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相山铀矿田是我国最早勘查、研究和开采的一批火山岩型铀矿之一,其探明储量在我国铀资源开采与储备中占据重要地位。为了矿山资源接替、寻找新的铀矿勘查靶区,需要对相山火山盆地深部地质的三维结构特征进行精细探测和分析。为此,核工业北京地质研究院在相山地区开展了“相山基础地质研究”项目(隶属于中核集团“龙灿工程”)。该项目以大地音频电磁测深(AMT)探测为主要技术手段,并结合地质调查研究、重磁反演、放射性测量、土壤地球化学等多技术方法,利用三维地质建模技术,整合相关的地质勘查-地球物理-地球化学资料和综合解释成果,建立相山地区三维地质结构精细模型,为相山地区新一轮铀矿找矿勘探服务。本文是该项目的组成部分之一,主要针对河元背-居隆庵重点勘查区,利用AMT探测剖面数据,结合地表地质填图与大量勘探工程数据,对该地区主要地质单元界面与断裂构造进行地质-地球物理综合解译;并基于先进的GOCAD三维地质软件,建立该地区重要地质要素的三维地质模型,开展地质要素的三维空间结构分析,预测新的铀矿勘查靶区。1、收集和整理了河元背-居隆庵重点勘查区地表地质填图、61个钻孔资料、47条AMT剖面探测数据、DEM数据和亚米级分辨率遥感影像,通过一系列技术方法,在MAPGIS平台上将这些数据加以集成,建立起该地区47条地质-地球物理综合解译剖面系统。在该系统中,地表地质与深部勘探、AMT视电阻率剖面信息得以综合呈现,为深部地质结构解译奠定了基础。2、根据以往项目对相山地区主要地质单元样本物性参数测定结果,结合河元背-居隆庵地区钻孔揭穿地质点的剖面信息观察分析,确定该区鹅湖岭组碎斑流纹岩为高电阻率,打鼓顶组流纹英安岩为低电阻率,基底变质岩系中石英片岩类为偏高电阻率,千枚岩类为低电阻率;研究区内AMT剖面由上而下,总体表现出“高阻-低阻-偏高阻”三层式电性结构特征,K1火山岩系与基底变质岩系之间的不整合界面主体与最低电阻率对应,K1e/K1d组间界面电阻率界限在1850Ω·m左右,断裂构造通常表现为垂向(或高角度倾斜)分布的低阻带或高-低阻梯度带。基于上述特征,完成了该地区47条地质-地球物理综合剖面组间界线、基底不整合界线以及断裂构造的解译。3、基于GOCAD三维地质软件,将该地区地表地质、钻探工程、AMT剖面视电阻率测点数据、DEM、遥感影像等进行三维集成;利用反转距离权重法(IDW)数据插值方法,形成了河元背-居隆庵AMT视电阻率数据体,该数据体可以进行任意方向的剖切和三维观察、计算;将上述地质-地球物理综合剖面解译结果,通过一系列空间坐标计算和格式转换,导入GOCAD系统,在三维空间中与AMT视电阻率数据体进行三维观察和调整,进一步解译完善地质单元界线;利用光滑离散插值(DIS)法,对上述剖面解译地质单元界线进行插值处理,构建组间界面、基底不整合界面和断裂构造面模型,并进而通过高程面模型、底面模型、组间界面模型、基底界面模型和断层面模型约束构建该地区三维地质实体模型。4、通过对河元背-居隆庵三维地质界面和实体模型进行分析,得到以下几点认识:(1)在河元背-居隆庵地区,基底不整合界面主体表现出南、北隆起,中间凹陷的特征,其走向为近东西-北东东向,是火山塌陷构造的表征,塌陷最大幅度高差为1400m±,在当前村附近塌陷最深(标高-1200m±)。(2)在火山塌陷带,基底不整合面存在一系列的凹陷,河元背块体居多,在船坑-郑家-书堂一带存在一个陡变带,陡变带的方向大致为北东-南西向,高差200m±,基底不整合界面整体表现为凹陷-隆起-凹陷的构造格局。(3)组间界面塌陷内构造格局与基底不整合界面局基本相似,只是塌陷深度不同,最大高差为1000m±,在当前村附近塌陷最深(标高-800m±),从此可以看出,组间界面构造格局是基底不整合界面构造格局的继承与发展。(4)河元背-居隆庵地区矿化总体近东西向分布,并且矿化主要分布在组间界面隆起带和组间界面陡变带,受构造和组间界面隆起带或组间界面陡变带复合控制,根据相似类比理论,认为在河元背西北部组间界面隆起地带和坑-郑家-书堂陡变带为成矿有利地带。