《Scientific Reports》：New geophysical insights into gold mineralization at Gabal Abu Marawat, Central Eastern Desert, Egypt
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埃及中部东部沙漠Abu Marawat地区蕴藏重要的金矿化，但其深部构造与岩浆作用对矿化分布的控制机制迄今仍缺乏有效约束。本研究采用综合磁法解译工作流程，以解析该成矿系统的构造格架。通过将化极（reduced-to-pole，RTP）与向上延拓场相结合，并运用
埃及中部东部沙漠Abu Marawat地区蕴藏重要的金矿化，但其深部构造与岩浆作用对矿化分布的控制机制迄今仍缺乏有效约束。本研究采用综合磁法解译工作流程，以解析该成矿系统的构造格架。通过将化极（reduced-to-pole，RTP）与向上延拓场相结合，并运用先进边界检测滤波器（TAHG、LTHG）及自动化线理提取技术，研究人员揭示了一条深部发育、区域持续的N–S至NNE–SSW向剪切走廊。这一与D3构造期相关的构造格架叠置于早期NE–SW与NW–SE向组构之上，对流变学接触带上的金矿定位起到一阶控制作用。至关重要的是，环形特征变换（Circular Feature Transform，CFT）分析识别出与Abu Marawat金矿及G. Wae'ra长英质侵入体相吻合的、具有深度持续性的环状磁异常。这些由CFT界定的环形磁异常被初步解释为可能的侵入中心，由此提出Abu Marawat可能发育混合造山型–岩浆型成矿组分的新假说，该假说有待独立验证。基于欧拉反褶积（Euler deconvolution）与源参数成像（Source Parameter Imaging，SPI）的深度估算界定了一个垂向整合的构造架构：浅部剪切容矿岩单元（<0.8 km）通过深根断裂网络（解析深度>1.5 km）相互连通。最后，研究人员通过整合构造复杂度、CFT异常、深度解算结果及岩性信息，构建了模糊逻辑找矿预测模型。该模型与已知矿床在空间上具有一致性，已知矿床均落入高模糊隶属度（高有利性）区域，这一空间吻合部分用于约束模型岩性有利性判据，因此应谨慎解读而非视为独立验证；模型还圈定了Semna–Miranda Gossans金矿与Abu Marawat走廊沿线若干尚未充分勘探的高有利性区段。本研究展示了先进磁滤波与模糊逻辑相结合以约束勘探靶区的有效性，并揭示了N–S向深部剪切带及CFT界定的环形磁异常在阿拉伯-努比亚地盾金矿成矿作用中的重要角色。
一、研究背景与科学问题
金矿化通常与沿断裂、剪切带及裂隙网络等构造不连续面运移的热液蚀变系统密切相关。在埃及中部东部沙漠（Central Eastern Desert，CED），新元古代基底组合——包括变火山岩序列、蛇纹岩及侵入花岗岩类——经历了强烈变形并展现出显著的构造复杂性，为热液流体循环和金矿化的形成提供了有利条件。阿拉伯-努比亚地盾（Arabian-Nubian Shield，ANS）以结晶基底岩石为主，保存了多期构造作用、岩浆活动及地壳再造的记录，孕育了金、铜及其他贱金属等重要矿产。
Abu Marawat地区位于Duwi与Atalla两条巨型剪切带之间，区域地质以广泛的火山岩/变火山岩带为主，伴有相关火山碎屑岩和凝灰岩，成分从酸性到中基性变化，包括流纹岩、英安岩、安山岩及玄武质安山岩。变火山岩局部被花岗岩侵入或被蛇绿岩覆盖，蛇纹岩及其衍生岩片（滑石-碳酸盐岩、listwaenites）频繁错断这些岩石，尤其在Abu Marawat金矿以东。条带状铁建造（banded iron formations，BIF）交替产出于变火山岩中。Dokhan火山岩以块状和纹层状斑状流纹岩及流纹英安岩为主。磨拉石型Hammamat沉积岩与强烈变形的变火山岩互层。Semna地区的金矿化石英脉通常受剪切带控制，分布于小型花岗质岩体边缘附近，矿脉以WNW-ESE至NW–SE方向切穿Semna变辉长岩和花岗闪长岩。
然而，以下关键问题此前未能解决：局部构造是否构成连续的矿区尺度走廊；该走廊是否向深部持续延伸；已知侵入体附近观测到的环形磁异常是否反映岩浆作用对成矿系统的贡献。先前的野外构造填图无法评估深部持续性或矿区尺度连续性，而遥感/DEM衍生的线理无法解析地下构造。
二、研究内容与主要结论
本研究整合高分辨率航磁数据与先进处理解译技术，包括高精度边界检测、CET-GA网格分析及CET-PA斑岩方法，以圈定此前未解析的构造组构和与矿化相关的蚀变模式。该综合工作流程生成了全面的构造图并识别了有前景的成矿靶区，首次评估了N–S构造走廊的连续性和深度持续性以及岩浆作用对矿化的可能贡献，同时建立了可迁移至类似矿化地体的勘探靶区优选策略。
研究得出以下主要结论：RTP磁异常图揭示了一个深部发育、区域持续的N–S至NNE–SSW向剪切走廊，该D3期构造格架叠置于早期NE–SW和NW–SE向组构之上，对流变学接触带上的金矿定位起一阶控制作用。CFT分析识别出与Abu Marawat金矿及G. Wae'ra长英质侵入体相吻合的、具有深度持续性的环状磁异常，初步解释为可能的侵入中心，提出Abu Marawat可能发育混合造山型–岩浆型成矿组分的新假说。深度估算界定了一个垂向整合的构造架构：浅部剪切容矿岩单元（<0.8 km）通过深根断裂网络（解析深度>1.5 km）连通。模糊逻辑找矿预测模型与已知矿床在空间上一致，并圈定了Semna–Miranda Gossans金矿与Abu Marawat走廊沿线若干未充分勘探的高有利性区段。
三、关键技术方法
研究人员采用以下主要技术方法：（1）化极（RTP）变换与向上延拓（upward continuation，UC）处理，1984年Aero Service采集的航磁数据，飞行高度120 m，测线方向NE–SW（45°/225°），使用Varian V-85质子进动磁力计（灵敏度约0.1 nT），RTP应用32.8°N磁倾角和1.9°E磁偏角；（2）高精度边界检测滤波器，包括水平梯度倾斜角（TAHG）和总水平梯度逻辑函数（LTHG，α=2）；（3）欧拉反褶积（EUD，结构指数SI=0，10×10网格窗口）与源参数成像（SPI）深度估算；（4）CET网格分析（CET-GA）用于构造复杂度分析，CET斑岩分析（CET-PA）中的环形特征变换（CFT，最小半径3格、最大半径21格、半径增量2格）用于环形异常检测；（5）模糊逻辑建模，采用gamma算子（γ=0.90），整合构造复杂度、CFT异常、深度解算及岩性四层等权证据层。
四、研究结果
RTP与向上延拓图： RTP磁异常图显示总场强度值范围约42,005 nT至42,552 nT。高磁异常主要分布于东部、中北部和西南部，与玄武质变火山岩及中基性变火山岩带高度吻合。低磁异常集中于西北部和西部，对应Semna周围的英云闪长岩-花岗闪长岩及Abu Marawat金矿以西和G. Wae'ra的年轻花岗岩。中间磁异常带位于中部，与Hammamat磨拉石沉积岩对应，该低至中等磁异常带与Miranda Gossans、Semna和Abu Marawat金矿点空间吻合。金矿点沿陡峭磁梯度分布而非异常峰值或谷值。向上延拓至1 km和2 km后，短波长异常逐渐被压制，长波长区域磁特征更加清晰，表明观测到的构造格架锚定于更深部地壳特征。
TAHG与LTHG高精度边界检测图： 两种滤波器均产生高度聚焦的边界信号，主要构造走向为N–S、NW–SE和NE–SW方向，伴有次要E–W向特征。TAHG和LTHG的应用有效区分了紧密排列或重叠的磁源，并在噪声存在时保持稳健性能，成功区分了弱和强磁源。
CET网格分析（CET-GA）： 构造复杂度（SC）方法通过相位对称性脊检测、幅度阈值化、骨架化和复杂度分析生成连接点密度图，突出频繁接触事件区域。方向熵（OE）量化了窗口内线理的方向多样性。
环形特征变换（CFT）分析： CFT在RTP、UC-1 km和UC-2 km网格上均识别出深度持续的环状磁异常。在Abu Marawat金矿和G. Wae'ra处检测到的环形异常与长英质侵入体空间吻合，这些CFT界定的环形磁异常被初步解释为可能的侵入中心，提示Abu Marawat可能发育混合造山型–岩浆型成矿组分。
欧拉反褶积（EUD）与源参数成像（SPI）深度估算： EUD解算按四个深度类别分组（<500 m、500–1000 m、1000–1500 m、>1500 m），仅保留500 m半径内由五个或更多解算支持的聚类。SPI基于局部波数最大值估算深度。两种方法共同界定了一个垂向整合的构造架构：浅部剪切容矿岩单元（<0.8 km）通过深根断裂网络（解析深度>1.5 km）连通。
模糊逻辑建模： 通过线性隶属函数将磁线理密度、构造复杂度（方向熵）、CFT环形异常网格和岩性四层证据层模糊化，采用gamma算子（γ=0.90）等权组合。模型与已知矿床空间一致，已知矿床落入高模糊隶属度区域，并圈定了Semna–Miranda Gossans金矿与Abu Marawat走廊沿线若干未充分勘探的高有利性区段。
五、讨论与结论
研究表明，N–S向深部剪切走廊对金矿定位起一阶控制作用，金矿化沿流变学接触带集中分布，反映热液流体沿这些界面汇聚。CFT界定的环形磁异常与长英质侵入体吻合，提示可能存在岩浆贡献组分，但需独立验证。模糊逻辑模型的预测性能通过敏感性分析（γ=0.90在0.70、0.80、0.90中表现最佳）得到优化。研究还指出，已知矿床落入高有利性区域的部分原因在于这些矿床信息部分用于约束模型岩性有利性判据，因此空间一致性应谨慎解读而非视为独立验证。研究强调了先进磁滤波与模糊逻辑相结合在约束勘探靶区方面的有效性，并揭示了N–S深部剪切带及CFT界定的环形磁异常在阿拉伯-努比亚地盾金矿成矿作用中的重要角色，为类似矿化地体的勘探提供了可转移的策略。
