大型矿集区接替资源定位预测研究 ——以铜陵地区隐伏矿找矿预测研究为例

论文摘要

论文研究内容主要结合国土资源部科技与国际合作司的专项研究“中国重要成矿带找矿模型及技术方法”下属的“大型矿集区深部精细结构与成矿研究”（编号：1212010561607）。大型矿集区接替资源定位预测研究多年来一直是现今地学勘探领域的热点和前沿。大型矿集区是矿产资源产出的重要基地，对满足国家经济持续健康发展有十分重要的意义，大量的勘探事实说明，在己开发老矿山（或矿集区）的深部和外围发现新矿床、扩大资源储量有较大的潜力。加强对矿集区接替资源的研究和勘探评价是扩大矿产资源储量的重要途径，对缓解目前老矿山的资源危机意义重大。接替资源定位预测研究的焦点在于如何寻找隐伏矿?如何对隐伏矿进行定位预测研究?对国内外隐伏矿定位预测研究发展现状及我国建国以来隐伏矿的发展过程的分析表明，我国隐伏矿定位预测理论研究是应用综合技术方法定位预测的基础，目前急需结合成矿理论加强综合方法技术优化组合的研究。通过对隐伏矿找矿与大比例尺定位预测的现状进行了总结和探讨，阐述了开展隐伏矿找矿的基本思路为：必须首先加强地质基础理论的研究，拓展找矿新思维，同时坚持综合方法技术勘查，充分利用新方法、新技术；探讨了进行隐伏矿大比例尺定位预测的具体手段，提出在开展重要成矿带中比例尺（1：50000）综合立体成矿预测和大比例尺（1：2000～1：10000）立体地质填图中应加强综合物探的作用。应用先进的三维地质建模软件，初步建立了中比例尺狮子山矿区（1：50000）和大比例尺（1：10000）的冬瓜山矿床的三维立体地质模型。从矿田分布看，铜陵大型矿集区内由西向东依此为铜官山、狮子山、新桥、凤凰山和沙滩角五大矿田。其中狮子山矿田是我国目前勘查研究程度最高的地区之一，是进行隐伏矿定位预测深入研究的理想场所。岩浆侵位和矿田以及矿床的产出主要受近东西向的基底断裂与其上盖层的北东向构造控制。铜陵矿集区在矿田和矿床尺度上，位于表壳浅带的“行、列、汇”构造样式是热液脉型矿床（体）的重要控矿构造，而不同尺度控矿构造的有机结合，则是该类型矿床形成的最重要的构造机制。根据控矿特征，矿田构造可分为浅带“行、列、汇”构造样式、中带岩浆侵入接触构造体系和深带“隆中凹”构造，三者的深度分别为0～1km左右、1～3.0km左右和＞3.0km，在空间上构成了矿田构造的垂直分带。浅、中、深控矿构造带在不同的矿田常具有不同的组合形式，当三者完全产出时则构成了完整的矿田构造垂直分带。分析了狮子山矿田的成矿地质条件、矿床成因，确定了地层、岩体、构造等控矿因素与隐伏矿的关系，通过对冬瓜山及东狮子山典型铜矿床的解剖和对已建立的狮子山矿田“多层楼”或“多位一体”成矿模式的研究，结合地球物理、地球化学特征，总结了地物化综合找矿方法和标志。本次研究的主要内容是依据地球物理探测成果，在基础地质、物化探研究的基础之上，充分结合已有的研究成果，运用和引进新的高精度地震和电磁法等勘探技术进行深部隐伏矿定位预测研究，同时注重对老资料的的客观性评价研究，关注覆盖区隐伏矿的定位预测研究。通过对60km深地震反射剖面数据的分析处理和已有资料的综合解释，查明铜陵矿集区总体呈双层地壳结构，地壳厚约31-33公里，下地壳厚度变化较大（10-20km）；发现矿集区北部下地壳（4-11s，TWT）呈现多组倾向相反的“层状”强反射，是伸展环境下岩浆多次底侵的直接证据。发现矿集区上、下地壳之间（4-7s，TWT）存在向南倾斜的巨型强反射带，证实上下壳之间存在巨大规模的拆离带。该拆离带为岩浆侵入和岩浆房发育创造了空间条件，从而使矿集区下形成巨型穹隆状岩基。发现铜陵矿集区上地壳出现由褶皱、冲断和侵入构造造成的复杂的弧形反射，在复杂弧形反射下方出现反射透明区，证实了浅部巨型岩浆房的存在。数值模拟结果表明，始于浅部巨型岩浆房的岩浆侵入活动，整体上，“深部在中间集中，浅部向两侧扩散”。该巨型岩浆房从根本上控制了铜陵矿集区燕山期构造—岩浆—热液成矿作用。通过狮子山高分辨率反射地震和层析成像研究，初步查清矿集区主要含矿层位和含矿建造（如五通组顶面）的空间展布形态，对深部找矿具有重要的指示意义；发现上地壳盖层出现非耦合变形，强—弱地层在变形过程中形成层间滑脱带。揭示出层间滑脱带为低粘度岩浆和含矿气液的重要通道。在综合分析和研究狮子山矿区地物化综合信息的基础上，建立了隐伏矿定位预测的重磁找矿模型，在预测区开展了以找深部及边部隐伏矿的综合高精度重、磁和电法新技术勘探研究，并依据勘探成果提出了进一步勘查的大比例尺工作预测靶区三处：乌栗山靶区、前冲靶区和桂花冲靶区。通过对以往狮子山矿田勘探方法技术手段的分析研究，结合本次综合物探勘查和新方法技术的应用研究，探讨了进行深部隐伏矿定位预测的方法技术及合理选择方法组合的原则，指出具有大探深、高分辨率的物探方法技术虽然很关键，同时也强调了进行综合勘探方法组合的必要性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 选题目标及意义挂齿
• 1.1.1 目标
• 1.1.2 意义
• 1.2 主要研究内容
• 1.3 研究现状
• 1.3.1 大型矿集区与接替资源
• 1.3.2 国外大型矿集区隐伏矿定位预测研究现状
• 1.3.3 国内大型矿集区隐伏矿定位预测研究现状
• 1.3.4 问题的提出
• 1.4 技术路线及主要工作量
• 1.4.1 技术路线
• 1.4.2 主要工作量
• 1.5 主要成果
• 第二章 隐伏矿找矿与大比例尺定位预测研究
• 2.1 隐伏矿（体）定义及其寻找的重要性和可行性
• 2.1.1 隐伏矿（体）的概念
• 2.1.2 重要性和可行性分析
• 2.2 隐伏矿床（体）定位预测发展过程概述
• 2.3 加强地质基础理论研究，拓展找矿新思维
• 2.3.1 战略思维—理论发展与创新
• 2.3.2 方法途径—“就矿找矿”与“模型找矿”
• 2.4 坚持综合方法技术勘查，充分利用新方法、新技术
• 2.4.1 新方法、新技术的发展应用
• 2.4.2 应用综合方法技术普查、预测是地质找矿的主要手段
• 2.5 立体地质填图与隐伏矿（体）定位预测研究
• 2.5.1 深部地质填图与立体地质填图
• 2.5.2 中比例尺（1:5万）综合信息立体成矿预测
• 2.5.3 大比例尺立体地质填图
• 3.5.4 深部隐伏矿定位预测的探讨
• 第三章 铜陵大型矿集区成矿地质背景、成矿规律与矿床类型
• 3.1 区域成矿地质构造背景
• 3.1.1 区域地质构造及发展演化
• 3.1.2 铜陵矿集区构造格局
• 3.1.3 深部地质特征
• 3.1.4 成矿地质条件分析
• 1. 地层与成矿
• 2. 构造与成矿
• （1） 接触构造控矿—岩体侵入接触构造是夕卡岩型矿床的主要控矿构造
• （2） 侵入体旋转构造控矿
• （3） 岩浆岩与成矿
• 3.2 矿床类型与成矿模式
• 3.2.1 主要矿床类型
• 3.2.2 成矿模式
• 3.3 地球物理、地球化学场特征
• 3.3.1 区域地球物理场背景
• 3.3.2 区域地球化学场背景
• 第四章 狮子山矿田矿床地质特征、成因分析与找矿模式
• 4.1 概述
• 4.2 狮子山矿田成矿地质条件和控矿因素分析
• 4.2.1 地层及其与成矿的关系
• 4.2.2 构造控矿特征
• 4.2.3 侵入体与成矿的关系
• 4.3 典型矿床地址特征
• 4.3.1 冬瓜山铜矿床
• 4.3.2 东狮子山铜矿
• 4.4 矿床成因与成矿模式分析
• 4.4.1 矿床成因
• 4.4.2 成矿模式
• 4.5 地球物理、地球化学场特征及综合找矿模式
• 4.5.1 地球物理特征
• 4.5.2 地球化学特征
• 4.5.3 综合找矿模式
• 第五章 隐伏矿找矿靶区优选与大比例尺定位预测
• 5.1 靶区优选依据
• 5.1.1 地质成矿规律的认识
• 5.1.2 深反射地震反映铜陵矿集区地壳结构及成矿作用的启示
• 5.1.3 浅层高分辨率地震揭示浅层地壳结构、构造与找矿方向
• 5.1.4 地震层析成像清晰反映了浅层地壳结构、构造与岩体位置及形态
• 5.1.5 地球物理（重、磁）资料的二次开发
• 5.2 隐伏矿大比例尺定位预测
• 5.2.1 高精度磁法测量
• 5.2.2 高精度重力测量
• 5.2.3 电导率层析成像电磁测量（EH-4）
• 5.2.4 隐伏矿预测靶区
• 5.3 狮子山矿田隐伏矿定位预测有效方法技术组合分析
• 5.3.1 目前常用的隐伏矿勘探物探方法
• 5.3.2 隐伏矿定位预测有效方法技术组合分析
• 5.3.3 深部隐伏矿定位预测方法技术组合探讨
• 结束语
• 1. 主要成果
• 2. 存在的不足
• 致谢
• 主要参考文献
• 博士期间公开发表论文