3D geological modeling of Jiaojia-Sanshandao fault zone in Jiaodong based on comprehensive geophysical constraints: metallogenic characteristics and implications for ore prospecting
-
摘要:
焦家和三山岛断裂金矿带是胶东深部找矿取得重大突破的典型地区，但该区的深部地质结构和找矿前景尚不清晰。基于高精度重力、磁法及CSAMT数据综合约束的地球物理三维正反演技术，建立了该金矿带三维地质-物性综合模型。模型展现了与金成矿有关的新太古代变质岩系、中生代花岗岩类和断裂构造的深部三维空间特征，揭示了赋矿的焦家和三山岛断裂产状空间变化特征、深部交会趋势，为进一步开展深部找矿和相关理论研究提供了重要依据。研究认为，基于地球物理正反演的三维地质建模方法适用于地球物理工作程度高、深部地质结构信息相对匮乏的地区，在一定程度上可以提高模型深部结构可靠性，具有一定的推广意义。
Abstract:Jiaojia and Sanshandao fault gold belt is a typical area where great breakthrough has been made in the deep prospecting of Jiaodong area, but the deep geological structure and the prospects for further prospecting are not clear.In this paper, a 3D comprehensive geological and geophysical model of the gold deposit belt is established, which is based on the geophysical 3D forward and inversion technique constrainted by high precision gravity and magnetic data and the CSAMT data.The model shows the deep 3D features of Neoarchean metamorphic rock series and Mesozoic granitoids and fault structures related to gold mineralization, in particular, it reveals the spatial variation characteristics of the attitude of the Jiaojia faults and Sanshandao faults, as well as the trend of their meeting.It provides important evidences for further deep prospecting and related theoretical research.The study shows that the 3D geological modeling method based on geophysical forward and inversion is suitable for the areas where the geophysical work is done more and the deep geological structure information is lacked.It can improve the reliability of the model to a certain extent and has a certain significance of popularization.
-
-
表 1 重磁电3D正反演原始数据
Table 1. Original data of the gravity- magnetic - electric 3D forwoard and inversion
数据类型 数据名称 比例尺 3D模型构建基础数据 地表高程数据 1∶5万 区域地质图 1∶5万 20~300线CSAMT测量地质解译剖面 1∶1万 3D模型构建约束数据 地质矿产图 1∶1万 矿区钻孔资料 — 已知地质剖面 1∶5千/1∶2千 布格重力等值线图 1∶5万 磁法测量△T等值线图 1∶5万 CSAMT测量视电阻率等值线图 1∶5万 重磁3D正反演基础数据 布格重力数据(egs) 1∶5万 磁法测量△T数据(egs) 1∶5万 物性数据 — 
下载: 导出CSV
表 2 参与建模的断层系统特征
Table 2. Characteristics of fault system involved in modeling
断裂编号 分布位置 构造地质特征 备注 F1 新城、朱桥、 走向NE35°，倾向NW 焦家断裂、控矿断裂 F1-1 大琅埠- 小矫家 走向NE35°，倾向NW 焦家断裂南延 F2 潘家屋子- 三山岛 走向NE40°，倾向SE 三山岛断裂、控矿断裂 F3 过西-后坡 走向NE40°，倾向SE 西由断裂 F4 后邓家- 新立村东 走向NE40°，倾向SE 推断位置与蚀变带对应 F5 大官庄、招贤、大原镇一线。 走向NE40°，倾向NW 推断断裂 F8 丘家、小张家、沙埠一线 走向NE35°, 倾向SE 推断断裂，中部与已知断裂重合
下载: 导出CSV
Table 3. Density and magnetic susceptibility parameters of modeling geological bodies
地质单元 密度/(103 kg·m-3) 磁化率/(10-6 4πSI) 变化范围 常见值(取值范围) 变化范围 常见值(取值范围) 海水 - 1.02 - 0 第四系 1.44~1.93 1.7 - 0 古元古代变质地层 2.69~3.31 2.75~2.82 0~3055.22 0~350 中生代花岗岩类 2.49~2.74 2.55~2.65 0~3436.18 10~800 新太古代变质岩系 2.63~2.75 2.67~2.73 6.25~897.95 20~600
下载: 导出CSV
-
[1] 高秀鹤. 重磁及张量梯度数据三维反演方法研究与应用[D]. 吉林大学博士学位论文, 2019.
[2] 刘双. 3D重磁约束反演及应用研究[D]. 中国地质大学博士学位论文, 2015.
[3] 马青龙. 重磁三维约束反演研究及应用[D]. 成都理工大学硕士学位论文, 2015.
[4] 郭冬. 先验地质信息约束下的重磁三维反演研究[D]. 合肥工业大学硕士学位论文, 2014.
[5] 王成龙, 王诚煜, 刘长纯, 等. 重磁2.5D/3D互相约束反演技术在三维地质填图中的应用研究[J]. 地质找矿论丛, 2019, 34(2) : 274-279. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZZK201902015.htm
[6] 索奎, 张贵宾, 梅岩辉, 等. 重磁三维反演伊犁盆地中部密度和磁性结构[J]. 地球物理学报, 2018, 61(8) : 3410-3419. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQWX201808026.htm
[7] 付光明. 基于重磁三维反演的岩性识别与立体填图[D]. 东华理工大学硕士学位论文, 2017.
[8] 严加永, 吕庆田, 陈向斌, 等. 基于重磁反演的三维岩性填图试验——以安徽庐枞矿集区为例[J]. 岩石学报, 2014, 30(4) : 1041-1053. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSXB201404012.htm
[9] 丁文祥. 基于多源地学信息约束的繁昌盆地重磁联合反演及三维地质建模研究[D]. 合肥工业大学硕士学位论文, 2019.
[10] 兰学毅, 杜建国, 严加永, 等. 基于先验信息约束的重磁三维交互反演建模技术——以铜陵矿集区为例[J]. 地球物理学报, 2015, 58(12) : 4436-4449. doi: 10.6038/cjg20151209
[11] 祁光, 吕庆田, 严加永, 等. 基于先验信息约束的三维地质建模: 以庐枞矿集区为例[J]. 地质学报, 2014, 88(4) : 466-477. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZXE201404003.htm
[12] 祁光, 吕庆田, 严加永, 等. 先验地质信息约束下的三维重磁反演建模研究——以安徽泥河铁矿为例[J]. 地球物理学报, 2012, 55(12) : 4194-4206. doi: 10.6038/j.issn.0001-5733.2012.12.031
[13] 罗凡, 严加永, 付光明. 基于已知信息约束的重磁三维反演在深部磁铁矿勘查中的应用——以安徽泥河铁矿为例[J]. 物探与化探, 2018, 42(1) : 50-60. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-WTYH201801007.htm
[14] 张明君, 严加永. 重磁3D反演在新疆伊吾县宝山铁矿找矿增储中的应用[J]. 地质与勘探, 2014, 50(1) : 156-161. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZKT201401018.htm
[15] 宋明春, 伊丕厚, 徐军祥, 等. 胶西北金矿阶梯式成矿模式[J]. 中国科学: 地球科学, 2012, 42(7) : 992-1000. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JDXK201207006.htm
[16] 宋明春, 宋英昕, 丁正江, 等. 胶东焦家和三山岛巨型金矿床的发现及有关问题讨论[J]. 大地构造与成矿学, 2019, 43(1) : 92-110. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DGYK201901008.htm
[17] 李宏骥. 胶北地区内生金矿成矿规律[J]. 山东地质, 2002, 18(3/4) : 72-77. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SDDI2002Z1029.htm
[18] Song M C, Deng J, Yi P H, et al. The kiloton class Jiaojia gold deposit in eastern Shandong Province and its genesis[J]. Acta Geologica Sinica, 2014, 88(3) : 801-824. doi: 10.1111/1755-6724.12239
[19] 李士先, 刘长春, 安郁宏, 等. 胶东金矿地质[M]. 北京: 地质出版社, 2007.
[20] 曹春国, 于义文, 郭国强, 等. 综合物探技术在三山岛断裂带与焦家断裂带深部成矿模式中的应用[J]. 山东国土资源, 2012, 28(4) : 19-24. doi: 10.3969/j.issn.1672-6979.2012.04.007
[21] 王洪军, 田红军, 贺春艳, 等. 多种物探方法在胶西北金矿集中区深部勘探的效果分析[J]. 物探与化探, 2020, 44(5) : 1053-1058. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-WTYH202005010.htm
[22] 杨立强, 邓军, 王中亮, 等. 胶东中生代金成矿系统[J]. 岩石学报, 2014, 30(9) : 2447-2467. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSXB201409001.htm
[23] Zhang L, Weinberg R F, Yang L Q, et al. Mesozoic orogenic gold mineralization in the Jiaodong Peninsula, China: A focused event at 120 ± 2 Ma during cooling of pregold granite intrusions[J]. Economic Geology, 2020, 115(2) : 415-441. doi: 10.5382/econgeo.4716
[24] Yang L Q, Deng J, Guo L N, et al. Origin and evolution of ore fluid, and gold-deposition processes at the giant Taishang gold deposit, Jiaodong Peninsula, eastern China[J]. Ore Geology Reviews, 2016, 72: 585-602. doi: 10.1016/j.oregeorev.2015.08.021
[25] Fan H R, Zhai M G, Xie Y H, et al. Ore-forming fluids associated with granite-hosted gold mineralization at the Sanshandao deposit, Jiaodong gold Province, China[J]. Miner Deposita, 2003, 38: 739-750 doi: 10.1007/s00126-003-0368-x
[26] 李碧乐, 王力, 霍亮, 等. 胶东玲珑金矿52#脉群成矿流体特征及成因[J]. 自然科学进展, 2009, 19(1) : 51-60. doi: 10.3321/j.issn:1002-008X.2009.01.007
[27] 柳振江, 王建平, 刘家军, 等. 胶东西北部金矿剥蚀程度及找矿潜力和方向——来自磷灰石裂变径迹热年代学的证据[J]. 岩石学报, 2010, 26(12) : 3597-3611. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSXB201012013.htm
[28] 郭春影, 张文钊, 葛良胜, 等. 胶东西北部金矿床深部资源潜力与找矿方向[J]. 地质与勘探, 2012, 48(1) : 58-67.
[29] 宋明春, 宋英昕, 丁正江, 等. 胶东金矿床: 基本特征和主要争议[J], 黄金科学技术, 2018, 26(4) : 406-422. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HJKJ201804006.htm
[30] 牛如宝. 用剩余重力异常对玲珑大岩体几何形体的研究[J]. 山东地质, 1995, (2) : 63-67. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SDDI502.007.htm
[31] 李长波, 蒋仁, 曾剑威, 等. 重力约束反演构建郯庐断裂带泗洪浅覆盖区隐伏基岩地质模型[J]. 地质通报, 2022, 41(2/3) : 425-435. http://dzhtb.cgs.cn/gbc/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=2022020320&flag=1
[32] 朱奉三. 混合岩化热液金矿床成矿作用初步研究——以招掖地区的金矿床为例[J]. 地质与勘探, 1980, (7) : 1-10. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZKT198007000.htm
[33] 王斌, 宋明春, 霍光, 等. 胶东晚中生代花岗岩的源区性质与构造环境演化及其对金成矿的启示[J]. 岩石矿物学杂志, 2021, 40(2) : 288-320. doi: 10.3969/j.issn.1000-6524.2021.02.009
[34] 宋明春, 李杰, 李世勇, 等. 鲁东晚中生代热隆伸展构造及其动力学背景[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(4) : 941-964. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-CCDZ201804001.htm
① 陈运环, 谭忠, 丁孟三, 等. 山东省胶东地区区域岩石物性调查成果报告. 山东省物化探勘查院, 1992.
② 贺春艳, 姚铮, 陈大磊, 等. 胶东矿集区地球物理三维地质建模及深部探测示范. 山东省地质矿产勘查开发局, 2021.
-
图(9)
表(3)
计量
- 文章访问数: 1604
- PDF下载数: 94
- 施引文献: 0