基于分形方法的氡气测量在隐伏断裂及找矿中应用

摘要

甘肃省玛曲县大水金矿区位于西秦岭褶皱带的西段，其地质单元划归为秦岭-祁连山-昆仑山中央造山带，南部以玛曲—南坪断裂为界与松潘—甘孜褶皱带相邻，为大构造单元的结合地带，对于北西向断裂成矿研究成为近年来该区域研究构造控矿的主要研究对象。大水金矿虽然已经开采二十余年，但在格尔珂岩体与贡北岩体中间还存在某些地质勘探盲区，其矿体受到断裂构造的控制比较明显，找矿前景较好，而氡气、地气法的出现具有见效快、成本小、环境要求低等优势，较为适合在该研究区进行找矿。
　　隐伏断层的存在为氡气向地表附近的运移提供了通道和场所，氡气向上运移并非通常意义上的气体扩散的原理，氡气首先是一种特殊的气体，存在于地下。能够透过地面裂缝或构造裂隙通过团簇效应上升运移到地表附近造成地表附近形成异常高值直接指示隐伏构造，解决有关的地质学问题，因此氡气测量可以广泛应用于断裂构造勘查工作，并且该原理使得氡气勘查在查明隐伏断层时具有得天独厚的优势。
　　研究中分析了氡元素异常分布和地气中与氡元素相伴生或相似产出趋势的元素，对3条测线同线共点使用KJD-2000R型瞬时测氡仪和大气采样器分别采集氡气和地气，利用传统地学统计方法对地气中的元素与氡元素进行共生组合的研究以及应用因子分析与聚类分析相结合的手段:
　　1)因子分析的结果可知:稀有元素(La、Ce、Pr、Nd)重金属元素(Cu、Ba、Zn)与Rn元素均有较好的套和关系，在符合KMO和Bartllet检验时，其相关系数最高可以达到0.8以上;A线前两个矩阵载荷因子累计方差贡献值占到82.865％，B线前两个矩阵载荷因子累计方差贡献值占到84.765％，C线前两个矩阵载荷因子累计方差贡献值占到77.921％;
　　2)聚类分析的结果可知:当距离系数大于10时可将九种元素划为三类重金属元素与氡，稀有元素，金元素;当距离系数大于15时可划为两类，氡、金、稀有元素，重金属元素;
　　研究区内9中元素应用分形方法所得异常下限值均高于传统方法下所得异常下限值，使得在异常的划分和分级上更加精确，利用分形方法所得异常下限值后重新圈定元素异常后确定了测线所测得的金矿化异常与断裂构造的关系。研究区内金矿化在测线上呈现为星点状分布，异常总面积约为0.054平方公里，其异常峰值连线方向与预测断裂构造方向大体一致，推测本区构造控矿因素为主要控矿因素。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 选题依据及研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 氡气测量研究方向现状

1．2．2 断裂上方氡气分布异常特征研究

1．3 研究内容与技术路线

1．4 矿区地质概况

1．4．1 地层

1．4．2 构造

1．4．3 岩浆岩

1．5 主要工作情况

第2章 氡及其子体形成、迁移及测量

2．1 氡的基本性质

2．1．1 氡的物理化学性质

2．1．2 氡的地球化学性质

2．2 氡气迁移机制

2．2．1 外因机制

2．2．2 内因机制

2．3 氡气测试技术发展研究

2．3．1 氡气测量技术优势

2．3．2 氡射气测量与地气测量

第3章 研究区氡气测量工作及异常特征

3．1 研究区勘查手段选择依据

3．1．1 研究区地形与覆盖层特征

3．1．2 选择氡气法与地气法结合勘查依据

3．2 野外工作部署与开展

3．2．1 野外工作布置

3．2．2 野外工作方法

3．3 探测结果研究

3．4 氡元素与其他元素相关性探讨

3．4．1 因子分析

3．4．2 聚类分析

3．4．3 小结

第4章 分形方法确定地球化学异常下限值

4．1 传统方法处理化探数据

4．1．1 元素分布形式

4．1．2 传统方法求得异常下限结果

4．2 分形方法处理化探数据

4．2．1 多重分形方法原理

4．2．2 数学模型

4．2．3 分形方法求得到异常下限结果

4．3 研究区异常下限值的确定

第5章 隐伏断裂的圈定及找矿预测

5．1 氡元素及相关元素异常圈定

5．2 隐伏断裂及隐伏矿体预测

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果