宁芜盆地钟姑矿田典型铁矿成矿岩体Hf-O同位素特征及地质意义

钟姑矿田位于宁芜盆地南部,受矿田内格状构造控制产出一系列早白垩世(129~132Ma)闪长岩及二长岩类侵入体,与铁矿床的形成密切相关,而区域内成矿岩体的研究尤其是岩浆岩的起源和演化有待进一步探讨。本次工作以矿田内的姑山辉石闪长玢岩、龙山辉石闪长岩、白象山闪长岩、钟九闪长岩和太平山二长岩等与铁成矿有关的岩体为研究对象,开展LA-ICP-MS原位锆石Hf同位素和SHRIMP原位O同位素研究。结果显示,钟姑矿田各成矿岩体具有较一致的锆石Hf-O同位素组成,~(176)Hf/~(177)Hf值为0.282425~0.282695,εHf(t)值为-12.3~-3.9,tDM2范围在1.26~1.86Ga;锆石δ18O集中于3.34‰~8.05‰,捕获锆石的176Hf/177Hf比值为0.282324~0.282487,εHf(t)=-15.8~-10.1,锆石tDM2年龄在1.72~20.8Ga之间,锆石δ~(18)O相对集中于5.90‰~6.51‰。钟姑矿田岩浆岩起源于富集的岩石圈地幔,同位素特征指示其携带板块俯冲和蚀变洋壳信息,钟姑矿田的成岩成矿作用应与伸展背景下古太平洋板块俯冲有关。与长江中下游其他矿集区岩浆岩对比研究表明,包括宁芜在内的长江中下游地区岩浆岩具有相同的地幔源区,以铁矿床为主的宁芜和庐枞盆地岩浆岩源区成分以交代岩石圈地幔为主,而以铜陵、繁昌为代表的铜多金属成矿区的岩浆岩受长江中下游新元古代基底的更多影响。     

三维成矿预测多源地学空间数据库建设——以宁芜盆地钟姑矿田为例

大数据是海量、高增长率和多样化的信息资产,是未来找矿靶区预测的不可或缺的技术。大数据-三维成矿预测研究面临机遇与挑战,其涉及的地学大数据除了数据来源众多、比例尺不同、数据量大、非结构化管理、时效性强、空间数据与非空间数据协同管理等复杂特点外,还必须具有适应进行三维建模及空间分析的数据结构。本文分析了地学空间大数据的特点,对多源地学综合信息的管理需求进行研究,参考国家及行业标准,建立了可满足三维成矿预测需求的多源地学空间数据库模型,并依据实际划分为勘查控制钻孔地质数据库、空间属性数据库和地球物理数据库,各数据库可在多源地学空间索引库的支持下协同工作。本文以大数据应用的典型实例--钟姑矿田作为研究对象,系统收集了矿田内勘查成果资料,建立了钟姑矿田多源地学空间数据库,并在此基础上进行了控矿要素的有效提取,可进一步支持三维成矿预测。研究结果表明,本文提出的多源地学空间数据库可有效管理地学空间大数据,是大数据-三维成矿预测的重要解决方案,是进行三维成矿预测的重要数据支持。     

基于空间数据挖掘的三维成矿预测定量指标体系建立方法研究——以宁芜盆地钟姑矿田为例

大数据思维是直接从数据入手的一种新的思维方式,其本质是减少甚至完全屏蔽人为因素干扰,让数据说话。以往三维成矿预测中指标体系的建立多采用经验分析法,以地质模型和先验知识指导控矿特征变量取值,其准确性易受到人为影响。本文基于大数据思维,使用数据驱动方法对三维成矿预测中的找矿指标体系进行探索性研究,在钟姑矿田选择4 个大中型典型矿床,直接采用三维空间分析方法对地层和岩体的控矿地质体进行特征分析,通过计算z 轴方向三维距离场、分析岩体顶面隆起凹陷程度形态因素,确定各控矿要素与矿体之间的相关关系,获取定量指标。本研究改变了以往主观经验指导找矿的思路,尝试采用空间数据挖掘方法进行客观数据分析提出找矿指标,提高了找矿指标体系建立的科学性,此方法得到的定量指标体系可直接参与三维找矿预测模型的计算。     

基于重磁联合反演的宁芜盆地钟姑矿田深部地质结构解析及成矿预测

宁芜盆地是长江中下游成矿带中重要的金属矿集区之一,以中生代火山岩和铁矿床广泛发育为特征。近年来,随着找矿深度的不断加深,深部找矿的难度不断加大,成本越来越高,急需利用地球物理方法推断深部地质构造,为深部找矿提供依据,以减少勘探风险。为了解宁芜盆地南段钟姑矿田的深部构造、岩体、地层的空间展布,本文基于区域重磁数据,并以地表地质、钻孔地质等信息为约束,开展深部地质结构的反演研究,厘定了地层及岩体的展布,并结合已知矿床的重磁组合方式和控矿地质要素,基于重磁反演结果在钟姑矿田内圈定了两处有利靶区,为下一步找矿工作提供参考。     

三维成矿预测数据整合过程不确定性研究——以宁芜盆地钟姑矿田为例

基于多元地学大数据的三维成矿预测方法是开展深部找矿预测的新方法和新手段,也是当前成矿预测领域的研究热点之一。然而,大数据具有高维、混杂、非精确等特点,其分析处理过程面临多重不确定性。多元地学大数据整合是三维成矿预测的最终环节,其存在的不确定性将直接作用于预测结果,影响进一步的找矿应用和风险评估。本文以宁芜盆地钟姑矿田为例,从大数据思维出发,定量分析和度量预测要素和数学模型在数据整合过程中存在的不确定性及对三维成矿预测结果的影响。结果显示,断裂构造、背斜轴部等预测要素的不确定性对三维成矿预测结果的影响最为强烈;数据整合模型中,较之Logistic回归模型和证据权重模型,神经网络模型可能具有更高的不确定性程度。进一步工作可通过增强上述预测要素的可靠性和有效性、采用更多的数据整合模型进行更为全面的不确定性分析和评价,以获得更为可靠的三维成矿预测成果,从而降低成矿预测和找矿勘探风险。     

南岭九龙脑矿田典型矿床构造解析:以淘锡坑钨矿床为例

南岭九龙脑矿田淘锡坑钨矿是赣南地区典型的石英脉型黑钨矿床,受断裂构造与花岗岩体控制。本文通过8个中段坑道填图,结合地表钻和坑内钻揭露,对含矿石英脉、矿脉组、矿体以及成矿花岗岩体的几何形态、结构构造进行仔细观测,统计矿脉及成矿后断裂产状并进行构造解析。淘锡坑黑钨矿石英脉矿体整体呈平直长板状,具有尖灭侧现,单脉之间以左行斜列为主,而矿脉组呈菱形网格状排列等特征;花岗岩体呈矩形块状、阶梯状。岩突以顶蚀和岩墙扩展两种方式由南东向北西侵位。矿床为多期多阶段的成岩成矿,断裂对花岗岩的侵位与成矿起到主导控制作用。本文综合分析并构建了淘锡坑钨矿构造-岩浆的成矿演化模式,即区域构造应力作用生成共轭断裂构造网格体系,然后岩浆侵位上拱被共轭断裂切割的"几何体"围岩移位而侵位,并沿共轭断裂体系内充填云英岩脉、含矿石英脉体,完成一次成岩成矿作用;区域构造再次活动使围岩与花岗岩体发生断裂,并再次诱导岩浆侵位,在早期花岗岩体和围岩内断裂中形成矿体和云英岩脉体,从而形成内带和外带含矿石英脉;成岩成矿后区域构造小规模错动、破坏岩脉与矿脉,但未改变岩脉矿脉的整体展布。     

GIS技术在成矿预测中的应用实例——以杨家杖子矿田为例

文章系统地总结了利用GIS技术在辽宁省杨家杖子多金属矿田外围进行找矿预测研究的工作过程。工作中，采用多因素套合分析法圈定找矿靶区，在一个找矿靶区内找到了2个新的矿床。所谓的多因素套合分析法是一种基于GIS平台的找矿预测方法，其核心是利用GIS平台对与成矿有关的2个以上因素的空间关系进行分析，提取有用信息，快速缩小找矿靶区。实践证明，多因素套合分析法是一种基于GIS的简便易行、快速缩小靶区的找矿预测方法。     

基于斑岩成矿体系结构的深部找矿预测——以鄂东丰山铜金矿田为例

深部找矿预测已成为当前成矿学和成矿预测学的科学前沿和研究重点.近年来,在丰山矿田找矿研究中,不但发现了卡林型金矿和一些新的找矿线索,而且还取得一些对矿田成矿的新认识.这些新发现和新认识,为建立完善的斑岩成矿体系三维准实体模型和深部找矿预测提供了新的机遇和条件.矿田包括夕卡岩型铜金矿、斑岩型铜钼矿、热液脉型多金属(金)矿和卡林型金矿等矿床类型,它们常与燕山期花岗闪长斑岩相伴,是在同一成矿系统中形成的斑岩成矿系列,松弛化的推覆构造控制矿田成岩成矿作用.矿田斑岩成矿体系结构在矿床类型等方面具有明显的分带性,利用这种分带性,优选找矿靶区和找矿方法,确定找矿靶位,经工程验证于深部发现铜金工业矿体.     

建立典型矿床地质地球化学异常模型指导成矿预测——以白银矿田为例

根据石青硐—白银厂区域火山岩 (亚 )带中已知典型矿床的地质及地球化学异常特征 ,建立了折腰山矿床地质地球化学异常模型。以这一模型为指导 ,在白银厂黑石山地区成矿有利地段横湾沟系统全面地进行了地质和化探研究工作 ,预测在该地段存在与折腰山相类似的火山喷口型 Cu ( Zn)矿床。     

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。     

基于卷积神经网络模型划分成矿远景区——以甘肃大桥地区金多金属矿田为例

大数据和高性能计算使得地质学可能突破种种主客观因素的限制,从传统的定性描述和不确定性作为特点转变为更全面的定量化发展阶段,即地质学更加注重通过挖掘复杂的多元地学数据间的关联关系来探究地质成因过程。为了厘清研究区多元化地质数据并划分成矿远景区,结合现代信息化新方法新技术,智能高效地帮助地学工作者提供辅助决策依据。以甘肃省大桥金矿为研究区,提出了利用一维卷积神经网络替代传统的人工计算,通过对研究区金多金属矿的地球化学元素及地球物理元素数据进行训练,挖掘研究区综合成矿信息,依据训练结果划分出4类成矿远景区。研究结果表明,地质成矿过程复杂,每一个成矿预测要素在地质成矿过程中均发挥重要的作用。在大比例尺度上,应用深度学习网络模型划分成矿远景区能客观地反映多元化地质数据本身的非线性特征,识别地质要素的空间特征,深层次提取和挖掘成矿异常信息,实现矿产资源智能化预测评价。     

热液型铀矿铀成矿与岩浆演化关系研究——以相山矿田、诸广地区铀成矿为例

文章通过相山矿田、诸广地区岩浆-热液演化特征与铀成矿演化特征研究,建立了相山矿田、诸广地区岩浆演化序列,厘定了相山矿田铀多金属、诸广地区铀成矿演化时序,建立了相山矿田铀多金属、诸广地区铀成矿热液演化序列;阐明了铀成矿相对主体岩浆活动具有相对“独立性”和“滞后性”。相山矿田、诸广地区经历长时间、多期次岩浆活动,岩浆活动以酸性岩浆活动为主体,后期发育小规模酸性、中基性岩浆活动,铀成矿在时间上晚于大规模主体岩浆活动(酸性岩浆活动),而与晚期小规模酸性、中基性岩浆活动时空关系密切,铀成矿相对主体岩浆活动具有时间“滞后性”。铀成矿流体作用不是岩浆分异热液演化的直接产物,铀成矿是相对独立的流体成矿事件,铀成矿具有相对“独立性”,由早期到晚期,铀成矿热液具有中高温向中低温、碱性向酸性、高氧逸度向低氧逸度演化的趋势。     

基于TOUGHREACT的成矿过程化学反应数值模拟——以虎头崖铅锌多金属矿床为例

虎头崖铅锌多金属矿床是青海省祁漫塔格成矿带中典型的矽卡岩型矿床。本文基于前人对该矿区地质特征、矿物学和地球化学特征等方面的研究成果，利用TOUGHREACT数值模拟软件，针对石英-晚期硫化物成矿阶段进行成矿过程化学反应数值模拟研究。通过建立地质概念模型和网格化物化参数的设置，在设置的时间步长内对多相流体流动和热对流传导、溶质运移以及地球化学反应过程进行模拟计算，研究了矿区内不同温压条件下成矿元素化学平衡浓度变化的总体趋势以及对方铅矿和闪锌矿矿物溶解沉淀情况的影响。结果表明：当温度从250℃降至155℃时，Pb²⁺的化学平衡浓度出现骤减；当温度从300℃降至100℃时，Zn²⁺的化学平衡浓度出现骤减；由于矿物的沉淀需要消耗大量相关的成矿元素，方铅矿和闪锌矿最佳成矿温度范围分别为155℃~250℃和100℃~300℃；不同温度和压力对成矿元素化学平衡浓度影响不同，温度是控制方铅矿和闪锌矿沉淀化学反应的核心因素，压力的影响较小。模拟结果与传统地质解译结果相对符合，证明了模拟的有效性。     

多源遥感数据综合分析可地浸砂岩型铀矿成矿地质条件研究——以鄂尔多斯盆地杭锦旗研究区为例

可地浸砂岩型铀矿床上方异常信息微弱,直接寻找具有一定的困难,为了准确寻找可地浸砂岩型铀矿,笔者提出借助多源遥感图像所提取的岩性、构造、矿化蚀变等信息来提取可地浸砂岩型铀矿源相关信息,并以鄂尔多斯盆地杭锦旗地区为例,依据提取的信息,对其成矿地质构造环境和可地浸砂岩型成矿条件进行了详细分析和阐述,初步预测了研究区的铀成矿有利区域。     

基于ASTER 和ETM+数据的蚀变信息提取 比较研究———以西藏泽当矿田为例

利用ASTER和ETM+数据分别对西藏泽当矿田试验区进行了遥感数据矿物蚀变信息提取。根据研究区岩石矿物光谱特征,采用主成分分析法,提取了含三价Fe离子和粘土矿化蚀变信息,通过对两者提取的结果进行比较之后认为,ASTER数据比ETM+数据在矿化蚀变信息提取中能进一步识别不同类型的含羟基蚀变矿物,并且也能很好的提取含三价Fe离子蚀变信息,未来具有较大的优势。     

复杂形态岩体接触带成矿耦合动力学三维数值模拟:以安庆铜矿为例

安庆铜矿是长江中下游成矿带中重要的矽卡岩矿床,其矿体绝大部分产在形态复杂的岩体接触带上,对于这种矿体定位特点,本文采用数值模拟的方法探讨了其动力学机制和主要的控矿因素。首先以AutoCAD和GO-CAD为平台构建安庆铜矿岩体及围岩的三维实体模型,并通过C++编程实现到模拟软件的模型格式转换,然后以FLAC3D为平台进行安庆铜矿热液成矿过程的力-热-流耦合数值模拟。结果显示,受控于拉张应力场,岩体大部分位置表现为正的体应变;月山岩体东枝南接触带是扩容最为明显的区域,部分岩石单元的大扩容角对扩容区出现有一定的贡献,岩石物理性质的差异及接触带的复杂形态则是其主要原因;岩石扩容部位成为流体汇集的有利场所,汇流部位与明显扩容区及主矿体产出位置相一致,推断矿体的定位是力-热-流共同作用的结果;运算结果亦指示现有矿体深部存在新的有利找矿靶区。     

综合多源数据的矿床三维地质建模——以四川某铅锌矿为例

四川某铅锌矿床深部存在一产状平缓的滑覆构造, 在地下深部分布广泛, 但地表无明显露头。传统的二维地质剖面难以展示全貌, 因此通过GOCAD软件建立三维地质模型, 展现该矿床地下地质结构与构造。首先以DEM、填图、钻孔、勘探线剖面、卫星遥感影像等多源数据建立地质数据库, 构建地形地貌模型; 然后利用地表填图和勘探线联合剖面的断层线建立断层模型, 确定了构造格架, 展现滑覆构造的产状分布; 其次利用钻孔品位数据进行空间变差函数分析, 在含矿层位进行克里金插值, 构建矿体模型, 并结合钻孔分层数据建立地层模型; 最终建立了综合地表、构造、矿体和地层的三维地质实体模型。在此基础上剖切实体模型, 讨论各地质单元的形态特征, 探讨深部成矿前景。结果表明, 通过综合该研究区多源数据的三维地质建模, 能将勘查过程中产生的原始资料整合在一个模型中, 该模型清晰地展示了地下地层、构造、矿体的产状与接触关系, 揭露隐伏构造, 并且在建模过程中能从三维角度检查原始数据的正确性, 提高认识, 为研究区深部找矿工作提供参考依据。     

大气降水量对成矿流体热场的影响——以锡矿山锑矿床成矿流体为例

成矿流体热场直接影响矿床的成矿作用.依据湘中盆地的水文地质特征, 以锡矿山锑矿床成矿流体为例, 利用热-重力驱动型流体运移模型, 选择具有代表性的龙山岳坪峰-锡矿山(AB)剖面, 研究大气年降水量的大小对成矿流体热场的影响.首先选取一个对比降水量1200 mm/a, 计算出区域的温度场分布, 然后分别取年平均大气降水量为600、1800和2400 mm/a与对比降水量的温度场进行对比, 得出2种温度场的差值图.模拟结果表明: 大气降水的水量大小对区域流场影响较大, 而对区域温度场的影响不大, 在不同降水量条件下, 其对温度的影响在5%~20%之间.研究结论认为, 大气降水量对成矿流体的热场影响不大.      

介绍大型矿集区的一种富集模式:多重圈闭等温场模式——以铜陵狮子山矿田为例

狮子山矿田是安徽铜陵地区乃至长江中下游地区重要的矿田之一。该矿田目前已探明铜、金等大中小型矿床十多处,按赋存标高自下而上依次为:冬瓜山深部斑岩Cu、冬瓜山Cu、胡村Cu、花树坡Cu、大团山Cu(Au)、老鸦岭Cu、东、西狮子Cu(Au)、鸡冠石Ag、Au、Cu、Pb、Zn,包村Au(Cu)、白芒山Au等矿床,达到大型-超大型规模,引起了国内外矿床地质学家的广泛关注。近年来又发现并勘查出几个独立岩金矿床,且在矿田深部1000多米处又发现了新的矿体,标志着该区找矿工作进入了一个新的阶段。多种矿床类型共存,铜矿与金矿配对,矿床(体)呈多层产出,是矿田的显著特色。矿田内业已发现矽卡岩型、层控矽卡岩型、斑岩型、中低温热液型和风化—淋滤型等矿床;既有以内生作用为主,又有以沉积作用为主的矿床,及二者的复合类型;铜、金可共生、伴生,也可形成各自独立的矿床;自深部斑岩铜矿至C2+3—T2中层状、脉状矿床,成矿垂深大。它们虽产于不同层位的地层中,主要表现为多层楼成矿特点,但其产出受统一构造、岩浆岩等多重圈闭因素制约而构成的统一的等温的岩浆-流体-成矿系统之中。在某种意义上说,狮子山矿田是铜陵地区乃至整个长江中下游成矿带的缩影和典...     

ETM+和ASTER数据在遥感矿化蚀变信息提取应用中的比较——以安徽铜陵凤凰山矿田为例

在利用遥感技术找矿中,矿化蚀变信息识别与提取起着重要作用。选择具有典型蚀变特征的安徽铜陵凤凰山矿田作为研究区,从分析地物波谱,尤其是岩矿光谱特征出发,根据ETM+和ASTER数据的光谱特征,采用主成分分析（PCA）,设计了相应的粘土矿化蚀变信息提取方案,成功地进行信息提取。对两者的提取结果进行比较后表明,ASTER数据较之ETM数据在粘土类矿化蚀变信息提取中具有更大的优势。