CN108459358A - 沉积盆地基底顶面形态恢复和深部矿体定位预测的新方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种沉积盆地基底顶面形态恢复和深部矿体定位预测的新方法，包括如下步骤：步骤一：典型勘探线剖面构造岩相学编录阶段；步骤二：典型勘探线剖面音频大地电磁测深测量阶段；步骤三：面上展开面积性AMT剖面测量；步骤四：深部隐伏矿和富厚矿体定位预测和重点靶区圈定阶段。本发明属于矿产资源勘查技术领域，通过典型勘探线剖面系统的构造岩相学编录、音频大地电磁测深测量、电阻率参数测量，采用构造岩相学编录形成的先验模型对音频大地电磁测深1D和2D反演断面进行对比和校验，确定盆地基底构造层和盖层之间的电性结构面，并在此基础上面上扩展，准确提取并恢复盆地基底顶面形态特征。

Description

沉积盆地基底顶面形态恢复和深部矿体定位预测的新方法

技术领域

本发明属于矿产资源勘查技术领域，具体是指一种沉积盆地基底顶面形态恢复和深部矿体定位预测的新方法。

背景技术

塔里木盆地西北缘盆地低温流体型多金属矿床为重要的矿床类型之一，基底构造层顶面形态对富厚矿体的分布具有重要的控制作用，现有的地球物理激发极化法测深探测深度通常在600m以浅，而基底构造层通常位于地表下数百米-数千米，激发极化法测深难以对基底顶面形态特征进行探测，而常规的重磁勘探由于基底地层和上覆盖层之间磁性和密度参数差异的不明显难以有效恢复基底顶面形态。音频电磁测深(以下称AMT)法具有探测深度大，分辨率强、生产效率高等优点，基底构造层和盖层之间具有明显的电阻率差异，采用AMT法可以有效反映出基底构造层产生的异常，但在应用中缺乏系统的钻孔约束条件下的对比研究，难以精确厘定和量化基底和盖层之间电性结构面和基底构造层顶面形态的准确恢复，造成成矿过程中基底顶面形态重要控制因素研究的不足，制约了该类型矿床的深部矿产资源预测和富厚矿体准确定位。

发明内容

为解决上述现有难题，本发明通过在塔西北地区大量的钻孔和坑道构造岩相学编录以及系统的地表、坑道和钻孔的岩矿石电阻率物性参数测量，基底构造层和盖层之间具有明显的电阻率差异。通过典型勘探线剖面钻孔构造岩相学编录并布置音频电磁测深剖面，划分地层单位、岩性岩相类型、成矿相体等，并对各地层单元、岩性岩相体进行系统的电阻率参数测量，建立反演初始模型，对井场或井旁测点测深数据进行1D正反演模拟和AMT典型剖面2D带地形反演，经过钻孔和剖面构造岩相学和反演地电断面系统对比和校验，找到了基底构造层和盖层之间的电性界限结构面，通过进一步的面上展开对结构面进行提取，恢复了盆地基底顶面形态，从而提供了一种沉积盆地基底顶面形态确定的新方法，根据基底顶面形态特征和富厚矿体分布规律的对应关系，提交供工程验证的重点找矿预测区。

本发明的目的是提供一种沉积盆地基底顶面形态确定的新方法，该方法通过典型勘探线剖面系统的构造岩相学编录、音频大地电磁测深测量、电阻率参数测量，采用构造岩相学编录形成的先验模型对音频大地电磁测深1D和2D反演断面进行对比和校验，确定盆地基底构造层和盖层之间的电性结构面，并在此基础上面上扩展，准确提取并恢复盆地基底顶面形态特征。本方法的应用解决了深埋藏条件下盆地基底形态难以准确直观反映的难题，降低和最大程度消除了地球物理反演方法所固有的多解性，有效提高了盆地低温流体型多金属矿床富集定位的预测能力，推动了该类型矿床的找矿新发现。

本发明设计一种沉积盆地基底顶面形态确定的新方法，该方法在典型剖面地表、坑道、钻孔1:500～1:10000构造岩相学调绘和编录的基础上，部署音频大地电磁测深剖面，总结基底构造层和盖层之间的电性结构面异常特征，提取基底顶面几何参数，编制基底顶面等深线图和控矿构造岩相体综合要素图，以达到深部隐伏矿体准确定位预测的目的，对于沉积盆地内沉积-改造型砂砾岩铜多金属矿床深部找矿预测具有重要意义。

本发明采用的技术方案如下：沉积盆地基底顶面形态恢复和深部矿体定位预测的新方法，包括如下步骤：

步骤一：典型勘探线剖面构造岩相学编录阶段；

1)选择具有代表性的已施工钻孔、坑道较多的勘探线作为典型剖面开展钻孔、坑道构造岩相学编录和勘探线剖面构造岩相学填图，采用构造岩相学理论和方法划分地层单位、岩性岩相类型，识别成矿构造岩相体，包括地球化学相、构造相、蚀变相及其组合；

2)按地层单元、岩性岩相类别采集地表、钻孔和坑道岩矿石标本，进行岩矿鉴定并采用标本仪对电阻率参数进行测量；

3)统计分析岩矿石的电阻率参数，建立典型剖面的初始电性结构-构造岩相模型；

步骤二：典型勘探线剖面音频大地电磁测深测量阶段；

1)在典型勘探线剖面以50m点距进行AMT测量，使用高精度GPS确定各测点的坐标；

2)测点AMT观测和数据采集，采用四分量张量观测，在地面测量相互正交的天然电磁场音频范围电场和磁场分量，自高频至低频逐个频率测量，计算视电阻率和阻抗相位；观测每个频点并在计算机屏幕上显示曲线，并记录视电阻率曲线和相位曲线；

3)AMT测量数据的处理；

4)典型勘探线剖面构造岩相学填图和AMT反演对比和校验；

步骤三：面上展开面积性AMT剖面测量；

1)在典型勘探线剖面两侧开展面积性AMT测量，剖面间距200m；

2)对各剖面进行2D带地形电阻率反演，获得初始反演2D电阻率断面图，并与典型勘探线剖面获得的盖层电性结构进行对比和校验，将典型勘探线剖面获得的盖层电性结构和构造岩相学填图断面作为先验信息对剖面2D反演电阻率断面进行约束和校验，综合分析和准确量化各剖面基底与盖层界限电性结构面；

3)根据量化的基底和盖层界限电性结构面，对各剖面提取基底和盖层界限电性结构面高程数据和几何参数，制作基底顶面高程等值线图，恢复基底顶面起伏形态；

步骤四：深部隐伏矿和富厚矿体定位预测和重点靶区圈定阶段；

1)根据构造岩相学填图获得的成矿构造岩相体和矿体空间分布，编制成矿构造岩相体和基底顶面高程等值线图；

2)对比成矿构造岩相体、矿体空间分布和基底顶面起伏形态的变化特征，分析盆地成矿低温流体运移、演化和矿质淀积的构造动力学和构造岩相机制，将基底隆起带和其侧部次级洼陷之间的过渡带圈定为重点找矿靶位，提交工程验证。

进一步地，所述步骤二的AMT测量数据的处理包括如下具体步骤：

(1)曲线平滑：对测点中数据偏离大、明显不合理的频点进行平滑；

(2)静位移校正：对平滑后曲线进行静态效应分析，根据典型勘探线剖面构造岩相学填图资料和视电阻率、相位断面图及地形特征，判断静态位移现象及其影响程度，对数据进行静态位移校正。

进一步地，所述步骤二的典型勘探线剖面构造岩相学填图和AMT反演对比和校验包括如下具体步骤：

(1)对位于井场或井旁AMT测深数据进行一维(1D)反演，反演结果和钻孔构造岩相学编录以及岩心电性结构进行对比和校验，确定典型勘探线剖面上所有钻孔的1D条件下盖层的电性结构特征以及揭露基底构造层的钻孔的基底和盖层界限的电性结构面特征；

(2)根据1D反演的电性结构和构造岩相学填图断面，建立典型勘探线剖面电阻率结构-构造岩相模型作为2D带地形反演的初始模型，通过2D带地形反演获得典型勘探线剖面的反演电阻率断面图；

(3)采用构造岩相学填图断面对2D电阻率反演断面图再次校验后获得精确的典型剖面2D反演电阻率断面图，通过综合对比和校验，量化基底和盖层界限的电性结构面特征。

进一步地，所述AMT为音频大地电磁测深法，所述1D为一维，所述2D为二维。

本发明方法是根据基底顶面形态与受盆地构造控制的沉积-改造型砂砾岩铜多金属矿床的成生关系和空间关系，采用地表、钻孔、坑道构造岩相学编录和AMT测深剖面综合研究，通过量化基底和盖层界限电性结构面恢复盆地基底顶面形态，划分沉积盆地内隆起带和次级洼陷，将盆内隆起带和次级凹陷带之间的过渡坡折带作为矿体赋存的有利构造岩相带，准确定位预测深部隐伏矿体和重点找矿靶区。

采用上述方案本发明有益效果具体阐述如下：

(1)本方法适用于受盆地构造控制和还原性盆地低温流体改造形成的沉积-改造型砂砾岩铜多金属矿床的深部隐伏矿体的准确定位预测和重点靶区圈定；

(2)本方法恢复的基底顶面形态对矿床的深部定位预测具有直观性，克服了传统方法通过物探异常预测矿体的非直观性，从而提高深部矿体定位预测的准确性；

(3)本方法降低和最大程度消除了地球物理反演方法所固有的多解性，有效提高了盆地低温流体型多金属矿床富集定位的预测能力；

(4)本方法预测准确度高，适用于盆地内沉积-改造型金属矿床1:2000～1:25000比例尺的深部矿体定位预测和深部找矿靶区圈定；

(5)本方法简便易行，可操作性强，找矿效率高；

(6)本方法不受地形影响；

(7)本发明方法广泛适用于沉积盆地内沉积-改造型砂砾岩铜铅锌多金属矿(床)体的深部定位预测和靶区圈定，有效推动了该类型矿(床)体的找矿新发现。

说明书附图

图1为本发明沉积盆地基底顶面形态恢复和深部矿体定位预测的新方法流程示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

盆地低温流体型多金属矿床在形成和演化过程中，基底顶面形态对成矿流体的运移聚集和矿体的就位起到了重要的控制作用。本发明方法中第一步典型勘探线剖面构造岩相学编录阶段是本方法的基础。第二步通过典型剖面构造岩相学地表调绘、钻孔和坑道编录与AMT电磁测深、物性参数测量系统对比分析，总结与量化基底和盖层界限的电性结构面为方法的重要环节。第三步提取和恢复基底顶面几何参数，编制基底顶面等深线图和控矿构造岩相体要素图是关键。第四步深部隐伏矿和富厚矿体定位预测是方法的最终目的。

具体实施例如下：

本方案用于沉积盆地基底顶面形态恢复和深部矿体定位预测的新方法，包括如下步骤：

步骤一：典型勘探线剖面构造岩相学编录阶段；

1)选择具有代表性的已施工钻孔、坑道较多的勘探线作为典型剖面开展钻孔、坑道构造岩相学编录和勘探线剖面构造岩相学填图，采用构造岩相学理论和方法划分地层单位、岩性岩相类型，识别成矿构造岩相体，包括地球化学相、构造相、蚀变相及其组合；

2)按地层单元、岩性岩相类别采集地表、钻孔和坑道岩矿石标本，进行岩矿鉴定并采用标本仪对电阻率参数进行测量；

3)统计分析岩矿石的电阻率参数，建立典型剖面的初始电性结构-构造岩相模型；

步骤二：典型勘探线剖面音频大地电磁测深测量阶段；

1)在典型勘探线剖面以50m点距进行AMT测量，使用高精度GPS确定各测点的坐标；

2)测点AMT观测和数据采集，采用四分量张量观测，在地面测量相互正交的天然电磁场音频范围电场和磁场分量，自高频至低频逐个频率测量，计算视电阻率和阻抗相位；观测每个频点并在计算机屏幕上显示曲线，并记录视电阻率曲线和相位曲线；

3)AMT测量数据的处理；

(1)曲线平滑：对测点中数据偏离大、明显不合理的频点进行平滑；

(2)静位移校正：对平滑后曲线进行静态效应分析，根据典型勘探线剖面构造岩相学填图资料和视电阻率、相位断面图及地形特征，判断静态位移现象及其影响程度，对数据进行静态位移校正；

4)典型勘探线剖面构造岩相学填图和AMT反演对比和校验；

(1)对位于井场或井旁AMT测深数据进行一维(1D)反演，反演结果和钻孔构造岩相学编录以及岩心电性结构进行对比和校验，确定典型勘探线剖面上所有钻孔的1D条件下盖层的电性结构特征以及揭露基底构造层的钻孔的基底和盖层界限的电性结构面特征；

(2)根据1D反演的电性结构和构造岩相学填图断面，建立典型勘探线剖面电阻率结构-构造岩相模型作为2D带地形反演的初始模型，通过2D带地形反演获得典型勘探线剖面的反演电阻率断面图；

(3)采用构造岩相学填图断面对2D电阻率反演断面图再次校验后获得精确的典型剖面2D反演电阻率断面图，通过综合对比和校验，量化基底和盖层界限的电性结构面特征。

步骤三：面上展开面积性AMT剖面测量；

1)在典型勘探线剖面两侧开展面积性AMT测量，剖面间距200m；

2)对各剖面进行2D带地形电阻率反演，获得初始反演2D电阻率断面图，并与典型勘探线剖面获得的盖层电性结构进行对比和校验，将典型勘探线剖面获得的盖层电性结构和构造岩相学填图断面作为先验信息对剖面2D反演电阻率断面进行约束和校验，综合分析和准确量化各剖面基底与盖层界限电性结构面；

3)根据量化的基底和盖层界限电性结构面，对各剖面提取基底和盖层界限电性结构面高程数据和几何参数，制作基底顶面高程等值线图，恢复基底顶面起伏形态；

步骤四：深部隐伏矿和富厚矿体定位预测和重点靶区圈定阶段；

1)根据构造岩相学填图获得的成矿构造岩相体和矿体空间分布，编制成矿构造岩相体和基底顶面高程等值线图；

2)对比成矿构造岩相体、矿体空间分布和基底顶面起伏形态的变化特征，分析盆地成矿低温流体运移、演化和矿质淀积的构造动力学和构造岩相机制，将基底隆起带和其侧部次级洼陷之间的过渡带圈定为重点找矿靶位，提交工程验证。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.沉积盆地基底顶面形态恢复和深部矿体定位预测的新方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：典型勘探线剖面构造岩相学编录阶段；

1)选择具有代表性的已施工钻孔、坑道较多的勘探线作为典型剖面开展钻孔、坑道构造岩相学编录和勘探线剖面构造岩相学填图，采用构造岩相学理论和方法划分地层单位、岩性岩相类型，识别成矿构造岩相体，包括地球化学相、构造相、蚀变相及其组合；

2)按地层单元、岩性岩相类别采集地表、钻孔和坑道岩矿石标本，进行岩矿鉴定并采用标本仪对电阻率参数进行测量；

3)统计分析岩矿石的电阻率参数，建立典型剖面的初始电性结构-构造岩相模型；

步骤二：典型勘探线剖面音频大地电磁测深测量阶段；

1)在典型勘探线剖面以50m点距进行AMT测量，使用高精度GPS确定各测点的坐标；

2)测点AMT观测和数据采集，采用四分量张量观测，在地面测量相互正交的天然电磁场音频范围电场和磁场分量，自高频至低频逐个频率测量，计算视电阻率和阻抗相位；观测每个频点并在计算机屏幕上显示曲线，并记录视电阻率曲线和相位曲线；

3)AMT测量数据的处理；

4)典型勘探线剖面构造岩相学填图和AMT反演对比和校验；

步骤三：面上展开面积性AMT剖面测量；

1)在典型勘探线剖面两侧开展面积性AMT测量，剖面间距200m；

2)对各剖面进行2D带地形电阻率反演，获得初始反演2D电阻率断面图，并与典型勘探线剖面获得的盖层电性结构进行对比和校验，将典型勘探线剖面获得的盖层电性结构和构造岩相学填图断面作为先验信息对剖面2D反演电阻率断面进行约束和校验，综合分析和准确量化各剖面基底与盖层界限电性结构面；

3)根据量化的基底和盖层界限电性结构面，对各剖面提取基底和盖层界限电性结构面高程数据和几何参数，制作基底顶面高程等值线图，恢复基底顶面起伏形态；

步骤四：深部隐伏矿和富厚矿体定位预测和重点靶区圈定阶段；

1)根据构造岩相学填图获得的成矿构造岩相体和矿体空间分布，编制成矿构造岩相体和基底顶面高程等值线图；

2)对比成矿构造岩相体、矿体空间分布和基底顶面起伏形态的变化特征，分析盆地成矿低温流体运移、演化和矿质淀积的构造动力学和构造岩相机制，将基底隆起带和其侧部次级洼陷之间的过渡带圈定为重点找矿靶位，提交工程验证。

2.根据权利要求1所述的沉积盆地基底顶面形态恢复和深部矿体定位预测的新方法，其特征在于，所述步骤二的AMT测量数据的处理包括如下具体步骤：

(1)曲线平滑：对测点中数据偏离大、明显不合理的频点进行平滑；

(2)静位移校正：对平滑后曲线进行静态效应分析，根据典型勘探线剖面构造岩相学填图资料和视电阻率、相位断面图及地形特征，判断静态位移现象及其影响程度，对数据进行静态位移校正。

3.根据权利要求1所述的沉积盆地基底顶面形态恢复和深部矿体定位预测的新方法，其特征在于，所述步骤二的典型勘探线剖面构造岩相学填图和AMT反演对比和校验包括如下具体步骤：

(1)对位于井场或井旁AMT测深数据进行一维(1D)反演，反演结果和钻孔构造岩相学编录以及岩心电性结构进行对比和校验，确定典型勘探线剖面上所有钻孔的1D条件下盖层的电性结构特征以及揭露基底构造层的钻孔的基底和盖层界限的电性结构面特征；

(2)根据1D反演的电性结构和构造岩相学填图断面，建立典型勘探线剖面电阻率结构-构造岩相模型作为2D带地形反演的初始模型，通过2D带地形反演获得典型勘探线剖面的反演电阻率断面图；

(3)采用构造岩相学填图断面对2D电阻率反演断面图再次校验后获得精确的典型剖面2D反演电阻率断面图，通过综合对比和校验，量化基底和盖层界限的电性结构面特征。

4.根据权利要求1所述的沉积盆地基底顶面形态恢复和深部矿体定位预测的新方法，其特征在于，所述AMT为音频大地电磁测深法，所述1D为一维，所述2D为二维。