CN103760613A - 采用电性异常体提取技术在火山岩体分布区中勘测地质体形态的方法 - Google Patents

Abstract

一种采用电性异常体提取技术在火山岩体分布区中勘测地质体形态的方法，它包括以下步骤在待勘测的火山岩体分布区中，采用大地电磁仪获取若干实测点视电阻率曲线，构成实测点分布特征剖面图；确定测区内的基底层和上覆层分布情况；计算各实测点的背景视电阻率曲线，将沿同一测线上各实测点的背景视电阻率曲线构成背景视电阻率的数据体；从实测点视电阻率曲线中消除背景视电阻率的数据体，获得剩余视电阻率分布特征剖面图，从而得到待勘测的火山岩体分布区地质体形态图。本发明的方法已在准噶尔盆地东部的基底结构研究中进行了应用，首次采用电性异常体提取技术，在高阻石炭系地层中进行了中下石炭统的划分，能够有效克服区内火山岩的干扰。

Description

采用电性异常体提取技术在火山岩体分布区中勘测地质体形态的方法

技术领域

本发明涉及到大地电磁数据的一维半定量反演、定量反演、二维连续介质反演、二维层状介质反演等常规技术，尤其是对反演结果中高电阻率异常体的信息提取的特殊技术，具体地说是一种采用电性异常体提取技术在火山岩体分布区中勘测地质体形态的方法。

背景技术

目前，在用大地电磁方法对准噶尔盆地东部基底结构进行研究的过程中，遇到了区内中上石炭统地层中火山岩体广泛分布的难题，无论是地震资料，还是以往大地电磁层状解释模型都不能较好地刻划地下实际的地质体形态。而根据石油地质研究，石炭系地层可分为以火山岩充填为主的中石炭统地层和以沉积岩为主的下石炭统烃源岩，中下石炭统地层本身就是较好的生储配置。因此，为较好地揭示实际地质体形态，就需要在传统解释思路基础上，应用特殊的解释技术。

发明内容

本发明的目的是针对某些地区石炭系地层上部有较大规模的火山岩体分布，例如：准噶尔盆地青格里底山区块，那些火山岩体基本呈不规则形态分布，用普通的层状介质反演方法难以较好地提取火山岩体的问题，提出一种采用电性异常体提取技术在火山岩体分布区中勘测地质体形态的方法。

本发明的技术方案是：

一种采用电性异常体提取技术在火山岩体分布区中勘测地质体形态的方法，它包括以下步骤：

（1）、在待勘测的火山岩体分布区中，采用大地电磁仪获取若干实测点视电阻率曲线，将沿同一测线上各实测点的视电阻率曲线构成实测点分布特征剖面图；

（2）、对各实测点的视电阻率曲线进行半定量计算，确定测区内的基底层和上覆层分布情况；

（3）、计算各实测点的背景视电阻率曲线，将沿同一测线上各实测点的背景视电阻率曲线构成背景视电阻率的数据体；

（4）、从实测点视电阻率曲线中消除背景视电阻率的数据体，获得剩余视电阻率分布特征剖面图，从而得到待勘测的火山岩体分布区地质体形态图。

本发明中，步骤（1）中实测点的区域范围全面覆盖并大于火山岩体的分布区，实测点的布设密度点距不大于1km，线距不大于3km。

本发明中，步骤（2）具体为：

（a）、对各实测点的实测视电阻率曲线ρ_a进行积分求面积，计算前述面积的均值作为基底层电阻率ρ_b，单位Ω·m；

（b）、计算各实测点的表层电阻率作为相应实测点的上覆层电阻率ρ_c，所述实测点表层电阻率是对该实测点视电阻率曲线的前3-5个点求均值获取；

（c）、采用下述公式计算各实测点的总纵向电导S，

$S=520/\sqrt{{\mathrm{\ρ}}_{\min }\·f_{\min }}$

其中：ρ_min为该测点视电阻率曲线的极小值，f_min是该测点上视电阻率极小值对应的观测频率f；

（d）、将沿同一测线上各实测点视电阻率曲线的首频点连成一条曲线，进行平滑处理，得到区域静校正曲线，对各实测视电阻率曲线进行静校正处理；

采用BOSTICK反演方法对静校正后的各实测点视电阻率曲线进行反演处理，得到与各视电阻率曲线对应的电阻率随地层深度分布的ρ_bos-D曲线，ρ_bos为反演得到的地层电阻率值，单位为Ω·m，D为对应的深度，单位为m；

对电阻率随地层深度变化的各条分布曲线ρ_bos-D进行积分求面积，计算前述面积的均值作为基底以上岩层即上覆层的平均纵向电阻率ρ_t，单位Ω·m；

（e）、计算基底埋深H即上覆层厚度：H=Sρ_t，得到测区内的基底层和上覆层分布情况：即上覆层厚度H，其余为基底层。

本发明中，步骤（a）和（b）之间还包括：将沿同一测线上各实测点的视电组率曲线的首频点连成一条曲线，进行平滑处理，得到区域静校正曲线，用平滑处理后的区域静校正曲线上的数据对各实测点的视电阻率曲线进行静校正处理，得到静校正处理过的各视电阻率曲线。

本发明的步骤（c）中：对于实测点的实测电阻率曲线表现为多层曲线时，当其右侧即长周期一端上升时，用紧邻上升段左侧极小点处的f_min和ρ_min代入公式来计算S值。

本发明的有益效果：

本发明的方法已在准噶尔盆地东部的基底结构研究中进行了应用，区内石炭统地层中火山岩广泛分布，以往地震资料刻划能力有限，大地电磁层状解释模型也存在不足，无法克服区内火山岩的干扰。应用本发明，较好地刻划了与火山岩有关的异常体的展布特征。在探测区内首次成功解释了不同尺度的火山岩体23个，为区内的构造勘探提供了可靠参考资料。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

为了提取同一剖面上不同构造部位的相对电阻率差异，从而突出实际存在的电性异常体，首先拾取剖面的背景响应，通过消除背景响应，突出电性异常体的存在与否，进而再对可能存在的异常体的分布位置、大小、埋深及相关特性进行分析。

背景响应根据每个实测点的数据来计算。计算出表层电阻率、宏观电阻率和基底埋深后，即可构制背景视电阻率响应，从MT实测场中消除背景视电阻率响应，获得剩余视电阻率分布特征剖面，根据这一剖面判断异常电性体的存在性。为了获得与深度相关的异常体的分布特征，还必须向深度域进行转化。对得到的结果进行微分求导，使得异常特征更具体清晰，突出电阻率的变化率。再结合层状介质的反演结果，构制相应的正演模型，计算异常特征体在深度域的校正量，用于校正因微分求导引起的异常体在深度方向上的偏移－即微分求导获得的异常特征进行深度校正，从而得到能基本反映实际异常体深度分布的结果，再进行电性异常体解释。

具体实施时：

一种采用电性异常体提取技术在火山岩体分布区中勘测地质体形态的方法，它包括以下步骤：

（1）、在待勘测的火山岩体分布区中，采用大地电磁仪获取若干实测点视电阻率曲线，将沿同一测线上各实测点的视电阻率曲线构成实测点分布特征剖面图；实测点的区域范围全面覆盖并大于火山岩体的分布区，实测点的布设密度点距不大于1km，线距不大于3km；

将沿同一测线上各实测点的视电组率曲线的首频点连成一条曲线，进行平滑处理，得到区域静校正曲线，用平滑处理后的区域静校正曲线上的数据对各实测点的视电阻率曲线进行静校正处理，得到静校正处理过的各视电阻率曲线；

（2）、对各实测点的视电阻率曲线进行半定量计算，确定测区内的基底层和上覆层分布情况；

具体包括：

a、对各实测点的实测视电阻率曲线ρ_a进行积分求面积，计算前述面积的均值作为基底层电阻率ρ_b，单位Ω·m；

b、计算各实测点的表层电阻率作为相应实测点的上覆层电阻率ρ_c，所述实测点表层电阻率是对该实测点视电阻率曲线的前3-5个点求均值获取；

c、采用下述公式计算各实测点的总纵向电导S，

$S=520/\sqrt{{\mathrm{\ρ}}_{\min }\·f_{\min }}$

其中：ρ_min为该测点视电阻率曲线的极小值，f_min是该测点上视电阻率极小值对应的观测频率f；

d、将沿同一测线上各实测点视电阻率曲线的首频点连成一条曲线，进行平滑处理，得到区域静校正曲线，对各实测视电阻率曲线进行静校正处理；

采用BOSTICK反演方法对静校正后的各实测点视电阻率曲线进行反演处理，得到与各视电阻率曲线对应的电阻率随地层深度分布的ρ_bos-D曲线，ρ_bos为反演得到的地层电阻率值，单位为Ω·m，D为对应的深度，单位为m；

对电阻率随地层深度变化的各条分布曲线ρ_bos-D进行积分求面积，计算前述面积的均值作为基底以上岩层即上覆层的平均纵向电阻率ρ_t，单位Ω·m；

e、计算基底埋深H即上覆层厚度：H=Sρ_t，得到测区内的基底层和上覆层分布情况：即上覆层厚度H，其余为基底层；

（3）、计算各实测点的背景视电阻率曲线，将沿同一测线上各实测点的背景视电阻率曲线构成背景视电阻率的数据体；

（4）、从实测点视电阻率曲线中消除背景视电阻率的数据体，获得剩余视电阻率分布特征剖面图，从而得到待勘测的火山岩体分布区地质体形态图。

本发明的步骤（c）中：对于实测点的实测电阻率曲线表现为多层曲线时，当其右侧即长周期一端上升时，用紧邻上升段左侧极小点处的f_min和ρ_min代入公式来计算S值。

利用本发明的大地电磁方法对准噶尔盆地东部的基底结构进行研究，在消除背景电性特征的前提下，提取地下局部电性异常体。电性异常体提取技术克服了现行解释模型受层状条件限制的束缚，通过正反演类比计算，能较好地刻划与火山岩有关的电性异常体的展布特征。

综合解释认为：研究区内的石炭系地层可分为以火山岩充填为主的中石炭统地层和以沉积岩为主的下石炭统烃源岩，中下石炭统地层本身就是较好的生储配置。根据地层展布特点及构造特征，参照准噶尔盆地划分构造单元的原则，在本工区划分三个一级构造单元，六个二级构造单元；纵向上划分出7个主要电性分层界面，首次采用电性异常体提取技术，在高阻石炭系地层中进行了中下石炭统的划分。

大地电磁方法在解释石炭系基底的过程中，发现石炭系基底下部以低电阻率地层为特征。为了探讨石炭系以下深部低阻地层的特性，采用深大剖面处理方法(用对数表示深度)进行了深部资料的处理，结果表明，在石炭系以下有一层比较稳定的相对低阻层，再下面有一套高阻的结晶基底存在。推测解释认为低阻层是早古生代正常沉积岩的反映。第二个结晶基底的埋深可在16km到40km之间变化，为前寒武纪结晶基底。研究成果与区内的航磁资料和重磁资料基本吻合。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (5)

1.一种采用电性异常体提取技术在火山岩体分布区中勘测地质体形态的方法，其特征是它包括以下步骤：

（1）、在待勘测的火山岩体分布区中，采用大地电磁仪获取若干实测点视电阻率曲线，将沿同一测线上各实测点的视电阻率曲线构成实测点分布特征剖面图；

（2）、对各实测点的视电阻率曲线进行半定量计算，确定测区内的基底层和上覆层分布情况；

（3）、计算各实测点的背景视电阻率曲线，将沿同一测线上各实测点的背景视电阻率曲线构成背景视电阻率的数据体；

（4）、从实测点视电阻率曲线中消除背景视电阻率的数据体，获得剩余视电阻率分布特征剖面图，从而得到待勘测的火山岩体分布区地质体形态图。

2.根据权利要求1所述的采用电性异常体提取技术在火山岩体分布区中勘测地质体形态的方法，其特征是步骤（1）中实测点的区域范围全面覆盖并大于火山岩体的分布区，实测点的布设密度点距不大于1km，线距不大于3km。

3.根据权利要求1所述的采用电性异常体提取技术在火山岩体分布区中勘测地质体形态的方法，其特征是步骤（2）具体为：

（a）、对各实测点的实测视电阻率曲线ρ_a进行积分求面积，计算前述面积的均值作为基底层电阻率ρ_b，单位Ω·m；

（b）、计算各实测点的表层电阻率作为相应实测点的上覆层电阻率ρ_c，所述实测点表层电阻率是对该实测点视电阻率曲线的前3-5个点求均值获取；

（c）、采用下述公式计算各实测点的总纵向电导S，

$S=520/\sqrt{{\mathrm{\ρ}}_{\min }\·f_{\min }}$

其中：ρ_min为该测点视电阻率曲线的极小值，f_min是该测点上视电阻率极小值对应的观测频率f；

（d）、将沿同一测线上各实测点视电阻率曲线的首频点连成一条曲线，进行平滑处理，得到区域静校正曲线，对各实测视电阻率曲线进行静校正处理；

采用BOSTICK反演方法对静校正后的各实测点视电阻率曲线进行反演处理，得到与各视电阻率曲线对应的电阻率随地层深度分布的ρ_bos-D曲线，ρ_bos为反演得到的地层电阻率值，单位为Ω·m，D为对应的深度，单位为m；

对电阻率随地层深度变化的各条分布曲线ρ_bos-D进行积分求面积，计算前述面积的均值作为基底以上岩层即上覆层的平均纵向电阻率ρ_t，单位Ω·m；

（e）、计算基底埋深H即上覆层厚度：H=Sρ_t，得到测区内的基底层和上覆层分布情况：即上覆层厚度H，其余为基底层。

4.根据权利要求3所述的采用电性异常体提取技术在火山岩体分布区中勘测地质体形态的方法，其特征是步骤（a）和（b）之间还包括：将沿同一测线上各实测点的视电组率曲线的首频点连成一条曲线，进行平滑处理，得到区域静校正曲线，用平滑处理后的区域静校正曲线上的数据对各实测点的视电阻率曲线进行静校正处理，得到静校正处理过的各视电阻率曲线。

5.根据权利要求3所述的采用电性异常体提取技术在火山岩体分布区中勘测地质体形态的方法，其特征是步骤（c）中：对于实测点的实测电阻率曲线表现为多层曲线时，当其右侧即长周期一端上升时，用紧邻上升段左侧极小点处的f_min和ρ_min代入公式来计算S值。