胶西北蚀变岩型金矿床成矿过程三维数值模拟研究与找矿勘查启示

摘要

蚀变岩型金矿床在世界范围内分布广泛，具有重要的经济与工业价值。胶东半岛是世界上第三大金矿集区，已探明金储量超5 300 t。区内绝大多数金矿床分布在胶西北（莱州—招远）、栖霞—蓬莱—福山、牟平—乳山3大矿区。焦家断裂带.是胶西北地区主要的控矿构造之一，沿线分布着焦家、新城、红布等大量金矿床。为了定量揭示该区域内蚀变岩型金矿床的成矿机制和过程，为深部找矿勘探提供有利信息，建立了焦家断裂新城—红布段的三维地质模型，并基于该模型对蚀变岩型金矿床的成矿过程进行了多物理场（热、流、化、质）耦合三维数值模拟研究。结果表明，降温过程与断裂构造本身是控制金矿化形成的主要因素，焦家断裂及其次级断裂的交汇处与金矿化具有强空间相关性，该处的成矿潜力显著高于断裂带的其他区域，未来找矿勘探可聚焦这些成矿有利区域；此外，整个模型空间内金成矿过程持续了约8 000年，尽管这可能只是众多成矿期次之一，但它仍然表明岩浆热液成矿过程可能十分迅速。当前，成矿过程数值模拟研究仍然存在模型简化、古环境恢复等一系列问题，未来数学地球科学与分析测试技术手段的发展将为成矿过程研究与矿床学问题提供更精细、准确、定量的解答。

关键词

COMSOL Multiphysics数值模拟 / 三维地质模型 / 多场耦合 / 蚀变岩型金矿床 / 焦家断裂