九瑞矿集区三维电性结构研究及找矿意义

九瑞矿集区作为全国重点整装勘查区之一,深部找矿工作一直是研究重点和热点.本文在综合分析研究区区域地质资料、对典型地层和岩石标本进行电阻率参数测试和统计分析的基础上,利用研究区面积性AMT数据进行三维电性结构研究.为获得AMT最佳反演参数,选择一条典型AMT剖面开展二维非线性共轭梯度(NLCG)反演,进而总结出利用TM极化模式数据、拉格朗日乘子等于3的二维反演方案.综合利用地质、钻探和电性特征对全区23条AMT剖面进行二维约束反演,并将所有测线的电阻率反演结果三维网格化,得到了研究区的三维电性结构.最后,我们通过对三维电性结构的综合分析,确定研究区地下地层、岩体展布、断裂构造分布特征以及基底起伏情况.与已知矿床对比,我们发现浅部北西断裂与北东向区域性深部断裂交汇处、基底隆起凹槽边缘以及岩体边缘为成矿有利区.     

九瑞矿集区重磁三维约束反演及深部找矿意义

研究九瑞矿集区成矿地层和岩体的三维分布特征可为区域成矿背景和成矿规律研究提供新的信息,实现研究区深部及外围找矿突破.本文首先综合分析研究区区域地质及地层和岩石密度和磁化率特征,然后将区域地质和12条地质剖面信息利用自行开发的GIF2UBCmodel程序构建剩余密度和磁化率参考模型和上下边界约束模型,实现了带约束重磁数据三维反演.反演结果揭示九瑞矿集区剩余密度和磁化率三维分布特征,解译了矿集区主要地层和岩体分布特征.该区存在邓家山—东雷湾以及武山—丁家山两个大型岩体;盖层褶皱与结晶基底隆起方向一致,是深部基地隆起的继承.通过与矿集区已知矿床对比发现,高磁性岩体边缘和基底隆起(高密度体)两翼为成矿有利区.     

郯庐断裂带合肥—宿迁段及邻区大地电磁三维成像

本文利用覆盖郯庐断裂带合肥-宿迁段及邻区的大地电磁阵列数据,应用大地电磁三维反演技术和印模重构方法,获得了测区可靠的三维电阻率模型.该电性模型中,郯庐断裂带东西两侧在浅部均有高阻分布,在深部电性结构显著不同,具有西低东高的特征,而郯庐断裂带则是两侧高低阻明显分界带;在南北方向,电性结构也存在较大不均匀性,嘉山地区呈现低...     

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．     

九江-瑞昌矿集区的3D结构及对区域找矿的启示

本文分析了九瑞地区重、磁场的分布特征.运用最新的方法技术对已有的重磁资料重新进行处理:采用重磁多尺度边缘检测方法,对九瑞矿集区区域重力和航磁数据进行了边缘检测,并根据检测结果重新厘定了断裂系统的展布位置.在整理、分析九瑞地区地质、地层物性资料的基础上,对实测的1∶5万重磁数据进行较细致的准三维反演.同时将重磁三维物性反演应用到岩浆岩空间结构研究中,获得了矿集区地层结构及岩浆岩三维空间形态特征.根据反演所得磁化率强弱,分析了岩体的基性程度,为寻找与火山岩、侵入岩体有关的金属矿产提供了指示信息.最终建立的模型给出了地下地层的分布特征、控矿构造的展布规律、与成矿相关岩体的三维形态以及已知矿点的空间分布特征,为在九瑞矿集区的深部寻找隐伏矿体提供了新的信息.     

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.     

内蒙古双尖子山矿集区三维电性结构及成矿意义

双尖子山矿集区作为中国北方东部大型的银铅锌多金属矿集区,具有多期叠加成矿的特征.为了揭示双尖子山矿集区2000 m以浅成矿要素的空间展布,本文基于有限内存拟牛顿法(L-BFGS)对覆盖矿集区的6条可控源音频大地电磁测深数据进行含源三维反演,获得了双尖子山矿集区2000 m以浅三维精细电性结构.结合重磁、区域地质、钻井及地球化学资料,得到如下结论:(1)矿集区深部存在大面积的高阻区,可能为与成矿有关的早白垩纪侵入岩的反映,在兴隆山矿段西北侧及西南侧(A、B区)、双尖子山矿段西部(C区)表现为高侵位特征;(2)矿集区与成矿密切相关的断裂系统由1条北东向深断裂(F1)和北西向、北东向以及近南北向的浅层断裂组成;(3)赋矿地层大石寨组电性特征为中低阻,主要分布在1000 m以浅,在兴隆山矿段以及双尖子山矿段东部较厚,与矿集区断裂系统组成了良好的容矿空间和成矿流体上涌通道;(4)建立了矿集区2000 m以浅的成矿模式:在兴隆山矿段,早白垩世侵入岩高度侵位至上覆大石寨组下方,侵入岩就位后析出含矿热液,并在浅部北东、北西向断裂及断裂交汇处成岩成矿,而在双尖子山矿段,成矿流体主要受北东向深断裂F1的控制,在F1断裂以及其与北西向断裂的交汇处富集,导致矿体主要分布于矿段西部.     

全球地磁感应测深数据三维反演

全球地磁感应测深能获得地幔转换带及下地幔上部的导电结构.但目前稀疏的地磁台站分布及部分台站的观测数据稳定性较差,影响了三维反演对地下电性结构的分辨力和反演可靠性.为此,区别于传统的L2-范数反演方法,本文提出并实现了基于L1-范数的地磁测深响应三维反演技术.在反演中,利用L1-范数度量数据预测误差,降低"飞点"数据的影响,将相关系数较小的C-响应估计也纳入反演数据中.三维正演模拟采用球坐标系下的交错网格有限差分法,反演采用有限内存拟牛顿法.文中利用指数概率密度分布函数构造非高斯噪声的合成数据,并采用棋盘模型对反演方法的可靠性进行了验证.之后,我们将本文提出的三维反演方法用于全球129个地磁观测台站的C-响应数据反演,结果表明在地幔转换带深部,中国东北地区为高导电异常,南欧和北非则均为高阻;夏威夷在900km以下为高导;菲律宾海及以东地区在转换带表现为明显的高阻,这些结果与前人研究结果一致.由于采用了更多的台站数据,我们的反演结果还发现一些新的异常:南美洲南端,转换带表现为明显的高导;澳大利亚东南部,地幔转换带深部,也存在一个明显的高导异常,这些异常分布和地震层析成像的低速区一致.因此,L1-范数三维反演能够充分利用全球C-响应数据信息,提高地磁测深对地球深部电性结构的分辨能力,更好的研究全球地幔电性结构.     

宁芜火山岩盆地及邻区上地壳电性结构研究

为了较全面、客观地认识宁芜矿集区上地壳电性结构,研究"玢岩铁矿"成矿规律与深部地球物理、地质结构的对应关系,为探索深部"第二找矿空间"提供物性参数,我们完成了6条宽频大地电磁测深剖面.通过分析各剖面电性成像结果,讨论了"长江断裂带"与矿集区成矿的关系,并且认为围岩、岩浆及其上侵通道是区内矿床的控矿因素.此外,结合姑山铁矿床的位置以及铁矿床成矿规律判断宁芜火山岩盆地南部低阻条带为矿集区姑山火山-岩浆旋回的岩浆(导矿)通道,而盆地东部邻区的倾斜"叠瓦状"电性特征说明该区在经历了印支期褶皱构造运动后发育了逆冲推覆构造.     

贵州松桃地区深部电性结构特征与锰矿成矿背景关系研究

本文以贵州松桃地区的杨立掌—三阳成锰盆地为研究对象,完成了 一条跨过杨立掌断裂、猴子坳向斜、三阳断裂等主要地质单元的宽频大地电磁(MT)剖面,通过深部电性结构的研究对锰矿的空间展布、成矿背景、控矿构造等方面开展研究.大地电磁反演解释结果表明:(1)浅部(2.5 km深度以上)电性结构大致可划分为"高阻-低阻-高阻"三层...     

Audio frequency magneto-telluric survey of Norikura Volcano in central Japan

Norikura Volcano has not been active during the last 10,000 years in spite of the activity of the surrounding volcanic mountains. To study past volcanic activities, geological studies were carried out extensively. However, quite a few geophysical investigations were conducted to contribute to volcanology. Our objective is to detect the present subsurface structure of Norikura Volcano and to define volcanic stratifications. In the vicinity of Norikura Volcano, geothermal fields are still active. Subsurface volcanic rocks in this area have been exposed to geothermal activity and altered. To comprehend volcanic stratifications of Norikura and geothermal activity, we conducted audio frequency magneto-telluric (AMT) surveys around Norikura Volcano. AMT survey is useful in clearly defining the resistivity structure related to volcanic regions. The AMT data were acquired over a frequency range 10 Hz–10 kHz. Decomposition analysis was applied to the tensor impedance data. Subsequently, apparent resistivity and phase data were inverted using a two-dimensional magneto-telluric (MT) inversion and a model of Norikura was derived. The final model manifests that the surface resistors are in agreement with andesite lava or dacite lava. As for the deeper structure, a horizontal conductor is situated above resistive basements. The alteration of the conductor was weak, while basement rocks were strongly altered and/or heated through the thermal activity. The existence of these layers seems to indicate the degree of thermal activity of Norikura Volcano.     

宁-芜矿集区及其西缘深部结构初探

为了探查宁(南京)-芜(湖)矿集区及其西缘地区上地壳结构及其与区域成矿作用的关系,在宁芜矿集区及其西缘布设两条大地电磁测深剖面(江宁区-姑山,巢湖-当涂),通过数据处理、分析和反演,获得了宁芜矿集区10 km以内地壳电性结构模型.大地电磁测深及重力多尺度边缘检测结果表明:(1)宁芜矿集区自南向北表现为低-高-低的电性结构特征,南段深部存在低阻体,向上延伸至浅部,中段深部发育巨型高阻体上隆至浅部,倾向南西,推测可能是巨型花岗岩体,北段低阻体发育深度大,向上延伸至浅部时分叉并上升至地表;(2)揭示了滁河断裂和长江断裂带的存在; 3线剖面东段与2线南段的低阻体位置较为一致,推测为岩浆喷发通道,在含山附近发现两条电性梯度带,3线剖面的电性结构特征可能反映了区域经历了先挤压、后拉伸的演变过程.     

3D electrical structure of porphyry copper deposit: A case study of Shaxi copper deposit

Located in Lu-Zong ore concentration area, middle-lower Yangtze metallogenic belt, ShaXi porphyry copper deposit is a typical hydrothermal deposit. To investigate the distribution of deep ore bodies and spatial characteristics of host structures, an AMT survey was conducted in mining area. Eighteen pseudo-2D resistivity sections were constructed through careful processing and inversion. These sections clearly show resistivity difference between the Silurian sandstones formation and quartz diorite porphyry and this porphyry copper formation was controlled by the highly resistive anticlines. Using 3D block Kriging interpolation method and 3D visualization techniques, we constructed a detailed 3D resistivity model of quartz diorite porphyry which shows the shape and spatial distribution of deep ore bodies. This case study can serve as a good example for future ore prospecting in and around this mining area.     

闽西南多金属成矿带地质地球物理特征综合研究——以永定大排多金属矿区为例

闽西南地区位于福建武夷山成矿带西南部,自远古宙以来经历了多期次的构造演化.该区地处东南沿海构造-岩浆-成矿带上,为环太平洋大陆边缘多金属成矿带与南岭多金属成矿带复合部位,是我国重要的多金属矿产地.永定大排多金属矿区作为近年来武夷山成矿带新发现的大型多金属矿,区内叠加作用和控矿作用相对复杂,现有的地质地球物理工作程度不足以满足对该区域成矿规律的深入认识,一些基础地质问题亟待解决.因此,本文在深入收集永定大排矿区地质地球物理资料基础上,综合分析区域成矿背景与成矿构造,在重点区域布设综合地球物理勘探工作,包括1：1万高精度磁测、可控源音频大地电磁剖面及反射地震剖面.基于上述工作：1）开展了研究区航磁数据三维磁化率反演与分布特征分析与大地电磁二维电阻率反演与分布特征分析,开展了地震资料真地表深度偏移成像,获得了更加准确的地震剖面成像结果.2）结合推覆体控矿特征,地震剖面和电阻率剖面、航磁反演结果相互验证和约束,勾画了地下构造形态.地表地质剖面延伸和标定了构造形态的地质内涵,获得了从地表到3000 m深度的构造解释结果.解释结果清晰地显示了与推覆相关的构造、控矿层位以及岩体信息,为三位一体的找矿思路提供了地球物理依据.     

云南南部地区深部电性结构特征研究

在云南南部地区布设了一条孟连-罗平的北东向大地电磁测深剖面,以开展该地区的深部电性结构探测和孕震环境探查.沿该剖面进行了114个大地电磁测深点的观测,经过对观测资料的远参考Robust处理、定性分析和二维反演,得到了沿该剖面地壳、上地幔电性结构模型,从模型的电性结构特征进一步探讨了剖面穿过的3个地震区的深部地震孕育环境.研究结果表明：沿剖面的地壳上地幔电性结构反映出与区域地质构造资料基本一致的构造特征;该区的三个强震带地球深部都存在壳内低阻体,地震发生在电阻率梯度带上;断裂带的两侧块体介质的电阻率差异是强震活动带重要的深部背景.     

层状介质二维电阻率扰动反演方法

为解决考古、工程地质和地下水污染勘查中某些探测靶体与周围介质间电性差异不大的地质问题,本文提出了层状介质背景下二维电阻率扰动反演方法．根据观测得到的背景剖面视电阻率断面,确定出背景场的电性层结构,利用电阻率扰动方法计算出敏感矩阵,通过广义逆矩阵法求解出电阻率的增量．在商丘地下夯土城墙的应用表明,该方法有效地抑制了夯土城墙的旁侧效应和地下水噪声的影响,揭示出地下夯土城墙的埋深与几何形态．     

On the 3-D inversion of vertical electrical soundings: Application to the South Ismailia area—Cairo desert road, Cairo, Egypt

A code for 3-D resistivity modelling and inversion of vertical electrical soundings has been developed based on the finite-element technique and regularisation method. Synthetic data were used to test the effectiveness of the code and to examine the resolving capability of the Schlumberger array in investigating 3-D resistivity distributions. The code was applied to experimental data set constituted by 35 Schlumberger soundings collected near the Cairo city in order to study the subsurface resistivity distribution. The results have shown that valuable imaging of the subsurface resistivity distribution can be constructed even when the vertical electrical soundings are acquired in a sparse field data set.