從淺成低溫熱液型銀礦MT-VCT法物性反映談其成礦特征
鄭州地象科技有限公司 寇偉 寇通
摘要：先進的物探技術必須具備能夠有效拾取真實的地下介質物性反映信息和由采集到的大數據組成高分辨率剖面圖兩個基本條件，將其運用到找礦時就能夠直接透視地下地質構造與礦脈分布，立體描繪礦體形態與規模。然而再好的物探方法也只是透視地下介質構成的工具，將其應用于找礦還必須結合成礦理論和地質資料進行綜合分析，通過不斷地實踐和總結找出不同類型礦床的成礦規律和找礦模式。
關鍵詞：淺成低溫，熱液，銀礦，斷裂構造，隱伏礦床
二道坎銀礦是由黑龍江省地質調查研究總院近幾年發現并完成勘探的晚三疊世形成的淺成低溫熱液型銀礦床。應黑龍江省龍礦資源開發集團有限公司之邀，我們兩人在二道坎銀礦與黑龍江省地質調查研究總院、黑龍江省地球物理地球化學勘查院等單位人員一起，應用MT-VCT大地電磁成像探礦儀對照已完成勘探成果共同進行勘探驗證工作。為了保證驗證效果，我們沿已有鉆探和磁探成果的326線、328線和272線探測了三條線路，結合項目區已完成的地質勘查結果，將3條線路MT-VCT成像剖面圖與原勘探成果進行對照分析、總結如下。
一、MT-VCT法在二道坎銀礦勘探中的物性反映特點
1、礦石巖性特點及物性反映
從現有槽探和鉆探結果來看，二道坎銀礦床中礦石類型以地表氧化礦為主，礦石主要為石英細脈和硅質膠結的構造蝕變角礫巖。礦石結構主要為粒狀結構和固溶體分離結構；構造有致密塊狀構造、脈狀-網脈狀構造、角礫狀構造和條帶狀構造等。
對于石英細脈的物性反映應該是較高值，根據細脈的實際厚度和結晶情況，測值大約在4--7之間。因深度分層為20厘米，而地面探測最小點間距為1米，一條細脈在兩個測點上垂直間隔有5層，很難顯示出連續的形態；只有在一點縱深能顯示幾層的中脈和大脈，在兩個測點之間能夠觀察出連續的形態。
附圖1 細脈點層連續關系示意圖
由硅質膠結的構造蝕變角礫巖，應該只是鏡像波長恰恰探測到礫巖外圍硅質體時，其物性反映測值為高值；若是探測到硅質包裹內未蝕變的角礫巖時，其物性反映測值應該是小于4的與圍巖相同的值。因形成硅質膠結的構造蝕變角礫巖是熱液包裹住礫石由外向內逐漸蝕變的，礦石測值的大小與外層硅質的厚度、向礦石內蝕變的深度、淬火反應的程度等因素相關。
2、礦體的構成特點與判斷
由低溫熱液形成的細脈和蝕變角礫巖組成的銀礦礦體，因角礫巖礦石的分散性和細脈顯示的不連續性，在MT-VCT成像剖面圖上觀察不到由高測值組成的連續性礦脈，只能看到散落的紅色塊和紫色塊。熱液成脈溫度的高低、蝕變反應的強弱，決定了物性反映異常的大小。相對而言，測值能夠達到6以上、顯示紅色塊的點越多，說明淬火成礦的角礫巖石越多；測值由紅到紫、由高到低，說明角礫巖蝕變的程度由強變弱。
只有細脈和角礫巖礦石密集、綜合含礦量超過工業開采品位以上時，才能稱之為礦體。因淺成低溫熱液型銀多金屬礦基本上不存在沒有明顯連續的礦脈，通過觀察MT-VCT成像剖面圖來判斷是否存在礦體時，可利用MT-VCT分析軟件的過濾功能輔助分析判斷：一是過濾顯示6以上的紅色塊，觀察紅色塊相對密集的區塊位置可能會形成礦體，若是紅色塊很少且沒有較為密集處，說明該剖面上基本不存在有色金屬礦體；二是重新設定過濾區段為5--30，只保留測值為5-6的紫色塊和6以上的紅色塊，觀察可組成礦體的位置、走向、聯系；三是點擊單點過濾功能鍵，將剖面圖上一圈都沒有可連色塊的孤點色塊去掉，然后再在已判定可能組成礦體的形態內雙擊測值大于4的方格，恢復礦體范圍內的所有紫色塊和紅色塊，這樣就可以看清礦體的輪廓、位置、形態了。
圖2 礦體構成示意圖
3、斷裂構造內礦體的物性反映
既然是熱液型銀礦，就必然存在斷裂成礦構造。熱液沿斷裂縫隙上涌過程中還不斷向兩側次生斷裂或裂隙等容礦空間充填，冷卻固結之后形成各種分布形態的礦脈、礦石、結晶體。一般形成斷裂構造之處應該都是與地殼運動及應力作用關聯較大的部位，當一次巖漿作用形成固體礦脈后，以后可能會有較小的地質運動作用于與深部連通性較好的原有斷裂之上形成新的斷裂，使在斷裂中已經形成的礦脈開裂、破碎，通過裂隙滲透充水。
因此，在成礦較好的斷裂構造內，不光是細脈發育較好、蝕變角礫巖礦石密集，地表水會順著細脈與圍巖松散的接觸面向下滲水，使構造內破碎空間和裂隙內充水。礦脈、礦石、水、圍巖夾層共存，是斷裂構造內礦體構成的一大特點。就物性反映而言，礦脈、礦石的測值是大于4的高值，含水裂隙和含水層的測值大約小于1，其間便是圍巖介質的測值范圍，構造內礦體的物性反映是高中低測值的混合體。所以，在判斷斷裂構造內是否存在礦體，不能只是觀察高值，還要觀察低值。
附圖3 高低值V形走向顯示斷裂構造中心
二、從MT-VCT成像看淺成低溫熱液型礦床的一般特征
1、存在明顯的斷裂構造
有斷裂構造才會有較強的熱液活動，在熱液與圍巖淬火作用下才會成脈、才會有交代蝕變作用，有脈才可能會有礦。雖然淺成低溫熱液型多金屬礦多為細脈和小脈，沒有明顯的連續紅色塊高值礦脈，但若是通過過濾功能保留1以下含水藍色塊、4以上紫色塊和紅色塊，就可以明顯觀察到連續的高值和低值基本上都會向斷裂中心傾斜、自上而下形成多個V字型構造。而且在斷裂中心兩側的高值和低值色塊明顯聚集，形成不規則的密集團形狀礦體。
附圖4 斷裂構造中心（紅垂線262點）兩側密集細脈和礦石形成的礦體
2、斷裂構造內不存在明顯的主脈
巖漿沿斷裂構造上侵成脈有大脈、中脈、小脈、細脈、微細脈之分，有脈才會有礦，但不一定成礦。淺成低溫熱液型多金屬礦的特點是不存在由大脈或中脈形成的主礦脈，而是由斷裂中心垂線兩側密集分布的細脈和硅質膠結的構造蝕變角礫巖礦石形成的礦體。高值點不夠密集的地方也有細脈，因細脈少、夾層過厚沒有工業價值，或是有石英脈但不含礦。
3、斷裂中心垂線兩側不均勻成礦
附圖5 以斷裂構造中心為主干向兩側斜向上侵形成枝干
斷裂構造內成礦就像樹形結構一樣，斷裂中心為主干，由主干向兩側斜上發叉形成枝干為熱液上行脈路，枝干上長滿細樹枝及樹葉就相當于細脈和礦石。斷裂內熱液上行過程中向兩側發叉形成的枝干粗細長短并不對稱，有粗有細、有長有短，向兩側斜上的角度亦不可判。當熱液沿構造內發育的V形裂隙通道側向上行過程中，會沿細小裂隙和容礦空間側向充填成脈，熱液充填細脈密集、包裹并蝕變角礫巖較多的位置就形成了礦體。到最淺層主斷裂并不明顯，主干已經變為枝干或細枝，礦體不一定就是沿斷裂垂直向上成礦。
由此來看，礦體是以斷裂構造中心為主線，熱液斜向兩側上侵充填交代成礦的，哪里成礦空間大、充填熱液就多、形成礦體的可能性就大。所以從截面上來看，礦體在斷裂構造內是一窩一窩的，上下礦體不一定連貫，同時也并非都以斷裂中心垂線為中心成礦。
附圖6 兩個深度段在斷裂構造內密集細脈和礦石形成礦體分布情況
三、二道坎淺成低溫熱液型銀礦的成礦特征
對多寶山鎮二道坎銀礦MT-VCT探礦儀多條線路勘探結果進行綜合分析，初步總結出二道坎淺成低溫熱液型銀礦具有以下成礦特征：
1、與斷裂構造有關
從一區326、328線和二區272線3個剖面圖均可看出，已勘探標出的成礦帶與斷裂構造中心連接線非常吻合，所標礦體位置和范圍與MT-VCT成像剖面圖基本吻合。說明二道坎淺成低溫熱液型銀礦的成礦帶就在斷裂構造內，斷裂構造形成了熱液上侵通道，熱液充填裂隙空間、與圍巖產生交代蝕變作用生成礦脈、礦體并構成礦體。
2、以斷裂中心為主線向左右擴展不均勻形成礦體
雖然礦體是在斷裂構造內，但并不是象通常勘探完成后畫的設計剖面圖那樣，從上到下畫成立式或斜立的鍘刀一樣那么連續、整齊。其實，真實的礦體是相對的，在構造內剖面圖上可以看出由高值代表的細脈和蝕變角礫巖到處都有，只有測值大于6的紅色塊相對聚集較多、其輪廓內含有4以上紫色塊蝕變巖脈也多的區塊，才能圈成礦體。這些圈成的礦體并不是從上到下呈鍘刀狀連為一體的，而是表現為以斷裂中心為軸心斜上向兩側分出枝叉，形成不規則的一窩一窩的、或沿裂隙斜向一片一片的礦體，上下礦體有厚度不等的夾層和稀少細脈，只是在斷裂中心上形成的礦體相對較多、較密集而已。
3、礦體以斷裂為中心呈樹狀結構
無論是多期運動還是同期運動，都應該是先有張性斷裂、后有熱液上侵填充。熱液上侵肯定是要從最容易突破的位置或縫隙開始，在壓力作用下通過不斷熔融圍巖擴大通路直達或接近地表，在釋放完壓力、無力繼續上侵后，便以不同速度逐漸冷卻成脈或成巖。那么先期存在的張性斷裂應該是在裂縫開裂后逐期沉積填充的，從兩側向中間逐層填充沉積的傾角應該是從大逐漸變小，但都有裂隙向斷裂中心呈V形聚集的規律。當熱液自下而上侵入時，肯定是見縫就鉆、無孔不入，除了沿斷裂中心上行之外，必然也要沿裂隙和破碎帶斜向充填并產生交代作用，通過充填一層層V形裂隙為支脈，就形成了以斷裂中心為樹干、以斜向支脈為枝干、以諸多細脈和蝕變角礫巖為枝葉的橫切斷裂帶的樹形成礦構造。從二道坎銀礦326線剖面圖可知：1觀察過濾顯示高值和低值色塊剖面圖上的V形匯聚，深度越大V形聚合形態越明顯；2淺部高值點密度明顯較大，塔狀礦體層間間隔較小，越向下礦體間隔越大；3以131點為斷裂構造中心點畫軸線，礦體多呈彎月形匯聚，中間厚、兩頭薄，且偏左偏右、有大有小并不一致。
附圖7 斷裂構造內密集細脈成礦及礦體分布情況
4、樹形成礦構造中礦脈與水的關系
以往在分析多金屬礦時都是要過濾掉不同閾值下的低值色塊，只保留閾值之上的紫色塊和所有的紅色塊，其結果經常出現斷裂中心的高測值色塊并沒有想象應該有的那么多。仔細觀察沒有經過過濾色塊的原圖，發現在斷裂構造中心反倒是有不少測值明顯低的含水藍色塊，細思應該是斷裂中心存在破碎層或裂縫較大，地表水沿裂隙滲透集聚在這些較大空間中顯示明顯含水，結果較多含水低測值把其包圍淹沒的礦石礦脈高測值給遮掩了，在剖面圖上觀察到藍色塊低測值與紅色塊和較重的紫色塊混合顯現的片塊，就可以判定為礦脈與水混合的破碎帶。另外，也可以觀察到有斜向上延的礦脈或礦體，其上層一般都會有較薄的裂隙水存在，其亦佐證了隔水且與圍巖有一定間隙礦脈的存在。
5、含礦高測值巖脈可成礦閾值是多少尚不好確定
目前根據經驗判斷測值高于4或4.5時會成石英脈，但其是否含礦、可成礦測值的閾值是多少，因沒有拿到鉆孔進行比對分析尚不能確定。只能說越接近斷裂構造中心、熱液溫度相對較高，通過交代作用發生淬火成脈成礦的可能性越大；而熱液沿著裂隙空間斜上走的越遠、溫度逐漸降低，析出到細脈中的礦元素越少。因此，我們對MT-VCT成像剖面圖進行分析時，只能根據高低測值色塊來觀察是否存在斷裂構造、觀察高測值色塊的集聚程度來判斷礦體的位置和大小，至于含有什么及多少礦元素、是否能夠成礦，還需要結合鉆探成果進行比對分析才能做出判斷。
另外，本次勘探只是沿著黑龍江地質調查研究總院在礦區已經完成的設計剖面進行對比試驗工作，沒有對礦區進行面積性勘探，所以說不清楚二道坎銀礦成礦帶的延伸長度、成礦斷裂與主斷裂的關系，也不好說該區域內是否還存在其它成礦的次級斷裂構造。
四、淺成低溫熱液型多金屬礦的勘探分析方法
1、關于熱液成礦的兩個基本概念
廣義“熱液成因”：地殼之下深部的地幔流體（或幔汁）上侵進入地殼至地表整個過程中的液態、氣態流體統稱為熱液。因為地幔流體上侵過程中一直在不斷熔融圍巖及裂縫中的液體，很難說清楚到哪個階段、哪層深度流體的性質屬于幔流、巖漿、熱水還是熱氣，尤其是成礦之后通過觀察分析來定義熱源性質是更難分得清，故可以將所有與熱有關的礦產都籠統稱為熱液成因。
廣義“構造成礦”：凡是屬于熱液成因形成的礦產都屬于構造成礦。幔流穿過巖石圈上侵到地殼內，肯定會在巖石圈有一定的缺口或裂縫的位置突破侵入，進入地殼后也是見裂縫就鉆、有空隙就入。在高溫高壓條件作用下，熱液沿主斷裂上侵過程中一邊熔融圍巖擴大通路、一邊向兩側容礦空間填充熱液，直至沖出地表形成火山噴發熱液釋放完壓力，或是上侵未及地表時地壓消耗殆盡終止上行。所有與熱液相關的交代、蝕變、硅化、析出、遷移等成礦作用都是在熱液活動的這一過程中完成的，而這一過程及其成果與斷裂構造的規模、分布、特點等息息相關，故可以將所有熱液成因的礦產都歸類為構造成礦。
2、如何盲探找礦
所謂的盲探找礦并非是說漫無目標盲目的勘探找礦，而是指在沒有發現地面礦脈露頭、近礦圍巖蝕變、巖帽等找礦地質標志情況下，通過現有地質信息、化探、物探、鉆探等方法勘探查找隱伏礦床。無論是應用何種勘探方法，首先都要搜集獲取大量的現有地質信息進行概括性分析，在需要成果基礎之上開展進一步工作。如果查找不到實質性的地質資料、在欲勘查區域內又沒有已查明的礦產作為參考的情況下，只能根據現已公開的國家地質圖數據庫、國家礦產資源數據庫、國家物化遙勘查數據庫及衛星地圖等資料進行綜合分析判斷，初步框定靶區。若是在現有礦區外圍找礦、或是在礦區內深部找礦，則不屬于盲探找礦，相對而言更容易一些。
因無論是多期運動還是同期運動，都應該是先有張性斷裂、后有熱液上侵填充。熱液上侵肯定是要從最容易突破的位置或縫隙開始，在壓力作用下通過不斷熔融圍巖擴大通路直達或接近地表，在釋放完壓力、無力繼續上侵后，便以不同速度逐漸冷卻成脈或成巖。在地表勘查最容易發現的就是古火山口和外露侵入巖，在地質圖是就可以圈出此類區域作為勘探靶區。在火山口周圍查找斷裂構構造，觀察構造內是否存在礦脈聚集、中深部是否成礦。在侵入巖與其它巖性地層接觸帶上查找是否存在矽卡巖礦體，在周邊范圍內查找是否存在礦脈聚集。
3、如何判定斷裂構造
在靶區大范圍內勘探之前，首先要確定斷裂構造的所在位置、大致走向，才能按照垂直于斷裂走向設計勘探線路：1在地質圖上找斷裂帶并確定其位置是否在勘查靶區內；2即使是靶區內沒有斷裂帶、而在周圍存在多條斷裂帶，可以假定靶區內隱伏斷裂帶與周邊斷裂的方向一致或垂直；3在衛星地圖上觀察勘查區域山脈的走勢、山谷的位置與走向，判斷出哪條可能是主斷裂、哪條是次生的；4雖然平原地區從地質圖和衛星地圖上看不出（隱伏）斷裂帶，但是按照我們發現且屢試不爽的低高程連線圖法，還是可以找到可能存在的隱伏斷裂帶的；5如果是用上述方法都判斷不出是否存在隱伏斷裂及其走向，就只能根據地形選擇東西和南北兩條十字交叉的線路進行盲探了。
應用MT-VCT大地電磁成像探測儀所測的數據，反映的是從上到下所有地層介質對于電磁波通過時的衰減特性，不存在哪些敏感哪些不敏感問題，問題是怎么去識別目標介質的測值范圍應該是多少。就各種介質的物性反映來看，一眼就能看出明顯異常的是一低一高兩類介質，連續測值低于1的有可能是水，連續測值高于5左右的有可能是礦脈或空洞。一般大地張開一條較大的裂縫，需要常年累月不斷地從兩側向裂縫內填充才能形成山溝或谷地等地形，不同時期的填充層都會形成從兩側向中間匯聚的V字型含水裂隙。這些含水裂隙顯示的測值會明顯小于同層正常不含水的巖層，一般來講測值在0--1范圍內，測值越低說明賦水性越好，此種V形構造是判定張性含水斷裂的主要依據。
在后期構造運動作用下，熱液肯定會沿著最容易突破的張性斷裂上侵，通過不斷熔融圍巖擴大上行主通道。熱液在高溫高壓驅動下，在遇裂縫、裂隙便鉆，遇空隙、孔隙便充填，熱液進入含水裂隙使水氣化蒸發、與圍巖進行類似“淬火”的交代蝕變作用，生成新的物質并固結成礦。與通過V形結構判定含水裂隙的方法相同，只是將低值的水換為填充裂隙固結成高值的脈，來判定是否存在成礦的斷裂構造。同時，因巖脈與圍巖之間會有一定的縫隙，水會沿縫隙少量滲透與巖脈一樣形成V線集聚形狀，可能在構造中心聚水相對還會多些。因此，可以通過高值的巖脈和低值的水形成的V形構造來判斷是否存在斷裂成礦構造。使用MT-VCT大地電磁成像分析軟件對探測數據分析時，可以先設置0--1和5--30兩段過濾顯示色塊功能，只看低值水和高值脈的走向是否存在一處傾斜、形成許多個V形匯集，若是某處自上到下都有高值和低值V線匯聚的話，就可以判定此處即為斷裂構造。
4、如何辨識成礦和圈定礦體
因淺成低溫熱液型礦床的成礦溫度偏低，很難形成較大的連續性好的礦脈，多屬于細脈、侵染性微細脈、硅質膠結的構造蝕變角礫巖礦石等，即使在20厘米細分層顯示的MT-VCT成像剖面圖上，由這些細脈、硅質包裹的角礫巖石等構成的礦體只是呈現為并不連續但較密集的紅色塊和紫色塊的組合體，而不會出現中脈和大脈那樣由紅色塊和紫色塊組成連續性較好的脈狀圖像。由于缺乏較多的鉆孔樣本數據和化驗結果進行對比驗證分析，不好確定測值與含礦量的對應關系，也難以確定在MT-VCT成像剖面圖上高值密度達到什么程度會含礦量會高于工業開發品位之上，只能根據顯示不同測值的密集程度來判斷細脈及脈石的分布及含量情況。
具體在觀察MT-VCT成像剖面圖判斷礦體時，可多次利用MT-VCT分析軟件的過濾功能進行分析判斷：1先僅過濾顯示6以上的紅色塊看有多少高值礦脈、是否成礦，若是紅色塊淅淅瀝瀝很少、且很分散，說明不會成礦，若紅色塊較多、且在斷裂構造內相對密集就有可能形成礦體；2重新設定過濾區段為0-0.6和5--40，即保留斷裂構造破碎區段內存水的低值深藍色塊、淬火變晶成脈較好的紅色塊和深紫色塊，基本上就能夠看清楚在構造中心兩側成脈及分布情況了；3自上而下選擇高值紅色塊和紫色塊較為密集、初步判定可能組成礦體的區塊，在其輪廓內雙擊恢復測值大于4的紫色塊，使有可能蝕變成礦的4--5較低測值色塊也顯示出來；4點擊單點過濾功能鍵，將剖面圖上已顯示色塊但與周圈無可連色塊的孤點色塊去掉，適當凈化剖面圖上顯示的雜點，這樣就能看清斷裂構造內礦體的輪廓、位置和形態了。
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