CN109799540B - 基于地质信息约束下的火山岩型铀矿床磁化率反演方法 - Google Patents
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本发明属于地球物理重磁数据处理领域，具体涉及一种基于地质信息约束下的火山岩型铀矿床磁化率反演方法该，方法既可以很好地利用地质信息如构造、地层倾向、断层和矿化体位置和钻探岩心资料等对反演进行约束，又可以使观测场与理论场拟合地较好，从而准确对地下地质信息进行有效的探测，进而达到指导铀矿找矿这一目的。
Description
技术领域
本发明属于地球物理重磁数据处理领域，具体涉及一种基于地质信息约束下的火山岩型铀矿床磁化率反演方法。
背景技术
在火山岩型铀矿找矿勘查工作中，矿体产出往往与断裂构造密切相关。通过前期岩矿石物性分析测试工作，发现某些已知断裂构造处(或岩性分界面)岩石磁化率与围岩差异较大。因此，可以通过盆地磁化率变化特征来了解火山岩型铀矿床整体结构、断裂构造发育和深部成矿环境等，进而指导铀矿找矿工作。
在地球物理重磁勘探领域，资料处理解释的目的是通过磁化率分布规律来寻找目标地质体的分布。由于磁场的体积效应和反演的欠定性因素导致反演结果产生多解性。目前最常用的两种磁化率反演方法为几何反演和物性反演，但他们都存在自身的问题。几何反演容易获得模型的物性分布，且模型产生的理论异常与实测异常吻合较好，但模拟结果仅反映地下地质体的宏观分布，细节上与实际差距较大；而岩性反演却可以很好地模拟地质体的构造等细节信息，但其位场拟合误差较大。因此，亟需研制一种基于地质信息约束下的火山岩型铀矿床磁化率反演方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于地质信息约束下的火山岩型铀矿床磁化率反演方法，该方法能够快速、有效地探测与成矿关系密切的断裂构造空间分布，实现本发明目的的技术方案：一种基于地质信息约束下的火山岩型铀矿床磁化率反演方法，该方法具体包括以下步骤：
步骤一、收集勘查区物性资料，对岩矿石样品进行物性测试；
步骤二、在火山岩型铀矿床勘查区根据相应比例尺确定地面高精度磁法测量剖面，并获得磁测数据；
步骤三、收集火山岩型铀矿床勘查区地表地质图、断裂位置、地层情况、岩体形态和钻孔资料库及地震资料，归纳该区地层单元划分及地层界面、地层厚度、岩体厚度及空间位置，构建对应步骤二中所有磁测剖面的地质模型剖面；
步骤四、对上述步骤二中得到的磁测数据进行日变校正、正常场梯度改正、高度改正及基点改正，得到测点异常△T值；
步骤五、对步骤四中得到的磁异常△T值进行数据平滑处理，得到所有剖面光滑的磁异常曲线，并对所有光滑处理后的磁异常△T值进行网格化处理；
步骤六、对步骤五中得到的磁异常△T网格数据进行化极处理，得到磁异常△T化极网格；
步骤七、根据步骤一中收集和实测的物性资料对每一条地质模型剖面中地层、岩矿体、构造等进行磁化率赋值，开展反演，直至反演模型的异常曲线与步骤五中实测剖面曲线变化趋势相同；
步骤八、将步骤七中的所有剖面2.5维反演模型抽稀后整合至三维模型中，对三维模型进行反演，得出磁化率三维反演结果，同时得出三维反演模型的理论异常网格；
步骤九、将步骤八中得到的反演模型理论异常网格与步骤六中得到的实测磁异常△T化极网格进行对比，拟合误差较大的测点，返回到步骤七中对地质模型剖面进行修正或对地质单元磁化率赋值进行调整，直至反演模型的异常曲线与步骤五中实测剖面曲线拟合误差达到实际要求；
步骤十、任何一条剖面模型的修改将影响全勘查区任何一个测点的三维模型磁化率反演值，重复步骤八和步骤九，直至三维反演模型的理论异常网格与步骤六中的实测磁异常△T化极网格拟合误差达到要求，最终可以得到火山岩型铀矿床勘查区三维磁化率体数据。
所述的步骤二中的磁测数据总精度应大于等于2nT。
所述的步骤三中利用正反演模拟软件Modelvison软件或者Agis软件构建磁测剖面的地质模型剖面。
所述的步骤四中在对磁测数据进行日变校正时，需查找地球基本磁场参数，算出该勘查区背景磁场强度值、磁倾角和磁偏角；利用球谐模型计算出该勘查区背景磁场强度值、磁倾角和磁偏角。
所述的步骤五中光滑处理后的磁异常△T值进行网格化处理包括用网格化插值处理和用网格化插值处理，网格化插值方法优选最小曲率法，多点数据平滑方法优选七点滑动平均方法。
所述的步骤七中的反演为2.5维反演，反演模型的异常曲线与步骤五中实测剖面曲线的拟合程度均方误差小于10。
所述的步骤八中抽稀整合后的三维模型的测线间距调整为500m，使用深度加权、小波压缩存储或者卡方分布搜索正则化参数算法进行对三维模型进行反演，三维模型反演物性范围边界设定为-0.8到0.8，初始模型使用0.001，参考模型使用0模型，光滑因子组合设定为(100，1，1，1)。
所述的步骤九中反演模型的异常曲线与步骤五中实测剖面曲线拟合误差实际要求为两者拟合程度均方误差小于10。
本发明的有益技术效果在于：本发明所提供的一种基于地质信息约束下的火山岩型铀矿床磁化率反演方法，既可以很好地利用地质信息如构造、地层倾向、断层和矿化体位置和钻探岩心资料等对反演进行约束，又可以使观测场与理论场拟合地较好，从而准确对地下地质信息进行有效的探测，进而达到指导铀矿找矿这一目的。
附图说明
图1为本发明所提供的一种基于地质信息约束下的火山岩型铀矿床磁化率反演方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明所提供的一种基于地质信息约束下的火山岩型铀矿床磁化率反演方法，该方法具体包括以下步骤：
步骤一、收集勘查区物性资料，对岩矿石样品进行物性测试；
收集火山岩型铀矿床勘查区地层样品、岩体样品、钻孔岩心样品和已有的物性资料，对所有岩矿石样品进行物性测试，物性测试包括岩石磁化率和剩磁强度参数测试，并把岩石磁化率数据单位转换成CGS国际单位制。
步骤二、在火山岩型铀矿床勘查区根据相应比例尺确定地面高精度磁法测量剖面，并获得磁测数据；
为了达到更好的效果，磁测数据总精度应大于等于2nT，测区选在地形平坦的区域。
步骤三、收集火山岩型铀矿床勘查区地表地质图、断裂位置、地层情况、岩体形态和钻孔资料库及地震资料，归纳该区地层单元划分及地层界面、地层厚度、岩体厚度及空间位置，构建对应步骤二中所有磁测剖面的地质模型剖面；
步骤三中利用正反演模拟软件如Modelvison软件、Agis软件等构建对应步骤二中所有磁测剖面的地质模型剖面。
步骤四、对上述步骤二中得到的磁测数据进行日变校正、正常场梯度改正、高度改正及基点改正，得到测点异常△T值；
在对磁测数据进行日变校正时，需查找地球基本磁场参数，算出该勘查区背景磁场强度值、磁倾角和磁偏角；利用球谐模型计算出该勘查区背景磁场强度值、磁倾角和磁偏角。
步骤五、对步骤四中得到的磁异常△T值进行数据平滑处理，得到所有剖面光滑的磁异常曲线，并对所有光滑处理后的磁异常△T值进行网格化处理；
上述步骤五中对磁异常△T值进行数据平滑处理的目的是消除高频干扰，对光滑处理后的磁异常△T值进行网格化处理包括用网格化插值处理和用网格化插值处理，网格化插值方法优选最小曲率法，多点数据平滑方法优选七点滑动平均方法。
步骤六、对步骤五中得到的磁异常△T网格数据进行化极处理，得到磁异常△T化极网格。
步骤七、根据步骤一中收集和实测的物性资料对每一条地质模型剖面中地层、岩矿体、构造等进行磁化率赋值，开展反演，直至反演模型的异常曲线与步骤五中实测剖面曲线变化趋势相同。
上述步骤七中开展2.5维反演，反演模型的异常曲线与步骤五中实测剖面曲线的拟合程度均方误差小于10。
步骤八、将步骤七中的所有剖面2.5维反演模型抽稀后整合至三维模型中，对三维模型进行反演，得出磁化率三维反演结果，同时得出三维反演模型的理论异常网格。
上述步骤八中抽稀整合后的三维模型的测线间距调整为500m，使用深度加权算法、小波压缩存储算法或者卡方分布搜索正则化参数算法进行对三维模型进行反演，三维模型反演物性范围边界设定为-0.8到0.8，初始模型使用0.001，参考模型使用0模型，光滑因子组合设定为(100，1，1，1)，从而得出磁化率三维反演结果，同时得出三维反演模型的理论异常网格。
步骤九、将步骤八中得到的反演模型理论异常网格与步骤六中得到的实测磁异常△T化极网格进行对比，拟合误差较大的测点，返回到步骤七中对地质模型剖面进行修正或对地质单元磁化率赋值进行调整，直至反演模型的异常曲线与步骤五中实测剖面曲线拟合误差达到实际要求。
反演模型的异常曲线与步骤五中实测剖面曲线拟合误差实际要求为两者拟合程度均方误差小于10。
步骤十、任何一条剖面模型的修改将影响全勘查区任何一个测点的三维模型磁化率反演值，重复步骤八和步骤九，直至三维反演模型的理论异常网格与步骤六中的实测磁异常△T化极网格拟合误差达到要求，最终可以得到火山岩型铀矿床勘查区三维磁化率体数据。
上述步骤十中利用三维综合成图或处理软件对得到的勘查区磁化率反演结果进行三维显示。
上面结合附图和实施例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。
Claims (8)
1.一种基于地质信息约束下的火山岩型铀矿床磁化率反演方法，其特征在于：该方法具体包括以下步骤：
步骤一、收集勘查区物性资料，对岩矿石样品进行物性测试；
步骤二、在火山岩型铀矿床勘查区根据相应比例尺确定地面高精度磁法测量剖面，并获得磁测数据；
步骤三、收集火山岩型铀矿床勘查区地表地质图、断裂位置、地层情况、岩体形态和钻孔资料库及地震资料，归纳该区地层单元划分及地层界面、地层厚度、岩体厚度及空间位置，构建对应步骤二中所有磁测剖面的地质模型剖面；
步骤四、对上述步骤二中得到的磁测数据进行日变校正、正常场梯度改正、高度改正及基点改正，得到测点异常△T值；
步骤五、对步骤四中得到的磁异常△T值进行数据平滑处理，得到所有剖面光滑的磁异常曲线，并对所有光滑处理后的磁异常△T值进行网格化处理；
步骤六、对步骤五中得到的磁异常△T网格数据进行化极处理，得到磁异常△T化极网格；
步骤七、根据步骤一中收集和实测的物性资料对每一条地质模型剖面中地层、岩矿体、构造进行磁化率赋值，开展反演，直至反演模型的异常曲线与步骤五中实测剖面曲线变化趋势相同；
步骤八、将步骤七中的所有剖面2.5维反演模型抽稀后整合至三维模型中，对三维模型进行反演，得出磁化率三维反演结果，同时得出三维反演模型的理论异常网格；
步骤九、将步骤八中得到的反演模型理论异常网格与步骤六中得到的实测磁异常△T化极网格进行对比，拟合误差较大的测点，返回到步骤七中对地质模型剖面进行修正或对地质单元磁化率赋值进行调整，直至反演模型的异常曲线与步骤五中实测剖面曲线拟合误差达到实际要求；
步骤十、任何一条剖面模型的修改将影响全勘查区任何一个测点的三维模型磁化率反演值，重复步骤八和步骤九，直至三维反演模型的理论异常网格与步骤六中的实测磁异常△T化极网格拟合误差达到要求，最终得到火山岩型铀矿床勘查区三维磁化率体数据。
2.根据权利要求1所述的一种基于地质信息约束下的火山岩型铀矿床磁化率反演方法，其特征在于：所述的步骤二中的磁测数据总精度应大于等于2nT。
3.根据权利要求2所述的一种基于地质信息约束下的火山岩型铀矿床磁化率反演方法，其特征在于：所述的步骤三中利用正反演模拟软件Modelvison软件或者Agis软件构建磁测剖面的地质模型剖面。
4.根据权利要求3所述的一种基于地质信息约束下的火山岩型铀矿床磁化率反演方法，其特征在于：所述的步骤四中在对磁测数据进行日变校正时，需查找地球基本磁场参数，算出该勘查区背景磁场强度值、磁倾角和磁偏角；利用球谐模型计算出该勘查区背景磁场强度值、磁倾角和磁偏角。
5.根据权利要求4所述的一种基于地质信息约束下的火山岩型铀矿床磁化率反演方法，其特征在于：所述的步骤五中光滑处理后的磁异常△T值进行网格化处理为用网格化插值处理，网格化插值方法选择最小曲率法，多点数据平滑方法选择七点滑动平均方法。
6.根据权利要求5所述的一种基于地质信息约束下的火山岩型铀矿床磁化率反演方法，其特征在于：所述的步骤七中的反演为2.5维反演，反演模型的异常曲线与步骤五中实测剖面曲线的拟合程度均方误差小于10。
7.根据权利要求6所述的一种基于地质信息约束下的火山岩型铀矿床磁化率反演方法，其特征在于：所述的步骤八中抽稀整合后的三维模型的测线间距调整为500m，使用深度加权、小波压缩存储或者卡方分布搜索正则化参数算法对三维模型进行反演，三维模型反演物性范围边界设定为-0.8到0.8，初始模型使用0.001，参考模型使用0模型，光滑因子组合设定为(100，1，1，1)。
8.根据权利要求7所述的一种基于地质信息约束下的火山岩型铀矿床磁化率反演方法，其特征在于：所述的步骤九中反演模型的异常曲线与步骤五中实测剖面曲线拟合误差实际要求为两者拟合程度均方误差小于10。
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