地质信息约束下的三维密度填图技术研究及应用

矿产勘探中应用最广泛、成本最低的方法就是重力和磁法勘探,它们在靶区优选、隐伏矿定位等不同勘查阶段均发挥了重要作用。但是重磁解释的反演结果往往产生多解性,因而需要采用有效方法来减小多解性。无约束的反演通常很难得到符合实际地质情况的解,因此地质约束反演是现阶段降低多解性的主要途径。本文从模型试验入手,开展了三维密度填图技术研究。对比了无约束与有约束以及约束多少的反演效果,结果发现随着约束条件的增加,反演所得的结果与真实情况的吻合度逐渐增加。本文还以安徽省庐枞矿集区为例,探索了地质信息约束下的重力三维填图技术,获得了矿集区地下5km深度的三维密度体,该结果揭示了矿集区主要岩体三维分布、构造的起伏和主要地层的展布。模型试验和实例结果表明:地质信息约束的三维密度填图技术,能够降低反演多解性,提高分辨率,优化反演结果,是现阶段实现矿集区"透明化",发现深部矿产的最有效的方法之一。     

庐枞矿集区结构特征重磁研究及其成矿指示

作为长江中下游多金属成矿带的重要组成部分,庐枞矿集区的深部结构和成矿作用过程一直受到关注和重视.本文利用已有的重磁数据,开展匹配滤波、解析延拓、求导等多种方法的目标处理,刻画庐枞矿集区的重磁异常特征,显现成矿带、成矿体、断裂构造、基底隆起和盆地凹陷等众多构造信息,再结合矿集区密度、磁性统计分析,以及区域地质和矿产分布,认为:庐枞矿集区整体走向为北东向,包括郯庐断裂、裴岗-朱桥断裂、罗河断裂以及长江断裂组成的四个成矿带,可划分为庐枞火山岩盆地、孔城凹陷、巢南-庐江褶皱隆起带、大别造山带东缘以及长江凹陷带五个部分;庐枞矿集区矿床类型多样化,矿床和矿化具有带状和环状分布特点,火山构造和火山岩浆活动制约着铁、硫、铜(金)矿床的分布,基底隆起和断裂对成矿具有重要的控制作用;矿集区异常分离后的剩余重力异常和剩余磁异常是寻找铁矿的重要综合信息标志,高背景场的低缓磁异常和重力异常的叠加地段,仍然具有较大的找矿潜力.     

基于已知信息约束的重磁三维反演在深部磁铁矿勘查中的应用——以安徽泥河铁矿为例

安徽泥河铁矿是一个典型的玢岩型铁矿,矿体埋深大,在地表产生的重磁异常幅值较小。为评估重磁资料精细处理与三维反演在磁铁矿深部勘查中的应用效果,选择泥河铁矿开展基于已知信息约束的重磁反演试验:首先通过模型试验对比了不同已知信息约束条件下的三维反演效果,然后通过针对性的位场分离方法提取了泥河铁矿的剩余重磁异常,将已知的地表地质信息转化为物性信息,构建了剩余密度和磁化率参考模型,用以约束重磁三维反演。根据反演所得密度体及磁化率体的三维分布模型,结合物性与岩性之间的关系,确定了泥河铁矿体的三维空间形态,该结果与地质勘探结果基本吻合。研究结果表明,基于已知信息约束的重磁三维反演,可以大幅提高反演结果的可靠性,对于高磁高密度的磁铁矿而言,是寻找和刻画深部磁铁矿体的有效方法。     

安徽庐枞盆地中段重磁电特征及地质意义

安徽庐枞盆地是长江中下游成矿带的重要矿集区,其深部火山岩基底性质不明,制约了矿产勘探的开展。通过对庐枞火山岩盆地中段1∶5万高精度重磁数据及大地电磁测深数据进行再处理,探讨该区地球物理场的特征及其地质意义。结果表明: 庐枞火山岩盆地位于NE向古生代地层褶皱带的“鞍部”,火山岩厚度与重力剩余异常幅值变化具有较好的对应关系; 火山岩之下主体为隐伏侵入岩,呈似厚层状,底界面厚度为3~4 km,黄屯—枞阳断裂与罗河断裂是主要的深部岩浆通道。推断盆地内三叠系—石炭系主体被侵位,部分泥盆系—志留系在隐伏侵入岩之下发育。研究成果可为庐枞盆地基础地质研究及找矿预测提供参考。     

1∶5万三维地质填图方法技术在本溪矿集区的应用

矿集区三维地质填图是采用1∶5万的调查尺度,提交地表地质图及具有一定精度的深部地质图,为圈定含矿建造、控矿构造等主要目标地质要素提供基础地质依据.通过在本溪矿集区开展的三维地质填图工作,认为构造填图是三维地质填图的基础,提出"分级分块"的三维地质建模方法,并总结了矿集区三维地质填图方法技术流程.     

重磁2.5D/3D互相约束反演技术在三维地质填图中的应用研究

三维地质填图为我国启动的新一轮地质调查项目,为提高重磁资料在三维地质填图中的应用效果,笔者提出重磁资料2.5D/3D相互约束重磁反演技术方案:利用重磁资料2.5D剖面反演结果、3D物性反演结果作为彼此反演约束条件,并通过了理论模型试验。试验结果表明,该技术方案使反演结果中物性参数、空间位置更接近理论模型体。通过对本溪—临江地区思山岭铁矿磁异常及酸性岩体重力异常进行反演实践——估算磁异常铁矿资源量、研究酸性侵入岩深部展布形态的效果良好,可为大面积三维填图提供有效途径。     

铜陵矿集区中酸性岩体航次3D成像及对深部找矿方向的指示

铜陵矿集区中酸性侵入岩与成矿关系密切,区内几乎所有的内生金属矿均与侵入岩有关,岩体周边和深部是主要的找矿方向,发现和圈定隐伏及半隐伏岩体对本区新一轮深部找矿工作有着重要意义.本研究以铜陵矿集区1:5万航磁数据的3D反演成像为基础,结合物性参数和地质信息,选取适当的磁化率边界,对矿集区岩体的空间分布进行了识别和圈定,共确定了33个岩体,并对其3D空间形态进行了定量分析,大部分推测岩体与地表地质填图所得岩体吻合较好.依据"层位+岩体"的找矿模式,以航磁反演推测岩体为基础,结合其他成矿信息,确定了本区圈定深部找矿远景区的6条基本原则,圈定了6个深部找矿远景区,对铜陵矿集区深部找矿具有重要的指示意义.     

基于地质与重磁数据集成的栾川钼多金属矿区三维地质建模

三维地质建模是当前国内外矿产资源勘查与评价研究的重要途径和热点.以栾川钼多金属矿区为例,针对研究区地质背景复杂、成矿地质条件多样性特征,开展了基于地质(岩性地层及其物性特征、地质体产状数据)与重磁正反演集成技术组合的三维地质模型建模研究,其研究内容为:(1)根据研究区地质背景和成矿条件,确定研究区矿床地质特征以及近地表地质体的空间属性特征;(2)利用重磁数据,在定性解译地质信息的基础上,开展二度半正演方法定量解译研究,并运用三维位场概率成像方法反演和解译深部地质体;(3)根据研究区地质与重磁反演解译资料综合分析,确定晚侏罗世斑岩岩体和控矿构造的时-空-因关系.研究结果表明,基于地质岩性属性特征的重磁正反演联合解译,能够综合利用地质体之间的物性差异、成因关系界定其几何形态,从而在三维环境中建立它们的时空关系,即三维地质模型,为研究区深部找矿、矿体定位预测以及金属矿产资源定量评价提供技术支撑和新途径      

基于重磁多尺度边缘检测的庐枞盆地基底构造研究

庐枞盆地位于怀宁-庐江“磁高重高”区域异常带的枞阳-庐江异常区,其区域重力场特征与区域磁场特征明显。本文利用上述特征异常,采用重磁多尺度边缘检测方法,对庐枞盆地重力和航磁数据进行了边缘检测,得到庐枞盆地不同深度的密度和磁性信息及重磁异常边界。结合重磁异常分布特点进行构造格架的推断、基底隆起区划分,建立了庐枞盆地构造格架。认为庐枞盆地基底断裂有四组方向,以北东走向断裂为主;盆地包含四块基底隆起区和一块基底残块隆起区。在此基础上,分析了庐枞盆地主要矿集区与构造格架的关系,提出了“S”形重力高异常带是寻找中深部隐伏矿床的有利部位的新认识。     

重磁场联合反演技术在庐纵盆地基底构造解释中的应用

安徽庐枞地区位于怀宁庐江“磁高重高”一级异常带的枞阳--庐江次级异常区.采用重磁场联合反演技术的多层面边缘检测方法(WORMS法)对庐枞地区多层面边缘进行检测,得到了地下不同深度的密度或磁性信息以及重、磁异常边界.根据上延层高度布格重力异常,结合航磁区域和局部异常分布特点,进行了断裂构造的推断与基底隆起区的划分,再利用空间分析技术对这些圈闭区域进行相交计算,划分出重磁同高、重低磁高、重高磁低、重磁同低等4种组合空域,提出庐枞盆地磁性基底为“一隆两凹”形态(庐枞盆地基底界面三维结构图)的新认识.     

长江中下游成矿带岩浆岩体三维空间结构:来自重磁三维反演的证据

长江中下游成矿带是我国重要的铁铜多金属矿产资源基地,燕山期中酸性岩浆岩对铜、铁、金等各种内生金属矿床的形成起着举足轻重的作用,识别和厘定岩浆岩体特别是隐伏岩体的三维分布形态对成矿动力学研究和深部找矿预测工作都有着重要意义。我们采用重磁三维物性反演技术,获得长江中下游成矿带磁化率和密度差三维模型,根据物性与岩性对应关系,识别和分析了区内岩浆岩体三维空间结构。推测了区内存在5个主要的岩浆活动中心,探讨了岩浆流动形式与轨迹。根据重磁三维反演反映的长江中下游岩浆岩三维分布特征,结合区域莫霍面、均衡重力异常和重磁多尺度边缘检测结果,以及区域成矿背景,预测了5个找矿远景区。结果表明,重磁三维反演技术是一种行之有效的岩浆岩体识别手段,通过对反演所得磁化率、密度分布情况的分析,可识别、圈定隐伏或半隐伏岩体,并可定量获取岩体三维形态特征,从而为寻找与火山岩、侵入岩体有关的金属矿产提供指示信息。     

重磁3D反演在新疆伊吾县宝山铁矿找矿增储中的应用

新疆伊吾县宝山铁矿是一个小型富磁铁矿矿床,经过多年开采其浅表矿体开采殆尽,成为危机矿山,找矿增储是延长矿山服务年限的当务之急。本研究在宝山铁矿床开展了超高密度的高精度磁法、重力面积测量,采用重磁三维反演技术,获得了矿区地下密度体和磁性体的三维分布信息。结合地质资料,对反演结果分析解释,认为宝山铁矿深部存在隐伏矿体,选择异常套合较好地段进行钻探验证,发现了隐伏的磁铁矿矿体。认为宝山铁矿深部还有较大的找矿空间,同时也证明重磁三维反演在隐伏矿找矿中具有十分广阔的前景。     

基于重磁联合反演的宁芜盆地钟姑矿田深部地质结构解析及成矿预测

宁芜盆地是长江中下游成矿带中重要的金属矿集区之一,以中生代火山岩和铁矿床广泛发育为特征。近年来,随着找矿深度的不断加深,深部找矿的难度不断加大,成本越来越高,急需利用地球物理方法推断深部地质构造,为深部找矿提供依据,以减少勘探风险。为了解宁芜盆地南段钟姑矿田的深部构造、岩体、地层的空间展布,本文基于区域重磁数据,并以地表地质、钻孔地质等信息为约束,开展深部地质结构的反演研究,厘定了地层及岩体的展布,并结合已知矿床的重磁组合方式和控矿地质要素,基于重磁反演结果在钟姑矿田内圈定了两处有利靶区,为下一步找矿工作提供参考。     

安徽沙溪铜矿区域重磁三维反演与找矿启示

安徽省沙溪铜矿是长江中下游成矿带中最为典型的中生代斑岩型铜(金)矿床,为进一步扩大矿床规模,探索新的找矿靶区,需要开展成矿背景研究,以了解控矿因素和成矿规律,为找矿预测提供基础信息。沙溪铜矿主要赋存在石英闪长斑岩中,了解该岩体的三维空间分布是实现找矿突破的关键环节。本文以重磁三维反演为基础,在沙溪矿区尝试了岩性识别,成功的刻画了含矿石英闪长玢岩、黑云母二长岩、石英闪长斑岩和闪长岩等4类主要岩体的三维形态,并推测了隐伏火山机构的存在。结合大地电磁资料分析,认为沙溪杂岩体形成与西侧的深大断裂关系更密切,与庐枞盆地形成无直接关系,同时也说明沙溪斑岩铜矿与庐枞玢岩铁矿并非同一成矿体系。沙溪铜矿中铜矿体本身不能产生强的重力和磁力异常,但重磁资料可以提供岩体分布信息,地表的弱磁低重力组合、三维重磁反演中的高密度体边上的低磁性体是寻找沙溪铜金矿的有利地段,从而实现间接找矿。综合音频大地电磁探测和重磁三维反演结果分析,认为沙溪主矿带凤台山东侧的沙湖山和夏家墩及凤台山西侧深部是寻找该类型斑岩型铜金矿的有利地段。     

铜绿山矿田成矿远景预测及三维地质模型

铜绿山矿田是鄂东南矿集区最重要的矽卡岩型铜铁金多金属矿田,其成矿与铜绿山岩株体关系密切。因此,查明该岩体深部展布和形态及其与周缘灰岩大理岩的接触关系,对矿田深部找矿预测具有十分重要的意义。笔者在细致分析铜绿山岩体及岩株体、灰岩大理岩及捕虏体、矽卡岩矿体及矿化体等重磁异常组合特征的基础上,推测铜绿山岩体的边界,圈定铜绿山岩体内部灰岩大理岩捕虏体和矿化体,利用三维物性反演、2.5D重磁人机交互反演、3D重磁人机交互反演结果,结合钻孔、地质资料开展三维地质建模,获得了铜绿山矿田4 000 m以浅的岩体、矿化体的三维地质模型,为该区的靶区圈定及深部找矿预测提供依据。     

重磁３Ｄ反演在新疆伊吾县宝山铁矿找矿增储中的应用

[摘 要] 新疆伊吾县宝山铁矿是一个小型富磁铁矿矿床,经过多年开采浅表矿体开采殆尽,成为危机矿山,找矿增储是延长矿山服务年限的当务之急。本研究在宝山铁矿床开展了超高密度的高精度磁法、重力面积测量,采用重磁三维反演技术,获得了矿区地下密度体和磁性体的三维分布信息。结合地质资料,对反演结果分析解释,认为宝山铁矿深部存在隐伏矿体,选择异常套合较好地段进行钻探验证,发现了隐伏的磁铁矿矿体,缓解了矿山的危机。认为宝山铁矿深部还有较大的找矿空间,同时也证明重磁三维反演在隐伏矿找矿中具有十分广阔的前景。     

突泉盆地磁性体重力场剥离的方法技术及岩体三维显示

各地层中赋存的岩体可能形成局部重力异常,对重力资料的密度界面反演计算可靠性产生影响,所以在进行反演计算之前去除岩体引起的异常影响,可增强密度界面反演的可靠性.笔者以突泉盆地重磁异常资料为基础,通过重磁异常特征分析,切取多条剖面进行2.5D正反演计算,进而对磁性岩体形成的重力场进行剥离,增加了重力场密度界面反演计算的可靠性;同时构建岩体的三维地质模型,清晰反映岩体的空间分布,为对目标地质体进行三维地质填图方法做了初步探索.     

基于重磁联合反演的麻姑山地区深部地质结构解析研究

近年来,随着茶亭铜金矿床等多处新矿床被相继发现,南陵—宣城地区有望成为长江中下游成矿带的新矿集区。其南部的麻姑山地区发育有麻姑山铜矿床,但由于本区第四系地层覆盖面积大、地质勘探程度浅,其深部地质结构尚不清晰,影响了本区隐伏矿床地质找矿工作的深入开展。本文基于地球物理重、磁数据,以已知地质填图和勘探数据为约束,对麻姑山地区深部地质结构进行了2.5D联合反演和深入解析;同时,结合三维地质建模技术和三维地球物理正演方法对解译结果进行了修正和厘定。研究结果表明,三维地质建模技术和三维地球物理正演方法可为2.5D重磁联合反演结果提供修正依据和手段;解析结果能够较好的阐明麻姑山地区的深部地质结构,结合找矿预测条件,能够圈定隐伏找矿预测靶区,可进一步为找矿工作提供更多参考信息。     

三维重力资料反演

我们介绍两种三维空间密度分布重力资料反演方法。在第一种方法中，我们根据重、磁间的泊松关系将重力资料转换成伪磁力资料并用三维磁法反演算法进行反演；在第二种方法中，我们研制了直接反演方法，由重力资料直接反演出密度分布的极小结构模型。在以上两种方法，三维地质体由大量长方体元密度分布构成，每一体元中密度值为常数。     

长江中下游庐江-枞阳火山岩矿集区深部结构与成矿作用

为探测长江中下游成矿带庐江-枞阳白垩纪火山岩盆地和铁、硫矿集区深部构造和地壳结构,探讨成矿深部控制条件,作者完成了穿越火山岩盆地的深反射地震剖面(150km,记录30s)和罗河铁矿区浅层高分辨反射地震剖面(20km),以及平行剖面的大地电磁、高精度重磁剖面,揭示了矿集区全地壳精细结构和电磁结构,同时开展区域构造测量和火山岩年代学研究,获得了新的认识。证实"耳状"的庐-枞火山岩盆地是一个沿北东向罗河断裂向东侧发育的非对称火山盆地,排除了另一半被断在西侧红层之下的判断;罗河断裂是一条切穿MOHO的深断裂,倾向南东,是引导地幔流体和岩浆上涌和喷发的通道,在中地壳形成岩浆房(反射亮斑);鉴别出多层界面,火山岩-侏罗系厚度约4～5km(其中火山岩厚度约3km),三叠系-震旦系变形层底界深度大致18～20km,变质基底组成中下地壳,MOHO平缓向北西倾,深度33～31km;追踪郯-庐断裂带的深部产状,陡立延伸到MOHO,宽约10km。从而揭示了早白垩系(132～127Ma)庐-枞火山岩矿集区深部过程与成矿、控矿作用。