《岩體引發流體壓力時空變化及其成礦回響的計算模擬》是依託中南大學，由劉亮明擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：岩體引發流體壓力時空變化及其成礦回響的計算模擬
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉亮明
- 依託單位：中南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
選擇銅陵地區的獅子山和銅官山礦田以及大瑤山地區的古袍礦田中以岩體為中心的成礦系統為對象，以描述性研究和動力學計算模擬相結合的方法探求岩體引發流體壓力的動態變化及相關的岩石的破裂和礦石沉澱的動力學過程和控制因素。通過對含礦裂隙和角礫岩的幾何測量與分形統計、流體包裹體的顯微測試與捕獲時流體壓力的估算，為描述岩體引發流體壓力變化及其與成礦的關係的規律並分析其原因提供證據。在礦床地質詳細研究的基礎上,利用GOCAD、FLAC和3DIMS等構建成礦系統的三維動力學模型，包括三個研究礦田實際成礦系統的精確模型和概括了矽卡岩礦床與斑岩礦床的本質特徵的特徵模型，對這些模型進行一系列的變形-傳熱-流體流動-化學反應耦合動力學的計算模擬實驗。利用描述性研究成果來校驗模型,確保模擬結果的有效性。通過模擬結果的對比，分析淺成岩體引發流壓力變化的動力學機制及其對成礦控制，建立理論模式，促進淺成岩體成礦研究和勘查。
結題摘要
與岩體相關的斑岩型和矽卡型礦床是銅、金等金屬的重要礦床類型，其成礦過程中流體壓力的變化及其作用一直不受重視。本項目以計算模擬為主要手段研究銅陵、大姚山和車戶溝等地區的與岩體相關的重要斑岩和矽卡岩型礦床的成礦作用時空結構和動力學過程，重點研究成礦流體壓力的時空變化規律及其對礦體空間定位的制約。角礫岩的特徵及其與礦體空間關係以及動力學計算模擬結果都表明這些礦床在成礦過程中都存在流體演化由超壓到泄壓的過程。但這種流體壓力升降變化的型式與構造環境密切相關，擠壓環境中是由大幅度的減容升壓到大幅度的擴容降壓，引張環境中則是由小幅度的擴容增壓到大幅度的擴容降壓。礦體定位的部位就是發生了大幅度泄壓的擴容部位，而且這種部位在空間上的不均勻分布是與岩體的形態密切相關的。地質調查和鑽探顯示，銅陵地區控礦的晚古生代以碳酸鹽岩為主的富含有機質的地層在晚三疊世的印支運動發生了非常強的逆沖推覆褶皺，表明控礦地層在成礦前就具有了超壓流體。我們通過分子動力學和量子化學計算模擬揭示：在低溫高壓的流體中，草酸根離子（CH3COO−）較氯離子更容易與Cu絡合，銅-草酸根絡合物[(CH3COO)2Cu−和Cu(CH3COO)(H2O)]的穩定性隨壓力升高而升高，但隨溫度升高而快速降低直到分解。這意味著地層中以草酸絡合物溶解和運移的Cu會因岩體的侵位而在岩體附近沉澱。這非常有助於解釋銅陵地區矽卡岩銅礦床的層控和層狀特性。這些成果不僅深化了對斑岩和矽卡岩礦床礦體定位機制的認識，也能為預測礦體位置提供信息，具有重要的科學意義和實用價值。
