区域地质填图和成矿背景研究的地球物理方法

如题所述

区域勘查地球物理资料,不仅能有效地进行岩性和构造填图,而且还能为快速、准确地识别、圈定和扩大成矿远景区提供基础资料,这在地表覆盖区尤为重要。矿床的形成往往是各种因素综合作用的结果,因此应用区域地球物理资料,界定与区域成矿有关的各类地质因素的分布范围与边界,对研究矿床形成和分布具有重要意义。

(一)国外的方法和实例

(1)圈定矿化岩带范围。在西澳大利亚的耶尔冈地区,地表露头稀少(5%~10%),区内风化作用广泛而又强烈。风化层之下为花岗岩、片麻岩和绿岩带。调查结果表明,区内的大多数金、镍和贱金属矿化均产于绿岩带内。因此,划分绿岩带的界限和范围对圈定成矿远景区具有特别重要的意义。虽然早期的区域资料也能大体识别出不同的岩性区域,但分辨率甚低,界线往往比较模糊。而20世纪80年代以来澳大利亚地质调查机构开展的高质量航空物探测量所获数据不仅清晰地勾画出不同岩性的界限,而且能确定绿岩带内的构造。在区域航磁图像上所显示的大面积中、低磁性分布区与花岗岩和片麻岩区相对应,而平均磁性偏低但含有强磁性单元的长条状地带对应于绿岩带。与绿岩带相对应的布格重力异常,比相邻的花岗岩和片麻岩区的布格重力异常高得多。在耶尔冈克拉通东北部,绿岩带含有薄的强磁性超镁铁质岩和带状含铁建造及中等磁性的辉长岩和角闪岩,这些岩石单元反映了绿岩带内部构造的轮廓。在西澳耶尔冈的金矿勘查中,利用区域性物探测量结果,通过相关的数据解释及数字化图像处理技术,编绘出1∶25万到1∶2.5万比例尺的图件,均能从中识别出以前未曾认识的、许多与金矿化有关的地质特征。

(2)识别含矿构造。加拿大安大略和魁北克北部的阿比提比地区是加拿大主要的金矿产地。该地区的容矿岩石为太古代的火山岩和沉积岩。整个地区受现代冰蚀作用的影响,岩石或出露于地表,或被数十米厚的冰碛物覆盖。冰碛物为砾石、砂或黏土的集合体。这种自然地理条件和地质条件有利于航空和地面物探方法的广泛应用,物探方法能够对覆盖层下未风化基岩特征进行填图。在阿比提比的鲁安—诺兰达地区进行了航磁测量。探测器离地高度305米,飞行线距805米。这样的飞行高度和线距可分辨出大、中规模的地质体特征。磁测图反映出两条主断裂构造,分别是北面的波丘潘—德斯特断层和南面的柯可兰—拉尔德莱克和卡迪亚克断层。还反映出一些次级断层。因为断层附近的岩石受到了强烈的磁化作用,而远离构造的岩石一般具有较低的磁化强度。因此,往往通过长条线形磁力高和磁力低以及异常图形的断开或错位便可明显地识别出断层。阿比提比地区金矿床主要沿断层构造分布。在某些地区,矿床产于主构造上,但一般情况是矿床往往位于次级构造上。因此,这些断裂构造是本地区最重要的含金构造。该地区所有金矿床的总开采量在1.3亿盎司以上,其中的80%来源于主断裂或主断裂附近构造中的矿床。地球物探测量有助于识别可能含金的构造,为筛选勘探靶区指明了方向。

(3)查找深部矿源体。深部矿源体的分布对勘查选区具有导向作用。在俄国诺里尔斯克铜镍矿区,早在20世纪40年代就有人设想过在上地幔和含矿侵入体之间存在着中间岩浆房,但长期以来,并未找到可信的证据说明其位置、形状和大小。为解决这一问题,80年代以来,西伯利亚地质、地球物理和矿物原料研究所开始研究深源磁场,所遇到的主要困难是该区暗色岩广泛分布,厚度达3.5km且磁化强度大,因此要建立暗色岩干扰体的几何模型,计算出其磁场并从实测磁场中消除。总磁场是在2400米的高度上测的,选择这样的高度是为了压制近地表干扰。当把模型场从实测场中减去后,差值场形态仍很复杂,有许多局部异常是由模型中未考虑进去的暗色岩的不均匀性引起的。由于这种异常和深部地质体引起的异常的波谱成分不同,可通过滤波将二者区分开。结果得出几个由中间岩浆房引起的深源异常,其中的诺里尔斯克—哈莱拉赫异常面积3000km2,强度大于160nT,3个已知矿结的所有侵入体都与该异常有关。通过定量解释发现,矿结的规模愈大,相应中间岩浆房的厚度愈大。据此提出了下一步勘查铜镍矿的远景区。

(二)我国的方法和实例

我国小比例尺(<1∶100万)的区域重力和航空磁测已基本覆盖全国,在解决区域性地质构造问题方面具有独特的优势。由于地球物理解释的多解性,我国在应用地球物理数据解决区域地质构造与填图问题时,主要根据研究对象的地质—地球物理模型(基本形态和物性变化范围)的了解,获得在一定范围内多解性问题的约束。同时应用多种物探方法的优化组合,可以补充单一方法本身不可能解决的问题,减少单一方法的局限性。

我国华北地区以内生矿床为主,其断裂构造十分发育,构造线方向有北东、北北东、东西、北西等多组断裂叠加组合,相互切割,使整个地区呈现出断块式构造特征。这些深而大的断裂构造,多半都是岩浆和矿液活动的通道,既控岩,又控矿。本区北部的燕山金及多金属成矿带就产在阴山—燕山断裂系,在断裂系沿磴口—东胜—大同—北京—秦皇岛一带以北,布格重力异常图上存在一系列东西向的梯级带和同形扭曲带。其局部异常圈闭多呈条带状,异常轴走向呈东西向。航磁图上也表现为正负值变化较大的条带状异常。地质学家发现,在集宁以北的温都尔庙一带发育着超基岩-绿岩-硅质岩“三位一体”的蛇绿岩套。因此,推断这一带存在一系列东西向的深断裂。其中规模较大的有白云鄂博—赤峰深断裂(内蒙古地轴北界)和呼和浩特—承德深断裂,在该断裂系分布有十分丰富的多金属矿床。此外,在华北地区的郯庐断裂系、太行山断裂系、兰考—聊城—锦州深断裂、张家口—宝坻—莱州湾深断裂和秦岭断裂系均具有明显的重力与航磁特征,其主要标志概括如下:

(1)表现为不同规模的重磁异常梯级带,即重磁异常等值线的密集带。太行山断裂系就是重力梯级带一个典型例子。

(2)在呈线性伸展的等值线两侧,重磁的主要特征(如异常轴的走向、异常值的变化幅度和梯度、圈闭异常形态特征等)有明显的差异。这是因为某些断裂两侧的基底性质和内部构造、沉积建造和盖层构造、火成岩活动等特点各异,但相同密度的岩层在垂向上不一定有明显的落差所致。属于这种情形的典型例子是衡水—石家庄断裂。

(3)在一系列的重磁异常等值线簇中出现有规律的同形扭曲或突然转折等现象。如太行山重力梯级带在北京至张家口一带,等值线突然由北东向急转为东西向,推测是由于存在深断裂对重力异常产生了巨大的影响所致。

(4)在沿断裂有不同类型的岩浆活动的断裂带上,往往还有沿一定的方向出现一系列局部重磁异常的圈闭,即形成所谓的“串珠状异常带”。

在我国华南陆区,孙文珂等(2001)通过区域重力和航磁数据研究深部构造及矿产关系。已知全区6条大型重力梯度带,既是延续最长的莫氏面陡倾带,又是地壳活动剧烈的深大断裂带。据此将全区分成几大块体,在每一块体上,区域重磁特征有显著差异,反映了每一块体内断裂构造、地壳结构明显不同。这种深部构造的差别,造成华南各区沉积建造、岩浆活动、构造变动的不同,从而形成了不同成因类型的成矿分区。

温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
相似回答