安徽安庆铜矿接触带三维形态及其控矿机制分析

安庆铜矿是长江中下游成矿带中规模最大的铜铁矿床,其绝大部分矿体产在月山岩体与三叠系灰岩的接触带上,矿体的产出位置及规模与接触带的特征密切相关。本文通过三维模拟的方法研究了岩体接触带的三维形态及其与安庆铜矿矿体空间定位的关系,认为:月山矿田的矿体分布极不均匀,绝大部分矿体产在形态复杂、产状显著变化的岩体东枝南接触带;安庆铜矿的控矿接触带形态从东到西具有阶梯状-阶梯状、舌状过渡-舌状的变化规律;阶梯状接触带的陡倾及由陡变缓的位置和舌状接触带的尖端处是主要的成矿部位。上述接触带控矿规律推测是区域构造应力场、岩体侵位、冷凝造成的局部应力场以及成矿流体共同作用的结果。     

铜山口铜（钼）矿床成矿流体水-岩反应数值模拟

铜山口铜(钼)矿床位于湖北省大冶市境内，是一典型的矽卡岩-斑岩复合型矿床。通过对其流体包裹体的系统研究，确定了成矿阶段成矿流体的成分及温压条件，并结合矿床学研究，将成矿过程分解为两个平行的成矿阶段，即矽卡岩型矿化阶段和斑岩型矿化阶段。根据Johson和Reed等人建立的水-岩反应模型，对本矿床成矿流体与国岩反应并析出金属沉淀的过程进行了数值模拟计算，其结果与实际地质情况吻合较好。     

岩体软弱夹层渗透变形试验及三维有限元数值模拟

渗透变形或渗透破坏是由潜蚀强烈发展而出现的一种特有的不良地质作用,本文结合某大型水电工程坝基存在的软弱夹层,在现场取样试验,研究了这些软弱夹层在渗透水流作用下发生渗透变形的方式和程度,并以试验成果为基础,根据水工建筑物的布置以及上下游水头差等条件,采用数值模拟的方法模拟软弱夹层的水力梯度分布情况以及软弱夹层与上下两盘基岩中的水力梯度分布,为坝基防渗设计提供依据。     

清江水布垭工程坝址岩体稳定性三维数值模拟研究

清江干流水布垭水电枢纽是与隔河岩、高坝洲水电枢纽并重的国家级大型水电工程 ,坝址区高边坡稳定性问题是水布垭坝址主要的工程地质问题之一。采用三维有限元数值模拟方法 ,对坝址区岩体应力场和位移进行了研究 ;探讨了岩体三维应力、应变分布与岩体变形破坏的关系 ,评价了岩体的稳定性     

成矿多过程耦合模型数值模拟研究态势

成矿作用是构造变形-热量传递-流体流动-质量转移等四种性质完全不同过程的耦合。数值模拟是通过建立多过程耦合模型来刻画其物理和化学规律。由于这些耦合模型过于复杂而难以得到其解析解，因而数值模拟被用来讨论这些复杂动力学过程。针对成矿预测领域主要的耦合模型：形变-流动模型、形变-热-流动模型、热-流动，质模型、变形-热-流动-质模型，通过这些耦合模型应用实例分析得出，印证了高差和温度变化是流体对流、矿物沉淀发生的重要机制；详释了构造控制流体输运的方式及过程，高渗透率断裂是流体汇聚的有利场所，从而渗透率等控制成矿的关键参数成为成矿预测的主要指标。     

层状岩体三维可视化构模与数值模拟的集成研究

由于数据结构的差异,用于岩土工程三维可视化的网格与用于数值模拟的计算网格之间存在本质差异,如何通过两种网格的共享实现三维地质模型与数值模拟之间的集成是岩土工程建模的重要内容。在对层状岩体三维可视化网格与数值模拟网格的特点进行剖析的基础上,提出了基于松散模式的三维规则格网与FLAC3D基本元素之间的转化方法,从理论上实现了“可视”与“可算”的结合。将其应用于我国某海底隧道的选线研究中,证明了该方法的合理性和有效性。     

成矿多过程耦合模型数值模拟研究态势

成矿作用是构造变形-热量传递-流体流动-质量转移等四种性质完全不同过程的耦合.数值模拟是通过建立多过程耦合模型来刻画其物理和化学规律.由于这些耦合模型过于复杂而难以得到其解析解,因而数值模拟被用来讨论这些复杂动力学过程.针对成矿预测领域主要的耦合模型:形变-流动模型、形变-热-流动模型、热-流动-质模型、变形-热-流动-质模型,通过这些耦合模型应用实例分析得出,印证了高差和温度变化是流体对流、矿物沉淀发生的重要机制;详释了构造控制流体输运的方式及过程,高渗透率断裂是流体汇聚的有利场所,从而渗透率等控制成矿的关键参数成为成矿预测的主要指标.     

矽卡岩矿床的汇流扩容空间控矿机制及其对深部找矿的意义:以铜陵—安庆地区为例

本文以铜陵-安庆地区凤凰山铜矿和安庆铜矿为例,通过野外地质分析和计算模拟实验探讨了浅成岩体冷却过程中接触带上汇流扩容空间对矽卡岩矿体的控制.在风凰山矿田和安庆矿田,围绕新屋里岩体和月山岩体的接触带上矿体的分布极不均匀,形成大规模矽卡岩矿体的位置既与接触带本身的特征有关,也与构造变形有关.矿体的边界特征以及与矿体密切相关的角砾岩的特征表明水压致裂在赋矿扩容空间的形成过程中可能起重要的作用.矿体的围岩蚀变特征以及流体包裹体地球化学特征显示来自岩体和囤岩的流体的混合以及高压流体的减压沸腾可能是矿石沉淀的主要机制.新屋里岩体和月山岩体的同构造冷却过程力学变形-传热-流体流动耦合动力学计算模拟结果显示:所有矿体都位于汇流扩容空间内,且主矿体位于最大最强的汇流扩容带内,这表明力-热-流耦合作用形成的汇流扩客空间不仅控制了矿体的位置,也控制了矿体的规模.在铜陵-安庆地区开展深部找矿勘查,应该将重点放在大规模高强度的汇流扩容区,特别是还没有发现大规模矿体的汇流扩容区,凤凰山和安庆铜矿深部找矿已取得的成果证明了汇流扩容空间控矿模式对这一地区深部找矿勘查具有重要意义.     

裂隙岩体流-热耦合传热的三维数值模拟分析

通过对潘西煤矿水文地质条件的分析,基于裂隙岩体的流-热耦合数学模型,描述了裂隙岩体渗流场分布和水流及岩体的温度场分布,并结合边界条件及计算参数对裂隙岩体的流-热耦合传热进行了数值模拟和分析。数值模拟结果表明,岩体内裂隙水流所引发的热量迁移,对裂隙岩体的温度场分布有重要影响。断裂带及地下水流的存在改变了岩体的原有温度场分布。在渗流初期,温度梯度矢量沿渗流方向向两侧岩体方向流动,由于两侧岩体的渗透性系数低于断裂带处的渗透性系数,右侧等温线及温度梯度矢量方向逐渐向渗流方向移动,改变了两侧岩体的温度场分布。通过对断裂带内裂隙水流渗透性系数的折减,分析渗透性系数发生变化时对岩体温度场分布的影响,渗透性系数越大,伴随的热量迁移增大,对岩体的温度场分布的影响也越大。     

基于矿床成矿系列的三维成矿预测——以安徽铜陵矿集区为例

为了对安徽铜陵矿集区深部矿产资源进行定量预测评价,并按不同矿床类型实现混合成因预测,以矿床成矿系列为指导开展三维成矿预测很有必要。在前人研究的基础上,总结归纳了研究区两个矿床成矿系列:与燕山期岩浆作用有关的成矿系列和沉积-改造(变质)成矿系列,以及斑岩-矽卡岩-热液型成矿模式,并利用三维可视化技术,对研究区进行了三维地质建模。在此基础上,运用"立方块预测模型"找矿方法,对研究区开展三维成矿预测,根据信息量值结合地质情况圈定了14个找矿远景区。该研究成功地将传统二维成矿预测理论与三维可视化技术结合,将区域矿产预测拓展到三维空间,更有利于区域范围内隐伏矿体的圈定工作,亦为今后的三维成矿预测工作提供了参考。     

安徽安庆铜铁矿床成因:矿床地质特征与元素地球化学约束

安庆铜铁矿床是产于长江中下游铜(金)、铁成矿带内安庆-贵池矿集区中的一典型矽卡岩矿床,矿体赋存于下三叠统南陵湖组大理岩与月山闪长岩体之间的接触带上。典型剖面系统取样分析显示,矿体与围岩在空间上具有显著的矿物组合分带与岩石化学分带特征,即靠近大理岩带发育致密块状磁铁矿矿石与团块状矽卡岩型矿石,远离大理岩带发育浸染状矽卡岩型矿石,靠近闪长岩带发育透辉石矽卡岩。从大理岩到磁铁矿体, Fe₂O₃^T含量显著增加,之后随着靠近闪长岩体,其含量呈逐渐降低趋势;而CaO显示了与Fe₂O₃^T相反的成分变异特征。矿物与全岩微量元素研究表明,致密块状磁铁矿矿石及团块状矽卡岩型矿石均具有岩浆成因的稀土元素配分模式;而浸染状矽卡岩型矿石显示了交代成因的稀土元素配分特征。矿体地质、矿相学与元素地球化学综合研究表明,矽卡岩成矿经历了矿浆贯入期与热液成矿期,前者包括氧化物阶段和硫化物-碳酸盐阶段,后者包括进化交代阶段、早退化蚀变阶段、石英-硫化物阶段和晚退化蚀变阶段。结合已有的区域岩浆岩成岩机制研究成果,认为安庆铜铁矿床应是矿浆贯入与接触交代复合成因的矽卡岩型矿床,由于高位岩浆房中岩浆不混溶作用形成的富Fe熔浆是该矿床中成矿元素的主要来源。     

安庆铜牛井热液脉型铜、钼、金矿床石英的^40Ar—^39Ar快中子活化年龄

长江中下游成矿带中安庆铜牛井热液(充填)脉型铜、钼、金矿床主成矿阶段的石英样品的40Ar-39Ar快中子活化法坪年龄为134.77±0.70Ma,对应的等时线年龄为130.92±0.76Ma,最小视年龄为133.10±1.87Ma,三个年龄值在误差范围内十分接近,以等时线年龄(130.92±0.76Ma)代表石英的形成年龄.铜牛井热液脉型矿床与同一矿田中夕卡岩型矿床的形成时代相近,成矿与岩浆作用密切相关,可能为一连续的过程.     

Geodynamic constraints on orebody localization in the Anqing orefield, China: Computational modeling and facilitating predictive exploration of deep deposits

The Anqing Fe–Cu skarn deposit, with an age of 134 to 142 Ma and resources of 62.4 Mt at 0.906% Cu and 32.2% Fe, is one of the most important deposits in the Yangtze River Metallogenic Belt, East China. To better understand the localization of orebodies and thus facilitate predictive exploration of deep orebodies, computational modeling is used to simulate the coupled geodynamic processes during the syn-tectonic cooling of the ore-related intrusion, based on geological and geophysical investigations in the Anqing orefield.The occurrences of the ore veins and veinlets in diorite and skarn, as well as the sharp zigzag boundary of the orebody, indicate that the Cu ores were deposited after the solidification of the diorite and skarn formation, and were located in some tensional structural spaces that are unevenly distributed along the contact zone between the felsic intrusion and sedimentary carbonates. The locations of orebodies are closely associated with the contact zone shape. The computational results of two models with two typical contact-shapes show that pore fluid flow was focused into the dilation zones from different sources. All the significant dilation zones, in which the existing orebodies were located, are distributed in some specific places of the south contact zone of the intrusion. In addition, these dilation zones are closely related to the contact zone shape of the intrusion and can control the location of orebodies through the coupled mechano-thermo-hydrological processes during cooling of the intrusion in the extension setting. The skarns are not critical for controlling the localization of orebodies. This means that exploration for deep ore should target deep dilation zones close to the contact boundary of the intrusion. Such recognition may provide a useful guide in selecting exploration targets in the Anqing orefield. As a direct result of computational modeling, an orebody has been discovered in the deep dilation zone in this orefield. It demonstrates that computational modeling is a promising tool for understanding the metallogenic processes and for facilitating the deep exploration of hidden orebodies that are related to intrusions.     

四川红泥坡铜矿床三维地质建模及控矿构造演化的新认识

红泥坡铜矿是近年来在四川拉拉地区发现的一个大型铜矿床,其包含铜储量64.2万t,平均品位1.31%。矿体赋存于元古宙老的褶皱基底河口群,与辉长岩侵入体具有时间上的联系,围岩发生了普遍的钠质蚀变。通过红泥坡铜矿区224个钻孔和23条勘探剖面建立了矿体、地层与构造要素的三维模型,该三维地质模型能够表达矿床的精细地质结构以及解释区域成矿作用与构造演化:矿区早期的南北向主应力使河口群形成轴向近东西向的大型向斜,晚期的东西向主应力在改造早期褶皱基底的基础上,形成了叠加在其之上的轴向北北东向的复向斜。经过两期主要的构造运动,该地区形成了现在北北东向与北西西向构造相叠加的格架。本项研究为拉拉地区的矿床学研究提供了新的思路,并能对该地区矿产勘查提供科学依据。     

安徽省铜陵焦冲Au矿床地质-地球化学建模与深部找矿

长江中下游地区是我国重要的Cu(Au)成矿带,位于该区的安徽省铜陵矿集区是我国深部找矿示范重点攻关地段,而焦冲金矿是铜陵矿集区中的典型金矿,且位于铜陵狮子山矿田西南找矿有利远景区。利用GOCAD建模技术方法,以焦冲矿区-420 m至-820 m的中段图、钻孔数据为依据,建立了研究区矿体、含矿岩体和岩性地层三维模型。在此基础上,结合矿床地质特征,分析了含金黄铁矿标型矿物热电性特征与规律,圈定了两个找矿有利靶区。研究成果对于研究区深部靶区优选和工业采矿具有重要的参考价值,对长江中下游地区深部找矿技术发展起到示范作用。     

Micromine软件在矿床三维建模及资源量估算中的应用--以喀麦隆洛比铁矿为例

以喀麦隆洛比铁矿为例,运用 Micromine三维矿山软件的三维显示功能,对矿体进行了三维立体展示,直观地显示了该矿体的空间分布特征。在此基础上,分别运用Micromine软件的距离反比加权法和封闭多面体法进行了资源量的估算,并与传统方法(块段法)储量估算的结果进行对比,三者相对误差较小,为0.03%和6.75%,符合规范要求,进一步验证了Micromine软件在矿山资源量预测中的可靠性。     

Numerical Modeling of Coupled Geodynamical Processes and Its Role in Facilitating Predictive Ore Discovery: An Example from Tongling, China

Abstract. Facilitating more predictive ore discovery is becoming an increasingly challenging task for the resources geology research and exploration industry. The numerical geodynamic modeling, which uses numerical code to reproduce feedback coupling of geodynamic processes in the computer, is one of endeavors for forming sound predictive exploration strategy by thoroughly understanding the mineralization system and its controlling factors. The FLAC (Fast Lagrangian Analysis of Continua) is a two-dimensional finite-difference code for studying the mechano-thermo-hydrological behavior of a continuous porous medium after it reached equilibrium or steady plastic flow. We used the FLAC to simulate the syn-deformation cooling and fluid flowing after the intrusion was emplaced and solidified in the Fenghuangshan ore field, Tongling Cu district for guiding analysis of ore-controlling factors and selection of the exploration target area. The results of numerical computation demonstrate that the dilatant deformation zones along the contact of the intrusion control the fluid focus and the location and scale of ore bodies. Further more, the simulation results suggest a most prospective exploration area in the south high dilation zone, where the subsequent exploration supported the prediction and the test bore hole disclosed the high quality copper ore bodies in the target. This example has demonstrated the positive role of the numerical geodynamic modeling in facilitating predictive ore discovery.     

贵州烂泥沟金矿三维定量预测

贵州烂泥沟金矿是中国黔桂滇“金三角”区内已知最大的卡林型金矿床,资源储量大(大于126.25 t),达到超大型规模,大地位置处在扬子准地台西南缘右江盆地北侧,由赖子山背斜、板昌逆冲断层与册亨构造带所组成的三角形构造变形区的北部顶点。本次研究系统剖析烂泥沟金矿的成矿地质背景与成因类型,建立找矿地质模型,并依据资料基础建立三维地质模型,进而在模型上开展成矿地质异常信息定量提取与三维空间重构,建立找矿预测模型,采用“立方体预测模型”方法,通过三维证据权与找矿信息量相结合的综合圈定办法减少预测结果的不确定性,共圈定找矿靶区5处,其中A类靶区2处,B类靶区3处,为该区的进一步勘查提供了参考。     

Meta分析在深部找矿预测中的应用——以铜陵铜山铜矿为例

为了深入研究找矿技术方法的优选和集成,引入了有效性的概念来衡量某种探测技术方法的找矿预测效果.Meta分析是一种起源于医学领域,对具备特定条件的、同类研究主题的大量研究结果进行综合后统计的超常规综合统计方法.文中对引入Meta分析的思路和可行性充分分析论证后,以铜山铜矿为例,首次应用Meta分析方法对CSAMT,TEM,EH4三种物探方法所获得的二维反演剖面进行了三种方法找矿预测的有效性定量对比研究.结果表明,在铜山铜矿前山南测区,CSAMT法与EH4法的找矿预测有效性比TEM法明显要高;而CSAMT法和EH4法的找矿预测有效性没有明显差异.