云南老君山矿集区多因复成成矿模式及空间信息成矿预测模型研究

论文摘要

云南都龙老君山地区是我国滇东南锡成矿带上最重要的超大型锡、锌多金属矿集区之一,也是中国三大锡矿基地之一,铟矿储量更是全国第一,闻名中外。论文以地洼学说多因复成递进成矿理论和成矿预测理论为指导,以老君山矿集区内不同类型矿床（体）成矿地质地球化学特征、变质岩原岩恢复、矿床成矿作用以及遥感信息解译等方面的研究为切入点,结合区域成矿背景分析,总结了老君山矿集区成矿地质条件、微量元素分布规律、构造演化特征、成矿序列以及成矿演化模式,并采用多因复成递进成矿理论、分形理论、BP神经网络评价模型和矿体空间信息成矿预测模型等方法开展了老君山矿集区控矿机理、遥感信息解译、地质建模及空间信息成矿预测研究。论文的研究成果与创新认识主要体现在以下几个方面:1、通过对矿集区内各种构造交汇格局、构造形迹及其配套构造发育特征的分析,全面系统地阐明了不同构造演化阶段及构造体系的发展、演化特征,指出老君山穹隆、文山—麻栗坡断裂及马关—都龙断裂对成矿具有重要的控制作用。2、在因子分析、聚类分析的基础上,应用多重分形方法对老君山矿集区17个微量元素进行分形统计,根据分维数b2的大小,将元素分为三类。Ⅰ类中数值小于2,包含了As、Co、Bi元素;Ⅱ类b数值范围在2～3之间,包含Sn、Ag、Zn、Pb、Cu、W元素,是主要成矿元素;Ⅲ类数值大于3,包含了Mn、Sb、Mo、Ti、V、Ni、Cr、Hg元素,并指出从分形曲线的拐点和间断性也可以判断矿区存在多期次成矿活动。3、在详细研究矿床的同生与后生特征的基础上,通过与国内外同类矿床的对比分析,并按成矿演化的时、空分布特征以及矿床的主导成矿作用,将老君山矿集区内矿床系统地划分为三大成矿类型:①喷流沉积—变质改造—岩浆热液叠加富集型成矿类型;②高温岩浆热液类型;③燕山晚期中低温热液型成矿类型。突破了传统的“唯花岗岩成锡”的观点,拓宽了找矿思路。4、从成矿系列研究出发,依据矿床成因及矿物组合特征,将老君山矿集区内所有矿化类型进行了重新分类,划分出七种与成矿类型相联系的矿床,即:层状锡石—硫化物矿床;层状锡多金属矿床;层状钨多金属矿床;长英岩脉型锡钨矿床;长英岩型锡钨矿床;石英脉型锡钨矿床、似层状铅锌矿床。并对各种类型矿床成矿地质条件、成矿作用、控矿规律以及地球化学特征等进行了详细的研究。5、将矿床成矿作用与壳体大地构造（递进）演化—运动相联系,详细阐述了老君山矿床成矿的多大地构造演化阶段、多成矿物质来源、多控矿因素、多成矿方式以及多种成矿作用的五“多”特点。建立了完整的矿床多因复成成矿（递进）演化综合模式,并分析了矿床多因复成成矿作用的内在机制。6、应用遥感信息提取技术对老君山地区进行遥感线性信息解译和矿化蚀变信息提取,进一步分析了老君山矿集区遥感信息成矿规律以及构造与蚀变的分形特征,并将其与其它地区线性构造对比,推测老君山矿集区断裂分形结构偏于复杂,活动性偏强,成矿规律更为复杂。7、利用空间分析方法和信息统计单元方法对老君山矿集区进行了数字矿床空间信息成矿预测模型建立的研究。研究得到了每个网格信息单元的成矿有利度,按成矿有利度0.5、0.6和0.7为异常分界点,对找矿预测单元进行了分级,预测单元可分为3级,即A级、B级和C级,其中A级预测单元（大于0.7）为成矿条件最有利,找矿标志明显,并具有寻找大型多金属矿床的潜力;B级预测单元（介于0.6和0.7之间）为成矿条件比较有利,找矿标志较明显,具有寻找中型多金属矿床的潜力;C级预测单元（介于0.5和0.6之间）为成矿条件较一般,但仍有找矿可能,具有寻找小型多金属矿床的潜力。8、为了检验矿床空间信息成矿预测模型的有效性,引入BP人工神经网络对成矿有利区进行评价。评价模型反演结果发现网络学习效果好,输出的值与期望的值满足评价要求,表明利用BP神经网络进行成矿有利区评价是可行的,从而也说明空间信息成矿预测模型得到的成矿有利度是正确的,成矿预测单元的划分是合理的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 0.1 论文选题依据及研究意义
• 0.2 老君山锡锌多金属矿集区研究现状评述
• 0.2.1 老君山锡多金属矿集区研究现状
• 0.2.2 以往研究中存在的主要问题
• 0.3 研究内容及工作量
• 0.3.1 主要研究内容
• 0.3.2 完成的工作量
• 0.4 主要研究成果与认识
• 第一章 研究领域综述
• 1.1 活化构造成矿学理论研究综述
• 1.1.1 活化构造成矿学理论的形成
• 1.1.2 活化构造成矿理论组成内容
• 1.1.3 活化构造成矿理论研究的若干重要进展
• 1.2 成矿系列研究现状及发展趋势综述
• 1.2.1 成矿系列概念的有关问题
• 1.2.2 成矿系列理论研究的基本思路及研究内容和方法
• 1.2.3 成矿系列研究的重要进展
• 1.2.4 成矿系列研究的发展趋势展望
• 1.3 空间信息成矿预测理论综述
• 第二章 区域成矿背景
• 2.1 地理位置
• 2.2 大地构造位置
• 2.3 区域地层、构造、岩浆岩分布特征
• 2.3.1 区域地层分布特征
• 2.3.2 区域构造系统
• 2.3.3 区域岩浆活动
• 2.4 区域壳体大地构造演化—运动特征分析
• 2.4.1 构造层的划分
• 2.4.2 壳体大地构造演化—运动特征分析
• 2.5 区域地球化学背景及地球物理场特征
• 2.5.1 区域地层地球化学背景
• 2.5.2 区域岩浆岩微量元素含量特征及变化规律
• 2.5.3 区域地球物理场特征
• 2.6 区域成矿特征
• 第三章 老君山矿集区成矿地质条件分析
• 3.1 矿集区沉积建造及其控矿性
• 3.1.1 地层分布及沉积建造特征
• 3.1.2 地层地球化学
• 3.1.3 控矿性
• 3.2 构造演化
• 3.3 矿集区变质岩及其与成矿的关系
• 3.3.1 变质相带划分及岩石特征
• 3.3.2 变质岩生成时代
• 3.3.3 变质岩原岩恢复
• 3.3.4 变质岩与成矿的时空分布关系
• 3.4 矿集区岩浆活动及其与成矿的关系
• 3.4.1 燕山期花岗岩产出特征
• 3.4.2 岩石学特征
• 3.4.3 岩石化学及微量元素特征
• 3.4.4 花岗岩与成矿的关系
• 第四章 矿集区稳定同位素、稀土、微量元素及包裹体成分特征
• 4.1 稳定同位素特征
• 4.1.1 硫同位素特征及硫的来源
• 4.1.2 铅同位素特征及铅的来源
• 4.1.3 铷—锶同位素特征
• 4.2 稀土元素特征
• 4.2.1 燕山期花岗岩稀土分布特征
• 4.2.2 围岩、矽卡岩稀土分布特征
• 4.3 岩石微量元素特征
• 4.3.1 微量元素含量特征
• 4.3.2 岩石微量元素统计学特征
• 4.4 成矿流体包裹体成分特征
• 第五章 老君山矿集区矿床成因类型及典型矿床特征
• 5.1 矿集区海底喷流热水沉积特征
• 5.2 矿床成因类型划分及其特征
• 5.3 喷流沉积—变质改造—岩浆热液叠加富集矿床
• 5.3.1 概述
• 5.3.2 曼家寨、铜街层状锡石硫化物型矿床
• 5.3.3 辣子寨层状锡石硫化物型矿床
• 5.3.4 新寨层状锡多金属矿床
• 5.3.5 南秧田层状钨多金属矿床
• 5.4 燕山晚期花岗岩浆岩高温岩浆热液型矿床
• 5.4.1 概述
• 5.4.2 老寨硫化物长英岩脉型锡钨矿床
• 5.4.3 花石头长英岩型锡钨矿床
• 5.4.4 砂坝石英脉型锡钨矿床
• 5.5 燕山晚期中低温热液型矿床
• 5.5.1 概述
• 5.5.2 南当厂似层状铅锌矿床
• 5.5.3 坝脚似层状铅锌矿床
• 第六章 老君山矿集区矿床多因复成成矿模式
• 6.1 大地构造演化与主要热事件
• 6.2 矿床成矿物质来源
• 6.2.1 地层、火山岩及岩浆岩来源
• 6.2.2 锡在地壳中的初始富集—深源矿源层问题
• 6.3 成矿控矿因素
• 6.3.1 矿床（体）空间分布特征
• 6.3.2 成矿控制因素分析
• 6.4 矿床多因复合成矿机制及成矿演化模式
• 6.4.1 矿床成矿作用及成因类型
• 6.4.2 矿床多因复合成矿
• 6.4.3 矿床空间定位综合模式
• 第七章 老君山矿集区数字矿床空间信息成矿预测
• 7.1 遥感信息解译技术应用
• 7.1.1 老君山地区遥感线性信息解译
• 7.1.2 遥感矿化蚀变信息提取
• 7.1.3 遥感信息与成矿的关系
• 7.1.4 遥感构造与蚀变的分形特征
• 7.2 基于 GIS的矿床空间信息成矿预测模型应用
• 7.2.1 矿床空间信息模型与成矿模式的关系
• 7.2.2 信息统计单元概述
• 7.2.3 信息统计单元的划分
• 7.2.4 预测区地质信息变量的确定及编码
• 7.2.5 成矿有利度法的数学描述及其确定
• 7.3 基于 BP人工神经网络的成矿有利度评价
• 7.3.1 人工神经网络评价模型的方法原理
• 7.3.2 BP人工神经网络模型的数学描述及算法实现
• 7.3.3 基于 BP人工神经网络的成矿有利区评价
• 7.4 矿床空间信息成矿预测模型的实现
• 7.5 老君山矿集区找矿预测综合评价
• 第八章 结论与讨论
• 8.1 结论
• 8.2 讨论
• 图版Ⅰ
• 图版Ⅱ
• 图版Ⅲ
• 图版Ⅳ
• 图版说明
• 参考文献
• 致谢
• 攻博期间科研工作及公开发表的学术论文