铜陵矿集区印支-燕山期盖层形变场三维结构的实验重塑

在野外观测和流变学分析的基础上, 通过相似物理实验重塑了铜陵矿集区印支-燕山期的构造格架; 并采用“切片”与“剥层”的方法, 分解透析了矿集区盖层的这一三维变形结构. 其中, 垂直于褶皱枢纽的系列切面观察, 显示了实验模型与钻孔的剖面结构相似性; 逐层剥离分析表明, 模型各层的变形特征也与野外景观定性吻合. 通过对模型与野外现象之间平面景观和垂向结构的对比分析, 还发现此套构造格架有如下主要特征, 即: (1)三套北东向“S”型褶皱群组成了区域构造平面格局的基本框架; (2)在整体一致的统一应力场中, 不同部位、不同方位和不同层位中普遍可见不协调褶皱的分布; (3)与褶皱幅度向深部逐步衰减对应, 断裂系统的发育是由下而上逐步扩张, 且以低角度顺层滑脱断层为主体; (4)志留系层内流褶皱和劈理化高度发育的现象, 反映印支-燕山期构造层的变形效应在此层趋于中止. 这有可能暗示着志留系是该期脆-韧性变形转化的分界层次, 其下伏岩系当属另一套不同性质变形产物的事实.     

铜陵矿集区浅层含矿岩浆输运网络与运移机制

研究证实铜陵矿集区燕山期岩浆浅表侵入导致了大规模成矿作用, 成矿期区域中部-10 km处存在一个隐伏岩浆房, 成矿岩浆由此处产生并向上运移, 然浅层成矿岩浆输运网络与运移机制这个与成矿作用密切相关问题的探索仍有待深入. 构造力学、分形统计和地质事实综合分析表明北东向高角度褶皱相关断层及棋盘格状基底断裂系是岩浆由浅层岩浆房向盖层褶皱系输运的主要通道, 褶皱核部的虚脱部位是岩浆主要就位空间. 因而, 上褶-下断的构造网络为浅层岩浆的导流-定位系统. 多层结构地质体在变形过程中, 上部地层受下部地层顶托更趋于发生褶皱, 下部地层承受上部地层的载荷易发生断裂, 当下部地层岩石力学强度高于上部时, 上褶-下断构造组合的发育概率会更为增加. 由于存在导流网络, 浅部岩浆房顶部的富含挥发份岩浆以“岩脉式”快速向表层输运, 定位于褶皱虚脱空间中, 并快速充填和改造就位空间; 岩浆顶部的挥发份物质因压力骤降而发生隐爆, 引发多相流体不混溶以及大量成矿元素富集. 脉动式岩脉活动可能是导致铜陵矿集区岩浆岩化学成分互有差异且时空上紧密伴生的主要因素.     

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.     

中西部冲断带多尺度地球物理解释及其物理模拟实验

中西部冲断带形成于两古板块"镶嵌式"拼接成陆后的再冲断.多尺度地球物理资料解释表明,浅层构造变形具有"横向有序分带、垂向多属性分层、纵向差异分段"特征,深部构造变形表现为分层解耦和差异收缩,造山带与盆地的岩石圈在咬合冲断时强-弱层对置.本文利用物理模拟实验和延时摄影方法,基于"挤压-碰撞"模型正演了冲断带变形过程,实验结果表明:造山带仰冲盆地并相互拼接,前者冲起折返,后者前陆冲断;盆内滑脱层的存在会产生构造分层,上构造层的变形以断层相关褶皱为主,且扩展范围受控于滑脱层;上构造层的挤压缩短量比下构造层大,变形扩展更远;下构造层的变形以叠瓦构造和双重构造为主,其断层倾角由前陆向腹陆逐渐增大,断面由下凹变为上凸,断片由侧向叠置变为垂向叠置;高角度逆断层的变形经历了脆性变形、韧-脆性变形和韧性变形三个阶段.     

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.     

哀牢山多金属矿集区深部构造与成矿动力学

哀牢山多金属矿集区指哀牢山成矿带及邻区主要矿田（床）所组成的区域,它虽然位于多个构造单元的交汇部位,但却具有统一的深部构造背景．区域深大断裂构造多期活动、高热流异常及岩浆岩和矿床的空间分布均受矿集区统一的深部构造制约．遥感图像解译发现一个与该矿集区对应的巨型环形构造．地球物理资料揭示出矿集区地壳内部存在不规则的低速透镜体,莫霍面具有与环形构造基本一致的局部隆起和明显的壳幔过渡带,软流圈地幔具有多期脉动隆起特征．自晚古生代以来的三期软流层隆起事件,控制了区域剪切构造活动和成岩成矿作用过程．     

华南褶皱系典型成矿区多期次构造演化与控矿机制数值模拟

本文基于流-固耦合模型对研究区主要控矿构造的发育演化过程和控矿机制进行数值模拟研究.根据研究区不同构造期次下形成的最大主应力、体积应变、剪切应变、岩层渗透率变化、孔隙压力以及流体流动样式等成矿地质环境的定量结果,分析个旧超大型成矿系统的构造-岩浆-流体要素的相互作用机制.模拟结果显示,在成矿期构造应力场作用下,在先存背斜构造部位形成了强烈的张应力环境,构成了一系列沿北北东走向的有利侵位通道和空间.岩浆反复侵位于此并产生巨大浮力作用,控制了背斜构造发育并形成了低压力、高渗透的扩容空间,促进矿液长效聚集成矿.另一方面,根据东西向断裂组的应力-应变状态及共轭剪切断裂成生发育情况,剖析了该组断裂的形成机制以及在成矿期的性质、运动状态及导矿容矿作用.     

滑脱拆离断层带中的构造成矿作用——以熊耳山北坡滑脱拆离断层带为例

以熊耳山北坡为例,探讨了滑脱拆离断层构造成矿作用的基本特点、普遍规律和滑脱拆离断层构造成矿作用的机制,包括成矿模式,流体作用模式及成矿过程中的构造环境和时空关系,并建立了滑脱拆离断层的构造成矿模式.     

基于先验信息约束的重磁三维交互反演建模技术——以铜陵矿集区为例

三维地质建模是实现深部矿产勘查突破的重要途径,其通过控矿地质体的三维建模,直观刻画控矿要素之间的空间、成因和演化关系,帮助理解成矿系统,开展深部找矿预测.当前三维建模主要采用地质资料构建,在缺少钻孔等已知资料的情况下,难于构建出可靠的三维地质模型.为了克服常规三维地质建模方法可信度低、精度差的缺点,本文将重磁交互反演技术引入到三维地质建模中,提出了基于先验信息约束,通过二度半剖面交互反演、三维物性反演联合修正的三维地质模型方法.采用该方法建立了铜陵矿集区的三维地质模型,并开展了深部找矿预测,取得以下主要认识:1)基于先验信息约束的重磁交互反演建模技术能大幅提高三维地质模型的可信度,是实现地下地质体"透明化"的重要途径;2)铜陵地区重要控矿地层(C-P-T2)主要分布于向斜区和火山岩覆盖区,深部岩浆岩条件优越,深部找矿工作应从传统的背斜隆起区转向向斜区和火山岩覆盖区以及部分凹陷区,这将极大拓展铜陵地区找矿空间;3)铜陵地区传统的五大矿田的侵入岩均具有复合岩体特征,特别是与辉石闪长岩共生的矿产以铁铜矿为主,而与金矿密切相关的侵入岩则多为中酸性岩体,这一推断如果成立,将对铜陵地区找矿突破产生重大影响;4)铜陵地区的推覆构造十分发育,木镇凹陷区的早古生代基底和南陵盆地北西缘的戴公山背斜就是一套区域性推覆构造的产物,三维地质模型还揭示铜陵地区侵入岩具有深、中、浅三重结构,这为铜陵隆起的推覆成因提供了证据,也指示了在铜陵之外再寻找类似铜陵矿集区的良好前景.     

大巴山弧形断裂（镇巴-高川段）的磁性特征及构造意义

秦巴山区的大巴山断裂（镇巴-高川段）及周边地区实施了高精度磁力勘探,经过向上解析延拓、垂向不同阶导数及欧拉反褶积等新方法处理及其分析,结果表明研究区磁场特征具有明显的规律性：横向上分别显示出沉积区、挤压构造变形区及侵入岩区的磁性特征,这是研究区多样化构造特征的具体反映;纵向上,浅部磁场呈现方向性磁场,深部呈现稳定基底的特征,这种磁性差异分界面构成了北大巴山地区逆冲推覆构造的滑脱面.而大巴山主断裂在不同区段表现出不同磁性结构的多样化特征,也反映了不同挤压应力作用下变质程度的差异.     

库车坳陷深浅构造变形与地震关系浅析

通过研究库车地区的地震活动性 ,由地震分布的规律性推断可能的基底断裂 ,并分析了基底活动断裂与地表构造的对应关系、盖层变形和基底变形特征的差异及成因。结果表明 :1)地震震中分布揭示库车坳陷内对应东、西秋里塔格背斜带位置上 ,基底中发育东秋里塔格深断裂和南、北秋里塔格深断裂 ;另外 ,依奇克里克背斜和亚肯背斜位置上也存在对应的深断裂 ,这表明地表构造的形成受深部构造的控制。 2 )依奇克里克构造西端至东秋 5井连线位置上发育 1条NE向走滑断裂 ,在拜城西侧发 1条NW走向的活动断裂 ,这 2条切穿构造走向的活动断裂是库车坳陷构造分段的主因。 3)基底和盖层变形特征的差异主要源于二者之间介质特性的差异。盆地基底岩石圈强度非常高 ,决定了其变形以脆性破裂———地震活动为主 ;而盖层中沉积岩层强度较弱 ,且存在煤和膏盐等极软弱的薄层 ,在构造挤压作用下 ,可以产生黏性或塑性流动大变形及顺层无震滑脱     

宁芜火山岩盆地及邻区上地壳电性结构研究

为了较全面、客观地认识宁芜矿集区上地壳电性结构,研究"玢岩铁矿"成矿规律与深部地球物理、地质结构的对应关系,为探索深部"第二找矿空间"提供物性参数,我们完成了6条宽频大地电磁测深剖面.通过分析各剖面电性成像结果,讨论了"长江断裂带"与矿集区成矿的关系,并且认为围岩、岩浆及其上侵通道是区内矿床的控矿因素.此外,结合姑山铁矿床的位置以及铁矿床成矿规律判断宁芜火山岩盆地南部低阻条带为矿集区姑山火山-岩浆旋回的岩浆(导矿)通道,而盆地东部邻区的倾斜"叠瓦状"电性特征说明该区在经历了印支期褶皱构造运动后发育了逆冲推覆构造.     

推覆构造滑脱层有限变形力学分析

本文根据推覆构造滑脱层的变形特点，运用以Ｓ－Ｒ分解定理为基础的有限变形力学理论，研究了断坪与断坡滑脱层的变形场特征。用全量及增量方法逆解求出了变形滑脱层所受的边界外力；利用变形场与应力场的分析结果，给出了推覆构造在拆离时推覆席体的推移距离及作用推力的简捷计算公式。     

准噶尔盆地构造分区和变形样式

准噶尔盆地经历了晚海西、印支、燕山和喜马拉雅期多次构造运动的影响,多期构造变形叠加复合使盆地内构造变形复杂多样。由于各期构造运动影响的范围、应力作用方式不尽相同,因而盆地不同地区的构造变形样式、圈闭类型和分布特征各不相同。西北部构造区( 带) 发育“鱼鳞”状冲断推覆构造;东北部构造区( 带) 以雁列状展布的冲断构造为主;东、西部构造区( 带) 发育近直线状冲断构造;南部构造区(带) 发育“瓦垅”状推覆构造;中央构造区变形较弱,以隆坳变形为主,发育少量正断层和逆断层。各构造区(带) 发育了特征不同的油气圈闭     

中国大陆东部强震区和火山区人工地震探测研究综述

介绍了东北、华北、华东和华南的强震区和火山区的地震测深研究成果，揭示了强震区和火山区的地壳深部构造背景.分析表明，地壳深部断裂、中下地壳低速层、速度结构的差异、波速比异常、泊松比和岩性的不同、上地幔顶部隆起、莫霍界面较大的起伏、复杂的壳幔过渡带、滑脱构造、深部岩浆活动等构造特征与东部地区强震形成和发生有较为密切的关系.     

铜陵矿集区侵入岩SHRIMP锆石U-Pb年龄及其深部动力学背景

选取铜陵矿集区5个典型的中生代侵入岩体——沙滩脚石英二长斑岩、冬瓜山辉石二长岩、新桥二长岩、凤凰山花岗闪长岩、小铜官山石英二长闪长岩,进行了系统的SHRIMP锆石U—Pb定年,给出了（151．8±2．6）～（142．8±1．8）Ma的年龄值,对该区侵入岩的形成时代提供了精确约束,表明晚侏罗世末是该区岩浆活动的高峰期．岩浆侵入的总体顺序为石英二长（斑）岩→二长岩→花岗闪长岩→石英二长闪长岩→辉石二长闪长岩→辉长辉绿岩．不同岩性的侵入岩具不同的结晶年龄可能说明了铜陵地区侵入岩经历了深部岩浆的演化过程．这种岩浆的演化过程和该区当时深部地球动力学背景有密切的关系．提出了研究区深部构造和岩浆演化的动力学模型：T3末期,扬子与华北块体完成拼合,铜陵地区进入新的挤压造山运动期,即进入了太平洋动力学体系．J2-J3期间,随着Izanagi板块向欧亚板块之下俯冲,该区受到的北西向挤压作用,形成北东向褶皱,并导致地壳增厚．在地壳下部形成高密度的榴辉岩相岩石,造成深部岩石圈地幔及下地壳拆沉,诱使热的软流圈物质上涌,减压熔融产生的玄武质岩浆发生底侵作用,并引起下地壳受热熔融产生花岗质岩浆．这些岩浆经过不同的作用过程最终沿深大断裂上侵（J3-K1）．测年结果表明该区岩石圈地幔和下地壳的拆沉作用至少在晚侏罗世中晚期就已经开始,并造成岩石圈的急剧减薄,中上地壳发生强烈的伸展作用,形成盖层间、基底与盖层问、中下地壳等大量的滑脱构造,构成了岩石圈构造分层或拆离作用．老的岩浆成因继承核（747～823Ma范围内的3个一致年龄）的存在支持铜陵地区在新元古代存在明显的岩浆作用,同时说明中生代侵入岩的形成有较多的新元古代火成岩源岩的参与．     

同生断层对层控超大型矿床的控制

同生断层对于超大型层控矿床的形成有重要的控制作用 .以对南秦岭、粤北、狼山等区的研究为基础 ,并综合对比国内外有关的同生断层控矿实例 ,提出了 3点新认识 :( 1 )不同级别的同生断层有不同的控矿作用 ,可称之为“同生断层多级控矿” ;( 2 )同生断层在盆地演化不同阶段 ,对盆地的流体 成矿系统有不同的控制作用 ;( 3)伴有热水沉积矿层的同生断层 ,在后期的构造 热事件中 ,因其作为地壳中先存的软弱面 ,常可复活而成为岩浆或热流体的通道 ,使原来的层状金属矿床又受到后期热液的叠加和改造 ,从而构成大型或超大型的复合型矿床 .     

塔里木盆地中央隆起带中、西段及邻区中、下寒武统盐相关构造及其变形机理

塔里木盆地中央隆起带中、西段及邻区中、下寒武统广泛发育盐岩层系.本文通过地震和钻井资料综合解释和分析,发现这套盐岩层系形成时代老,埋藏深度大,流动聚集幅度较小,厚度分布不均匀,它们作为区域滑脱层对该区盐上古生界构造变形起着重要控制作用,形成一系列含油气圈闭构造.同时,由于寒武系盐岩层系提供的优质盖层和封闭条件,大大提升了该区盐下震旦-寒武系目的层系的油气勘探价值.研究表明,该区中、下寒武统盐相关构造主要包括盐枕构造、盐滚构造、盐(上)背斜构造、盐刺穿构造、盐拱-盐上断块构造组合、基底断裂-盐背斜构造组合、基底断块-盐丘构造组合、盐岩滑脱-断层相关褶皱组合、基底断块-盐拱-盐上叠瓦冲断组合.这些盐相关构造的形成演化和变形机理主要受控于基底断裂作用、挤压缩短作用、塑性流动聚集作用、上覆层系重力作用和盐上层断裂滑脱作用等,盐相关构造主要沿基底断裂或断块构造带成排成带分布.     

论构造透镜体控矿

通过解析典型控矿构造透镜体, 将构造透镜体的边界划分为过渡型、突变型及复合型, 其中发育的成矿构造类型划分为脉型、网脉型及角砾岩型; 提出了构造透镜体型成矿系统概念, 认为构造透镜体弱变形域(Q)与包绕其中的线性强变形带(P)组成功能紧凑的成矿系统, 其中的构造-流体组成的双重动力系统、液压致裂形成的成矿构造系统、多源物质组成的矿源系统及网络化联通的输矿系统相互耦合, 最大限度地发挥系统功能; 变形分解作用、液压致裂作用及构造泵吸作用在系统功能实行过程中发挥至关重要的作用; 阐明了构造透镜体研究的成矿构造学意义.     

基于重磁场多尺度边缘检测的地质构造信息识别与提取——以铜陵矿集区为例

重磁场是地下地质体密度、磁性分别响应的综合,蕴涵着丰富的地质构造信息,如何将其有效地提取出来是正确认识地下结构的关键环节.本文在总结重磁场构造信息提取研究进展的基础上,将构造信息提取突破口归结为重磁场的边缘增强与检测.通过构建理论模型,对常用的边缘检测方法开展了对比试验,并以长江中下游成矿带中的铜陵矿集区为例,开展了实际资料的处理和研究.获得以下认识和结论:(1)多尺度边缘检测方法较其他方法更能准确提取模型边界,更适合于构造信息识别与提取;(2)在铜陵矿集区识别出18条断裂构造,确定了铜陵隆起的边界,断裂构造的走向主要为北东向,前人所谓"棋盘格式"断裂构造系统并不存在;(3)圈定了岩体的分布范围,在铜陵矿集区北缘,发现了2处隐伏岩体;(4)施家冲、戴家汇岩体周边是寻找矽卡岩型、斑岩型铜金矿的有利地段,铜陵隆起和繁昌火山岩盆地分界断裂两侧是寻找热液型铅锌矿和金矿的重要靶区.