基于Markov链的金川铜镍矿床超基性岩体侵位过程模拟及找矿启示.pdf

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1、第40卷第3期2016年9月地质学刊JournalofGeologyV01．40No．3Sept．，2016doi：10．3969／j．issn．1674—3636．2016．03．395基于Markov链的金川铜镍矿床超基性岩体侵位过程模拟及找矿启示邓浩1”，刘晓霞1⋯，赵莹1⋯，张苗苗1’2，毛先成1’2(1．有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室，湖南长沙410083；2．中南大学地球科学与信息物理学院，湖南长沙410083)摘要：金川铜镍矿床是世界第三大铜镍硫化物岩浆矿床，现有研究表明其成矿模式为岩浆通道成矿，但是对于金川超基性岩体的侵位过程存在较大争议。为探

2、索岩体的侵位过程，将岩浆侵位描述为马尔可夫(Markov)过程，提出一种基于Markov链的岩体侵位模拟算法，实现对金川超基性岩体侵位过程的模拟。以金川II矿区为例，探讨了侵位过程与矿化的关联及岩浆通道骨架，为在矿床深部寻找第二成矿空间提供方向和线索。关键词：铜镍硫化物矿床；岩浆通道；Markov链；岩体侵位；甘肃金川中图分类号：P628+．3文献标识码：A文章编号：1674-3636(2016)03—0395—080引言近年来研究发现，岩浆通道对铜镍硫化物矿床的形成具有重要的作用(汤中立等，1995；苏尚国等，2010；宋谢炎等，2010；Naldretteta1．，199

3、5；Lightfooteta1．，1999，2005；Lieta1．，1999，2003；Maiereta1．，2001；Arndtela1．，2005；Barneseta1．，2005；Ripleyeta1．，2005)。金川铜镍矿床作为世界上在采的第三大铜镍硫化物矿床，越来越多的学者通过地球化学、成矿机制等方面的研究支持岩浆通道成矿理论，并用其解释金川铜镍硫化物矿床成矿模式(闫海卿等，2005；田毓龙等，2007；宋谢炎等，2010；苏尚国等，2010，2014；曾认宇等，2013a，2013b；Chaieta1．，1992；Cheneta1．，2013)。金川岩体被认为

4、是岩浆沿倾斜岩墙型通道流动冷凝形成，岩体所在部位可认为是岩浆通道的位置(宋谢炎等，2010；苏尚国等，2010)。金川岩体被公认为现存岩浆通道的一部分，学者们就此对岩体沿岩浆通道侵位进行了研究。宋谢炎等(2005)认为II．1号矿体是岩浆通道的顶端，而Ⅱ一2号矿体具有独立的含矿岩浆通道，且岩浆流动有“树状分叉”的特征；闫海卿等(2013)认为金川4个矿区的岩浆具有自西向东运移的特点；曾认宇等(2015，2016)认为形成11．1号和Ⅱ．2号矿体的成矿岩浆深部在同一岩浆通道中演化，冷凝分离后进入2条相对独立的岩浆通道，最终由不同岩浆通道入口侵位。然而，上述研究对金川超基性岩体的

5、侵位过程和侵位方式仍存在较大争议。对金川矿区岩体侵位过程的研究，有助于了解成矿过程和含矿岩体空间就位方式，确定岩浆通道中心位置，进而寻找岩体侵位过程与含矿岩体空间就位的关联，指导下一步的隐伏矿体预测；另一方面，岩体侵位可视为马尔可夫(Markov)过程，这种简化的假设为研究岩浆侵入就位过程提供了一种新的思路。为此，本次研究提出一种基于Markov链的岩浆侵位模拟算法，并以金川矿床Ⅱ号矿区为例，实现对岩体侵位轨迹的重建，旨在探索金川岩体的侵入就位过程，发现侵位过程与矿化的关联，寻找岩浆通道骨架，为金川深部找矿提供方向和线索。1地质背景金川铜镍硫化物矿床位于华北板块西南边部的收稿

6、13期：2016-07-07；修回日期：2016—07—14；编辑：侯鹏飞基金项目：国家自然科学基金项目(41472301、41401532)作者简介：邓浩(1983一)，男，讲师，博士，地图学与地理信息系统专业，E—mail：liuxiaoxial52@163．tom地质学刊2016年阿拉善地块西南缘的龙首山隆起带内(李文渊，2006；高辉等，2009)，大致以100交角不整合侵位于前长城系白家嘴子组中(甘肃省地质矿产局第六地质队，1984；曾南石等，2013)。岩体直接与片麻岩、大理岩、条带状混合岩接触，呈NWW向似墙状、透镜状分布，倾角500一80。，上陡下缓，岩体沿倾

7、斜方向有明显的膨缩变化和波状起伏，岩体深部有分叉现象(王亮等，2014；曾认宇，2014)。岩体长6500m，宽20—527m，出露面积仅约1．4km2。NEE向扭性断层F8、F。6扑F23将矿床自西向东分为Ⅲ、I、Ⅱ、Ⅳ4个相对独立的矿区(图1)。田·圈：翮3I．．．．．．．．．．．．一翮4I．．．．．．．．．．．．．．一匾司5I．．．．．．．．．．．．．一固s厂]7I．．．．．．．．．．．．．．_J_s囫。囝10厂—]11【．．．．．．．．．．．．．．一厂一12图1金川铜镍矿床地质构造简图(据曾认字