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二十一世纪以来,矿床谱系在成矿预测中的的应用逐渐普遍。矿床谱系的研究,是当今矿产资源定量化研究中的一个新课题,也是国际上的前沿课题。矿床谱系研究的主要内容是以不同尺度和不同类型的地质异常分析为基础,分析地质演化时空中矿床的成矿多样性,识别和建立不同历史阶段、不同的或相似的地质环境、成矿作用过程中形成的具有内在联系的各种矿床系列的时间谱系、空间谱系及与两者相关的成因谱系,找出制约成矿多样性与矿床谱系的地质动力-结构构造-物质组分-成因序次方面的原因。所以本论文是对矿床谱系问题的进一步思考。
矿床空间分布的规律序列构成矿床的空间谱系。通过矿床空间谱系的定量研究,有助于揭示矿体成因,查明成矿规律和进行预测,例如矿化分布模式及富矿分布规律的查明。另外可以提高地质研究程度和勘探资料质量,从而有利于矿产资源的合理开发利用。因此,对空间谱系的研究不仅具有理论价值,同时具有现实意义。
冀东地区位于滨太平洋成矿域,成矿条件优越。地质条件较复杂,矿床类型多样,矿化线索丰富,找矿潜力很大,是我国著名的沉积变质铁矿为主的成矿区。该区也蕴藏有丰富的Fe、Ag、Cu、Pb、Zn等多种黑色、有色金属及贵金属矿产。本论文以冀东地区为研究区,以赵鹏大院士提出的“三联式”成矿预测理论为指导,以冀东地区主要金属矿产为例,在综合分析不同时空尺度和不同类型矿床成矿多样性的基础上,建立了冀东地区主要金属矿床矿床谱系,并探讨了空间谱系定量化研究方法。这不仅是对“三联式”资源定量成矿项测理论和方法体系的丰富和发展,也对进一步寻找矿产资源等问题具有重要的实践意义。
通过对本论文的研究,主要取得了如下认识:
1、系统总结了矿床谱系的含义,研究内容,研究方法与研究思路,认为矿床谱系概念的核心是把矿床、矿床成矿多样性从四维成矿空间作为一个完整体系来考虑,是四维成矿时空演化中具有内在联系的矿床自然组合规律表现。
2、结合对冀东地区已知的若干矿床(点)的统计整理,进行了冀东地区主要金属矿床成矿多样性分析,包括矿产种类和矿产分布多样性、成矿时代多样性、成因类型多样性分析等,对冀东地区金属矿床的矿化特征有了较全面的认识。
3、在成矿多样性分析的基础上,以地质构造演化发展历史为主线,挖掘各地史演化阶段成矿特征及成矿要素诸多方面的信息,对矿床成因、矿种及其数量等方面规律性进行总结,并按与岩浆活动有关和与变质作用有关的不同划分出冀东地区主要金属6个矿床成矿系列。
4、利用不同成矿时期成矿系列(亚系列)、矿床式、成因类型和成矿时代等方面的联合统计分析与研究,建立了冀东地区主要金属矿床成矿时间谱系,揭示冀东地区金属矿床在成矿时代上,从太古代到第四纪均有发生,并有有老而新不断减弱的趋势,太古代、中生代是最重要的成矿期,成矿作用高峰有两期,即太古代和燕山期。其中,太古代是铁成矿高峰期,燕山期则是金成矿的顶峰期。
5、基于成矿系列、成因类型、主要矿产分布等关联统计分析结果,构建了冀东地主要金属矿床成矿空间谱系,研究表明,遵化-朱杖子成矿区无论是包含的成矿系列、成因类型还是主要矿产数量等方面都是最多的,反映遵化-朱杖子成矿区成矿作用最强烈,是最有前景的金属矿产资源富集区。
6、以成矿区(带)-矿床空间分布为横坐标,以成矿时代为纵坐标,以成矿系列为基本单位在不同大地构造单元上建立冀东地区金属矿床区域成矿时-空-因谱系,揭露了冀东地区金属矿床时空分布规律和演化规律。
7、以MORPAS为技术手段,应用断层构造等密度、对称度、优益度与断裂构造综合信息法等,定量研究了不同构造参数统计特征及矿床分布之间的相关规律,从构造控矿角度,建立了空间谱系的定量评价模式。
8、本文选取沉积变质铁矿为研究对象,以地质统计学为手段,选取水厂铁矿、石人沟铁矿、宽城县豆子沟、滦平周台子、司家营北区、司家营南区、柞栏杖子铁矿六个典型矿床进行研究,将研究区铁矿按照典型矿床模式划分初迁安区(水厂式)、滦县区(司家营式)、遵化区(石人沟式)、秦皇岛区(柞栏杖子式)、承德区(周台子式)、青龙区(豆子沟式)六个铁矿分区,把六个铁矿分区矿体的埋深,分为三类,建立矿体埋深谱系。