关于印尼红土型镍成矿特点及找矿方法的建议

吕金卯2012.4

一、概况

1、镍的性质及用途：镍为银白色金属，具有高熔点、高强度、高导磁

性以及抗腐蚀的特点，在全球有色金属中，镍的消费量是仅次于铜、铝、铅、锌居第5位。由于它具有良好的机械强度和延展性和很高的化学稳定性，在空气中不氧化等特征，被用来制造不锈钢、高镍合金钢、合金结构钢、镍钴合金永磁材料、和，广泛用于飞机、雷达、导弹、坦克、舰艇、宇宙飞船、原子反应堆等各种军工，镍还可作陶瓷颜料和防腐镀层，，广泛用于电子遥控、原子能工业和超声工艺等领域。在化学工业中，镍常用作氢化催化剂。总之，由于镍具有优良性能，已成为发展现代工业、航空航天、国防工业和高水平物质文化生活的现代化体系中不可缺少的金属材料。

2、全球镍业发展及红土镍矿床的分布：根据2009年的资料显示，

全球探明镍基础储量约6900万吨，资源总量14800万吨，基础储量的72.2%为红土镍矿，27.8%为硫化镍矿。全球镍资源领域的集中度非常高，前六大镍生产企业占据了全球70%以上的产量。

镍矿床有两种类型，即经岩浆分异作用富集而成的硫化镍矿和超基性母岩经风化、淋滤作用富集而成的红土镍矿。硫化镍矿一般都是大陆板块内沿较大的构造断裂上侵到地表或近地表的超基性岩。而红土镍矿的母岩是由大陆相互碰撞、沿大陆边缘或岛弧分布的超基性岩。红土镍矿一般分布在赤道线两侧南纬-北纬15°以内的热带国家,集中分布于澳大利亚、古巴、新喀里多尼亚、巴布亚新几内亚、加拿大、南非、印尼和俄罗斯等国家。

3、中国镍金属的需求：金属镍是我国紧缺资源之一，随着世界经济发

展，全球对金属镍的需求量不断增加。我国的镍消费量居世界之首，从2005年起我国镍消费量已经成为全球第一大镍消费国，消费量约占全球镍的40%。2010年中国生产金属镍27.66万吨，进口18.3万吨，镍消费总量达到45.96万吨。2011年镍产能36.8万吨，进口19.95万吨，镍消费总量达到56.75万吨。

目前，全球约66%的精炼镍用于制造不锈钢。因此镍作为不锈钢主要合金原料之首，其产量和镍需求量息息相关。2006年全球不锈钢总产量约2800万吨，此后随着国际不锈钢产量的持续、迅速增加，尤其是中国产能的明显增涨，不锈钢的产量直接刺激了全球镍需求的急速上升，并导致全球供需失调，加上投机炒作等推波助澜，造成2006年镍价持续飙涨，达到18万元人民币/吨。中国不锈钢的产量开始牵动全球不锈钢总产量的走势。2011年中国从印尼进口的镍矿石占总量的52%。目前全球镍金属行业将资源开发利用的重点放在红土型镍矿资源上面，国家为了构建矿产资源安全保障体系，积极鼓励开展境外地质矿产勘查。

4、印尼红土镍矿资源：印尼是世界镍矿资源大国，也是世界上镍资

源的主要出口国之一。截至2008年，印尼的镍储量、基础储量分别是320万吨(金属量)、1300万吨（金属量）。分别约占世界总量的4.6%和11.54%。居世界第5位。印尼镍矿多数属于红土型镍矿床，平均矿石品位1.5-2.5%。主要分布在苏拉威西群岛的西部、东部和南部，矿带可以从中苏拉威西追踪到哈尔马赫拉、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等地区。2011年，印尼在全球镍矿产能(21.12万吨)中的份额占到12%，但精炼镍产能(1.97万吨)占全球的1%。很显然弥补这一差距，引发了印尼政府对红土镍矿深加工的要求，这将吸引巨大投资到印尼进行有色金属的深加工。

进入二十一世纪后，我国很多矿业投资人和地质勘查单位，赴印尼开展红土型镍矿的勘查开发工作，对红土型的镍矿的地质特征、成因、找矿方法和开发方式等研究积累了一些经验。印尼红土型镍矿为地表风化壳型矿床，为含镍超基性岩体的风化-淋滤-沉积物，其特点归纳如下： (1）矿床分布相对集中：印尼红土型镍矿多集中分布在热带-亚热带雨林地区，苏拉威西岛分布广泛而且相对集中； (2)矿床规模大：红土型镍矿一般多个矿体集中连片分布，分布面积从几平方千米到几百平方千米，规模均可达大型或超大型，蕴藏的镍金属量十几万吨到几百万吨，甚至可达上千万吨。红土型镍矿的矿体埋藏浅，适宜大规模露天开采，而且开采成本较低； (3)矿床类型简单：红土型镍矿属于超基性岩风化淋积矿床，镍矿体产于超基性岩上部的红土风化壳中。矿体呈似层状面形展布，分布范围与红土风化壳基本一致，受地形控制明显；

(4) 找矿标志明显：大面积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。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，则有利于镍矿床的形成、发育和保存。

(5) 矿石类型相对复杂：镍矿体的矿石自然类型以褐铁矿型和腐岩型为主，工业类型为硅酸镍氧化矿石（即红土镍矿）。矿体中镍主要以类质同象或吸附状态分散在相关矿物中，层状分布比较均匀，镍矿体多伴生或共生铁、镁、钴、铬、锰等元素。这些元素及在矿石中的赋存状态，决定了不宜采用选矿的方法来提高矿石的品位，只能通过直接冶炼的方法生产镍及镍铁等半成品；

（6）冶炼是长久之路：印尼红土镍矿丰富，找矿难度不大。但由于该类型矿床多产于不发达地区，交通、能源、电力落后，加之印尼国家禁止出口原矿后对直接销售带来的严重影响，因此，开发红土镍矿的根本之路在于冶炼。红土镍的冶炼方法有两种，一是湿法提取纯镍，此方法投资较大，一般生产一吨金属镍的投资约在2490万元左右。二是火法生产镍铁，生产一吨镍铁的投资约为4万元，因此，开发红土镍生产镍铁是相对较好的方法。

二、苏拉威西岛的矿床地质

1、红土镍的成矿特点：红土镍矿床产于富镁超基性岩红土风化壳，矿

化剖面自上而下出现红土层→腐岩层→基岩层，具有垂向分带的特点。红土镍矿的载矿物是铁质氧化物，镍矿石产在红土剖面中下部,载镍矿物为镍蛇纹石、镍滑石等含水层状硅酸盐矿物。根据Kolonodale一带矿床的地球化学分析显示,沿矿化剖面元素地球化学分异非常显著,Ni次生富集效应明显，超基性岩在红土化过程的元素地球化学行为具有多样性,Fe、Al、Ti、Cr属残留富集组分,Si、Mg属淋滤缺失组分,Mn、Ca、Co、Ni属次生富集组分。Kolonodale一带的矿床属于原地自生硅酸盐型红土镍矿床,其发育受地质背景、气候条件和地形地貌等环境条件的综合制约。富镁超基性岩良好的构造组合、稳定的大地构造环境、湿热热带雨林气候、有利地形地貌等，均是成矿有利条件。综合分析认为,印尼苏拉威西岛Kolonodale一带矿床的成矿过程可划分为：腐岩化、红土化和次生富集3个成矿阶段。

勘查区位于中苏拉威西省东南部，基本为山地，地势东高西低。东部为中山区，海拔400m以上。西部濒临内海一线，为低山-丘陵区，海拔200m以下。属于季风型热带雨林气候，高温多雨，雨量充沛，湿度大。区内林密树高，地表有部分露头。区内出露的岩石主要为超基性岩、泥岩、石灰岩、板岩、千枚岩等。区内的红土型镍矿的主要特点有:

1)矿床成因:地壳表层富含Fe、Ni的超基性岩在大气、水、生物等条件的长期作用下，发生物理的、化学的、生物的变化，从而使有用的含镍矿物堆积,形成红土型镍矿，在质量上基本能够满足工业开采的要求；

2）形成时代及分布：红土镍为第三纪和第四纪的产物，主要分布于中低纬度热带亚热带的湿润炎热地区,受气候条件控制特征明显；

3）产状及物质组成：矿床分布范围与原生岩石或矿体出露的范围基本一致，呈覆盖层分布，为面型矿体，埋藏浅，矿物组成多为比较稳定的元素和矿物，如：TFe、Mn、Al的氢氧化物，高岭土、磷酸盐、含镍硅酸盐等,工业指标:Ni含量在0.8%-2%（硅酸镍含量）。

2、印尼红土型镍矿地质特征

1）红土风化壳结构分带：超基性岩红土风化壳上部风化程度较高以土状为主，间夹团块状蛇纹石化，存在明显的分化带，从上至下为残余红土带、腐岩带、基岩。残余红土带即盖层，由红色褐铁矿组成，以铁高镁低为特征；红色红土带、红色、黄色土块状岩或浅黄色至浅灰色块状岩；形成风化壳带的基岩超基性母岩。

腐岩是指化学成分未发生充分改变的基岩（橄榄岩）风化物质，没有体积改变，大多仍保留原岩的结构特征。多为红黄色、黄色至浅黄绿色，呈土状、碎块状、块状石化橄榄石和网格状次生石英碎块，沿裂隙或节理多见黑褐色铁锰质细脉及绿色镍硅化物，局部夹大块弱风化或未风化的橄榄石团块；向下逐渐变为碎块状、块状，岩石的硬度逐渐增 加，沿裂隙或节理多见网格状次生石英细脉及绿色镍硅化物薄膜。特征是与残余红土层相比 具有较低的Fe0、A1O3；与基岩相比则又具有较低的MgO.S0，随着风化程度和深度的增加，这种差别会越来越小。

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A、红土层（残余红土带）：为褐红色腐植土及褐红色、褐黄色粘土，两者为渐变过渡关系，局部夹褐铁矿团块和结核。呈土状、碎块状、蜂窝状。主要矿物有针铁矿、赤铁矿、少量高岭土等。化学成分以Fe2O3含量较高为特征，CrO3、

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MnO和Co0含量亦相对较高，在有次生石英发育地段，Fe2O3含量较低，SiO2含量相对增高，厚0〜5m，部分矿区该段缺失或不发育。

B、红黄色、黄色土块状风化(土夹石）：红黄色一黄色土状风化橄岩厚0-13.4m，平均厚约为3.26m。为主要含矿层位。腐(风化蚀变榄岩带)。

C、黄色、浅灰色块状半风化橄榄岩：厚度变化较大，为1O-20m，平均厚3.74m。沿节理有不同程度蛇纹石化，底部多夹浅绿色硅酸镍细脉和石英碎块。为主要含矿层位。

D、超基性岩带：棕灰色.灰黑色岩：呈致密块状，岩石节理发育，沿节理面有不同程度蛇纹石化局部可见少量浅绿色硅酸细脉。

三、红土镍勘查方法的选择

但如何高效、快捷的勘查、评价的研究目前还不多。虽然在我国红土型镍矿是一种熟知的镍矿床类型，但在国外找矿依然面临着许多挑战，主要表现在以下几个方面：

1、在印尼进行红土镍的地质工作，由于工作程度很低，获得的地质资料寥寥无几。红土镍矿是很难用“目估法”来确定矿石的品位的，只能通过现场踏勘、用化探、物探和钻探取样分析测试的传统方法圈定矿区范围；

2、圈定矿区开采范围后，通过加强地质工作控制程度和采样密度,用化学分析方法确定矿石品位，求出资源量/储量。因此对勘查区的评价周期较长，评价要求比较严格；

3、工作区属于热带雨林气候，植被茂盛，地表观察困难，工作环境恶劣，

地质勘查的后勤保障显得十分重要。