深部金属矿产资源地球物理勘查与应用

随着找矿勘探工作程度的不断深入,许多露天的和近地表的金属矿产资源已基本上被查明,在地表浅部(第一深度空间:0~500 m深度)找到大型或超大型金属矿床的难度将必越来越大,而金属矿产资源的短缺已在日益加剧.为了缓解当今的资源危机,必须进行深部找矿勘探(第二深度空间:500~2000 m深度).这是因为在地壳深部具有良好的成矿环境和找矿潜力,地球物理勘探技术的发展与成效已使得深部找矿成为可能.本文通过分析和讨论国内外典型金属矿产资源找矿过程的实践表明:地球物理勘探方法发挥着重要作用,因为它具有大探测深度、高精度和高分辨率的特点,可为深部金属矿勘查提供有效信息,是第二深度空间找矿勘探的有力手段.近年来,国内外的实践表明,深部矿产资源的地球物理勘探取得了尚在不断取得重要成效.     

金属矿产资源的深部找矿、勘探与成矿的深层动力过程

世界上任何一个国家或地区,在科学与技术的进步,社会与经济的发展进程中,无一例外的必须以大量的,各种类型的金属矿产资源为后盾.当今我国正处在快速工业化和经济腾飞的前夜,国内矿产资源供给不足,且紧缺,故对外的依存度日益增大.为此,在多元化共享世界资源的同时,必须以本土资源为本,并迅速建立起安全、可靠与稳定供给的重要金属矿产战略后备基地.本文基于金属矿产资源形成和聚集的深部介质和构造环境,深层过程和动力学响应的新认识,并分析和讨论了国内、外已发现的深部金属矿床实例.据此提出:必须迅速强化进行地壳内部第二深度空间(500～2000 m)高精度地球物理找矿、勘探和深入研究深部物质与能量的交换与矿产资源形成的深层动力过程.     

金属矿地震勘探进展与展望

随着浅部金属矿产资源逐渐开发殆尽,向第二深度空间(500～2000 m)找矿是未来必然的趋势.在深部找矿中,常规重、磁、电法的探地信号急速衰弱,无法满足勘探要求,而地震信号具有很好的穿透性及深层分辨率,非常适合于深部探矿.因此,地震方法在金属矿勘探领域的潜力被国内外很多专家学者看好,并做了许多相关的研究工作.本文首先通...     

电磁法在深部找矿中的应用现状及展望

地球物理勘探方法(尤其是电磁法)在发现金属矿产资源中取得了很大的成功.一般认为离地表500米以内的金属矿床已基本上被发现和勘探利用,并且正在迅速枯竭.由于在新的采矿区安装新的采矿设施非常昂贵,因此当前面临的挑战是在老矿区内及其周围寻找适合开采的深部矿体(0.5km～2km).寻找深部矿体需要大尺度的地球物理方法支撑,本文用有限篇幅介绍了电磁法在深部找矿中的应用现状、电磁法数据处理和解释研究进展及仪器设备研制进展,以典型案例说明了它们在深部找矿中的应用效果,对电磁法技术在深部找矿中的应用前景作出了展望.     

岩石圈内部第二深度空间金属矿产资源形成与集聚的深层动力学响应

中国的快速工业化发展和经济腾飞必须有大量金属矿产资源的支撑,在共享世界资源的同时,其根本出路在于立足本土．因此提出第二深度空间（500～2000 m）金属矿产资源的找矿勘探新理念．通过对国内外金属矿产资源地球物理勘探发展的概况分析和研究提出：①金属矿产资源的集聚和分布受控于地壳内部物质与能量的交换和其深层动力过程;②在地壳内部第二深度空间存在着丰富的矿产资源,包括大型和超大型矿床;③必须充分发挥高精度地球物理探测方法的效能,并进行综合技术集成．     

常用地球物理方法勘探深度研究

地球物理勘探在地学研究中起到十分重要的作用,其方法种类较多,在各类物探方法的具体工作中,了解相应方法所能探测到异常体的深度范围,对物探工作的开展十分重要.本文通过对当前地面重力与磁法、常用的电法、放射性方法以及常用的各类航空物探方法在找矿等方面的众多实例勘探深度的研究,总结归纳了现阶段各种常用地球物理方法的勘探深度.总结发现目前重力勘探的找矿深度一般在400 m左右,最大可达到897 m;在地质构造研究方面勘探深度在10~20 km之间,结合其他物探方法最深可达到150 km.目前磁法勘探找矿深度一般在400~500 m,最大深度可达到989 m.电法勘探分支方法较多,多数电法的勘探深度在200~300 m;瞬变电磁法的勘探深度集中在300~400 m,最大可以达到1500 m;大地电磁法的勘探深度集中在700~800 m,最大可达到1800 m以上.放射性勘探主要集中于地表至200 m以浅的放射性矿产勘探.并以典型实例说明各种物探方法可达到的最大深度,研究了影响各种地球物理方法勘探深度的因素,根据总结得到的各类地球物理方法勘探深度,对不同物探方法所适用的地质研究领域与深部找矿方向进行了展望,为实际工作的设计提供参考.     

地球物理在中国金属资源勘查中的发展任务

本文根据我国金属资源勘查的现状,提出了地球物理在隐伏矿勘查阶断的发展对策.在近期,着眼于方法综合和技术配套,使总体找矿能力达到300—500 m深度,满足当前找矿的需要.同时依靠科技进步加速基础研究,着眼于地球物理大三维全空间的勘查能力,重点发展高分辨率大深度勘查的高新方法,作为改造传统推动金属资源勘查的发展动力.力争在十年左右的时间里,总体勘查能力达到1.5—2 km.笔者认为,解决金属资源问题,最终取决于对金属资源与地壳上地幔深部结构(包括良导层)关系的认识.据此,建议在大型矿山进行深部矿根构造的MT调查,可能会有重要的突破.     

金属矿地球物理勘探技术与设备:回顾与进展

地球物理勘探技术是深部矿产资源勘查的主要技术手段.长期以来,我国地球物理勘查技术和仪器严重依赖国外进口,国产勘查技术无论仪器设备,还是方法、软件尚不能满足日益增长的深部矿产勘查需求."十二五"国家高技术研究发展计划（863计划）资源环境技术领域设立了"深部矿产资源勘探技术"重大项目,以提高深部矿产资源探测的深度、精度、分辨率和抗干扰能力为目标,研发高精度重磁探测技术、电法及电磁探测技术、地震探测、钻探和井中探测技术和装备.经过4年的攻关研究,突破了高精度微重力传感器、铯光泵磁场传感器、宽带感应式电磁传感器等10余项关键技术;研发、完善和升级了地面高精度数字重力仪、质子磁力仪、大功率伪随机广域电磁探测系统、分布式多参数电磁探测系统等18套勘探地球物理仪器设备;创新和完善了20余项勘探地球物理数据处理、正反演方法,研发和完善了2套适合金属矿数据处理及解释的大型软件系统,和8套其他专用软件系统,大幅度提升了我国地球物理勘探技术水平.本文旨在介绍项目取得的主要成果,首先回顾我国地球物理勘探技术的发展历程,然后再重点介绍"深部矿产资源勘探技术"重大项目取得的主要成果和进展,最后对发展我国地球物理勘探技术提出作者的看法和建议.     

华北克拉通金矿综合地球物理探测研究进展——以辽东地区为例

华北克拉通虽是古老大陆地块,但在岩石圈的大规模减薄与破坏过程中,产生了金成矿作用,形成了中国最重要的金矿类型——华北克拉通破坏型金矿.地球物理方法是发现和探测金矿的主要技术手段.文章从华北克拉通破坏型金矿的地质特征出发,基于岩石物理性质,将克拉通破坏型金矿的地质模型转换成地球物理模型.将当前克拉通破坏型金矿地球物理探测归类为矿集区尺度快速高效探测和矿区尺度大深度探测两个层面:(1)利用航空电磁法、磁法和重力方法开展矿集区尺度的浅层(1500m)异常区探测;(2)通过地面可控源电磁法和地面大地电磁法开展矿区尺度大深度(5000m)探测和矿体定位.以具有巨大成矿潜力的辽东矿集区为例,分析综合地球物理的应用效果:在青城子矿集区的尖山子断裂周边圈定了两个找矿远景区,分别是白云-小佟家堡子深部找矿远景区和青城子深部找矿远景区.在五龙矿集区鸡心沟断裂周边圈定了三个找矿远景区,分别是五龙深部找矿远景区、苇沙沟深部找矿远景区和长安镇深部找矿远景区.矿集区尺度的快速探测技术和矿区尺度的大深度探测技术形成了克拉通破坏型金矿多尺度立体探测技术方案,为克拉通破坏型金矿等金属矿产勘查提供技术保障.     

地球物理方法在山东某隐伏金矿勘探中的应用研究

深部找矿是当前矿产资源勘查工作的重点,需要新的理论和技术方法的支持。本文以在山东某金矿为例概述了该矿区的地质概况和地球物理特征,介绍了广域电磁的原理、仪器和工作方法,在该矿区开展广域电磁法勘探工作。通过对勘探结果的反演剖面图进行解译和推断异常,圈定靶位,验证了新型物探方法在深部找矿应用中的有效性。     

福建沿海、台湾海峡GPS观测分析及地球动力学特征研究

利用 3期GPS联测结果所获得的福建沿海地壳水平运动信息 ,采用ITRF94全球框架为基础的GPS测站地壳运动模型及其处理软件 ,对所获得的观测数据进行处理和精度分析。得到福建省高精度的GPS测站大地坐标、边长及其位移矢量 ,其精度达到 1 7×10 - 8。计算了福建地壳运动速率、主应变率 ,东西与南北向线应变率、面应变率、剪应变率、大地转动率和最大剪应变率等值线并给出了它们的分布图象。根据多年形变和现今GPS观测资料 ,分析福建地壳垂直运动与水平运动 ,显示区域应力场优势分布特征。最后 ,对福建沿海及台湾海峡地壳动力学特征作了初步的探讨     

Relationship of the Magnetic-Field Strength and the Brightness of the Sunspot Umbra and the Center of a Facular Knot

Geomagnetism and Aeronomy - Two main features define a sunspot as an object: a strong magnetic field and a low umbra temperature. The same can be said about a facular knot, in the center of which...     

Some space gravity formulas and the dimensions and the mass of the Earth

Summary Adopting thePizzetti-Somigliana method and using elliptic integrals we have obtained closed formulas for the space gravity field in which one of the equipotential surfaces is a triaxial ellipsoid. The same formulas are also obtained in first approximation of the equatorial flattening avoiding the use of the elliptic integrals. Using data from satellites and Earth gravity data the gravitational and geometric bulge of the Earth's equator are computed. On the basis of these results and on the basis of recent gravity data taken around the equator between the longitudes 50° to 100° E, 155° to 180° E, and 145° to 180° W, we question the advantage of using a triaxial gravity formula and a triaxial ellipsoid in geodesy. Closed formulas for the space field in which a biaxial ellipsoid is an equipotential surface are also derived in polar coordinates and its parameters are specialized to give the international gravity formula values on the international ellipsoid. The possibility to compute the Earth's dimensions from the present Earth gravity data is the discussed and the value ofMG=(3.98603×10²⁰ cm³ sec^–2) (M mass of the Earth,G gravitational constant) is computed. The agreement of this value with others computed from the mean distance Earth-Moon is discussed. The Legendre polinomials series expansion of the gravitational potential is also added. In this series the coefficients of the polinomials are closed formulas in terms of the flattening andMG.Publication Number 327, and Istituto di Geodesia e Geofisica of Università di Trieste.     

Theory of the evolution of the earth and the earth's crust

Summary The paleomagnetic field (declination and inclination) in different geological epochs is represented through the field of the so-called magnetic dipole. The optimal dipole coordinates so obtained show that during older geological times the optimal dipole lay outside the earth's centre and moved towards and around the earth centre. It is supposed that the optimal dipole trajectory in the earth coincides with earth core trajectory. This core motion brought about a motion of the masses of the mantle in a direction opposite to the motion of the core. This in turn brought about the break-down of Pangea and the separation of the continents. The drift of the continents, the relative changing of the earth's rotational axis and many other geological and geophysical phenomena may be explained through such a motion, that is through the motion of an eccentrical core towards the earth centre.     

On the gravimetric undulations of the geoid and the deflections of the vertical

Summary The author mentions the aims of the World-wide gravity project he established in the Ohio State University in Columbus, in 1950. He outlines the practical procedure of the gravimetric computations of the undulationsN and the vertical deflection components and and emphasizes that only by the global international cooperation and additional gravity observations at sea carried out during the last decade it has been possible to gather to Columbus the needed gravity material. Since there exist still large gravimetrically unsurveyed areas it is of vital significance to study what gravity anomalies are best to be used for these regions. The given figures concerning the accuracy of theN, and , estimated theoretically and obtained in practice, indicate that in the gravimetrically well surveyed parts of the world like in Europe and the United States we can get gravimetrically on basis of existing gravity material theN-values with accuracy of about 5–10 meters, and and with the accuracy of about 1. The geoid undulationsN are already computed in Columbus for more than 6000 points of the northern hemisphere. The sample maps show the interesting geoid of Europe and vicinity between the latitudes 60° and 30° and longitude 5° W and 30° E, drafted on basis of more than 1000N-values computed at the corners of 1°×1° squares. It is interesting to realize that the geoid undulations in all this area are positive, the extreme values being between 40 and 50 meters. The geophysical significance of the geoid maps of this kind is pointed out.     

地震社会心理初探与政府的疏导防治对策

针对我国当前较具典型的几种地震社会心理，指出职能部门疏导、防治的工作重点，并从顺应国情、民情及国家经济体制改革的方向出发，提出相应的对策建议。     

Correlation of the Radial and Meridional Components of IMF and the Solar Wind Velocity: Dependence on the Time and the Fluctuation Frequency

Geomagnetism and Aeronomy - The behavior of the correlation between the radial BR and normal BN components of the interplanetary magnetic field (IMF) in the dependence on the time, the flow type of...     

太行山与燕山交汇部位的地壳厚度与泊松比分布特征

本文搜集了2001—2013年间在太行山与燕山构造带交汇部位先后布设的4个宽频带流动地震台阵和首都圈固定地震台网共192个台站记录到的全球5.5级以上远震事件波形资料,综合采用接收函数H-κ和CCP叠加分析获得了134个基岩台站下方的地壳厚度和泊松比结果.综合分析与前人研究相吻合但更加精细的地壳约束分布信息,发现研究区域的地壳厚度和泊松比在整体上呈现出从西北到东南方向渐变的特征,在南北重力梯度带两侧及其附近呈现出明显的小尺度地壳结构和物质组分的差异,且可明显区分出太行山地区和燕山构造带及盆山交界处的地壳厚度与泊松比的相对差异,这可能反映了这些地区在华北克拉通的构造演化过程中所经历的不同地壳改造过程.     

Models for the origin and composition of the earth,and the hypothesis of potassium in the Earth's core

Progress in understanding the condensation of planetary constituents from a solar nebula necessitates a re-examination of models for the origin and composition of the Earth. All models which appear to be viable require the Earth to have an Fe–FeS core and the full, or nearly full, solar (i.e. chondritic) K/Si ratio. The crust and upper mantle do not contain the requisite potassium for the entire Earth to have the solar K/Si ratio. Therefore, these models require that much of the Earth's potassium, about 80–90%, must be in the deep interior—in the lower mantle or in the core.The hypothesis that a substantial fraction of the Earth's potassium is in the Fe–FeS core is based on the chalcophilic behavior of potassium. Data including the stability of K₂S, the occurrence of potassium in sulfide phases in meteorites and in metallurgical systems, and most importantly, experiments on potassium partitioning between solid silicates and Fe–FeS melts support this hypothesis. The present data appear to require at least several percent of the Earth's total potassium to be in the core. Incorporation of much larger amounts of potassium into the core, possibly most of the 80–90% of the Earth's potassium which is postulated to be in the deep interior, is not contradicted by the present data. Additional experimental data, at high pressures, are required before quantitative estimates of the core's potassium content can be made.It is likely that⁴⁰K is a significant heat source in the core. Decay of⁴⁰K is a plausible energy source to drive core convection to maintain the geomagnetic field, and to drive mantle convection and seafloor spreading.     

美国地质、地球物理和海洋学家的现状调研

1　工作特点美国的地质学、地球物理学和海洋学家们利用他们所掌握的科学知识 (地球物理、地质和历史等方面的知识 )来确定水资源、矿产资源和能源等的状况 ,围绕如何保护环境 ,预测未来地质灾害 ,利用土地资源等问题开展工作。他们利用先进的仪器对地球和水资源进行分析研究。地质学家 ,同时也包括地球物理学家们研究地球的过去、现在和未来。例如他们研究地球运动 ,试图预报地震与火山会在何时何地发生 ,以及它们对周围地区的影响。虽然地质学、地球物理学、海洋学领域密切相关 ,但也有很大的不同。地质学家研究地球的构成、过程和历史。…