反射地震技术在成矿地质背景与深部矿产勘查中的应用：现状与前景

矿床是地球演化过程中特定阶段、特定地质环境下形成的,深部结构、构造和动力过程是控制成矿作用的关键因素。成矿带或矿集区现今的地壳结构、构造保留着其演化动力学过程留下的痕迹,通过对不同深度地壳结构的探测,不仅可以提供成矿系统(成矿物质来源、迁移路径和存储空间)形成时期的构造背景和成矿地质环境信息,还可以直接追踪控矿构造的延深,甚至直接发现深部矿体。反射地震是深部探测的核心技术,应用于大陆地壳结构探测和油气勘探已经有近百年的历史,但应用于成矿学的研究和深部金属矿勘查只有二十几年。本文回顾了近年反射地震技术在区域成矿背景、矿集区深部3D结构和深部找矿勘查中取得的重要进展,讨论了该技术在应用中存在问题和下一步技术发展方向,为我国"地壳探测工程(SinaProbe)"在重点成矿带和矿集区开展立体探测提供一些借鉴。     

铜陵狮子山金属矿地震反射结果及对区域找矿的意义

“层控”矽卡岩型矿床在长江中下游成矿带占有重要的地位，绝大多数受控于泥盆系五通组与石炭系黄龙组的接触面。因此，长期以来“五通组砂岩 岩体”已成为寻找此类矿床的主要找矿模型。为了探测黄龙组灰岩与五通组砂岩的接触面在铜陵矿集区的深度和展布，为隐伏矿预测提供依据，完善金属矿区地震反射技术．笔者在铜陵矿集区测试了3条地震反射剖面。结果显示：地震反射可以精确确定五通组顶面的分布，该控矿层深度在1～2km之间变化，大致呈复背斜形状，与地表的青山背斜相吻合，该层之下还存在2个明显的岩性界面，推测分别为奥陶系灰岩顶面和基底面，其形态表现为更紧密的背斜，而且与五通组顶板反射面形态不耦合，反映了非耦合变形过程。这种变形有利于产生层间滑脱，为成矿流体迁移创造了有利条件。本次试验结果表明，在地表到2km范围内，按照“岩体 赋矿层位”的找矿模型在铜陵矿集区进行深部找矿仍有巨大潜力。     

深部矿产勘查的地震学方法：问题与前景——铜陵矿集区的应用实例

深部资源是未来资源勘查的重要方向,地震技术在深部资源勘查中具有不可替代的优势。为试验该方法在探测深部“层控”矿床和浅表容矿构造方面的有效性,进一步完善金属矿地震勘查技术,在铜陵矿集区进行了反射地震和首波地震层析方法试验。结果显示,反射地震技术可以精确确定研究区的主要容矿层位石炭系黄龙组与泥盆系五通组接触面的空间分布,并能清晰反映地表5km深度内的大尺度结构、构造;首波地震层析技术可以揭示浅表岩体形态。试验结果表明,该技术对在中国东部“第二富集带”寻找深部“层控”矿床具有潜在的应用价值,预示着广阔的应用前景。     

复杂金属矿体地震波正演模拟研究-以庐枞罗河-泥河-大包庄矿床为例

地震勘探在金属矿勘查中发挥越来越重要的作用,但复杂的介质结构和矿体形态通常使金属矿地震解释异常困难,为深入研究复杂金属矿体的地震波场特征,有效开展金属矿地震解释,本文以庐枞矿集区的罗河、泥河和大包庄矿床为例,在详细开展物性测量和地质与地球物理建模的基础上,对均匀介质复杂矿体模型、简化矿体模型和随机介质简化矿体模型进行了...     

基于重磁多尺度边缘检测的长江中下游成矿带构造格架研究

采用重磁多尺度边缘检测方法,对长江中下游成矿带区域重力和航磁数据进行了边缘检测,结合大地电磁剖面和地质资料,建立了长江中下游地区构造格架.根据重磁多尺度边缘检测结果,重新厘定了断裂系统的展布位置,确定了宁芜、庐枞等火山岩盆地的准确边界,划分了板块、火山岩盆地等横向结构的边界.认为长江深断裂沿安庆-铜陵北-芜湖-马鞍山-...     

新疆琼河坝地区铁矿床类型及其成矿特征

新疆琼河坝位于准噶尔成矿带东段,是一个潜在的以铁、铜、金为主的矿集区。区内铁矿床(点)众多,以往的找矿和研究工作大多聚焦于矽卡岩型富铁矿,对其他类型的铁矿床缺乏足够的重视。为了拓宽琼河坝地区铁矿床勘查思路,需要对区内铁矿床的类型和成矿特征进行系统归纳。文章在野外调查和室内测试分析的基础上,依据矿床(点)的产出地质环境、矿体及矿石矿物成分特征,结合铁矿石主要矿物的主量、微量及稀土元素特征,将琼河坝地区铁矿床划分为矽卡岩型、火山岩型、岩浆分异型、火山间歇期沉积型和湖相沉积型5种类型。矽卡岩型、火山岩型、岩浆分异型和火山间歇期沉积型铁矿赋存在晚古生代泥盆纪—石炭纪火山岩中,湖相沉积型铁矿床赋存于中侏罗统湖沼相含煤碎屑沉积岩中。火山间歇期沉积型铁矿床是在琼河坝地区首次发现的新类型,矿体赋存部位、矿石颗粒磨圆度及胶结成分特征均显示了该类铁矿成矿作用的特殊性。从找矿角度分析,目前主攻方向为矽卡岩型铁矿,而火山岩型铁矿是下一步找矿研究的重点。     

使用小震震源机制解研究山东地区背景应力场

基于山东地区1970—2012年5月387次中小地震震源机制解数据,使用Gephart和Forsyth的FMSI方法计算了该区的平均构造应力方向;使用区域应力张量阻尼反演方法,结合共轭梯度法求解了应力张量的阻尼最小二乘最优化问题,并根据Lund和Townend推导给出的由构造应力张量计算最大水平主应力方向的公式,反演计算了山东地区构造应力场的空间分布特征,并讨论了该区构造应力场的变化及其与郯庐断裂带的关系.     

内蒙古东七一山花岗岩地球化学、锆石SHRIMP U-Pb年龄及岩体形成环境探讨

古生代时期, 北山地区的地壳活动非常强烈, 主要表现为: 早古生代初期大陆的裂解, 一直到中奥陶世广阔大洋盆的发育。志留纪末, 洋盆在自南向北的俯冲中封闭, 使北侧的哈萨克斯坦板块和南侧的塔里木板块拼贴, 并在碰撞造山过程中又构成了一个相对统一的陆块。在晚古生代, 北山地区地壳又在另外一种形式中异常强烈活动, 特别是自石炭纪到二叠纪, 大规模的中酸性岩浆侵入活动构成本区重要的地质事件, 其出露的花岗岩类占到了全区总面积的近1/3, 但泥盆纪时期的地壳活动, 特别是花岗岩浆的侵入活动常被人们忽视, 笔者据泥盆纪时期的沉积-火山作用及挤压构造活动也较发育认为, 海西早期也应有较强的花岗岩浆侵入活动。本文有针对性地对北山地区, 原定为海西中期的东七一山花岗岩岩基, 在岩石学和地球化学等方面研究基础上, 对3处岩石中锆石首次进行了SHRIMP U-Pb年龄测定, 其结果分别是(355±4) Ma、 (359±4) Ma、(355±5) Ma, 这表明东七一山花岗岩形成于泥盆纪晚期, 从而确定了北山晚古生代早期也有花岗岩浆的强烈活动, 这对深化北山古生代地壳演化过程有积极意义。     

2010年1月15日濮阳4．2级地震震源机制反演

使用ISOLA波形反演方法,对2010年1月15日濮阳4．2级地震的震源机制进行研究,结果显示,此次地震的震源参数为：节面A：走向63°,倾角89°滑动角134°;节面B：走向153°,倾角44°,滑动角1°;标量地震矩1．0×10^15N·m,震源深度5km。研究发现,由于使用相对简化的速度模型,波形拟合程度随着震中距的增加而逐渐变差。     

庐枞盆地浅表地壳速度成像与隐伏矿靶区预测

利用反射地震初至波可以精确反演地壳速度结构和构造信息.对庐枞盆地采集的高分辨地震数据,运用初至波层析成像方法,反演得到了该区1200 m以上的浅表地壳速度结构信息.找矿信息总是同地球化学异常联系紧密,对采集于炮孔深处的岩屑、泥砂样品进行了地球化学分析,发现了多处显著的金属元素异常.对五条测线的速度成像结果及其映射的地下岩性结构和炮孔地球化学分析结果进行了相关性对比分析.结果显示,庐枞盆地的沉积岩、火山岩和侵入岩具有不同的速度范围,侵入岩具有高波速特征,地球化学信息高异常往往出现在高速侵入岩体的上方;精细的速度信息蕴含着丰富的浅表地壳结构变化特征,与庐枞矿集区已知的地质、岩体、构造和矿体分布存在着良好的对应关系.速度成像结果可以准确刻画地下隐伏侵入岩体的空间分布形态,结合地球化学分析异常和重磁探测等信息,预测隐伏矿床,提供深部找矿靶区.