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基于三维地质模型的辽上金矿区成矿与找矿研究论文

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2025-05-10 13:58:20    来源:    作者:xujingjing

摘要:随着金矿资源的需求增加,金矿区的矿产勘探是精确找矿的重要环节。为提高金矿勘查效率,文章提出基于矿区的三维地质模型进行找矿标志研究,通过整合矿区的地质环境,分析其成矿条件。首先,基于遥感数据构建的区域性三维地质模型作为研究工具,其次,研究矿区因岩浆作用、构造演化、热液活动等形成的地质构造,揭示矿区的主要矿化带特征。最后,结合矿区的岩性、矿化特征等提出金矿的找矿标志,并结合辽上金矿区的地质特性,形成综合的找矿标志体系。文章为辽上金矿区的矿产资源勘查提供了科学依据,提出具有操作性的找矿策略。

  摘要:随着金矿资源的需求增加,金矿区的矿产勘探是精确找矿的重要环节。为提高金矿勘查效率,文章提出基于矿区的三维地质模型进行找矿标志研究,通过整合矿区的地质环境,分析其成矿条件。首先,基于遥感数据构建的区域性三维地质模型作为研究工具,其次,研究矿区因岩浆作用、构造演化、热液活动等形成的地质构造,揭示矿区的主要矿化带特征。最后,结合矿区的岩性、矿化特征等提出金矿的找矿标志,并结合辽上金矿区的地质特性,形成综合的找矿标志体系。文章为辽上金矿区的矿产资源勘查提供了科学依据,提出具有操作性的找矿策略。

  关键词:三维地质模型;辽上金矿区;成矿条件;找矿标志

  辽上金矿区位于牟平城区西南约70km金庄-辽上一带,隶属烟台市牟平区观水镇,面积为1.475km2。随着全球对金矿资源需求的不断增加,烟台市对辽上金矿区的矿产资源勘探工作逐渐重视。然而,随着矿区勘探的深入,直接的勘探方法在矿体定位中的精确性不足。从地貌特点来看,矿区地貌为丘陵区,地势相对南高北低,最高点为矿区南侧牧牛山主峰牧牛顶,海拔标高+300.0m,当地侵蚀基准面(金庄河床)为+96.3m,相对高差203.7m。一般地形坡度3毅耀20毅,冲沟发育,大气降水排泄畅通。河流多为季节性流水,清阳河(金庄河)为本区最大水系,为季节性河流,旱季多干涸,属季节性河流。区内最大水库为辽上水库,库容约50000m3。因此,在此复杂的地质背景下,提高辽上金矿区找矿的精准度是其矿产勘查的重要问题。

  三维地质建模技术集成不同类型的地质数据,在矿产勘查中提供一个更加直观的地下矿体空间分布模型。它更好地展示矿区的地质特征,能有效预测矿体形态,为矿产勘查提供科学依据。辽上金矿区具有复杂的地质构造,其矿化带分布与矿区的构造特征和地质因素密切相关,其在很大程度上影响着矿床的空间分布规律。因此,借助该地形的三维地质模型,研究辽上金矿区的成矿条件,为辽上金矿区的矿产资源勘探提供新的思路。

  1区域地质概况

  1.1地质背景

  矿区隶属烟台市牟平区观水镇,矿区西侧有桃村-海阳公路通过,矿区北东有桃(村)-威(海)地方铁路通过,矿区西侧有兰(村)-烟(台)铁路、烟(台)-青(岛)一级公路通过。矿区地貌为丘陵区,矿区属暖温带季风型大陆性气候。区内地震设防烈度为Ⅶ度,地震动峰值加速度为0.10g。

  经调查矿区未发现崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、地面塌陷、地面沉降等地质灾害。该区以农业为主,盛产小麦、玉米、红薯等;经济作物有苹果、花生等。矿山以采金为主,主要有乳山蓬家夼金矿,海阳土堆金矿等。区内人口密度中等,劳动力及能源供应充足,矿区内已建有选矿厂,电力充足,区内的辽上水库水量丰富咱1暂。

  1.2工作区地质

  辽上金矿区与沈阳-大连断裂带相接,呈现多期次的变形,地质单元复杂,受断裂构造的影响较大,矿体的分布与断裂带、岩浆岩体以及构造活动密切相关。在金矿化带区域,矿区构造体系主要呈现出褶皱、断裂、破碎现象,构造变形表现出显著的矿化控制作用,构造线的走向形式直接影响金矿化的分布,构造如图1所示。

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  辽上金矿区的岩性种类较为丰富,侵入岩较发育,构造发育,金矿床(点)较多,成矿条件优越。该区出露地层以古元古代荆山群、中生代莱阳群及青山群为主,基底岩、变质岩、沉积岩和侵入岩等多个类型的岩性种类。在矿区内,北东次级断裂和地层与侵入岩接触区域发育的层间滑动构造,为本区金矿的主要控矿构造,岩石类型有花岗岩、二长花岗岩、灰岩、砂岩以及变质岩,其中岩浆岩和变质岩体的侵入,是金矿床形成的重要条件。

  具体来说,基底岩由前震旦纪的变质岩和基性火山岩组成,具有较强的变质程度,岩性坚硬,储矿潜力较大,为金矿的形成提供了有利的物化条件。在辽上金矿区,花岗岩、二长花岗岩等侵入岩的分布较为广泛,岩浆岩的侵入作用形成了热液矿化系统,是金矿化的主要赋存介质。矿区的沉积岩在矿化作用中起到了重要的承载作用,变质岩位于矿区的主要构造带中,形成与矿化过程密切相关的热液变质带。

  2三维地质模型构建

  三维地质模型集成多种地质数据,是反映地下矿体空间分布特征的数字化模型,直观地展示矿区的地质结构、岩性分布、断裂特征及矿体形态。构建三维地质模型包括数据采集、数据处理、建模环节。

  三维地质模型的构建数据来源于地质实测,例如,钻孔位置、钻探深度、岩心描述、岩性分类、矿化特征、矿物分析以及测量的地层信息,是地下地质钻探数据信息。地球物理的重力、磁力、电阻率、地震波反射数据提供地下结构的宏观特征。岩性、土地利用类型、地形特征遥感影像,捕捉矿区表层地质信息。区域性地质调查、地质图、断层图和矿化带分布图为矿区整体地质演化过程理解提供支持。三维地质模型的构建将来自不同来源的数据整合到一个统一的数据库中,对于钻探数据需要地层对比校正,而对于地球物理数据,则需去除地壳影响处理咱2暂。

  在导入钻孔数据并结合相关图件后,使用3DMine矿业工程软件进行辽上金矿区的三维实体模型构建。精细的矿区三维实体模型创建结合了地质、岩性、构造及矿化数据。基于钻孔和地质图件数据,模型首先构建了矿区的各个岩层,通过对矿化特征的分析,进一步描绘了辽上金矿区矿体的分布。最后,基于矿区的地质构造信息,整合矿区的构造特征,揭示矿区内的断层走向。

  3成矿条件分析

  3.1成矿条件

  成矿条件分析是矿床勘探中的核心环节,揭示矿区内矿体的形成机制。辽上金矿区其处于华北板块和东北板块的交接地带,受到了区域性构造运动的影响,岩性组成,如表1所示。地质构造运动导致矿区内大规模的断裂形成,为金矿的赋存提供有利的空间。断裂带成为矿体的迁移通道,有效地聚集矿液形成富集的矿体。根据矿区的勘探数据分析,辽上金矿区的金矿化带呈现出明显的构造控制特征,矿化沿断层带分布,矿体呈脉状,且矿化程度随着深度的增加而变化。

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  岩浆活动是金矿床形成的重要驱动因素之一。辽上金矿区的金矿化与岩浆岩的活动密切相关,花岗岩、基性岩等岩浆岩的侵入作用随之而来的热液矿化作用。辽上金矿区内存在多个时期的岩浆岩侵入体,岩浆岩体为矿化作用提供了充足的热源。岩浆的侵入改变当地的岩石性质,加热地下水促进金元素的迁移沉淀。某些花岗岩侵入体被认为是金矿化的源岩,岩浆的热液作用是金矿形成的关键因素。

  矿区的金矿化受热液矿化作用控制,热液的源头来自于深部的岩浆活动。金矿化发生在岩浆活动后期,热液流体与周围岩石的相互作用溶解金属离子,最终在合适的条件下沉淀形成矿体。辽上金矿区的金矿床多属于热液型矿床,热液矿化作用占据了主导地位。

  3.2矿床成因

  辽上矿区金矿成因类型为破碎带中低温热液蚀变岩型金矿,金矿床的形成与地质、构造和矿化因素密切相关。辽上金矿区位于华北地台东部,受多期构造活动的影响,区内的构造形式复杂,断裂带的发育为矿床的形成提供了重要的控制条件。研究表明,金矿化体常分布于断裂带和构造破碎带中,热液沿断裂带上升并富集金元素,形成矿体。

  区域的构造变形影响热液的流动方向,控制矿体的赋存位置与矿化强度促进金矿床的发育。此外,矿区内广泛分布的花岗岩、二长花岗岩等岩浆岩体的侵入,为矿化提供了热源。在矿区的成矿过程中,热液沿岩浆侵入体的裂隙向外流动,并与周围的基底岩、沉积岩发生化学反应,溶解并富集金、银等元素。

  热液矿化带呈现脉状或带状分布,沿着构造破碎带、岩浆岩体的边缘形成矿化。热液矿化作用由富含金元素的热液流体沿构造带、断裂带的裂隙边缘上升,热液矿化伴随有石英、方解石、黄铁矿等矿物的沉淀,矿体呈脉状分布,并与周围的岩石发生交代反应,形成不同类型的金矿化带。

  金矿床的形成离不开成矿液的来源,岩浆活动产生的高温流体,携带了大量的金元素,并沿构造带向上渗透。辽上金矿区的矿化类型主要为热液型矿床,且受区域构造控制,矿体出现在构造带的延伸方向。且矿化过程经历热液流体的注入、金元素的溶解和富集、在适宜的温度条件下沉淀。在矿化的最终阶段,金元素矿物质会沉淀交代作用聚集,形成金矿体,呈现出复杂的矿物交代关系和矿体分布特征咱3暂。

  4找矿标志研究

  找矿标志是矿床勘探过程中用于指示矿体存在的地质、地球物理、地球化学等多种指标的综合表现。分析矿区内找矿标志的空间分布、成因及其相互关系,定位潜在的矿化区,预测矿体的位置。辽上金矿区的找矿标志与区域地质特征相关,矿化标志的异常数据为精确找矿提供支持。

  4.1地质特征标志

  地质特征是找矿工作的基础,矿区的金矿化带沿着断裂带分布,根据三维地质模型分析矿区内的主要断裂带部位是矿化集中区域,是矿化液体流动通道,能通过变质作用创造有利的矿化环境。矿区内的花岗岩、基性岩等岩浆岩体热液作用促进了金元素的富集,是辽上金矿区金矿化的重要标志。在矿区中,岩浆岩体的侵入伴随着金矿化带的形成。辽上金矿区的金矿化类型以热液型矿床为主,金矿化常伴随有硫化物矿床,金矿化带呈带状分布,矿体分布规律具有空间性。

  4.2地球化学标志

  地球化学标志分析矿区的土壤、岩石、矿物等样品的元素含量,在金矿区,金元素的异常分布是最直观的找矿标志之一。对矿区内不同岩石的金含量分析,揭示金矿化带的空间分布。金矿床中的硫化物是金元素富集的重要载体,矿区内硫化物的分布可以进一步揭示金矿化的规律。金矿床中的银、铜、铅、锌等伴生元素的异常分布也作为找矿标志,辽上金矿区内伴生元素的异常区域与金矿化带的重合程度较高,表明元素的异常分布可以作为辅助找矿的标志。

  4.3地球物理标志

  地球物理勘探技术在矿床勘查中发挥着重要作用,重力、磁力、电阻率等地球物理数据分析揭示矿体的深部结构。重力异常反映地下岩体的密度变化,矿体具有较高的密度差异,在重力异常图上表现为明显的异常区域,金矿化带附近的重力异常较为明显,且与断裂带、岩浆侵入体的分布相关联。在岩浆岩体和矿化带的识别上,矿区内的岩浆侵入体具有较强的磁性,磁力异常主要集中在岩浆岩侵入体和与之接触的构造带区域。电阻率反映地下岩体的导电性,含硫化物的矿体具有较低的电阻率。因此,在辽上金矿区,分析电阻率异常图可以帮助定位矿化带的位置,它与金矿化带的分布相吻合,在断裂带附近电阻率异常的强度较高咱4暂。

  5结语

  综上所述,文章研究辽上金矿区域的成矿机理、矿化规律及其地质、地球物理和地球化学特征。结合三维地质模型的构建,明确矿化带与断裂带关系,矿化过程中的热液作用机制。最后,通过矿区结构面指示、岩性标志、蚀变标志、地球化学标志和伴生矿特征,提出多维度找矿标志体系,揭示其与金矿化的密切关联。

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