深部构造与地质过程控矿研究

随着大规模全球填图和矿产勘探的发展，在地壳深部寻找新的矿产资源的紧迫性日益增加。大型热液成矿系统和矿集区的时空分布受深部地质过程演化制约，成矿系统明显与岩石圈各个层圈的深部结构和组成的不均一性密切相关，其时空分布本质上受深部构造和过程制约。通过深部热-物质迁移的研究，可以建立岩石圈块体构造模型和非线性成矿作用动力学及源区构造等概念，深入探讨岩石圈及与相邻圈层物质和能量交换过程中造矿组分的分散与富集机制及时空演化规律，可以预测矿床出现的种类和聚集的部位，特别是大型矿集区的位置和矿化形式，从而为大型-超大型矿床及矿集区的探寻与预测提供思路和基础。     

胶东大尹格庄金矿床成矿流体组成

大尹格庄金矿床位于胶东半岛西北部招平断裂带中段,产于断裂带下盘绢英岩化带中。矿区内围岩蚀变发育,主要包括钾长石化、硅化、绢云母化、黄铁矿化、绿泥石化和碳酸盐化,其中硅化、绢云母化、黄铁矿化与金矿化密切相关。根据野外脉体穿插关系和矿物共生组合特点,大尹格庄金矿床金成矿作用从早到晚分为三个阶段:金-石英-黄铁矿阶段(早)、金(银)-石英-多金属硫化物阶段(中)、石英-方解石-黄铁矿阶段(晚)。矿石中石英的爆裂峰集中在330~510℃、240~330℃和160~240℃,分别对应成矿作用的早、中、晚三个阶段。成矿流体总体为中温,富CO2,含CH4、C2H6、H2S等挥发分的流体。NaCl-H2O-CO2图解及较高的C2H6含量,表明成矿流体主要来源于变质流体。各阶段成矿流体中气、液相组成相似,而含量规律性变化。早、中阶段成矿流体中N2含量较低,晚阶段升高,表明从早阶段到晚阶段流体系统逐渐开放,后期有大气降水的加入;从成矿早阶段到晚阶段,Cl-/SO2-4和Na+/K+升高,说明成矿流体从早阶段CO2-H2O-K2SO4型逐渐演化为中阶段和晚阶段CO2-H2O-NaCl型;Na+、Cl-、K+和SO2-4浓度逐渐降低,指示成矿流体从成矿早阶段到晚阶段盐度降低;H2O/CO2在晚阶段高于早、中阶段,指示流体有可能在中阶段发生了沸腾作用。成矿早阶段具有较高含量的H2S,表明金硫络合物可能是金的一种运移形式;流体类型的演变和沸腾作用可能是导致大尹各庄金矿床金沉淀的重要因素。     

滇西富碱斑岩型金成矿系统特征与变化保存

同时开展成矿作用及成矿后变化保存两方面研究,是提高矿产预测能力的迫切需求。滇西新生代富碱斑岩型金多金属矿床除与喜马拉雅期富碱斑岩有密切的时空和成因关系外,另一个显著特点是发生了强烈的次生富集作用,是开展成矿系统变化与保存研究的天然实验室。含矿斑岩为一套以富碱(K2O+Na2O8%)为特征的从基性到中酸性的岩石系列,其源区为古特提斯构造演化过程中形成的富集地幔,并于新生代早期上升至壳幔混合带时遭受部分熔融。含矿斑岩主体形成于33～38Ma,大规模成矿作用集中于34±2Ma左右,它们的形成与构造动力体制转换过程中的壳幔物质强烈交换和构造变形密切相关,并可能受青藏高原物质向东逃逸和软流圈脉动隆起的联合制约。之后,发生了印度板块由前期逆时针旋转向顺时针旋转的转变、反向旋转板块的拖曳与斜向俯冲板块回退作用的综合效应,导致了滇西地区岩石圈伸展作用和多期左行和右行断裂走滑运动及强烈构造隆升的发生,诱发了亏损地幔减压熔融产生的板内高钾岩浆岩的就位、大规模热水流体活动,并叠加区域红土化作用,成矿系统遭受了强烈的变化与改造,金的表生成矿作用在矿床形成后即已开始,之后经历了多阶段的演化,有明显的穿时性。主要表现为矿床抬升或掩埋、矿体错切或错失、矿化叠加或次生富集、远距离迁移以及就近淋滤或贫化等。     

独居石成因特征与U-Th-Pb定年及三江特提斯构造演化研究例析

独居石U-Th-Pb定年在地质年代学研究中占有重要地位,但其成因类型的识别和年龄值的合理地质解释始终是研究的难点。论文通过对比分析岩浆、热液和沉积成因独居石的内部结构、矿物组合以及稀土和微量元素地球化学特征,厘定了不同成因类型独居石的鉴别标志;并以三江特提斯构造演化研究为例,探讨了独居石的U-Th-Pb定年及其合理地质应用。不同地质环境中形成的独居石具有不同的内部结构和矿物组合及元素组成:岩浆独居石可能存在较宽且平直的岩浆环带,常与磷钙钍石共生;相对富集重稀土,具有较高的Y、Sc、Th、U、Sm、Gd等含量和Th/U比值,较低的La、Ce含量和稀土总量,显示为Eu强烈亏损的右倾斜分布模式。而热液独居石可能存在与流体作用有关的扇形环带,常与斜钍石共生;沉积独居石形态多不规则,与自生矿物相伴生。它们具有典型的四分组稀土分布模式,稀土总量较高,相对富集轻稀土(如La、Ce),贫Y、Sc、Th、U、Sm、Gd等,Th/U比值较低。独居石U-Th-Pb定年限定了松潘-甘孜造山带204~190Ma的早期变质作用和168~158Ma的局部热干扰,约140~130Ma冈底斯浅色花岗岩的形成与地壳的缩短加厚及快速隆升作用,约33~22Ma 红河断裂带与伸展作用有关的岩体侵位和左行走滑运动年代(且北部的去顶剥蚀作用要比中部早9Ma),约8~11Myr的东喜马拉雅构造结"挤出"构造变形时限。     

基于模拟退火算法的随机反演技术在砂体预测中的应用

塔河油田Su地区石炭系卡拉沙依组砂体的埋藏深度较深,厚度一般小于10m,且横向变化较大,砂、泥岩之间的阻抗差异较小,地震资料不能区分砂泥岩,因此储层描述困难.为此,针对该区目的层段开展了测井约束地震反演研究.本文选用当前理论上较为突出,且实际应用中较为可靠的随机反演方法,同时将模拟退火全局优化方法引入进来,采用约束稀疏脉冲的反演结果作为随机反演的输入模型,大大提高了模型的精度,增强了随机反演的可靠性.通过对比分析,反演剖面的分辨率和信噪比有所提高,能较好地反映储层性质的横向变化,预测结果与实际钻井符合,证实该反演技术在该地区具有一定的实用性.     

华北地区矿山爆破活动的时空特征

矿山爆破作为地震信号源具有经济方便的优点,但作为企业行为,有其自身的活动特性.华北地区矿产资源丰富,矿山爆破活动频繁.为有效利用这些爆破开展地震学研究,基于北京数字遥测地震台网2006年1月至2010年12月的爆破事件目录,分析了华北地区的爆破活动特征.该区的爆破活动在空间上分布广泛,但爆破密度和强度不均.对地震学研究...     

鄂尔多斯盆地演化与多种能源矿产分布

鄂尔多斯盆地是中国有机—无机多种能源矿产共存的盆地之一。有机矿产包括煤、油气、煤层气等,分布于盆地内部,无机矿产以铀矿为主,处于盆—山转换部位。盆地边缘的造山活动控制了内部基底变形,基底变形又制约了盖层构造格局的演化,而后者决定了盆内有机矿产的源、运、储过程,如烃源岩展布、煤级分布等。造山活动和盆地演化共同制约着砂岩型铀矿的产出,油气在水平挤压和上覆地层压实作用下自内而外、自下而上输运,而于周缘造山带形成的含铀中低温无机成矿热液,在重力作用下,沿渗透率较大的透水层自上而下向盆地内部输运,还原性油气与氧化性含铀热液在盆—山过渡处相遇,导致无机流体的关键性物理化学参数的转变,使铀元素沉淀富集。鄂尔多斯盆地多种能源矿产共存系统存在的必要条件是成矿(藏)作用的发生具备各自成矿要素,且无机成矿和有机成藏两种性质完全不同的地质过程之间存在耦合作用。     

鄂尔多斯盆地古生代演化的大地构造约束

古生代是中国中部多个微板块开始相互拼接、碰撞的重要时期。而鄂尔多斯盆地位于华北板块西部,处于多个微板块的交接部位,受微板块相互作用的制约,盆地隆凹构造格局于奥陶纪、石炭纪和二叠纪分别发生三期转型,构造格局转型成为探索微板块之间的相互作用方式及其在盆地内部响应的重要线索。根据鄂尔多斯盆地构造演化等方面的地质背景,将其简化为近似直角梯形的等厚各向同性弹性薄板模型,并根据当时的大地构造背景设定多种可能的边界条件,对盆地隆凹构造格局进行了数值模拟。模拟结果发现只有一种特定边界条件下,隆凹格局的最终形态及其演化过程与地质事实相似,说明盆地内部的隆凹格局是在特定构造体制背景下发育的一种结构。数值模拟结果显示早古生代华北板块的南、西边界同时受到规模相近的洋-陆碰撞的约束,盆地南西角顶部位发育了“L”状的边缘隆起;至晚古生代盆地南、北边界附近的陆-陆(或者弧-陆)相互作用已成为大地构造的主要特色,早期华北板块与南、北两侧板块的接触面积有限,作用力相对微弱,盆地西边界相对固定,盆内构造以南北向展布的细腰状隆起为主要特征;随着板块间接触面的不断扩大,板块边界的挤压作用也持续加剧,受之影响,盆地古地理相带分界线总体呈东西向展布,而...     

胶东金矿床中关键金属资源储量估算与潜力初探SCIEI北大核心CSCD

通过对大尹格庄和夏甸两个超大型金矿床的精金矿与尾矿砂中关键元素含量的分析,发现相对于华北克拉通地壳元素丰度,本次分析的稀贵元素Co、Rh、Ir和Ru,稀散元素Cd、Te和Se,稀有元素W和In均发生了不同程度的富集;特别是Te、Co和Cd超常富集达到伴生组分综合评价品位。根据伴生有用组分综合评价规范和金矿选矿报告相关参数,分别估算了金矿石和精金矿中可利用的关键金属矿产储量,其中夏甸金矿床内Te储量为69吨(精金矿中52吨)、Co储量为604吨(精金矿中413吨),大尹格庄金矿床内Cd储量为224吨(精金矿中206吨),这些均可直接回收利用。矿物学和矿物化学综合研究表明:Te主体以碲金矿、碲银矿、碲铋矿、碲铅矿和陈国达矿等独立矿物存在,与可见金密切共生;Co常以微量元素形式分布在金成矿早阶段的粗粒黄铁矿和磁黄铁矿中;Cd主要以类质同象的形式赋存于金成矿晚阶段的闪锌矿、黄铁矿和黄铜矿中。进一步通过对典型金矿床中黄铁矿原位和/或单矿物的Te与Co含量对比、并结合矿石中Co与Cd元素组成及其区域地球化学空间分布特征,综合约束了其超常富集特征与资源潜力,揭示新城、玲珑和寺庄金矿床及栖霞异常区分别有约2329吨、1035吨、1553吨和22790吨Co资源量,乳山、新城和焦家金矿床有约1529吨、126吨、216吨Te资源量,仓上、新立、三山岛、寺庄和新城金矿床、以及栖霞和招平北段异常区分别有约47.6吨、78吨、63.7吨、69吨、3564吨、7120吨和696吨Cd资源量;即胶东金矿集区具备近期被综合利用或作为未来潜在接替资源的Co、Te和Cd资源条件,且其展布区域广泛、资源潜力巨大。初步研究已显示胶东具有形成大型-超大型Cd、Te和Co矿床的资源条件,但关键金属资源的空间分布极不均一、其超常富集机理与规律尚不清楚,亟需深入研究。     

胶东型金矿成因模型

巨型金成矿省成因是国际前沿科学问题,巨量金来源与成矿驱动机制是矿床成因研究的关键难题.胶东成矿省不足1万km²内已探明黄金资源储量～5500吨,成矿强度世界罕见,已有成矿理论难以完整解释.胶东金矿床形成于大陆内部多重构造复合域,金成矿发生于古元古代基底岩石区域变质作用约19亿年之后以及三叠纪大陆碰撞作用约1亿年之后的早白垩世120Ma左右的构造体制转换过程中.胶东金矿床和造山型、侵入岩型金矿床成矿构造环境和赋矿围岩存在差异,成矿机制也显著不同.矿床和基性岩具有紧密的时空与成因关系,胶东成矿流体起源于富集地幔,成矿期基性脉岩具低ε_Hf(t)值(-29.9～-9.1)和锇含量(0.002～0.16ppb)、重氧同位素(δ¹⁸O达8.23‰)和高初始锇同位素比值(¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os:0.1352～0.8858),证实其岩石圈地幔具有被大量古老地壳物质交代的特征,并且胶东西部岩石圈地幔富集程度总体高于东部,这可能是西部资源量占比远超东部的重要原因.胶东基性脉岩显示较轻的Mg同位素特...