基于先验信息约束的三维地质建模：以庐枞矿集区为例

庐枞矿集区是长江中下游成矿带中主要矿集区之一,一直以来都是热点研究区域。了解该地区的地质构造,区内侵入岩体以及控矿地层的位置和展布规律,对基础地质问题的解决和深部找矿靶区的预测都是十分必要的。本研究采用综合地球物理方法建立了庐枞矿集区面积约6574km2,深度范围从地表至地下5km的三维地质模型,给出了深部地质体的几何形态、深度范围和物性分布特征。在三维可视化平台上对该模型进行了地质解释,全面分析了基底、岩体、矿体、地层之间的空间分布及对应关系。在证实许多原有认知的同时,也得到了新的认识,如不同的褶皱和侵入特征,深部岩体地质形态,研究区地层展布规律等,这些对于深入认识深部成矿、控矿规律以及寻找深部隐伏矿体意义重大。结合地质模型和成矿理论预测了一些深部找矿靶区。同时,研究结果表明在复杂地区使用地质条件约束下的地球物理数据反演方法建立三维模型来进行深部成矿预测是深部找矿技术发展的重要方向。     

地质信息约束下的三维密度填图技术研究及应用

矿产勘探中应用最广泛、成本最低的方法就是重力和磁法勘探,它们在靶区优选、隐伏矿定位等不同勘查阶段均发挥了重要作用。但是重磁解释的反演结果往往产生多解性,因而需要采用有效方法来减小多解性。无约束的反演通常很难得到符合实际地质情况的解,因此地质约束反演是现阶段降低多解性的主要途径。本文从模型试验入手,开展了三维密度填图技术研究。对比了无约束与有约束以及约束多少的反演效果,结果发现随着约束条件的增加,反演所得的结果与真实情况的吻合度逐渐增加。本文还以安徽省庐枞矿集区为例,探索了地质信息约束下的重力三维填图技术,获得了矿集区地下5km深度的三维密度体,该结果揭示了矿集区主要岩体三维分布、构造的起伏和主要地层的展布。模型试验和实例结果表明:地质信息约束的三维密度填图技术,能够降低反演多解性,提高分辨率,优化反演结果,是现阶段实现矿集区"透明化",发现深部矿产的最有效的方法之一。     

长江中下游成矿带宣城矿集区重磁场特征与找矿启示

宣城矿集区位于长江中下游成矿带东段的安徽省南陵-宣城盆地,是长江中下游成矿带新一轮找矿工作的重点勘查区。为查明成矿深部背景,发掘成矿潜力,亟待了解深部结构特征。本文使用地面测量1：25 000重力和1：10 000磁力数据,通过重磁场分离和密度、磁化强度三维反演,结合岩矿石的密度、磁化率等物性测量结果,以及区域地质和矿床资料,以期揭示深部构造及与成矿关系。研究结果表明,新河庄背斜、陈家湾向斜、马山埠背斜和昆山向斜等褶皱构造横向上剩余密度正负差异显著呈相间分布的深部特征,垂向上褶皱构造的最大深度约为2 km;在褶皱构造下方分布北西浅、往南东逐渐加深的低密度、低磁性层,推测可能为研究区内茅山-九连山推覆构造的滑脱面。马山埠背斜轴部花岗闪长斑岩附近的重高磁高组合异常是铜山-荞麦山矽卡岩型矿床的找矿线索,然而成矿岩体规模较小,深部磁化强度弱,马山埠背斜附近深部找矿潜力有限。茶亭矿区呈重高磁高组合异常特征,同时成矿的石英闪长玢岩岩体与围岩灰岩、上覆火山岩磁性差异明显,这些特征是重要的找矿线索。文章研究结果证实,茶亭下方-400~-1900 m磁化强度正异常区域对应茶亭铜金矿床,这为在研究区其他地点深部进一步寻找斑岩型、隐爆角砾岩型铜金矿床提供了地球物理依据。     

博斯腾湖流域气候变化及其对径流的影响

利用博斯腾湖流域开都河、黄水沟和清水河的出山口水文站月径流量和气象站月平均数据，开展变化特征分析和径流变化对气候因子的响应研究。结果表明，博斯腾湖流域年际气候变化以气温上升为主，降水量增加趋势不显著；域内主要河流径流量持续上升。突变检验发现，三条入湖河流90年代之前径流量增加主要是域内降水量增加的结果，随后受气温上升导致冰雪消融加快也对径流量的增加有贡献。相关分析结果显示，博斯腾湖三条入湖河流年径流量变化主要受4月和7月降水因子影响。此外，开都河的径流变化还表现出对8月气温和降水的显著响应，同时开都河流域集水区冰川的面积和占比均大于黄水沟和清水河流域，这表明冰川融水补给对开都河径流的影响大于黄水沟和清水河。所建立的气候因子-径流量多元线性回归模型，能够很好的模拟开都河、黄水沟和清水河的径流变化过程，证明了博斯腾湖流域水文变化受气候因子的显著影响。     

四种气象干旱指数在新疆区域适用性研究

利用降水量距平百分率(PA)、标准化降水蒸散指数(SPEI)、自适应帕默尔干旱指数(scPDSI)和气象干旱综合指数(MCI)四种气象干旱指数，进行变化趋势、相关性和干旱频率的分析，并与历史灾情进行对比，来研究1961—2020年新疆不同区域干旱指数适用性。结果表明，scPDSI和MCI指数显著上升，干旱程度呈减轻趋势，其干旱监测结果一致率高。PA指数变化趋势均平稳，但与其他三种干旱指数在全频域和高频域干旱监测结果一致率较好。SPEI指数在东疆和南疆东部区域显著下降，干旱程度呈加重趋势，与其它三种指数低频域干旱监测结果存在显著负相关。干旱频率分析结果显示，PA指数的特旱等级判定存在异常情况，特别是南疆和东疆。与历史灾情对比结果显示，MCI指数是对干旱灾害反映最好的。总体上，MCI指数在新疆地区的适用性要优于其它三种干旱指数。近60年来，全疆不同区域的MCI指数均呈上升趋势，各区域的干旱程度均有所减轻。空间上，新疆西北部发生干旱显著比南疆和东疆区域概率大。全疆不同区域在1962—1967年、1974—1977年、1989—1991年、1997年、2020年均发生干旱，并且主要集中在春夏两季较多，其中北疆西部和伊犁河谷区域易出现干旱灾情。