖覆蓋整個(gè)區(qū)域, 是主要的含礦巖體, 該超基性巖體歸屬于第三紀(jì)中新統(tǒng)（N1）；紅土礦層平均厚達(dá)15m, 局部最大厚度可達(dá)59m[1]。

1.2 地層

礦區(qū)主要出露的巖漿巖有兩類, 即：

（1）紫蘇輝石輝長(zhǎng)巖, 中間夾有少量的蘇長(zhǎng)巖、脈狀斜長(zhǎng)巖、輝長(zhǎng)偉晶巖, 主要分布于北部和南部。

（2）超基性巖, 以新鮮的純橄欖巖、蛇紋巖、輝巖為主, 以及分布于中部的少量斜方輝石橄欖巖和橄欖巖。

1.3 區(qū)域構(gòu)造

本區(qū)域主構(gòu)造線呈北西向, 發(fā)育一系列北西走向的斷層帶（圖1）?？蓜澐譃?個(gè)主要構(gòu)造單元：位于西南部的Kubor背斜構(gòu)造單元, 中間部位的新幾內(nèi)亞活動(dòng)帶構(gòu)造單元, 以及位于北東部的瑞木盆地構(gòu)造單元。

由于新近紀(jì)南部的澳大利亞板塊與北部的太平洋板塊相互作用的影響形成了新幾內(nèi)亞活動(dòng)帶?；顒?dòng)帶內(nèi)有一系列的高角度斷層（如Bismark斷層帶、Markham斷層帶、Bundi斷層帶）和許多小的剪切和斷裂, 都傾向北西[2]。

2 礦床地質(zhì)

2.1 礦床地質(zhì)特征

瑞木礦區(qū)紅土型鎳礦賦存于純橄欖巖上部的紅土風(fēng)化殼中, 根據(jù)鎂、鎳含量在各層位中的變化情況對(duì)含礦層位進(jìn)行了劃分, 自上而下分別有兩個(gè)礦化層位（Ni＜0.5%, Mg＜1%）和4個(gè)含礦層位, 其中礦化層位有腐殖層（Q）、紅色褐鐵礦層(O), 不構(gòu)成工業(yè)意義的礦層, 是礦區(qū)的覆蓋層, 含礦層位有黃色褐鐵礦層(L)、殘積層(S)、上含礫殘積層（R1）以及下含礫殘積層（R2）, 其厚度較大, 分布較為穩(wěn)定, 隨著底板的隆升, 局部地段含礦層位有缺失或變薄的情況。

2.2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.2.1 基巖橄欖巖

礦區(qū)主要出露巖性為橄欖巖, 呈灰綠色、黃綠色, 中粗粒結(jié)構(gòu)、自形等粒、他形結(jié)構(gòu), 塊狀構(gòu)造。主要礦物為橄欖石, 次要礦物為蛇紋石、滑石、鉻鐵礦。

橄欖石呈黃綠色半自形晶, 在礦層底部風(fēng)化程度較高, 巖石常具風(fēng)化殘余結(jié)構(gòu)。區(qū)內(nèi)橄欖巖呈巖基產(chǎn)出, 巖石中節(jié)理較發(fā)育, 抗風(fēng)化能力較弱, 利于風(fēng)化殼發(fā)育, 從而形成了本區(qū)鎳、鈷風(fēng)化殼型礦床。

2.2.2 風(fēng)化殼

從上至下依次為腐殖層（Q）、紅色褐鐵礦層（O）、黃色褐鐵礦層（L）、殘積層（S）和含礫殘積層（R）。其中含礫殘積層（R）主要特征是含基巖橄欖巖角礫, 并根據(jù)礫石的含量多少劃分為上含礫殘積層(R1)和下含礫殘積層（R2）。

2.3 礦體地質(zhì)特征

礦體主要賦存于風(fēng)化殼黃色褐鐵礦層、殘積層和上、下含礫殘積層中, 平面形態(tài)總體受地形等因素的控制, 較為簡(jiǎn)單。礦體剖面形態(tài)與地形、地貌密切相關(guān), 呈似層狀、透鏡體狀產(chǎn)出。產(chǎn)狀平緩, 整體上與地形基本一致, 傾角一般為10°～20°。礦體形態(tài)受含礦層位的控制, 據(jù)鉆孔揭露, 礦體多數(shù)會(huì)出現(xiàn)缺失的現(xiàn)象。因此礦體在剖面上呈不連續(xù)、透鏡體狀產(chǎn)出。基巖面傾角一般為8°～15°, 局部地段可達(dá)20°～30°。礦體隨著基底的隆起而變薄, 反之則變厚。

3 控礦因素與成礦規(guī)律

3.1 控礦因素

3.1.1 原巖成分

紅土型鎳礦的成礦母巖最常見、最重要的是超基性巖, 具有很強(qiáng)的巖性專屬性[3], 以橄欖石含量相對(duì)較高的方輝橄欖巖和純橄欖巖及其蝕變巖石(蛇紋巖)為主, 輝石含量相對(duì)較高的橄欖輝石巖、輝石巖及其蝕變巖石次之。

3.1.2 氣候

溫度和降雨量是影響紅土型鎳礦成礦作用的主要?dú)夂蛞?。在高溫多雨的熱? 化學(xué)風(fēng)化一般進(jìn)行得非常強(qiáng)烈[4]。紅土化作用以化學(xué)風(fēng)化作用為主, 而化學(xué)風(fēng)化作用則以水和生物為介質(zhì), 通過水合作用和生物化學(xué)作用使水酸化而使化學(xué)反應(yīng)、物質(zhì)交換的過程得以實(shí)現(xiàn), 因此對(duì)水和生物豐富程度起決定作用的氣候條件直接影響著紅土風(fēng)化殼和紅土型鎳礦的形成[5]。

3.1.3 地形地貌及水文地質(zhì)

在中—低地形起伏的低山和丘陵地帶, 地下水位較低, 地下水排泄較為流暢, 相對(duì)中—高山和平原地區(qū)而言、是比較合適的地貌環(huán)境, 有利于紅土風(fēng)化殼和紅土型鎳礦床的形成。特別是在低山和丘陵的平緩山脊、緩坡、山嘴、階地等部位, 不僅地下水排泄流暢、而且地表水流對(duì)風(fēng)化殼的沖刷、侵蝕作用較弱, 既有利于紅土風(fēng)化殼的形成, 也有利于紅土風(fēng)化殼的保存, 是紅土型鎳礦體重要的形成和賦存場(chǎng)所[6]。

3.1.4 地質(zhì)構(gòu)造

深大斷裂帶直接控制了紅土型鎳礦的成礦母巖的侵入和產(chǎn)出, 從而間接控制著紅土型鎳礦的分布區(qū)域。同時(shí), 大地構(gòu)造環(huán)境和區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響和控制區(qū)域地形地貌, 在一定程度上間接影響著區(qū)域氣候和區(qū)域水文地質(zhì)特征, 從而影響了紅土型鎳礦的區(qū)域成礦作用和區(qū)域礦化特征及其侵蝕作用和排水狀態(tài), 進(jìn)而控制紅土風(fēng)化殼及紅土型鎳礦的形成、分布與保存, 以及紅土型鎳礦體的規(guī)模、形態(tài)、產(chǎn)狀, 甚至礦體邊界。

3.2 成礦規(guī)律

瑞木礦區(qū)的紅土型鎳礦形成于中生代, 其成礦受大地構(gòu)造背景、區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造及區(qū)域氣候、區(qū)域地形地貌的影響和控制。本區(qū)的紅土型鎳礦床沿島弧構(gòu)造帶中的超基性巖推覆體分布, 產(chǎn)于低山和丘陵地帶, 以熱帶溫暖潮濕的氣候?yàn)橹? 是典型的面型礦體, 其頂板起伏明顯受地形控制, 底板起伏不僅受地形控制, 而且受節(jié)理裂隙、斷裂構(gòu)造、巖石蝕變程度等因素控制, 所以, 雖然礦體底板總體起伏變化與地形變化大體一致, 但從局部看礦體底板往往是凹凸不平的。礦體的厚度也明顯受地形控制, 在地形較平緩的地段, 礦體厚度往往較大, 連續(xù)性較好, 而在地形較陡的斜坡地段, 礦體厚度變薄, 連續(xù)性較差。

4 找礦方向淺析

4.1 找礦標(biāo)志

4.1.1 大地構(gòu)造背景標(biāo)志

瑞木礦區(qū)紅土型鎳礦位于新幾內(nèi)亞逆沖帶中北部的Marum基巖帶上, 超基性的純橄欖巖覆蓋整個(gè)區(qū)域, 是主要的礦源層位。

礦區(qū)南部發(fā)育北西走向的邦迪斷裂帶截?cái)郙arum基巖帶。礦區(qū)北東方向基性巖帶與北西向的瑞木—馬克漢姆斷層帶鄰接。瑞木—馬克漢姆斷層與瑞木地區(qū)高地平臺(tái)平行發(fā)育, 基本對(duì)礦區(qū)未造成影響。

4.1.2 風(fēng)化殼標(biāo)志

超基性巖紅土風(fēng)化殼分布面積大, 特征明顯, 是紅土型鎳礦床最直接的找礦標(biāo)志。在瑞木礦區(qū)熱帶溫暖潮濕的氣候作用下, 超基性巖紅土風(fēng)化殼自上而下的垂直分帶為腐殖層—紅色褐鐵礦層—黃色褐鐵礦層—?dú)埛e層—含礫殘積層—基巖。其殘余紅土帶主要由腐殖層和褐鐵礦層組成, 以高鐵低鎂為特征。腐巖層主要由殘積層和含礫殘積層組成, 基巖帶為弱風(fēng)化的橄欖巖。

綜上所述，相關(guān)政府部門應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展相關(guān)政策制度的貫徹落實(shí)，建筑企業(yè)應(yīng)有效提高技術(shù)創(chuàng)新能力，提高建筑企業(yè)相關(guān)從業(yè)人員的專業(yè)技能和綜合素質(zhì)，搭建高效的互聯(lián)網(wǎng)交易平臺(tái)。

4.1.3 巖性標(biāo)志

依據(jù)區(qū)域性地質(zhì)資料, 本區(qū)出露的超基性巖是紅土型鎳礦成礦的最重要的條件。成礦母巖中橄欖石含量越高, 對(duì)中—高品位紅土型鎳礦的形成越有利。純橄欖巖及其中等程度的蝕變巖石是最常見的有利成礦母巖, 最有可能形成中—高品位的紅土型鎳礦；而輝橄巖和輝石巖通常只能形成紅土型鎳礦化或低品位的紅土型鎳礦。因此, 通常將鎂質(zhì)超基性巖作為紅土型鎳礦的找礦標(biāo)志。

4.1.4 地形地貌標(biāo)志

瑞木地區(qū)的地形高程平均在700m左右, 坡度在10°～25°之間, 植被十分發(fā)育, 森林覆蓋率接近100%, 相對(duì)中—高山和平原地區(qū)而言, 本區(qū)的低山和丘陵地帶更有利于紅土風(fēng)化殼和紅土型鎳礦的形成和保存。

4.1.5 遙感標(biāo)志

本次研究過程中采用ETM遙感影像圖作為工作底圖, 通過目視解譯及人機(jī)交互, 結(jié)合已有的地質(zhì)、礦體資料, 運(yùn)用遙感、地質(zhì)及成礦的成熟理論, 進(jìn)行綜合分析解譯成果, 總結(jié)各地質(zhì)要素的遙感影像特征及其與成礦的關(guān)系。由于采用的ETM遙感影像圖分辨率較低, 解譯時(shí)借助于Goole Earth中的高分辨率影像圖, 通過對(duì)區(qū)內(nèi)的礦山進(jìn)行定位, 并投影到相同坐標(biāo)系下的ETM遙感影像圖上。遙感影像顯示, 本區(qū)山體較為平滑, 以腦髓狀山形地貌為主, 水系相對(duì)較發(fā)育。工作區(qū)多為密林覆蓋, 呈暗綠色；少量森林覆蓋較差的區(qū)塊, 呈暗紅色。遙感解譯結(jié)果表明, 研究區(qū)北部出露的主要地層為更新世和全新世的河流沖積物, 在瑞木河兩岸分布有全新世的河流沖積物。區(qū)內(nèi)出露的巖漿巖主要有兩類, 第一類為分布于中部的純橄欖巖、蛇紋巖等, 是本區(qū)的主要成礦母巖, 第二類為分布于北部和南部的輝長(zhǎng)巖、蘇長(zhǎng)巖、脈狀斜長(zhǎng)巖等。除此之外, 勘探區(qū)西南側(cè)有少量的雜巖體出露。

4.2 下一步的找礦方向

綜合分析紅土型鎳礦的成礦地質(zhì)條件和成礦規(guī)律, 紅土型鎳礦的找礦主要是要有超基性巖為主的成礦母巖, 且不被大地構(gòu)造破壞, 其適宜的氣候、降雨量、地形地貌等成礦要素有利于紅土型鎳礦的礦化、形成和保存。就瑞木地區(qū)而言, 充沛的降雨量, 溫暖潮濕的氣候, 低山—丘陵的地形地貌造就的地下水補(bǔ)給排泄條件, 均是紅土型鎳礦成礦的有利因素, 因此, 在本區(qū)尋找紅土型鎳礦主要是利用遙感技術(shù)圈定超基性巖的出露區(qū)域, 結(jié)合大地構(gòu)造的發(fā)育形態(tài), 分析圈定找礦靶區(qū)。

4.2.1 找礦靶區(qū)圈定

根據(jù)遙感解譯成果, 區(qū)內(nèi)主要有兩塊超基性巖分布區(qū)（如圖2所示陰影部分）, 位于礦區(qū)西北和東南邊界處, 面積分別為128km2和54.9km2, 是成礦的最有利地段, 主要表現(xiàn)在：①有利的氣候條件：本區(qū)處在赤道線南30°以內(nèi)的熱帶國(guó)家, 在炎熱潮濕的氣候條件下, 巖石化學(xué)風(fēng)化作用比較劇烈, 有利于紅土化的發(fā)生。②適宜的地形地貌：本區(qū)處于中—低起伏的低山和丘陵地帶, 地下水位較低, 排泄流暢, 充沛的降雨量有利于可溶性組分的大量帶出, 提高化學(xué)風(fēng)化速度, 是紅土型鎳礦的形成和保存的最佳場(chǎng)所。③大地構(gòu)造的影響：礦區(qū)南部發(fā)育北西走向的邦迪斷裂帶和礦區(qū)北部的北西向的瑞木—馬克漢姆斷裂帶, 與高地平臺(tái)平行發(fā)育, 且未經(jīng)過礦區(qū), 基本對(duì)礦區(qū)無影響。

圖2 礦區(qū)超基性巖出露區(qū)域分布圖

根據(jù)成礦地質(zhì)條件, 綜合考慮地質(zhì)構(gòu)造和地形地貌等成礦因素的影響, 本次研究圈定了兩個(gè)找礦靶區(qū), 分別為找礦靶區(qū)A和找礦靶區(qū)B（圖3）, 作為后期的礦產(chǎn)資源勘探開發(fā)利用的重點(diǎn)。

圖3 遠(yuǎn)景找礦靶區(qū)分布圖

4.2.2 找礦靶區(qū)分析

根據(jù)研究區(qū)所處的地理位置、地層巖性分布、地質(zhì)構(gòu)造信息、遙感解譯成果等成礦控礦因素, 本次共圈定的找礦靶區(qū)A位于采礦權(quán)范圍西邊, 面積約為77.3km2, 以采礦權(quán)范圍西側(cè)邊界線、超其性巖出露邊界線和南邊的斷層構(gòu)造線共同圈定, 找礦靶區(qū)B位于勘探區(qū)東南部, 面積約為54.9km2, 以東南邊的超基性巖出露邊界線和其西北邊的斷層構(gòu)造線共同圈定。

成礦控礦因素決定了本區(qū)的紅土型鎳礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀及規(guī)模, 超基性巖體規(guī)模較大, 出露面積較大, 在紅土化成礦作用過程中未受到活動(dòng)斷裂的破壞, 形成了本區(qū)中—大型規(guī)模的面型礦體, 覆蓋于超基性巖體之上, 沿地表呈層狀、似層狀產(chǎn)出, 分布面積達(dá)數(shù)十平方千米。采礦區(qū)勘探資料表明, 本區(qū)礦體的厚度也明顯受地形控制, 一般數(shù)米至數(shù)十米, 在地形較平緩的地段, 礦體厚度往往較大, 連續(xù)性較好。

5 結(jié)論

（1）本區(qū)的紅土型鎳礦礦體主要賦存于風(fēng)化殼黃色褐鐵礦層、殘積層和上、下含礫殘積層中, 分布集中、礦床規(guī)模大、埋藏淺、礦體形態(tài)簡(jiǎn)單、礦石類型簡(jiǎn)單、找礦標(biāo)志明顯、綜合利用價(jià)值高、易于勘探、開采方便, 紅土風(fēng)化殼明顯, 礦體呈面形展布, 多為層狀, 其形態(tài)與地形表面形態(tài)基本一致。

（2）綜合多種成礦地質(zhì)條件研究認(rèn)為, 本區(qū)具備了形成中大型乃至超大型紅土鎳礦的物質(zhì)基礎(chǔ), 圈定的遠(yuǎn)景找礦靶區(qū)成礦地質(zhì)條件良好, 礦床地質(zhì)特征明顯, 找礦潛力巨大, 可以作為下一步資源勘查和開發(fā)利用的重點(diǎn)方向, 通過進(jìn)一步的物化探和地質(zhì)勘探工作, 夯實(shí)基礎(chǔ)地質(zhì)資料, 為本區(qū)的紅土型鎳礦床的開發(fā)利用奠定基礎(chǔ)。