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.     

铜陵矿集区构造滑脱与分层成矿特征研究

对铜陵矿集区深部构造及盖层构造变形分析表明构造分层作用是本区乃至长江中下游成矿带岩石圈的一个典型特征, 深部构造圈层对浅部构造圈层的控制是通过不同级别的构造分层作用来实现的. 铜陵矿集区盖层中发育的多层位、多级别、多种方向的滑脱构造是构造分层作用在盖层中的具体表现形式. 构造滑脱是在印支期“S”状褶皱的基础上发展起来的, 在燕山期持续活动, 并和东西向及北北东向变形系统复合. 构造分层作用对成岩成矿的控制在盖层中有不同的表现形式. 不同层间滑脱带容易形成不同成因类型的矿床, 同一滑脱层的不同部位成矿特征也不尽相同, 这和构造滑动机理、构造复合特征、成矿围岩特性及成矿热液的类型有密切关系.     

九江-瑞昌矿集区的3D结构及对区域找矿的启示

本文分析了九瑞地区重、磁场的分布特征.运用最新的方法技术对已有的重磁资料重新进行处理:采用重磁多尺度边缘检测方法,对九瑞矿集区区域重力和航磁数据进行了边缘检测,并根据检测结果重新厘定了断裂系统的展布位置.在整理、分析九瑞地区地质、地层物性资料的基础上,对实测的1∶5万重磁数据进行较细致的准三维反演.同时将重磁三维物性反演应用到岩浆岩空间结构研究中,获得了矿集区地层结构及岩浆岩三维空间形态特征.根据反演所得磁化率强弱,分析了岩体的基性程度,为寻找与火山岩、侵入岩体有关的金属矿产提供了指示信息.最终建立的模型给出了地下地层的分布特征、控矿构造的展布规律、与成矿相关岩体的三维形态以及已知矿点的空间分布特征,为在九瑞矿集区的深部寻找隐伏矿体提供了新的信息.     

铜陵矿集区印支-燕山期盖层形变场三维结构的实验重塑

在野外观测和流变学分析的基础上, 通过相似物理实验重塑了铜陵矿集区印支-燕山期的构造格架; 并采用“切片”与“剥层”的方法, 分解透析了矿集区盖层的这一三维变形结构. 其中, 垂直于褶皱枢纽的系列切面观察, 显示了实验模型与钻孔的剖面结构相似性; 逐层剥离分析表明, 模型各层的变形特征也与野外景观定性吻合. 通过对模型与野外现象之间平面景观和垂向结构的对比分析, 还发现此套构造格架有如下主要特征, 即: (1)三套北东向“S”型褶皱群组成了区域构造平面格局的基本框架; (2)在整体一致的统一应力场中, 不同部位、不同方位和不同层位中普遍可见不协调褶皱的分布; (3)与褶皱幅度向深部逐步衰减对应, 断裂系统的发育是由下而上逐步扩张, 且以低角度顺层滑脱断层为主体; (4)志留系层内流褶皱和劈理化高度发育的现象, 反映印支-燕山期构造层的变形效应在此层趋于中止. 这有可能暗示着志留系是该期脆-韧性变形转化的分界层次, 其下伏岩系当属另一套不同性质变形产物的事实.     

基于Theta法改进的均衡滤波器在位场边界识别中的应用--以庐枞矿集区为例

利用观测数据确定地质体的边界位置是位场数据解译中的一项重要工作,传统的边界识别滤波器通常不能均衡深、浅部的地质体边界,近些年相关研究开始致力于发展均衡边界滤波器.本文基于Theta图法定义了新的边界识别滤波器,详述了滤波器波数域及空间域的主要计算公式,通过模型验证,该滤波器显著压制了Theta图法对深部地质体边界的放大作用,较好地平衡了深部和浅部边界.通过与传统的边界识别滤波器对比,本文定义的滤波器能够清晰且更加收敛地圈定出地质体的水平边界位置.以长江中下游成矿带庐枞矿集区为例,开展了1：5万重磁数据的处理分析,并结合物性资料进行了讨论,结果表明：重磁数据的检测结果精确刻画了郯庐断裂带的位置;庐枞盆地的磁力数据检测边界整体与盆地的地质边缘一致,明确了边界断裂在深部倾向盆地内部;识别出庐枞盆地外围一系列环形边界,这些边界封闭区域与最新勘探发现的深部岩体及铁铜矿化体相对应,对于指导区域深部找矿工作有着重要的意义.

     

大深度低幅度构造多尺度时深转换方法——以阿尔及利亚X区块为例

阿尔及利亚X区决主要发育大深度低幅度构造,低幅度圈闭识别与落实制约着区块的油气勘探发现.根据区块的地质与地球物理特点,在认真深入对比分析现有时深转换方法的基础上,提出了综合运用多种时深转换方法进行区域目标援索及单个目标“量体裁衣”的多尺度时深转换方法,有效的解决了本区油气勘探中面临的低幅构造识别与落实难题,取得了较好的勘探效果.该方法能够有效的发现低幅度圈闭并提高低幅度构造成图的精度,落实局部构造,降低勘探风险,对于类似地区的低幅度构造研究具有借鉴意义.     

多尺度地球化学勘查聚焦找矿靶区——以滇东Pt地球化学省勘查研究为例

铂矿资源一直是中国紧缺而急需的矿产资源.以滇东Pt地球化学勘查为例,在极低密度泛滥平原沉积物勘查数据圈定的滇东Pt地球化学省的基础上,首先按不同的勘查尺度对研究区内国家地球化学填图计划采集的水系沉积物样品进行重组形成组合样品,然后应用化学预富集光谱法（C-OES）分析组合样的Pt含量,并应用变差函数定量描述不同勘查尺度数据圈定的Pt异常的变化性及控制其变化性的地质因素,最后基于不同勘查尺度Pt数据分别圈定区域和局部Pt异常块体,按地球化学块体方法估算各异常块体内的Pt资源潜力.结论表明：（1）从区域Pt异常块体到局部Pt异常块体,控制因素由一级裂控-岩控向二级岩控-裂控转化,表明变差函数有效揭示了控制不同勘查尺度Pt异常块体变化性的主要地质因素.（2）存在两类Pt异常：一类是在两个观测尺度下都具有Pt异常显示,且异常含量随观测尺度的变小（取样密度的增加）而显著增强;另一类是随勘查尺度的变小Pt异常弱化甚至消失.表明多尺度地球化学聚焦找矿具有逐步排除非矿异常,筛选矿异常的功能.（3）小尺度勘查数据圈出的局部Pt异常块体的Pt平均含量是大尺度勘查数据圈出的区域Pt异常块体的2倍,局部Pt异常块体Pt资源量占区域Pt异常块体的60%,而前者面积仅占后者的35%.表明Pt资源量主要集中在局部异常区域,聚焦找矿具有高效浓缩靶区的勘查效果.     

基于地震多属性融合的断层识别与评价——以塔里木盆地SHB地区碳酸盐岩缝洞型储层为例

塔里木盆地SHB地区的深部碳酸盐岩缝洞型储层主要发育于断裂破碎带,大多表现为断裂破碎形成的裂缝和后期溶蚀形成相互连通的断溶体.因此,断层的识别与精细评价成为该区缝洞型储层识别评价的基础.考虑到研究区处于沙漠腹部,深部地层的地震反射能量相对较弱,用单一地震属性难以实现断裂带的识别.本文针对研究区地震资料的地质-地球物理特...     

微震多维信息识别与冲击矿压时空预测——以河南义马跃进煤矿为例

随着煤炭开采深度和强度的增大,冲击矿压已成为煤矿普遍的安全问题.具体针对煤矿冲击矿压的时空预测难题,进一步发展了微震多维信息的时空预测方法：首先,构建微震多维信息识别指标体系,包括优选的频次指标和新提出的震源集中程度、最大应力和总应力当量指标;其次,基于归一化方法、异常分级判别准则和时空统计滑移模型,分别获得各指标的时序曲线和空间云图;然后,采用R值评分法评估和检验各指标的预测效能,并依此赋予各指标权重;最后,应用综合异常指数方法,实时定量分析监测区域的冲击险状态、具体危险区域及等级.预测实例表明,该方法综合考虑了微震时、空、强要素,预测效能较高,并能从时序上定量描述监测区域的冲击危险状态,空间上定量反映监测时段内的冲击危险区域及等级,现场中指导实施防冲措施,在一定程度上解决了现场防冲措施实施的盲目性,从而进一步发展了煤矿冲击矿压的时空监测预报方法.     

基于多源地球物理数据的机器学习方法在地质体分类中的应用——以黑龙江多宝山矿集区为例

为适应多源地球物理大数据地质解释的需要,同时也为了在地质体物性存在交叠情况下快速有效地实现多源地球物理数据的地质解释,本文提出应用机器学习的支持向量机方法对多源地球物理数据进行地质解释的新思路,并给出了利用物性三体（密度、磁化率、电阻率）进行地质体圈定与分类方法.阐明了参数归一化、参数寻优对模型训练与学习及分类结果的影响与作用.本文将黑龙江多宝山矿集区物性三体与矿集区的区域地质、矿床地质及钻井资料相结合,利用所提出的方法对地下地质体进行了圈定与分类,对分类结果经过交叉检验,正确率达81.6%,表明了训练模型具有较高的可信度.经对预测模型填充已知物性参数正演的重磁异常与实测重磁异常对比,证明两者在整体和细节上均有高度的相似性,间接说明对地质体圈定与分类结果的可靠性,进一步表明利用多源地球物理数据,采用支持向量机方法圈定地质体及对地质体进行岩性识别方面的合理性与有效性.多源地球物理数据机器学习的支持向量机方法在多宝山矿集区地质体圈定与分类所取得较好的应用效果,为多源综合地球物理的地质解释提供了可借鉴的成功经验,也提供了多源地球物理资料地质解释的一种新型的技术手段,开辟了应用人工智能方法进行多源地球物理资料地质解释的新途径.

     

渤海湾地区壳幔结构重磁综合研究

渤海湾盆地是华北克拉通破坏的中心,其东部渤海海域深部结构研究对认识华北克拉通破坏范围及动力学过程具有重要意义.为此,本文选取自河北新城经天津静海沿东南方向进入渤海海域的剖面进行重磁反演,研究其地壳结构特征.通过对该地区文献调研及2010年渤海海陆联测初步结果建立初始模型,结合本地区密度、磁化率特征进行二度半体重磁异常反...     

基于区域重磁解释的南黄海及邻区地质结构构造

通过对南黄海及邻区已有高精度区域重磁资料整理,形成32°-38°N、118°-127°E的1/100万基础数据,结合已有钻井和地震剖面成果进行重磁综合反演与解释,给出了南黄海及邻区主要三级构造区划、断裂发育、古生界地层深度和厚度,以及主要盆地范围及次级凹陷分布,为南黄海前第三系油气前景评价提供了参考依据。     

重力异常分层分离方法改进及应用:以安徽五河地区为例

本文在原有位场分层分离技术的基础上,提出了动态改进型插值切割算子.通过理想模型实验和谱分析,证明了改进算子对异常源产生的重力场有更好的分离效果.使用新方法对安徽省五河地区布格重力异常进行了分离和分析,分离后的浅部地球物理特征与地表地质调查结果的吻合度高,从而验证了改进算子的有效性和准确性.在结合基础地质资料和分离后的地球物理特征的基础上,进一步分析了五河地区构造格架、区域岩浆岩及红层盆地的空间分布和形态特征,并获取了对研究区内郯庐断裂系各条断裂的延伸、形态和相互关系的新认识.

     

基于重磁震资料的南海新生代盆地分布综合研究

作为西太平洋最大的边缘海,南海分布有30多个新生代沉积盆地,其蕴含着丰富的油气资源.但由于资料的限制,南海存在不同区域盆地研究程度不同,不同区域盆地面积差别较大,部分盆地只是坳陷而没有达到盆地的级别以及盆地外围可能存在凹陷等问题.南海新生代盆地分布问题制约了其油气分布规律、储量等基础地质问题的研究.本文以地震剖面数据为约束,以重力资料为主、辅以磁力资料,研究了南海新生代盆地分布及构造区划.通过提取新生代盆地及其构造单元引起的重力异常,结合地震剖面等资料反演了新生界底界面深度及新生界厚度.在充分调研已有盆地和构造单元划分方案的基础上,根据南海的地质及地球物理特征,确定了盆地及构造单元划分标准.以新生界厚度为基础并结合重、磁、震、地质等资料,进行地质-重磁震联合解释,将南海原有的36个盆地重新划分为24个盆地,盆地总面积扩大了约15万km2.研究表明,南海新生代盆地沉积层厚度在1.5~16 km之间,有6个北东东/北东向沉积坳陷带、2个近南北向沉积坳陷带以及1个三角沉积坳陷区;盆地展布方向主要为北东和北东东向,其次为北西和近南北向,呈现"南三北三"的分布特征.     

基于核磁共振实验的低渗透砂岩岩电参数分类及应用——以东营凹陷南坡沙四段为例

低渗透砂岩储层孔隙结构复杂, 储层有效性识别及饱和度准确计算难度较大.笔者以东营凹陷南坡沙四段（Es4）低渗透砂岩为研究对象, 根据压汞、物性、薄片及核磁等资料, 将研究区孔隙结构分为三大类、五小类.在岩样孔隙结构分类基础上, 明确了孔隙结构类型与岩电参数之间存在确定的关系, 而核磁共振T2谱定量特征参数在一定程度上能够表征孔隙结构类型及其细节信息, 通过提取T2谱中T2几何平均值（T2g）、T2均值（）、峰度（KG）、可动流体分量（Smf）及区间孔隙分量等孔隙结构参数, 建立了基于核磁T2谱特征参数的孔隙结构识别图版, 显示核磁T2谱孔隙结构参数对不同类型的储层有较好的识别效果, 进而探讨核磁孔隙结构参数和岩电参数之间的关系, 结果表明, T2谱峰度值与孔隙胶结指数（m）值相关性较高, 进一步确定了岩电参数m的核磁计算公式.最终, 将该套方法应用于研究区井筒剖面中, 有效地提高了饱和度计算精度, 也为东营凹陷南坡低渗透砂岩油藏储量估算与高效开发提供了依据.