铜陵矿集区构造滑脱与分层成矿特征研究

对铜陵矿集区深部构造及盖层构造变形分析表明构造分层作用是本区乃至长江中下游成矿带岩石圈的一个典型特征, 深部构造圈层对浅部构造圈层的控制是通过不同级别的构造分层作用来实现的. 铜陵矿集区盖层中发育的多层位、多级别、多种方向的滑脱构造是构造分层作用在盖层中的具体表现形式. 构造滑脱是在印支期“S”状褶皱的基础上发展起来的, 在燕山期持续活动, 并和东西向及北北东向变形系统复合. 构造分层作用对成岩成矿的控制在盖层中有不同的表现形式. 不同层间滑脱带容易形成不同成因类型的矿床, 同一滑脱层的不同部位成矿特征也不尽相同, 这和构造滑动机理、构造复合特征、成矿围岩特性及成矿热液的类型有密切关系.     

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.     

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.     

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．     

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.     

塑性流动网络控制下川滇菱形块体及邻区构造应力场与地震构造

川滇地区位于中东亚塑性流动网络系统东南部 ,研究区内岩石圈下层含右向网带 6条和左向网带 16条 ,受其控制在多震层内形成相应的地震带。多震层和岩石圈下层的构造应力场在总趋势上基本一致 ,进一步证明了下层网状流动对上层的控制。沿网带以不同交角展布的发震断裂组成地震构造带 ,其中多数右向地震构造带已发育成熟 (视成熟度Λ≥ 0 .8) ,而左向带除大理 -通海和腾冲 -景洪两带接近成熟外 ,多数的Λ值显著小于 0 .8。“川滇菱形块体”因塑性流动网络的存在和块体边界的变迁 ,其现今构造和动力学涵义有待探讨