对于矿脉、矿体、矿床及找矿的初步认识 郑州地象科技有限公司 寇伟 寇通 摘要:研发物探设备的目标是要在实践中能够取得好的应用效果。若要探测仪的性能指标和功能符合实际需要,就必须了解应用行业的需求、懂得专业知识,只有自己能够把开发的仪器用好,才能通过不断改进和提高做出符合行业需求、真正解决实际问题、值得推广应用的好产品。初涉找矿勘探行业,浅论一些学习心得。 关键词:矿脉,矿体,矿床,找矿,勘探 在研究开发MT-VCT大地电磁成像探测仪的初期,我们重点研究对于探测精度和深度要求不高、易于验证改进的探水仪系列产品,然后开始增加深度至4000米做出了深层地热资源探测仪,经过多年的研究、改进和实践,探水仪系列产品的精准度和找水定井效果有了很大提高。一般探水仪使用者都能够用其精准定井,所做地热井项目成功率高且测出含水层与所在深度误差仅2%左右。同时,还对地下水系的形成与分布进行了总结,研究出了一整套找水定井的勘探分析方法,MT-VCT大地电磁法理论研究也渐趋完善。 这两年逐步学习了一些矿产及其勘探方面的知识,根据找矿探矿需求对于MT-VCT大地电磁探测仪也做了改进,增加了一些探矿分析需要的功能,做了一些矿区的勘探试验。虽然探矿仪研发取得了一些进展、并通过实践有所体会,但始终不够系统和深入,知识层面缺乏整体的概念和系统的认知。借春节和疫情在三亚圈闭之机,对于地质矿产知识进行了较为系统的学习和思考,先理清基本概念、理论进展及勘探中的问题,为进一步研发MT-VCT探矿仪、开展矿床勘探应用工作奠定基础。 一、对于矿脉概念的理解 1、形成脉的热源 从看到关于脉、矿脉、矿床形成的知识基本上都与热有关。热从哪里来?都是来自地壳之下的地幔流体或是杜乐天先生所称的“幔汁”。目前关于热源的说法很多,一般都把来自地壳以下深部的流体称为地幔流体(或幔汁),进入地壳之后就称为岩浆,岩浆或岩石释放出的热水、热气溶液及地表上下被加热后的水则统称为热液。在我看来这些都是热的流体,可笼统的统称为热液。一是一切物质均有固态、液态和气态三种存在形式,因液体和气体都具有“易流动性”,可统称为流体;同时,在改变温度和压力条件下能使液体汽化、气体液化,故可不分温度高低和稀稠,将所有的液态和气态的流体都统称为热液。二是从地幔到地表,究竟地幔流体温度降到多低时才称其为岩浆,谁也说不清楚。三是幔流上侵过程中,会不断地侵蚀溶解围岩将其熔入热液内,同时碱性热液与酸性围岩作用后也会有物质析出和迁移;地幔流体从穿过岩石圈开始就已经不单纯了,从组分上也很难区分幔流和岩浆。四是在岩浆沿裂缝上侵过程中会不断遇到地表下渗到地壳内的水,在接触面上岩浆、热水、热蒸汽混合在一起,究竟是何种热液作用形成矿脉、矿体很难说清。因此,可以把这些热的幔流、岩浆、热水、热气等流体统称为热液。 2、脉是碱交代作用的结果 矿物学中与脉相关的词汇很多,但就脉而言,多是指硅酸盐、硫酸盐、碳酸盐这些非金属脉(单脉或组合体),主要包括:石英,重晶石,方解石,绢云母,绿泥石,石英硅酸盐脉石,钾长石,菱镁矿,白云石,橄榄石,辉石,等等。为什么这些非金属脉都是酸性盐脉呢?热液中除了存在碱金属离子外,也存在大量酸性组分。在碱交代的过程中,当热液中Na+、K+进入固相蚀变岩石后,溶液中的酸根也将与H+形成强挥发性气体,这些气体带着被萃取出的成矿元素与酸根结合成的络合离子离开碱交代体而逸出或随热液向外向上运移。产生这种酸碱分离作用产生的条件是出现缝隙形成的减压区,携带大量成矿元素和硅质的热液沿着这些裂隙运移,与围岩产生交代反应形成各种酸性蚀变岩、硅质脉体或其它脉体。 3、遇到岩脉显示异常的参数 在理论研究和实践中谈及脉的概念时,多指与金属矿物质混合在一起的非金属脉体,比如说石英脉、重晶石脉、方解石脉等等。现有物探仪器基本上对脉都会产生异常反应,但究竟是脉的哪些参数引起的异常还没有准确的定义。就矿脉而言,石英是最常见的矿脉矿物,其次是方解石。石英岩脉主要的化学成分是石英SiO2 ,一般为块状构造、粒状变晶结构、呈晶质集合体,具有硬度大(莫氏硬度7以上)、比重大、折射率小、脉内含包裹体多等特征,包括石英含量较高的非金属和金属矿脉都具有这些特征。就以往MT-VCT探测实例来看,凡具有这些特征的岩脉都会反映出明显的高值,而且还发现个别受热变黑、没有明显晶变成脉的地层也显示出异于上下地层的相对高值。我个人理解其原因是自下而上的电磁波遇到这些表面硬度大、折射率小的晶质集合体,只被吸收很少的能量就得以通过,比其它介质的能量损耗明显小,在地表测取到的对应于该深度层岩脉镜像值的电磁波剩余能量值就会显示相对高值。 4、对于矿脉的理解 一般定义“矿脉是在岩石的板状或席状缝隙中由热的水溶液沉积的矿物块体”。我个人认为这种定义是很不完整的,应该定义为“矿脉是在热液通过各种裂缝空隙与围岩作用产生晶变聚合后形成的沉积脉状矿物块体”。形成矿脉的几个条件:首先热液是最基本的条件,几乎所有的矿脉都是在热液的作用下或影响带内生成的,有热才有脉;二是在热液与围岩交代蚀变作用下矿物质与酸根络合形成各种酸性蚀变岩、硅质脉体或其它脉体,只有热液与围岩接触后才能完成碱交代蚀变作用过程并重结晶聚合成矿脉;三是必须存在断裂构造、断裂破碎带、断层接触带、裂隙和孔隙等形成的容矿空间,热液在压力下融入其内,才能生成各种形态的矿脉;四是依靠热液熔融围岩、降温冷却后导致溶液过饱和,才能将溶质以晶体的形式析出,经过重结晶、聚合、沉积而形成矿脉。 二、碱交代成矿作用 1、碱交代作用及过程 热液对围岩交代蚀变的强度与范围,一方面取决于热液本身的温度、压力、活度、逸度,及Na+、K+、H+、酸根等的含量;另一方面取决于围岩的渗透性、孔隙度、裂隙的发育程度、与热液主通道的距离、热液流动通畅与否,及围岩的岩性、与热液化学性质的差异等。杜乐天先生认为碱交代作用是所有热液蚀变中最具有决定意义的始祖性蚀变及主控性蚀变,周期表第一族的常量强碱金属(如Na、K)是控制热液中所有酸性矿化剂存在的主导因素,所有的氢交代(即酸蚀变)、二价碱土族元素交代以及三价到七价成矿元素的活化、迁移、富集和成矿都受其控制并由它派生,碱交代作用过程是整个热液过程的主体过程。按照这一理论解释矿脉的形成过程,可以说矿脉是热液流动及与围岩作用过程中通过一系列的物理化学作用形成的。热液沿裂缝孔隙流动过程中,温度和压力不断降低,热液中的碱金属与围岩接触产生交代蚀变,将矿元素按照周期表价位由低到高逐步进行活化、迁移、富集、成矿,由此自热液主通道沿裂缝向远处、自围岩边沿向外侧形成了厚薄不均、晶变程度不等、矿物质种类不同的各种矿脉。 2、碱交代作用结果 元素硅在地壳中的含量约占地壳总重量的25.7%,是仅次于氧的最丰富的元素。硅和氧有强烈的亲和力,因此在自然界没有游离态的硅存在,主要以它的氧化物和硅酸盐的形式存在。自然界中存在的各种硅酸盐矿物,约占地壳重量的95%。杜乐天先生认为碱交代作用的结果就是“碱进硅出”,即在碱交代作用下,热液将围岩中的石英溶解,一部分SiO2迁移出围岩并由碱性热液将矿元素带入替代,形成硅质和矿物质混合的矿脉。我的理解是,所谓的硅出并不是围岩中的硅被碱物质完全替代后迁移到上部或围岩外围了,而是一部分的硅在析出集聚后依旧留在围岩中,与热液中的矿元素结合形成了含硅矿脉。可以说,所有的成矿作用都与热液有关,大多数的矿脉都是以石英或硅化物为主成分形成的,包括与硅有关的石英脉、脉石英、硅石、硅矿、硅化物等等可以将其统称为矿脉。相当大部分的矿物质都蕴藏于碱交代作用形成的含硅矿脉中,只要找到这些硬度大、晶变聚合度高的含硅矿脉,就会找到矿体。 3、碱交代作用与地球化学障 热液上侵过程中的地球化学障是指在某一阶段物理化学条件发生急剧变化、导致热液中的某些元素向外迁移并形成大量化合物而沉淀。虽然这一现象是阶段性发生的且析出沉淀的化合物有所不同,但都可以归结为碱交代作用的结果。热液从地壳底部进入裂缝之后就开始对所经过围岩产生熔融作用,一方面通过碱交代作用使围岩蚀变成矿,另一方面溶解、裹带部分围岩物质继续上侵。随着上升距离的加长,热液中的碱不断经过碱交代作用消耗,从围岩熔融到热液中的酸性物质不断增加,热液的性质也从碱性减弱为中性、或进一步演变成酸性。热液在构造内一旦遇到上侵主通道变化和出现次生断裂、断层、裂隙与孔隙发育等分枝通道环境的改变,热液中原来的络合物便会在迁移过程中发生分解,易挥发组分连带矿物质从热液中析出、重组、沉淀。随着热液酸碱性的改变、热液上涌距离的加长、热液温度和承压的降低、围岩岩性的不同等物理条件的差异,热液发生碱交代成矿的化学反应内容及结果亦不同,形成的矿脉、矿体类型也就会多种多样,导致人们在不同深度、不同地质环境观察到的地球化学障现象易有所不同。 4、含硅矿脉的生成 虽然石英是耐风化的矿物,但其在碱性热液中的液解度很大,在热液碱交代作用下很容易溶解、迁移。碱交代作用下的硅迁移并不是绝对的,构造深部大部分的硅析出后随热液向上迁移,少部分的硅经蚀变后留在矿体和围岩矿化带内,而且矿脉(矿体)含硅量少是相对的,实际上在深部矿脉中的硅含量很少有低于50%的。一般来讲矿脉中的含硅量自深到浅从50%增加到80%,深部热液中幔汁含量高、碱高,碱硅分离的较为彻底,深部生成的矿脉含硅量相对较少,金属矿物质的价位较低、含量相对较高;随着热液上侵距离的增长,在围岩生成的硅化合物中的含硅量也会逐渐增加,从热液中析出金属矿物质的价位升高、含量却逐渐减少。总的来看,从热液沿裂缝上侵的过程来看,自下而上形成的矿脉、矿体规模越来越大,硅含量越来越多,成矿金属矿物质的价位越来越高,矿物质含量占比越来越小。 5、矿脉中的矿物质含量 在资料及实践中,人们很少笼统的使用“矿脉”概念,一般是用矿脉或矿床中所含有用金属元素多的矿物质来命名,比如说金矿、铜矿等等。就矿脉而言,其组成物质可以是只含一种矿物、亦可以含两种或几种矿物,这些脉的组合体形成了各种类型的岩脉,有伟晶岩脉、煌斑岩脉、细晶岩脉、闪长岩脉、碎屑岩脉(沉积岩脉)等等。人们在找矿实践中往往把目光聚焦在矿物质上,只有在金属物质含量达到可开发最低品位以上的岩脉才称其为矿脉或矿体,把那些不含或含有微量矿物质的岩脉弃之不顾,即使是在钻探中遇到不含或微含矿物质的脉石也不会重视。其实,由热液作用形成的矿脉组分中占50%以上的都是非金属的石英、方解石等,含有矿物质的成分很少,比如:金矿脉中石英含量为50~95%,金含量一般都不足其万分之一;铜矿石中脉石的主要成分也是石英,硫化铜矿石的工业品位含铜在1%以上就是富矿。因此,一定要把找矿的目光锁定在找矿脉上,不管它是含什么的矿脉,有脉就有矿,沿着矿脉就能找到矿体,至于其是否存在可开发价值再进一步做工作。 三、构造与矿体、矿床 1、裂缝、构造与成矿 我对于构造成矿的初步理解是:绝大多数热液活动都与断裂构造有关。从地壳表面向下看存在着大大小小的裂缝;而从岩石圈向上看也会存在大大小小的裂缝,这些裂缝或多或少与地壳上部裂缝有一定的连通性。一旦出现地壳活动、发生较大的拉伸或挤压,幔汁就会在高地压的作用下沿裂缝上侵,要么形成火山喷出地表,要么填充裂缝逐渐冷却形成各种形式和种类的矿或非矿岩石。首先在岩石圈要有一定的缺口或裂缝,幔汁能够通过其进入地壳;其次在地壳内部存在着大大小小的裂缝,形成热液上侵的通路;再次是热液到达地壳浅中部后沿断裂构造分布形成各种各样的矿脉、矿体和岩层。热液上侵、冷却、成矿或成岩可归类为以下几种类型:一是在地壳裂缝较小但较为通透时,热液上涌的速度快,在某个气孔强烈地喷发出地表形成火山。由于液体岩浆与围岩还没有来得及产生碱交代作用就喷发出来了,没有蚀变成矿的时间,喷出岩浆只能形成火山岩,只是在喷发通道内存在少量的矿脉。二是在类似印支构造期或燕山构造期这么大的地壳运动,深部地壳的高温变质和熔融作用,形成巨量岩浆的侵位与喷发,并造成新生地壳的显著增生和原有地壳的重新调整,大量地幔物质进入地壳、缓慢冷却后形成大面积的侵入岩,仅有侵入岩与上部和侧围接触面部位有可能发生碱交代作用形成不同类型的矿床。三是那在不同时期都可能发生的、小规模热液沿通透性较差的裂缝或其它开放空间侵入充填,随着温度和压力的逐渐减弱、与围岩产生碱交代作用的时间由短到长,由下至上不同深度发生蚀变的厚度、析出矿元素的种类都大不相同,按照断裂构造形成热液通道分布形态的不同,硅及矿物质迁移、重聚、沉淀成矿的形态和体量亦不相同。 2、矿脉与蚀变带 热液通过裂缝上侵过程中肯定要与围岩产生碱交代蚀变作用,具体形成矿脉的厚度及围岩蚀变的深度,不但与裂缝大小、深度位置及热液的酸碱性、上侵速度、温度、压力等内在因素有关,同时还与围岩的岩性、厚度、易硅化程度、裂隙和孔隙发育程度等外在环境相关。一方面在裂缝侧面热液矿物沉积及围岩蚀变会形成宽度几厘米到几米的矿脉,同时围岩蚀变也会导致形成一定厚度的矿化带,具体主要取决于围岩的成分、加热温度及蚀变反应的时间。另一方面在裂缝侧面出现次级断裂、裂隙等开放空间时,热液会在压力作用下侵入其内并产生交代作用,生成与构造空间分布形态一致的矿脉,同时与围岩通过蚀变作用生成厚薄不等的矿化带。另外,在岩性活泼或微细裂隙比较发育的情况下,交代作用可以发育的很强烈,形成各种各样的复脉、网脉和浸染矿化带。 3、矿脉与矿体、矿床 热液成矿学中最基本、最核心的原理是矿物质来自碱交代,热液中的矿物质与酸质共同络合迁移,然后在构造空间分带沉淀成矿。在不同深度、压力、温度等条件下热液与围岩碱交代蚀变最先生成的是晶变程度较高、含硅量占比较大的矿脉;其次是矿脉外围晶变程度稍差、蚀变程度较高、含矿物质富集的矿化带;然后才是受热液影响但蚀变程度较小、含矿物质低于工业品位的岩层。矿脉与矿物质富集分带共同构成了矿体,矿体组合达到可开采规模即为矿床。热液侵入并成矿的这些构造空间,都与断裂构造相关。当出现地壳活动发生较大的拉伸或挤压时,幔汁就会在高地压的作用下沿裂缝上侵,要么形成火山喷出地表,要么填充裂缝逐渐冷却、形成各种形态和种类的矿或非矿岩石。由热液作用成矿的矿体,在地下较深部热液主通道两侧的矿化度高、围岩蚀变成矿明显,以脉型矿床为主;在中深部热液沿次级断裂、断层侧分侵入作用成矿,形成带状、层状矿床居多,主要包括石英脉矿、矽卡岩矿、角砾岩矿床等等;而在浅层和浅中层,热液的压力和温度降低,断裂、裂隙、孔隙等容矿空间散布,多形成沉积型矿床、斑岩型矿床等等。 四、解读找矿勘探方法及现状 1、粗览有关找矿综评文章的印象 粗略浏览了几十篇关于综评找矿勘查方法、物探手段、问题与困境及解决方法的文章,感觉表面化、雷同化文章太多。都是先列举出一些现有找矿的方法,论述一下成矿理论的重要性,谈论一下问题、不足及建议,非常套路、浅显。总体印象:一是地质找矿法一般包括中砂找矿法、砾石找矿法、地质填图法等,都是通过地表勘查信息找矿的传统方法,由地质勘查结合钻探结果确定矿体,也是目前行之有效的最实用方法。二是应用地球物理勘探方法找矿,实践中使用的有多种化探法、地震法、激电法、磁法、大地电磁法等,因都存在一定的多解性和不确定性,在实践中往往是多种方法同时使用、相互印证和补充。三是根据地质构造、围岩蚀变、地球物理异常等综合信息,结合适宜的成矿理论,对地下隐伏矿体进行三维成矿预测,鉴于获取信息的不确定性和有限性,其预测的准确性大打折扣。总之,这些方法都有一定的成功案例可供借鉴,但仍不能满足实际找矿需要。 2、对于目前矿体勘探成图的不解 历来找矿都是由表入深、由现象到成因,是一个逐层揭露和认识的过程。开始都是通过地表出露标志性矿物质或其衍生物发现苗头,然后通过浅层挖槽、物化探、钻探逐步认知,凭借可获取的较少信息和以往的经验来预测矿体、圈定矿区。由于物探方法勘探结果较为粗浅及具有多解性,矿床勘探基本上是以地表出露、地面挖槽和钻探结果为主来确定矿体的。然而令人不解的是,几乎所见勘探结果所画的矿体剖面图,都是将地面所见矿点与地下钻孔所遇矿物质深度层点相连、画成斜置砍刀状矿体。难道说矿床学中描述的脉状、层状、带状、扁豆荚状等矿体都探测不出来,浅部矿体怎么会都是由斜插入地的大大小小的砍刀拼接而成的?若是矿体形态都描绘不准确,依此估测的矿床大小、深度、范围、藏量等的准确性就更不好说了。 3、深部矿体勘探缺乏真正有效的物探方法 深部找矿是指利用物探方法探寻500米之下的矿体,一般物探方法的有效探测深度都小于300米,即使是瞬变电磁法(TEM)的有效探测深度最多为400米。地震勘探方法的探测深度虽然较大,但由于大部分矿区地表条件复杂、岩性与构造多变、金属矿形态复杂、目标波阻抗差小等特点,导致地震勘探获得数据质量差、地震相特征不明显,尚缺乏较为成熟的解释分析方法,难以推广使用。MT、AMT、CSAMT都属于大地电磁法,该类方法设备基本为进口,探测深度约达2000米,从应用其找矿的诸多文章介绍情况来看,用来描述勘探成果的一般都是说深度从多少米到多少米为低阻区、应该是什么岩性,再下面电阻率范围是多大、应该是什么岩性,成果多为描述大面积视电阻率等值曲线图,因其探测深度间隔几十米,很难反映出几米或不足一米厚的岩脉或矿体。 4、运用成矿理论套用模型预测深部成矿实不可行 矿床的构造环境和条件是千差万别的,即使是同一类矿床也存在很大的差异性。由于勘探方法的局限性,人们只能自上而下逐层认知矿藏,由所见推测未知、总结成矿规律、形成了各种成矿模式和理论。综观各种成矿理论和模式,都有一定的合理性和实用性,但相互间都存在诸多的争议和矛盾,认识上很难达成一致。其原因是:一是看不到,二是看不清,三是成矿因素太多。以往人们根据所观察到的矿产地质客观事实归类总结、加上一定的抽象思维,建立了热液成矿、岩浆热液成矿、碱交代成矿、内生外生成矿、同生后生成矿、浅成低温热液成矿、构造建造成矿等等成矿理论,对于人们认识大自然、了解矿产资源的形成具有重要意义;对于地质工作者从宏观和中观层面上认识所面对找矿范围内的地质环境、存在矿床的可能性及其大致的形态具有一定的指导意义;而在没有确切掌握地下矿体存在及其分布的情况下,仅根据地表和钻孔内含矿情况,就套用某一成矿理论建立矿区的成矿模型、预测矿体形态和矿床范围是很不科学的、也是很不实际的,尤其是对于深部成矿进行预测更是如此。 五、对于找矿思路的初步认识 1、矿脉是找矿的命脉 首先确定热源来自地壳之下,幔汁上侵逐渐降温成岩浆热液并固结。上侵过程中,热液中含有成矿元素的碱物质与围岩的酸物质作用,造成热液矿元素释放、活化、迁移、沉淀和富集、成矿。人们关注最多的是少量的成矿元素,而与矿物质共生的则是大量的石英类脉石矿物质。碱交代作用是成矿的因,而形成以石英为主线的矿脉则是成矿的果,找矿的命脉就是矿脉。通过在地表发现矿脉露头的蛛丝马迹后,就应该顺藤摸瓜抓住矿脉,沿着矿脉继续查找就能找到矿体、圈定矿床。现有成矿理论和找矿方法大多热衷于研究成矿的因、而忽视了成矿的果(矿脉)。恰恰应该是从可以发现的客观存在的果,找到矿物质、矿体之后再去研究成矿模式来帮助圈定矿床,而不应该把功夫都花在研究成因上。 2、热液碱交代生成的石英脉是地下找矿标志 现有矿床的种类、形态、构造环境和条件都是各不相同的,但是有一条是共同的,就是所有矿床的形成都与热液(包括幔流、岩浆、水汽热液)活动相关,要么是热液活动直接形成的,要么是受热液活动影响形成的。只要是有热液活动就会产生碱交代蚀变反应,在从热液中释放成矿元素的同时硅迁移沉淀形成含硅岩脉,因此可以说只要有含硅岩脉的存在就有可能存在矿物质,找到石英脉(含硅岩脉、矿脉)就可能会找到矿体(无论是何种矿物质、或矿体大小),存在一定规模、品位的矿体就会组成可开发的矿床。石英脉的硬度大、晶变度高,基本上现有物探方法都会产生明显的物性异常,应该是最容易发现和区别的成矿介质,无论是纯石英脉还是含硅蚀变岩脉都是矿脉,根据矿脉聚合的多寡、形态、规模,就可以判断出是否成矿(矿体、矿床)。 3、从矿脉的分布判断矿体和矿床的形态与规模 热液自下而上运动的过程也碱交代蚀变成矿的过程。热液在上侵过程中因深度、温度、压力、酸碱度、容矿空间、围岩岩性等成矿条件和环境不同,导致成矿位置、矿物质类型、矿体形态、矿床规模等各不相同。一是在碱交代作用下热液周围岩石中的硅被溶解,从高温高压的深部上升到浅部降温减压后沉淀,形成石英脉或硅酸盐矿;二是热液沿围岩横向渗透充填产生碱交代作用,溶解的硅在降温减压后形成石英脉或含硅矿脉;三是热液沿主通道(主断裂)两侧的断层破碎带向外渗透充填产生碱交代作用,析出矿元素、与硅融合形成含硅矿脉、矿化带或矿体;四是到达浅部减压降温后的热液沿裂缝、裂隙、孔隙渗透充填,并与水和围岩作用,形成各种形式、规模、种类的矿脉。不同的成矿条件和成矿环境、不同的深度位置和容矿空间,所生成的矿体分布形态和所含矿物质组分不同,形成了类型不同的内生矿床、外生矿床、变质矿床。根据矿脉的空间分布,即可判断矿体的形态、矿床的规模及类型。 4、对于找矿思路的初步认识 人们研究矿的意义何在?就是为了找矿、采矿、创造价值。成矿理论是从正向研究生成矿床的成因、条件、时代、因素等等,这些都是在已经探明和开采矿床的基础上后续研究的成果,这是总结出一些规律性的东西供今后找矿中参考,并不能直接用来找矿,过于纠结于某些理论上的问题毫无意义。因绝大部分的成矿都与热液有关,热液成矿都是碱交代蚀变作用的结果,有碱交代就会有硅迁移、沉淀、集聚成含硅矿脉,只要有矿脉、其内或多或少都会包含一定的矿物质,可以说找到矿脉就能找到矿。因此,找矿应该从成矿理论研究成果的反向开始追索,即从矿脉入手、顺藤摸瓜,捋清矿脉的位置、形态和分布,然后再在矿脉的周围查找与蚀变矿化带一同形成的矿体、或者受热液作用沉积形成的矿体,根据生成矿脉的条件和环境、参考现有成矿理论最后确定矿床的属性。 六、对找矿物探设备的要求及MT-VCT探矿仪的研发 1、对物探找矿设备的要求 子曰:“工欲善其事,必先利其器”。先进可靠的物探设备是找矿的基本手段,没有物探获取真实可信的地下详尽信息为基础,运用成矿理论对矿藏研究、预测都是空谈。就目前国内外物探仪器设备性能及找矿应用效果来看,尚不能满足找矿勘探需要。根据应用物探和行业需求,我理解专用于找矿的物探设备需要满足以下几方面的要求:一是物探设备本身要具有较强的抗干扰能力和高信噪比,测取的地下信息要真实可靠、重复性强,不能存在多解性和人为干预因素;二是设备测取的物性参数对矿脉、矿体有明显的异常反映,或高或低明显易判,判断数值区间不能过宽、也不能人为改变;三是探矿工作效率要高,只有点间距小、密集成像,勘探剖面图才能完整呈现地下情况,现有物探方法多为一天只能探测几个点,六人一组一年探测几百个点,效率低、效果差;四是分辨率要高,只有把纵深分层提高到分米级、点间距提高到米级,由其形成的高分辨率线剖面图才能清晰展现矿脉走向和矿体轮廓;五是有效探测深度可达2000米,500米之下深部勘探具有难度大、投资大、风险性大的特点,只有探的深才能看清深部成矿脉路,同时还要探的准、才能保证深部钻探不落空。 2、MT-VCT大地电磁成像探矿仪的研发 根据找矿勘探需求特点,郑州地象科技有限公司在独创的MT-VCT大地电磁成像理论基础上,研究设计了几款适用于不同客户需要的探矿仪,其主要性能特点为:(1)拾取信号真实可靠、重复性好,不受气候、时间、地形等环境的影响;(2)对矿脉、矿体呈现明显高测值物性反映;(3)单点测深只需1分钟,一天最多可测300点;(4)纵深分层精度最细可达0.1米,成像分辨率高;(5)有效探测深度超过2000米,深部构造及矿脉走向清晰可见。 3、应用MT-VCT大地电磁成像探矿仪找矿方法 MT-VCT大地电磁成像探矿仪应用于找矿勘探,要充分利用其对硬度高、晶变聚集的矿脉明显高测值反映特点,重点查找矿脉的位置、走向、多少、形态,通过矿脉高测值点在剖面图上聚集分布情况找出矿体,再通过多剖面纵横网状切割显示出矿体的位置、大小、密度、分布及范围,只需在典型位置通过钻探取样印证,就可以清楚含矿物质的种类、品位及矿藏量了。 参考文献: 【1】杜乐天,硅桥问题--兼及当代热液成矿理论的概念更新,矿床地质,1992(11卷1期) 【2】杜乐天,碱交代岩研究的重大成因意义,矿床地质,2002(21卷增刊) 【3】寇伟,寇通,地下介质的电磁波衰减特性及在VCT大地电磁法中的物性反 映,工程技术,2019(11)
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