热带地区红土型镍矿风化壳元素迁移富集规律研究——以菲律宾南部苏里高Pili镍矿为例

位于东南亚热带地区的菲律宾和印度尼西亚是世界上主要的红土型镍矿产区。在菲律宾南部的苏里高(Surigao)地区广泛分布红土型镍矿床,矿床类型属于含水镁硅酸盐型。本文主要通过对菲律宾苏里高地区Pili红土型镍矿详细的野外地质调查,结合红土风化壳剖面的矿物学组成及地球化学特征来探讨热带地区红土风化壳的分层特征及元素迁移富集规律。根据矿物组成特征将Pili红土型镍矿风化壳剖面自上而下分为四层：黏土层、红土层、腐岩层以及基岩。其中腐岩层镍含量可达1%以上,是主要的镍含矿层。红土剖面地球化学特征显示红土层呈现富Fe、Mn贫Si、Mg的特征。上部黏土层相对红土层反而出现富Al、Si、Cr、Ni贫Fe、Mn的特征。区别于常见的红土型镍矿,Pili镍矿红土层反而呈现贫镍的特征。剖面元素迁移率特征显示,黏土层经历了强烈的Si、Mg、Fe、Mn流失,红土层经历了Mg、Si等元素的强烈流失以及Fe、Mn等元素中等程度的流失。下层腐岩层中经历了Fe、Mn、Cr等元素的富集以及镍的强烈富集。由此我们提出三阶段过程来解释Pili红土型镍矿的元素迁移和富集：腐岩发育阶段、红土发育阶段以及晚期溶解再沉淀阶段。腐岩初始发育阶段未发生明显的元素迁移流失。红土初始发育阶段受地表流体的影响发生了强烈的Mg、Si等元素的流失。红土初始形成以后,受热带地区强降水作用影响,后期还原性地表流体不断淋滤使其上部还经历了强烈的Fe、Mn流失而形成黏土层。中部的红土层也相应发生了强烈的镍流失和中等程度的Fe、Mn流失。该阶段强烈的元素迁移可能是热带地区红土型镍矿风化壳所特有的特征。流体淋滤携带的镍逐渐由红土层向下迁移,并以含镍镁硅酸盐的形式最终富集在腐岩层中。本研究的发现对该区红土型镍矿找矿勘查工作具有重要指示意义。     

印度尼西亚苏拉威西岛-北马露姑群岛红土型镍矿的成矿地质规律研究

印度尼西亚苏拉威西岛―北马露姑群岛位于环太平洋成矿域与古特提斯成矿域交汇部位,拥有北科纳威、苏巴印、马布里等重要红土型镍矿床。研究表明:方辉橄榄岩、二辉橄榄岩、纯橄榄岩及其蚀变岩石是最有利的成矿母岩,白垩系、三叠系镁质超基性岩,镍品位与基岩的富集比3.3~5.48,风化后可形成大型或超大型红土型镍矿床。成矿作用经历了腐岩化阶段、红土化阶段、次生富集阶段。     

土壤地球化学测量在菲律宾红土型镍矿勘查中的应用

通过在菲律宾迪纳加特岛红土型镍矿勘查区开展土壤地球化学测量工作,发现了一批有价值的地球化学异常。根据红土型镍矿的成矿地质条件与特征,评价了异常区的找矿潜力,圈定了红土型镍矿的找矿靶区,并在靶区的工程查证中取得了较好的找矿效果。工作效果证明,土壤地球化学测量方法对于红土型镍矿的找矿具有高效、快速和低成本的优势。     

超基性岩红土风化壳的含矿性分析与快速找矿勘探方法

红土型镍矿是超基性岩受风化作用的产物, 而矿体内因残留有原超基性岩的副矿物——铬铁矿、钛铬铁矿、钒钛铁矿、钛铁矿等, 以及风化作用形成的赤铁矿、褐铁矿、硅酸镍矿、含钴的锂硬锰矿、钾硬锰矿等, 使得矿石成为非常特征的富铁、铬、锰、镍、钴、钒“天然合金矿石”。更因其矿床规模巨大, 埋藏浅, 易于勘探与露天开采, 已逐渐被规模化开发利用, 成为重要的镍原料开采对象。本文以印尼北科纳威地区的矿床为例, 试图对该类矿床的形成机理与找矿勘查方法作一些分析与总结。     

印度尼西亚苏拉威西岛某红土型镍矿床地质特征及成因浅析

文章通过对印度尼西亚苏拉威西岛某红土型镍矿床的成矿地质条件、矿床地质特征、矿石类型变化规律及矿床成因的分析与研究,认为矿床是由超基性岩橄榄岩在热带及亚热带常年高温、雨旱交替且年降雨量较大的地区经风化、淋滤、沉积富集而成矿;与在中生代、新近纪、第四纪的热带、亚热带气候条件下形成的蛇纹岩风化壳有关.     

红土镍矿小常识

目前,全球已探明的镍储量约为1．6亿t,其中硫化矿约占30％,红土镍矿约占70％。硫化镍与红土型镍同产于一个超基性岩带,但并不是在同一矿床内垂直向上共生,即并不像铜矿床那样,次生富集带的铜矿下方通常均有原生硫化铜矿。由于硫化镍矿资源品质好,工艺技术成熟,     

超基性岩红土风化壳中铂族元素(PGE)的地球化学特征及其表生行为:来自印尼与中国不同气候环境红土剖面的对比研究

选择印度尼西亚苏拉威西岛Kolonodale地区和中国云南省元江地区的两处红土剖面为研究对象,对比研究不同气候环境下PGE在超基性岩红土风化壳中的地球化学特征及其表生行为。测试数据表明,PGE在两例红土剖面中都表现出了不同程度的表生富集效应,相对于基岩的最大富集系数分别达5.42(Kolonodale剖面)和6.52(元江剖面),并且PGE在风化产物中的富集系数与样品的红土化强弱指标(S/SAF值)关系密切。但PGE在两例剖面中的垂向分布特征明显不同,它们的含量曲线分别呈"哑铃状"(Kolonodale剖面)和"倒勺子状"(元江剖面)。地球化学证据指示,风化壳中的PGE主要源自基岩中的铬铁矿,它在超基性岩红土化过程中的表生行为与Fe和Cr等元素高度一致,显示出残余富集的习性。这种机制导致了PGE富集段出现在元江和Kolonodale风化壳剖面的上部(红土层)。此外,气候环境通过制约基岩的红土化程度来对PGE的表生行为产生影响。Kolonodale剖面的红土化程度高于元江剖面,PGE在强烈红土化作用下会在风化壳内部发生迁移再分配,这是导致在Kolonodale剖面的腐岩层中也出现PGE富集现象的可能机制。研究进一步证实,Pd和Os在红土化程度较高的风化壳中活动迁移性较强,它们会与Pt、Ir、Ru和Rh等元素发生相对明显的内部分异。除此之外,在超基性岩红土化过程中IPGE与PPGE之间或PGE内部各单项元素之间的内部分异现象并不显著。     

硫酸盐结晶法分离富集红土型镍矿酸溶浸出液中镍的实验研究

红土型镍矿中镍的常压酸溶浸出是近年来国际上研究的热点。本文对红土型镍矿常压硫酸浸出液中镍的分离富集进行了初步的实验研究。不同条件的硫酸盐结晶实验表明,红土镍矿硫酸常压浸出液硫酸盐结晶析出晶体主要为MgSO4.H2O。析出晶体中除了金属元素Mg,还有少量的Fe和Ni,并且Fe/Ni较原矿中大大缩小。该硫酸盐析出晶体利于后续处理中金属Ni的进一步富集回收。利用硫酸盐结晶过程富集与回收红土型镍矿常压硫酸浸出液中镍的方法,既减少能源消耗,又有利于环境保护,是一种简单易行且成本低廉的绿色生产工艺。     

东南亚典型红土型镍矿床的成矿特征与找矿思路

镍矿石主要来自2种矿床类型:硫化物型和红土型,其中硫化物型镍占总储量28%,而红土型镍占到72%(Elias,2002)。硫化物型镍矿床品位高、杂质少和易选冶,一直以来是全球镍金属提炼的主要矿石来源。当前,国际上大多数硫化物型镍矿山的资源储量已不容乐观,重视红土型镍矿床的勘探开发和利用势在必行(Gleeson et al.,2003;王     

超基性岩红土风化壳中镍的表生富集规律及矿化结构研究 ——以印尼苏拉威西岛Kolonodale矿区为例

文章选取印尼苏拉威西岛Kolonodale红土型镍矿区为研究区,对201个浅井剖面共采取3 161件风化壳样品,进行了w(Ni)值的测试,以揭示超基性岩红土风化壳中Ni的表生富集规律及矿化结构特征。研究结果表明,在平面上,矿区内风化壳的w(Ni)平均值的高低与地形地貌关系密切。斜坡带、坡脚堆积带的风化壳为含镍高值区,其w(Ni)值为0.8%~1.8%;山顶平台区、山脊的风化壳为含镍低值区,其w(Ni)值为0.7%~1.4%。在垂向上,风化产物的w(Ni)值的高低与取样深度及样品属性密切相关。w(Ni)值随着红土带→腐岩带→基岩带的变化出现低值(0.85%~1.55%)→高值(1.15%~4.75%)→低值(≤0.55%)的波动变化规律。矿层的产状(分布、深度、厚度)与风化壳产状之间表现出明显的正相关关系。矿区内的低品位矿层〔1.5%≤w(Ni)≤2.0%〕和高品位矿层〔w(Ni)≥2.0%〕单独或组合发育,产出"正常型双层矿化"、"倒置型双层矿化"、"低品位单层矿化"、"高品位单层矿化"和"叠层矿化"等5种矿化结构类型。综合分析认为,富镁及中等程度蛇纹石化的超基性岩母岩、热带雨林气候环境是矿区内发育富镍红土风化壳的首要条件。吸附、离子交换以及次生沉淀等3种成矿作用的共同发育,导致了红土风化壳中Ni表生矿化的连续性、矿石类型的多样性及特高品位矿石的形成。矿床中矿化结构类型的多样化是区域构造背景、地形地貌、构造发育、水文条件等诸多因素耦合作用的结果。文章指出,在今后的红土型镍矿床的找矿勘查过程中,需要综合考虑各类内、外生控矿因素对矿床发育的影响,总结矿区尺度的矿化结构规律,可有效地指导矿床勘查工作。     

热带地区碳酸盐岩上覆红色风化壳的成因机理及元素演化

开展热带岩溶地区红色风化壳元素地球化学演化规律研究,有助于丰富碳酸盐岩风化成土理论的认识。在越南北部选取典型的碳酸盐岩风化剖面,分析热带气候条件下碳酸盐岩上覆红色风化壳中主量元素的物质来源和演化特征。结果表明:无论Ti/Zr的元素比值分析,Hf-Zr、Nb-Ta及Sm-Nd的元素对协变分析,还是上地壳元素平均值(UCC)标准化分析,两个剖面的上覆风化壳均显示原地残积的特征,即两个剖面是碳酸盐岩的原位风化产物。碳酸盐岩风化成土过程中,CaO、MgO淋失明显,Al_2O_3和Fe_2O_3发生富集,显示两个剖面均经历较强的风化过程,但是白云岩和灰岩剖面有一定的分异特征。越南北部白云岩风化剖面从基岩到上部土层显示出稳定的Ti-Fe元素共富集特征,而灰岩剖面中Fe的增长速率明显超过Ti。白云岩上覆风化壳经历了强烈的风化作用,其脱硅作用弱于灰岩风化剖面,而富集铝的作用强于灰岩。迁移系数的演化规律说明两个剖面中长石成分(钾长石、钠长石等)或次生矿物(伊利石等)在风化成土过程中逐渐分解,同时Al、Fe、Si等稳定元素的在风化剖面中不断富集。     

沙尾风化壳高岭土矿床的研究

广东沙尾高岭土矿属残积型风化壳矿床,分为白云母二长花岗岩钠化高岭土矿和斑状二长花岗岩高岭土矿。矿石主要组成矿物包括高岭石、埃洛石,伊利石及石英,含少量长石。原矿石SiO_2高达67—70％,Al_2O。20—23％,精矿SiO_2 47—50％,Al_2O_3 33—36％。矿石铁、钛含量低,SiO_2/Al_2O_3在2.2—2.5之间。高岭土的成矿作用分为前期热液蚀变阶段和后期表生风化阶段,前期主要以钠长石化和白云母化为主,后期通过地表水淋洗发育成高岭土风化壳。     

东南亚红土镍矿床地质地球化学特征及成因探讨 ——以印尼苏拉威西岛Kolonodale矿床为例

Kolonodale矿床是东南亚红土镍矿带上一处典型矿床,位于印度尼西亚苏拉威西岛东部。矿床产自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→基岩层垂向分带。红土镍矿石产在红土剖面上部,载镍矿物是铁质氧化物。硅镁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。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。通过典型矿床对比,Kolonodale矿床属原地自生硅酸盐型红土镍矿床,其发育受地质背景和地表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,Kolonodale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。     

黔东南煌斑岩类风化壳中稀土元素富集特征及找矿意义

以往研究认为煌斑岩类及其风化壳因规模小且稀土元素难以高度富集,不易形成稀土元素矿床。然而,本文通过对黔东南麻江隆昌、龙山、大塘、石板寨及和尚坟地区20件风化煌斑岩类中稀土元素进行测试分析发现,风化煌斑岩类中稀土元素含量普遍偏高,ΣREE+Y介于558. 78×10-6~2409.94×10-6(平均1461.21×10-6),其中LREE平均1346.44×10-6,HREE平均53.52×10-6,稀土元素具有高度富集甚至成矿的潜力。其中石板寨、和尚坟煌斑岩风化程度较强,稀土元素富集程度较高,隆昌、龙山等地煌斑岩风化程度相对较弱,稀土元素富集程度相对较低。煌斑岩类风化壳中高度富集轻稀土元素,且以La、Ce、Nd、Pr相对富集为特征。电子探针分析表明,风化煌斑岩类中稀土元素多以稀土独立矿物形式存在,其中以独居石为主。     

东南亚红土镍矿床地质地球化学特征及成因探讨——以印尼苏拉威西岛Kolonodale矿床为例

Kolonodale矿床是东南亚红土镍矿带上一处典型矿床,位于印度尼西亚苏拉威西岛东部。矿床产自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→基岩层垂向分带。红土镍矿石产在红土剖面上部,载镍矿物是铁质氧化物。硅镁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。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。通过典型矿床对比,Kolonodale矿床属原地自生硅酸盐型红土镍矿床,其发育受地质背景和地表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,Kolonodale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。     

Chrome spinels and accessory mineralization in the weathering crust of the Vladimir deposit,Varshavsky ultramafic massif,southern Urals

The paper presents the characteristics of chrome spinels from an ore-bearing packet of the Vladimir chromite deposit. Three main types of chrome spinels are distinguished by morphology and chemical composition: medium-chrome ore-forming, high-chrome transformed, and low-chrome relict accessory. The significant role of weathering conditions is expressed in alteration of accessory chrome spinel. The formation of high-chrome spinels is explained by the hydrothermal effect of the Varshavsky granitoid massif with accompanying dikes and talc–carbonate metasomatic rocks. Characteristic accessory minerals are represented by native gold and nickel, millerite, pentlandite, chalcopyrite, maucherite, PGE sulfides, and picroilmenite.     

The Avebury Ni deposit,Tasmania: A case study of an unconventional nickel deposit

The Avebury Ni deposit, which has a resource of 260,000 tons of Ni at a grade of 0.9%, is a unique example of a significant Ni sulfide deposit associated with an ophiolite sequence; the deposit is unique because it was formed by hydrothermal processes and also because ophiolites are generally considered unprospective for magmatic Ni sulfide mineralization. The deposit is hosted by Middle Cambrian cumulate peridotite and dunite rocks that were most probably formed from S-poor boninitic magmas. The mineralization, which consists principally of pentlandite, occurs in both serpentinites and skarns in the ultramafic cumulates. The ultramafic rocks are variably metasomatised as the result of the intrusion of the Late Devonian Heemskirk granite. Sulfide-rich and sulfide-poor portions of the ultramafic rocks are variably enriched in W, Bi, U, Pb, Mo, Sn and Sb relative to the primitive mantle. Modest to strong correlations between Cu, Au, Pd, REE, Sn, Mo, W and Ni provide strong evidence that the mineralization is hydrothermal in origin. In situ metasomatism of a magmatic Ni sulfide deposit is ruled out on the basis of poor or negative correlations between Ir, Ru, Rh and Pt when compared to Ni. Although the sulfide-free ultramafic rocks have high Ni contents, this Ni would have been unavailable to the ore-forming fluids as it was hosted in inaccessible sites, such as oxides and silicates. The strong correlations between Au, Pd and Ni suggest that the source of the Ni was magmatic sulfides somewhere at depth that not only have high Ni but also elevated Pd and Au contents.     

The formation and evolution of the Bitincke nickel laterite deposit, Albania

The Bitincke nickel laterite deposit, located in the south east of Albania, contains an estimated ore resource of 35.6?Mt of nickel ore with a grade of 1.2?% Ni. The deposit developed on peridotites within Late Jurassic ophiolites which were obducted in the Early Cretaceous and which form part of the Albanian Mirdita ophiolite zone. Limestones and conglomerates overlying the deposit delimit the minimum age of lateritization to the mid-Eocene. The laterite is composed of two distinct ore zones characterized by silicate nickel and iron oxide phases. Within the silicate zone, Ni concentrations reach a maximum of 1.5?wt% and although laterally and vertically variable this zone is typically characterized by olivine and serpentine at the base of the horizon which are gradually replaced by secondary silicates and iron oxides up section. The boundary between the silicate and the oxide zone above is normally sharp and characterized by an increase in Fe₂O₃ (from ~10 to 80?wt%), decreases in SiO₂ (from ~30 to 5?wt%) and a dramatic reduction in MgO content (from ~10 to 0.1?wt%). The oxide horizon is dominated by goethite and displays relatively little variation in textural morphology or geochemistry. Nickel concentrations are greatest near the base of this zone, reaching a maximum of 2.3?wt%. Weathering profile formation and variation in the thickness of the deposit was controlled by the interaction between topography, faulting and protolith fracture density. The oxide zone formed on topographic highs was subject to increased rates of erosion, whereas the laterite profile within topographic lows, and in areas of relatively high fracture density, tends to be thicker due to increased permeability. The most substantive sections of the Ni laterite weathering profile developed in small fault controlled basins and were preserved by the deposition of a sequence of limestones and mudstones.