多尺度综合地球物理探测：揭示成矿系统、助力深部找矿--长江中下游深部探测(SinoProbe-03)进展

两个原因使我们必须开展深部探测.一是寻找深部资源,二是更好地理解形成和控制陆内成矿的深部动力学过程,预测新的矿集区.在深部探测专项、国家自然科学基金和地质调查项目资助下,作者在长江中下游成矿带及邻区开展了系统的多尺度、综合地球物理探测.包括:成矿带尺度的宽频地震探测及"廊带式"综合探测,矿集区尺度的骨干剖面探测和三维建模,矿田尺度的三维探测与反演模拟.探测结果在三个层次取得了一系列新认识和新发现,完善了相关探测方法技术.主要包括:揭示了成矿带岩石圈结构、深部过程及对成岩、成矿的控制,提出了成矿带形成的动力学模型,诠释了在狭窄的成矿带内形成大规模金属堆积的深部因素;揭示了典型矿集区地壳三维结构、组成和断裂分布,建立了矿集区三维结构模型和区域成矿模式,推断了主要控矿岩体、地层的空间展布,预测了新的找矿靶区;开展了"玢岩型"、斑岩型和热液型多金属矿床综合地球物理探测试验,总结了勘查模式,预测了深边部找矿靶区;提出了硬岩区反射地震数据采集设计、激发到接收的有效措施,探索了地震弱信号提取、噪声压制、静校正和偏移等处理新技术、新方法;提出了强电磁干扰区电磁去噪的数字形态滤波等技术,完善了二/三维带地形和考虑各向异性情况的电磁正反演技术.

华南晚中生代大陆变形、深部过程及动力学

受控古太平洋板块俯冲及后撤作用,华南晚中生代经历了强烈大陆再造,并伴随幕式岩浆活动,是研究活动大陆边缘构造-岩浆作用、壳幔过程和板块俯冲动力学的天然实验室。本文系统综述了近年来发表的构造变形、岩浆作用和深部结构等多学科成果,以构造解析为主线,深-浅结合,在华南识别出与古太平洋板块俯冲相关的中晚侏罗世弧背缩短和白垩纪弧后伸展系统,厘定了二者的时空格架和叠加改造关系。弧背缩短系统以扬子中部的隔档-隔槽式褶皱、深部多层滑脱和双重逆冲推覆构造为特征,具SE向NW的逆冲扩展变形规律,与古太平洋板块的前进式俯冲有关。白垩纪主体以大陆伸展为主,经历了伸展和挤压变形交替,并伴随着岩浆活动的爆发、迁移和停止,其可能与板片俯冲动力学变化有关。在此基础上,我们分析了白垩纪岩石圈长距离伸展的深部过程及浅表响应,提出了岩石圈随深度变化的分层差异伸展模式。自下而上,从岩石圈地幔到上地壳,应变近一致地表现为(W)NW-(E)SE伸展,反映了垂向变形一致性。可能的垂向应力传播过程:板片后撤诱发长距离地幔流,其在岩石圈底部形成剪切牵引应力,促进下岩石圈地幔被动拉伸;上岩石圈地幔局部发育强应变剪切带,作为应力传播构造,其可有效加强壳-幔间剪切,促进下地壳韧性拉伸,将下地壳和岩石圈地幔的变形关联。我们认为岩石圈伸展、板片后撤和地幔流形成了三位一体的动力学耦合系统,将华南岩石圈长距离伸展的驱动力归结为:(1)古太平洋俯冲带海沟后撤和板片回卷诱发的远程效应,和(2)地幔流在岩石圈底部施加的剪切牵引应力。

安徽贵池矿集区深部精细结构——来自综合地球物理探测结果的认识

安徽贵池矿集区是长江中下游成矿带中重要的铜多金属矿集区,随着浅表找矿难度的加大,急需了解矿集区深部结构为深部找矿提供深部找矿提供指示.为揭示贵池矿集区深部地壳结构格架、控岩、控矿构造和岩浆系统的空间结构,深化对成矿作用的认识,在该区实施了两条长度各约60km垂直于构造走向的反射地震和MT探测剖面,通过对MT数据有针对性的去噪和反演,获得了研究区10km以浅的地电结构;通过对反射数据的层析反演静校正、叠前保幅多域去噪、精细速度分析和叠前时间偏移等处理,获取了该地区地壳结构的地震成像剖面.结合区域地质构造背景和针对性处理的区域重磁数据,对两条综合探测剖面的反演处理结果进行了分析与解释,研究发现了本区地层的构造反射特征、地壳结构特征和Moho特征,厘定了盖层与基底之间的区域滑脱面、中下地壳滑脱面和Moho面的深度和形态.发现了地壳上冲和俯冲的反射特征,可能是华夏块体与扬子块体晋宁期发生板内碰撞的痕迹.高坦断裂是一个深达地壳级的断裂,其南北两侧具有不同的重磁特征、电性结构特征和地震反射特征,该断裂可能是深部流体上涌的通道,岩浆和地幔热液沿断裂上涌并沿地层和裂隙侵入中上地壳,形成岩基或岩体,或与围岩发生强烈矿化作用形成贵池矿集区多金属矿床.

新疆准噶尔北缘覆盖区深部地质结构及其地质意义——来自综合地球物理探测的证据

本文利用准噶尔北缘覆盖区的高精度地面重磁数据开展三维约束反演,揭示出准噶尔盆地北缘浅覆盖区内三维密度结构具有横向非均匀性,纵向有向深部延伸的趋势;深部广泛分布石炭纪、泥盆纪火山岩地层等高磁性体,零散分布热液蚀变导致的热退磁的火山岩;北西向分布的低密度低磁性物质,对应无磁性的断裂破碎带.结合多尺度边缘检测方法推断得到研究区隐伏断裂体系以及火山岩地层的空间展布.对贯穿研究区的综合地球物理探测剖面进行人机交互联合反演,结果显示控制扎河坝蛇绿岩带分布的南北界深大断裂在深部构成开口向下的对称扇形构造样式,说明此蛇绿岩带所代表的古洋盆具有双向俯冲的特征;结合区域地质资料,以及岩石地球化学研究成果,认为剖面穿过的3个酸性岩体均为形成于晚石炭世后造山拉张构造环境的A型花岗岩,可能是准噶尔东北缘造山作用结束的标志.最后结合大量地质、地球化学和地球物理资料,对准噶尔东北缘区域构造演化进行了讨论,认为扎河坝—阿尔曼太古洋盆于中奥陶世开始汇聚,古洋盆向南北两侧双向俯冲,在晚志留纪-早泥盆纪洋盆闭合.

长江中下游成矿带铁-铜成矿系统结构的地球物理探测:综合分析

成矿系统是在深部过程驱动下形成的、具有自组织的能量及物质迁移-汇聚系统。系统在形成和演化过程中,在岩石圈不同尺度上留下"痕迹",这种"痕迹"可以通过地球物理、地球化学和遥感等方法进行探测或观测。文章尝试在成矿系统理论框架下,对近10多年来在长江中下游成矿带进行的多尺度地球物理、地球化学探测结果进行分析,识别典型陆内成矿系统"源区""通道""场所"的地球物理、地球化学"痕迹",尝试构建陆内成矿系统的空间结构模型。主要结论有:(1)长江中下游晚中生代的大规模铁、铜多金属成矿作用是一个完整的成矿系统。该系统包括3个子系统,分别为与高钾钙碱性岩浆岩有关的夕卡岩-斑岩成矿子系统、与橄榄安粗岩有关的陆相火山岩铁(硫)成矿子系统和与碱性岩有关的铜-金(铀)成矿子系统。(2)成矿系统的"源区"来自富集地幔的熔融、底侵,并在壳/幔边界与下地壳物质的混合,具有多级分布特点。幔源岩浆与地壳物质混合的比例决定了成矿金属的类型。(3)成矿带发育的"鳄鱼嘴"构造是铁铜成矿系统的主干"通道"。成矿系统"末端"矿质沉淀的"场所"主要受近地表褶皱、断裂、层间滑脱断层,以及由它们形成的断裂(裂隙)网络控制。(4)区域磁异常、放射性和地球化学异常是成矿系统残留"痕迹"的响应和"标识"。通过分析不同尺度的"标识"特征,可以深入认识成矿系统的空间结构,并可用于深部成矿预测。

钦杭何在？来自综合地球物理探测的认识

扬子古板块与华夏古板块的结合带(简称钦杭结合带)是中国东南部一条最重要的构造岩浆成矿带,其西段的位置和边界的划分方法,尚存在较大的争议。本文以大尺度卫星重磁资料为主,结合区域电性和地震资料的综合处理和分析,对钦杭结合带的边界进行了识别和厘定。研究认为,钦杭结合带是江南造山带的南部边界,结合带南界为宁波-金华-上饶南-赣州北-郴州-北海东,北界为上海-湖州-鹰潭-临川-萍乡-衡阳-永州-桂林-梧州-钦州。在结合带两侧,无论是重力场还是磁力场都具有明显不同的特征,反映了扬子和华夏板块不同的物质组成和基底特征。钦杭结合带内地球物理场也存在局部差异,揭示了结合带经过多期次岩浆活动,在不同地段形成了不同组合的金属矿床和别具特色的钦杭成矿带。

江南造山带深部边界及成矿制约:来自综合地球物理的认识

江南造山带位于组成华南大陆的扬子地块和华夏地块之间,是揭示华南陆块演化及其动力学过程、探索该地区大规模岩浆多金属成矿作用的关键窗口。前人在构造学、岩石学和矿床学等方面取得了诸多进展,但仍对江南造山带的深部结构认识不明,导致对其定义、边界范围、形成时代及演化过程等方面长期存在争议,故亟需开展综合地球物理探测工作,为解决上述争议问题提供约束。鉴于后期构造运动对上地壳大幅改造的影响,致使对于江南造山带的深部边界存在不同认识,本文以重力数据和航磁数据为主、辅以大地电磁测深结果、并与水系沉积物地球化学资料相结合,厘定江南造山带的深部边界。综合重磁多尺度边缘检测、深部电性结构及75种元素水系沉积物地球化学数据聚类分析结果,推测钦杭结合带可能为江南造山带东南侧深部边界,并推断了江南造山带北部可能的深部边界和周缘的断裂构造。基于上述结果和认识,分析了区域构造对金、铜矿床的控制作用,认为江南造山带深部边界及深部断裂扮演了成矿系统中“导矿通道”的角色,从深大断裂形成之初就提供了铜、金等幔源成分为主的矿物质,在合适位置就位成矿;后期复杂的构造运动,使得局部位置再次活化,成矿物质重新富集迁移,在次级断裂等有利位置形成不同时代、不同类型的铜金等矿床。因此,本文基于综合地球物理探测所识别和划分的断裂构造格架,不仅可为厘定江南造山带的深部边界提供参考,也可为寻找幔源为主的金属矿床提供指示。

深部探测揭示壳幔结构及其资源能源效应--“中国大陆典型地区深部地质调查”专辑特邀主编寄语

地球深部结构变化、物质以及能量交换等地球动力学过程,是地球系统最主要的动力来源,诱发地表地貌变化、剥蚀、沉积作用和环境变迁,以及地震、滑坡等自然灾害,控制化石能源和地热等自然资源的分布,是理解成山、成盆、成岩、成矿、成藏和致灾等过程成因机制的核心。为探索中国大陆深部结构和资源能源效应,在党中央“向地球深部进军”的号召下,中国地质调查局于2016年开始设立了深部地质调查工程。工程以抢占大陆基础地质研究国际制高点,引领深部地质研究前沿为宗旨,选择我国资源、能源重要基地,重大地质边界和关键构造单元,开展了地球物理为主的深部探测和综合研究。获取了华南陆块等重要地质单元岩石圈精细结构,研究了班公湖—怒江缝合带重大地质边界性质及空间展布,在松辽盆地、西北盆山结合带等地发现和提取了一批与深部成矿、成藏和清洁能源有关信息。为进一步推动地质调查向深部进军,促进从二维地表地质调查到三维空间地质调查的转变,《地球学报》组织了“中国大陆典型地区深部地质调查”专辑。本专辑集中报道了深部地质调查近三年取得的部分阶段性进展和成果,主要聚焦深部地质调查在揭示地球深部结构,及其对浅部构造和资源能源的控制,服务地球深部探测和新一轮找矿突破战略。

松辽盆地北部地热场深部控制因素研究:基于大地电磁探测的结果

松辽盆地北部存在中低温地热场,地热场呈现中间高、四周环状降低的特征.松辽盆地内部形成高地热场的主要因素,一是深部热源供给;二是浅部热能储集.通过深部结构特征研究可揭示热源及热储的分布及相互联系,对松辽盆地北部地热场成因研究具有重要意义.为了揭示松辽盆地北部地热场的深部控制因素,本文基于古龙镇至依安县的246 km长大地电磁剖面,对71个宽频测点数据通过傅里叶变换、Robust估计以及相位张量分解等处理手段,在精细分析维性特征及电性主轴的基础上,利用非线性共轭梯度反演获得了剖面40 km深二维电性结构模型.研究发现:电阻率模型具有“纵向分层,横向分块”的特征,以水热性温泉富集的林甸地区为界,剖面南北两侧电性结构存在明显的差异,南侧呈现“低阻-高阻-低阻”的三元电性结构,北侧呈现“低阻”的一元电性结构,这两种结构与地温场分布具有良好的对应关系,林甸以南的三元电性结构区对应高地热异常,以北的一元电性结构区热异常下降明显;林甸地区位于这两种端元的分界区,地表温泉丰富,且发育有基底断裂,为水热型地热发育的“热点”地区;林甸南北两侧深部存在两个高导体C1、C2,这与普遍认识的松辽盆地存在软流圈隆起有关,说明盆地下方具有统一的热源,部分熔融热物质作为深部热源向上传递热量,不同之处在于林甸以南地区,中地壳存在巨厚高阻特征的前寒武纪结晶基底R1,为地热的保存提供了有利条件,而林甸以北地区深部缺少聚集热量的结晶基底,导致地热异常迅速降低.

新疆阿舍勒矿集区三维地质—地球物理建模研究

阿舍勒矿集区位于我国新疆哈巴河县北部约20 km处,研究区内已发现多个多金属矿床,如阿舍勒铜锌矿、萨尔朔克金多金属矿、喀英德铜矿等,是我国重要的VMS型矿集区。近年来,随着研究工作的不断深入,认为在阿舍勒盆地深部或周边区域,仍有较大的成矿潜力(张志欣等,2014;杨富全等,2015),而深部和周边区域新的矿床的发现.

湘东光明萤石矿黑云母花岗岩地球化学特征及其对萤石成矿的启示

光明萤石矿产出于湘东锡田岩体北部,为探究矿区内黑云母花岗岩与萤石成矿的关联,对岩体和萤石矿体进行了系统的地球化学研究,并利用LA-(MC)-ICP-MS对黑云母花岗岩中锆石开展了U-Pb年代学、微量元素及Hf同位素地球化学研究。结果显示,黑云母花岗岩具有高硅(SiO_(2)=72.62%~77.34%)、高碱(Na_(2)O+K_(2)O=6.03%~8.66%)、富铝(Al_(2)O_(3)=12.02%~13.83%)特征,A/CNK值介于1.07~1.14之间,为过铝质花岗岩。3个样品低U锆石的206 Pb/238 U年龄加权平均值在215~218 Ma之间,指示花岗岩侵位于印支期。矿区黑云母花岗岩印支期—燕山期锆石年龄为237~133 Ma,在230~210 Ma、190~170 Ma、150~130 Ma存在3个较集中的年龄峰期,暗示岩浆侵位后受到热事件影响,推测矿区岩浆活动具有多阶段性。黑云母花岗岩岩体有较强的负Eu异常,且富集大离子亲石元素Rb、Th、U,亏损Ba、Nb等元素;萤石具有中等程度的负Eu异常,Rb、Ba、Nb、Hf相对亏损,U、La、Nd、Zr、Y相对富集。按照燕山期成矿岩浆活动时间(133 Ma)估算,岩体ε_(Nd)(t)=-11.2~-10.6,二阶段模式年龄为1793~1837 Ma;萤石ε_(Nd)(t)=-11.3~-10.0,二阶段模式年龄为1741~1848 Ma,二者具有较一致的Nd同位素组成。岩体锆石Hf同位素测定值具有较大的变化范围,176 Hf/177 Hf=0.282234~0.282420,εHf(t)=-16.7~-8.5,T DM 2=1756~2214 Ma,显示古—中元古代地壳模式年龄。综合研究发现,光明萤石矿多阶段岩浆活动起源于成熟地壳白云母的脱水熔融,经历了印支期—燕山期多期次的岩浆补给和较强的结晶分异。萤石矿石与矿区内燕山期花岗岩具有相似的稀土与微量元素特征,与黑云母花岗岩不同,暗示光明矿床萤石成矿与区内燕山期岩浆活动有关,成矿流体主要为岩浆热液,并有少量大气降水加入。

南秦岭中段宁陕地区绿柱石-铌铁矿型伟晶岩中磷灰石和铌铁矿族矿物的矿物地球化学研究

宁陕伟晶岩区分布于宁陕花岗岩基南侧的外接触带,是秦岭造山带内三大伟晶岩区之一,并分布有伟晶岩型铷-铍-铌-钽矿床。本研究利用扫描电镜和电子探针对宁陕地区的绿柱石-铌铁矿型伟晶岩进行了矿物学研究,同时对铌铁矿族矿物和晶质铀矿进行了定年工作。矿物成分和结构特征显示伟晶岩内的磷灰石和铌铁矿族矿物均可分为两类。第一类磷灰石和第二类磷灰石分别具有相对低Mn、低Cl(MnO含量为0.41%~2.27%;Cl含量为0~0.06%)和高Mn、高Cl(MnO含量为14.51%~19.12%;Cl含量为0.12%~0.16%)的特征;第一类铌铁矿族矿物在分类图上集中在铌铁矿区域,第二类铌铁矿族矿物则分散于铌铁矿和钽铁矿区域。结合矿物组成和矿物相互交代关系,本研究认为第一类磷灰石和铌铁矿族矿物为岩浆分离结晶作用的产物,而第二类磷灰石和铌铁矿族矿物的形成则均与流体活动关系密切。第一类铌铁矿族矿物的U-Pb年龄((206.3±1.5) Ma)代表伟晶岩的侵位年龄,第一类磷灰石的原位Nd同位素结果(ε_(Nd)值的范围为-4.3~-2.5)与宁陕岩基内晚三叠世二长花岗岩的ε_(Nd)值基本一致,指示了其同源性。综合两类磷灰石和铌钽铁矿族矿物的成分和结构特征,本研究认为伟晶岩内流体活动具有多阶段性,次生晶质铀矿U-Pb年龄((199.2±1.5) Ma)与岩浆铌铁矿U-Pb年龄((206.3±1.5) Ma)相接近,暗示了早阶段流体活动与岩浆演化关系密切,属于岩浆-热液过渡阶段形成的残余流体;第二类铌铁矿族矿物中局部残留的高Mn含量和第二类磷灰石中较高的Mn、Cl含量共同指示了晚阶段流体中混合了来自围岩的外来流体。

江西昆山钼钨铜多金属矿床辉钼矿Re-Os年代及其对成矿地球动力学演化的启示

【研究目的】昆山钼钨铜多金属矿床行政区划分属于江西修水县境内,大地构造位置位于江南造山带中段之九岭隆起东段。本次研究试图对昆山W-Cu-Mo多金属矿床成矿年龄进行精准约束,为该矿床成矿作用研究、成矿规律总结提供年代学证据,同时对该矿床成岩成矿关系、成矿物质来源作简要探讨,并对大湖塘钨多金属矿集区成矿期次进行划分。【研究方法】本文对昆山钼钨铜多金属矿床开展了辉钼矿Re-Os同位素年代学研究。【研究结果】实验获得的10件辉钼矿等时线年龄为(148.8±1.0)Ma,MSWD=0.42,Re-Os加权平均年龄为(148.7±0.7)Ma,MSWD=0.10,加权平均年龄与等时线年龄基本一致,因此本次所采集的样品Re-Os体系是封闭的。187Re和187Os沿等时线距离拉开的较远,表明本次定年数据较为可靠。昆山矿床成矿作用发生稍滞后于似斑状黑云母花岗岩侵位时限,与晚侏罗世这期岩浆活动有成因联系。昆山钼钨铜多金属矿床的成矿物质以壳源为主,考虑到存在较高Re两个样品(n×10-5),说明可能存在部分幔源的成矿物质参与了该矿床的形成。【结论】软流圈物质自晚侏罗世开始,沿着NNE向深断裂与先期(晋宁晚期)形成的NEE向古断裂的交汇部位上涌,通过热传导效应引起地壳物质发生部分熔融,于大湖塘地区形成了似斑状黑云母花岗岩(岩株)、细粒黑云母花岗岩(小岩株)、花岗斑岩(岩脉或岩枝)等一系列中酸性侵入岩。

独居石矿物地球化学对南秦岭宁陕地区Be-Nb伟晶岩成因的指示

近年来,在秦岭造山带宁陕伟晶岩区发现了数条Be-Nb稀有金属伟晶岩矿脉。本文通过扫描电镜和电子探针分析了Be-Nb伟晶岩中独居石的矿物学特征和矿物成分。研究结果表明,伟晶岩脉中的独居石可分为两类:Ⅰ类独居石主要分布在石英、长石等造岩矿物内部,在背散射图像中多数Ⅰ类独居石内部均匀,部分可见振荡环带,具有较高的Th O2含量(7.0%~13.9%,平均10.5%);Ⅱ类独居石单矿物在背散射图像下同样显示内部均匀,但亮度明显低于Ⅰ类独居石,且Th O2含量较低(0.9%~4.4%,平均2.2%)。这指示了Ⅰ类独居石的岩浆成因和Ⅱ类独居石的热液成因。岩浆成因独居石具有较高的Th O2含量与独居石中磷钙钍石的类质同象替代密切相关。岩浆成因独居石的U-Pb测年结果为200.8±2.1 Ma,代表伟晶岩的成岩年龄,该年龄结果接近宁陕岩基中的二长花岗岩。岩浆和热液成因独居石的εNd值的范围为4.6~3.0,这与二长花岗岩的εNd值范围基本一致,说明区内Be-Nb伟晶岩与上述二长花岗岩的同源性。综上所述,本研究认为宁陕地区Be-Nb伟晶岩的形成是宁陕岩基中二长花岗岩同源岩浆在早阶段结晶分异演化后的残留熔浆结晶所致。

深反射地震成像揭示的班公湖-怒江缝合带中段Moho断阶及其大地构造意义

揭示班公湖-怒江(班怒)缝合带Moho(莫霍面)结构对于认识中特提斯洋壳俯冲和南羌塘坳陷成因具有重要地球动力学意义。基于横跨班怒缝合带的深反射地震数据(88°30′E),本文采用了中长波长静校正、噪声压制、优化叠加和叠前深度偏移(PSDM)等地震处理技术,获得了深度域地震反射偏移剖面、层速度场和高分辨率Moho结构。由深度域剖面显示,班怒缝合带Moho位于地表以下65~80 km,呈不连续北向抬升趋势,指示在拉萨地块与南羌塘地块之间存在岩石圈上地幔断阶,最大阶步可达15 km。综合分析缝合带两侧的Moho形态认为,这些断阶受南侧拉萨地体的岩石圈上地幔以19.5°北倾俯冲与北侧南羌塘地块的上地壳抬升驱动,可能与深部存在局部熔融相关。班怒缝合带下的Moho结构表明,随着晚侏罗世—早白垩世中特提斯洋闭合,南羌塘地体由边缘海沉积向前陆盆地转换,形成南羌塘坳陷。

成矿系统的多尺度探测：概念与进展——以长江中下游成矿带为例

在全球矿产勘查逐渐转向"绿地"、深部和覆盖区的大背景下,急需成矿理论的指导。20世纪末提出的成矿系统概念由于其强大的区域成矿预测功能,引起了矿业界广泛的关注和研究。本文首先回顾了成矿系统的概念、组成和分类,然后讨论了成矿系统主要组成部分的探测和识别方法,最后结合笔者近年在长江中下游成矿带开展的多尺度探测,讨论了陆内典型成矿系统的深部过程、地壳结构和地球物理响应,并对成矿系统概念在成矿预测领域的应用前景进行了展望。本文主要结论:(1)成矿系统是由控制矿床形成和保存所有要素构成的自然系统,基本组成单元包括"源区"、"通道"和"场所",每个组成单元都包括复杂的物理、化学和动力学过程;(2)矿床是成矿系统多尺度深部过程耦合在某一"点上"的"结果"。成矿系统在演化过程中,各种物理、化学作用对地壳和岩石圈地幔进行了强烈"改造",留下各种物理、化学和矿物学"痕迹",这些"痕迹"改变了岩石的地球物理性质,具有很好的可探测性;(3)基于长江中下游多尺度探测结果,提出了陆内典型成矿系统"源区"形成过程、控制岩浆/流体迁移的"通道"和物质沉淀场所的新认识;(4)在地学大数据、机器学习、人工智能不断发展的今天,成矿系统和基于成矿系统的多尺度成矿预测将是未来的重要研究方向。

“穿透性”探测技术在覆盖区地质矿产调查中的应用研究

覆盖区矿产勘探和研究程度较低,找矿难度大,但矿产资源潜力巨大。在覆盖区一系列大型-超大型隐伏矿的发现中,“穿透性”探测技术起到了重要作用。本文在梳理国内外覆盖区基础地质矿产调查和“穿透性”探测技术应用现状的基础上,关注成矿带覆盖区地质矿产调查中常用的地球物理(重磁电)探测技术,深入分析了地球物理异常多解性的物性变化和地质因素问题。通过总结地质体解译中的常见问题及应对措施,对开展覆盖区地质矿产调查进行了深入思考,认为充分利用地物化综合信息,探索和发展多尺度、多参数、多方法相互约束的综合探测解译技术是覆盖区“穿透性”探测技术的发展趋势。

综合地球物理在荒漠覆盖区隐伏矿床预测与定位中的应用:以新疆拉伊克勒克铜多金属矿床为例

随着人类对资源的需求的增加,传统的矿产勘探空间已经越来越小,必须拓展新的找矿空间,近年来,全球资源能源勘查已经转向大陆深部和覆盖层之下.中国西部广泛分布的荒漠戈壁区,找矿勘查工作程度相对较低,有着巨大的找矿空间,但由于没有露头地表地质观察无法获取成矿信息,地质理论预测的不确定性大幅增加,制约了隐伏矿预测和定位的效果,亟待加强对荒漠覆盖区隐伏矿勘查技术的研究,探索有效的技术方法体系.本文选择准噶尔盆地东缘琼河坝地区为例,开展荒漠戈壁覆盖区找矿预测实践.首先以高精度地面大比例尺重力和磁力资料为基础,采用多尺度边缘检测技术划分断裂构造.然后结合重磁三维反演和多尺度边缘检测技术,开展了隐伏岩体的三维形态识别.在此基础上,结合区域化探和地质资料,预测了7处找矿靶区.对其中的拉伊克勒克靶区进行了大比例尺地球物理和钻探查证,从预查到详查,通过地球物理技术的创新组合,在地表没有矿化线索的荒漠戈壁之下,新发现和评价拉伊克勒克大型铜多金属矿,实现琼河坝地区荒漠戈壁覆盖区找矿突破.结果证明我们提出的荒漠覆盖区隐伏矿预测与定位技术,在类似景观区具有一定的借鉴和示范意义.拉伊克勒克大型铜多金属矿的发现,也说明在新疆、内蒙等戈壁荒漠覆盖区找矿工作大有可为.

长江中下游成矿带三维S波速度结构及对深部过程的约束

利用73个固定台站记录的163个远震事件数据,采用多道互相关技术挑选了5524条S波到时数据,并对S波到时数据进行地壳校正,在此基础上采用天然地震层析成像方法和远震S波到时信息,获得了长江中下游成矿带上地幔的三维S波速度结构模型.研究结果表明:(1)研究区域上地幔存在着明显的低速异常,且走向与成矿带相同,可能为上涌的软流圈热物质;(2)研究区域地幔过渡带和上地幔底部存在着明显的高速异常,可能为俯冲的古太平洋板块和拆沉的岩石圈;(3)成矿带上地幔的低速异常呈现由南向北逐渐变浅的空间分布特征,该特征表明软流圈热物质由南向北上涌.综合分析认为,成矿带中生代大规模岩浆活动和成矿作用的深部过程主要与岩石圈的拆沉密切相关.

九瑞矿集区重磁三维约束反演及深部找矿意义

研究九瑞矿集区成矿地层和岩体的三维分布特征可为区域成矿背景和成矿规律研究提供新的信息,实现研究区深部及外围找矿突破.本文首先综合分析研究区区域地质及地层和岩石密度和磁化率特征,然后将区域地质和12条地质剖面信息利用自行开发的GIF2UBCmodel程序构建剩余密度和磁化率参考模型和上下边界约束模型,实现了带约束重磁数据三维反演.反演结果揭示九瑞矿集区剩余密度和磁化率三维分布特征,解译了矿集区主要地层和岩体分布特征.该区存在邓家山—东雷湾以及武山—丁家山两个大型岩体;盖层褶皱与结晶基底隆起方向一致,是深部基地隆起的继承.通过与矿集区已知矿床对比发现,高磁性岩体边缘和基底隆起(高密度体)两翼为成矿有利区.