基于重磁反演的三维岩性填图试验——以安徽庐枞矿集区为例

开展大型矿集区深部精细结构探测研究,通过岩性识别与填图实现矿集区5km以内"透明化",发现深部矿产、揭示成矿规律是实现资源可持续发展的主要途径。鉴于重力和磁力数据覆盖面积广、采样密度高,重磁三维反演算法比较成熟,采用重磁反演进行岩性填图是现阶段实现三维岩性填图最有可能的途径。本文以安徽庐枞矿集区为例,提出了基于重力、磁力三维反演的岩性填图流程并开展了填图试验。在分析岩性和密度、磁化率关系的基础上,采用高精度的重力和航磁数据,进行先验信息约束的重磁三维反演,对反演所得的密度体和磁化率体进行逻辑拓扑运算,获得了庐枞矿集区地下5km以内五类主要岩性的三维分布。岩性填图结果显示的浅部特征与地表地质填图结果基本吻合,更重要的是反映了深部岩性的变化,弥补了地表地质填图的不足。庐枞矿集区岩性填图试验结果表明,开展基于重磁三维反演的岩性填图,是了解矿集区深部岩性特征,发现深部矿产的有效方法。     

基于先验信息约束的三维地质建模：以庐枞矿集区为例

庐枞矿集区是长江中下游成矿带中主要矿集区之一,一直以来都是热点研究区域。了解该地区的地质构造,区内侵入岩体以及控矿地层的位置和展布规律,对基础地质问题的解决和深部找矿靶区的预测都是十分必要的。本研究采用综合地球物理方法建立了庐枞矿集区面积约6574km2,深度范围从地表至地下5km的三维地质模型,给出了深部地质体的几何形态、深度范围和物性分布特征。在三维可视化平台上对该模型进行了地质解释,全面分析了基底、岩体、矿体、地层之间的空间分布及对应关系。在证实许多原有认知的同时,也得到了新的认识,如不同的褶皱和侵入特征,深部岩体地质形态,研究区地层展布规律等,这些对于深入认识深部成矿、控矿规律以及寻找深部隐伏矿体意义重大。结合地质模型和成矿理论预测了一些深部找矿靶区。同时,研究结果表明在复杂地区使用地质条件约束下的地球物理数据反演方法建立三维模型来进行深部成矿预测是深部找矿技术发展的重要方向。     

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.     

澳大利亚三维地质填图进展与实例

三维地质填图是目前国际上实现深部找矿勘查突破的重要途径,其通过对多元数据的集成,将不同学科、不同尺度的数据在三维空间中进行分析和对比,展示研究区地质体、构造之间的空间、成因和演化关系,有助于理解成矿系统和开展流体模拟,进而预测深部找矿靶区。本文从三维地质填图的概念出发,介绍了三维地质填图的工作流程和常用的工作平台。结合澳大利亚三个三维地质填图实例,介绍了三维地质填图在成矿带、油气和水资源领域中的应用和进展。通过对澳大利亚三维地质填图的综合分析,提出了对我国开展三维地质填图工作启示和建议。     

复杂造山带地区三维地质填图中深部地质结构的约束方法: 西准噶尔克拉玛依后山地区三维地质填图实践

在地球物理资料稀少、钻孔数据匮乏的复杂造山带地区进行三维地质填图, 目前尚处于实践探索阶段.我们的填图工作思路是: 以精细地表地质调查为基础, 在地质-地球物理-钻孔等多源数据约束下, 充分利用野外走廊带解析剖面、实测自然剖面、地球物理解释剖面等资料, 进行人机交互式三维地质建模, 并根据使用资料的准确性、空间分辨的精细程度等对模型的可靠程度进行分块评价.浅表层以地表地质信息(包括产状、地层层序关系、地层厚度、褶皱形态、断层性质与位移、局部和区域概念地质模型等)约束为主, 深部地质结构则主要依据地球物理剖面资料, 少量钻孔资料不仅用以校验地球物理资料解释的可靠性, 并对模型施加强约束.以西准噶尔克拉玛依后山地区三维地质填图为例, 着重讨论了在三维建模中如何具体实现上述思路和约束方法.实践证明, 该填图思路和建模方法是行之有效的, 可操作性强.      

矿区地质填图中非正式填图单位的应用：兼论有关术语,填图精度及填图原则

矿区地质填图的关键是大量使用以岩石单位为主体的非正式填图单位,侧重表现矿区成矿作用这一特殊地质作用的地质特征,其重点是树立“矿区统一物质系统研究思想”,采用了“详尽的实体填图方法”及以岩石单位为主体填图多种填图单位并存的非正式填图单位划分与命名方法,突出了“矿产有关信息”,客观评价成矿为布置下步勘查工作准确依据。     

中加基岩地质填图与三维地质建模合作交流经验与启示

区域地质填图工作向三维地质调查和建模发展是各国地质调查机构关心的热点,为此中国地质调查局与加拿大萨斯喀彻温省地质调查局开展了为期3年的三维地质调查技术交流合作。基于加拿大萨省北部前寒武纪地区的实地填图工作和三维地质建模技术交流,详细介绍了加方从项目部署、资料收集、野外工作、成果表达等进行基岩地质填图的工作方法和在此基础上开展三维地质建模的技术要点。萨省地质调查局以问题和需求为导向开展填图工作,在人员安排、数据管理和软件平台建设方面充分考虑地质填图-三维建模的连贯性,注重信息公开共享以服务社会,相关经验值得学习借鉴。     

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。     

PRB数字地质填图技术研究

从近2 0年地质填图中计算机野外数据采集技术研究的现状和存在的问题入手, 在确定地质填图空间数据表达的基础上, 遵循传统地质填图的规律, 在不约束地质学家地质思维的前提下, 既能满足计算机处理的需要, 又能保证地质工作者取全、取准各项地质观测数据, 在描述各类地质信息空间关系的基础上, 创建了数字地质填图过程标准化和规范化的PRB数字填图技术, 并对构成PRB数字填图技术、PRB数据模型、PRB基本过程、PRB基本过程组合的规则、PRB过程的公共机制、PRB过程基本程式、PRB数据操作、PRB字典、三级PRB体系、PRB数据流“栈”、PRB数据质量定量评价体系的PRB数字填图技术与方法体系进行了讨论.基于该项技术开发的数字填图系统和集GPS一体化的野外数据采集设备已在野外填图中推广应用, 实践效果很好.本文是在实践的基础上, 通过对已有研究资料的进一步分析、总结而完成的.      

基于倾斜摄影地表模型的三维地质填图软件关键技术与应用前景

讨论了基于倾斜摄影测量所构建的三维地表模型进行三维地质填图与三维地质建模软件的设计理念、开发环境、软件架构、关键技术、实现现状与应用前景。倾斜摄影影像经处理建模后构建的三维地表模型通常以OSGB格式保存,因此基于倾斜摄影成果的三维地质填图软件最好基于能直接读取、显示OSGB格式数据的OSG开源库,推荐VS2015+QT+OSG开发环境。该类软件的关键技术包括以Proj4为核心的坐标转换系统、地层界线的拾取与半自动追踪技术、基于反距离衰减函数的地层界面防穿透高程调节技术、切制地质剖面并由剖面修改地层界面的二三维联动编辑与修改地层界面的技术、在露头剖面上采集地层界线构建露头地层柱状图的技术。该软件的应用前景包括野外区域地质调查、煤田和油田等行业的野外地质填图,以及滑坡和泥石流崩塌等地质灾害危险区域的圈定。     

综合物探技术在钟姑地区三维地质填图和成矿预测中的应用效果

钟姑地区位于长江中下游成矿带,具有优越的成矿地质条件。本文通过在测区开展面积性和剖面重磁电测量,以岩石物性为基础,用已有地质钻孔资料做约束,对物探数据进行处理和反演计算,推断13条控制性剖面-2000m以浅地质结构,结合界面反演等处理方法,获得了测区主要地层界面埋深数据,编制了各个深度的地质中断图;在此基础上进行典型矿区分析和总结,建立地质-物探成矿模式,在合理的定向分析及定量计算条件下,圈定找矿靶区。     

有关深部地质填图和立体地质填图的几个问题

大多数20世纪下半叶建立的矿山,资源已近枯竭或出现了资源危机,都需要寻找接续资源。为此提出在成矿远景好的地区有计划地开展“深部地质填图”和“立体地质填图”的设想。“深部地质填图”是找寻隐伏矿和半隐伏矿的深部地质研究的战略性工作,“立体地质填图”则是其战术性工作。两者既有联系又有区别。前者是为了寻找隐伏矿、半隐伏矿的“靶区”,或为“靶区”提供背景地质资料;后者是为了找到“新矿体”、“新矿层”,扩大矿床规模和矿山远景。“深部地质填图”要采用地质、物探、化探及少量钻探等综合手段,提交比例尺不小于1∶5万的地表地质图和深部地质图;“立体地质填图”主要是按一定间距(100～200m)进行钻探,结合物探剖面,发现新矿体,提交立体地质图。当前应全面开展资源危机矿山外围的“深部地质填图”,积极慎重地进行“立体地质填图”试点,并将此项工作作为一项独立的地质工作纳入地质调查之中。     

有关深部地质填图和立体地质填图的几个问题

大多数20世纪下半叶建立的矿山,资源已近枯竭或出现了资源危机,都需要寻找接续资源.为此提出在成矿远景好的地区有计划地开展“深部地质填图“和“立体地质填图“的设想.“深部地质填图“是找寻隐伏矿和半隐伏矿的深部地质研究的战略性工作,“立体地质填图“则是其战术性工作.两者既有联系又有区别.前者是为了寻找隐伏矿、半隐伏矿的“靶区“,或为“靶区“提供背景地质资料;后者是为了找到“新矿体“、“新矿层“,扩大矿床规模和矿山远景.“深部地质填图“要采用地质、物探、化探及少量钻探等综合手段,提交比例尺不小于1:5万的地表地质图和深部地质图;“立体地质填图“主要是按一定间距(100～200m)进行钻探,结合物探剖面,发现新矿体,提交立体地质图.当前应全面开展资源危机矿山外围的“深部地质填图“,积极慎重地进行“立体地质填图“试点,并将此项工作作为一项独立的地质工作纳入地质调查之中.     

中国地质调查局即将启动三维地质填图试点工作

<正>中国地质调查局在京召开"三维地质填图试点工作方案论证会",会议对今年准备启动的《三维地质填图试点项目工作方案》进行了论证.试点工作主要围绕增强能源资源保障能力、保障地质环境安全、促进地球科学发展三大主题,开展大陆地壳、含油气盆地、重要成矿带、重要经济区、重要地质环境脆弱区、深部探测技术和地质信息管理与服务系统建设、三     

区域化探数据在浅覆盖区地质填图中的应用方法研究

区域化探数据包含丰富的地质信息,可用于浅覆盖区区域地质填图。笔者系统研究了浅覆盖区水系沉积物化学成分与基岩化学成分的关系,利用水系沉积物氧化物成分,以区域岩石化学成分为约束,提出了基岩化学成分推断方法;根据水系沉积物与其矿物化学成分间质量平衡关系,提出了基岩矿物组成推断方法。在此基础上提出了地球化学推断地质图的编制方法,并在典型森林-沼泽浅覆盖区进行了试验,地质调查和钻探工程验证了该方法的有效性。充分利用区域化探资料,提取地质填图信息,是提高浅覆盖区地质填图质量的有效途径。     

基于BERT的三维地质建模约束信息抽取方法及意义

地质报告中地质体的几何、拓扑及属性信息是三维地质建模过程中重要约束性信息。但传统的属性信息抽取方法存在覆盖率有限、局限于人工设计特征及模型泛化能力差等问题。面向三维建模任务,总结了地质报告中地质体的几何、拓扑及属性文本的特点,提出了一种基于BERT-BiLSTM-CRF的三维地质建模信息抽取方法;基于BERT预训练模型,构建融合BiLSTM和CRF的深度学习模型,通过BERT模型获取动态字符深层次语义信息,弥补静态词向量无法解决一词多义的问题,提高地质体复杂建模信息的抽取能力。以43篇地质报告为数据源进行模型性能评估,实验结果表明所提出的方法对于地质体三类属性信息抽取准确率达到90%以上,对于三维地质建模具有重要支撑作用。     

决策树方法在遥感地质填图中的应用

决策树理论在遥感分类中, 分类准确、高效.依据其理论方法, 对青海省民和地区的遥感数据———ETM + (enhanced thematic mapper plus) 进行了分类, 选用的ETM +数据为1999年10月份数据, 数字高程(DEM) 数据来自于1:2 5万民和幅地形图, 数据格式为MapInfo通用格式MIF, 数据进行了坐标转换(地理坐标), 对原始数据进行了处理, 从等高线中提取数字高程.对遥感数据进行地形及光照矫正, 计算植被因子及缨帽变换的3个分量, 同其他5个遥感波段结合形成原始分类图层, 同时确定目标分类结果.原始数据的采样基于目视, 首先采用不同的彩色合成方案突出不同的目标地物, 交互式进行采样, 使用IDL语言编制程序从原始数据中提取地物数字信息, 使用Clementine7.2对数据进行处理, 其中10 %的采样数据验证模型准确率, 其余数据用来推算模型, 对数据进行10次迭代, 同时给予75 %的剪枝, 得到区分不同地物(如红层、黄土等) 的最合适图层(band 1 & band 3)和具体数值, 形成决策树模型, 将决策树模型导入Envi4.0中, 对原始数据(9个图层) 进行计算形成初步分类结果图, 对初步分类结果图进行一定的碎片合并, 最终形成分类结果图.该图同1:2 5万地质图进行对比确认分类的效果, 同传统分类图比较确认决策树分类方法优于传统分类.另外来自于决策树所提取的信息, 有利于地学知识的归纳总结      

中国东北浅覆盖区地质填图物化探信息协同辅助技术

针对中国东北浅覆盖区地质露头少、填图效率不高、精确度和准确度较低的问题,开发了物化探信息协同辅助技术并应用于地质体类型的识别。在以覆盖层较薄、面积广大、物理风化为主、土壤位移较小为特点的东北森林沼泽浅覆盖区,利用土壤化学成分和航磁信息识别下伏地质体是可行的。基于这一前提,可将指定研究区划分为一定数量的统计单元,在各单元内,通过数学统计方法产生众数、宽度、变化频率、偏度、峰度等航磁特征参数并将其标准化,将化探指标酸度、碱度、钙含量、铝含量、钙镁含量、硅铝含量、镁铁含量、微量元素含量等特征参数标准化;然后采用逐级分类的方法,每级选择有效的物化探特征参数,在当前级别上实现单元划分并将数据分为不同数据集,在下一级别划分时重新有针对地选择参数,分别对各数据集进一步分类,直到分类结果对应较明确的地质填图单元,并最终编制出解译图。以黑龙江省大兴安岭地区某典型森林沼泽浅覆盖区为例进行了方法验证,将结果与已知地质信息比对分析,认为地质体单元识别结果与已知信息基本吻合,使得地质体类型识别更精确,边界更清晰,可为区域地质研究提供新线索。