从浅成低温热液型银矿MT-VCT法物性反映谈其成矿特征

mt-vct · 发表于 2020-8-27 01:42

从浅成低温热液型银矿MT-VCT法物性反映谈其成矿特征

郑州地象科技有限公司 寇伟寇通

摘要：先进的物探技术必须具备能够有效拾取真实的地下介质物性反映信息和由采集到的大数据组成高分辨率剖面图两个基本条件，将其运用到找矿时就能够直接透视地下地质构造与矿脉分布，立体描绘矿体形态与规模。然而再好的物探方法也只是透视地下介质构成的工具，将其应用于找矿还必须结合成矿理论和地质资料进行综合分析，通过不断地实践和总结找出不同类型矿床的成矿规律和找矿模式。

关键词：浅成低温，热液，银矿，断裂构造，隐伏矿床

二道坎银矿是由黑龙江省地质调查研究总院近几年发现并完成勘探的晚三叠世形成的浅成低温热液型银矿床。应黑龙江省龙矿资源开发集团有限公司之邀，我们两人在二道坎银矿与黑龙江省地质调查研究总院、黑龙江省地球物理地球化学勘查院等单位人员一起，应用MT-VCT大地电磁成像探矿仪对照已完成勘探成果共同进行勘探验证工作。为了保证验证效果，我们沿已有钻探和磁探成果的326线、328线和272线探测了三条线路，结合项目区已完成的地质勘查结果，将3条线路MT-VCT成像剖面图与原勘探成果进行对照分析、总结如下。

一、MT-VCT法在二道坎银矿勘探中的物性反映特点

1、矿石岩性特点及物性反映

从现有槽探和钻探结果来看，二道坎银矿床中矿石类型以地表氧化矿为主，矿石主要为石英细脉和硅质胶结的构造蚀变角砾岩。矿石结构主要为粒状结构和固溶体分离结构；构造有致密块状构造、脉状-网脉状构造、角砾状构造和条带状构造等。

对于石英细脉的物性反映应该是较高值，根据细脉的实际厚度和结晶情况，测值大约在4--7之间。因深度分层为20厘米，而地面探测最小点间距为1米，一条细脉在两个测点上垂直间隔有5层，很难显示出连续的形态；只有在一点纵深能显示几层的中脉和大脉，在两个测点之间能够观察出连续的形态。

附图1 细脉点层连续关系示意图

由硅质胶结的构造蚀变角砾岩，应该只是镜像波长恰恰探测到砾岩外围硅质体时，其物性反映测值为高值；若是探测到硅质包裹内未蚀变的角砾岩时，其物性反映测值应该是小于4的与围岩相同的值。因形成硅质胶结的构造蚀变角砾岩是热液包裹住砾石由外向内逐渐蚀变的，矿石测值的大小与外层硅质的厚度、向矿石内蚀变的深度、淬火反应的程度等因素相关。

2、矿体的构成特点与判断

由低温热液形成的细脉和蚀变角砾岩组成的银矿矿体，因角砾岩矿石的分散性和细脉显示的不连续性，在MT-VCT成像剖面图上观察不到由高测值组成的连续性矿脉，只能看到散落的红色块和紫色块。热液成脉温度的高低、蚀变反应的强弱，决定了物性反映异常的大小。相对而言，测值能够达到6以上、显示红色块的点越多，说明淬火成矿的角砾岩石越多；测值由红到紫、由高到低，说明角砾岩蚀变的程度由强变弱。

只有细脉和角砾岩矿石密集、综合含矿量超过工业开采品位以上时，才能称之为矿体。因浅成低温热液型银多金属矿基本上不存在没有明显连续的矿脉，通过观察MT-VCT成像剖面图来判断是否存在矿体时，可利用MT-VCT分析软件的过滤功能辅助分析判断：一是过滤显示6以上的红色块，观察红色块相对密集的区块位置可能会形成矿体，若是红色块很少且没有较为密集处，说明该剖面上基本不存在有色金属矿体；二是重新设定过滤区段为5--30，只保留测值为5-6的紫色块和6以上的红色块，观察可组成矿体的位置、走向、联系；三是点击单点过滤功能键，将剖面图上一圈都没有可连色块的孤点色块去掉，然后再在已判定可能组成矿体的形态内双击测值大于4的方格，恢复矿体范围内的所有紫色块和红色块，这样就可以看清矿体的轮廓、位置、形态了。

图2 矿体构成示意图

3、断裂构造内矿体的物性反映

既然是热液型银矿，就必然存在断裂成矿构造。热液沿断裂缝隙上涌过程中还不断向两侧次生断裂或裂隙等容矿空间充填，冷却固结之后形成各种分布形态的矿脉、矿石、结晶体。一般形成断裂构造之处应该都是与地壳运动及应力作用关联较大的部位，当一次岩浆作用形成固体矿脉后，以后可能会有较小的地质运动作用于与深部连通性较好的原有断裂之上形成新的断裂，使在断裂中已经形成的矿脉开裂、破碎，通过裂隙渗透充水。

因此，在成矿较好的断裂构造内，不光是细脉发育较好、蚀变角砾岩矿石密集，地表水会顺着细脉与围岩松散的接触面向下渗水，使构造内破碎空间和裂隙内充水。矿脉、矿石、水、围岩夹层共存，是断裂构造内矿体构成的一大特点。就物性反映而言，矿脉、矿石的测值是大于4的高值，含水裂隙和含水层的测值大约小于1，其间便是围岩介质的测值范围，构造内矿体的物性反映是高中低测值的混合体。所以，在判断断裂构造内是否存在矿体，不能只是观察高值，还要观察低值。

附图3 高低值V形走向显示断裂构造中心

二、从MT-VCT成像看浅成低温热液型矿床的一般特征

1、存在明显的断裂构造

有断裂构造才会有较强的热液活动，在热液与围岩淬火作用下才会成脉、才会有交代蚀变作用，有脉才可能会有矿。虽然浅成低温热液型多金属矿多为细脉和小脉，没有明显的连续红色块高值矿脉，但若是通过过滤功能保留1以下含水蓝色块、4以上紫色块和红色块，就可以明显观察到连续的高值和低值基本上都会向断裂中心倾斜、自上而下形成多个V字型构造。而且在断裂中心两侧的高值和低值色块明显聚集，形成不规则的密集团形状矿体。

附图4 断裂构造中心（红垂线262点）两侧密集细脉和矿石形成的矿体

2、断裂构造内不存在明显的主脉

岩浆沿断裂构造上侵成脉有大脉、中脉、小脉、细脉、微细脉之分，有脉才会有矿，但不一定成矿。浅成低温热液型多金属矿的特点是不存在由大脉或中脉形成的主矿脉，而是由断裂中心垂线两侧密集分布的细脉和硅质胶结的构造蚀变角砾岩矿石形成的矿体。高值点不够密集的地方也有细脉，因细脉少、夹层过厚没有工业价值，或是有石英脉但不含矿。

3、断裂中心垂线两侧不均匀成矿

附图5 以断裂构造中心为主干向两侧斜向上侵形成枝干

断裂构造内成矿就像树形结构一样，断裂中心为主干，由主干向两侧斜上发叉形成枝干为热液上行脉路，枝干上长满细树枝及树叶就相当于细脉和矿石。断裂内热液上行过程中向两侧发叉形成的枝干粗细长短并不对称，有粗有细、有长有短，向两侧斜上的角度亦不可判。当热液沿构造内发育的V形裂隙通道侧向上行过程中，会沿细小裂隙和容矿空间侧向充填成脉，热液充填细脉密集、包裹并蚀变角砾岩较多的位置就形成了矿体。到最浅层主断裂并不明显，主干已经变为枝干或细枝，矿体不一定就是沿断裂垂直向上成矿。

由此来看，矿体是以断裂构造中心为主线，热液斜向两侧上侵充填交代成矿的，哪里成矿空间大、充填热液就多、形成矿体的可能性就大。所以从截面上来看，矿体在断裂构造内是一窝一窝的，上下矿体不一定连贯，同时也并非都以断裂中心垂线为中心成矿。

附图6 两个深度段在断裂构造内密集细脉和矿石形成矿体分布情况

三、二道坎浅成低温热液型银矿的成矿特征

对多宝山镇二道坎银矿MT-VCT探矿仪多条线路勘探结果进行综合分析，初步总结出二道坎浅成低温热液型银矿具有以下成矿特征：

1、与断裂构造有关

从一区326、328线和二区272线3个剖面图均可看出，已勘探标出的成矿带与断裂构造中心连接线非常吻合，所标矿体位置和范围与MT-VCT成像剖面图基本吻合。说明二道坎浅成低温热液型银矿的成矿带就在断裂构造内，断裂构造形成了热液上侵通道，热液充填裂隙空间、与围岩产生交代蚀变作用生成矿脉、矿体并构成矿体。

2、以断裂中心为主线向左右扩展不均匀形成矿体

虽然矿体是在断裂构造内，但并不是象通常勘探完成后画的设计剖面图那样，从上到下画成立式或斜立的铡刀一样那么连续、整齐。其实，真实的矿体是相对的，在构造内剖面图上可以看出由高值代表的细脉和蚀变角砾岩到处都有，只有测值大于6的红色块相对聚集较多、其轮廓内含有4以上紫色块蚀变岩脉也多的区块，才能圈成矿体。这些圈成的矿体并不是从上到下呈铡刀状连为一体的，而是表现为以断裂中心为轴心斜上向两侧分出枝叉，形成不规则的一窝一窝的、或沿裂隙斜向一片一片的矿体，上下矿体有厚度不等的夹层和稀少细脉，只是在断裂中心上形成的矿体相对较多、较密集而已。

3、矿体以断裂为中心呈树状结构

无论是多期运动还是同期运动，都应该是先有张性断裂、后有热液上侵填充。热液上侵肯定是要从最容易突破的位置或缝隙开始，在压力作用下通过不断熔融围岩扩大通路直达或接近地表，在释放完压力、无力继续上侵后，便以不同速度逐渐冷却成脉或成岩。那么先期存在的张性断裂应该是在裂缝开裂后逐期沉积填充的，从两侧向中间逐层填充沉积的倾角应该是从大逐渐变小，但都有裂隙向断裂中心呈V形聚集的规律。当热液自下而上侵入时，肯定是见缝就钻、无孔不入，除了沿断裂中心上行之外，必然也要沿裂隙和破碎带斜向充填并产生交代作用，通过充填一层层V形裂隙为支脉，就形成了以断裂中心为树干、以斜向支脉为枝干、以诸多细脉和蚀变角砾岩为枝叶的横切断裂带的树形成矿构造。从二道坎银矿326线剖面图可知：1观察过滤显示高值和低值色块剖面图上的V形汇聚，深度越大V形聚合形态越明显；2浅部高值点密度明显较大，塔状矿体层间间隔较小，越向下矿体间隔越大；3以131点为断裂构造中心点画轴线，矿体多呈弯月形汇聚，中间厚、两头薄，且偏左偏右、有大有小并不一致。

附图7 断裂构造内密集细脉成矿及矿体分布情况

4、树形成矿构造中矿脉与水的关系

以往在分析多金属矿时都是要过滤掉不同阈值下的低值色块，只保留阈值之上的紫色块和所有的红色块，其结果经常出现断裂中心的高测值色块并没有想象应该有的那么多。仔细观察没有经过过滤色块的原图，发现在断裂构造中心反倒是有不少测值明显低的含水蓝色块，细思应该是断裂中心存在破碎层或裂缝较大，地表水沿裂隙渗透集聚在这些较大空间中显示明显含水，结果较多含水低测值把其包围淹没的矿石矿脉高测值给遮掩了，在剖面图上观察到蓝色块低测值与红色块和较重的紫色块混合显现的片块，就可以判定为矿脉与水混合的破碎带。另外，也可以观察到有斜向上延的矿脉或矿体，其上层一般都会有较薄的裂隙水存在，其亦佐证了隔水且与围岩有一定间隙矿脉的存在。

5、含矿高测值岩脉可成矿阈值是多少尚不好确定

目前根据经验判断测值高于4或4.5时会成石英脉，但其是否含矿、可成矿测值的阈值是多少，因没有拿到钻孔进行比对分析尚不能确定。只能说越接近断裂构造中心、热液温度相对较高，通过交代作用发生淬火成脉成矿的可能性越大；而热液沿着裂隙空间斜上走的越远、温度逐渐降低，析出到细脉中的矿元素越少。因此，我们对MT-VCT成像剖面图进行分析时，只能根据高低测值色块来观察是否存在断裂构造、观察高测值色块的集聚程度来判断矿体的位置和大小，至于含有什么及多少矿元素、是否能够成矿，还需要结合钻探成果进行比对分析才能做出判断。

另外，本次勘探只是沿着黑龙江地质调查研究总院在矿区已经完成的设计剖面进行对比试验工作，没有对矿区进行面积性勘探，所以说不清楚二道坎银矿成矿带的延伸长度、成矿断裂与主断裂的关系，也不好说该区域内是否还存在其它成矿的次级断裂构造。

四、浅成低温热液型多金属矿的勘探分析方法

1、关于热液成矿的两个基本概念

广义“热液成因”：地壳之下深部的地幔流体（或幔汁）上侵进入地壳至地表整个过程中的液态、气态流体统称为热液。因为地幔流体上侵过程中一直在不断熔融围岩及裂缝中的液体，很难说清楚到哪个阶段、哪层深度流体的性质属于幔流、岩浆、热水还是热气，尤其是成矿之后通过观察分析来定义热源性质是更难分得清，故可以将所有与热有关的矿产都笼统称为热液成因。

广义“构造成矿”：凡是属于热液成因形成的矿产都属于构造成矿。幔流穿过岩石圈上侵到地壳内，肯定会在岩石圈有一定的缺口或裂缝的位置突破侵入，进入地壳后也是见裂缝就钻、有空隙就入。在高温高压条件作用下，热液沿主断裂上侵过程中一边熔融围岩扩大通路、一边向两侧容矿空间填充热液，直至冲出地表形成火山喷发热液释放完压力，或是上侵未及地表时地压消耗殆尽终止上行。所有与热液相关的交代、蚀变、硅化、析出、迁移等成矿作用都是在热液活动的这一过程中完成的，而这一过程及其成果与断裂构造的规模、分布、特点等息息相关，故可以将所有热液成因的矿产都归类为构造成矿。

2、如何盲探找矿

所谓的盲探找矿并非是说漫无目标盲目的勘探找矿，而是指在没有发现地面矿脉露头、近矿围岩蚀变、岩帽等找矿地质标志情况下，通过现有地质信息、化探、物探、钻探等方法勘探查找隐伏矿床。无论是应用何种勘探方法，首先都要搜集获取大量的现有地质信息进行概括性分析，在需要成果基础之上开展进一步工作。如果查找不到实质性的地质资料、在欲勘查区域内又没有已查明的矿产作为参考的情况下，只能根据现已公开的国家地质图数据库、国家矿产资源数据库、国家物化遥勘查数据库及卫星地图等资料进行综合分析判断，初步框定靶区。若是在现有矿区外围找矿、或是在矿区内深部找矿，则不属于盲探找矿，相对而言更容易一些。

因无论是多期运动还是同期运动，都应该是先有张性断裂、后有热液上侵填充。热液上侵肯定是要从最容易突破的位置或缝隙开始，在压力作用下通过不断熔融围岩扩大通路直达或接近地表，在释放完压力、无力继续上侵后，便以不同速度逐渐冷却成脉或成岩。在地表勘查最容易发现的就是古火山口和外露侵入岩，在地质图是就可以圈出此类区域作为勘探靶区。在火山口周围查找断裂构构造，观察构造内是否存在矿脉聚集、中深部是否成矿。在侵入岩与其它岩性地层接触带上查找是否存在矽卡岩矿体，在周边范围内查找是否存在矿脉聚集。

3、如何判定断裂构造

在靶区大范围内勘探之前，首先要确定断裂构造的所在位置、大致走向，才能按照垂直于断裂走向设计勘探线路：1在地质图上找断裂带并确定其位置是否在勘查靶区内；2即使是靶区内没有断裂带、而在周围存在多条断裂带，可以假定靶区内隐伏断裂带与周边断裂的方向一致或垂直；3在卫星地图上观察勘查区域山脉的走势、山谷的位置与走向，判断出哪条可能是主断裂、哪条是次生的；4虽然平原地区从地质图和卫星地图上看不出（隐伏）断裂带，但是按照我们发现且屡试不爽的低高程连线图法，还是可以找到可能存在的隐伏断裂带的；5如果是用上述方法都判断不出是否存在隐伏断裂及其走向，就只能根据地形选择东西和南北两条十字交叉的线路进行盲探了。

应用MT-VCT大地电磁成像探测仪所测的数据，反映的是从上到下所有地层介质对于电磁波通过时的衰减特性，不存在哪些敏感哪些不敏感问题，问题是怎么去识别目标介质的测值范围应该是多少。就各种介质的物性反映来看，一眼就能看出明显异常的是一低一高两类介质，连续测值低于1的有可能是水，连续测值高于5左右的有可能是矿脉或空洞。一般大地张开一条较大的裂缝，需要常年累月不断地从两侧向裂缝内填充才能形成山沟或谷地等地形，不同时期的填充层都会形成从两侧向中间汇聚的V字型含水裂隙。这些含水裂隙显示的测值会明显小于同层正常不含水的岩层，一般来讲测值在0--1范围内，测值越低说明赋水性越好，此种V形构造是判定张性含水断裂的主要依据。

在后期构造运动作用下，热液肯定会沿着最容易突破的张性断裂上侵，通过不断熔融围岩扩大上行主通道。热液在高温高压驱动下，在遇裂缝、裂隙便钻，遇空隙、孔隙便充填，热液进入含水裂隙使水气化蒸发、与围岩进行类似“淬火”的交代蚀变作用，生成新的物质并固结成矿。与通过V形结构判定含水裂隙的方法相同，只是将低值的水换为填充裂隙固结成高值的脉，来判定是否存在成矿的断裂构造。同时，因岩脉与围岩之间会有一定的缝隙，水会沿缝隙少量渗透与岩脉一样形成V线集聚形状，可能在构造中心聚水相对还会多些。因此，可以通过高值的岩脉和低值的水形成的V形构造来判断是否存在断裂成矿构造。使用MT-VCT大地电磁成像分析软件对探测数据分析时，可以先设置0--1和5--30两段过滤显示色块功能，只看低值水和高值脉的走向是否存在一处倾斜、形成许多个V形汇集，若是某处自上到下都有高值和低值V线汇聚的话，就可以判定此处即为断裂构造。

4、如何辨识成矿和圈定矿体

因浅成低温热液型矿床的成矿温度偏低，很难形成较大的连续性好的矿脉，多属于细脉、侵染性微细脉、硅质胶结的构造蚀变角砾岩矿石等，即使在20厘米细分层显示的MT-VCT成像剖面图上，由这些细脉、硅质包裹的角砾岩石等构成的矿体只是呈现为并不连续但较密集的红色块和紫色块的组合体，而不会出现中脉和大脉那样由红色块和紫色块组成连续性较好的脉状图像。由于缺乏较多的钻孔样本数据和化验结果进行对比验证分析，不好确定测值与含矿量的对应关系，也难以确定在MT-VCT成像剖面图上高值密度达到什么程度会含矿量会高于工业开发品位之上，只能根据显示不同测值的密集程度来判断细脉及脉石的分布及含量情况。

具体在观察MT-VCT成像剖面图判断矿体时，可多次利用MT-VCT分析软件的过滤功能进行分析判断：1先仅过滤显示6以上的红色块看有多少高值矿脉、是否成矿，若是红色块淅淅沥沥很少、且很分散，说明不会成矿，若红色块较多、且在断裂构造内相对密集就有可能形成矿体；2重新设定过滤区段为0-0.6和5--40，即保留断裂构造破碎区段内存水的低值深蓝色块、淬火变晶成脉较好的红色块和深紫色块，基本上就能够看清楚在构造中心两侧成脉及分布情况了；3自上而下选择高值红色块和紫色块较为密集、初步判定可能组成矿体的区块，在其轮廓内双击恢复测值大于4的紫色块，使有可能蚀变成矿的4--5较低测值色块也显示出来；4点击单点过滤功能键，将剖面图上已显示色块但与周圈无可连色块的孤点色块去掉，适当净化剖面图上显示的杂点，这样就能看清断裂构造内矿体的轮廓、位置和形态了。

参考文献

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[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，[J]工程技术，2019(11)

[4] 寇伟，寇通，对于矿脉、矿体、矿床及找矿的初步认识，[J]工程技术，2020(4)

[5] 寇伟，寇通，热液“淬火”变晶成矿喻说——兼论矿脉在MT-VCT成像剖面图上的物性反映，[J]工程技术，2020(7)