安庆铜矿床热液蚀变及成矿过程数值模拟研究
发布时间：2021-01-11 02:45
基于地质模型和动力学模型,利用数值模拟方法能够重现成矿动力学演化过程,实现对热液成矿系统的形成、矿化蚀变、动力学特征、矿床定位空间以及地球化学分布特征的定量化探讨。随着计算机技术和数值模拟技术的发展,当前数值模拟已逐渐成为解决热液矿床成矿过程和机制研究的新方法手段。安庆铜矿床位于长江中下游铜（金）、铁成矿带内的安庆-贵池矿集区,是该区典型的矽卡岩型矿床。前人针对安庆铜矿床在矿床学等领域取得大量研究成果,但对于矽卡岩蚀变分带的成因及矽卡岩成岩过程对后续成矿的影响尚无定量化理解,且对流体动力学特征及其与矿体形态关系的研究尚显薄弱。因此,本文基于热-流-化学耦合的数值模拟方法,结合地质事实和前人研究成果,对安庆铜矿床蚀变矿化过程开展数值模拟工作,并取得以下认识:（1）热液流体运移驱动力不同,热液流体携带运移的成矿物质的空间分布特征存在明显差异;模拟结果显示,安庆铜矿床在热液成矿过程中,温度驱动条件下的成矿物质空间分布特征更符合实际矿体形态特征。显示安庆铜矿床的形成过程可能以温度驱动为主,温度驱动主要控制了成矿物质的富集过程和矿体空间产出形态。（2）安庆铜矿床各成矿阶段数值模拟结果显示:在早矽...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
岩石圈拆沉演化过程（据Gorczyketal.,2015）
合肥工业大学硕士学位论文5图1.2成矿化学过程数值模拟（据Hobbsetal.,2000）Fig1.2Theevolutionoflithospheredelamination(afterHobbsetal.,2000)（a）初始几何、渗透率和温度条件（b）稳态温度等值线图(a)Initialgeometry,permeabilityandtemperatureconditions(b)Isogramofsteadystatetemperature（c）流场指示流体流动轨迹（d）PbS沉淀率(c)Flowfieldindicatesfluidflowpath(d)PbSprecipitationrate1.2.2国内热液成矿过程数值模拟研究现状国内对成矿系统数值模拟的研究起步较晚。在上世纪80年代开始，於崇文等[66-67]以南岭地区和个旧成矿区为例开展了成矿作用相关动力学研究，使矿床研究从静态定性走向动态定量，在理论和方法上为热液成矿数值模拟提供指导。随后，在成矿物理过程和化学过程上都取得了一定的研究成果[3,51,69-71]。由于热液成矿系统是弹塑性变形、流体流动、热传导和热对流，溶质运移以及化学溶解和沉淀的复杂交互非线性耦合过程及计算机求解技术发展现状的限制。在实际研究过程中，根据研究目的及计算成本，一般只对其中部分物理化学场的耦合作用进行研究。如郭国章和徐启江等[72]采用传热-流体耦合模拟研究江西德兴及安徽沙溪斑岩铜矿区并得到有关成矿流体运移的流函数和温度分布值。Zhaoetal.
第一章绪论6(2009)采用有限元的方法模拟了在多孔介质中热对流-流体流动-化学反应-溶质运移耦合，并给出了关于矿化率的定义。Liuetal.（2005）对铜陵铜山矽卡岩型铜矿床进行了形变、流体流动、热传导耦合模拟，明确了其对矿床空间定位的控制作用并提出了新的成矿汇聚空间即预测区。贾蔡等（2014）对宁芜盆地白象山玢岩型铁矿床的力-热-流模拟显示，形变控制了流体汇聚，进而控制了成矿作用，形变的应力高值对应了矿体空间分布范围，并进一步限定了成矿持续时间。Zouetal.,(2017)基于有限差分方法，通过采用流-热-化耦合的方法，研究了虎头崖铅锌矿的成矿过程，通过结合Toughreact软件，圈定了该区方铅矿和闪锌矿的成矿时间和成矿温度，认为断裂是影响温度分布差异，热液流体汇流的控制因素。上述这些研究基于热液矿床首要的控矿条件（弹塑性变形、流体流动、热传递、化学过程）开展数值模拟，进一步深化了对热液矿床成矿作用的理解（图1.3）。图1.3虎头崖铅锌矿温度分布(a)与矿化率分布图(b)(据Zouetal.,2017)Fig1.3Distributionoftemperature(a)andmineralizationrate(b)inHutouyaleadzincmine(afterZouetal.,2017)1.2.3安庆铜矿床研究现状1）传统矿床学方法研究现状安庆铜矿床是长江中下游铜（金）、铁成矿带中典型的矽卡岩型矿床之一[76]。前人曾对安庆铜矿床的长期研究取得了丰硕成果，也为课题拟开展的研究积累了丰富的基础资料。早在1956年~1957年，安徽省地矿局发现了矿床有关的航磁异常，后续在1958年经地磁详测和钻探验证发现了安庆铜矿床。1974年安徽省地质局326地质队完成了1：50000洪镇喀区调查报告，逐步地建立了区域构造格架，系统地总结了该区地质资料[77]，为区内进一步开展普查找矿奠定了基矗自上世纪50年代起，众
【参考文献】：
期刊论文
[1]热液矿床的成矿流体与成矿机制——以中国若干典型矿床为例[J]. 倪培,迟哲,潘君屹,王国光,陈辉,丁俊英. 矿物岩石地球化学通报. 2018(03)
[2]数值模拟在地下水资源评价中的应用研究综述[J]. 梁丽青,温宁,胡宇祥. 中小企业管理与科技(下旬刊). 2017(11)
[3]中国矽卡岩矿床找矿新进展和时空分布规律[J]. 赵一鸣,丰成友,李大新. 矿床地质. 2017(03)
[4]大陆花岗岩的地球动力学意义[J]. 张旗. 岩石矿物学杂志. 2014(04)
[5]大陆俯冲-碰撞-折返的动力学数值模拟研究综述[J]. 李忠海. 中国科学:地球科学. 2014(05)
[6]岩浆-热液系统中铁的富集机制探讨[J]. 张招崇,侯通,李厚民,李建威,张作衡,宋谢炎. 岩石学报. 2014(05)
[7]长江中下游成矿带岩石圈结构与成矿动力学模型——深部探测（SinoProbe）综述[J]. 吕庆田,董树文,史大年,汤井田,江国明,张永谦,徐涛,SinoProbe-03-CJ 项目组. 岩石学报. 2014(04)
[8]宁芜盆地白象山铁矿床成矿作用过程数值模拟[J]. 贾蔡,袁峰,张明明,李晓晖,周涛发,邵尉,郑通科,高道明. 岩石学报. 2014(04)
[9]安徽安庆铜铁矿床成矿流体演化特征及其成矿意义[J]. 董玉翠,张智宇,杜杨松,龙旺生,滕传耀,李湘莲. 高校地质学报. 2013(02)
[10]安徽安庆铜矿床成矿地质条件及成因分析[J]. 陈星霖,邵拥军,刘忠法,疏志明. 中南大学学报(自然科学版). 2013(02)
博士论文
[1]安庆月山矿田成矿系统的结构与动力学过程计算模拟[D]. 赵义来.中南大学 2012
[2]南海构造演化模式及其数值模拟[D]. 张亮.中国科学院研究生院（海洋研究所） 2012
硕士论文
[1]基于FLAC3D的成矿动力学数值模拟与成矿预测[D]. 陈良波.南华大学 2018
[2]Cu-Pb-Zn在成矿流体中的化学形态研究[D]. 王婷婷.中国地质大学(北京) 2017
[3]安徽安庆铜多金属矿床岩体成因、流体包裹体特征及矿床成因分析[D]. 邹宇.中南大学 2012
[4]岩浆热液成矿系统的数值模拟[D]. 张嵩松.中国地质大学 2011
[5]安徽省安庆铜铁矿床特征及成因[D]. 向文帅.中国地质大学（北京） 2010
[6]安徽安庆铜矿床地质地球化学特征及成因分析[D]. 陈星霖.中南大学 2009
[7]大庆探区外围东部主要盆地数值模拟及其地质意义研究[D]. 孟庆龙.吉林大学 2007
[8]热液成矿过程中热及流体传输的计算机数值模拟[D]. 饶超.成都理工大学 2007
本文编号：2969919
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
岩石圈拆沉演化过程（据Gorczyketal.,2015）
合肥工业大学硕士学位论文5图1.2成矿化学过程数值模拟（据Hobbsetal.,2000）Fig1.2Theevolutionoflithospheredelamination(afterHobbsetal.,2000)（a）初始几何、渗透率和温度条件（b）稳态温度等值线图(a)Initialgeometry,permeabilityandtemperatureconditions(b)Isogramofsteadystatetemperature（c）流场指示流体流动轨迹（d）PbS沉淀率(c)Flowfieldindicatesfluidflowpath(d)PbSprecipitationrate1.2.2国内热液成矿过程数值模拟研究现状国内对成矿系统数值模拟的研究起步较晚。在上世纪80年代开始，於崇文等[66-67]以南岭地区和个旧成矿区为例开展了成矿作用相关动力学研究，使矿床研究从静态定性走向动态定量，在理论和方法上为热液成矿数值模拟提供指导。随后，在成矿物理过程和化学过程上都取得了一定的研究成果[3,51,69-71]。由于热液成矿系统是弹塑性变形、流体流动、热传导和热对流，溶质运移以及化学溶解和沉淀的复杂交互非线性耦合过程及计算机求解技术发展现状的限制。在实际研究过程中，根据研究目的及计算成本，一般只对其中部分物理化学场的耦合作用进行研究。如郭国章和徐启江等[72]采用传热-流体耦合模拟研究江西德兴及安徽沙溪斑岩铜矿区并得到有关成矿流体运移的流函数和温度分布值。Zhaoetal.
第一章绪论6(2009)采用有限元的方法模拟了在多孔介质中热对流-流体流动-化学反应-溶质运移耦合，并给出了关于矿化率的定义。Liuetal.（2005）对铜陵铜山矽卡岩型铜矿床进行了形变、流体流动、热传导耦合模拟，明确了其对矿床空间定位的控制作用并提出了新的成矿汇聚空间即预测区。贾蔡等（2014）对宁芜盆地白象山玢岩型铁矿床的力-热-流模拟显示，形变控制了流体汇聚，进而控制了成矿作用，形变的应力高值对应了矿体空间分布范围，并进一步限定了成矿持续时间。Zouetal.,(2017)基于有限差分方法，通过采用流-热-化耦合的方法，研究了虎头崖铅锌矿的成矿过程，通过结合Toughreact软件，圈定了该区方铅矿和闪锌矿的成矿时间和成矿温度，认为断裂是影响温度分布差异，热液流体汇流的控制因素。上述这些研究基于热液矿床首要的控矿条件（弹塑性变形、流体流动、热传递、化学过程）开展数值模拟，进一步深化了对热液矿床成矿作用的理解（图1.3）。图1.3虎头崖铅锌矿温度分布(a)与矿化率分布图(b)(据Zouetal.,2017)Fig1.3Distributionoftemperature(a)andmineralizationrate(b)inHutouyaleadzincmine(afterZouetal.,2017)1.2.3安庆铜矿床研究现状1）传统矿床学方法研究现状安庆铜矿床是长江中下游铜（金）、铁成矿带中典型的矽卡岩型矿床之一[76]。前人曾对安庆铜矿床的长期研究取得了丰硕成果，也为课题拟开展的研究积累了丰富的基础资料。早在1956年~1957年，安徽省地矿局发现了矿床有关的航磁异常，后续在1958年经地磁详测和钻探验证发现了安庆铜矿床。1974年安徽省地质局326地质队完成了1：50000洪镇喀区调查报告，逐步地建立了区域构造格架，系统地总结了该区地质资料[77]，为区内进一步开展普查找矿奠定了基矗自上世纪50年代起，众
【参考文献】：
期刊论文
[1]热液矿床的成矿流体与成矿机制——以中国若干典型矿床为例[J]. 倪培,迟哲,潘君屹,王国光,陈辉,丁俊英. 矿物岩石地球化学通报. 2018(03)
[2]数值模拟在地下水资源评价中的应用研究综述[J]. 梁丽青,温宁,胡宇祥. 中小企业管理与科技(下旬刊). 2017(11)
[3]中国矽卡岩矿床找矿新进展和时空分布规律[J]. 赵一鸣,丰成友,李大新. 矿床地质. 2017(03)
[4]大陆花岗岩的地球动力学意义[J]. 张旗. 岩石矿物学杂志. 2014(04)
[5]大陆俯冲-碰撞-折返的动力学数值模拟研究综述[J]. 李忠海. 中国科学:地球科学. 2014(05)
[6]岩浆-热液系统中铁的富集机制探讨[J]. 张招崇,侯通,李厚民,李建威,张作衡,宋谢炎. 岩石学报. 2014(05)
[7]长江中下游成矿带岩石圈结构与成矿动力学模型——深部探测（SinoProbe）综述[J]. 吕庆田,董树文,史大年,汤井田,江国明,张永谦,徐涛,SinoProbe-03-CJ 项目组. 岩石学报. 2014(04)
[8]宁芜盆地白象山铁矿床成矿作用过程数值模拟[J]. 贾蔡,袁峰,张明明,李晓晖,周涛发,邵尉,郑通科,高道明. 岩石学报. 2014(04)
[9]安徽安庆铜铁矿床成矿流体演化特征及其成矿意义[J]. 董玉翠,张智宇,杜杨松,龙旺生,滕传耀,李湘莲. 高校地质学报. 2013(02)
[10]安徽安庆铜矿床成矿地质条件及成因分析[J]. 陈星霖,邵拥军,刘忠法,疏志明. 中南大学学报(自然科学版). 2013(02)
博士论文
[1]安庆月山矿田成矿系统的结构与动力学过程计算模拟[D]. 赵义来.中南大学 2012
[2]南海构造演化模式及其数值模拟[D]. 张亮.中国科学院研究生院（海洋研究所） 2012
硕士论文
[1]基于FLAC3D的成矿动力学数值模拟与成矿预测[D]. 陈良波.南华大学 2018
[2]Cu-Pb-Zn在成矿流体中的化学形态研究[D]. 王婷婷.中国地质大学(北京) 2017
[3]安徽安庆铜多金属矿床岩体成因、流体包裹体特征及矿床成因分析[D]. 邹宇.中南大学 2012
[4]岩浆热液成矿系统的数值模拟[D]. 张嵩松.中国地质大学 2011
[5]安徽省安庆铜铁矿床特征及成因[D]. 向文帅.中国地质大学（北京） 2010
[6]安徽安庆铜矿床地质地球化学特征及成因分析[D]. 陈星霖.中南大学 2009
[7]大庆探区外围东部主要盆地数值模拟及其地质意义研究[D]. 孟庆龙.吉林大学 2007
[8]热液成矿过程中热及流体传输的计算机数值模拟[D]. 饶超.成都理工大学 2007
本文编号：2969919
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