巴布亚新几内亚镍元素地球化学特征及成矿潜力

doi:10.13745/j.esf.sf.2024.10.30

地学前缘 ›› 2025, Vol. 32 ›› Issue (1): 183-193.DOI: 10.13745/j.esf.sf.2024.10.30

• 环太平洋成矿带战略资源地球化学调查评价 • 上一篇下一篇

巴布亚新几内亚镍元素地球化学特征及成矿潜力

赵宇浩¹^,²^,³(), 杨志明³^,^*(), 朱意萍¹^,^*(), Kumul CONRAD⁴, 杜等虎⁵, Mosusu NATHAN⁴, 王天刚¹, 姜瀚涛¹, 姚仲友¹

1.中国地质调查局南京地质调查中心, 江苏南京 210016
2.中国地质大学(北京), 北京 100083
3.中国地质科学院地质研究所, 北京 100037
4.巴布亚新几内亚矿产资源局, 莫尔兹比港 121
5.中国黄金集团有限公司, 北京 100011

收稿日期:2024-07-25 修回日期:2024-10-13 出版日期:2025-01-25 发布日期:2025-01-15
通信作者: *杨志明(1978—),男,研究员,主要从事大陆碰撞成矿作用研究工作。E-mail: zm.yang@hotmail.com;朱意萍(1988—),女,高级工程师,主要从事境外地质矿产调查和国际矿业研究工作。E-mail: 49120202@qq.com
作者简介:赵宇浩(1989—),男,博士,高级工程师,主要从事矿产地质调查和勘查技术方法研究工作。E-mail: zhao61060427@126.com
基金资助:
中国地质调查局地质调查项目(DD20230129);国家重点研发计划项目(2021YFC291804)

Geochemical characteristics and metallogenic potential of nickel in Papua New Guinea

ZHAO Yuhao¹^,²^,³(), YANG Zhiming³^,^*(), ZHU Yiping¹^,^*(), Kumul CONRAD⁴, DU Denghu⁵, Mosusu NATHAN⁴, WANG Tiangang¹, JIANG Hantao¹, YAO Zhongyou¹

1. Nanjing Center, China Geological Survey, Nanjing 210016, China
2. China University of Geosciences (Beijing), Beijing 100083, China
3. Institute of Geology, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037, China
4. Mineral Resources Authority of Papua New Guinea, Port Moresby 121, Papua New Guinea
5. China National Gold Group Co.,Ltd., Beijing 100011, China

Received:2024-07-25 Revised:2024-10-13 Online:2025-01-25 Published:2025-01-15

摘要/Abstract

摘要：

巴布亚新几内亚位于太平洋板块和印度-澳大利亚板块的汇聚边缘,由3个构造单元组成。巴布亚新几内亚发育两种镍矿化类型。2015—2018年开展的巴布亚新几内亚国家尺度地球化学填图,在高地地区、巴布亚半岛和新几内亚群岛采集了1 399件水系沉积物样品。本文研究了巴新镍的地球化学背景、空间分布特征和成矿潜力。巴新镍含量在2.7~2 430.0 μg/g之间,中位数(地球化学基准值)为42.0 μg/g,接近上地壳镍元素丰度,高于欧洲、澳大利亚、北美和中国的镍地球化学基准值。由于广泛发育镁铁质-超镁铁质岩浆岩,由巴布亚褶皱带、新几内亚冲断带、奥罗褶皱带、东部褶皱带、东巴布亚复合地体、巴布亚群岛、伯瓦尼-托里塞利地体和菲尼斯特雷地体组成的中央弧陆碰撞带的镍基准值高于美拉尼西亚岩浆弧。地球化学图中,四月蛇绿岩、马鲁姆蛇绿岩和巴布亚超镁铁质岩带等蛇绿杂岩体与高镍含量的区域具有高度耦合对应关系。通过本次工作,圈定了7处镍地球化学省和8处镍地球化学异常区,主要分布于新几内亚逆冲带。8处异常区均具有发育红土型镍矿的潜力,可作为下一阶段巴新镍矿找矿方向。

关键词: 国家尺度地球化学填图, 镍, 异常, 红土型矿化, 巴布亚新几内亚

Abstract:

Located at the convergent boundary of the Pacific and Indo-Australian Plates, Papua New Guinea (PNG) consists of three tectonic units and features two nickel mineralization types. National-scale geochemical mapping was conducted in PNG between 2015-2018, where 1399 samples of stream sediments were collected from the Highlands Region, Papua Peninsula, and New Guinea Islands. This paper reports preliminary study of the geochemical background, spatial distribution characteristics, and metallogenic potential of nickle in PNG. The nickle concentration ranged between 2.7-2430.0 μg/g, with a median value of 42.0 μg/g, close to the Ni abundance in the Earth’s upper crust and higher than the geochemical baselines of nickle in Europe, Australia, North America, and China. With widely developed mafic-ultramafic magmatic rocks, the Central Arc Land Collision Zone-consisting the Papuan Fold Belt, New Guinea Thrust Belt, Finisterre Terrane, Aure Fold Belt, Eastern Fold Belt, and Eastern Papuan Composite Terrane—had higher nickle baseline level than the Melanesian Arc. The ophiolitic complexes, such as the April ophiolite, Marum ophiolite, and Papua ultramafic belt, showed good correlation with Ni-enrichment areas. Seven nickle geochemical provinces and eight nickel anomaly areas with laterite mineralization potential were delineated.

Key words: national-scale geochemical mapping, nickel, anomaly, laterite mineralization, Papua New Guinea

中图分类号:

P595

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ZHAO Yuhao, YANG Zhiming, ZHU Yiping, Kumul CONRAD, DU Denghu, Mosusu NATHAN, WANG Tiangang, JIANG Hantao, YAO Zhongyou. Geochemical characteristics and metallogenic potential of nickel in Papua New Guinea[J]. Earth Science Frontiers, 2025, 32(1): 183-193.

图/表 11

参考文献 48

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名称	矿床/矿化点	经度	纬度	矿化类型
Mambare	矿床	147.75°E	8.78°S	红土型
Ramu	矿床	145.20°E	5.57°S	红土型
Sewa Bay	矿床	151.01°E	10.03°S	红土型
Wowo Gap	矿床	148.92°E	9.55°S	红土型
Koreppa	矿床	147.22°E	7.96°S	红土型
Bovio Hill	矿床	147.03°E	7.75°S	红土型
Frieda River	矿床	141.93°E	4.67°S	红土型
Lake Trist	矿床	146.95°E	7.50°S	红土型
MtBwbweso	矿化点	151.00°E	10.03°S	红土型
Kumusi River	矿化点	148.02°E	8.97°S	红土型
Paiawa Drainage	矿化点	147.21°E	7.61°S	与层状基性-超基性侵入岩有关
Menyama	矿化点	146.01°E	7.15°S	红土型
Fu River	矿化点	141.86°E	4.98°S	与层状基性-超基性侵入岩有关
Hak River	矿化点	141.67°E	4.92°S	与层状基性-超基性侵入岩有关
Korosameri River	矿化点	142.95°E	4.86°S	红土型
Sitipa River Headwaters	矿化点	142.72°E	4.74°S	红土型
Cloud Mountain	矿化点	143.04°E	4.43°S	红土型
Oenake Mountain	矿化点	141.04°E	2.68°S	红土型
Adau River	矿化点	148.75°E	9.85°S	与层状基性-超基性侵入岩有关

名称	矿床/矿化点	经度	纬度	矿化类型
Mambare	矿床	147.75°E	8.78°S	红土型
Ramu	矿床	145.20°E	5.57°S	红土型
Sewa Bay	矿床	151.01°E	10.03°S	红土型
Wowo Gap	矿床	148.92°E	9.55°S	红土型
Koreppa	矿床	147.22°E	7.96°S	红土型
Bovio Hill	矿床	147.03°E	7.75°S	红土型
Frieda River	矿床	141.93°E	4.67°S	红土型
Lake Trist	矿床	146.95°E	7.50°S	红土型
MtBwbweso	矿化点	151.00°E	10.03°S	红土型
Kumusi River	矿化点	148.02°E	8.97°S	红土型
Paiawa Drainage	矿化点	147.21°E	7.61°S	与层状基性-超基性侵入岩有关
Menyama	矿化点	146.01°E	7.15°S	红土型
Fu River	矿化点	141.86°E	4.98°S	与层状基性-超基性侵入岩有关
Hak River	矿化点	141.67°E	4.92°S	与层状基性-超基性侵入岩有关
Korosameri River	矿化点	142.95°E	4.86°S	红土型
Sitipa River Headwaters	矿化点	142.72°E	4.74°S	红土型
Cloud Mountain	矿化点	143.04°E	4.43°S	红土型
Oenake Mountain	矿化点	141.04°E	2.68°S	红土型
Adau River	矿化点	148.75°E	9.85°S	与层状基性-超基性侵入岩有关

大陆/国家	分析方法	样品类型	镍元素基准值/(μg·g^-1)
欧洲^[32]	ICP-AES	底部土壤	18.0
		顶部土壤	14.0
		水系沉积物	16.0
澳大利亚^[33]	ICP-MS	顶部沉积物	9.8
澳大利亚^[33]	ICP-MS	底部沉积物	11.6
美国和加拿大^[34]	ICP-MS	A层土	13.8
美国和加拿大^[34]	ICP-MS	C层土	18.2

大陆/国家	分析方法	样品类型	镍元素基准值/(μg·g^-1)
欧洲^[32]	ICP-AES	底部土壤	18.0
		顶部土壤	14.0
		水系沉积物	16.0
澳大利亚^[33]	ICP-MS	顶部沉积物	9.8
澳大利亚^[33]	ICP-MS	底部沉积物	11.6
美国和加拿大^[34]	ICP-MS	A层土	13.8
美国和加拿大^[34]	ICP-MS	C层土	18.2

构造单元	样品数	镍含量/(μg·g^-1)
构造单元	样品数	最小值	25%	50%	75%	最大值	平均值	几何平均值
巴新	1 399	2.7	26.6	42.0	68.8	2 430.0	70.4	42.9
中央弧陆碰撞带	1 049	5.6	33.4	50.6	78.5	2 430.0	84.6	54.3
美拉尼西亚岩浆弧	350	2.7	12.4	22.1	36.3	263.0	28.1	21.3
巴布亚褶皱带	142	7.5	30.4	45.5	75.8	1 234.0	85.9	52.7
新几内亚逆冲带	633	6.3	31.6	46.5	76.4	2 430.0	90.3	53.0
奥罗褶皱带	12	34.6	50.6	64.0	83.6	137.0	68.2	63.0
东部褶皱带	239	5.6	40.8	60.3	81.2	406.0	70.8	58.7
东巴布亚复合地体	7	23.0	35.2	46.3	70.0	390.0	95.7	57.8
菲尼斯特雷地体	16	16.3	35.5	54.7	88.5	117.0	58.7	50.1

巴布亚新几内亚镍元素地球化学特征及成矿潜力

Geochemical characteristics and metallogenic potential of nickel in Papua New Guinea

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镍地球化学省	面积/ km²	异常点数	极小值/ (μg·g^-1)	中位数/ (μg·g^-1)	极大值/ (μg·g^-1)	平均值/ (μg·g^-1)	标准差	异常规模/ (km²·μg·g^-1)	异常排序	所属构造单元
Ni01	4 304	56	7.5	56.8	997.0	150.1	237.8	645 881.3	2	新几内亚逆冲带
Ni02	6 070	118	12.6	60.2	2 430.0	170.7	316.6	1 036 320.2	1	新几内亚逆冲带
Ni03	935	11	24.7	35.9	643.0	144.6	188.1	135 218.0	7	新几内亚逆冲带
Ni04	1 703	22	16.7	69.4	906.0	163.0	223.0	277 573.5	6	新几内亚逆冲带
Ni05	2 417	26	19.3	72.7	1 234.0	159.7	252.4	385 883.3	4	巴布亚褶皱带
Ni06	2 246	8	43.6	120.9	390.0	153.4	123.2	344 536.4	5	东部褶皱带
Ni07	3 632	21	44.7	115.0	350.0	136.3	78.7	495 145.4	3	东部褶皱带

镍地球化学异常区	所属地球化学省	面积/km²	相关地质单元	潜在矿化类型
(1)	Ni01	622	白垩纪蛇纹石化橄榄岩(四月蛇绿岩的一部分)	红土型
(2)	Ni02	445	晚三叠世中基性卡纳(Kana)火山岩	红土型
(3)	Ni02	596	中中新世欧珀(Oipo)侵入岩,主要由辉长岩、闪长岩组成	红土型
(4)	Ni03	25	白垩纪蛇纹石化橄榄岩(马鲁姆蛇绿岩的一部分)	红土型
(5)	Ni04	48	晚二叠世库博尔(Kubor)侵入杂岩体	红土型
(6)	Ni05	292	上中新世闪长岩,上新世—全新世玄武安山质熔岩	红土型
(7)	Ni06	254	早始新世—中渐新世萨多瓦(Sadowa)辉长岩, 上新世芒特戴维森(Mount Davidson)玄武岩	红土型
(8)	Ni07	531	晚白垩世—中始新世库图(Kutu)火山岩, 包括玄武岩、辉长岩和超镁铁质岩石	红土型/与层状基性- 超基性侵入岩有关

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