Ore-controlling Effect of Structural Geometry Features in the Sanshandao Gold Belt,Jiaodong Peninsula,China: Insights from Numerical Simulation
ZHONG Lingzhi,1,2, MAO Xiancheng,1,2, LIU Zhankun1,2, XIAO Keyan3, WANG Chuntan1,2, CHEN Wu1,2
1.School of Geosciences and Info-physics, Central South University, Changsha 410083, Hunan, China
2.Key Laboratory of Metallogenic Prediction of Nonferrous Metals and Geological Environment Monitoring(Ministry of Education), Central South University, Changsha 410083, Hunan, China
3.MNR Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Assessment, Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037, China
The morphology,amounts and location of orebodies in the Sanshandao gold belt,Jiaodong Peninsula are closely related to fault.The orebodies are mostly hosted by the fault parts with the characteristics of gentle or dip changing from gentle to steep.In oder to explore the control effect of fault geometry on gold mineralization,the geological model (e.g.,fault zone,orebodies,wall rocks and cover) of the Sanshandao belt was constructed,and the numerical simulation was carried out by FLAC3D software.The simulation results show that the corners of the Sanshandao fault are prone to accumulate greater shear strain (up to 8% than wall rocks) and volumetric strain (up to 2% than wall rocks) in the striking direction,where occurs an expansion space. This results in the formation of local thick gold orebodies at the corner where with a included acute angle of the fault and the NE-SW principal compressive stress.In terms of the dip direction,the gentle parts where the fault zone changes from steep (dip angle greater than 60°) to gentle (dip angle in 30°~40°) occur the dialation (volume strain:1%~2%),while the steep parts occur the compression characteristics (volume strain:-1%~0). This differential stress distribution at different dip parts controls the discontinuous and intermittent distribution of orebodies along the dip direction.From a view of 3D,the ore-forming fluids in the Xinli segment,southern part of the Sanshandao belt,migrates from the SE areas at depth to NW at shallow,while the Sanshandao,Xiling,and Beibuhaiyu segments show a trend of flowing from NE to SW.This difference in fluid flow direction may be attributed to the bending fault intersurface formed by the co-operative deformation in strike and dip directions at Xinli controlling the SE dipping of the expansion zone.Therefore,the SE areas at depth in the Xinli segment,and the NE areas at depth in Sanshandao and Xiling segment have the good metallogenic potential.
ZHONG Lingzhi, MAO Xiancheng, LIU Zhankun, XIAO Keyan, WANG Chuntan, CHEN Wu. Ore-controlling Effect of Structural Geometry Features in the Sanshandao Gold Belt,Jiaodong Peninsula,China: Insights from Numerical Simulation[J]. Gold Science and Technology, 2022, 30(3): 352-365 doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2022.03.018
三山岛金矿带位于胶东半岛的西端,已探明金资源量超过1 400 t,代表性矿床有三山岛、北部海域和新立等金矿。三山岛金矿带内金矿化在垂向和走向上呈舒缓波状分布,呈现出与断裂面的特殊形态特征具有紧密的空间联系(宋明春,2015;毛先成等,2019)。为查明三山岛断裂对金矿化的控制作用,前人在该区开展了大量研究工作。如:杨奎锋等(2017)通过分析三山岛断裂的力学性质和活动特征,认为三山岛断裂带呈压扭性,左行压应力在成矿期控制了金矿分布,在成矿期后受到多期构造活动的影响。刘日富等(2019)通过构造岩组合与矿石构造特征分析,提出NEE向张性构造控制着矿体延长大于延深的产出特征,而NE向张剪性构造控制着矿体延深大于延长,断裂带内垂向上呈“S”型或反“S”型的构造蚀变带的张裂处为成矿提供了有利的成矿空间。Yang et al.(2018)通过分析倾角、倾向与金矿的空间分布特征,指出断裂走向和倾向变化处有利于水—岩反应,且水—岩反应导致的体积变化进一步提升了岩石渗漏率,促进裂隙发育,形成厚大金矿体。尽管上述研究已从构造演化、构造空间特征等方面探讨了三山岛断裂带的构造控矿作用,但是这些研究是基于宏观的演化过程或二维地质剖面开展的,未能从构造变形—流体活动—矿体就位的动态演化过程理解三山岛断裂带几何特征对矿体就位的控制作用。
胶东半岛位于华北克拉通东缘,西部以郯庐断裂为界与鲁西相邻,南部临近华南克拉通北缘,东部为太平洋俯冲带,是多构造单元复合部位[图1(a)]。区内地层主要有新太古界胶东岩群,古元古界荆山群、粉子山群等前寒武纪变质基底和晚侏罗世花岗岩、早白垩世花岗岩闪长岩以及中—基性脉岩等中生代岩浆岩(杨立强等,2019)。胶西北地区金矿床按矿化产出特征划分为蚀变岩型和石英脉型,前者资源量占据了胶西北矿集区金资源量的80%以上,绝大多数大型、超大型金矿床均属于蚀变岩型金矿(Wang et al.,2021)。
Fig.1
Geological map of the Jiaodong Peninsula gold district(a) and Sanshandao gold deposit(b)(modified after Yang et al.,2019;Liu et al.,2021c)
三山岛金矿带位于胶东金矿集区的西端,区内岩石主要为新太古代胶东群、晚侏罗世玲珑花岗岩、早白垩世郭家岭花岗闪长岩及少量基性脉岩(宋英昕等,2021)。三山岛断裂带是区内的控矿断裂,其大部分被第四系覆盖,局部出露于地表,断裂主要由糜棱岩、碎裂岩和碎裂状岩石组成,发育连续而稳定的主裂面,呈舒缓波状,显压扭性特点[图1(b)]。断裂带总体呈NE向,走向约40°,局部走向发生大角度偏转,显张性特征,整体呈反“S”型展布(刘日富等,2019),反映出断裂带具有右行走滑特征[图1(b)]。在北部海域段平均走向为35°,到三山岛—新立段走向转为62°,在新立段走向转为20°延入渤海,而后在仓北以78°走向延至仓南,从仓南以走向13°往南西延长2 km,逐渐转为55°,至潘家屋子延入渤海(Zhang et al.,2020a)。倾向上,断裂带倾角平缓,平均约为40°,主要集中在35°~50°范围内,北部海域矿区局部倾角可达80°,整体向南东倾斜。断裂带严格控制着矿带内矿体和蚀变带的空间产出(陈玉民等,2019)。断裂带在北部海域矿区倾角变化较大,缓倾部位约为40°,陡倾部位可达85°。三山岛断裂带具有多期活动的特征,构造形迹经多次构造活动叠加改造,成矿前右行剪切应力场控制了断裂带的平面组合形态,断裂带早期以压扭性构造活动为主,成矿期构造应力场转变为左行压扭,主断裂整体具有挤压逆冲的特征,成矿后区域应力场发生多期转变,对前期构造、蚀变和矿化进行了切错和改造(杨奎锋等,2017)。
在水平方向上,三山岛金矿带存在矿化不均一分布的特征,矿化常见于断裂带拐弯处,并存在间断分布的特点(Zhang et al.,2020a)[图6(a)],这种分布可能反映了断裂在水平方向上的变形对矿体的产出具有控制作用。为查明内在控制机制,本文对比了-1 000 m中段剖面的矿化分布和剪切应变、体积应变分布特征(图6)。
Fig.6
Geological sketch and strain simulation results of -1 000 m middle section of Sanshandao fault
由-1 000 m中段剖面剪切应变图[图6(b)、6(c)]可知,当体积压缩量为0.1%时,断裂带剪切应变发育不连续,主要发育在新立和西岭断裂拐弯处,且积累了较大的正体积应变[图6(d)]。随着模拟时间步的增加,断裂拐弯处的体积应变和剪切应变继续积累,应变值持续增大,当体积压缩量达到2%时,新立和西岭断裂拐弯处仍是剪切应变的极大值部位,金矿带内各矿区剪切应变与体积应变的积累区开始相互联通,在北部海域断裂拐弯处也出现了明显的应变高值[图6(c)、6(d)]。通过剪切应变和体积应变的发育情况可以判断剪切带、裂隙的发育部位,进而推断有利于成矿的空间位置(Zhang et al.,2011)。这说明随着构造演化(挤压)的推进,断裂带内部及其附近围岩裂隙继续发育,断裂的拐弯可以促进围岩裂隙的发育,形成破碎带或分支断裂等高渗透性构造。数值模拟结果所揭示的剪切带、裂隙显著发育的位置与大型金矿床的发育位置能够很好地吻合,揭示了断裂拐弯处是应变较大的部位,在构造活动过程中更易发育高渗透性构造,控制着矿体的就位。
模拟结果显示:当体积压缩量为0.1%时,断裂带与围岩剪切应变发育不明显,断裂带内剪切应变分布无明显差异,其值较围岩略大(图7),随着模拟时间步的增加,断裂带及靠近断裂带下盘的围岩剪切应变值显著增大,所形成的剪切应变高值分布区呈现浅部宽深部窄、宽度随断裂带深度的增加而逐渐收窄的趋势(图8),与韧性变形随深度增加而变强的规律一致(Zhang et al.,2020b)。剪切应变高值分布区在无明显陡缓变换的Ⅱ号剖面中收窄速率放缓[图8(b)],在Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ号剖面的显著陡倾部位迅速收窄[图8(a)、8(c)、8(d)]。该现象说明断裂倾角可能会影响剪切带的发育,即:在NNW-SSE向构造挤压的应力背景下,高倾角断层不利于剪切应变向围岩发展,导致难以形成宽大的剪切破碎带,故矿体常在该部位尖灭;低倾角断层则有助于剪切应变的传递,从而形成更宽大、破碎程度更高的剪切带,在成矿流体的共同作用下形成厚大矿化蚀变带(程南南等,2021;Liu et al.,2021a)。
Fig.11
Relationship among volumetric strain,fluid and gold deposits in Sanshandao fault surface
流体迁移模拟结果显示,流体流动方向随着模拟时间的增加变化不大,三山岛金矿带内三山岛、西岭和北部海域地区流体迁移方向主要为由北东深部向南西浅部运移[图11(b)、11(d)、11(e)],新立地区表现为自南东深部向北西浅部运移[图11(b)、11(c)],这可能与新立矿区走向和倾角均变化较大有关。新立地区断裂走向自南向北出现NE-EW-NE向的转变,倾向上由陡变缓,这种组合变化促进正体积应变叠加发育,形成了较大规模的体积应变大于2%的扩容空间,控制流经新立地区的部分流体自南东深部向北西浅部的大型扩容区汇流。而三山岛、西岭和北部海域地区走向、倾向的联合变化所形成的扩容空间控制了三山岛地区流体自北东深部向南西浅部的运移趋势[(图11(b)、11(d)、11(e)]。因此,正体积应变值大,不仅意味着剪切带和裂隙的显著发育,而且会影响流体迁移方向,促进流体向体积应变较大的区域汇流(Li et al.,2018b;Poh et al.,2020;Liu et al.,2021a)。已探明金矿床的分布位置与正体积应变的极大值区域吻合较好,北部海域的无矿段与负体积应变相吻合[图11(b)、11(e)],在断裂带走向和垂向同时发生变化的新立和西岭地区金品位较大[图4(a)],表明金矿化的定位受控于容矿构造的空间位置。断裂带走向和垂向形变的时空匹配,有利于围岩及断裂带裂隙进一步发育,促使成矿流体持续汇聚并成矿。
流体迁移方向往往与矿体的侧伏规律一致,以往研究常用矿体的侧伏规律来推断深部流体的运移方向(王偲瑞,2020;Ma et al.,2021;Song et al.,2021b)。在三山岛金矿带,以往研究普遍认为矿体侧伏方向为NE向(宋明春,2015;张宝林等,2020),因而深部勘探工程多布置在已知矿体的北东侧。本文建立的矿体三维模型显示,三山岛金矿带的矿体具有明显的分支复合特征,空间结构较为复杂,特别是南部的新立矿区,未表现出明显的NE向侧伏[图4(a)]。模拟结果显示:三山岛矿带内三山岛、西岭和北部海域的深部成矿流体来源方向为NE向[图12(b)、12(d)、12(e)],而新立地区为SE向[图 12(b)、12(c)],这可能与新立地区断裂走向自南向北具有NE-NEE-NE向转变,倾向上由陡变缓的构造组合促使流体迁移方向自深部向浅部发生NE向偏转有关。因此,根据体积应变及流体运移方向,推断在新立矿区SE向深部及三山岛、新立和北部海域NE向深部有较大成矿潜力[图11(b)]。
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2015
... 胶东半岛地处华北克拉通东南缘,是世界第三大金矿集区,累计探明的金资源储量超过5 000 t,其中,三山岛金矿带已探明金资源量超过1 200 t,是胶东半岛最重要的成矿带之一(杨立强等,2019;Zhang et al.,2020a;Song et al.,2021a).胶东半岛内的金矿床集中形成于晚白垩世(~120 Ma),是岩石圈大规模减薄伸展背景下的产物(Groves et al.,2016),这些矿床具有相似且显著的构造控矿特征(Goldfarb et al.,2014;宋明春,2015),表现为矿体形态、规模及产出空间与特定的构造界面几何形态特征有关(如:断裂走向拐弯和倾向变化部位,构造体系或形迹的分支、复合部位)(Deng et al.,2015;Wilkins et al.,2021).厘清构造几何特征与矿化分布的空间关系,将有助于理解矿体就位规律并指导三山岛金矿的勘查工作,在矿床成因和成矿预测过程中具有重要理论和实践意义(Mao et al.,2019;Liu et al.,2021b;邓浩等,2021).通常,构造面产状变化、多组构造叠合及交会可能反映或促进构造应力的转变,增强构造带次级构造(如节理、裂隙)的发育,形成成矿热液迁移或矿体就位的高渗透断裂网格(Tripp et al.,2004;Ford et al.,2009),进而提高岩石渗透率,为成矿流体的滞留、交代和矿质沉淀提供有利条件(Liu et al.,2021d).查明断裂构造几何特征的控矿作用的本质在于确定构造变形如何在空间和时间上影响岩石的渗透率,形成可供成矿流体迁移和汇聚的扩容空间(Zhao et al.,2012;Zhang et al.,2013;Ord et al.,2020),这属于典型的力—热—流多物理场的耦合问题(肖凡等,2021;安文通等,2021).成矿动力学数值模拟是一种基于固体力学、热力学和流体力学等经典定律和方程模拟成矿系统中构造、岩石变形和流体迁移的有效方法,能够模拟构造变形背景下高渗透扩容空间的发育情况和流体迁移路径,再现成矿系统的演化进程(Li et al.,2017;Eldursi et al.,2020;Liu et al.,2022).因此,成矿动力学数值模拟研究将会进一步提升对构造几何特征控制矿体就位的理解. ...
New insights from 2- and 3-D numerical modelling on fluid flow mechanisms and geological factors responsible for the formation of the world-class Cigar Lake uranium deposit,Eastern Athabasca Basin,Canada
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2020
... 胶东半岛地处华北克拉通东南缘,是世界第三大金矿集区,累计探明的金资源储量超过5 000 t,其中,三山岛金矿带已探明金资源量超过1 200 t,是胶东半岛最重要的成矿带之一(杨立强等,2019;Zhang et al.,2020a;Song et al.,2021a).胶东半岛内的金矿床集中形成于晚白垩世(~120 Ma),是岩石圈大规模减薄伸展背景下的产物(Groves et al.,2016),这些矿床具有相似且显著的构造控矿特征(Goldfarb et al.,2014;宋明春,2015),表现为矿体形态、规模及产出空间与特定的构造界面几何形态特征有关(如:断裂走向拐弯和倾向变化部位,构造体系或形迹的分支、复合部位)(Deng et al.,2015;Wilkins et al.,2021).厘清构造几何特征与矿化分布的空间关系,将有助于理解矿体就位规律并指导三山岛金矿的勘查工作,在矿床成因和成矿预测过程中具有重要理论和实践意义(Mao et al.,2019;Liu et al.,2021b;邓浩等,2021).通常,构造面产状变化、多组构造叠合及交会可能反映或促进构造应力的转变,增强构造带次级构造(如节理、裂隙)的发育,形成成矿热液迁移或矿体就位的高渗透断裂网格(Tripp et al.,2004;Ford et al.,2009),进而提高岩石渗透率,为成矿流体的滞留、交代和矿质沉淀提供有利条件(Liu et al.,2021d).查明断裂构造几何特征的控矿作用的本质在于确定构造变形如何在空间和时间上影响岩石的渗透率,形成可供成矿流体迁移和汇聚的扩容空间(Zhao et al.,2012;Zhang et al.,2013;Ord et al.,2020),这属于典型的力—热—流多物理场的耦合问题(肖凡等,2021;安文通等,2021).成矿动力学数值模拟是一种基于固体力学、热力学和流体力学等经典定律和方程模拟成矿系统中构造、岩石变形和流体迁移的有效方法,能够模拟构造变形背景下高渗透扩容空间的发育情况和流体迁移路径,再现成矿系统的演化进程(Li et al.,2017;Eldursi et al.,2020;Liu et al.,2022).因此,成矿动力学数值模拟研究将会进一步提升对构造几何特征控制矿体就位的理解. ...
... FLAC3D是一款基于显式有限差分算法的数值模拟软件,应用于模拟成矿系统中热对流、变形—流体流动和力—热—流耦合研究(Li et al.,2017;Eldursi et al.,2020;Liu et al.,2022).上地壳岩石的弹塑性变形可由Mohr-Coulomb 本构模型(弹性—塑性)描述,流体流动遵循达西定律,流体流动模式受热力和变形的驱动,各量之间的耦合关系如图3所示. ...
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2009
... 胶东半岛地处华北克拉通东南缘,是世界第三大金矿集区,累计探明的金资源储量超过5 000 t,其中,三山岛金矿带已探明金资源量超过1 200 t,是胶东半岛最重要的成矿带之一(杨立强等,2019;Zhang et al.,2020a;Song et al.,2021a).胶东半岛内的金矿床集中形成于晚白垩世(~120 Ma),是岩石圈大规模减薄伸展背景下的产物(Groves et al.,2016),这些矿床具有相似且显著的构造控矿特征(Goldfarb et al.,2014;宋明春,2015),表现为矿体形态、规模及产出空间与特定的构造界面几何形态特征有关(如:断裂走向拐弯和倾向变化部位,构造体系或形迹的分支、复合部位)(Deng et al.,2015;Wilkins et al.,2021).厘清构造几何特征与矿化分布的空间关系,将有助于理解矿体就位规律并指导三山岛金矿的勘查工作,在矿床成因和成矿预测过程中具有重要理论和实践意义(Mao et al.,2019;Liu et al.,2021b;邓浩等,2021).通常,构造面产状变化、多组构造叠合及交会可能反映或促进构造应力的转变,增强构造带次级构造(如节理、裂隙)的发育,形成成矿热液迁移或矿体就位的高渗透断裂网格(Tripp et al.,2004;Ford et al.,2009),进而提高岩石渗透率,为成矿流体的滞留、交代和矿质沉淀提供有利条件(Liu et al.,2021d).查明断裂构造几何特征的控矿作用的本质在于确定构造变形如何在空间和时间上影响岩石的渗透率,形成可供成矿流体迁移和汇聚的扩容空间(Zhao et al.,2012;Zhang et al.,2013;Ord et al.,2020),这属于典型的力—热—流多物理场的耦合问题(肖凡等,2021;安文通等,2021).成矿动力学数值模拟是一种基于固体力学、热力学和流体力学等经典定律和方程模拟成矿系统中构造、岩石变形和流体迁移的有效方法,能够模拟构造变形背景下高渗透扩容空间的发育情况和流体迁移路径,再现成矿系统的演化进程(Li et al.,2017;Eldursi et al.,2020;Liu et al.,2022).因此,成矿动力学数值模拟研究将会进一步提升对构造几何特征控制矿体就位的理解. ...
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2014
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1
2016
... 胶东半岛地处华北克拉通东南缘,是世界第三大金矿集区,累计探明的金资源储量超过5 000 t,其中,三山岛金矿带已探明金资源量超过1 200 t,是胶东半岛最重要的成矿带之一(杨立强等,2019;Zhang et al.,2020a;Song et al.,2021a).胶东半岛内的金矿床集中形成于晚白垩世(~120 Ma),是岩石圈大规模减薄伸展背景下的产物(Groves et al.,2016),这些矿床具有相似且显著的构造控矿特征(Goldfarb et al.,2014;宋明春,2015),表现为矿体形态、规模及产出空间与特定的构造界面几何形态特征有关(如:断裂走向拐弯和倾向变化部位,构造体系或形迹的分支、复合部位)(Deng et al.,2015;Wilkins et al.,2021).厘清构造几何特征与矿化分布的空间关系,将有助于理解矿体就位规律并指导三山岛金矿的勘查工作,在矿床成因和成矿预测过程中具有重要理论和实践意义(Mao et al.,2019;Liu et al.,2021b;邓浩等,2021).通常,构造面产状变化、多组构造叠合及交会可能反映或促进构造应力的转变,增强构造带次级构造(如节理、裂隙)的发育,形成成矿热液迁移或矿体就位的高渗透断裂网格(Tripp et al.,2004;Ford et al.,2009),进而提高岩石渗透率,为成矿流体的滞留、交代和矿质沉淀提供有利条件(Liu et al.,2021d).查明断裂构造几何特征的控矿作用的本质在于确定构造变形如何在空间和时间上影响岩石的渗透率,形成可供成矿流体迁移和汇聚的扩容空间(Zhao et al.,2012;Zhang et al.,2013;Ord et al.,2020),这属于典型的力—热—流多物理场的耦合问题(肖凡等,2021;安文通等,2021).成矿动力学数值模拟是一种基于固体力学、热力学和流体力学等经典定律和方程模拟成矿系统中构造、岩石变形和流体迁移的有效方法,能够模拟构造变形背景下高渗透扩容空间的发育情况和流体迁移路径,再现成矿系统的演化进程(Li et al.,2017;Eldursi et al.,2020;Liu et al.,2022).因此,成矿动力学数值模拟研究将会进一步提升对构造几何特征控制矿体就位的理解. ...
Research on geological characteristics and structural lithofacies of Sancang metallogenic belt in Laizhou,Shandong
0
2010
Distribution law of in situ stress field and regional stress field assessments in the Jiaodong Peninsula,China
1
2018a
... 为理解三山岛断裂带构造几何特征对成矿流体迁移、沉淀成矿的影响,本研究选择三山岛矿区地应力原位应力测试数据和成矿期构造应力场推测数据作为模型的初始条件依据,其中区域内最大主应力方向为 NNW-SSE向(图5)(杨奎锋等,2017;Li et al.,2018a;杨立强等,2019). ...
Structural controls on fluid flow during compressional reactivation of basement faults:Insights from numerical modeling for the formation of unconformity-related uranium deposits in the Athabasca Basin,Canada
2
2017
... 胶东半岛地处华北克拉通东南缘,是世界第三大金矿集区,累计探明的金资源储量超过5 000 t,其中,三山岛金矿带已探明金资源量超过1 200 t,是胶东半岛最重要的成矿带之一(杨立强等,2019;Zhang et al.,2020a;Song et al.,2021a).胶东半岛内的金矿床集中形成于晚白垩世(~120 Ma),是岩石圈大规模减薄伸展背景下的产物(Groves et al.,2016),这些矿床具有相似且显著的构造控矿特征(Goldfarb et al.,2014;宋明春,2015),表现为矿体形态、规模及产出空间与特定的构造界面几何形态特征有关(如:断裂走向拐弯和倾向变化部位,构造体系或形迹的分支、复合部位)(Deng et al.,2015;Wilkins et al.,2021).厘清构造几何特征与矿化分布的空间关系,将有助于理解矿体就位规律并指导三山岛金矿的勘查工作,在矿床成因和成矿预测过程中具有重要理论和实践意义(Mao et al.,2019;Liu et al.,2021b;邓浩等,2021).通常,构造面产状变化、多组构造叠合及交会可能反映或促进构造应力的转变,增强构造带次级构造(如节理、裂隙)的发育,形成成矿热液迁移或矿体就位的高渗透断裂网格(Tripp et al.,2004;Ford et al.,2009),进而提高岩石渗透率,为成矿流体的滞留、交代和矿质沉淀提供有利条件(Liu et al.,2021d).查明断裂构造几何特征的控矿作用的本质在于确定构造变形如何在空间和时间上影响岩石的渗透率,形成可供成矿流体迁移和汇聚的扩容空间(Zhao et al.,2012;Zhang et al.,2013;Ord et al.,2020),这属于典型的力—热—流多物理场的耦合问题(肖凡等,2021;安文通等,2021).成矿动力学数值模拟是一种基于固体力学、热力学和流体力学等经典定律和方程模拟成矿系统中构造、岩石变形和流体迁移的有效方法,能够模拟构造变形背景下高渗透扩容空间的发育情况和流体迁移路径,再现成矿系统的演化进程(Li et al.,2017;Eldursi et al.,2020;Liu et al.,2022).因此,成矿动力学数值模拟研究将会进一步提升对构造几何特征控制矿体就位的理解. ...
... FLAC3D是一款基于显式有限差分算法的数值模拟软件,应用于模拟成矿系统中热对流、变形—流体流动和力—热—流耦合研究(Li et al.,2017;Eldursi et al.,2020;Liu et al.,2022).上地壳岩石的弹塑性变形可由Mohr-Coulomb 本构模型(弹性—塑性)描述,流体流动遵循达西定律,流体流动模式受热力和变形的驱动,各量之间的耦合关系如图3所示. ...
Numerical simulation of strain localization and its relationship to formation of the Sue unconformity-related uranium deposits,eastern Athabasca Basin,Canada
1
2018b
... 流体迁移模拟结果显示,流体流动方向随着模拟时间的增加变化不大,三山岛金矿带内三山岛、西岭和北部海域地区流体迁移方向主要为由北东深部向南西浅部运移[图11(b)、11(d)、11(e)],新立地区表现为自南东深部向北西浅部运移[图11(b)、11(c)],这可能与新立矿区走向和倾角均变化较大有关.新立地区断裂走向自南向北出现NE-EW-NE向的转变,倾向上由陡变缓,这种组合变化促进正体积应变叠加发育,形成了较大规模的体积应变大于2%的扩容空间,控制流经新立地区的部分流体自南东深部向北西浅部的大型扩容区汇流.而三山岛、西岭和北部海域地区走向、倾向的联合变化所形成的扩容空间控制了三山岛地区流体自北东深部向南西浅部的运移趋势[(图11(b)、11(d)、11(e)].因此,正体积应变值大,不仅意味着剪切带和裂隙的显著发育,而且会影响流体迁移方向,促进流体向体积应变较大的区域汇流(Li et al.,2018b;Poh et al.,2020;Liu et al.,2021a).已探明金矿床的分布位置与正体积应变的极大值区域吻合较好,北部海域的无矿段与负体积应变相吻合[图11(b)、11(e)],在断裂带走向和垂向同时发生变化的新立和西岭地区金品位较大[图4(a)],表明金矿化的定位受控于容矿构造的空间位置.断裂带走向和垂向形变的时空匹配,有利于围岩及断裂带裂隙进一步发育,促使成矿流体持续汇聚并成矿. ...
Applying benefits and avoiding pitfalls of 3D computational modeling-based machine learning prediction for exploration targeting:Lessons from two mines in the Tongling-Anqing district,eastern China
2
2022
... 胶东半岛地处华北克拉通东南缘,是世界第三大金矿集区,累计探明的金资源储量超过5 000 t,其中,三山岛金矿带已探明金资源量超过1 200 t,是胶东半岛最重要的成矿带之一(杨立强等,2019;Zhang et al.,2020a;Song et al.,2021a).胶东半岛内的金矿床集中形成于晚白垩世(~120 Ma),是岩石圈大规模减薄伸展背景下的产物(Groves et al.,2016),这些矿床具有相似且显著的构造控矿特征(Goldfarb et al.,2014;宋明春,2015),表现为矿体形态、规模及产出空间与特定的构造界面几何形态特征有关(如:断裂走向拐弯和倾向变化部位,构造体系或形迹的分支、复合部位)(Deng et al.,2015;Wilkins et al.,2021).厘清构造几何特征与矿化分布的空间关系,将有助于理解矿体就位规律并指导三山岛金矿的勘查工作,在矿床成因和成矿预测过程中具有重要理论和实践意义(Mao et al.,2019;Liu et al.,2021b;邓浩等,2021).通常,构造面产状变化、多组构造叠合及交会可能反映或促进构造应力的转变,增强构造带次级构造(如节理、裂隙)的发育,形成成矿热液迁移或矿体就位的高渗透断裂网格(Tripp et al.,2004;Ford et al.,2009),进而提高岩石渗透率,为成矿流体的滞留、交代和矿质沉淀提供有利条件(Liu et al.,2021d).查明断裂构造几何特征的控矿作用的本质在于确定构造变形如何在空间和时间上影响岩石的渗透率,形成可供成矿流体迁移和汇聚的扩容空间(Zhao et al.,2012;Zhang et al.,2013;Ord et al.,2020),这属于典型的力—热—流多物理场的耦合问题(肖凡等,2021;安文通等,2021).成矿动力学数值模拟是一种基于固体力学、热力学和流体力学等经典定律和方程模拟成矿系统中构造、岩石变形和流体迁移的有效方法,能够模拟构造变形背景下高渗透扩容空间的发育情况和流体迁移路径,再现成矿系统的演化进程(Li et al.,2017;Eldursi et al.,2020;Liu et al.,2022).因此,成矿动力学数值模拟研究将会进一步提升对构造几何特征控制矿体就位的理解. ...
... FLAC3D是一款基于显式有限差分算法的数值模拟软件,应用于模拟成矿系统中热对流、变形—流体流动和力—热—流耦合研究(Li et al.,2017;Eldursi et al.,2020;Liu et al.,2022).上地壳岩石的弹塑性变形可由Mohr-Coulomb 本构模型(弹性—塑性)描述,流体流动遵循达西定律,流体流动模式受热力和变形的驱动,各量之间的耦合关系如图3所示. ...
Ore-controlling regularity and prospecting practice in the Sanshandao-Cangshang fault zone,Jiaodong area
0
2019
Numerical modeling of deformation at the Baiyun gold deposit,northeastern China:Insights into the structural controls on mineralization
2
2021a
... 模拟结果显示:当体积压缩量为0.1%时,断裂带与围岩剪切应变发育不明显,断裂带内剪切应变分布无明显差异,其值较围岩略大(图7),随着模拟时间步的增加,断裂带及靠近断裂带下盘的围岩剪切应变值显著增大,所形成的剪切应变高值分布区呈现浅部宽深部窄、宽度随断裂带深度的增加而逐渐收窄的趋势(图8),与韧性变形随深度增加而变强的规律一致(Zhang et al.,2020b).剪切应变高值分布区在无明显陡缓变换的Ⅱ号剖面中收窄速率放缓[图8(b)],在Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ号剖面的显著陡倾部位迅速收窄[图8(a)、8(c)、8(d)].该现象说明断裂倾角可能会影响剪切带的发育,即:在NNW-SSE向构造挤压的应力背景下,高倾角断层不利于剪切应变向围岩发展,导致难以形成宽大的剪切破碎带,故矿体常在该部位尖灭;低倾角断层则有助于剪切应变的传递,从而形成更宽大、破碎程度更高的剪切带,在成矿流体的共同作用下形成厚大矿化蚀变带(程南南等,2021;Liu et al.,2021a). ...
... 流体迁移模拟结果显示,流体流动方向随着模拟时间的增加变化不大,三山岛金矿带内三山岛、西岭和北部海域地区流体迁移方向主要为由北东深部向南西浅部运移[图11(b)、11(d)、11(e)],新立地区表现为自南东深部向北西浅部运移[图11(b)、11(c)],这可能与新立矿区走向和倾角均变化较大有关.新立地区断裂走向自南向北出现NE-EW-NE向的转变,倾向上由陡变缓,这种组合变化促进正体积应变叠加发育,形成了较大规模的体积应变大于2%的扩容空间,控制流经新立地区的部分流体自南东深部向北西浅部的大型扩容区汇流.而三山岛、西岭和北部海域地区走向、倾向的联合变化所形成的扩容空间控制了三山岛地区流体自北东深部向南西浅部的运移趋势[(图11(b)、11(d)、11(e)].因此,正体积应变值大,不仅意味着剪切带和裂隙的显著发育,而且会影响流体迁移方向,促进流体向体积应变较大的区域汇流(Li et al.,2018b;Poh et al.,2020;Liu et al.,2021a).已探明金矿床的分布位置与正体积应变的极大值区域吻合较好,北部海域的无矿段与负体积应变相吻合[图11(b)、11(e)],在断裂带走向和垂向同时发生变化的新立和西岭地区金品位较大[图4(a)],表明金矿化的定位受控于容矿构造的空间位置.断裂带走向和垂向形变的时空匹配,有利于围岩及断裂带裂隙进一步发育,促使成矿流体持续汇聚并成矿. ...
Spatial association between orogenic gold mineralization and structures revealed by 3D prospectivity modeling:A case study of the Xiadian gold deposit,Jiaodong Peninsula,China
1
2021b
... 胶东半岛地处华北克拉通东南缘,是世界第三大金矿集区,累计探明的金资源储量超过5 000 t,其中,三山岛金矿带已探明金资源量超过1 200 t,是胶东半岛最重要的成矿带之一(杨立强等,2019;Zhang et al.,2020a;Song et al.,2021a).胶东半岛内的金矿床集中形成于晚白垩世(~120 Ma),是岩石圈大规模减薄伸展背景下的产物(Groves et al.,2016),这些矿床具有相似且显著的构造控矿特征(Goldfarb et al.,2014;宋明春,2015),表现为矿体形态、规模及产出空间与特定的构造界面几何形态特征有关(如:断裂走向拐弯和倾向变化部位,构造体系或形迹的分支、复合部位)(Deng et al.,2015;Wilkins et al.,2021).厘清构造几何特征与矿化分布的空间关系,将有助于理解矿体就位规律并指导三山岛金矿的勘查工作,在矿床成因和成矿预测过程中具有重要理论和实践意义(Mao et al.,2019;Liu et al.,2021b;邓浩等,2021).通常,构造面产状变化、多组构造叠合及交会可能反映或促进构造应力的转变,增强构造带次级构造(如节理、裂隙)的发育,形成成矿热液迁移或矿体就位的高渗透断裂网格(Tripp et al.,2004;Ford et al.,2009),进而提高岩石渗透率,为成矿流体的滞留、交代和矿质沉淀提供有利条件(Liu et al.,2021d).查明断裂构造几何特征的控矿作用的本质在于确定构造变形如何在空间和时间上影响岩石的渗透率,形成可供成矿流体迁移和汇聚的扩容空间(Zhao et al.,2012;Zhang et al.,2013;Ord et al.,2020),这属于典型的力—热—流多物理场的耦合问题(肖凡等,2021;安文通等,2021).成矿动力学数值模拟是一种基于固体力学、热力学和流体力学等经典定律和方程模拟成矿系统中构造、岩石变形和流体迁移的有效方法,能够模拟构造变形背景下高渗透扩容空间的发育情况和流体迁移路径,再现成矿系统的演化进程(Li et al.,2017;Eldursi et al.,2020;Liu et al.,2022).因此,成矿动力学数值模拟研究将会进一步提升对构造几何特征控制矿体就位的理解. ...
Metal remobilization from country rocks into the Jiaodong-type orogenic gold systems,Eastern China:New constraints from scheelite and galena isotope results at the Xiadian and Majiayao gold deposits
2
2021c
... 胶东半岛位于华北克拉通东缘,西部以郯庐断裂为界与鲁西相邻,南部临近华南克拉通北缘,东部为太平洋俯冲带,是多构造单元复合部位[图1(a)].区内地层主要有新太古界胶东岩群,古元古界荆山群、粉子山群等前寒武纪变质基底和晚侏罗世花岗岩、早白垩世花岗岩闪长岩以及中—基性脉岩等中生代岩浆岩(杨立强等,2019).胶西北地区金矿床按矿化产出特征划分为蚀变岩型和石英脉型,前者资源量占据了胶西北矿集区金资源量的80%以上,绝大多数大型、超大型金矿床均属于蚀变岩型金矿(Wang et al.,2021).
胶东半岛金矿区(a)和三山岛金矿(b)地质简图(据杨立强等,2019;Liu et al.,2021c修改)
... 1.古近纪沉积物;2.白垩纪沉积物和火山岩;3.新元古代蓬莱群变质岩(1.1~0.8 Ga);4.古元古代荆山群变质岩(2.2~1.9 Ga);5.新太古代胶东群变质岩(2.9~2.5 Ga);6.超高压变质岩(变质年龄约为230 Ma)7.艾山花岗岩类(约为115 Ma);8.郭家岭花岗闪长岩(130~125 Ma);9.玲珑/昆嵛山花岗岩(160~155 Ma);10.晚三叠世花岗岩(230~205 Ma);11.岩石圈断层;12.区域断层;13.金矿体Geological map of the Jiaodong Peninsula gold district(a) and Sanshandao gold deposit(b)(modified after Yang et al.,2019;Liu et al.,2021c)Fig.1
三山岛金矿带位于胶东金矿集区的西端,区内岩石主要为新太古代胶东群、晚侏罗世玲珑花岗岩、早白垩世郭家岭花岗闪长岩及少量基性脉岩(宋英昕等,2021).三山岛断裂带是区内的控矿断裂,其大部分被第四系覆盖,局部出露于地表,断裂主要由糜棱岩、碎裂岩和碎裂状岩石组成,发育连续而稳定的主裂面,呈舒缓波状,显压扭性特点[图1(b)].断裂带总体呈NE向,走向约40°,局部走向发生大角度偏转,显张性特征,整体呈反“S”型展布(刘日富等,2019),反映出断裂带具有右行走滑特征[图1(b)].在北部海域段平均走向为35°,到三山岛—新立段走向转为62°,在新立段走向转为20°延入渤海,而后在仓北以78°走向延至仓南,从仓南以走向13°往南西延长2 km,逐渐转为55°,至潘家屋子延入渤海(Zhang et al.,2020a).倾向上,断裂带倾角平缓,平均约为40°,主要集中在35°~50°范围内,北部海域矿区局部倾角可达80°,整体向南东倾斜.断裂带严格控制着矿带内矿体和蚀变带的空间产出(陈玉民等,2019).断裂带在北部海域矿区倾角变化较大,缓倾部位约为40°,陡倾部位可达85°.三山岛断裂带具有多期活动的特征,构造形迹经多次构造活动叠加改造,成矿前右行剪切应力场控制了断裂带的平面组合形态,断裂带早期以压扭性构造活动为主,成矿期构造应力场转变为左行压扭,主断裂整体具有挤压逆冲的特征,成矿后区域应力场发生多期转变,对前期构造、蚀变和矿化进行了切错和改造(杨奎锋等,2017). ...
Evolution of pyrite compositions at the Sizhuang gold deposit,Jiaodong Peninsula,Eastern China:Implications for the genesis of Jiao-dong-type orogenic gold mineralization
1
2021d
... 胶东半岛地处华北克拉通东南缘,是世界第三大金矿集区,累计探明的金资源储量超过5 000 t,其中,三山岛金矿带已探明金资源量超过1 200 t,是胶东半岛最重要的成矿带之一(杨立强等,2019;Zhang et al.,2020a;Song et al.,2021a).胶东半岛内的金矿床集中形成于晚白垩世(~120 Ma),是岩石圈大规模减薄伸展背景下的产物(Groves et al.,2016),这些矿床具有相似且显著的构造控矿特征(Goldfarb et al.,2014;宋明春,2015),表现为矿体形态、规模及产出空间与特定的构造界面几何形态特征有关(如:断裂走向拐弯和倾向变化部位,构造体系或形迹的分支、复合部位)(Deng et al.,2015;Wilkins et al.,2021).厘清构造几何特征与矿化分布的空间关系,将有助于理解矿体就位规律并指导三山岛金矿的勘查工作,在矿床成因和成矿预测过程中具有重要理论和实践意义(Mao et al.,2019;Liu et al.,2021b;邓浩等,2021).通常,构造面产状变化、多组构造叠合及交会可能反映或促进构造应力的转变,增强构造带次级构造(如节理、裂隙)的发育,形成成矿热液迁移或矿体就位的高渗透断裂网格(Tripp et al.,2004;Ford et al.,2009),进而提高岩石渗透率,为成矿流体的滞留、交代和矿质沉淀提供有利条件(Liu et al.,2021d).查明断裂构造几何特征的控矿作用的本质在于确定构造变形如何在空间和时间上影响岩石的渗透率,形成可供成矿流体迁移和汇聚的扩容空间(Zhao et al.,2012;Zhang et al.,2013;Ord et al.,2020),这属于典型的力—热—流多物理场的耦合问题(肖凡等,2021;安文通等,2021).成矿动力学数值模拟是一种基于固体力学、热力学和流体力学等经典定律和方程模拟成矿系统中构造、岩石变形和流体迁移的有效方法,能够模拟构造变形背景下高渗透扩容空间的发育情况和流体迁移路径,再现成矿系统的演化进程(Li et al.,2017;Eldursi et al.,2020;Liu et al.,2022).因此,成矿动力学数值模拟研究将会进一步提升对构造几何特征控制矿体就位的理解. ...
Mineralogical characteristics and in-situ sulfur isotopic analysis of gold-bearing sulfides from the Qilishan gold deposit in the Jiaodong Peninsula,China
1
2021
... 流体迁移方向往往与矿体的侧伏规律一致,以往研究常用矿体的侧伏规律来推断深部流体的运移方向(王偲瑞,2020;Ma et al.,2021;Song et al.,2021b).在三山岛金矿带,以往研究普遍认为矿体侧伏方向为NE向(宋明春,2015;张宝林等,2020),因而深部勘探工程多布置在已知矿体的北东侧.本文建立的矿体三维模型显示,三山岛金矿带的矿体具有明显的分支复合特征,空间结构较为复杂,特别是南部的新立矿区,未表现出明显的NE向侧伏[图4(a)].模拟结果显示:三山岛矿带内三山岛、西岭和北部海域的深部成矿流体来源方向为NE向[图12(b)、12(d)、12(e)],而新立地区为SE向[图 12(b)、12(c)],这可能与新立地区断裂走向自南向北具有NE-NEE-NE向转变,倾向上由陡变缓的构造组合促使流体迁移方向自深部向浅部发生NE向偏转有关.因此,根据体积应变及流体运移方向,推断在新立矿区SE向深部及三山岛、新立和北部海域NE向深部有较大成矿潜力[图11(b)]. ...
Three-dimensional prospectivity modeling of the Jiaojia-type gold deposit,Jiao-dong Peninsula,Eastern China:A case study of the Da-yingezhuang deposit
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2019
... 胶东半岛地处华北克拉通东南缘,是世界第三大金矿集区,累计探明的金资源储量超过5 000 t,其中,三山岛金矿带已探明金资源量超过1 200 t,是胶东半岛最重要的成矿带之一(杨立强等,2019;Zhang et al.,2020a;Song et al.,2021a).胶东半岛内的金矿床集中形成于晚白垩世(~120 Ma),是岩石圈大规模减薄伸展背景下的产物(Groves et al.,2016),这些矿床具有相似且显著的构造控矿特征(Goldfarb et al.,2014;宋明春,2015),表现为矿体形态、规模及产出空间与特定的构造界面几何形态特征有关(如:断裂走向拐弯和倾向变化部位,构造体系或形迹的分支、复合部位)(Deng et al.,2015;Wilkins et al.,2021).厘清构造几何特征与矿化分布的空间关系,将有助于理解矿体就位规律并指导三山岛金矿的勘查工作,在矿床成因和成矿预测过程中具有重要理论和实践意义(Mao et al.,2019;Liu et al.,2021b;邓浩等,2021).通常,构造面产状变化、多组构造叠合及交会可能反映或促进构造应力的转变,增强构造带次级构造(如节理、裂隙)的发育,形成成矿热液迁移或矿体就位的高渗透断裂网格(Tripp et al.,2004;Ford et al.,2009),进而提高岩石渗透率,为成矿流体的滞留、交代和矿质沉淀提供有利条件(Liu et al.,2021d).查明断裂构造几何特征的控矿作用的本质在于确定构造变形如何在空间和时间上影响岩石的渗透率,形成可供成矿流体迁移和汇聚的扩容空间(Zhao et al.,2012;Zhang et al.,2013;Ord et al.,2020),这属于典型的力—热—流多物理场的耦合问题(肖凡等,2021;安文通等,2021).成矿动力学数值模拟是一种基于固体力学、热力学和流体力学等经典定律和方程模拟成矿系统中构造、岩石变形和流体迁移的有效方法,能够模拟构造变形背景下高渗透扩容空间的发育情况和流体迁移路径,再现成矿系统的演化进程(Li et al.,2017;Eldursi et al.,2020;Liu et al.,2022).因此,成矿动力学数值模拟研究将会进一步提升对构造几何特征控制矿体就位的理解. ...
Quantitative analysis of ore-controlling factors based on exploration data of the Dayingezhuang gold deposit in the Jiaodong Peninsula
0
2019
Three-dimensional modeling of deep metallogenic structure in northwestern Jiaodong Peninsula and its gold prospecting significance
0
2020
On the use of FLAC
1
2020
... 胶东半岛地处华北克拉通东南缘,是世界第三大金矿集区,累计探明的金资源储量超过5 000 t,其中,三山岛金矿带已探明金资源量超过1 200 t,是胶东半岛最重要的成矿带之一(杨立强等,2019;Zhang et al.,2020a;Song et al.,2021a).胶东半岛内的金矿床集中形成于晚白垩世(~120 Ma),是岩石圈大规模减薄伸展背景下的产物(Groves et al.,2016),这些矿床具有相似且显著的构造控矿特征(Goldfarb et al.,2014;宋明春,2015),表现为矿体形态、规模及产出空间与特定的构造界面几何形态特征有关(如:断裂走向拐弯和倾向变化部位,构造体系或形迹的分支、复合部位)(Deng et al.,2015;Wilkins et al.,2021).厘清构造几何特征与矿化分布的空间关系,将有助于理解矿体就位规律并指导三山岛金矿的勘查工作,在矿床成因和成矿预测过程中具有重要理论和实践意义(Mao et al.,2019;Liu et al.,2021b;邓浩等,2021).通常,构造面产状变化、多组构造叠合及交会可能反映或促进构造应力的转变,增强构造带次级构造(如节理、裂隙)的发育,形成成矿热液迁移或矿体就位的高渗透断裂网格(Tripp et al.,2004;Ford et al.,2009),进而提高岩石渗透率,为成矿流体的滞留、交代和矿质沉淀提供有利条件(Liu et al.,2021d).查明断裂构造几何特征的控矿作用的本质在于确定构造变形如何在空间和时间上影响岩石的渗透率,形成可供成矿流体迁移和汇聚的扩容空间(Zhao et al.,2012;Zhang et al.,2013;Ord et al.,2020),这属于典型的力—热—流多物理场的耦合问题(肖凡等,2021;安文通等,2021).成矿动力学数值模拟是一种基于固体力学、热力学和流体力学等经典定律和方程模拟成矿系统中构造、岩石变形和流体迁移的有效方法,能够模拟构造变形背景下高渗透扩容空间的发育情况和流体迁移路径,再现成矿系统的演化进程(Li et al.,2017;Eldursi et al.,2020;Liu et al.,2022).因此,成矿动力学数值模拟研究将会进一步提升对构造几何特征控制矿体就位的理解. ...
Precambrian deformation belts in compressive tectonic regimes: A numerical perspective
1
2020
... 流体迁移模拟结果显示,流体流动方向随着模拟时间的增加变化不大,三山岛金矿带内三山岛、西岭和北部海域地区流体迁移方向主要为由北东深部向南西浅部运移[图11(b)、11(d)、11(e)],新立地区表现为自南东深部向北西浅部运移[图11(b)、11(c)],这可能与新立矿区走向和倾角均变化较大有关.新立地区断裂走向自南向北出现NE-EW-NE向的转变,倾向上由陡变缓,这种组合变化促进正体积应变叠加发育,形成了较大规模的体积应变大于2%的扩容空间,控制流经新立地区的部分流体自南东深部向北西浅部的大型扩容区汇流.而三山岛、西岭和北部海域地区走向、倾向的联合变化所形成的扩容空间控制了三山岛地区流体自北东深部向南西浅部的运移趋势[(图11(b)、11(d)、11(e)].因此,正体积应变值大,不仅意味着剪切带和裂隙的显著发育,而且会影响流体迁移方向,促进流体向体积应变较大的区域汇流(Li et al.,2018b;Poh et al.,2020;Liu et al.,2021a).已探明金矿床的分布位置与正体积应变的极大值区域吻合较好,北部海域的无矿段与负体积应变相吻合[图11(b)、11(e)],在断裂带走向和垂向同时发生变化的新立和西岭地区金品位较大[图4(a)],表明金矿化的定位受控于容矿构造的空间位置.断裂带走向和垂向形变的时空匹配,有利于围岩及断裂带裂隙进一步发育,促使成矿流体持续汇聚并成矿. ...
Geology and mineralization of the Sanshandao supergiant gold deposit(1 200 t)in the Jiaodong Peninsula,China:A review
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2021a
... 胶东半岛地处华北克拉通东南缘,是世界第三大金矿集区,累计探明的金资源储量超过5 000 t,其中,三山岛金矿带已探明金资源量超过1 200 t,是胶东半岛最重要的成矿带之一(杨立强等,2019;Zhang et al.,2020a;Song et al.,2021a).胶东半岛内的金矿床集中形成于晚白垩世(~120 Ma),是岩石圈大规模减薄伸展背景下的产物(Groves et al.,2016),这些矿床具有相似且显著的构造控矿特征(Goldfarb et al.,2014;宋明春,2015),表现为矿体形态、规模及产出空间与特定的构造界面几何形态特征有关(如:断裂走向拐弯和倾向变化部位,构造体系或形迹的分支、复合部位)(Deng et al.,2015;Wilkins et al.,2021).厘清构造几何特征与矿化分布的空间关系,将有助于理解矿体就位规律并指导三山岛金矿的勘查工作,在矿床成因和成矿预测过程中具有重要理论和实践意义(Mao et al.,2019;Liu et al.,2021b;邓浩等,2021).通常,构造面产状变化、多组构造叠合及交会可能反映或促进构造应力的转变,增强构造带次级构造(如节理、裂隙)的发育,形成成矿热液迁移或矿体就位的高渗透断裂网格(Tripp et al.,2004;Ford et al.,2009),进而提高岩石渗透率,为成矿流体的滞留、交代和矿质沉淀提供有利条件(Liu et al.,2021d).查明断裂构造几何特征的控矿作用的本质在于确定构造变形如何在空间和时间上影响岩石的渗透率,形成可供成矿流体迁移和汇聚的扩容空间(Zhao et al.,2012;Zhang et al.,2013;Ord et al.,2020),这属于典型的力—热—流多物理场的耦合问题(肖凡等,2021;安文通等,2021).成矿动力学数值模拟是一种基于固体力学、热力学和流体力学等经典定律和方程模拟成矿系统中构造、岩石变形和流体迁移的有效方法,能够模拟构造变形背景下高渗透扩容空间的发育情况和流体迁移路径,再现成矿系统的演化进程(Li et al.,2017;Eldursi et al.,2020;Liu et al.,2022).因此,成矿动力学数值模拟研究将会进一步提升对构造几何特征控制矿体就位的理解. ...
Metallogenic characteristics and tectonic setting of the Jiaodong gold deposit,China
1
2021b
... 流体迁移方向往往与矿体的侧伏规律一致,以往研究常用矿体的侧伏规律来推断深部流体的运移方向(王偲瑞,2020;Ma et al.,2021;Song et al.,2021b).在三山岛金矿带,以往研究普遍认为矿体侧伏方向为NE向(宋明春,2015;张宝林等,2020),因而深部勘探工程多布置在已知矿体的北东侧.本文建立的矿体三维模型显示,三山岛金矿带的矿体具有明显的分支复合特征,空间结构较为复杂,特别是南部的新立矿区,未表现出明显的NE向侧伏[图4(a)].模拟结果显示:三山岛矿带内三山岛、西岭和北部海域的深部成矿流体来源方向为NE向[图12(b)、12(d)、12(e)],而新立地区为SE向[图 12(b)、12(c)],这可能与新立地区断裂走向自南向北具有NE-NEE-NE向转变,倾向上由陡变缓的构造组合促使流体迁移方向自深部向浅部发生NE向偏转有关.因此,根据体积应变及流体运移方向,推断在新立矿区SE向深部及三山岛、新立和北部海域NE向深部有较大成矿潜力[图11(b)]. ...
Super-large gold deposit in offshore of Northern Sanshandao shovel-type and ladder-type fault upwelling-extensional Tectonic-magmatic background Jiao-dong-type gold deposits
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2015
... 1.断裂;2.金矿体;3.勘探线编号Profile of exploration line in Sanshandao gold belt,Jiaodong Peninsula(modified after Song,2015)Fig.22 原理和模型设置2.1 FLAC3D数值模拟原理和方法
FLAC3D是一款基于显式有限差分算法的数值模拟软件,应用于模拟成矿系统中热对流、变形—流体流动和力—热—流耦合研究(Li et al.,2017;Eldursi et al.,2020;Liu et al.,2022).上地壳岩石的弹塑性变形可由Mohr-Coulomb 本构模型(弹性—塑性)描述,流体流动遵循达西定律,流体流动模式受热力和变形的驱动,各量之间的耦合关系如图3所示. ...
Characteristics and prospecting significance of thermoluminescence patterns and cell parameters of quartz from the undersea gold deposit off northern Sanshandao,Jiaodong Peninsula
0
2021
Fault/fracture density and mineralization:A contouring method for targeting in gold ex-ploration
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2004
... 胶东半岛地处华北克拉通东南缘,是世界第三大金矿集区,累计探明的金资源储量超过5 000 t,其中,三山岛金矿带已探明金资源量超过1 200 t,是胶东半岛最重要的成矿带之一(杨立强等,2019;Zhang et al.,2020a;Song et al.,2021a).胶东半岛内的金矿床集中形成于晚白垩世(~120 Ma),是岩石圈大规模减薄伸展背景下的产物(Groves et al.,2016),这些矿床具有相似且显著的构造控矿特征(Goldfarb et al.,2014;宋明春,2015),表现为矿体形态、规模及产出空间与特定的构造界面几何形态特征有关(如:断裂走向拐弯和倾向变化部位,构造体系或形迹的分支、复合部位)(Deng et al.,2015;Wilkins et al.,2021).厘清构造几何特征与矿化分布的空间关系,将有助于理解矿体就位规律并指导三山岛金矿的勘查工作,在矿床成因和成矿预测过程中具有重要理论和实践意义(Mao et al.,2019;Liu et al.,2021b;邓浩等,2021).通常,构造面产状变化、多组构造叠合及交会可能反映或促进构造应力的转变,增强构造带次级构造(如节理、裂隙)的发育,形成成矿热液迁移或矿体就位的高渗透断裂网格(Tripp et al.,2004;Ford et al.,2009),进而提高岩石渗透率,为成矿流体的滞留、交代和矿质沉淀提供有利条件(Liu et al.,2021d).查明断裂构造几何特征的控矿作用的本质在于确定构造变形如何在空间和时间上影响岩石的渗透率,形成可供成矿流体迁移和汇聚的扩容空间(Zhao et al.,2012;Zhang et al.,2013;Ord et al.,2020),这属于典型的力—热—流多物理场的耦合问题(肖凡等,2021;安文通等,2021).成矿动力学数值模拟是一种基于固体力学、热力学和流体力学等经典定律和方程模拟成矿系统中构造、岩石变形和流体迁移的有效方法,能够模拟构造变形背景下高渗透扩容空间的发育情况和流体迁移路径,再现成矿系统的演化进程(Li et al.,2017;Eldursi et al.,2020;Liu et al.,2022).因此,成矿动力学数值模拟研究将会进一步提升对构造几何特征控制矿体就位的理解. ...
Structurl Hydrodynamics of Metallogenesis of Gold Deposits in Northwestern Jiaodong,Easten China
0
2020
Effect of basement structure on the spatial distribution of gold deposits: Structure stress transfer modeling of Jiaojia fault
0
2020
Precambrian metamorphic crustal basement cannot provide much gold to form giant gold deposits in the Jiaodong Peninsula,China
1
2021
... 胶东半岛位于华北克拉通东缘,西部以郯庐断裂为界与鲁西相邻,南部临近华南克拉通北缘,东部为太平洋俯冲带,是多构造单元复合部位[图1(a)].区内地层主要有新太古界胶东岩群,古元古界荆山群、粉子山群等前寒武纪变质基底和晚侏罗世花岗岩、早白垩世花岗岩闪长岩以及中—基性脉岩等中生代岩浆岩(杨立强等,2019).胶西北地区金矿床按矿化产出特征划分为蚀变岩型和石英脉型,前者资源量占据了胶西北矿集区金资源量的80%以上,绝大多数大型、超大型金矿床均属于蚀变岩型金矿(Wang et al.,2021). ...
Structural control of high-grade gold shoots at the reward mine,Hill End,New South Wales,Australia
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2021
... 胶东半岛地处华北克拉通东南缘,是世界第三大金矿集区,累计探明的金资源储量超过5 000 t,其中,三山岛金矿带已探明金资源量超过1 200 t,是胶东半岛最重要的成矿带之一(杨立强等,2019;Zhang et al.,2020a;Song et al.,2021a).胶东半岛内的金矿床集中形成于晚白垩世(~120 Ma),是岩石圈大规模减薄伸展背景下的产物(Groves et al.,2016),这些矿床具有相似且显著的构造控矿特征(Goldfarb et al.,2014;宋明春,2015),表现为矿体形态、规模及产出空间与特定的构造界面几何形态特征有关(如:断裂走向拐弯和倾向变化部位,构造体系或形迹的分支、复合部位)(Deng et al.,2015;Wilkins et al.,2021).厘清构造几何特征与矿化分布的空间关系,将有助于理解矿体就位规律并指导三山岛金矿的勘查工作,在矿床成因和成矿预测过程中具有重要理论和实践意义(Mao et al.,2019;Liu et al.,2021b;邓浩等,2021).通常,构造面产状变化、多组构造叠合及交会可能反映或促进构造应力的转变,增强构造带次级构造(如节理、裂隙)的发育,形成成矿热液迁移或矿体就位的高渗透断裂网格(Tripp et al.,2004;Ford et al.,2009),进而提高岩石渗透率,为成矿流体的滞留、交代和矿质沉淀提供有利条件(Liu et al.,2021d).查明断裂构造几何特征的控矿作用的本质在于确定构造变形如何在空间和时间上影响岩石的渗透率,形成可供成矿流体迁移和汇聚的扩容空间(Zhao et al.,2012;Zhang et al.,2013;Ord et al.,2020),这属于典型的力—热—流多物理场的耦合问题(肖凡等,2021;安文通等,2021).成矿动力学数值模拟是一种基于固体力学、热力学和流体力学等经典定律和方程模拟成矿系统中构造、岩石变形和流体迁移的有效方法,能够模拟构造变形背景下高渗透扩容空间的发育情况和流体迁移路径,再现成矿系统的演化进程(Li et al.,2017;Eldursi et al.,2020;Liu et al.,2022).因此,成矿动力学数值模拟研究将会进一步提升对构造几何特征控制矿体就位的理解. ...
Fault and intrusion control on copper mineralization in the Dexing porphyry copper deposit in Jiangxi,China:A perspective from stress deformation-heat transfer-fluid flow coupled numerical modeling
0
2021
Structural controls of the Sanshandao gold deposit in the northwestern Jiaodong district,China
0
2017
Fault geometry and fluid-rock reaction: Combined controls on mineralization in the Xinli gold deposit,Jiaodong Peninsula,China
1
2018
... 三山岛金矿带位于胶东半岛的西端,已探明金资源量超过1 400 t,代表性矿床有三山岛、北部海域和新立等金矿.三山岛金矿带内金矿化在垂向和走向上呈舒缓波状分布,呈现出与断裂面的特殊形态特征具有紧密的空间联系(宋明春,2015;毛先成等,2019).为查明三山岛断裂对金矿化的控制作用,前人在该区开展了大量研究工作.如:杨奎锋等(2017)通过分析三山岛断裂的力学性质和活动特征,认为三山岛断裂带呈压扭性,左行压应力在成矿期控制了金矿分布,在成矿期后受到多期构造活动的影响.刘日富等(2019)通过构造岩组合与矿石构造特征分析,提出NEE向张性构造控制着矿体延长大于延深的产出特征,而NE向张剪性构造控制着矿体延深大于延长,断裂带内垂向上呈“S”型或反“S”型的构造蚀变带的张裂处为成矿提供了有利的成矿空间.Yang et al.(2018)通过分析倾角、倾向与金矿的空间分布特征,指出断裂走向和倾向变化处有利于水—岩反应,且水—岩反应导致的体积变化进一步提升了岩石渗漏率,促进裂隙发育,形成厚大金矿体.尽管上述研究已从构造演化、构造空间特征等方面探讨了三山岛断裂带的构造控矿作用,但是这些研究是基于宏观的演化过程或二维地质剖面开展的,未能从构造变形—流体活动—矿体就位的动态演化过程理解三山岛断裂带几何特征对矿体就位的控制作用. ...
Structure control on formation and localization of giant deposits:An example of Jiaodong gold deposits in China
1
2019
... 1.古近纪沉积物;2.白垩纪沉积物和火山岩;3.新元古代蓬莱群变质岩(1.1~0.8 Ga);4.古元古代荆山群变质岩(2.2~1.9 Ga);5.新太古代胶东群变质岩(2.9~2.5 Ga);6.超高压变质岩(变质年龄约为230 Ma)7.艾山花岗岩类(约为115 Ma);8.郭家岭花岗闪长岩(130~125 Ma);9.玲珑/昆嵛山花岗岩(160~155 Ma);10.晚三叠世花岗岩(230~205 Ma);11.岩石圈断层;12.区域断层;13.金矿体Geological map of the Jiaodong Peninsula gold district(a) and Sanshandao gold deposit(b)(modified after Yang et al.,2019;Liu et al.,2021c)Fig.1
三山岛金矿带位于胶东金矿集区的西端,区内岩石主要为新太古代胶东群、晚侏罗世玲珑花岗岩、早白垩世郭家岭花岗闪长岩及少量基性脉岩(宋英昕等,2021).三山岛断裂带是区内的控矿断裂,其大部分被第四系覆盖,局部出露于地表,断裂主要由糜棱岩、碎裂岩和碎裂状岩石组成,发育连续而稳定的主裂面,呈舒缓波状,显压扭性特点[图1(b)].断裂带总体呈NE向,走向约40°,局部走向发生大角度偏转,显张性特征,整体呈反“S”型展布(刘日富等,2019),反映出断裂带具有右行走滑特征[图1(b)].在北部海域段平均走向为35°,到三山岛—新立段走向转为62°,在新立段走向转为20°延入渤海,而后在仓北以78°走向延至仓南,从仓南以走向13°往南西延长2 km,逐渐转为55°,至潘家屋子延入渤海(Zhang et al.,2020a).倾向上,断裂带倾角平缓,平均约为40°,主要集中在35°~50°范围内,北部海域矿区局部倾角可达80°,整体向南东倾斜.断裂带严格控制着矿带内矿体和蚀变带的空间产出(陈玉民等,2019).断裂带在北部海域矿区倾角变化较大,缓倾部位约为40°,陡倾部位可达85°.三山岛断裂带具有多期活动的特征,构造形迹经多次构造活动叠加改造,成矿前右行剪切应力场控制了断裂带的平面组合形态,断裂带早期以压扭性构造活动为主,成矿期构造应力场转变为左行压扭,主断裂整体具有挤压逆冲的特征,成矿后区域应力场发生多期转变,对前期构造、蚀变和矿化进行了切错和改造(杨奎锋等,2017). ...
A comparative study of the characteristics of tectonic deformation lithofacies belts in different ore blocks of the Linglong gold orefield in Jiaodong and the deep ore-prospecting prognosis
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2020
... 胶东半岛地处华北克拉通东南缘,是世界第三大金矿集区,累计探明的金资源储量超过5 000 t,其中,三山岛金矿带已探明金资源量超过1 200 t,是胶东半岛最重要的成矿带之一(杨立强等,2019;Zhang et al.,2020a;Song et al.,2021a).胶东半岛内的金矿床集中形成于晚白垩世(~120 Ma),是岩石圈大规模减薄伸展背景下的产物(Groves et al.,2016),这些矿床具有相似且显著的构造控矿特征(Goldfarb et al.,2014;宋明春,2015),表现为矿体形态、规模及产出空间与特定的构造界面几何形态特征有关(如:断裂走向拐弯和倾向变化部位,构造体系或形迹的分支、复合部位)(Deng et al.,2015;Wilkins et al.,2021).厘清构造几何特征与矿化分布的空间关系,将有助于理解矿体就位规律并指导三山岛金矿的勘查工作,在矿床成因和成矿预测过程中具有重要理论和实践意义(Mao et al.,2019;Liu et al.,2021b;邓浩等,2021).通常,构造面产状变化、多组构造叠合及交会可能反映或促进构造应力的转变,增强构造带次级构造(如节理、裂隙)的发育,形成成矿热液迁移或矿体就位的高渗透断裂网格(Tripp et al.,2004;Ford et al.,2009),进而提高岩石渗透率,为成矿流体的滞留、交代和矿质沉淀提供有利条件(Liu et al.,2021d).查明断裂构造几何特征的控矿作用的本质在于确定构造变形如何在空间和时间上影响岩石的渗透率,形成可供成矿流体迁移和汇聚的扩容空间(Zhao et al.,2012;Zhang et al.,2013;Ord et al.,2020),这属于典型的力—热—流多物理场的耦合问题(肖凡等,2021;安文通等,2021).成矿动力学数值模拟是一种基于固体力学、热力学和流体力学等经典定律和方程模拟成矿系统中构造、岩石变形和流体迁移的有效方法,能够模拟构造变形背景下高渗透扩容空间的发育情况和流体迁移路径,再现成矿系统的演化进程(Li et al.,2017;Eldursi et al.,2020;Liu et al.,2022).因此,成矿动力学数值模拟研究将会进一步提升对构造几何特征控制矿体就位的理解. ...
... 三山岛金矿带位于胶东金矿集区的西端,区内岩石主要为新太古代胶东群、晚侏罗世玲珑花岗岩、早白垩世郭家岭花岗闪长岩及少量基性脉岩(宋英昕等,2021).三山岛断裂带是区内的控矿断裂,其大部分被第四系覆盖,局部出露于地表,断裂主要由糜棱岩、碎裂岩和碎裂状岩石组成,发育连续而稳定的主裂面,呈舒缓波状,显压扭性特点[图1(b)].断裂带总体呈NE向,走向约40°,局部走向发生大角度偏转,显张性特征,整体呈反“S”型展布(刘日富等,2019),反映出断裂带具有右行走滑特征[图1(b)].在北部海域段平均走向为35°,到三山岛—新立段走向转为62°,在新立段走向转为20°延入渤海,而后在仓北以78°走向延至仓南,从仓南以走向13°往南西延长2 km,逐渐转为55°,至潘家屋子延入渤海(Zhang et al.,2020a).倾向上,断裂带倾角平缓,平均约为40°,主要集中在35°~50°范围内,北部海域矿区局部倾角可达80°,整体向南东倾斜.断裂带严格控制着矿带内矿体和蚀变带的空间产出(陈玉民等,2019).断裂带在北部海域矿区倾角变化较大,缓倾部位约为40°,陡倾部位可达85°.三山岛断裂带具有多期活动的特征,构造形迹经多次构造活动叠加改造,成矿前右行剪切应力场控制了断裂带的平面组合形态,断裂带早期以压扭性构造活动为主,成矿期构造应力场转变为左行压扭,主断裂整体具有挤压逆冲的特征,成矿后区域应力场发生多期转变,对前期构造、蚀变和矿化进行了切错和改造(杨奎锋等,2017). ...
... 在水平方向上,三山岛金矿带存在矿化不均一分布的特征,矿化常见于断裂带拐弯处,并存在间断分布的特点(Zhang et al.,2020a)[图6(a)],这种分布可能反映了断裂在水平方向上的变形对矿体的产出具有控制作用.为查明内在控制机制,本文对比了-1 000 m中段剖面的矿化分布和剪切应变、体积应变分布特征(图6). ...
... 模拟结果显示:当体积压缩量为0.1%时,断裂带与围岩剪切应变发育不明显,断裂带内剪切应变分布无明显差异,其值较围岩略大(图7),随着模拟时间步的增加,断裂带及靠近断裂带下盘的围岩剪切应变值显著增大,所形成的剪切应变高值分布区呈现浅部宽深部窄、宽度随断裂带深度的增加而逐渐收窄的趋势(图8),与韧性变形随深度增加而变强的规律一致(Zhang et al.,2020b).剪切应变高值分布区在无明显陡缓变换的Ⅱ号剖面中收窄速率放缓[图8(b)],在Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ号剖面的显著陡倾部位迅速收窄[图8(a)、8(c)、8(d)].该现象说明断裂倾角可能会影响剪切带的发育,即:在NNW-SSE向构造挤压的应力背景下,高倾角断层不利于剪切应变向围岩发展,导致难以形成宽大的剪切破碎带,故矿体常在该部位尖灭;低倾角断层则有助于剪切应变的传递,从而形成更宽大、破碎程度更高的剪切带,在成矿流体的共同作用下形成厚大矿化蚀变带(程南南等,2021;Liu et al.,2021a). ...
Relative roles of formation and preservation on gold endowment along the Sanshandao gold belt in the Jiaodong gold province,China:Importance for province- to district-scale gold exploration
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2020a
Mesozoic orogenic gold mineralization in the Jiaodong Peninsula,China: A focused event at 120 ± 2 Ma during cooling of pregold granite intrusions
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2020b
Numerical modelling of structural controls on fluid flow and mineralization
1
2011
... 由-1 000 m中段剖面剪切应变图[图6(b)、6(c)]可知,当体积压缩量为0.1%时,断裂带剪切应变发育不连续,主要发育在新立和西岭断裂拐弯处,且积累了较大的正体积应变[图6(d)].随着模拟时间步的增加,断裂拐弯处的体积应变和剪切应变继续积累,应变值持续增大,当体积压缩量达到2%时,新立和西岭断裂拐弯处仍是剪切应变的极大值部位,金矿带内各矿区剪切应变与体积应变的积累区开始相互联通,在北部海域断裂拐弯处也出现了明显的应变高值[图6(c)、6(d)].通过剪切应变和体积应变的发育情况可以判断剪切带、裂隙的发育部位,进而推断有利于成矿的空间位置(Zhang et al.,2011).这说明随着构造演化(挤压)的推进,断裂带内部及其附近围岩裂隙继续发育,断裂的拐弯可以促进围岩裂隙的发育,形成破碎带或分支断裂等高渗透性构造.数值模拟结果所揭示的剪切带、裂隙显著发育的位置与大型金矿床的发育位置能够很好地吻合,揭示了断裂拐弯处是应变较大的部位,在构造活动过程中更易发育高渗透性构造,控制着矿体的就位. ...
Modelling fault reactivation and fluid flow around a fault restraining step-over structure in the Laverton gold region,Yilgarn Craton,Western Australia
1
2013
... 胶东半岛地处华北克拉通东南缘,是世界第三大金矿集区,累计探明的金资源储量超过5 000 t,其中,三山岛金矿带已探明金资源量超过1 200 t,是胶东半岛最重要的成矿带之一(杨立强等,2019;Zhang et al.,2020a;Song et al.,2021a).胶东半岛内的金矿床集中形成于晚白垩世(~120 Ma),是岩石圈大规模减薄伸展背景下的产物(Groves et al.,2016),这些矿床具有相似且显著的构造控矿特征(Goldfarb et al.,2014;宋明春,2015),表现为矿体形态、规模及产出空间与特定的构造界面几何形态特征有关(如:断裂走向拐弯和倾向变化部位,构造体系或形迹的分支、复合部位)(Deng et al.,2015;Wilkins et al.,2021).厘清构造几何特征与矿化分布的空间关系,将有助于理解矿体就位规律并指导三山岛金矿的勘查工作,在矿床成因和成矿预测过程中具有重要理论和实践意义(Mao et al.,2019;Liu et al.,2021b;邓浩等,2021).通常,构造面产状变化、多组构造叠合及交会可能反映或促进构造应力的转变,增强构造带次级构造(如节理、裂隙)的发育,形成成矿热液迁移或矿体就位的高渗透断裂网格(Tripp et al.,2004;Ford et al.,2009),进而提高岩石渗透率,为成矿流体的滞留、交代和矿质沉淀提供有利条件(Liu et al.,2021d).查明断裂构造几何特征的控矿作用的本质在于确定构造变形如何在空间和时间上影响岩石的渗透率,形成可供成矿流体迁移和汇聚的扩容空间(Zhao et al.,2012;Zhang et al.,2013;Ord et al.,2020),这属于典型的力—热—流多物理场的耦合问题(肖凡等,2021;安文通等,2021).成矿动力学数值模拟是一种基于固体力学、热力学和流体力学等经典定律和方程模拟成矿系统中构造、岩石变形和流体迁移的有效方法,能够模拟构造变形背景下高渗透扩容空间的发育情况和流体迁移路径,再现成矿系统的演化进程(Li et al.,2017;Eldursi et al.,2020;Liu et al.,2022).因此,成矿动力学数值模拟研究将会进一步提升对构造几何特征控制矿体就位的理解. ...
Some fundamental issues in computational hydrodynamics of mineralization:A review
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2012
... 胶东半岛地处华北克拉通东南缘,是世界第三大金矿集区,累计探明的金资源储量超过5 000 t,其中,三山岛金矿带已探明金资源量超过1 200 t,是胶东半岛最重要的成矿带之一(杨立强等,2019;Zhang et al.,2020a;Song et al.,2021a).胶东半岛内的金矿床集中形成于晚白垩世(~120 Ma),是岩石圈大规模减薄伸展背景下的产物(Groves et al.,2016),这些矿床具有相似且显著的构造控矿特征(Goldfarb et al.,2014;宋明春,2015),表现为矿体形态、规模及产出空间与特定的构造界面几何形态特征有关(如:断裂走向拐弯和倾向变化部位,构造体系或形迹的分支、复合部位)(Deng et al.,2015;Wilkins et al.,2021).厘清构造几何特征与矿化分布的空间关系,将有助于理解矿体就位规律并指导三山岛金矿的勘查工作,在矿床成因和成矿预测过程中具有重要理论和实践意义(Mao et al.,2019;Liu et al.,2021b;邓浩等,2021).通常,构造面产状变化、多组构造叠合及交会可能反映或促进构造应力的转变,增强构造带次级构造(如节理、裂隙)的发育,形成成矿热液迁移或矿体就位的高渗透断裂网格(Tripp et al.,2004;Ford et al.,2009),进而提高岩石渗透率,为成矿流体的滞留、交代和矿质沉淀提供有利条件(Liu et al.,2021d).查明断裂构造几何特征的控矿作用的本质在于确定构造变形如何在空间和时间上影响岩石的渗透率,形成可供成矿流体迁移和汇聚的扩容空间(Zhao et al.,2012;Zhang et al.,2013;Ord et al.,2020),这属于典型的力—热—流多物理场的耦合问题(肖凡等,2021;安文通等,2021).成矿动力学数值模拟是一种基于固体力学、热力学和流体力学等经典定律和方程模拟成矿系统中构造、岩石变形和流体迁移的有效方法,能够模拟构造变形背景下高渗透扩容空间的发育情况和流体迁移路径,再现成矿系统的演化进程(Li et al.,2017;Eldursi et al.,2020;Liu et al.,2022).因此,成矿动力学数值模拟研究将会进一步提升对构造几何特征控制矿体就位的理解. ...
Reserch into numerical simulation of FLAC3D ore-forming process Nanni Lake molybdenum deposit as an example
0
2017
基于成矿过程数值模拟的隐伏矿双向预测研究
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2021
... 胶东半岛地处华北克拉通东南缘,是世界第三大金矿集区,累计探明的金资源储量超过5 000 t,其中,三山岛金矿带已探明金资源量超过1 200 t,是胶东半岛最重要的成矿带之一(杨立强等,2019;Zhang et al.,2020a;Song et al.,2021a).胶东半岛内的金矿床集中形成于晚白垩世(~120 Ma),是岩石圈大规模减薄伸展背景下的产物(Groves et al.,2016),这些矿床具有相似且显著的构造控矿特征(Goldfarb et al.,2014;宋明春,2015),表现为矿体形态、规模及产出空间与特定的构造界面几何形态特征有关(如:断裂走向拐弯和倾向变化部位,构造体系或形迹的分支、复合部位)(Deng et al.,2015;Wilkins et al.,2021).厘清构造几何特征与矿化分布的空间关系,将有助于理解矿体就位规律并指导三山岛金矿的勘查工作,在矿床成因和成矿预测过程中具有重要理论和实践意义(Mao et al.,2019;Liu et al.,2021b;邓浩等,2021).通常,构造面产状变化、多组构造叠合及交会可能反映或促进构造应力的转变,增强构造带次级构造(如节理、裂隙)的发育,形成成矿热液迁移或矿体就位的高渗透断裂网格(Tripp et al.,2004;Ford et al.,2009),进而提高岩石渗透率,为成矿流体的滞留、交代和矿质沉淀提供有利条件(Liu et al.,2021d).查明断裂构造几何特征的控矿作用的本质在于确定构造变形如何在空间和时间上影响岩石的渗透率,形成可供成矿流体迁移和汇聚的扩容空间(Zhao et al.,2012;Zhang et al.,2013;Ord et al.,2020),这属于典型的力—热—流多物理场的耦合问题(肖凡等,2021;安文通等,2021).成矿动力学数值模拟是一种基于固体力学、热力学和流体力学等经典定律和方程模拟成矿系统中构造、岩石变形和流体迁移的有效方法,能够模拟构造变形背景下高渗透扩容空间的发育情况和流体迁移路径,再现成矿系统的演化进程(Li et al.,2017;Eldursi et al.,2020;Liu et al.,2022).因此,成矿动力学数值模拟研究将会进一步提升对构造几何特征控制矿体就位的理解. ...
黄铁矿标型特征对胶东三山岛金矿深部矿化的启示
1
2019
... 三山岛金矿带位于胶东金矿集区的西端,区内岩石主要为新太古代胶东群、晚侏罗世玲珑花岗岩、早白垩世郭家岭花岗闪长岩及少量基性脉岩(宋英昕等,2021).三山岛断裂带是区内的控矿断裂,其大部分被第四系覆盖,局部出露于地表,断裂主要由糜棱岩、碎裂岩和碎裂状岩石组成,发育连续而稳定的主裂面,呈舒缓波状,显压扭性特点[图1(b)].断裂带总体呈NE向,走向约40°,局部走向发生大角度偏转,显张性特征,整体呈反“S”型展布(刘日富等,2019),反映出断裂带具有右行走滑特征[图1(b)].在北部海域段平均走向为35°,到三山岛—新立段走向转为62°,在新立段走向转为20°延入渤海,而后在仓北以78°走向延至仓南,从仓南以走向13°往南西延长2 km,逐渐转为55°,至潘家屋子延入渤海(Zhang et al.,2020a).倾向上,断裂带倾角平缓,平均约为40°,主要集中在35°~50°范围内,北部海域矿区局部倾角可达80°,整体向南东倾斜.断裂带严格控制着矿带内矿体和蚀变带的空间产出(陈玉民等,2019).断裂带在北部海域矿区倾角变化较大,缓倾部位约为40°,陡倾部位可达85°.三山岛断裂带具有多期活动的特征,构造形迹经多次构造活动叠加改造,成矿前右行剪切应力场控制了断裂带的平面组合形态,断裂带早期以压扭性构造活动为主,成矿期构造应力场转变为左行压扭,主断裂整体具有挤压逆冲的特征,成矿后区域应力场发生多期转变,对前期构造、蚀变和矿化进行了切错和改造(杨奎锋等,2017). ...
胶东地区控矿剪切带脆性变形时代的Ar-Ar年代学及其对成矿的制约
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2021
... 模拟结果显示:当体积压缩量为0.1%时,断裂带与围岩剪切应变发育不明显,断裂带内剪切应变分布无明显差异,其值较围岩略大(图7),随着模拟时间步的增加,断裂带及靠近断裂带下盘的围岩剪切应变值显著增大,所形成的剪切应变高值分布区呈现浅部宽深部窄、宽度随断裂带深度的增加而逐渐收窄的趋势(图8),与韧性变形随深度增加而变强的规律一致(Zhang et al.,2020b).剪切应变高值分布区在无明显陡缓变换的Ⅱ号剖面中收窄速率放缓[图8(b)],在Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ号剖面的显著陡倾部位迅速收窄[图8(a)、8(c)、8(d)].该现象说明断裂倾角可能会影响剪切带的发育,即:在NNW-SSE向构造挤压的应力背景下,高倾角断层不利于剪切应变向围岩发展,导致难以形成宽大的剪切破碎带,故矿体常在该部位尖灭;低倾角断层则有助于剪切应变的传递,从而形成更宽大、破碎程度更高的剪切带,在成矿流体的共同作用下形成厚大矿化蚀变带(程南南等,2021;Liu et al.,2021a). ...
基于注意力卷积神经网络的焦家金矿带三维成矿预测及构造控矿因素定量分析
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2021
... 胶东半岛地处华北克拉通东南缘,是世界第三大金矿集区,累计探明的金资源储量超过5 000 t,其中,三山岛金矿带已探明金资源量超过1 200 t,是胶东半岛最重要的成矿带之一(杨立强等,2019;Zhang et al.,2020a;Song et al.,2021a).胶东半岛内的金矿床集中形成于晚白垩世(~120 Ma),是岩石圈大规模减薄伸展背景下的产物(Groves et al.,2016),这些矿床具有相似且显著的构造控矿特征(Goldfarb et al.,2014;宋明春,2015),表现为矿体形态、规模及产出空间与特定的构造界面几何形态特征有关(如:断裂走向拐弯和倾向变化部位,构造体系或形迹的分支、复合部位)(Deng et al.,2015;Wilkins et al.,2021).厘清构造几何特征与矿化分布的空间关系,将有助于理解矿体就位规律并指导三山岛金矿的勘查工作,在矿床成因和成矿预测过程中具有重要理论和实践意义(Mao et al.,2019;Liu et al.,2021b;邓浩等,2021).通常,构造面产状变化、多组构造叠合及交会可能反映或促进构造应力的转变,增强构造带次级构造(如节理、裂隙)的发育,形成成矿热液迁移或矿体就位的高渗透断裂网格(Tripp et al.,2004;Ford et al.,2009),进而提高岩石渗透率,为成矿流体的滞留、交代和矿质沉淀提供有利条件(Liu et al.,2021d).查明断裂构造几何特征的控矿作用的本质在于确定构造变形如何在空间和时间上影响岩石的渗透率,形成可供成矿流体迁移和汇聚的扩容空间(Zhao et al.,2012;Zhang et al.,2013;Ord et al.,2020),这属于典型的力—热—流多物理场的耦合问题(肖凡等,2021;安文通等,2021).成矿动力学数值模拟是一种基于固体力学、热力学和流体力学等经典定律和方程模拟成矿系统中构造、岩石变形和流体迁移的有效方法,能够模拟构造变形背景下高渗透扩容空间的发育情况和流体迁移路径,再现成矿系统的演化进程(Li et al.,2017;Eldursi et al.,2020;Liu et al.,2022).因此,成矿动力学数值模拟研究将会进一步提升对构造几何特征控制矿体就位的理解. ...
... 胶东半岛地处华北克拉通东南缘,是世界第三大金矿集区,累计探明的金资源储量超过5 000 t,其中,三山岛金矿带已探明金资源量超过1 200 t,是胶东半岛最重要的成矿带之一(杨立强等,2019;Zhang et al.,2020a;Song et al.,2021a).胶东半岛内的金矿床集中形成于晚白垩世(~120 Ma),是岩石圈大规模减薄伸展背景下的产物(Groves et al.,2016),这些矿床具有相似且显著的构造控矿特征(Goldfarb et al.,2014;宋明春,2015),表现为矿体形态、规模及产出空间与特定的构造界面几何形态特征有关(如:断裂走向拐弯和倾向变化部位,构造体系或形迹的分支、复合部位)(Deng et al.,2015;Wilkins et al.,2021).厘清构造几何特征与矿化分布的空间关系,将有助于理解矿体就位规律并指导三山岛金矿的勘查工作,在矿床成因和成矿预测过程中具有重要理论和实践意义(Mao et al.,2019;Liu et al.,2021b;邓浩等,2021).通常,构造面产状变化、多组构造叠合及交会可能反映或促进构造应力的转变,增强构造带次级构造(如节理、裂隙)的发育,形成成矿热液迁移或矿体就位的高渗透断裂网格(Tripp et al.,2004;Ford et al.,2009),进而提高岩石渗透率,为成矿流体的滞留、交代和矿质沉淀提供有利条件(Liu et al.,2021d).查明断裂构造几何特征的控矿作用的本质在于确定构造变形如何在空间和时间上影响岩石的渗透率,形成可供成矿流体迁移和汇聚的扩容空间(Zhao et al.,2012;Zhang et al.,2013;Ord et al.,2020),这属于典型的力—热—流多物理场的耦合问题(肖凡等,2021;安文通等,2021).成矿动力学数值模拟是一种基于固体力学、热力学和流体力学等经典定律和方程模拟成矿系统中构造、岩石变形和流体迁移的有效方法,能够模拟构造变形背景下高渗透扩容空间的发育情况和流体迁移路径,再现成矿系统的演化进程(Li et al.,2017;Eldursi et al.,2020;Liu et al.,2022).因此,成矿动力学数值模拟研究将会进一步提升对构造几何特征控制矿体就位的理解. ...
... 三山岛金矿带位于胶东半岛的西端,已探明金资源量超过1 400 t,代表性矿床有三山岛、北部海域和新立等金矿.三山岛金矿带内金矿化在垂向和走向上呈舒缓波状分布,呈现出与断裂面的特殊形态特征具有紧密的空间联系(宋明春,2015;毛先成等,2019).为查明三山岛断裂对金矿化的控制作用,前人在该区开展了大量研究工作.如:杨奎锋等(2017)通过分析三山岛断裂的力学性质和活动特征,认为三山岛断裂带呈压扭性,左行压应力在成矿期控制了金矿分布,在成矿期后受到多期构造活动的影响.刘日富等(2019)通过构造岩组合与矿石构造特征分析,提出NEE向张性构造控制着矿体延长大于延深的产出特征,而NE向张剪性构造控制着矿体延深大于延长,断裂带内垂向上呈“S”型或反“S”型的构造蚀变带的张裂处为成矿提供了有利的成矿空间.Yang et al.(2018)通过分析倾角、倾向与金矿的空间分布特征,指出断裂走向和倾向变化处有利于水—岩反应,且水—岩反应导致的体积变化进一步提升了岩石渗漏率,促进裂隙发育,形成厚大金矿体.尽管上述研究已从构造演化、构造空间特征等方面探讨了三山岛断裂带的构造控矿作用,但是这些研究是基于宏观的演化过程或二维地质剖面开展的,未能从构造变形—流体活动—矿体就位的动态演化过程理解三山岛断裂带几何特征对矿体就位的控制作用. ...
... 流体迁移方向往往与矿体的侧伏规律一致,以往研究常用矿体的侧伏规律来推断深部流体的运移方向(王偲瑞,2020;Ma et al.,2021;Song et al.,2021b).在三山岛金矿带,以往研究普遍认为矿体侧伏方向为NE向(宋明春,2015;张宝林等,2020),因而深部勘探工程多布置在已知矿体的北东侧.本文建立的矿体三维模型显示,三山岛金矿带的矿体具有明显的分支复合特征,空间结构较为复杂,特别是南部的新立矿区,未表现出明显的NE向侧伏[图4(a)].模拟结果显示:三山岛矿带内三山岛、西岭和北部海域的深部成矿流体来源方向为NE向[图12(b)、12(d)、12(e)],而新立地区为SE向[图 12(b)、12(c)],这可能与新立地区断裂走向自南向北具有NE-NEE-NE向转变,倾向上由陡变缓的构造组合促使流体迁移方向自深部向浅部发生NE向偏转有关.因此,根据体积应变及流体运移方向,推断在新立矿区SE向深部及三山岛、新立和北部海域NE向深部有较大成矿潜力[图11(b)]. ...
胶东三山岛北部海域金矿床石英热释光和晶胞参数特征及其找矿意义
2
2021
... 三山岛金矿带位于胶东金矿集区的西端,区内岩石主要为新太古代胶东群、晚侏罗世玲珑花岗岩、早白垩世郭家岭花岗闪长岩及少量基性脉岩(宋英昕等,2021).三山岛断裂带是区内的控矿断裂,其大部分被第四系覆盖,局部出露于地表,断裂主要由糜棱岩、碎裂岩和碎裂状岩石组成,发育连续而稳定的主裂面,呈舒缓波状,显压扭性特点[图1(b)].断裂带总体呈NE向,走向约40°,局部走向发生大角度偏转,显张性特征,整体呈反“S”型展布(刘日富等,2019),反映出断裂带具有右行走滑特征[图1(b)].在北部海域段平均走向为35°,到三山岛—新立段走向转为62°,在新立段走向转为20°延入渤海,而后在仓北以78°走向延至仓南,从仓南以走向13°往南西延长2 km,逐渐转为55°,至潘家屋子延入渤海(Zhang et al.,2020a).倾向上,断裂带倾角平缓,平均约为40°,主要集中在35°~50°范围内,北部海域矿区局部倾角可达80°,整体向南东倾斜.断裂带严格控制着矿带内矿体和蚀变带的空间产出(陈玉民等,2019).断裂带在北部海域矿区倾角变化较大,缓倾部位约为40°,陡倾部位可达85°.三山岛断裂带具有多期活动的特征,构造形迹经多次构造活动叠加改造,成矿前右行剪切应力场控制了断裂带的平面组合形态,断裂带早期以压扭性构造活动为主,成矿期构造应力场转变为左行压扭,主断裂整体具有挤压逆冲的特征,成矿后区域应力场发生多期转变,对前期构造、蚀变和矿化进行了切错和改造(杨奎锋等,2017). ...
... 流体迁移方向往往与矿体的侧伏规律一致,以往研究常用矿体的侧伏规律来推断深部流体的运移方向(王偲瑞,2020;Ma et al.,2021;Song et al.,2021b).在三山岛金矿带,以往研究普遍认为矿体侧伏方向为NE向(宋明春,2015;张宝林等,2020),因而深部勘探工程多布置在已知矿体的北东侧.本文建立的矿体三维模型显示,三山岛金矿带的矿体具有明显的分支复合特征,空间结构较为复杂,特别是南部的新立矿区,未表现出明显的NE向侧伏[图4(a)].模拟结果显示:三山岛矿带内三山岛、西岭和北部海域的深部成矿流体来源方向为NE向[图12(b)、12(d)、12(e)],而新立地区为SE向[图 12(b)、12(c)],这可能与新立地区断裂走向自南向北具有NE-NEE-NE向转变,倾向上由陡变缓的构造组合促使流体迁移方向自深部向浅部发生NE向偏转有关.因此,根据体积应变及流体运移方向,推断在新立矿区SE向深部及三山岛、新立和北部海域NE向深部有较大成矿潜力[图11(b)]. ...
基底构造对矿床定位的控制机制:焦家金矿带构造应力转移模拟
0
2020
德兴斑岩铜矿床断裂与侵入体产状对成矿的控制作用:从力—热—流三场耦合数值模拟结果分析
1
2021
... 胶东半岛地处华北克拉通东南缘,是世界第三大金矿集区,累计探明的金资源储量超过5 000 t,其中,三山岛金矿带已探明金资源量超过1 200 t,是胶东半岛最重要的成矿带之一(杨立强等,2019;Zhang et al.,2020a;Song et al.,2021a).胶东半岛内的金矿床集中形成于晚白垩世(~120 Ma),是岩石圈大规模减薄伸展背景下的产物(Groves et al.,2016),这些矿床具有相似且显著的构造控矿特征(Goldfarb et al.,2014;宋明春,2015),表现为矿体形态、规模及产出空间与特定的构造界面几何形态特征有关(如:断裂走向拐弯和倾向变化部位,构造体系或形迹的分支、复合部位)(Deng et al.,2015;Wilkins et al.,2021).厘清构造几何特征与矿化分布的空间关系,将有助于理解矿体就位规律并指导三山岛金矿的勘查工作,在矿床成因和成矿预测过程中具有重要理论和实践意义(Mao et al.,2019;Liu et al.,2021b;邓浩等,2021).通常,构造面产状变化、多组构造叠合及交会可能反映或促进构造应力的转变,增强构造带次级构造(如节理、裂隙)的发育,形成成矿热液迁移或矿体就位的高渗透断裂网格(Tripp et al.,2004;Ford et al.,2009),进而提高岩石渗透率,为成矿流体的滞留、交代和矿质沉淀提供有利条件(Liu et al.,2021d).查明断裂构造几何特征的控矿作用的本质在于确定构造变形如何在空间和时间上影响岩石的渗透率,形成可供成矿流体迁移和汇聚的扩容空间(Zhao et al.,2012;Zhang et al.,2013;Ord et al.,2020),这属于典型的力—热—流多物理场的耦合问题(肖凡等,2021;安文通等,2021).成矿动力学数值模拟是一种基于固体力学、热力学和流体力学等经典定律和方程模拟成矿系统中构造、岩石变形和流体迁移的有效方法,能够模拟构造变形背景下高渗透扩容空间的发育情况和流体迁移路径,再现成矿系统的演化进程(Li et al.,2017;Eldursi et al.,2020;Liu et al.,2022).因此,成矿动力学数值模拟研究将会进一步提升对构造几何特征控制矿体就位的理解. ...
胶东三山岛金矿构造控矿规律研究
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2017
... 三山岛金矿带位于胶东半岛的西端,已探明金资源量超过1 400 t,代表性矿床有三山岛、北部海域和新立等金矿.三山岛金矿带内金矿化在垂向和走向上呈舒缓波状分布,呈现出与断裂面的特殊形态特征具有紧密的空间联系(宋明春,2015;毛先成等,2019).为查明三山岛断裂对金矿化的控制作用,前人在该区开展了大量研究工作.如:杨奎锋等(2017)通过分析三山岛断裂的力学性质和活动特征,认为三山岛断裂带呈压扭性,左行压应力在成矿期控制了金矿分布,在成矿期后受到多期构造活动的影响.刘日富等(2019)通过构造岩组合与矿石构造特征分析,提出NEE向张性构造控制着矿体延长大于延深的产出特征,而NE向张剪性构造控制着矿体延深大于延长,断裂带内垂向上呈“S”型或反“S”型的构造蚀变带的张裂处为成矿提供了有利的成矿空间.Yang et al.(2018)通过分析倾角、倾向与金矿的空间分布特征,指出断裂走向和倾向变化处有利于水—岩反应,且水—岩反应导致的体积变化进一步提升了岩石渗漏率,促进裂隙发育,形成厚大金矿体.尽管上述研究已从构造演化、构造空间特征等方面探讨了三山岛断裂带的构造控矿作用,但是这些研究是基于宏观的演化过程或二维地质剖面开展的,未能从构造变形—流体活动—矿体就位的动态演化过程理解三山岛断裂带几何特征对矿体就位的控制作用. ...
... 三山岛金矿带位于胶东金矿集区的西端,区内岩石主要为新太古代胶东群、晚侏罗世玲珑花岗岩、早白垩世郭家岭花岗闪长岩及少量基性脉岩(宋英昕等,2021).三山岛断裂带是区内的控矿断裂,其大部分被第四系覆盖,局部出露于地表,断裂主要由糜棱岩、碎裂岩和碎裂状岩石组成,发育连续而稳定的主裂面,呈舒缓波状,显压扭性特点[图1(b)].断裂带总体呈NE向,走向约40°,局部走向发生大角度偏转,显张性特征,整体呈反“S”型展布(刘日富等,2019),反映出断裂带具有右行走滑特征[图1(b)].在北部海域段平均走向为35°,到三山岛—新立段走向转为62°,在新立段走向转为20°延入渤海,而后在仓北以78°走向延至仓南,从仓南以走向13°往南西延长2 km,逐渐转为55°,至潘家屋子延入渤海(Zhang et al.,2020a).倾向上,断裂带倾角平缓,平均约为40°,主要集中在35°~50°范围内,北部海域矿区局部倾角可达80°,整体向南东倾斜.断裂带严格控制着矿带内矿体和蚀变带的空间产出(陈玉民等,2019).断裂带在北部海域矿区倾角变化较大,缓倾部位约为40°,陡倾部位可达85°.三山岛断裂带具有多期活动的特征,构造形迹经多次构造活动叠加改造,成矿前右行剪切应力场控制了断裂带的平面组合形态,断裂带早期以压扭性构造活动为主,成矿期构造应力场转变为左行压扭,主断裂整体具有挤压逆冲的特征,成矿后区域应力场发生多期转变,对前期构造、蚀变和矿化进行了切错和改造(杨奎锋等,2017). ...
... 为理解三山岛断裂带构造几何特征对成矿流体迁移、沉淀成矿的影响,本研究选择三山岛矿区地应力原位应力测试数据和成矿期构造应力场推测数据作为模型的初始条件依据,其中区域内最大主应力方向为 NNW-SSE向(图5)(杨奎锋等,2017;Li et al.,2018a;杨立强等,2019). ...
... 胶东半岛地处华北克拉通东南缘,是世界第三大金矿集区,累计探明的金资源储量超过5 000 t,其中,三山岛金矿带已探明金资源量超过1 200 t,是胶东半岛最重要的成矿带之一(杨立强等,2019;Zhang et al.,2020a;Song et al.,2021a).胶东半岛内的金矿床集中形成于晚白垩世(~120 Ma),是岩石圈大规模减薄伸展背景下的产物(Groves et al.,2016),这些矿床具有相似且显著的构造控矿特征(Goldfarb et al.,2014;宋明春,2015),表现为矿体形态、规模及产出空间与特定的构造界面几何形态特征有关(如:断裂走向拐弯和倾向变化部位,构造体系或形迹的分支、复合部位)(Deng et al.,2015;Wilkins et al.,2021).厘清构造几何特征与矿化分布的空间关系,将有助于理解矿体就位规律并指导三山岛金矿的勘查工作,在矿床成因和成矿预测过程中具有重要理论和实践意义(Mao et al.,2019;Liu et al.,2021b;邓浩等,2021).通常,构造面产状变化、多组构造叠合及交会可能反映或促进构造应力的转变,增强构造带次级构造(如节理、裂隙)的发育,形成成矿热液迁移或矿体就位的高渗透断裂网格(Tripp et al.,2004;Ford et al.,2009),进而提高岩石渗透率,为成矿流体的滞留、交代和矿质沉淀提供有利条件(Liu et al.,2021d).查明断裂构造几何特征的控矿作用的本质在于确定构造变形如何在空间和时间上影响岩石的渗透率,形成可供成矿流体迁移和汇聚的扩容空间(Zhao et al.,2012;Zhang et al.,2013;Ord et al.,2020),这属于典型的力—热—流多物理场的耦合问题(肖凡等,2021;安文通等,2021).成矿动力学数值模拟是一种基于固体力学、热力学和流体力学等经典定律和方程模拟成矿系统中构造、岩石变形和流体迁移的有效方法,能够模拟构造变形背景下高渗透扩容空间的发育情况和流体迁移路径,再现成矿系统的演化进程(Li et al.,2017;Eldursi et al.,2020;Liu et al.,2022).因此,成矿动力学数值模拟研究将会进一步提升对构造几何特征控制矿体就位的理解. ...
... 胶东半岛位于华北克拉通东缘,西部以郯庐断裂为界与鲁西相邻,南部临近华南克拉通北缘,东部为太平洋俯冲带,是多构造单元复合部位[图1(a)].区内地层主要有新太古界胶东岩群,古元古界荆山群、粉子山群等前寒武纪变质基底和晚侏罗世花岗岩、早白垩世花岗岩闪长岩以及中—基性脉岩等中生代岩浆岩(杨立强等,2019).胶西北地区金矿床按矿化产出特征划分为蚀变岩型和石英脉型,前者资源量占据了胶西北矿集区金资源量的80%以上,绝大多数大型、超大型金矿床均属于蚀变岩型金矿(Wang et al.,2021). ...
... 胶东半岛金矿区(a)和三山岛金矿(b)地质简图(据杨立强等,2019;Liu et al.,2021c修改)
... 流体迁移方向往往与矿体的侧伏规律一致,以往研究常用矿体的侧伏规律来推断深部流体的运移方向(王偲瑞,2020;Ma et al.,2021;Song et al.,2021b).在三山岛金矿带,以往研究普遍认为矿体侧伏方向为NE向(宋明春,2015;张宝林等,2020),因而深部勘探工程多布置在已知矿体的北东侧.本文建立的矿体三维模型显示,三山岛金矿带的矿体具有明显的分支复合特征,空间结构较为复杂,特别是南部的新立矿区,未表现出明显的NE向侧伏[图4(a)].模拟结果显示:三山岛矿带内三山岛、西岭和北部海域的深部成矿流体来源方向为NE向[图12(b)、12(d)、12(e)],而新立地区为SE向[图 12(b)、12(c)],这可能与新立地区断裂走向自南向北具有NE-NEE-NE向转变,倾向上由陡变缓的构造组合促使流体迁移方向自深部向浅部发生NE向偏转有关.因此,根据体积应变及流体运移方向,推断在新立矿区SE向深部及三山岛、新立和北部海域NE向深部有较大成矿潜力[图11(b)]. ...