鄂东南矿集区位处于长江中下游成矿带西段,构造上属秦岭—大别造山带东南段和中下扬子地块幕阜山被动边缘盆地交接部位。该矿集区内发育有较全的地层,除了下、中泥盆统以及下石炭统,从震旦系一直到第四系地层都有分布;鄂东南矿集区主要成矿岩体为铁山、鄂城、金山店、灵乡、阳新和殷祖6个中酸性岩体和许多中酸性小岩株如铜三口和封三洞,同时伴随着如金牛火山岩盆地等陆相火山喷发盆地。鄂东南矿集区内内生金属矿物主要为铜铁矿,其次是金矿、银矿、锌矿、铅矿、钨钼矿等矿产。但是在鄂东南矿集区目前没有任何覆盖全区的地壳尺度电性结构模型用来研究深部成矿背景,进一步指导找矿工作。
为解决这一问题,湖北省地质调查院徐玳笠带领团队依托资源与生态环境地质湖北省重点实验室平台,联合中国地质大学(北京)电法组在鄂东南矿集区开展大地电磁测深工作,布设50个测点,并收集研究区邻区大地电磁测深数据(图1),通过三维反演获得地壳电性结构模型,为研究鄂东南矿集区成矿背景以及物质来源等相关问题提供约束,具体研究成果如下:
(1)成矿带中下地壳的高导体指示着曾发生下地壳部分熔融及壳幔物质混染的空间。印支期-早燕山期的挤压应力背景下发生的板块碰撞及随后的陆内俯冲事件使得俯冲板块表层岩石发生变质变形、脱水熔融;燕山期的伸展应力背景下,深部物质上涌与地壳发生混染,通过MASH过程形成了初级成矿岩浆,在电性结构模型上体现为大范围的高导体C1(图2、图3)。
(2)研究区的主要断裂(襄樊-广济断裂、郯庐断裂及阳新-常州断裂)在电性结构模型上体现为垂向低阻带,且均与研究区中下地壳的高导体C1相连,是深部热流体上涌的通道,控制着浅表的矿床分布,并推测长江中下游成矿带各个矿集区的深部物源要素具有一定的同源性。
图1 研究区大地电磁测点分布图(a)2.046km (b) 5.408km (c)8.205km (d)14.314km (e)21.737km (f) 28.725km (g) 37.964km (h) 50.179km以上成果于2024年5月以“Three-dimensional Electrical Structure and Metallogenic Background of the Southeastern Hubei Ore Concentration Area”为题发表于国际矿产地学期刊《Minerals》上。该工作由湖北省地质局科技项目(KJ2021-27)资助。研究的详细信息请参考原文。Daili Xu, Yiwu Zhang, Baoshan Tang, Guolong Yan, Gaofeng Ye*, Jien Dong, Bo Liu, Yiming Zhang. Three-dimensional Electrical Structure and Metallogenic Background of the Southeastern Hubei Ore Concentration Area. Minerals, 2024, 14,558.https://www.mdpi.com/2075-163X/14/6/558*资源与生态环境地质湖北省重点实验室围绕构建“资源-环境-生态”协同开发与保护机制,立足湖北地质和专业技术优势,主动融入全省科技创新体系,设有地质矿产研究中心、生态环境研究中心、实验技术研究中心、地下空间探测中心四大中心。本文第一作者徐玳笠是地下空间探测中心的固定研究人员。该中心紧跟深部探测和能源资源两个国家重大需求、面向国际地球深部探测和地学发展前沿,开展多维度能源资源探测技术研究。解决深部资源勘探技术、地下空间与安全利用基础性问题,为保障国家能源资源安全、服务新一轮找矿突破和湖北省流域综合治理展现更大作为。主要研究内容有3个方面:地下空间结构探测技术方法研究、成矿区带与矿山深部空间结构探测技术方法研究、三维可视化技术研究。