金顶铅锌矿地球物理模型及其应用研究

金顶铅锌矿地球物理模型及其应用研究

论文摘要

西南“三江”地区具备优越的地质成矿条件,是我国有色金属资源集聚区,是国内外矿产勘查研究的前沿和热点之一。由于该区域地质成矿条件复杂,地质、地球物理模型系统性和理论性研究不足,致使此区域的矿产资源与优越的地质成矿条件不相符,因此在此区域选择金顶铅锌矿矿床、矿体地球物理模型进行研究,将为勘查金顶矿床、矿体及相类似的矿床、矿体提供相应的地球物理勘查模式和流程。前人未曾在金顶铅锌矿开展过此项研究,开展此项研究具有理论指导和现实勘查示范效应。本文以“西南‘三江’中南段铜、铅锌、金多金属矿床成矿规律及综合勘查评价技术研究”课题(2006BAB01A07)的专题“‘三江’成矿带中南段铜金多金属矿床勘查评价技术方法组合研究”项目为依托。基于前人大量地质、勘探及物探资料的基础上,以地质成矿理论为指导,结合区域地质资料,采用相关和相似性原则进行类比、优化,并结合矿体物性特征,构建了金顶铅锌矿容矿构造空间和矿体地球物理模型。再以地球物理勘查理论为技术指导,从地球物理模型入手,把自适应有限元、基于有限元与无限元和矢量有限元应用到地球物理模型数值模拟中,对金顶铅锌矿容矿构造空间模型进行了电阻率数值模拟,矿体地球物理模型进行了直流电阻率法、激发极化法、CSAMT法和重力数值模拟,在数值模拟的基础上,对金顶铅锌矿容矿构造空间和矿体地球物理模型特征进行了剖析,优选了针对金顶铅锌矿勘查的地球物理方法技术,获得了勘查金顶及相类似矿床矿体的地球物理方法模式和思路。在CSAMT实际勘查工作中,根据矿区地形地质条件及干扰的实际情况,采取了相应的技术手段和措施,保证了CSAMT数据采集质量。通过CSAMT实地勘查、数据处理、反演,定性分析了CSAMT测深曲线和视电阻率拟断面图,揭示了金顶铅锌矿矿床的二维和三维电性结构特征,最后以非线性共轭梯度反演结果作为地质解释依据,在各剖面深部发现了多条构造和铅锌矿体信息。最终为金顶铅锌矿及类似的矿产资源勘查,提供了方向、思路以及勘查的流程和模式。最后对全文作了结论性的总结,并指出了研究工作的不足以及后续研究的方向和建议。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 论文选题依据及研究意义
  • 1.2 国内外研究现状、存在的问题及关键问题
  • 1.2.1 地质成矿模式和地球物理模型
  • 1.2.2 有色金属矿产地球物理勘查方法
  • 1.2.3 地球物理正演数值模拟计算方法
  • 1.2.4 西南"三江"及金顶矿床研究现状、存在的问题及问题的提出
  • 1.3 论文研究思路、内容、方法及关键技术
  • 1.3.1 研究思路
  • 1.3.2 研究内容
  • 1.3.3 研究方法
  • 1.3.4 关键技术
  • 1.4 论文结构及创新点
  • 第二章 金顶矿床的地质特征及地球物理模型
  • 2.1 矿床区域地质背景
  • 2.1.1 大地构造
  • 2.1.2 区域地层
  • 2.1.3 区域构造
  • 2.1.4 区域岩浆活动及变质作用
  • 2.1.5 区域成矿地质条件
  • 2.1.6 矿床成因及成矿模式
  • 2.2 矿床地质特征
  • 2.2.1 地层
  • 2.2.2 构造
  • 2.2.3 围岩蚀变
  • 2.3 矿体地质特征
  • 2.4 矿床地质模型
  • 2.4.1 二维地质模型
  • 2.4.2 三维地质模型
  • 2.5 矿体地质模型
  • 2.6 矿体地球物理模型
  • 2.6.1 岩(矿)石物性特征
  • 2.6.2 容矿构造空间地球物理模型
  • 2.6.3 矿体地球物理模型
  • 2.7 本章小结
  • 第三章 金顶矿床、矿体地球物理响应数值模拟
  • 3.1 数值模拟方法
  • 3.1.1 稳恒电流场的自适应有限元数值模拟
  • 3.1.2 基本方程
  • 3.1.3 边值问题
  • 3.1.4 变分问题
  • 3.1.5 体极化电场和视极化率
  • 3.2 基于有限元与无限元结合的CSAMT数值模拟
  • 3.2.1 边值问题
  • 3.2.2 变分方程
  • 3.3 数值模拟结果分析
  • 3.3.1 CSAMT模拟结果
  • 3.3.2 电阻率模拟结果
  • 3.3.3 极化率模拟结果
  • 3.3.4 重力模拟结果
  • 3.4 本章小结
  • 第四章 金顶矿床电性结构及其地质意义
  • 4.1 CSAMT数据采集
  • 4.1.1 矿区噪声及信噪比分析
  • 4.1.2 仪器—致性
  • 4.1.3 数据采集时间
  • 4.1.4 CSAMT电阻率曲线近区频点的分析
  • 4.1.5 数据质量评价
  • 4.2 CSAMT数据分析
  • 4.2.1 卡尼亚电阻率
  • 4.2.2 阻抗全区电阻率
  • 4.2.3 电场全区电阻率
  • 4.2.4 不同电阻率的对比
  • 4.2.5 地形及场源对CSAMT数据的影响
  • 4.2.6 CSAMT与CSAET比较
  • 4.3 CSAMT数据反演与解释
  • 4.3.1 电磁法反演方法
  • 4.3.2 三条剖面电性结构特征
  • 4.3.3 金顶矿床三维电性结构特征
  • 4.3.4 三条剖面CSAMT地质解释
  • 4.4 金顶矿床电性结构的地质意义
  • 4.5 本章小结
  • 第五章 结论与建议
  • 5.1 结论
  • 5.2 建议
  • 参考文献
  • 攻读博士学位期间发表的论文及参加的科研项目
  • 致谢
  • 个人简历
  • 相关论文文献

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