铀矿勘查钻孔岩心高光谱编录及三维矿物填图技术研究

综合阐述了钻孔岩心高光谱编录技术研究现状、系统构成及其矿化蚀变高光谱矿物识别与三维矿物填图等技术方法,重点分析了钻孔岩心高光谱编录技术实际应用效果与应用前景.     

钻孔岩心高光谱技术系统及其在矿产勘查中的应用

钻孔岩心高光谱技术是高光谱遥感技术的延伸运用方向,它将高光谱遥感矿物填图技术应用于深部钻孔岩心蚀变信息的提取,为深部地质研究提供了新的思路与方法。在遥感技术系统的基础之上建立了钻孔岩心高光谱技术系统体系,并以Hyspex钻孔岩心高光谱采集系统为例,对我国南方某火山岩型铀矿勘查区钻孔岩心高光谱数据进行了处理和示范性应用。岩心高光谱数据预处理包括辐射校正、反射率计算和光谱去噪3个步骤,之后的蚀变信息提取包括端元光谱识别和光谱匹配填图2个步骤。利用处理之后的岩心蚀变矿物全孔编录结果,进行了蚀变矿物空间分带规律分析和蚀变矿物组合划分,并对钻孔蚀变信息反映的深部流体环境进行了分析和反演,结合钻孔地质资料,发现该钻孔铀矿化富集部位处于蚀变矿物酸碱性发生突变的地球化学障部位这一特征。最后,对钻孔岩心高光谱技术的特点及优势进行了总结,其能够为深部矿产资源勘查提供有效技术支撑,值得进一步推广应用。     

高分辨率遥感数据处理及其铀矿地质应用

高光谱和高空间分辨率遥感技术在铀矿地质勘查中具有重要作用,遥感数据挖掘与知识发现、新方法研究则是各种铀成矿要素光谱信息和空间特征识别的关键技术手段。本文基于曲波变换技术,开发了卫星高光谱数据（Hyperion）和高空间分辨率（SPOT5）的影像融合方法,融合影像在数据噪声消除、信息增强与信息提取方面应用效果显著;利用离散小波变换技术,高精度提取了主要铀成矿要素的光谱参数,建立了典型四价和六价铀矿物的光谱识别谱系。另外,通过钻孔岩心和探槽工程的高光谱编录、地质编录和物探编录,建立了典型蚀变带的物谱关系模型,重点分析了赤铁矿化蚀变（Fe3＋）光谱特征与铀含量之间的相关关系。上述遥感数据处理新技术新方法在桃山地区铀矿地质勘查中取得了理想效果。     

相山邹家山铀矿区某钻孔岩心高光谱蚀变矿物特征及地质意义

文章基于高光谱蚀变矿物提取方法,利用邹家山地区某钻孔岩心的高光谱数据进行蚀变矿物提取和编录,提取的蚀变矿物主要有富铝水云母、贫铝水云母、绿泥石、蒙脱石、碳酸盐、地开石、高岭石。其中水云母化、绿泥石化、赤铁矿化与铀矿化密切相关;富铝水云母在钻孔上部含量多而下部含量减少;贫铝水云母在钻孔上部含量少,而在下部尤其是矿化段含量明显增多,不同蚀变矿物分布形态不同且不同部位蚀变矿物组合不同,反映了矿区经历了不同期次和性质的热液活动。     

高光谱岩心数据管理及其分析

基于IDL工具和SQL Server数据库研制了高光谱岩心数据管理和分析软件, 可实现岩心单点测量和成像扫描获取的高光谱数据的管理以及光谱参量计算和蚀变填图等功能; 同时, 数据分块技术的应用使得软件具备处理GB量级数据的能力。研究成果可为岩心高光谱数据深入应用提供技术支持。      

航空高光谱遥感矿物信息提取技术及其应用进展——以中国西部成矿带调查为例

为推进航空高光谱遥感矿物信息提取技术及其在地质工程化中的应用,2010—2015年,以我国西部成矿带为调查区,使用CASI/SASI/TASI航空高光谱数据,在进行矿物光谱特征分析、高光谱影像数据预处理、矿物信息提取、蚀变异常信息筛选及区域找矿预测基础上,编制了矿物种类分布图、单矿物丰度分布图和找矿预测图等高光谱地质调查系列专题图件; 建立了一套高光谱遥感矿物填图技术体系,解决了高光谱数据预处理与矿物提取等方面的技术问题,推进了地质填图向精细化和微观化方向发展。该研究为高光谱技术在地质工程化中的应用奠定了基础,丰富了地质填图的产品类型和内容,并服务于地质找矿等地质工作。     

应用PCA和ICA法对岩心光谱的定量解译

岩心光谱属于混合像元光谱,维度多、数据量大,在端元数量、端元光谱及混合矩阵未知的情况下,定量解译岩心光谱以提取岩心所含矿物信息难度大,噪声的存在使问题更加复杂。文章应用PCA和ICA法定量解译岩心光谱主要有三步:采用PCA法预处理混合像元光谱矩阵,在新的特征空间中保留特征值较大的少量特征矢量,有效滤除能量较小的成分,只保留主要成分信息,同时滤除数据中的噪声;采用ICA法分离岩心混合像元,得到混合像元中的端元光谱集,通过矿物识别获取岩心矿物成分;对端元光谱进行归一化处理,基于线性光谱混合模型进行丰度反演,得到岩心混合像元中各端元丰度。通过研究仿真数据获得光谱定量解译的一般规律,创建有效的算法模型,再处理实际测量的岩心光谱,获得了比较理想的结果。     

砂岩型铀矿蚀变矿物研究中的岩心光谱扫描技术

以松辽盆地典型砂岩型铀矿钻孔岩心归档资料为基础,系统总结了岩心光谱扫描技术在砂岩型铀矿中的应用流程,并在前人光谱强度与矿物含量研究的基础上,补充开展了不同时间域的矿物扫描结果对比。研究结果表明,岩心光谱扫描技术能快速、有效地提取岩心中的蚀变矿物空间分布信息,开展蚀变矿物填图,包括常见的粘土矿物、硫酸盐矿物、碳酸盐矿物和Fe~(3+)氧化物等;沉积岩长期放置带来的风化作用对光谱数据的影响主要反映在蚀变矿物的整体含量变化上,对蚀变矿物种类未产生明显变化;利用岩心光谱扫描技术完成的蚀变矿物填图,获取的宏观蚀变矿物及其组合变化对砂岩型铀矿地层划分、氧化还原分带、成矿流体特征反演和矿床勘查等具有重要意义,应用前景广阔。     

内蒙古本巴图铀资源勘查远景区航空高光谱数据不同大气校正方法评价及应用

航空高光谱遥感在岩石矿物精细识别和填图方面具有显著优势和应用前景。大气校正是实现航空高光谱影像中矿物反射光谱重建的关键技术,现有的大气校正模型方法需进一步评价和开发,以适应地质矿产勘查领域中的实用化需求。文章以内蒙古巴丹吉林盆地东部的本巴图铀资源勘查远景区为试验区,基于4种经典大气校正模型开发了航空高光谱数据大气校正批处理软件,对试验区SASI航空高光谱影像开展大气校正不同方法的试验评价。以试验区5种典型蚀变矿物的反射光谱重建作为评价对象,通过与USGS标准矿物光谱进行对比,结果表明：经过FLAASH模型、6S模型、快速大气校正模型和经验线性模型校正后的SASI影像均能较准确地反映矿物的诊断性光谱特征,吸收峰波长位置未发生明显偏移。相对而言,经验线性法更好地保持了矿物的光谱形态,作为试验区航空高光谱数据大气校正的优选方法。最后,在航空高光谱大气校正的基础上,完成了本巴图铀资源勘查远景区矿物填图,为分析和评价该地区铀成矿潜力提供了技术支撑。     

铀矿地质钻探岩心样品系统分析法

铀矿地质钻探岩心样品系统分析法包括：岩心样品的γ辐射测量、切片观测测量、样品粉碎、矿物微粒分选、激光拉曼光谱分析、傅立叶红外光谱分析、包体流体观测与测量、X射线荧光光谱分析、X射线衍射分析、电子探针分析、高纯锗γ能谱分析、湿法化学分析、ICP～MS微量元素分析、铀矿物和其它矿物同位素组成分析等步骤,通过这些步骤的系统分析,得到铀矿地质钻探岩心样品的全息资料,为铀矿地质勘探提供支持和服务。     

深孔智能化钻井参数远程监控及工况识别系统研究北大核心CSCD

为实时、安全、准确、高效地获取钻井现场实时数据,配套已有智能化钻参仪系统或者录井信息系统,本研究通过虚拟仪器LabVIEW、Matlab、C++、Access数据库、神经网络相结合的编程方式,完成由无线发送接收模块、远程网络传输模块、数据库模块、复杂钻进工况识别模块、事故诊断模块等5大模块组成的一套深孔智能化钻井参数远程监控及工况识别系统。基于科学钻探汶川科钻WFSD-4孔的传输及应用,证明其方便快捷,可广泛适用于配套不同类型的智能化钻参仪,提升钻井信息化水平,远程实时作业监控,工况识别事故诊断,为深部岩心钻探、干热岩高温钻孔、科学钻探工程、新能源资源勘查提供技术支撑。     

齐家古潜山基岩裂缝的神经网络模式识别

在岩芯裂缝观测基础上，应用岩芯标定测井，分岩性建立了测井解释模型，分析了裂缝发育段在常规测井曲线上的响应特征，并结合钻井泥浆漏失、放空及开发动态资料，识别出典型裂缝段，将其测井响应作为训练样本集，应用神经网络模式识别技术的并行处理、分布式的信息存储、极强的自学习功能和自动调整权值的能力，对齐家古潜山76口井进行了裂缝段的识别，探索出一套综合岩芯、常规测井、测试与动态等信息进行裂缝分布预测的新方法，经钻探证实，效果良好。     

青藏高原甲玛斑岩成矿系统首例3000 m科学深钻的初步认识

青藏高原碰撞造山带中复杂的地质结构、深部矿产资源潜力和高效的勘查评价技术体系一直是地质学家关注的焦点,也是亟需攻克的重要科学难题.受国家重点研发计划-深地专项资助,在冈底斯成矿带甲玛斑岩成矿系统实施首个3000 m科学深钻.通过多次研讨和反复论证,确定科学施工位置、角度以及施工工艺.历时488天的施工,完成了科学深钻,总进尺3003.33 m.该科学深钻直接揭示甲玛超大型斑岩成矿系统3000 m以浅的地质信息:浅部为角岩型铜钼矿体、中部为矽卡岩型铜多金属矿体、深部为斑岩型钼铜矿体以及核部蚀变与矿化均不发育的无矿核.角岩中主要为细脉浸染状的黄铜矿、辉钼矿化,并发育黑云母化和弱绿泥石化蚀变.矽卡岩中从上到下具有清晰的分带结构,即石榴子石绿泥石角岩、绿泥石石榴子石角岩、透辉石石榴子石矽卡岩、石榴子石矽卡岩、石榴子石硅灰石矽卡岩、硅灰石矽卡岩、矽卡岩化大理岩.矿化主要为浸染状的斑铜矿、黄铜矿、辉钼矿.深部斑岩为复式岩体,主要为二长花岗斑岩,侵位较早,后被花岗闪长斑岩、石英闪长玢岩等以岩脉的形式穿切侵位.花岗闪长斑岩与矽卡岩关系最为密切.多相的复式斑岩体也揭示了甲玛斑岩成矿系统的无矿核.根据现有工业指标,科学深钻共计探获21层矿体,累计厚度583.46 m,以铜、钼矿化为主,局部发育钨矿化,同时伴生金、银矿化.甲玛科学深钻首次直接揭示青藏高原3000 m以浅的地质信息和斑岩成矿系统结构,为青藏高原地质结构研究提了科学样品,也为深部资源探测和勘查技术体系研究提供了关键支撑.后续将针对其开展详细的地球化学分析、地球物理测井、高光谱测量以及指针矿物分析等研究,并结合地表勘查评价成果,建立3000 m以浅的多元信息综合勘查评价模型,进而定位预测深部矿产资源,实现增储示范.     

气测录井在南方页岩气黔绥地1井中的应用

南方页岩气黔绥地1井为全井取心钻进,通过加工模拟绞车实现了绞车传感器的安装、安装开关代替了悬重传感器的安装、将泵冲传感器安装到皮带轮保护罩上等解决方法,使得气测录井在黔绥地1井中顺利进行。影响黔绥地1井气测录井结果的主要因素有储集层、钻井液、钻井工程以及脱气器,这些影响因素的存在给黔绥地1井气测录井资料解释带来了很大的困扰。为了减少对气测录井资料解释的困扰,必须加强对现场工作人员的录井培训,使录井人员在工作当中能够有效地消除可控因素对气测录井的影响,在一定程度上提高地质钻探气测录井的准确度,为南方页岩气地层划分提供有力的数据支撑。     

湘永地1井钻探施工技术

中扬子地区古生界页岩气基础地质调查湘永地1井钻探工程,终孔深度2224.69 m,全孔取心钻探、录井及测井。本文主要介绍了项目概况,钻井工程使用的主要钻井设备、录井设备及测井设备,湘永地1井岩心钻探工艺技术,针对钻探施工中遇到的孔内事故采取的技术措施及页岩气调查井钻探施工技术进行了探讨。     

基于SK-DLS2000综合录井仪的钻进参数实时采集与开发

一个好的钻进参数实时采集与处理系统,有助于钻井技术人员对井下工况分析、技术决策、事故的预防与处理等。鉴于神开SK-DLS2000综合录井仪系统的钻进参数处理模块的功能滞后于现场钻探专家的需求,提出基于SK-DLS2000综合录井仪的钻进参数实时采集与开发思想,阐述了SK-DLS2000综合录井仪的钻进参数实时采集与开发的3个关键技术：数据接口的实现、数据文件存储管理、钻进参数曲线实时绘制及滚动浏览的实现,并利用该技术思想,成功开发出了一套＂科钻一井钻进参数实时采集与处理系统＂。     

塔里木盆地台盆区三叠系三级层序界面和体系域界面的识别与应用

尽管前人对塔里木盆地塔北地区三叠系进行过沉积与层序地层研究,但是有关全盆范围内层序地层格架研究比较少见。应用现代沉积学和层序地层学的原理和方法,着眼于塔里木盆地台盆区的整体研究,综合利用地震、钻井、测井及分析化验等资料,对研究区三叠系三级层序界面和体系域界面进行识别,共识别出5个具有等时意义的层序界面,对应划分为4个三...     

贵州页岩气班竹1井钻进施工实践

页岩气是清洁、高效新能源,其勘察钻进施工技术要求较以往地勘钻进施工有一定的变化,主要体现在需要取出的岩心直径较大,所以其终孔口径要大,故设备动力选择较同等深度的地质勘察钻孔要大一二个级别;另外,由于气测录井需要冲洗液作为介质,因此对冲洗液添加剂有影响气测的限制要求;还有安全管理要求具有防范有毒有害气体和预防火灾事故的措施。钻遇软、碎地层时,适时调整钻进参数是确保岩心采取率的有效措施之一,把好安装质量关、严禁钻具带“病”下入孔内和遵守绳索取心钻进操作规范,是确保本钻井施工质量的关键。     

南充地区中侏罗统凉高山组成藏条件研究

根据南充地区中侏罗统凉高山组岩心、薄片、钻井、录井等资料,结合常规物性资料,对凉高山组油藏的烃源岩、储层及盖层进行了研究,总结了成藏规律。研究表明,南充地区中侏罗统凉高山组为滨湖—半深湖沉积,凉高山组发育砂泥岩互层,半深湖黑色页岩为烃源岩。实践证明,只有在高孔隙度发育带与裂缝发育带重合时才能形成油气藏。     

黔铜地1井钻井技术及页岩气含气性分析

黔铜地1井是部署在黔东北铜仁地区铜仁向斜的一口页岩气地质调查井。本文简要阐述了该井的钻探、测井、气测录井施工技术,并通过钻探取心、地质编录、气测录井、测井、现场解析等工作手段,验证了铜仁地区区域岩石地层单位,获取了黔东北铜仁地区牛蹄塘组黑色页岩发育特征、含气性特征等第一手地质参数。分析认为牛蹄塘组海相页岩在黔东北铜仁地区分布广泛,沉积稳定,是黔铜地1井的主要含气层,整体上含气量随深度的增大而增加,气测全烃最高4%、现场解析在岩心破碎段出气量＞2600 mL、现场含气量最高达1.97 m3/t,显示了良好的保存条件和含气性,证实了铜仁地区页岩气勘探开发具有良好的前景。