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,可笼统地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。