印度尼西亞紅土型鎳礦

1、2008年第27卷第1期2026頁(yè)云南地質(zhì)CN53-1041/PISSN1004-1885印度尼西亞紅土型鎳礦何燦,個(gè)舊661000)摘:-熱帶多雨地區(qū)。鎳礦體產(chǎn)于超基性巖上部的,成因類型為紅土型硅酸鎳氧化礦,以褐鐵礦型和腐巖型為主,。關(guān)鍵詞:紅土型鎳礦;礦石質(zhì)量;成因類型;印度尼西亞中圖分類號(hào):P618163文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):100421885(2008)012020207筆者先后在印度尼西亞參與威古島拉姆拉姆東、西富山,哈馬黑拉島蘇巴印、馬布里等四個(gè)紅土型鎳礦勘查項(xiàng)目。以蘇巴印鎳礦為例,介紹紅土型鎳礦的地質(zhì)特征及開發(fā)前景。1紅土型鎳礦基本特征紅土型鎳礦為地表風(fēng)化殼型礦床,為含鎳基性-

2、超基性巖體的風(fēng)化-淋濾-沉積產(chǎn)物。有以下特點(diǎn):(1)礦床分布相對(duì)集中。多集中分布在環(huán)洋亞熱帶-熱帶多雨地區(qū),如:印度尼西亞、菲律賓、古巴、巴西、澳大利亞、新喀里多尼亞、巴布亞新幾內(nèi)亞等。此外在亞熱帶-熱帶其它地區(qū)也有零星分布,如緬甸北部達(dá)貢山、姆韋當(dāng),我國(guó)的元江等。(2)礦床規(guī)模大。一般多個(gè)礦體集中連片分布,分布面積從幾平方千米到幾百平方千米,規(guī)模均可達(dá)大型或超大型,蘊(yùn)藏的鎳金屬量十幾萬(wàn)噸到幾百萬(wàn)噸,甚至可達(dá)上千萬(wàn)噸。僅印尼哈馬黑拉島的東支島上,已探明的四個(gè)大礦區(qū)、控制及遠(yuǎn)景鎳金屬資源量達(dá)一千萬(wàn)噸%),維達(dá)灣公司探明以上,如:安坦公司探明鎳金屬資源量達(dá)108萬(wàn)噸(平均含鎳達(dá)214和控制鎳金屬資

3、源量達(dá)大型或超大型以上,哈利達(dá)公司探明和控制鎳金屬資源量約為1520萬(wàn)噸,我隊(duì)蘇巴印鎳礦區(qū)第一階段探明鎳金屬資源量達(dá)43萬(wàn)噸以上,遠(yuǎn)景可達(dá)200萬(wàn)噸以上。(3)礦床類型簡(jiǎn)單。屬超基性巖風(fēng)化淋積礦床,鎳礦體產(chǎn)于超基性巖上部的紅土風(fēng)化殼中。礦體呈似層狀面形展布,分布范圍與紅土風(fēng)化殼基本一致,受地形控制明顯。(4)礦石類型相對(duì)復(fù)雜。鎳礦體的礦石自然類型以褐鐵礦型和腐巖型為主,工業(yè)類型為硅酸鎳氧化礦石。礦體中鎳主要以類質(zhì)同象或吸附狀態(tài)分散在相關(guān)礦物中,分布比較均勻。鎳礦體多伴生或共生鐵、鎂,礦石中還含鉻、錳、鈷和釩等元素,礦石綜合利用條件較收稿日期:2007205210作者簡(jiǎn)介:何燦(1962),男,

4、云南彌勒人,工程師,從事礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)。1期何燦等:印度尼西亞紅土型鎳礦21好,為煉優(yōu)質(zhì)合金鋼用“天然合金礦石”。(5)找礦標(biāo)志明顯。大面積超基性巖紅土風(fēng)化殼,是該類礦床最直接標(biāo)志;而有利的地形條件,則有利于鎳礦床的形成、發(fā)育和保存。,勘查成本較低;,開采成本較低;,礦石只能直接冶煉,2211紅土風(fēng)化殼結(jié)構(gòu)分帶典型的超基性巖紅土風(fēng)化殼存在三個(gè)明顯的分化帶,從上至下為殘余紅土帶-腐巖帶-基巖。殘余紅土帶即通常所說(shuō)的蓋層,由紅色褐鐵礦組成,以鐵高鎂低為特征;腐巖帶按巖性又可分為三個(gè)主要層位:紅黃色土狀腐巖、黃色黃綠色土塊狀腐巖和淺黃色至淺灰色塊狀腐巖;基巖即是形成風(fēng)化殼帶的母巖(圖1)。殘余紅土

5、帶為褐紅色腐植土及褐紅色、褐黃色粘土,兩者為漸變過渡關(guān)系,局部夾褐鐵礦團(tuán)塊和結(jié)核。呈土狀、碎塊狀、蜂窩狀。主要礦物有針鐵礦、赤鐵礦、少量次生石英和高嶺土等。化學(xué)成分以Fe2O3含量較高為特征,Cr2O3、MnO和Co含量亦相對(duì)較高,在次生石英發(fā)育地段,Fe2O3含量較低,SiO2含量相對(duì)增高。厚05m,圖1印尼蘇巴印鎳礦區(qū)紅土風(fēng)化殼部分礦區(qū)該段缺失或不發(fā)育。分帶示意圖腐巖是指化學(xué)成分未發(fā)生充分改變的基巖(橄欖巖)風(fēng)化物質(zhì),沒有體積改變,Fig11ZonationofLateriteWeatheringCrustofSubahinNiOrefieldofIndonesia大多仍保留原巖的結(jié)構(gòu)特征

6、。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,巖石的硬度逐漸增加,沿裂隙或節(jié)理多見網(wǎng)格狀次生石英細(xì)脈及綠色鎳硅化物薄膜。特征是與殘余紅土層相比具有較低的Fe2O3、Al2O3;與基巖相比則又具有較低的MgO、SiO2,隨著風(fēng)化程度和深度的22云南地質(zhì)27卷增加,這種差別會(huì)越來(lái)越小。腐巖帶由上至下根據(jù)顏色、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造大致可分為三個(gè)巖性層:土狀腐巖層(Sa):為紅黃色-黃紅色土狀風(fēng)化橄欖巖,偶夾塊狀、團(tuán)塊(浮

7、礫)。主要礦物有蛇紋石、橄欖石,多呈粘土狀,松散易碎,厚013m,平均厚約3。土塊狀腐巖層(Sb):為黃色、和礫石。,由上至下巖石的硬度逐漸增加,由土狀逐漸變?yōu)樗閴K狀物和褐黑色、,030m,平均厚約57m。(、淺灰色塊狀半風(fēng)化橄欖巖,多夾黃綠色土塊狀風(fēng)化橄欖巖,塊狀大塊狀逐漸變化。巖石沿節(jié)理有不同程度的蛇紋石化,底部多夾淺綠色硅酸鎳細(xì)脈和網(wǎng)格狀石英細(xì)脈或碎塊,厚01325m,平均厚35m。腐巖層各層之間及其與基巖間均為漸變過渡關(guān)系。而腐巖帶與上覆腐植土層或褐紅色粘土層之間無(wú)明顯的分界,接觸關(guān)系既可是漸變、也可能是突變?；鶐r為暗綠色、棕灰色、灰黑色橄欖巖。致密塊狀,巖石節(jié)理發(fā)育,沿節(jié)理面有不同程

8、度蛇紋石化,局部可見少量淺綠色硅酸鎳細(xì)脈。巖石中的主要礦物有橄欖石、蛇紋石、蒙脫石、少量的頑火輝石殘余物等(表1)。表1蘇巴印鎳礦區(qū)紅土風(fēng)化殼各層主要化學(xué)成份表(%)Tab11ChemicalAnalysisofLateriteWeatheringCrustofSubuhinNiOrefield巖性及層位Sa層平均值Sb層平均值Sc層平均值腐巖層平均值基巖平均值212紅土風(fēng)化殼各層含礦性紅土風(fēng)化殼各層都有不同程度的鎳、鈷礦化。從上至下,鎳在殘余紅土帶到腐巖帶的轉(zhuǎn)變過程中逐步富集,在腐巖帶的中上部的土狀-土塊狀腐巖層中達(dá)到最大富集,且品位會(huì)增高到邊界品位以上而形成礦體,少數(shù)亦可在較深的腐巖底部才

9、出現(xiàn)最大富集。鎳含量與巖石的蝕變、風(fēng)化程度有關(guān),在蛇紋石化強(qiáng)烈及硅酸鎳細(xì)脈發(fā)育部位含鎳可達(dá)工業(yè)品位以上;鈷主要在腐巖帶的上部土狀腐巖層中達(dá)到最大富集。殘余紅土層(M):上部腐殖土段鎳、鈷含量相對(duì)較低,但與普通的土壤相比又顯異常。鎳平均品位均在邊界品位以下,下部褐紅色、褐黃色粘土段鎳含量相對(duì)較高,局部地段含鎳%,平均0186%,含鈷在01010133%,平可達(dá)工業(yè)品位以上。一般含鎳012511831期何燦等:印度尼西亞紅土型鎳礦23%。均0107%,平均1131%,含鈷在01010191%,平土狀腐巖層(Sa):含鎳01164177%,是主要的鎳含礦層位和富鈷層位。均0110%,平均1%,017

10、1%,土塊狀腐巖層(Sb):含鎳01017123%,是主要的鎳含礦層位。平均0105塊狀腐巖層(Sc):,平均1107%;含鈷在0101可達(dá)工業(yè)品位以上而形成礦體,含鎳61%,平均0102%。0134%,平均0137%,而未風(fēng)化的原生橄欖巖的鎳原基巖(U)0102%(表2,圖2)。0表2印尼蘇巴印鎳礦區(qū)紅土風(fēng)化殼各層及鎳礦石礦化統(tǒng)計(jì)Tab12StatisticsofLateriteWeatheringCrustandNiMetallogenesisinSubahinNiOrefieldofIndonesia層位紅土風(fēng)化殼殘余紅土層(M)土狀腐巖層(Sa)土塊狀腐巖層(Sb)塊狀腐巖層(Sc)基

11、巖(U)鎳礦石樣品數(shù)(件)占樣品數(shù)(%)MgO(%)213鎳礦體地質(zhì)特征鎳礦體主要產(chǎn)于超基性巖巖體頂部紅土風(fēng)化殼中的風(fēng)化-半風(fēng)化橄欖巖層(腐巖層)中上部,礦體分布范圍與紅土風(fēng)化殼一致,礦體邊界大致相當(dāng)于地表紅土層和半風(fēng)化層的分界線。鎳礦體面形展布,平面形態(tài)復(fù)雜,多為似層狀、透鏡狀、條狀,在產(chǎn)狀、形態(tài)和厚度上均受地形及紅土風(fēng)化殼的發(fā)育程度控制。地形相對(duì)較為平緩的紅土風(fēng)化殼深厚地段,礦體厚度較大且較連續(xù)穩(wěn)定;山脊和坡度較陡,以及沖溝切割較深地段,礦體較薄,連續(xù)性相對(duì)較差,局部地段甚至基巖出露。鎳礦體按不同邊界品位人為圈定。對(duì)比其它已知紅土型鎳礦的礦體邊界品位劃分,如哈%,緬甸達(dá)貢山礦床為Ni114

12、%,印尼衛(wèi)古島拉姆拉利達(dá)公司礦山邊界品位為Ni018%,菲律賓蘇里高礦床為Ni017%。印尼蘇巴印鎳礦區(qū)的按姆東、西富山礦床為Ni1%的邊界品位為指標(biāo)圈定礦體,即含鎳在1%以上的紅土風(fēng)化層部分即為工業(yè)礦體。Ni1由于礦體根據(jù)化學(xué)分析結(jié)果,由含鎳大于邊界品位從礦化體中人為圈定,且樣品按每米一個(gè)連續(xù)采取,采樣時(shí)一般不區(qū)分紅土風(fēng)化殼中各層的地質(zhì)變化情況,因此礦體與礦化層之間并無(wú)明顯截然邊界。多數(shù)情況下,含鎳品位大于邊界品位以上的礦體相當(dāng)于腐巖層的上、24云南地質(zhì)27卷圖2紅土風(fēng)化殼中各層鎳、鈷、鐵、鎂礦化分布情況Fig12DistributionofNi,Co,FeandMgMetallogenes

13、isinLateriteWeatheringCrust中部,一般腐巖層的頂部界線即為礦體的頂板,但在部分地段礦體向上延伸到殘余紅土帶的褐鐵礦化層中或向下延伸到腐巖層的下部,少數(shù)情況下礦體包含了整個(gè)腐巖層。礦體內(nèi)一般不含夾石,局部地段由于風(fēng)化差異可出現(xiàn)分支。主礦體中上部土狀、土塊狀風(fēng)化層中局部有含鎳小于邊界品位的無(wú)礦間隔出現(xiàn),多系風(fēng)化層中類似于“浮礫”或“漂礫”的半風(fēng)化或弱風(fēng)化基巖團(tuán)塊造成,對(duì)礦體和礦化的連續(xù)性影響不大。鎳礦床埋深不大,一般05m。礦體的蓋層包括紅土風(fēng)化殼中的殘余紅土層及腐巖層頂部含鎳小于邊界品位的部分地段,部分礦區(qū)由于地形剝蝕,礦體可直接出露地表。礦體的底板圍巖則多以含鎳小于邊

14、界品位的塊狀風(fēng)化、半風(fēng)化橄欖巖為主,局部地段為風(fēng)化至弱風(fēng)化的蛇紋石化橄欖巖。礦體與頂、底板圍巖為漸變過渡關(guān)系,礦體的頂、底板均大致平行于地表面。而由于選擇性風(fēng)化作用、超基性巖的紅土化作用以及鎳在腐巖層中的選擇性富集作用的影響,礦體底板較礦體頂板變化要大。3礦石質(zhì)量及可利用性311化學(xué)成份變化由于礦體主要產(chǎn)于紅土風(fēng)化殼中的腐巖層中上部,礦石的化學(xué)成分與腐巖層的化學(xué)成分非常相似。礦石中TFe、Al2O3、和Cr2O3較腐巖層中的平均值稍高,而MgO和SiO2含量則相對(duì)較低:由于鎳在層狀硅酸鹽中替代了Mg,礦體中的MgO平均含量較超基性母巖低得多;礦石中其他微量元素的含量與紅土風(fēng)化殼各層中無(wú)明顯差別

15、。312礦石礦物礦石礦物也與腐巖層的礦物組成大體一致。由含鎳層狀硅酸鹽組成,按其含量多少依次為蛇紋石、蒙脫石、滑石和綠泥石。此外,還有以風(fēng)化物形式產(chǎn)出的針鐵礦和石英、頑火輝1期何燦等:印度尼西亞紅土型鎳礦25石及有時(shí)成殘余礦物形式產(chǎn)出的蛇紋石化橄欖石。礦石中還有數(shù)量不等的磁鐵礦、鉻鐵礦、褐鐵礦、硬錳礦以及極少量的黃鐵礦、黃銅礦、鎳黃鐵礦。313有用元素賦存狀態(tài)礦石中有用金屬元素主要為鎳,伴生鈷、鐵、鉻等出。根據(jù)礦石物相分析,鎳在硅酸鎳礦物中平均占19%,硫化鎳和硫酸鎳中佔(zhàn)的比例較小,分別占114%和11,數(shù)量并不多,、鐵閃石以及少量褐鐵礦中。、鎳硬錳礦、少量鎳黃鐵礦及更少量的六方硫鎳礦、,主要

16、礦物為含錳氧化礦物和錳鈷土。錳鈷土多分布在土狀腐巖層中、,呈條帶狀和殼狀賦存在殘留的樹根上;而在、充填物或鑲邊狀賦存于裂隙或節(jié)理中,在斷面或斷口上表現(xiàn)為黑色斑點(diǎn)。314結(jié)構(gòu)構(gòu)造礦石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造與腐巖層巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造類似。因此礦石中多見次生構(gòu)造,部分地段及深部礦石仍保留了原巖的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造。礦石的結(jié)構(gòu)為粗中粒結(jié)構(gòu)、假象結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、交代網(wǎng)格結(jié)構(gòu);構(gòu)造為土狀、土塊狀、致密塊狀、膠狀等。由于紅土風(fēng)化殼上部的硅酸鹽礦物分解形成的SiO2膠體沿裂隙或節(jié)理充填形成含鎳綠蛋白石、石髓脈,礦石中還可見蜂窩狀、網(wǎng)格狀構(gòu)造。315礦石類型及可利用性礦石的成因類型為紅土型硅酸鎳氧化礦石,礦石的自然類型以褐鐵礦型和

17、腐巖型為主。%以下;腐巖型礦石以高鎳低鐵褐鐵礦型礦石以低鎳高鐵低鎂為特征,含鎳一般小于114%以上。高鎂富硅為特征,含鎳一般在12%)和富鎳礦石(Ni根據(jù)礦體中Ni的含量,鎳礦石中可以分為貧鎳礦石(Ni1114%)兩類,并可以單獨(dú)圈出Ni2%以上的特富鎳礦體。根據(jù)國(guó)內(nèi)現(xiàn)行勘查規(guī)范中>114紅土型鎳礦石工業(yè)技術(shù)品級(jí)指標(biāo),礦石的工業(yè)類型按MgO的含量分為鐵質(zhì)礦石(MgO<%)、鐵鎂質(zhì)礦石(MgO1020%)和鎂質(zhì)礦石(MgO>20%)三個(gè)品級(jí)。鐵質(zhì)礦、10鐵鎂質(zhì)礦和鎂質(zhì)礦三種礦石類型可大致對(duì)應(yīng)土狀腐巖層、土塊狀腐巖層和塊狀腐巖層的礦體層位。目前國(guó)際上對(duì)紅土型鎳礦的選冶工藝已基本成熟。鎳礦體中下部的高鎳高硅鎂的鐵鎂質(zhì)和鎂質(zhì)鎳礦石,適合采用火法熔煉工藝生產(chǎn)鎳鐵產(chǎn)品,也是過去紅土鎳礦資源中的主要開發(fā)對(duì)象。而中上部的低鎳高鐵低鎂的鐵鎂質(zhì)和鐵質(zhì)鎳礦石,以往則多采用濕法提取工藝,最近幾年國(guó)內(nèi)對(duì)中上部的低鎳高鐵低鎂的褐鐵礦含鎳紅土和鐵質(zhì)鎳礦石的火法冶煉取得了重大突破,從冶煉設(shè)備上鐵高硅低部分可入高爐冶煉,而鎳高鐵鎂低的部分則用礦熱爐冶