宁芜火山岩快速喷发轨迹的地球物理示踪与成矿启示

Ningwu ore concentration area is a theoretical area for research into the inner-continent mineralization process and theory of the Middle-Lower Yangtze Metallogenic Belt, and existed research indicates that the mineralization process of the Ningwu basin is closely related to the rapid eruption of Ningwu volcanic during the early Cretaceous (133-130Ma). However, most present research of the mineralization process is based on geochemistry and geochronology, and is difficult to illustrate the spatial form of its rapid eruption channel or provide key information about the mineralization background. In this research, we aim to get the 3D fine crustal model by employing the chain constraint method and integrated geophysical dataset collected in the project SinoProbe-03. On basis of the 1:50000 Bouguer gravity and geomagnetic data, we will construct the fine 2D crustal structural model by using the human-computer interaction method, and further inverse the 3D crustal density and susceptibility model under the constraint of existed information. By improving the traditional margin detection method, we’ll try to apply multi-scale spatial margin detection method in the constructed 3D crustal model, and illustrate the spatial form and margin of the deep magmas. The prospective research result will help us achieve the target of tracing the rapid eruption of Ningwu volcanic and provide key constraints on studying the inner-continent mineralization process in the Middle-Lower Yangtze Metallogenic Belt.

宁芜矿集区是理解长江中下游成矿带成矿过程与陆内成矿理论的理想场所，研究表明其成矿过程与火山岩在早白垩世短期内（133～130 Ma）的快速喷发息息相关。但目前成矿理论与过程研究多集中在对宁芜火山岩的地球化学和年代学测试等方面，缺乏对火山岩喷发轨迹和空间形态等深部成矿背景的关键约束与直接支持。本研究拟基于SinoProbe-03项目近年来在该地域所采集的最新综合地球物理探测数据，采用链式约束的方法，基于最新采集的1:5万高精度重磁数据构建10条骨干剖面的二维地壳密度与磁化率模型，并进行有先验信息约束的三维反演，揭示宁芜火山岩盆地深部地壳的三维精细结构与物性模型。通过改进传统的边缘检测方法，实现在立体空间开展地壳物性参数的多尺度边缘检测分析，阐明宁芜盆地下方岩浆上涌通道的空间形态和边界，尝试实现示踪成矿过程中火山岩的快速喷发轨迹，为深入理解长江中下游成矿带与大陆陆内成矿理论提供关键约束。

本项目围绕长江中下游成矿带宁芜盆地地区火山岩快速喷发轨迹及其运移与成矿过程开展了相关研究工作，完成了既定研究目标。针对宁芜火山岩盆地及其所处的长江中下游地区成岩年龄集中（主要形成于125 - 135Ma）、成矿空间分布集中（集中在以长江中下游为核心的窄带内）的特点，在广泛收集以宁芜矿集区为主的长江中下游成矿带地域的已有研究资料的基础上，采用链式约束的方法基于高精度重力数据构建了跨越宁芜火山岩盆地的密度模型，揭示了宁芜火山岩盆地深部的块体结构模型；通过改进传统的边缘检测方法开展了不同尺度的空间边缘检测分析，刻画了研究区主要构造界限的空间展布架构；并利用跨越宁芜火山岩盆地的330km长的密集宽频带地震数据开展了背景噪声成像研究，获得了研究区下方的精细速度结构模型；阐释了宁芜盆地与长江中下游成矿带下方岩浆上涌通道的空间形态和边界，提出了研究区的深部成矿背景模型。研究结果表明，宁芜盆地下方深部成矿流体的运移呈现多级次运移特征，来自地幔的岩浆热液上涌并在岩石圈底部富集，形成MASH成矿过程的源区，随后以侵润的形式穿透下地壳，在此过程中与地壳物质发生混染并在上地壳富集，形成了成矿物质的浅部汇集区，之后沿着伸展正断层向上运移，并在宁芜盆地地域的浅部汇聚成矿。本研究为为深入理解宁芜矿集区和长江中下游成矿带的深部成矿过程以及大陆陆内成矿理论提供了关键的深部约束。