深部矿产地质调查中多元数据三维地质建模技术研究——以铜陵矿集区为例

深部矿产地质调查以解析深部地质结构、寻找深部隐伏矿、半隐伏矿和难识别矿为主要目标.根据深部矿产地质调查工作的特点,提出一套基于数据库、3S、三维建模、三维可视化等技术,并适用于矿集区的三维地质建模技术方法.该技术方法以较全面的地质调查资料为基础,以成矿系统理论为指导,利用多元数据平行剖面建模法,以研究区"含矿地质体"及其空间展布特征为目标,分级构建"矿集区—矿田—矿床"模型并耦合,实现矿集区2000 m以浅三维成矿系统结构"透明化"展示.多元数据三维地质模型可为验证成矿模式、提取示矿信息、构建找矿模型及三维找矿预测等提供信息支撑,该建模技术已在铜陵矿集区实践验证并取得良好效果,可为其他地区开展类似工作提供借鉴.     

庐枞矿集区大地电磁探测及电性结构初探

在庐枞矿集区开展大地电磁测深(Magnetotelluric,MT)工作,有助于研究庐枞矿集区区域地质结构、构造,同时,对强干扰地区大地电磁下扰信号规律的研究和MT数据的处理与解释水平的提高有着重要的理论意义.论文首先阐述了庐枞盆地的地质概况及深部MT探测的研究现状,接着介绍了庐枞矿集区大地电磁测深数据采集及相关实验研...     

地质信息约束下的三维密度填图技术研究及应用

矿产勘探中应用最广泛、成本最低的方法就是重力和磁法勘探,它们在靶区优选、隐伏矿定位等不同勘查阶段均发挥了重要作用。但是重磁解释的反演结果往往产生多解性,因而需要采用有效方法来减小多解性。无约束的反演通常很难得到符合实际地质情况的解,因此地质约束反演是现阶段降低多解性的主要途径。本文从模型试验入手,开展了三维密度填图技术研究。对比了无约束与有约束以及约束多少的反演效果,结果发现随着约束条件的增加,反演所得的结果与真实情况的吻合度逐渐增加。本文还以安徽省庐枞矿集区为例,探索了地质信息约束下的重力三维填图技术,获得了矿集区地下5km深度的三维密度体,该结果揭示了矿集区主要岩体三维分布、构造的起伏和主要地层的展布。模型试验和实例结果表明:地质信息约束的三维密度填图技术,能够降低反演多解性,提高分辨率,优化反演结果,是现阶段实现矿集区"透明化",发现深部矿产的最有效的方法之一。     

基于重磁反演的三维岩性填图试验——以安徽庐枞矿集区为例

开展大型矿集区深部精细结构探测研究,通过岩性识别与填图实现矿集区5km以内"透明化",发现深部矿产、揭示成矿规律是实现资源可持续发展的主要途径。鉴于重力和磁力数据覆盖面积广、采样密度高,重磁三维反演算法比较成熟,采用重磁反演进行岩性填图是现阶段实现三维岩性填图最有可能的途径。本文以安徽庐枞矿集区为例,提出了基于重力、磁力三维反演的岩性填图流程并开展了填图试验。在分析岩性和密度、磁化率关系的基础上,采用高精度的重力和航磁数据,进行先验信息约束的重磁三维反演,对反演所得的密度体和磁化率体进行逻辑拓扑运算,获得了庐枞矿集区地下5km以内五类主要岩性的三维分布。岩性填图结果显示的浅部特征与地表地质填图结果基本吻合,更重要的是反映了深部岩性的变化,弥补了地表地质填图的不足。庐枞矿集区岩性填图试验结果表明,开展基于重磁三维反演的岩性填图,是了解矿集区深部岩性特征,发现深部矿产的有效方法。     

庐枞矿集区中东部七家山—马口地区深部找矿潜力分析

为调查庐枞矿集区中东部七家山—马口地区深部矿产资源潜力,利用小波变换方法提取深源重磁场,通过对垂向一阶导数Z与水平方向导数模S进行参数变换,突出深源重磁场的局部异常; 结合频谱激电(spectrum induced polarization,SIP)、可控源音频大地电磁测深(controlled source audio-frequency magneto tellurics,CSAMT)成果,在调查区深部查明了一条长大于3.0 km、宽大于0.5 km的高重低磁、低阻高极化异常带; 根据调查区内外已知铜矿(化)体分布规律,结合已知矿(化)体在深源重磁异常中的分布及钻孔(zk4601)钻探验证结果,认为上述异常带是铜多金属矿化蚀变带的反映,是寻找铜多金属矿的有利部位,具有较好的找矿前景。     

庐枞矿集区科学钻探的岩性识别方法

庐枞矿集区科学钻探钻遇岩性复杂,岩性亚种类别繁多,利用测井资料识别岩性存在较大的技术难度. 笔者采用网格搜索法、粒子群优化和遗传算法三种方法优选支持向量机的核函数参数γ和惩罚因子C,其中基于遗传算法优选的支持向量机参数准确率最高. 利用测井,结合岩芯、录井等资料,基于遗传算法建立支持向量机岩性自动识别模型,该模型实际数据预测总体符合率为86.86%,优于BP神经网络,全井岩性识别与岩芯录井相符,取得了好的应用效果.     

庐枞矿集区结构特征重磁研究及其成矿指示

作为长江中下游多金属成矿带的重要组成部分,庐枞矿集区的深部结构和成矿作用过程一直受到关注和重视.本文利用已有的重磁数据,开展匹配滤波、解析延拓、求导等多种方法的目标处理,刻画庐枞矿集区的重磁异常特征,显现成矿带、成矿体、断裂构造、基底隆起和盆地凹陷等众多构造信息,再结合矿集区密度、磁性统计分析,以及区域地质和矿产分布,认为:庐枞矿集区整体走向为北东向,包括郯庐断裂、裴岗-朱桥断裂、罗河断裂以及长江断裂组成的四个成矿带,可划分为庐枞火山岩盆地、孔城凹陷、巢南-庐江褶皱隆起带、大别造山带东缘以及长江凹陷带五个部分;庐枞矿集区矿床类型多样化,矿床和矿化具有带状和环状分布特点,火山构造和火山岩浆活动制约着铁、硫、铜(金)矿床的分布,基底隆起和断裂对成矿具有重要的控制作用;矿集区异常分离后的剩余重力异常和剩余磁异常是寻找铁矿的重要综合信息标志,高背景场的低缓磁异常和重力异常的叠加地段,仍然具有较大的找矿潜力.     

庐枞矿集区上地壳结构与变形：综合地球物理探测结果

为揭示庐枞矿集区三维结构,深化对成矿作用的认识,为深部找矿提供更多信息,作者在庐枞矿集区实施了相互交叉的五条综合地球物理探测剖面。综合分析反射地震、MT及区域重磁数据,提出了矿集区上地壳结构、组成和构造变形的新认识。庐枞矿集区东西结构由"两坳一隆"组成,即西侧的潜山—孔城坳陷和东侧的庐枞火山岩盆地,二者之间以一隆起相隔;南北结构呈"南坳北隆"阶梯式台升,两个"台阶"断裂分别为汤家院—砖桥断裂、庐江—黄姑闸—铜陵拆离断层。庐枞火山岩盆地呈不对称"箕状",四周由向盆地倾斜的边界断裂围限。北、东边界断裂(BF2、LHTD)为深断裂,控制火山岩盆地的发展与演化。构造上,矿集区由"三横六纵"断裂系统构成,从北到南的"三横"依次为:庐江—黄姑闸—铜陵拆离断层、汤家院—砖桥断裂和仪津—陶家巷断裂(BF3);从西到东的"六纵"依次为:郯庐、滁河(CHF)、罗河—缺口、枞阳—黄屯、陶家湾—施家湾断裂和沿江断裂带。矿集区的形成与演化主体上受燕山陆内造山运动的影响,经历了中—晚侏罗世古太平洋板块NW向挤压和白垩纪的伸展。本文还取得了一系列新发现。确定了"沿江断裂"为逆冲断裂系,庐江—黄姑闸—铜陵断裂为向南倾斜的低缓拆离断层;新发现汤家院—砖桥断裂,该断裂将庐枞火山岩盆地和潜山—孔城坳陷分为南北两部分。庐枞火山岩东北部,发现保存相对完好的早、中侏罗世沉积盆地,盆地呈NWW—SEE走向,深达5.0km,认为它可能是印支期陆—陆碰撞后伸展阶段形成的盆地。     

河北省大河南矿集区地质特征及找矿

大河南矿集区处于太行山深断裂带（岩石圈断裂）上。有铅锌、金、金银三个远景区，具有形成超大型矿床的地质条件，显示了超大型矿床的资源前景。矿化受深断裂带及其两侧次级裂隙和各种薄弱面控制，与隐伏岩枝、岩脉群、碳酸盐地层、变质地层相关，显示地球化学异常。进一步找矿方向：1）在重要地段勘查深部资源；2）沿岩体接触带找新区。“大调查”工作突破点是：加强勘查力度；加大勘查深度。     

铀矿大型矿集区与成矿作用

大型矿集区的形成，是在地质历史演化进程中，多矿种大矿量超常聚集的结果。不同的矿集区有不同的典型矿种和典型矿床。本文仅以铀矿为例，在世界范围内厘定出14个铀矿大区矿集区。本文研究铀矿大型矿集区时空分布规律与地球动力学演化的关系，在此基础上探讨了铀矿大型矿集区元素超常聚集规律，提出多矿种“点区超常聚集”和“短时限爆发成矿”特征。本文按照“源、运、积”3个环节，探讨铀矿大型矿集区的成矿作用，其中有关深源成矿、特殊碱质流体的水岩反应以及元素沉积环境的研究，为建立铀矿大型矿集区的找矿模式奠定基础。     

胶东矿集区金成矿的地质异常控制

本文以我国最重要的大型金矿集中区之一——胶东矿集区为研究对象,对胶东矿集区的地质异常进行了全面研究,把该区地质异常分为三级,即宏观地质异常、中观地质异常和微观地质异常,并对各级异常的特征进行了深入研究。在此基础上利用地理信息系统(GIS)对胶东矿集区金成矿的地质异常控制进行了研究,并对胶东矿集区地质异常致矿、地质异常控矿和地质异常示矿进行了深刻阐述。同时就胶东矿集区的地质异常准则进行了全面总结,地质异常准则包括：区域构造异常准则、区域岩性组合异常准则、区域地球化学异常准则和区域物探异常准则。     

基于综合地球物理约束的胶东焦家-三山岛断裂带三维地质建模：成矿特征与找矿启示

焦家和三山岛断裂金矿带是胶东深部找矿取得重大突破的典型地区,但该区的深部地质结构和找矿前景尚不清晰。基于高精度重力、磁法及CSAMT数据综合约束的地球物理三维正反演技术,建立了该金矿带三维地质-物性综合模型。模型展现了与金成矿有关的新太古代变质岩系、中生代花岗岩类和断裂构造的深部三维空间特征,揭示了赋矿的焦家和三山岛断裂产状空间变化特征、深部交会趋势,为进一步开展深部找矿和相关理论研究提供了重要依据。研究认为,基于地球物理正反演的三维地质建模方法适用于地球物理工作程度高、深部地质结构信息相对匮乏的地区,在一定程度上可以提高模型深部结构可靠性,具有一定的推广意义。     

河北省大河南矿集区地质特征及找矿

大河南矿集区处于太行山深断裂带 (岩石圈断裂 )上。有铅锌、金、金银三个远景区 ,具有形成超大型矿床的地质条件 ,显示了超大型矿床的资源前景。矿化受深断裂带及其两侧次级裂隙和各种薄弱面控制 ,与隐伏岩枝、岩脉群、碳酸盐地层、变质地层相关 ,显示地球化学异常。进一步找矿方向 :1)在重要地段勘查深部资源 ;2 )沿岩体接触带找新区。“大调查”工作突破点是 :加强勘查力度 ;加大勘查深度。     

河北省大河南矿集区地质特征及找矿

大河南矿集区处于太行山深断裂带(岩石圈断裂)上.有铅锌、金、金银三个远景区,具有形成超大型矿床的地质条件,显示了超大型矿床的资源前景.矿化受深断裂带及其两侧次级裂隙和各种薄弱面控制.与隐伏岩枝、岩脉群、碳酸盐地层、变质地层相关,显示地球化学异常.进一步找矿方向:1) 在重要地段勘查深部资源;2)沿岩体接触带找新区.“大调查”工作突破点是:加强勘查力度;加大勘查深度.     

河北省大河南矿集区地质特征及找矿

大河南矿集区处于太行山深断裂带(岩石圈断裂)上.有铅锌、金、金银三个远景区,具有形成超大型矿床的地质条件,显示了超大型矿床的资源前景.矿化受深断裂带及其两侧次级裂隙和各种薄弱面控制.与隐伏岩枝、岩脉群、碳酸盐地层、变质地层相关,显示地球化学异常.进一步找矿方向：1) 在重要地段勘查深部资源；2)沿岩体接触带找新区.“大调查”工作突破点是：加强勘查力度；加大勘查深度.     

河北省大河南矿集区地质特征及找矿

大河南矿集区处于太行山深断裂带(岩石圈断裂)上.有铅锌、金、金银三个远景区,具有形成超大型矿床的地质条件,显示了超大型矿床的资源前景.矿化受深断裂带及其两侧次级裂隙和各种薄弱面控制.与隐伏岩枝、岩脉群、碳酸盐地层、变质地层相关,显示地球化学异常.进一步找矿方向1) 在重要地段勘查深部资源；2)沿岩体接触带找新区.“大调查”工作突破点是加强勘查力度；加大勘查深度.     

铜陵矿集区中酸性岩体航次3D成像及对深部找矿方向的指示

铜陵矿集区中酸性侵入岩与成矿关系密切,区内几乎所有的内生金属矿均与侵入岩有关,岩体周边和深部是主要的找矿方向,发现和圈定隐伏及半隐伏岩体对本区新一轮深部找矿工作有着重要意义.本研究以铜陵矿集区1:5万航磁数据的3D反演成像为基础,结合物性参数和地质信息,选取适当的磁化率边界,对矿集区岩体的空间分布进行了识别和圈定,共确定了33个岩体,并对其3D空间形态进行了定量分析,大部分推测岩体与地表地质填图所得岩体吻合较好.依据层位+岩体的找矿模式,以航磁反演推测岩体为基础,结合其他成矿信息,确定了本区圈定深部找矿远景区的6条基本原则,圈定了6个深部找矿远景区,对铜陵矿集区深部找矿具有重要的指示意义.     

铜陵矿集区深部找矿工作的一些思考

铜陵矿集区深部结构特征为该区大规模成岩成矿作用奠定了良好的基础,浅表已发现的矿床只是矿集区成矿系统的一部分。除此之外,深部还应有多个可以找寻的矿床(矿体)的富集空间。与成矿相关的花岗岩研究表明,铜陵矿集区可能存在与宁芜火山盆地同期的成岩成矿作用,是铜陵矿集区找矿的新方向。铜陵矿集区奥陶系灰岩中铜金矿化作用的初步研究表明,除传统矿床类型外,前泥盆纪地层中的成矿作用应该在今后的找矿工作中得到关注。覆盖区成矿预测初步研究表明,铜陵矿集区向斜核部及褶皱倾伏端等地段具有与已知典型矿床相似的成矿条件。铜陵矿集区的进一步找矿工作应该在上述地段运用矿田构造系统分析、深部地球物理探测和工程验证等方法逐步展开。