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Journal of Earth Science 2024年第1期35卷 301-305页

作者： Zhaoliang Hou kunfeng qiu Tong Zhou Yiwei Cai Frontiers Science Center for Deep-time Digital Earth China University of GeosciencesBeijing 100083China Department of Geology University of ViennaVienna 1090Austria State Key Laboratory of Geological Processes and Mineral Resources School of Earth Sciences and ResourcesChinaUniversity of GeosciencesBeijing 100083China

Backscatter electron analysis from scanning electron microscopes(BSE-SEM)produces high-resolution image data of both rock samples and thin-sections,showing detailed structural and geochemical(mineralogical)*** allows an in-depth exploration of the rock microstructures and the coupled chemical characteristics in the BSE-SEM image to be made using image processing *** image processing is a powerful tool for revealing the more subtle data“hidden”in a picture,it is not a commonly employed method in geoscientific microstructural ***,we briefly introduce the general principles of image processing,and further discuss its application in studying rock microstructures using BSE-SEM image data.

关键词： Image processing rock microstructures electron-based imaging data mining

巴尔哲锆-铌-铍-稀土矿床成矿精细过程研究

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岩石学报 2024年第6期40卷 1817-1836页

作者：吴鸣谦马甲栋邓军刁习裴磊邱昆峰中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 加拿大温莎大学环境学院温莎N9B 3P4 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室北京100083 中国地质大学(北京)深时数字地球前沿科学中心北京100083

巴尔哲碱性花岗岩型关键金属矿床拥有世界级Zr、Nb、Be、REE资源量,其成矿具有多期次、多阶段特征。Zr矿化(Ⅰ阶段)发生在岩浆期,表现为多锆相(agpaitic)界熔花岗岩熔体结晶出原生钠锆硅酸盐(斜钠锆石),在该阶段,多锆相界熔花岗岩经历... 详细信息

巴尔哲碱性花岗岩型关键金属矿床拥有世界级Zr、Nb、Be、REE资源量,其成矿具有多期次、多阶段特征。Zr矿化(Ⅰ阶段)发生在岩浆期,表现为多锆相(agpaitic)界熔花岗岩熔体结晶出原生钠锆硅酸盐(斜钠锆石),在该阶段,多锆相界熔花岗岩经历钠质交代,斜钠锆石原位分解为锆石-石英假象,假象中锆石U-Pb年代学表明锆成矿发生在123.9±0.6Ma。随后,Nb-Be-REE矿化以多种矿物形式、分三个连续的阶段(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ阶段)、呈浸染状分布于遭受赤铁矿化的界熔花岗岩中,重稀土为主的矿物普遍形成于以轻稀土为主的矿物之前。Ⅱ阶段是巴尔哲矿床中Nb、Be和重稀土矿化的主要阶段,大部分界熔花岗岩均遭受了不同程度的赤铁矿化,并伴随钇兴安石、铈兴安石、钇易解石、铌铁矿等稀有稀土金属矿物的形成,主要形成以石英为主的假象(Nb-Be-REE假象),Nb-Be-REE假象的前体矿物并非某种Nb-Be-REE矿物。Ⅲ阶段主要形成黑稀金矿、独居石及氟碳铈矿,热液独居石U-Pb年代学指示该阶段热液成矿活动发生在122.8±0.6Ma。氟铈矿和氟碳钙铈矿部分交代氟碳铈矿构成了Ⅳ阶段的矿物组合。Nb、Be和REE在热液过程中的多阶段分配和富集,是造成巴尔哲矿床中复杂矿石矿物组合以及高品位Nb-Be-REE矿化的重要原因。Nb-Be-REE矿石矿物组合中不存在锆石,且其分布与雪球石英、钠质交代和锆石-石英假象的分布没有时空关联。此外,巴尔哲角闪石中Nb、Be、REE的含量低,表明原生锆硅酸盐矿物和角闪石不是Nb、Be和REE等关键金属的物质来源。结合各岩相中角闪石元素含量的变化与熔体包裹体成分特征,笔者提出Nb和REE的富集可能是氟化物-硅酸盐熔体不混溶耦合岩浆期后热液富集的结果。因此,巴尔哲矿床中需要开展精细的熔体/流体包裹体成分研究,针对关键金属尤其是Be的来源、熔-流体演化历程以及矿化精细过程开展更深入的研究。

关键词：巴尔哲碱性花岗岩关键金属岩浆-热液过程

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华北克拉通胶莱盆地马山地区粗面英安岩磷灰石U-Pb年代学及其地质意义

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现代地质 2024年第1期38卷 117-127页

作者：朱拓何登洋黄雅琪邱昆峰中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室北京100083 中国地质大学(北京)深时数字地球前沿科学中心北京100083

五莲—青岛—烟台断裂是胶莱盆地重要的控盆断裂之一,控制了盆地的形成与演化,主要由牟平—即墨断裂和桃村断裂等多条NNE向断裂组成。前人研究表明,五莲—青岛—烟台断裂运动学转换历史先后可划分为晚侏罗世左旋走滑、早白垩世伸展断陷... 详细信息

五莲—青岛—烟台断裂是胶莱盆地重要的控盆断裂之一,控制了盆地的形成与演化,主要由牟平—即墨断裂和桃村断裂等多条NNE向断裂组成。前人研究表明,五莲—青岛—烟台断裂运动学转换历史先后可划分为晚侏罗世左旋走滑、早白垩世伸展断陷和晚白垩世—古新世右旋走滑三个阶段,但其新生代右旋走滑事件的持续时间仍存在争议。已有研究表明,区域上同尺度断裂走滑运动温度为550~650℃,显著高于磷灰石U-Pb体系封闭温度(350~550℃),因此磷灰石可能是记录五莲—青岛—烟台断裂右旋走滑的理想对象。本文选取胶莱盆地马山粗面英安岩中的磷灰石进行U-Pb年代学研究,拟约束五莲—青岛—烟台断裂的右旋走滑持续时间。磷灰石U-Pb年龄为(64.1±3.7)Ma,明显晚于早白垩世寄主粗面英安岩锆石U-Pb年龄(119.3±1.6)Ma,表明自早白垩世以来磷灰石至少经历了一次热事件导致其U-Pb同位素体系重置。早白垩世以来,由于印度板块和欧亚板块的碰撞,以及古太平洋板块由NWW向俯冲转变为NW向俯冲,导致了古新世胶莱盆地N—S向拉分和牟平—即墨断裂右旋走滑。因此,本文认为马山粗面英安岩磷灰石U-Pb年龄记录了五莲—青岛—烟台断裂右旋走滑热事件,表明其右旋走滑可能持续到古新世。

关键词：磷灰石U-Pb年代学粗面英安岩五莲—青岛—烟台断裂古新世右旋走滑

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胶东型金矿

岩石学报 2024年第6期40卷 1691-1711页

作者：杨立强邓军张良杨伟谢东汪龙邱昆峰李大鹏中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室深时数字地球前沿科学中心北京100083 自然资源部金矿成矿过程与资源利用重点实验室山东省金属矿产成矿地质过程与资源利用重点实验室山东省地质科学研究院济南250013 山东黄金地质研究院济南250101

胶东是全球唯一已知赋存于前寒武纪变质地体中的晚中生代巨型金矿省,其成矿系统独具特色,具体表现为:(1)位于陆内复合构造域,经历了多期重大构造-热事件,大规模金成矿作用受控于120±2Ma古太平洋板块俯冲方向变化及其诱发的软流圈上涌... 详细信息

胶东是全球唯一已知赋存于前寒武纪变质地体中的晚中生代巨型金矿省,其成矿系统独具特色,具体表现为:(1)位于陆内复合构造域,经历了多期重大构造-热事件,大规模金成矿作用受控于120±2Ma古太平洋板块俯冲方向变化及其诱发的软流圈上涌、岩石圈改造和伸展-挤压变形交替及控矿断裂剪压-剪张转换;(2)多重控矿构造和多样赋矿建造联合控制了不同规模和类型金矿的发育,形成了三山岛、焦家、招平、栖霞、郭即和牟乳六条NE向金矿带和三山岛-栖霞EW向富金廊带,导致了金矿化类型(焦家式/破碎带蚀变岩型、玲珑式/石英脉型、蓬家夼式/蚀变砾岩±角砾岩型、辽上式/黄铁矿-碳酸盐脉型)及其地质-地球化学特征的多样性;(3)主要矿化元素Au、Ag、Cu、Pb和Zn均达到工业利用要求,并有多种共/伴生关键金属超常富集;(4)不同金矿带中硫化物Pb同位素组成与探明金资源储量及到郯庐断裂带的距离线性相关,反映距离幔源流体主通道越近、金属硫化物中放射性成因Pb含量和幔源组分占比越多、金成矿强度越大;(5)区域总体相对均一的Δ199 Hg(平均~0.012‰)及Δ199 Hg/Δ201 Hg与金品位呈线性负相关,表明成矿物质来源于富集岩石圈地幔、且地幔被俯冲洋壳及其上覆沉积物交代的程度控制了金品位的高低;(6)区域恒定的Δ33 S同位素组成(~0‰)排除了巨量金源自太古宙变质基底及其重熔花岗岩的可能,重的δ34 S(平均9.0±3.7‰)来源于俯冲的古太平洋板片及其上覆沉积物的脱挥发份;不同金矿带Δ33 S/δ34 S与探明金资源储量及其到郯庐断裂带距离线性相关,反映成矿期地壳伸展程度控制了金成矿强度;(7)区域He-Ar和H-O同位素组成显示壳幔混合特征,焦家式金矿的成矿流体组成更靠近地幔、玲珑式金矿位于地幔与地壳过渡带;三山岛、焦家和招平金矿带的成矿流体相对接近幔源流体,而郭即金矿带具有相对开放的构造环境;不同金矿带氢-氧同位素组成和探明金资源储量正相关,可能表征了从西到东成矿流体通量和流体-岩石反应强度逐渐降低。基于对上述特征的总结,提出了胶东型金矿的成因模式,明确了其成矿地球动力学背景和深部驱动、巨量金属和流体及络合物来源、输运通道和方式、源→汇过程和机制、成矿后变化和保存等成矿系统形成的关键因素,确立了“拆离断裂系与基底活化带及幔源流体通道复合控矿”的勘查思路和“四步式”的勘查模型。综上,胶东金矿不同尺度的鉴别特征及其形成的关键因素明显不同于全球已知的其他金矿类型,难以被已有成矿模式所涵盖,属于一种新的金矿类型——胶东型,其成因模式对华北、华南、西伯利亚、西澳伊尔岗、北美怀俄明和南美圭亚那等陆内金矿床具有普适性;系列找矿突破则验证了该成因模式与勘查模型的合理性和适用性。因此,本文认为胶东型金矿是全球研究热点和重要的金矿勘查方向,而该地区找矿的主攻目标是资源量大且品位和产状稳定的破碎带蚀变岩型金矿。

关键词：矿床地质-地球化学特征成矿系统时-空结构成矿动力学控矿因素成因及勘查模型胶东型金矿

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西秦岭李坝造山型金矿床围岩蚀变特征:基于高分五号02星(GF-5B)星载高光谱数据信息提取

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岩石学报 2024年第6期40卷 1784-1800页

作者：谭宏婕邱昆峰刘洪成张鹏聪符佳楠王瑞罗建翔师彦明深时数字地球前沿科学中心地质过程与矿产资源国家重点实验室地球科学与资源学院中国地质大学(北京)北京100083 核工业北京地质研究院遥感信息与图像分析技术国家级重点实验室北京100029 陇南紫金矿业有限公司陇南742500 甘肃省有色地勘局天水矿产勘查院天水741020

造山型金矿床蚀变范围广,是研究矿床热液蚀变分带的理想对象。由于距离矿体远近的差异,围岩存在不同的热液蚀变矿物组合。本文基于高分五号02星(GF-5B)星载高光谱遥感图像开展数据收集和蚀变信息提取工作,识别西秦岭李坝超大型造山型金... 详细信息

造山型金矿床蚀变范围广,是研究矿床热液蚀变分带的理想对象。由于距离矿体远近的差异,围岩存在不同的热液蚀变矿物组合。本文基于高分五号02星(GF-5B)星载高光谱遥感图像开展数据收集和蚀变信息提取工作,识别西秦岭李坝超大型造山型金矿床蚀变矿物组合。GF-5B高光谱遥感数据及近端光谱测量(Analytical Spectral Devices)结果表明,研究区蚀变类型主要有黄铁矿化、绢云母化、多硅白云母化、绿泥石化、碳酸盐化。依据野外实地考察、近端光谱测量调查方法验证,基于高光谱遥感提取蚀变信息结果较为准确。白云母与绿泥石短波红外光谱偏移通常与成矿过程中的温度压力条件有关,例如白云母矿物在2200nm附近的Al-OH组合吸收波长位置受矿石流体控制。本文根据2200nm附近的吸收位点将白云母矿物分为绢云母与多硅白云母矿物,二者蚀变模式对比鲜明。多硅白云母通常出现在接近矿体的围岩中,与成矿具有密切联系。绿泥石为远端蚀变,指示了成矿流体形成于酸性环境。二者均可作为示踪金矿化的理想光谱指示矿物。本文研究表明,高分02星星载AHSI高光谱数据在造山型金矿床成矿远景区预测中具有良好的应用效果和潜力。

关键词： AHSI 高分五号02星高光谱遥感造山型金矿床蚀变分带:多硅白云母

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第一性原理计算约束宏观地质现象的微观机制

岩石学报 2024年第6期40卷 1972-1996页

作者：高子越邱昆峰罗炳程刘鑫龙政宇于皓丞张靖源邓军深时数字地球前沿科学中心地质过程与矿产资源国家重点实验室中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 中国农业大学理学院应用物理系北京100083 中国地质大学(北京)材料科学与工程学院北京100083

微观尺度物理化学机制随着时间推移和空间尺度放大,逐步累积形成在地球系统中能够被直观观测到的大规模地质过程。揭示地质作用过程中隐藏在宏观表象下的微观机制一直是地球科学研究的重要内容。近年来,随着计算能力的提高和计算方法的... 详细信息

微观尺度物理化学机制随着时间推移和空间尺度放大,逐步累积形成在地球系统中能够被直观观测到的大规模地质过程。揭示地质作用过程中隐藏在宏观表象下的微观机制一直是地球科学研究的重要内容。近年来,随着计算能力的提高和计算方法的进步,基于量子力学原理的理论计算方法——第一性原理计算,以精度高、效率高、应用灵活且所得结果可以媲美实验等优势,为构建宏观与微观之间的桥梁提供了一个有力途径。本文归纳总结了第一性原理计算的基本原理,梳理了使用第一性原理计算在研究宏观地质现象的微观机制领域取得的新认识,侧重论述了第一性原理计算在研究矿物物理化学性质、深部熔体性质、同位素分馏机理、元素地球化学行为等方面的应用,并展望了第一性原理计算在未来可能遇到的挑战和发展趋势,为微观机制的计算模拟研究提供帮助。第一性原理计算的发展和应用,增强了人们对地球系统微观机制的理解,为未来地球科学的研究提供了新思路。

关键词：第一性原理计算晶格振动频率计算分子动力学模拟深部地球矿物结构流/熔体

Extensional Setting of Hainan Island in Mesoproterozoic:Evidence from Granitic Intrusions in the Baoban Group

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Acta Geologica Sinica(English Edition) 2022年第4期96卷 1199-1212页

作者： LIU Yuheng MAO Jingwen qiu kunfeng HU Jun WANG Lei XU Deming MNR Key Laboratory of Geochemical Exploration Institute of Geophysical and Geochemical ExplorationChinese Academy of Geological SciencesLangfangHebei 065000China UNESCO International Centre on Global-scale Geochemistry LangfangHebei 065000China MNR Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Assessment Institute of Mineral ResourcesChinese Academy of Geological SciencesBeijing 100037China China University of Geosciences(Beijing) Beijing 100083China State Key Laboratory of Geological Processes and Mineral Resources School of Earth Sciences and ResourcesChina University of Geosciences(Beijing)Beijing 100083China Frontiers Science Center for Deep Ocean Multispheres and Earth System Key Lab of Submarine Geosciences and Prospecting TechniquesMOE and College of Marine GeosciencesOcean University of ChinaQingdaoShandong 266100China Laboratory for Marine Mineral Resources Qingdao National Laboratory for Marine Science and TechnologyQingdaoShandong 266237China Wuhan Center of China Geological Survey(Central South China Innovation Center for Geosciences) Wuhan 430205China

The Mesoproterozoic Baoban Group is the oldest basement in Hainan Island and has played an important role in Columbia(Nuna)supercontinent *** Mesoproterozoic granitic intrusions in the Baoban Group are the most widely-exposed Precambrian magmatic rocks and are the key to understanding the tectonic settings of Hainan Island and its relationship with the South China Block and the Columbia *** LA-ICP-MS zircon U-Pb dating on three mylonitic granite samples from the Tuwaishan and Baoban areas yield ages ranging from 1447 Ma to 1437 Ma,representing the absolute timing of the emplacement of the granitic *** with previously published geochronological data for rocks from the Baoban Group and regional mafic intrusions,it is concluded that the Baoban Group formed at 1460-1430 Ma,coeval with the emplacement of the granitic and mafic *** in-situ zircon LuHf isotope analyses for the three mylonitic granite samples yielded positiveε(t)values,ranging from+0.49 to+8.27,with model ages(T~C)ranging from 2181 Ma to 1687 Ma,suggesting that the granitic intrusions originated from a mixed source of Paleoproterozoic crust with juvenile *** zircon trace element data show characteristics of high Th/U values of 0.24-1.50,steep slopes from LREE to HREE and negative Pr,Eu anomalies with positive Ce,Sm anomalies,representing typical magmatic zircons formed in continental *** with available magmatic and detrital zircon ages from Precambrian rocks in the Cathaysia Block,Yangtze Block and western Laurentia,it is inferred that Hainan Island was separated from both the Cathaysia Block and the Yangtze Block,instead being connected with western Laurentia in the Columbia *** the decreasing tendency of basin deposition time along the western margin of Laurentia,it is proposed that Hainan Island was located to the north or northwest of the Belt-Purcell Supergroup,along the western margin of Laurentia,during

关键词： zircon U-Pb dating Lu-Hf isotopes granitic intrusions Baoban Group extensional setting Hainan Island

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地质光学交叉学科实验室的建设与实践探索

实验室研究与探索 2024年第2期43卷 237-243页

作者：黄昊翀栗欣妤袁恩惠张自力郑志远邱昆峰中国地质大学(北京)数理学院北京100083 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083

地球科学领域的传统技术手段已经无法满足当下实验室教学研究的需求,探索高效且可行的交叉学科、交叉人才培养模式、联合实验室建设方案并引入其他学科相关技术尤为重要。以地学光学交叉学科实验室建设为例,首先介绍了地球科学与光学结... 详细信息

地球科学领域的传统技术手段已经无法满足当下实验室教学研究的需求,探索高效且可行的交叉学科、交叉人才培养模式、联合实验室建设方案并引入其他学科相关技术尤为重要。以地学光学交叉学科实验室建设为例,首先介绍了地球科学与光学结合的基本情况,然后分析了交叉学科教学研究的基础工作与落实措施,并对建设成效进行了展望。建设的目的针对地球科学领域对光学技术的重大需求为导向,以光学方法解决地学相关问题为基础,开展与地球科学相关的光学应用性研究,同时打破学科壁垒、加强跨学科的人才队伍建设并为交叉教学研究的改革提供借鉴。

关键词：交叉学科地球科学光学

Metallogenetic model of Jiaodong-type gold deposits,eastern China

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Science China Earth Sciences 2023年第10期66卷 2287-2310页

作者： Jun DENG Qingfei WANG Liang ZHANG Shengchao XUE Xuefei LIU Lin YANG Liqiang YANG kunfeng qiu Yayun LIANG State Key Laboratory of Geological Process and Mineral Resources China University of GeosciencesBeijing100083China Frontiers Science Center for Deep-time Digital Earth China University of GeosciencesBeijing100083China School of Civil and Resource Engineering University of Science and Technology BeijingBeijing100083China

The genesis of giant gold provinces is an international scientific frontier,in which the source of a huge amount of gold and the drive for mineralization are key *** mineralization intensity of the Jiaodong gold province in eastern China is a rare occasion in the world,because it owns gold reserves of~5500 tons within an area of less than 10,000 km^(2).The Jiaodong gold province formed in the superimposed domain of diverse tectonic regimes in an intracontinental *** regional peak metamorphism and Triassic continental collision are followed by the tectonic transition and gold mineralization at ca.120 Ma with time intervals of 1.9 billion years and about 100 million years,*** Jiaodong gold deposits are different from orogenic and intrusion-related gold deposits in terms of the tectonic background,types of host rocks,and oreforming *** gold deposits show close spatial-temporal and genetic relationships to mafic igneous rocks,implying the derivation of ore-forming fluids from the metasomatic mantle *** dykes in Jiaodong have negativeε_(Hf)(t)values of-29.9 to-9.1,Os content of 0.002-0.16 ppb,heavyδ^(18)O up to 8.23‰,and high initial^(187)Os/^(188)Os ratios of *** indicate that the lithospheric mantle was metasomatized by ancient crust-derived *** lithospheric mantle in the western Jiaodong shows generally more enriched isotope features than that in the eastern part,which is explained to be an important reason for its huge gold *** mafic dykes show lighter Mg isotope characteristics(averageδ^(26)Mg of-0.33‰,n=50)and high Ca O content(overall greater than 6.5 wt%),indicating that the lithospheric mantle would also record the metasomatism by the carbonate rocks from the subducting oceanic *** the background of the rollback of the subducting paleo-Pacific slab and the destruction of the North China Craton,partial melting of the lower crust would produce granitic ma

关键词： Jiaodong-type gold deposits Mantle fluids Metasomatized lithospheric mantle Source of gold Tectonic regime transition

西秦岭造山带早子沟金矿床金矿化特征及找矿潜力评价

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黄金 2024年第4期45卷 65-70页

作者：田向盛孙新春邱昆峰王玉玺甘肃省贵金属矿产资源勘查与综合利用工程技术研究中心甘肃省地质矿产勘查开发局第三地质矿产勘查院甘肃省地质调查院甘肃省地矿局院士创新研究中心中国地质大学(北京)地质科学与资源学院

早子沟金矿床位于西秦岭造山带的夏河—合作地区,是夏河—合作地区乃至西秦岭造山带经济价值最高的金矿床之一。基于早子沟金矿床找矿勘探新近发现的地质现象,对早子沟金矿床地质和金矿化特征进行了系统总结,结合前人年代学数据,对微细... 详细信息

早子沟金矿床位于西秦岭造山带的夏河—合作地区,是夏河—合作地区乃至西秦岭造山带经济价值最高的金矿床之一。基于早子沟金矿床找矿勘探新近发现的地质现象,对早子沟金矿床地质和金矿化特征进行了系统总结,结合前人年代学数据,对微细浸染型/细脉状毒砂-黄铁矿型和脉状石英-辉锑矿-自然金型2类金矿化的成矿时代和矿床成因进行探讨,认为二者成矿时代相差较大,可能存在不同的源区。早子沟金矿床2类金矿化分别在浅部岩体周围断裂发育部位和深部低角度断裂发育部位显示出了较好的成矿潜力,应作为下一步找矿勘探的重点。

关键词：早子沟金矿床矿床地质矿床成因潜力分析深部找矿金矿化