青海省资源地质与地球物理勘查概述与展望

青海省成矿条件优越,矿产资源丰富,金属矿产资源以及煤、石油和天然气等资源能源储量位于全国前列,特别是盐湖锂资源在全国的占比超过80％.但近地表矿找矿空间缩小,深部矿产资源勘查遇到诸多困难.总结青海资源勘查开发现状和存在的不足对于更好地开展资源后续勘查具有重要意义.本文从青海地质资源概况、区域性勘查工作、地球物理勘查工作...     

综合地球物理在荒漠覆盖区隐伏矿床预测与定位中的应用:以新疆拉伊克勒克铜多金属矿床为例

随着人类对资源的需求的增加,传统的矿产勘探空间已经越来越小,必须拓展新的找矿空间,近年来,全球资源能源勘查已经转向大陆深部和覆盖层之下.中国西部广泛分布的荒漠戈壁区,找矿勘查工作程度相对较低,有着巨大的找矿空间,但由于没有露头地表地质观察无法获取成矿信息,地质理论预测的不确定性大幅增加,制约了隐伏矿预测和定位的效果,亟待加强对荒漠覆盖区隐伏矿勘查技术的研究,探索有效的技术方法体系.本文选择准噶尔盆地东缘琼河坝地区为例,开展荒漠戈壁覆盖区找矿预测实践.首先以高精度地面大比例尺重力和磁力资料为基础,采用多尺度边缘检测技术划分断裂构造.然后结合重磁三维反演和多尺度边缘检测技术,开展了隐伏岩体的三维形态识别.在此基础上,结合区域化探和地质资料,预测了 7处找矿靶区.对其中的拉伊克勒克靶区进行了大比例尺地球物理和钻探查证,从预查到详查,通过地球物理技术的创新组合,在地表没有矿化线索的荒漠戈壁之下,新发现和评价拉伊克勒克大型铜多金属矿,实现琼河坝地区荒漠戈壁覆盖区找矿突破.结果证明我们提出的荒漠覆盖区隐伏矿预测与定位技术,在类似景观区具有一定的借鉴和示范意义.拉伊克勒克大型铜多金属矿的发现,也说明在新疆、内蒙等戈壁荒漠覆盖区找矿工作大有可为.     

长白山天池火山喷发物地形地貌特征初步研究

借助数字高程模型(简称DEM)的地形分析技术,得出了能够突出沟谷信息的长白山天池火山锥形立体地形图.利用坡度分析、高程剖面分析、三维透视等DEM技术方法,对更新世以来的长白山天池火山喷发物空间分布范围进行了地形地貌分析,并与前人已有的野外地质调查结果进行对比,总结出了研究区内喷发物的地形地貌特征,据此推测了前人未涉及地区的喷发物的窄问分布范围.这为开展长白山天池火山的大比例尺火山地质填图,特别是对于某些全新世火山喷发物范围和界限的厘定提供了遥感学依据.     

秦岭造山带三维结构及其动力学分析

根据秦岭造山带地表地质、地球化学和地球物理综合研究,概括其现今结构呈现为具流变学分层的“立交桥”式三维结构几何学模型。并从其构造几何学与运动学特征,进行构造动力学分析,认为它是在长期构造演化基础上,主要是中新生代以来深部地幔动力学和岩石圈圈层关系调整变动的产物。     

庐枞矿集区矾山-将军庙地区AMT三维反演及地质结构解释

庐江-枞阳矿集区是长江中下游成矿带内的一个重要的多矿种成矿区.为揭示矾山-将军庙地区的地质结构以指导找矿,首先,在庐枞矿集区北部的矾山-将军庙地区开展了三维音频大地电磁数据采集工作,采用Rhoplus方法进行AMT数据死频带校正保证数据质量,利用相位张量分析地下介质的维性特征;其次,利用模块化三维反演并行代码ModEM开展了实测数据的三维反演,获得了一个典型的具有双层结构特征的火山岩盆地三维地下电性模型;最后通过电性模型及其他地质资料的综合解释,依据反演模型中近地表的低阻层和深部的高阻隆起区,分别勾画出了火山岩地层的厚度和深部侵入岩的分布范围,并在小岭地区发现地表浅部下方存在一个含矿次级火山机构的高导体.     

基于重磁三维建模与机器学习的成矿预测方法——以朱溪外围为例

三维地质建模是实现深部矿产勘查突破的重要途径,通过对控矿地质体建模,可以直观刻画控矿要素之间关系,实现矿集区“透明化”,进行深部找矿及预测.本文利用赣东北矿集区及外围1：5万重力数据和1：5万航磁数据,开展位场分离获取用于重磁反演的异常数据,再分析物性和岩性之间的关系,完成人机交互重磁反演,最后通过剖面建立朱溪矿区及邻区的三维地质模型.在三维模型建立的基础上,利用BP神经网络,选用随机单元作为样本训练,对朱溪矿区进行成矿预测并获得以下主要认识：(1)获得了赣东北矿集区朱溪外围的三维地质-地球物理模型,获取了地下5 km深度的岩体、地层的三维空间形态;(2)利用BP神经网络对矿集区进行成矿预测,得到了矿集区不同位置的成矿有利度分布图,成矿有利单元与前人划分的成矿远景区大致相符,为赣东北矿区继续找矿提供了依据,也为类似矿集区寻找深部金属资源提供了思路和技术．     

南堡5号构造火山岩岩性识别技术研究

南堡5号构造具有火山多期喷发、岩相岩性复杂的地质特征,岩性识别困难.本文在取心分析、薄片鉴定、电镜扫描的基础上,分析总结不同岩性的测井响应特征,综合应用常规测井、ECS测井和成像测井资料,采用"结构"-"成分"-"粒级"的三级分类方法,利用交会图技术进行岩性识别.同时为能利用多条测井曲线识别岩性,并能避免分析问题的难度和复杂性,采用自动判别分析、主成分分析方法进行岩性自动识别,取得了较好的效果.     

金矿地球物理勘查方法综述

黄金兼具商品和货币双重属性,在全球能源市场占有重要的战略地位.过去几个世纪,人们一直在探索、发现和开采金矿.现如今在勘探目标区已由浅表转向深部、由老区专向新区、由出露区转向覆盖区背景下,传统的地质和矿产填图方法受到限制,地球物理方法在金矿资源勘查中发挥了重要的作用.本文通过归纳梳理近二十年来地球物理方法在金矿勘查中的研究和应用成果,分析、总结了重、磁、电、震和放射性方法在金矿勘查中的研究现状和应用进展,列举典型实例来说明不同类型金矿床的勘查技术方法,并对未来金矿地球物理勘查方法提出了展望.     

九瑞矿集区三维电性结构研究及找矿意义

九瑞矿集区作为全国重点整装勘查区之一,深部找矿工作一直是研究重点和热点.本文在综合分析研究区区域地质资料、对典型地层和岩石标本进行电阻率参数测试和统计分析的基础上,利用研究区面积性AMT数据进行三维电性结构研究.为获得AMT最佳反演参数,选择一条典型AMT剖面开展二维非线性共轭梯度(NLCG)反演,进而总结出利用TM极化模式数据、拉格朗日乘子等于3的二维反演方案.综合利用地质、钻探和电性特征对全区23条AMT剖面进行二维约束反演,并将所有测线的电阻率反演结果三维网格化,得到了研究区的三维电性结构.最后,我们通过对三维电性结构的综合分析,确定研究区地下地层、岩体展布、断裂构造分布特征以及基底起伏情况.与已知矿床对比,我们发现浅部北西断裂与北东向区域性深部断裂交汇处、基底隆起凹槽边缘以及岩体边缘为成矿有利区.     

海洋直流电阻率法各向异性正演模拟研究（英文）

受沉积环境影响,海底地层层理发育,各向异性介质更接近于真实海洋地质条件。对海洋各向异性研究可更好认识海底构造特征,有效地进行海底资源勘查。本文从各向异性麦克斯韦电磁方程出发,根据电磁场的无源特征引入标量位函数;利用电场和磁场的连续性分别向海底深部和海水中延拓,并将延拓后的电磁位函数在海底耦合到发射源上,从而实现海底电场和磁场的递推求解。我们首先探索如何利用海洋电阻率法识别和求解海底电各向异性特征。研究发现海底各向异性可从视电阻率测深曲线和海底视电阻率极性图进行求解。进而,我们通过海底各向异性地层中高阻体(油气藏)模型进行正演模拟,发现海洋电法视电阻率在浅水区对地下高阻薄层有明显的异常反应。相比海洋可控源电磁法,海洋直流电法不受空气波影响,在浅海区油气资源勘查有着较好的优势,而前人大多基于各向同性模型进行研究,本文实现一维海洋直流电阻率法各向异性正演模拟,算法计算精度高,能很好的为二维、三维正演模拟提供理论参考。     

巷道CSAMT法的目标体分辨能力研究

目前地表矿、浅部矿越来越少,寻找深部盲矿体变得尤为重要.可控源音频大地电磁法（CSAMT）具有抗干扰能力强、分辨率高等特点,在探测矿产资源中已经取得了较好效果,但是通常CSAMT在矿区找深部矿时,由于在巷道上方的地表接收电磁信号会受到地面不同类型的强电磁干扰,同时由于该方法对深部矿体分辨率较低的缘故,大大影响了CSAMT的应用效果.本文尝试将CSAMT的接收系统置于巷道中,使得接收系统更加接近地下目标体,期望提高对于目标体识别的准确性,保证资源勘查的工作效率和成功率.基于积分方程法对不同类型地质模型进行了CSAMT正演模拟,并对不同模型不同深度接收的CSAMT响应特征进行了分析,同时以MARE2DEM软件模拟的二维模型响应加以验证积分方程结果的正确性.结果表明在无电磁干扰条件下,在巷道接收到的电磁场信号虽弱于地面,但其对于深部盲矿或目标体具有较强的识别度.     

高密度电法与GMD法在灰岩区滑坡勘查中的应用

灰岩区滑坡勘查通常采用物探查明覆盖层厚度、岩溶洞穴、滑面位置等工程地质条件,分析滑坡形成机制,但物探解译往往没有结合工程地质分析和力学机制分析进行,使解译的成果与工程实际差别较大.我们利用高分辨率电阻率成像技术,勘查了江西省南部的九连山山脉某复杂滑坡,识别了滑体与基岩之间的不连续面,并圈定了可能存在岩溶的区域和潜在滑面;对这个地质条件复杂、岩溶多点分布的滑坡进行定线定点钻探,并对视电阻率色谱图与工程地质剖面进行对比分析,确定了岩溶存在区域、滑动地层岩性和埋藏深度;最后,考虑高密度电法和钻孔约束的关键滑面和岩溶分布范围,利用FLAC2D对进行滑坡二维应力应变动态响应分析,反演复活滑坡变形破坏的全过程.发现该类型滑坡为深埋的重力斜坡,兼具圆弧滑动和平滑两种方式,明显地具有倾向于中前缘的岩溶洞穴沉降塌陷引起的牵引式滑动特征.该综合方法的运用结果表明:灰岩区滑坡勘查,应充分考虑地质条件-岩溶分布对斜坡稳定性的影响,重点位置多重布线、主滑方向平行布线,可获得切合实际双极-偶极数据生成的电法成像;等间距高密度电法视电阻率色谱图可初步划分出地层岩性和灰岩区的分布区域;钻探法可约束地层的分布情况及滑面位置;而GMD法计算结果可验证上术两种方法确定的地层参数,反演复活滑坡的动态响应全过程,提高物理参数解译的可靠性.该方法对灰岩区滑坡勘查设计和科学治理具有积极意义.     

基于机器学习的地表破裂自动识别和填图——以2021年青海玛多MW7.4级地震为例

大地震的同震地表破裂高分辨率填图对于理解破裂传播机制、量化地震灾害和地震危险性等至关重要；无人机航片和地形数据为地表破裂研究提供大量的高精度数据.同时基于海量数据的人工填图耗时费力，效率较低；机器学习(Machine learning)技术的发展为快速处理这类高分辨率图像数据提供了新思路.本文以2021年玛多M_W7.4级地震震后高精度无人机航片为基础数据，展示了机器学习技术快速、高效识别地表破裂的潜力.基于卷积神经网络Canny算法，详细讨论了无人机数字正射影像的处理流程和关键步骤，包括准备训练数据、训练和后处理.对比人工识别和机器识别的结果显示，本文所提出的方法可以有效地绘制地表破裂，为未来研究大地震地表破裂提供新思路.同时，展示了机器学习在地震地质、地表过程和地貌等定量研究中的巨大优势和广阔前景.     

测井约束反演过程中测井资料统计分析研究

本文通过对测井、地质等资料的分析,选择分布稳定、岩性单一的地层作为标准化处理的标准地层.通过对声波曲线进行误差校正和重构,使储层的速度和波阻抗特征更加明显,以此来区分砂岩与泥岩,提高识别储层的精确度.同时,通过对测井资料的统计分析使反演剖面的横向变化比较均衡,而且与地下地层岩性的实际变化更加吻合,解决了井间能量分布不均匀这一问题.     

乌鲁木齐地区N倾断层系的构造特征

乌鲁木齐地区发育有5条N倾的断层,这些断层晚更新世以来均有较为明显的活动迹象,并在地表形成了较为显著的构造标志。通过沿断层大比例尺地质地貌填图、探槽开挖和年代测定,较为准确地获得了断层的最新活动时代、运动性质和特征等问题,并确定出这些断层都是在距今20万年~30万年以来快速翘升形成的。结合深地震反射资料,对乌鲁木齐地区的深部结构进行了分析讨论,从而对N倾断层系的深部构造特征也有了更加清晰的认识,为准确评价这些断层的孕震模式和发震能力提供了可靠的依据。     

城市地下空间地球物理探测技术与应用

城市地下空间开发利用是缓解土地资源紧张、解决"城市病"的重要途径,合理开发利用地下空间资源的关键问题是如何实现城市下方地质体"透明化".受施工场地、安全等因素的制约,传统地质填图调查方法难以获取城市地下精细结构信息,地球物理方法具有无损探测的特点,已成为开展城市地下空间精细地质结构探测的主要技术手段.然而地球物理方法种类较多,不同方法应用前提、范围和效果差别较大,为给城市地下空间资源探测选择适合的地球物理方法,本文结合实际案例,系统分析了微重力、高密度电法、浅层反射地震、面波勘探、探地雷达等不同地球物理方法在城市地下空间探测中的应用效果和适用前提.在此基础上,对比了不同方法探测深度、分辨率及其在城市地下空间开发探测的适用阶段,并对未来城市地下空间探测技术发展做了展望.     

C3sub>相干体在断层和裂缝识别中的应用

三维相干体技术是20世纪90年代后期兴起的一项十分有效的地震解释技术, 它在断层识别、特殊岩性体的解释方面较常规三维数据体有明显的长处. 国外对此成立了专门的相干技术公司, 国内也正在广泛应用此项技术. 相干体技术通过三维数据体来比较局部地震波形的相似性, 相干值较低的点与反射波波形不连续性相关. 对相干数据体作水平切片图, 可揭示断层、裂缝、岩性体边缘、不整合等地质现象, 为解决油气勘探中的特殊问题提供有利依据.     

基于先验信息约束的重磁三维交互反演建模技术——以铜陵矿集区为例

三维地质建模是实现深部矿产勘查突破的重要途径,其通过控矿地质体的三维建模,直观刻画控矿要素之间的空间、成因和演化关系,帮助理解成矿系统,开展深部找矿预测.当前三维建模主要采用地质资料构建,在缺少钻孔等已知资料的情况下,难于构建出可靠的三维地质模型.为了克服常规三维地质建模方法可信度低、精度差的缺点,本文将重磁交互反演技术引入到三维地质建模中,提出了基于先验信息约束,通过二度半剖面交互反演、三维物性反演联合修正的三维地质模型方法.采用该方法建立了铜陵矿集区的三维地质模型,并开展了深部找矿预测,取得以下主要认识:1)基于先验信息约束的重磁交互反演建模技术能大幅提高三维地质模型的可信度,是实现地下地质体"透明化"的重要途径;2)铜陵地区重要控矿地层(C-P-T2)主要分布于向斜区和火山岩覆盖区,深部岩浆岩条件优越,深部找矿工作应从传统的背斜隆起区转向向斜区和火山岩覆盖区以及部分凹陷区,这将极大拓展铜陵地区找矿空间;3)铜陵地区传统的五大矿田的侵入岩均具有复合岩体特征,特别是与辉石闪长岩共生的矿产以铁铜矿为主,而与金矿密切相关的侵入岩则多为中酸性岩体,这一推断如果成立,将对铜陵地区找矿突破产生重大影响;4)铜陵地区的推覆构造十分发育,木镇凹陷区的早古生代基底和南陵盆地北西缘的戴公山背斜就是一套区域性推覆构造的产物,三维地质模型还揭示铜陵地区侵入岩具有深、中、浅三重结构,这为铜陵隆起的推覆成因提供了证据,也指示了在铜陵之外再寻找类似铜陵矿集区的良好前景.     

基于高分辨率地形数据的富蕴M8.0地震地表破裂带精细特征

同震地表破裂带的空间展布及形变特征是地球深部断层活动在地表的直观地貌表现,不但记录着地震破裂和断层运动的信息,还反映了区域应力和地壳运动状况.因此,开展震后地震地表破裂带调查对于了解发震断层的构造活动尤为重要.高精度地形观测技术可以获取前所未有的高时空分辨率的地球表面特征,为辨别历史地震地表破裂遗迹、提取地表同震位移、活动构造地质填图等提供高质量数据.文中选取富蕴1931年地震地表破裂带作为研究区,利用SfM(Structural from Motion)摄影测量技术生成分辨率为1 m的数字高程模型(DEM),详细识别地表破裂并测量冲沟的右旋位移.基于地表破裂的几何及构造地貌特征,将富蕴地震地表破裂带由北向南分为S1、S2、S3、S44段,其间以挤压隆起或拉分盆地相连接.沿破裂带共获得194组最新冲沟的右旋水平位移,得到1931年同震位移的平均值为(5.06±0.13)m.同震位移局部缺失或突变的区域与几何阶区的位置也有良好的对应关系.以上结果填补了对富蕴地震地表破裂精细形态研究的空白,也进一步展示高分辨率的地形数据在活动构造研究中良好的应用价值.     

鄂尔多斯盆地黄土山地地震资料采集技术

鄂尔多斯盆地黄土山地区和巨厚黄土沙漠区因其特有的地震地质特征,高分辨率岩性地震勘探面临着许多难题。90年代中期以来,针对不同地表条件、不同地质目标,经过多年的科研攻关,形成了三种采集系列技术:沟中弯线高分辨率采集技术、多直线高分辨率采集技术、三维采集技术,并进行了工业化生产,获得了高信噪比、高分辨率、高保真度的地震资料,取得了显著的经济和社会效益。