成矿作用与构造作用、蚀变作用的关系

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胶西北矿集区成矿作用、构造作用、蚀变作用有密切的联系，构造对金矿产出状态和分布等特征起着严格的控制作用。构造特征及演化与矿体形成、矿化类型、矿化阶段、矿石结构构造、蚀变类型等有综合制约关系。

一、成矿作用

胶西北金矿成矿作用可分为热液期和氧化期，前者为金矿的成矿期，后者为金矿成矿后的改造期。成矿期间，热液本身的演化和交代作用，构造的不断活动，构成了完整的构造热液期。在构造热液期内，成矿是多阶段的，根据控矿构造和热液脉体的相互关系及其与金成矿的关系，将热液成矿期划分为四个阶段。现将各个成矿阶段矿物共生组合(表6－27)及成矿作用的演化总结如下。

(一)热液期

1.黄铁矿－石英阶段

主要共生矿物为石英及黄铁矿，石英呈白色，黄铁矿呈粗粒状，多构成黄铁矿石英脉。金的含量较少，但成色较高。

2.金－石英－黄铁矿阶段

该阶段主要矿物共生组合为黄铁矿、石英等，并含有少量绢云母、自然金，呈细脉状、网脉状和细脉浸染状分布于破碎蚀变带中。

表6－27 成矿阶段及矿物生成顺序表

构造的继承性活动，使各种蚀变岩裂隙更加发育，早期形成的黄铁矿、石英破碎;由于大量SiO2沉淀及天水的加入，成矿热液演变为中性至弱碱性，温度、压力及Eh值降低，金开始沉淀，然后黄铁矿和石英沉淀，共同组成浅灰色含金石英黄铁矿脉。

3.金－石英－多金属硫化物阶段

该阶段矿物共生组合分为两个世代:第一世代为黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、石英等，并含有少量闪锌矿、银金矿;第二世代主要共生矿物为方铅矿、闪锌矿、石英、绢云母等，并含少量黄铜矿、黄铁矿、银金矿类矿物，碲银矿是该世代产物。该阶段热液矿物呈细脉状、细网脉状或细脉浸染状分布于破碎蚀变带中。

第三成矿阶段末发生了一次复活性构造活动，活动后期，应力释放，断裂裂隙重新启开，含矿热液再度导入;先期成矿热液在上升至地表时，温度压力进一步下降，pH、Eh值升高，溶液呈偏碱性还原状态，金的络合物稳定性急剧下降，金开始大量沉淀;同时，矿液中Cu2+、Pb2+、Zn2+浓度增大，沉淀各种金属硫化物，而硫化物的析出又促进了金的沉淀，并与石英形成金－石英－多金属硫化物组合。

该阶段为主要成矿阶段，成矿热液沿着启开或新生断裂裂隙上升，矿化作用主要发生于主裂面之下的黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩带内和黄铁绢英岩化碎裂岩带内，其次发生于黄铁绢英岩化花岗岩带内。黄铁绢英岩化碎裂岩带内矿化作用方式以交代为主、充填为次;黄铁绢英岩化花岗岩带内则以充填方式为主。多金属硫化物在黄铁绢英岩化碎裂岩内主要呈细粒浸染状分布，在黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩带内主要以细脉浸染状、细脉短脉状分布，在黄铁绢英岩化花岗岩带内主要以脉状分布。

该阶段构造活动持续时间长，矿液组分沉淀充分。

4.石英－碳酸盐阶段

该阶段主要矿物共生组合为石英、碳酸盐及少量黄铁矿，呈细脉或网脉状分布于破碎蚀变岩带中，并穿切前期热液脉体。

含矿热液经上述一系列演化及天水不断加入之后，pH值降低，Eh值升高，温度压力进一步下降，热液中的HCO－3、CO2－3、Ca2+、SO2及游离CO2同时沉淀，形成石英方解石脉。

该矿化阶段因构造活动微弱及热液已大部分上升，蚀变矿化作用进入尾声。

(二)氧化期

金矿形成后，抬升到氧化带范围，矿石遭受氧化、风化、淋滤等作用，其矿物组成和结构、构造均产生明显变化，形成蜂窝状、皮壳状、胶状等构造，称为氧化矿石。

二、断裂构造作用

(一)构造组合型式

1.弧形断裂系统

胶西北主干控矿断裂———三山岛断裂、焦家断裂、招平断裂在平面上均呈弧形分布，构成弧形构造系统。这种断裂是在区域EW向构造带基础上，NNE向构造斜接复合或截接NE向构造所形成的构造型式。玲珑花岗岩岩体的形态、范围，对弧形构造的成生发展创造了重要的边界条件，焦家断裂及招平断裂，在很大程度上沿袭了玲珑岩体与栖霞片麻岩套侵入接触的薄弱面曲折伸展。部分地段可能是由NNE向断裂与NEE向断裂复合形成，如焦家断裂总体呈NNE走向，但在姚家以北段突然转为NEE向，且控制中生代盆地，说明该段应为二条不同方向断裂的复合段。

2.入字形构造

入字形构造是次级断裂与主干断裂呈入字形交切或复合而形成的构造组合型式。焦家主断裂与其旁侧的若干支断裂构成入字形展布特征，深部勘查发现，这些支断裂向深部逐渐与主断裂交汇、复合，形成宽大的矿化蚀变带，是金矿成矿的有利空间。

3.类帚状构造

类帚状构造是胶西北矿田构造的主要构造成型式之一。以玲珑类帚状构造较为典型。玲珑类帚状构造以9条次级断裂为骨干，并组合了伴生、派生的低序次的数百条断裂构成矿田构造，控制了矿田内矿床(体)的分布。其控矿表现为:①主要矿体无论从平面或剖面上看，均赋存于类帚状构造向南东曲率最大的凸出段;②主断裂或支断裂、矿体等在平面及剖面上有NW—SE向横向对应产出规律;③就单一矿脉而言，矿体赋存于沿倾向由缓变陡的部位。

(二)构造活动阶段

对焦家金矿田断裂构造活动期次前人进行了详细研究，李厚民等(2002)将其总结为4个阶段。

1.成矿初期韧性剪切活动

由于后期强烈的脆性变形叠加，在很大程度上掩盖和破坏了早期韧性剪切构造形迹，但经深入研究仍可揭示焦家带前期韧性变形特征。韧性变形岩石宏观上显示有新生构造页理、杆状构造、布丁构造，局部显示有S－C构造。拉伸线理优势产状是280°∠41°，糜棱面理优势产状是271°∠50°。韧性变形发生于中等偏低的温度(300～500℃)，中等围压(0.27～0.49GPa)，较高应变速率条件下(徐刚，2003)。焦家带前期韧性带是一条以压扁作用为主的左行韧性变形带。

2.主成矿期张剪性构造活动

焦家断裂带黄铁绢英岩型矿石中出现的构造角砾岩是张剪性构造活动的标志。主要矿体向南西侧伏，及平面上矿体沿与主裂面锐角相交的张剪性破裂分布的特点，指示为右行张剪控矿。焦家主断裂带上的金矿体分布于断裂走向转折的引张部位，也显示右行张剪控矿的特点。

3.主成矿期压剪性构造活动

在焦家主断裂大量发育的页理化断层泥岩、碎粒岩(绢英岩)是压扭作用的产物。碎粒岩强烈绢云母化，呈网脉状、显微晶质鳞片状，略定向，显示了压性特征。矿体在SW向侧伏背景上的NNW向集中趋势，也是受右行压剪空间控制的结果。据σ型、δ型石英和黄铁矿旋转碎斑等判别标志判断，该期构造活动在剖面上为逆冲性质。

4.成矿后张性断裂活动

成矿后构造以未固结的断层泥和断层角砾岩为标志。角砾岩较松散，泥化强，角砾成分复杂，有硅化蚀变岩、碳酸盐脉及中基性岩脉，大小混杂、棱角较明显;胶结物为绿泥石化、绢云母化的碎粉、碎泥。该期断裂活动具正断层性质。

(三)构造岩分带

胶西北控矿主干断裂带构造岩具有明显的变形强度分带特点，主断裂面下盘构造变形强烈，分带明显，靠近主断裂面为断层泥带，其下依次出现碎裂岩带、花岗质碎裂岩带、碎裂花岗岩带和钾化花岗岩带。主断裂面上盘一般变形较弱，分带不完整。各构造岩带主要特征见本章第一节。

三、成矿作用与蚀变作用、构造作用的关系

(一)不同类型金矿受不同性质断裂构造控制

胶西北金矿严格受以三山岛断裂、焦家断裂和招平断裂为标志的主干断裂及与其匹配的不同级别序次的断裂构造控制，断裂性质、规模、产状、构造岩的类型和发育程度有很大的区别，它们对不同类型金矿床的形成具有控制的专属性。大致可分为4种受不同性质断裂控制的金矿类型:①浸染状破碎带蚀变岩型金矿，主要受铲式主干断裂控制;②细网脉型金矿，受主干控矿断裂下盘伴生、派生低级别、低序次断裂裂隙带控制;③石英脉型金矿，受主控矿断裂下盘，相对远离主断面的伴生、派生低级别、低序次断裂控制;④囊状显微细脉浸染型金矿，受主断裂面下盘岩体局部张性显微裂隙带控制。

(二)断裂构造分带与蚀变矿化分带的一致性

胶西北控矿断裂构造存在级别、容矿空间、构造分带的差异，因此，其所控制的矿化、矿石类型也存在差异，表现为矿化－构造－蚀变分带的一致性，矿化强度与构造强度、蚀变强度对应变化(表6－28)。

表6－28 构造－蚀变－矿化分带特征

以焦家金矿田为例(邓军，1994)。焦家主干断裂控制的焦家、新城金矿床，岩石变形强，以碎粒岩为主构成较为典型的连通弥散空间，形成破碎带蚀变岩型矿化。而低级序的河西断裂控制的河西、红布金矿床，距主断裂有一定距离，岩石破碎相对较弱，在密集的节理构造带中，发育单一的岩石间破碎带及陡倾斜裂隙，形成以细网脉状为主的矿化类型。离主干断裂更远的望儿山断裂所控制的界河、河东、望儿山等金矿床，矿化类型以网脉或脉状为主。寺庄矿区深部金矿床、焦家金矿床深部金矿，由近主裂面的黄铁绢英岩带至远离主裂面的钾化花岗岩带，矿化类型由浸染状蚀变岩型渐变为网脉状、细脉状。由此可见，从近主断裂面的挤压片理带至远离主断面的稀疏节理带，蚀变分带由黄铁绢英岩化带渐变为钾化带，并依次出现浸染状矿化带至脉状矿化带。这种构造、蚀变、矿化构成完整的演化系列，在区域上具普遍性，从而使受构造控制的矿化类型及矿体组合呈明显的分带性。

(三)矿化分带的形成原因

邓军等(1996)研究认为，控制矿化类型和分带的因素有三个主要方面:成矿溶液的性质和能量，成矿围岩与控矿构造的力学性质以及构造岩强度。在前两者条件相同的前提下，构造活动所形成的断裂为热液提供了运移通道和储集空间，断裂构造的空间状态决定了矿化类型和分带。

断裂构造中存在两种类型空间，连续自由空间和连续弥散空间。连续弥散空间因构造岩强度大、岩石破碎、岩石表面积大、弥散空间分布均匀，有利于形成蚀变岩型金矿床。而连续自由空间在简单的构造裂隙中最为发育，该处构造动力对岩石的机械破碎较弱，构造强度较低，裂隙张开后热液易进入空间形成充填脉体，有利于形成石英脉型金矿。

严格地说，连续自由空间和连续弥散空间只是断裂构造中空间状态的两种基本类型，无论是对整个胶西北金矿集中区，还是某一金矿田乃至某一金矿床的控矿断裂，两种空间都是紧密相依的。充填、交代和蚀变作用总是同时进行且不可分割，相似的物质组成在不同的断裂构造环境中，两种作用的量比发生变化，从而形成不同类型的矿化分带空间系列。

(四)矿化蚀变阶段与构造活动阶段的协调性

研究表明，胶东金矿成矿作用热液活动的时间介于129～110Ma，焦家主断裂的主要活动时间为131.05～123.53Ma。可见，成矿热液活动与断裂构造活动时间接近，构造活动略早于热液活动。

成矿阶段与构造活动阶段对比发现，二者对应性较好。黄铁矿－石英阶段与成矿初期韧性剪切活动相对应，金－石英－黄铁矿阶段与主成矿期张剪性构造活动相对应，金－石英－多金属硫化物阶段与主成矿期压剪性构造活动相对应，石英－碳酸盐阶段与成矿后张性断裂活动相对应。

海南石碌铁矿

火山岩层理构造是重要的控矿构造类型之一。由熔岩、火山碎屑岩、凝灰岩、火山沉积岩等互层组成的火山穹窿构造的斜坡上，可以形成火山热液交代型矿床。当含矿热液沿断裂、裂隙带、片理化带运移到易被交代的火山岩层时，沿层间裂隙或孔隙渗透交代、富集成矿。这种方式形成的矿体大多呈似层状和透镜状，受层理构造控制(图12.6)，多为黄铁矿型矿床、石英镜铁矿床、磁铁—赤铁矿床、明矾石矿床。矿石多为块状、条带状和细脉浸染状。当易被交代的岩石(如凝灰岩、火山角砾岩)上部存在屏蔽层(如凝灰质细砂岩、页岩、熔岩)时，矿体呈整合似层状或透镜状产在屏蔽层之下，规模较大，矿石较富。如果下部陡立的裂隙或片理密集，则在整合矿体下盘沿着导矿裂隙和片理化带形成网脉状。例如，安徽何家岭铁矿东部(图12.7)。

图12.5 NO—1矿床地质剖面图

(据娓原良道)

1—流纹岩、火山角砾岩；2—凝灰角砾岩；3—凝灰岩和火山砾凝灰岩；4—泥岩；5—黄铁矿；6—黄矿；7—黑矿；8—石膏；9—硫化物细脉

图12.6 矿体产在火山层理构造中的伊黄铁矿床横剖面

(据斯克里普利)

1—第四系；2—古、新近系；3～4—巴伊马克—布里耶夫岩系；5—上层含矿岩系；6—中层含矿岩系；7—酸性凝灰岩的石英钠长岩；8—灰色块状黄铁矿；9—块状含铜黄铁矿；10—块状含铜、锌黄铁矿；11—细脉浸染型黄铁矿；12—辉绿岩、辉绿玢岩

图12.7 安徽何家岭铁矿东部矿体纵剖面图

1—上安山岩；2—第二层凝灰岩；3—下安山岩；4—粗面安山角砾岩；5—正长岩；6—贫赤铁矿；7—贫磁铁矿体；8—黄铁矿体

当火山喷发时已分异的有用组分和岩浆相继喷至地面及空中形成固态和半固态碎屑，散落后堆积成层状或似层状，夹于火山碎屑岩层(特别是凝灰岩层)中，形成火山喷发—沉积型矿床。由于多次喷发可形成多层矿。矿石多为浸染状构造，一般较贫，偶尔在贫矿层底部形成富矿石。

如果在火山喷溢阶段火山岩浆深部分异形成的矿浆溢流至火山口外，堆积于火山岩上周围地段则形成火山喷溢型矿床。

石碌铁矿区与海南省昌江县石碌镇毗连，向北与海南西线高速公路相接，向北东距海口市约191km，向南至东方市约 70km。矿山有铁路专线与东方市八所港相接，并与粤海铁路相通。

石碌铁矿是我国铁矿石的重要基地之一，铁矿品位高达 62% 以上，为中国最富的大型露天铁矿床。石碌铁矿最初是作为铜矿开发的。《昌化县志》记载: 明崇祯二年 ( 1629 年) ，知县张三光赶走矿盗，宣示严禁私采亚玉山 ( 石碌岭) 铜矿。明至清的几百年间，石碌铜矿多为私采，故几次议开几次禁采。

1933 年，海南岛成立琼崖实业局，接受华侨投资开发本岛资源。1935 年，琼崖实业局派人到石碌岭调查铜矿，意外发现此处铁矿储量颇丰，且品位极高，但由于种种原因，没有开采。1939 年 2月，日本帝国主义侵略者踏上琼岛，为了实现其 “以战养战”、“就地供给”的战略，随即派出调查队对石碌铁矿进行勘查，并授命日窒素肥料株式会社投资进行大规模掠夺性开采。到 1945 年日本战败投降时，从海南掠夺铁矿石 300 万 t 以上 ( 其中田独铁矿 269 万 t，石碌铁矿 69 万 t) 。

1946 年 8 月原民国资源委员会海南铁矿筹备处成立并接管海南铁矿，竟将拆毁的矿山精密机件的一部分运到越南销售，一部分则运到广西北海卖掉。原以为国人接管的海南铁矿生机仍存，勃发有望，结果是再度陷入停滞。直至新中国成立后 1957 年才恢复生产。

1957 ～ 1964 年海南地质大队对矿区补做勘探工作，1957 ～ 1958 年地质部物探局航测大队 951队对矿区进行了 1∶ 1 万地面磁法测量 ( 8km2) ，圈出 27 处异常。其中，有 5 处异常认为是隐伏铁矿引起，经钻探验证均见铁矿。已知的探明工业储量 + 远景储量 2552 万 t，全铁平均品位46. 27% 。老矿区开采至今仍存在资源危机。2007 ～ 2008 年全国危机矿山专项设立接替资源勘查项目，由海南省资源勘查院和广东省地质局地球物理探矿大队合作勘查，采用物化探配合钻探多方法在北一—花梨山、南矿—朝阳开展普查找矿工作，在矿区外围鸡心、武烈、金牛岭地段开展预查工作。根据物探成果，结合地质，划定了 3 处找铁矿远景区。新增铁矿资源量 ( 矿石量) 4000万 t，铜钴金属量 2 万 t。

一、矿床地质背景

石碌铁矿区位于华南褶皱系石碌褶皱带的西段。多期次的构造活动和变质 － 岩浆再造作用，形成了主要由东西向构造 － 岩浆带和北东向构造 － 岩浆带交接复合而成的构造格局。区域性成矿地质构造格局属于我国重点金属成矿区带中的南岭成矿带; 其成矿条件十分优越，是我国金属矿、非金属矿、稀有和稀土矿的重要成矿远景区带。

矿区出露的地层主要有青白口系和震旦系 ( 图 2 －4 －1) 。矿区铁钴铜矿主要赋存在青白口系岩层中，按岩性又可分为六层，其中第一、三、四、五层为白色或深灰 － 灰紫等杂色千枚岩、石英片岩或石英绢云母千枚岩、石英岩等硅铝质岩石，普遍含有红柱石，第五层还夹有一层岩屑凝灰岩; 第二、六层为灰白色 － 浅灰色白云岩、透辉石透闪石化白云岩、透辉透闪岩、赤铁矿岩、石英岩等。第六层是目前所掌握的铁、钴、铜矿产的主要赋存岩层。按岩性组合及与成矿关系，又可细分为 3 段:下段含钴铜层位; 中段含铁层位; 上段白云岩夹炭质千枚岩为无铁矿段，属白云岩矿含矿层。石碌铁矿受地层控制，为火山 － 沉积变质型矿床，矿体呈层状产出。

石碌矿区是国内知名的以富铁矿为主的大型矿集区。除铁矿外，还共生或伴生铜、钴、镍、银、铅锌等金属和白云岩、石英岩、重晶石、石膏、硫等非金属矿产; 在矿区近外围区域发现的主要矿产有: 铁、铜、铅锌、钨、锡、金等金属和石灰岩、黏土、石英砂、锆钛砂等非金属矿床( 点) 多处。

二、矿区地球物理特征

( 一) 磁性特征

铁矿区航磁 ΔT 异常 ( 图 2 －4 －2) 走向总体上为近东西向。异常正负相伴，正异常位于南面，分布较稀，梯度较小; 负异常分布于北面，分布密集，梯度较大。异常强度最高达 600nT，最低为 －900nT，且负异常大于正异常。ΔT 正异常场分布，其梯度变化的形态与整个矿区复式向斜构造的形态比较吻合。ΔT 分布特征与矿区含矿岩系的分布及其构造紧密相关。本区铁矿体上磁异常的规律是异常正负伴生，矿体北侧出现负异常，磁异常中心偏离矿体中心位置，矿体位于正负异常极大值之间，一般在零值线附近。

区内岩矿石磁性参数见表 2 －4 －1。赤铁矿石具强磁性，透辉透闪岩、构造角砾岩具弱磁性，其他岩石不具磁性或弱磁性。

图 2 －4 －1 石碌铁矿矿区地质图

表 2 －4 －1 岩心磁性测试统计表

续表

图 2－4－2 石碌铁矿矿区航磁 ΔT ( nT) 异常图

( 二) 电性特征

2007 年，系统测定了矿区 ZK1101 和 ZK3 钻孔的岩心电阻率。统计表明，赤铁矿体表现为低阻特征( 265Ω·m) ; 多数围岩白云岩、白云质灰岩、石英砂岩、透辉透闪岩等电阻率为 325 ～1500Ω·m，平均700Ω·m，表现为中高阻特征。

( 三) 矿床地质 － 地球物理模式

矿区是国内知名的以富铁矿为主的大型矿集区，还共生或伴生多金属、非金属矿产。根据物性测定结果，矿石具低电阻率，矿化岩石电阻率相对低，各种地层与各种矿化岩石电性差异明显，区内铁矿石具强磁性，可确定此类矿床的地质 － 地球物理模式为低阻高磁找矿模式。

三、物探方法技术运用及验证效果

( 一) 设计方法及使用仪器

2007 ～ 2008 年物探设计选择了 1∶ 1 万磁法、CSAMT、TEM 和井中物探工作，其主要任务是:

1) 通过高精度地面磁测工作，结合过去重磁资料，进行综合解释，挖掘深部找矿信息。

2) 可控源音频大地电磁法主要任务是圈定 1. 2km 深度范围内岩层与构造，重点是查明石碌群第六层分布状态。在地质条件有利时，用于追索隐伏矿体。

3) 瞬变电磁法主要任务是发现和追索隐伏矿体，并用于勘查石碌群第六层中下部含炭层 ( 铁、钴、铜矿产的主要赋存岩层) ，勘查深度 500 ～1200m。

4) 井中三分量磁测主要任务是判断异常源及其异常的性质，推测盲矿的深度、方向及见矿部位、延伸、范围和厚度。

投入的主要仪器设备见表 2 －4 －2。

表 2 －4 －2 石碌铁矿接替资源勘查物探投入的主要仪器设备一览表

(二)工作部署

对石碌铁矿区鸡心岭、北一—花梨山、南矿—朝阳的深部和边部及其外围开展普查工作，深入研究石碌地区铁多金属矿床的成矿地质条件和控矿因素，提高找矿效果。

(三)物探异常解释推断

1.可控源音频大地电磁法解释推断

1)可控源音频大地电磁法数据处理、反演效果。对卡尼亚尔电阻率和阻抗相位数据进行整理、编辑。由于采用不同的滤波方式反演所表现的效果是不同的，可根据需要突出地层横向分布和局部矿体反演结果。图2－4－3为E11线两种滤波方式的对比结果图。可见，为突出矿体要经过试验对比方能取得较好效果。

2)卡尼亚尔电阻率断面切片立体图。

a.高频段一般为中低阻(几十～几百欧·米)，而且分布不均匀，主要反映第四系地层及浅部电性不均匀的岩层(如图2－4－4、图2－4－5)。

b.中低频段中，低阻(几十～几百欧·米)层主要反映了第六层(QnS6)地层，是主要的含矿地层，所以电阻率较低;高阻(几百～几千欧·米)层主要为第四层(QnS4)、第五层(QnS5)地层等的反映。

c.中低频内见封闭的低阻圈，呈凹陷型，为复式向斜轴心的部位。这是赋矿的有利部位，极具找矿意义。

d.低频段出现极高电阻率(＞10000Ω·m)，是进入过渡带或近区的反映。

3)阻抗相位切片立体图。

a.中高频段相位一般高于400mard，进入中低频段相位低于400mard。它显示了上部地层电阻率相对下部地层要低。进入低频段后阻抗相位迅速下降，趋于零甚至为负值。这是进入过渡区、近区的反映。

b.成矿向斜主轴部位阻抗相位一般高于1000mard，且中低频段要高于高频段，反映了向斜轴心底部电阻率较低，是赋矿的有利部位。

图2－4－3 E11线不同滤波方式的反演结果图

图2－4－4 CSAMT等频点切片和等标高电阻率立体图

图2－4－5 CSAMT反演电阻率－400m高程平面图

4)反演电阻率切片等高程平面图。

a.一般反映上部层位低阻，下部层位高阻的地电断面。另外，第六层(QnS6)、石炭系(C1)地层表现为低阻，第四层(QnS4)、第五层(QnS5)等地层表现为高阻。

b.向斜轴部表现为低阻，并有明显的“锅底”状向下延伸。矿体一般不是表现为最低电阻率上，而是表现为中低电阻率(图2－4－5)。

2.瞬变电磁法(TEM)(伍卓鹤，2007)

1)直接反映矿体的TEM异常特征。已知矿体位于3014～3064点/E15处，矿体走向为南东东向，矿体宽度约50～100m，埋深较浅，约10～30m。

图2－4－6为E15线的TEM电压剖面图，图中3014～3064点/E15的响应电压强烈，电压剖面在关断后第2道(61.0μs)开始便见隆起、抬高的异常，这充分反映了埋深很浅的矿体(低阻体)。以3014～3064/E15为中心，小号点一侧的电压值缓慢上升，而大号点一侧迅速衰减，依此可推断矿体(低阻体)的宽度可往小号点方向(西向)再延伸1～2个测点距离，即50～100m。

图2－4－6 E15线电压曲线剖面图

通过以上已知矿体的TEM资料分析可知，由于赤铁矿为低阻体，引起的感应电压较为强烈，幅值大，在电压剖面上表现为“彩虹”状的异常形态特征。矿体埋深越浅，则感应电压异常出现越早;反之，则越晚。

2)反映构造的TEM异常特征。图2－4－7为E11线电压剖面图。ZK1101孔位于4150/E11号点，于孔深487～670m见赤铁矿。地质资料和CSAMT资料都显示，ZK1101孔揭示的矿体赋存部位为向斜轴心部位(4050～4400/E11号点)。TEM电压剖面也清楚地反映了此向斜构造形态，具体表现为如下特征:电压曲线在向斜两翼部位抬升，在轴心部位下降，形态如“锅底”状。此特征在中晚期测道表现尤为突出。

图2－4－7 E11线电压剖面图

电压曲线表现的这种“锅底”状异常形态与向斜构造形态极为相似。作者认为，这是由于向斜中第六层底部硫化物多及岩层破碎并充水而构成厚大低阻层的存在，两翼的低阻层较浅，轴部较深。感应电压会首先在较浅的低阻部位(两翼)出现幅值较大的异常，而在相同的时间，由于感应涡流还未到达深部(轴部)低阻层，则感应电压较弱。

由于浅层电性偏低的特殊性，具有相当屏蔽作用，TEM有时反映不了矿体;但可反映向斜轴部这个主要赋矿部位，对工作亦具指导意义。根据上述TEM异常特征，圈定了6个TEM异常。

3.高精度磁测成果

高精度地面磁测与航磁异常相吻合，地面磁测因工作精度的提高对异常特征表现得更为细致、准确，更加突出了浅部异常和局部异常。通过补偿圆滑滤波及上延100m、200m和500m等处理(图2－4－8～图2－4－10)，消除了浅部和地表异常，突出深部异常，变为一南正北负的伴生异常体。从上延50m、100m、200m、500m的异常图看出，越往高处延拓，异常总体走向从北西西渐变至近东西，到上延至500m近东西走向的特征更为明显。在低纬度区铁磁性矿体位置往往对应于磁异常正负过渡带处，表明深部矿体规模大，范围广，为一近东西展布、埋深达1000m以上大的矿体。

图2－4－8 测区磁测ΔT(nT)异常平面图

图2－4－9 测区磁测ΔT(nT)上延200m异常平面图

图2－4－10 测区磁测ΔT上延500m异常平面图

4.三分量磁测井

对测区内深井进行了三分量测量，确定各个深井成矿情况，为进一步钻探工程提供条件。共进行了8个钻孔测量工作，都取得了好的结果。

1)ZK2测井成果。该孔进行了视电阻率测井、磁化率测井、井中三分量磁测、井中高精度ΔT磁测等。测量范围:8.36～647.3m。矿与矿化层共计五层，总厚度47.10m。0～58m为井中套管。142.40～144.90m，厚2.50m，赤铁矿或矿化层;164.90～203.90m，厚39.00m，含磁岩(矿化)层;220.90～224.90m，厚4.00m，赤铁矿或矿化层;293.30～293.90m，厚0.60m，薄层含磁矿化层;310.60～311.60m厚1.00m，薄层含磁矿化层(图2－4－11)。

该孔井中磁测资料显示，在井深320～500m处ΔZ曲线均呈近似反“C”型。320m处ΔZ=－975nT，419m处ΔZ=－2695nT，500m处ΔZ=－916nT。ΔT曲线均呈“C”型。260m处ΔT=－1120.34nT，400m处ΔT=－2998.1nT，500m处ΔT=－1043nT。ΔX、ΔY曲线均显示为负值，表明异常处于第四象限。

图2－4－11 ZK2井中三分量测井曲线

综上所述，初步判断在该孔320～500m井段存在井旁盲矿异常。依据异常曲线的形态和特征点，大致判断:该异常体的中心埋深相当于该孔井深的400～420m段，距ZK2孔大约有100m;异常体存在于该孔的南西方向。该孔西南200m是ZK1101孔，见矿段约160m。

2)ZK3测井成果。该孔进行了磁化率测井和井中三分量磁测(图2－4－12)。测量井段:16～808m。34m以上为套管。

该孔主要见矿或矿化磁性矿层有:582.00～610.50m，厚度28.50m;629.00～641.00m，厚度12.00m;680.50～683.50m，厚度3.00m;690.50～700.00m，厚度9.50m;706.00～734.50m，厚度28.50m;801.50～808.50m，厚度7.00m;该孔800m以下未见明显曲线开口，故判断近孔底一定范围内不存在较大磁异常。

5.深部找矿效果

通过利用地面高精度磁测、可控源音频大地电磁法、瞬变电磁法、井中三分量测量等多种物探找矿方法，本次勘查圈定了铁矿体赋存空间状态，取得了明显找矿效果，为矿山外围深部找矿提供了有参考价值的资料。

1)传统物探手段对深部探测效果不佳、易受矿山噪声干扰。采用交变大地电磁法能取得好的探测效果，CSAMT、TEM法探测深度深达1000m以上，大大超过直流电法探测深度。在地形条件复杂情况下，使用可控源音频大地电磁法、瞬变电磁法可大大提高工作效率。在技术运用中，要通过试验与分析对比确定有关观测技术措施(如装置参数、原始数据可靠性等)和数据处理技术，采用突出局部低阻异常反演技术圈定矿体轮廓等方法。

2)地面高精度磁测通过数据处理滤波与上延提取深部成矿信息圈定深部铁磁性矿体，求得矿体埋深，也取得成效。通过钻孔三分量磁测井精细测量，了解了井周是否存在盲矿体(所举矿例中有)，对下一步布钻将起到重要作用。

图2－4－12 ZK3井中三分量测井曲线

四、验证结果

1)从成果可知:磁测ΔT向上延拓500m后的零等值线，CSAMT表现为低阻异常和高阻抗相位异常，TEM表现为有下凹、凹中凸等异常特征，显示为矿异常性质。验证结果证实，物探推断的这一部位7个钻孔见矿情况好。这一部位无疑为本测区深部找矿的最有利部位。

2)危机矿山深部找矿工作是一个系统工程。包括综合研究、方法技术应用和工程验证等几个重要环节。深部找矿工作一个重要环节，就是应用具有“高分辨率、探深大”功能的方法技术。由于采用了以上这些新方法技术，而获取了较多的深部矿化体信息，圈定矿体轮廓，为实现“矿化体”的空间定位提供了技术手段。

参考文献和参考资料

伍卓鹤.2007.瞬变电磁法在矿产勘查中的应用研究［J］.华南地震，27(3):26—43

伍卓鹤.2009.危机矿山外围高新物探技术方法找矿效果及综合找矿模式———以XX矿床为例［J］.泛珠三角港澳台

地区地球物理研讨平台成立暨首届学术交流会论文集

(本节供稿人:伍卓鹤)

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