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.     

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。     

可控源与天然源音频大地电磁法对比应用研究:以云南北衙铁金矿为例

北衙铁金矿具有我国西南地区最大的金矿储量,地处三江成矿带,且拥有巨大的深部勘探潜力.通常地,常规直流电法很难在了解深部地质构造和勘探深度上满足深部找矿的需求,而可控源大地电磁测深(CSAMT)和天然源大地电磁测深(AMT)的成果能反映深部构造、地层及含矿岩系特征,预测隐伏矿体的走向.本文以北衙铁金矿为实例,结合已知地质和钻孔资料,对比研究两种方法的应用效果及优缺点,证实了北衙铁金隐伏矿床的走向,为外围远景区找矿和合理优化勘探工程布置提供了依据.     

甚低频电磁法龙头山银铅锌矿床勘查中的应用

随着找矿、勘探与开发生产实践的不断深入,表露矿与浅部矿渐趋减少,找矿难度逐渐增大,找到一种简捷、迅速的勘查、探矿方式,迫在眉睫.根据实践证明,甚低频电磁法是较为理想的选择.在运用甚低频电磁法时,通过对所测数据进行Fraser滤波等技术处理,并且结合矿区地质研究控矿规律及矿体赋存规律,从而有效地圈定掩盖区异常地质体及其产状和展布方向,预测矿体空间赋存部位,为深部找矿提供依据.     

金平长安—银厂坡矿床地球物理深部构造特征及其对找矿的指导意义

将云南金平长安金矿V5矿体与银厂坡金矿作为一个整体进行研究,以该区的控矿断裂F6为主要研究目标,以矿区各类岩性电性特征作为约束条件,在长安—银厂坡矿区开展了4条大地电磁测深剖面测量,以期通过大地电磁测深数据反演得到的电阻率低阻体来确定F6的空间分布形态,为该区深部及外围找矿工作提供科学依据.研究结果表明:1长安金矿V5矿体的主要控矿断裂F6往深部延伸到了2000 m左右,结合对长安金矿成矿作用的认识,提出该矿区600~2000 m深处存在第二找矿空间的可能;2银厂坡金矿与长安金矿V5矿体同属F6控制,笔者推断银厂坡金矿区除目前已发现的残坡积土型氧化矿外,深部应该还存在硫化主体矿,其找矿模式可参考长安金矿V5矿体的勘查模式.     

克拉通破坏型金矿床

华北克拉通金矿床主要形成于早白垩世,具有爆发性成矿的特点,成矿时代与克拉通破坏峰期一致.成矿流体主要源于岩浆或地幔脱挥发分,这与世界其他克拉通内造山型金矿床显著不同,后者的成矿流体主要来自区域变质过程中的变质脱挥发分.结合华北克拉通破坏的时空范围、破坏机制等研究成果,本文系统分析了华北克拉通金矿床的时空分布规律、矿床成因和成矿机制等问题.我们认为,华北克拉通早白垩世金矿床不属于"造山型",而是"克拉通破坏型",其与"造山型"金矿床的本质区别在于成矿构造背景(伸展背景)和成矿流体来源(主要与来自克拉通破坏相关的岩浆活动有关).由于早白垩世古西太平洋板块(Izanagi板块)俯冲、回转与后撤、在地幔过渡带的滞留,改变了所在区域地幔过渡带和上覆地幔的物性与流动状态-出现非稳态流动,导致华北克拉通经历了来自深部熔/流体的强烈交代改造,形成强烈富集的岩石圈地幔.正是这种强烈交代富集的岩石圈地幔熔融产生的熔/流体与地壳的相互作用造成金元素短期巨量聚集成矿.通过对比分析北美克拉通破坏过程,我们发现美国内华达州卡林(Carlin)型金矿与华北克拉通早白垩世金矿具有相似的形成机制,两者差别仅表现在成矿流体最终就位的赋矿岩石类型不同.内华达州卡林型金矿实际上也属于克拉通破坏型金矿,克拉通破坏型金矿具有爆发性成矿规律.根据成矿地理位置,我们推断早白垩世古西太平洋俯冲板块后撤速率约为8.8 cm/a,始新世古东太平洋板块(Farallon板块)俯冲后撤速率约为3.3 cm/a.     

基于重磁三维建模与机器学习的成矿预测方法——以朱溪外围为例

三维地质建模是实现深部矿产勘查突破的重要途径,通过对控矿地质体建模,可以直观刻画控矿要素之间关系,实现矿集区“透明化”,进行深部找矿及预测.本文利用赣东北矿集区及外围1：5万重力数据和1：5万航磁数据,开展位场分离获取用于重磁反演的异常数据,再分析物性和岩性之间的关系,完成人机交互重磁反演,最后通过剖面建立朱溪矿区及邻区的三维地质模型.在三维模型建立的基础上,利用BP神经网络,选用随机单元作为样本训练,对朱溪矿区进行成矿预测并获得以下主要认识：(1)获得了赣东北矿集区朱溪外围的三维地质-地球物理模型,获取了地下5 km深度的岩体、地层的三维空间形态;(2)利用BP神经网络对矿集区进行成矿预测,得到了矿集区不同位置的成矿有利度分布图,成矿有利单元与前人划分的成矿远景区大致相符,为赣东北矿区继续找矿提供了依据,也为类似矿集区寻找深部金属资源提供了思路和技术．     

多种频率域电磁法在冷水坑矿集区的应用效果对比

江西省冷水坑矿集区具有浅部斑岩型矿体与深部层控叠生型矿体的复杂组合.利用现代地球物理方法对矿集区地下深部结构进行了探测,对圈定地下容矿、示矿地质信息和认识地下深部成矿过程具有重要意义.本文以位于江西省贵溪市境内的冷水坑银铅锌矿田为试验研究区,开展了混场源音频大地电磁测深法(EH4)、音频大地电磁测深法(AMT)以及可控源音频大地电磁测深法(CSAMT)三种不同频率域的探测试验,研究和总结了频率域方法以及不同仪器电磁法数据采集特点和应用效果,为频率域电磁法勘探提供借鉴和参考.通过对冷水坑矿集区典型勘探线上三种电磁方法的数据处理,绘制了视电阻率和相位单点测深曲线、原始拟断面及二维反演断面图.发现单点曲线形态基本一样.由于AMT在低频段受矿区工业干扰,视电阻率曲线呈45°上升;视电阻率、相位拟断面对地下电性分层结构基本一样,总体可分为三层,且分层结构较清晰;二维反演断面能够较好反映地下高低阻异常响应,但响应效果有所差异且CSAMT法效果较好.因此在干扰严重地区,建议选用人工源发射的可控源音频大地电磁测深法(CSAMT).     

中国人工源电磁探测新方法

人工源电磁探测技术作为地球物理电磁探测的重要分支,在过去十年中得到快速发展.中国陆续攻克电磁探测方法的基础理论、正反演方法和核心装备技术难题,在地面电磁法、航空电磁法及海洋电磁法等领域的研究中取得了突破性进展,出现空-地-井立体探测和频-时域多尺度电磁探测新技术,实现对地下10km深度范围内目标体的有效探测.为了进一步满足国家在深部地质找矿、城市地下空间探测、地质灾害探测和监测等方面的迫切需求,仍需继续推动地球物理勘探方法的技术创新,发展高效、可靠、经济的新装备.     

多龙矿集区物探异常特征及找矿方向

多龙矿集区位于青藏高原藏北腹地,地处班公湖—怒江缝合带北缘、南羌塘盆地;由于大地构造位置的特殊性和良好的地质背景,历来备受中外地质学家的关注,取得了一系列找矿成果,但其找矿方法技术及有效的物探方法组合亟待研究总结.本文首先,对物性特征进行了系统的整理与总结,得出"两中高夹一低"的物性特征,构建了物探找矿模型;其次,提出多龙矿集区的物探找矿方法技术组合:磁法→激电剖面→大地电磁测深.最后,运用延拓、垂向导数、线性增强和总梯度模等新方法、新技术对磁测数据进行再处理,并结合最新地质资料进行深入分析解释,提取有用的找矿信息,提出新的推断成果.通过地质、物化探综合研究,圈出有利找矿远景区,为多龙矿集区寻找铜、金矿床提供物化探方面方法技术的指导.     

综合地球物理方法对金矿深部找矿靶区的验证

联合采用浅层地震、瞬变电磁测深、大地电磁测深3种地球物理勘查技术,本文对黑龙江乌拉嘎金矿深部找矿靶区进行了验证.针对矿区复杂的施工条件,改进了数据果集和处理方法,取得了多种地球物理资料相互约束的满意效果,为优选深部找矿靶位,进而实施钻探工程验证提供了依据.     

辽东地区金矿床成因与资源潜力

华北东部广泛分布着与晚中生代克拉通破坏相关的金矿床,但不同地区金矿床在研究程度、成矿特征、探明储量等方面存在显著差异.华北东部的辽东具有与胶东相似的区域地质特征,并共同经历了晚中生代克拉通破坏作用,但其金成矿的理论研究和探明的黄金资源量却存在巨大差异.本文在分析研究辽东区域地质、中生代岩浆-构造演化和矿床地质基础上,通过深部-浅部综合地球物理探测和大数据AI资源量预测,提出了辽东晚中生代金元素富集主体来自于克拉通破坏诱发的幔源熔流体,金矿床主要受北东-北北东向断裂控制,金矿类型以破碎带蚀变岩型和含硫化物石英脉型为主.明确了鸭绿江主断裂带及相关的次级断裂、已知矿集区外围与深部是未来金矿资源勘查的重要区域,预测鸭绿江成矿带黄金资源潜力巨大,具备新增数千吨级黄金资源的潜力.     

长江中下游成矿带和矿集区的地球物理标志及基于交叉梯度的找矿预测

长江中下游成矿带是我国重要的铁铜多金属矿产资源基地,基于成矿系统理论,研究其在成矿带尺度,矿集区尺度和矿田尺度上的地球物理场特征,对于发现类似巨型成矿带和寻找同类大型矿床具有重要意义.本文结合区域重磁资料和深反射地震资料,分析了长江中下游成矿带的地球物理特征,发现长江中下游成矿带的地球物理标志是重磁同高的条带状异常,认为地幔流通道是形成此类巨型成矿带的根本原因.通过庐枞矿集区的深地震反射资料分析,认为深反射地震探测能有效识别Moho破裂及地幔流通道,重磁与地震结合寻找地幔流通道是发现此类成矿带的有效途径.在矿集区尺度上,重力高值带上的相对重力低地区对应金属矿床集中分布的拉分盆地.为有效筛选找矿靶区,我们提出了一种改进的重磁交叉梯度方法,通过模型试验,发现该方法能很好的区分不同组合的重磁异常.利用该方法,在九瑞矿集区和铜陵矿集区开展了找矿预测,结果表明该方法是一种圈定找矿靶区的有效方法.     

基于MORPAS证据权重法的湖南大瑶地区金矿成矿远景预测

在系统总结湖南大瑶地区金矿成矿地质条件和区域成矿规律研究的基础上,利用GIS的空间分析功能提取了包括地层、地球物理异常、地球化学元素异常、断裂缓冲区和遥感解译信息等11个证据因子,在MORPAS平台上应用证据权重法对研究区进行建模分析,圈定了三个Ⅰ级成矿远景区和四个Ⅱ级成矿远景区.研究结果表明:大瑶地区已知金矿床(点)绝大部分都位于成矿远景区,显示了良好的预测效果.该结果指明了大瑶地区今后的找矿方向,为新一轮的找矿工作提供了重要的科学依据.     

江西省瑞昌市邓家山—东雷湾矿区土壤地球化学特征及找矿远景分析

江西省瑞昌市邓家山—东雷湾矿区位于江西九瑞矿集区西北部,成矿地质条件优越。通过本次土壤地球化学测量工作,较好地显示了本矿区以Cu、Au为代表的主要成矿元素的地球化学异常特征,显示本区Au-Ag-Pb-Zn异常组合、CuMo-W异常组合分布特点和格局。全区圈定了综合异常区10个,划分出最具有找矿意义的Ⅰ级异常区3个、Ⅱ级异常区3个、Ⅲ级异常区4个。其中Ⅰ级异常区具有较好的找矿远景,是下一步工作的重点。     

我国深地资源电磁探测新技术研究进展

诸多研究表明我国深部资源潜力巨大,但目前的开发开采深度普遍停留在500 m以浅,开展"攻深探盲"是构建国家资源安全体系的有效途径.应用最先进的科学技术手段,提取深部地质信息,已成为我国当前地球物理科学研究的发展方向.作为地球物理学的重要分支,电磁法是矿产资源探查的主体手段之一.在分析我国现阶段航空、地面及海洋电磁探测技术进展的基础上,本文重点说明了极低频电磁法（简称WEM法）,多通道瞬变电磁法（简称MTEM）和电性源短偏移瞬变电磁法（简称SOTEM）等电磁探测新技术.WEM法建立一套包括岩石层、大气层和电离层在内的全空间电磁传播理论,通过新研制的观测系统,获取地下10 km的地电信息;MTEM方法是地下埋深4 km目标体精细勘查的有效手段;SOTEM实现地下1.5 km深度范围内目标体的精细探测.通过多种电磁探测技术组合,可实现地下10 km深度范围内多尺度探测,达到"望远镜+放大镜+显微镜"探测效果.同时,本文指出进一步研发与新方法配套的装备、资料处理技术和大数据人工智能识别等将是我国电磁法未来的发展方向.     

花岗岩地区深部地热构造电磁法探测研究——以福建龙海地区为例

为探查福建龙海花岗岩区深部地热构造,试验音频大地电磁法(AMT)在此类地区的应用效果,在该区域布设了数条AMT测线.经过一系列的数据处理及反演,得到研究区的各条测线的电阻率深度剖面图及电阻率分布平面切片图.该测区AMT研究成果反映了地下2 km深度范围内的地质构造分布基本情况,指示了可能的深部地热构造位置,为深部构造探测提供了良好的地球物理基础资料.结果表明,音频大地电磁法在探测花岗岩地区深部地热构造方面是有效的.     

综合电磁法在矿区深部成矿机制中的应用研究——以皖南乌溪多金属矿区为例

乌溪矿区介于长江中下游多金属成矿带与华南成矿带之间,是江南造山带上的一个找矿新区.本文在这一找矿新区开展了有效的电磁方法综合勘探,试图对该区深部成矿机制进行研究.我们收集了该区的地质地球化学资料,从地质地球化学资料中分析了区域成矿背景;我们还采集了区域出露的主要岩石类型,在实验室开展物性测定,在此基础上选择了三种电磁方法开展研究区的野外测量.通过地面高精度磁测、激发极化法和可控源音频大地电磁法(CSAMT)三种地球物理方法,开展了研究区的磁化率、极化率和电阻率的分布特征研究.深入分析了地质、地球化学和地球物理三种资料与成矿的关系,相互约束,探讨成矿模型、成矿机制和成矿的可能性,推测可能的矿体赋存位置和深度范围.在地球物理研究结果基础上,结合地质和地球化学背景资料,构建了研究区的成矿动力学模型,推测了研究区成矿机制,揭示了矿区的成矿潜力.综合所得结果布设了钻孔,钻探结果揭示了研究区深部存在强烈矿化蚀变和强蚀变斑岩,初步确认为斑岩型矿床,与CSAMT剖面的解释结果基本一致,也与推测的测区内深部成矿机制相吻合.钻孔结果和地球物理结果的一致性以及对已构建的成矿动力学模型的支持,充分证明了综合电磁方法在斑岩型多金属矿床的发现和预测中的重要作用,同时斑岩型矿床的确认进一步印证了华南成矿带与俯冲作用形成的成矿带的相似性,从而推动整个华南地区的成矿地质研究.     

北衙金矿重磁场特征与综合找矿评价

北衙金矿位于西南三江富碱斑岩成矿带区域,地质构造复杂,华里西期海相玄武岩和喜山期富碱斑岩极为发育;前者普遍具有热液型铜矿化,后者与金、铁、铅、锌、银等多金属矿床具有密切成因关系.为了预测区内多金属矿产分布情况,利用位场数据处理的延拓、化磁极、重磁对应分析等方法,对重磁资料进行了处理,综合分析了区内重力场、磁场、重磁对应分析中同源性的基本特征及其与岩矿石物性的分布关系,结合矿区内地质资料对矿区进行了综合找矿评价,划分了三个成矿远景区,并给出了远景区圈定的依据.     

大宗紧缺矿产地调取得系列找矿重大突破

<正>2016年,中国地质调查局围绕保障国家资源安全和找矿突破战略行动,在全国重点成矿区带和重要找矿远景区,开展战略性新兴矿产、大宗紧缺矿产调查与评价,取得一批重要进展。重点成矿区带基础地质调查圈定找矿靶区500余处,新发现矿产地50余处,为促进形成一批大型资源基地奠定了地质基础。新疆、四川、贵州等战略新兴矿产调查取得重大突破,为国家战略性新兴产业发展提供了资源保障。青海、黑龙江金矿,新疆、湖南、