基于重磁数据的冈底斯成矿带深部结构分析与成矿预测

论文摘要

冈底斯成矿带形成于印度大陆和欧亚大陆碰撞的背景下,具有复杂的构造-岩浆-成矿过程,一直以来都是地学界的热点研究地区。多年来,地质学家对冈底斯成矿带的深部结构、地球动力学背景及区域成矿进行了深入的研究,极大地促进了人们对冈底斯成矿带的地质认识。作为该区仅有的两个覆盖面积全的地球物理资料,重磁数据对解释整体构造框架、圈定侵入岩体水平位置、描绘深部三维物性结构具有重要作用,并可为区域成矿远景区划分提供依据。为了从重磁数据中提取更多可靠的有效信息,本文首先研究了结合功率谱分析的二维经验模态分解位场分离方法,并通过模型试验验证了该方法对叠加异常分离的有效性;接着针对影响位场边界识别效果的各个因素,探讨各边界识别方法的应用效果,获得最佳的边界识别方法组合;最后针对重磁反演垂向分辨率低的问题,本文提出了一种合理的基于先验信息约束的重磁三维反演流程。将上述研究的方法应用到研究区重磁数据的处理、反演和解释中,得到如下主要结果:（1）研究区布格重力异常和化极磁异常均可分为由浅到深的3个等效层场源产生的异常组合;且深部重磁场以南北分区、东西分块为特征,南北以约31°N为界,东西以约88°E和93°95°E为界;深部重力异常解释的低密度体与MT反演结果以及地震接收函数结果综合解释的低速高导体基本吻合;（2）将位场综合边界识别方法应用于重磁异常边界识别,并结合地质资料圈定了基性、超基性（混杂）岩体和中、酸性岩体的分布情况,推断了主要断裂构造;（3）重磁三维反演结果显示研究区局部剩余密度主要由沉积层凹陷、结晶基底的起伏和岩浆岩的侵入等作用引起,强磁性体在南冈底斯带广泛连续分布。通过分析上述结果认为:由于印度板块不均匀地向北推进,使喜马拉雅地体、冈底斯地体的深部物质属性在东西方向上存在显著的差异;青藏高原南部区域中下地壳的低密度体东西向是不连续的;班公湖-怒江洋壳在北冈底斯西部约84°E88°E的范围内先后存在向北和向南俯冲的可能。最后通过综合分析上述成果与矿点分布的关系,总结重磁成矿要素,划分了21个成矿远景区。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 1 绪论
•   1.1 研究背景及意义
•   1.2 研究现状及存在的问题
•     1.2.1 青藏高原东西分区的地球物理特征研究现状
•     1.2.2 冈底斯岩浆作用的地球动力学背景研究现状
•     1.2.3 重磁数据处理方法研究现状
•     1.2.4 重磁三维反演研究现状
•   1.3 研究思路和研究内容
•     1.3.1 研究思路
•     1.3.2 研究内容
•   1.4 创新点
•   1.5 章节安排
• 2 研究区地质概况与地球物理特征
•   2.1 冈底斯带构造-岩浆演化
•   2.2 区域地质概况
•     2.2.1 区域地层
•     2.2.2 区域构造-岩浆岩
•   2.3 地球物理特征
•     2.3.1 岩石物理特征与重磁异常成因分析
•     2.3.2 重磁场特征
•   2.4 深部结构特征
•     2.4.1 地震和MT揭示的深部结构
•     2.4.2 莫霍面深度
•     2.4.3 藏南壳内低速高导体
•   2.5 区域矿产及时空分布
•   2.6 本章小结
• 3 研究区重磁异常二维经验模态分解
•   3.1 重磁异常二维经验模态分解理论
•     3.1.1 二维经验模态分解基本原理
•     3.1.2 功率谱分析与场源深度估计
•     3.1.3 模型试验
•   3.2 冈底斯带及邻区重磁异常二维经验模态分解及深度估计
•   3.3 结果讨论
•     3.3.1 东西分区的重磁证据
•     3.3.2 中下地壳低密度区分布
•   3.4 本章小结
• 4 研究区地质体边界与断裂识别
•   4.1 边界识别改进方法研究
•   4.2 研究区边界识别方法选取与实际效果
•   4.3 研究区断裂与地质体边界推断
•     4.3.1 研究区重磁异常断裂的识别特征
•     4.3.2 研究区断裂与地质体边界
•     4.3.3 研究区局部地质体推断解释
•   4.4 本章小结
• 5 研究区重磁三维反演
•   5.1 基于先验信息约束的重磁反演研究
•     5.1.1 基于先验信息约束的重磁反演流程
•     5.1.2 重磁2.5维人机交互式拟合
•     5.1.3 重磁三维反演
•   5.2 冈底斯带及邻区的重磁反演
•     5.2.1 冈底斯带及邻区的重磁2.5维交互式反演
•     5.2.2 冈底斯带及邻区的重磁三维反演
•   5.3 结果与讨论
•     5.3.1 岩浆岩三维形态与分布特征
•     5.3.2 冈底斯带岩浆活动的地球动力学过程
•   5.4 本章小结
• 6 成矿远景区划分
•   6.1 重磁成果与矿产分布关系分析
•     6.1.1 重磁异常特征与矿床分布的关系
•     6.1.2 地质体边界和断裂与矿床分布的关系
•     6.1.3 深部密度、磁化率结果与矿床分布的关系
•   6.2 区域成矿预测
•   6.3 本章小结
• 7 结论与建议
•   7.1 结论
•   7.2 存在问题及建议
•     7.2.1 主要问题
•     7.2.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录

文章来源

类型: 博士论文

作者: 胡斌

导师: 张贵宾

关键词: 冈底斯成矿带,重磁,场分离,三维反演,深部结构

来源: 中国地质大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,地质学,地球物理学,矿业工程,矿业工程

单位: 中国地质大学(北京)

基金: “冈底斯成矿带区域重磁成像与重磁震联合反演”项目

分类号: P612;P631.2

DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.000147

总页数: 130

文件大小: 13686K

下载量: 130