CN109839670A - 一种热液型铀矿床基底界面反演方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于热液岩型铀矿床重力数据处理技术领域，具体涉及一种热液型铀矿床基底界面反演方法。本发明包括以下步骤：获得勘查区测点经纬度坐标、高程数据、重力数据、以及每一类地层或岩体岩石的平均密度参数；计算测点重力异常△g值；对高程数据及重力异常△g值网格化处理后创建反演目标界面常量网格，对目标界面进行反复进行反演和正演，获得最终基底密度界面网格。本发明能够有效、真实地探测基底界面形态和空间位置。

Description

一种热液型铀矿床基底界面反演方法
技术领域
本发明属于热液岩型铀矿床重力数据处理技术领域，具体涉及一种热液型铀矿床基底界面反演方法。
背景技术
经长期铀矿找矿勘查及开采工作，目前近地表可利用的铀资源量已大幅度减少，新一轮的铀矿找矿工作目标逐渐转向矿田深部。在热液岩型铀矿勘探领域，不同类型岩石(如火山碎屑岩、凝灰岩、花岗斑岩和变质岩等)密度差异明显，而变质岩基底与上覆火山岩界面逐渐被关注，并可能成为有利于铀成矿的第二空间，因此基底界面的起伏及其深度信息显得尤为重要，对热液型铀矿床整体结构、深部构造和深部成矿环境的研究具有重要的现实意义。
在地球物理重力数据处理领域，重力数据处理和解释中准确推断铀矿床基底界面起伏形态、深度往往是地球物理勘查的难点。由于火山岩盖层与变质岩基底存在较大密度差异，常规的密度界面自动反演技术如帕克反演法可以自动确定重力界面起伏深度，但由于向下延拓因子的存在，导致了反演过程的不稳定性，且在地质构造复杂区域，原始数据存在误差干扰，向下延拓因子可能导致反演精度降低甚至使反演结果发散，从而最终影响基底界面埋深信息的准确性。
因此，亟需研制一种热液型铀矿床密度界面反演方法，以缓解向下延拓因子对反演结果的影响，在不降低反演精度的前提下提高反演算法的稳定性。从而准确对地下地质信息进行有效的提取，同时反映出基底界面起伏形态和深度的变化。
发明内容
本发明需要解决的技术问题为：提供一种热液型铀矿床基底界面反演方法，能够有效、真实地探测基底界面形态和空间位置。
本发明的技术方案如下所述：
一种热液型铀矿床基底界面反演方法，包括以下步骤：
步骤一
在勘查区开展RTK测量，获得测点经纬度坐标和高程数据；
步骤二
在勘查区开展高精度重力测量，获得重力数据；
步骤三
采集勘查区不同地层、岩体岩石标本，对其进行密度测量，统计得到每一类地层或岩体岩石的平均密度参数；
步骤四
对重力数据进行高程校正、布格重力异常改正和纬度改正，得到测点重力异常△g值；
步骤五
对步骤一得到的测点高程数据进行网格化处理，对步骤四所得到的重力异常△g值进行数据平滑处理，消除高频干扰，得到光滑的重力异常曲线并对所有光滑处理后的△g值进行网格化处理；
步骤六
创建反演初始模型，并把模型分为两层，对两层模型进行密度赋值，创建反演目标界面常量网格、反演观测面选择步骤五得出的高程网格；
步骤七
利用帕克反演公式对目标界面进行反演，在反演过程中加入余弦滤波器，反演出密度界面网格；
步骤八
对步骤七得到的密度界面网格利用帕克正演公式进行正演计算，修改模型参数、余弦滤波器参数；
步骤九
重复步骤七、步骤八，直至拟合误差达到要求，获得最终基底密度界面网格。
作为优选方案：步骤四中，所述布格重力异常改正，采用式(1)进行计算：
δgB＝(0.3086－0.419{σ}{h}m) 式(1)
式中，
δgB为布格重力异常值；
σ为中间层密度取值，本实施例中，σ取2.67×10-5g/cm3；
h为测量高程。
作为优选方案：步骤七中，所述帕克反演方法采用式(2)进行计算：
式中，
为密度界面起伏的傅里叶变换；
△g为重力异常；
J为上下界面密度差值；
S为径向波数；
为每次迭代计算出的高程值累加值。
作为优选方案：步骤九中，所述帕克正演方法采用式(3)进行计算：
式中，
为密度界面起伏的傅里叶变换。
作为优选方案：步骤二中，重力测量总精度高于0.05mgal，勘查区选择地形平坦的区域。
作为优选方案：步骤三中，把待测标本切割成5×5×5cm的规则正方体，利用天秤对其进行质量测量，求取出每块标本的密度，并对同类地层或岩体岩石密度的标本进行统计，计算出平均值作为平均密度参数。
作为优选方案：步骤五中，高程数据网格化处理后得到的高程网格文件、与重力异常△g值网格化处理得到的布格重力异常网格文件，二者规格相同；步骤六中，目标界面常量网格的规格与步骤五得到的高程网格文件、布格重力异常网格文件规格一致。
作为优选方案：步骤五得到的高程网格文件、布格重力异常网格文件，步骤六得到的目标界面常量网格，网格均为402×403。
作为优选方案：步骤六中，据步骤三中不同地层或岩体岩石平均密度参数对两层模型进行密度赋值；创建反演目标界面常量网格时网格常量为-1000。
作为优选方案：步骤七中，所述余弦滤波器选择低通滤波，其上限截止波长为0，下限截止波长为0.02。
本发明的有益效果为：
本发明的一种热液型铀矿床基底界面反演方法，对热液型铀矿床基底界面进行反演推测能够反映实际地质特征，有效地评价了地下基底地层的空间分布规律，从而达到快速、准确探测地下矿产资源的目的，对铀矿找矿工作具有重要的实际意义。
附图说明
图1为本发明的一种热液型铀矿床基底界面反演方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的一种热液型铀矿床基底界面反演方法进行详细说明。
本实施例的一种热液型铀矿床基底界面反演方法包括以下步骤：
步骤一
在勘查区开展RTK测量(Real-time kinematic，实时动态定位技术)，获得测点精确经纬度坐标和高程数据。
步骤二
根据实际情况需要，在勘查区开展高精度重力测量，获得重力数据。本实施例中，重力测量总精度应高于0.05mgal，勘查区优选地形平坦的区域。
步骤三
采集勘查区不同地层、岩体岩石标本，对其进行密度测量，统计得到每一类地层或岩体岩石的平均密度参数。在进行密度测量过程中，可以把待测标本切割成5×5×5cm的规则正方体，利用天秤对其进行质量测量，求取出每块标本的密度，并对同类地层或岩体岩石密度的标本进行统计，计算出平均值作为平均密度参数。
步骤四
对重力数据进行高程校正、布格重力异常改正和纬度改正，得到测点重力异常△g值。
所述布格重力异常改正，采用式(1)进行计算：
δgB＝(0.3086－0.419{σ}{h}m) 式(1)
式中，
δgB为布格重力异常值；
σ为中间层密度取值，本实施例中，σ取2.67×10-5g/cm3；
h为测量高程。
步骤五
对步骤一得到的测点高程数据进行网格化处理和对步骤四所得到的重力异常△g值进行数据平滑处理，消除高频干扰，得到光滑的重力异常曲线并对所有光滑处理后的△g值进行网格化处理。需要注意的是，高程数据网格化处理后得到的高程网格文件、与重力异常△g值网格化处理得到的布格重力异常网格文件，二者规格相同，如均为402×403规格的网格文件。此外，在网格化过程中，网格化差值方法优选最小曲率法。
步骤六
创建反演初始模型，并把模型分为两层，对两层模型进行密度赋值，创建反演目标界面常量网格、反演观测面选择步骤五得出的高程网格。本实施例中，根据步骤三中不同地层或岩体岩石平均密度参数对两层模型进行密度赋值；创建反演目标界面常量网格时网格常量为-1000；目标界面常量网格的规格与步骤五得到的高程网格文件、布格重力异常网格文件规格一致，本实施例为402×403。
步骤七
利用帕克反演公式对目标界面进行反演，在反演过程中加入余弦滤波器，反演出密度界面网格。本实施例中，所述余弦滤波器选择低通滤波，其上限截止波长为0，下限截止波长为0.02，反演出基底密度界面网格。
所述帕克反演方法采用式(2)进行计算：
式中，
为密度界面起伏的傅里叶变换；
△g为重力异常；
J为上下界面密度差值；
S为径向波数；
为每次迭代计算出的高程值累加值。
步骤八
对步骤七得到的密度界面网格利用帕克正演公式进行正演计算，修改模型参数、余弦滤波器参数。
步骤九
重复步骤七、步骤八，直至拟合误差达到要求，获得最终基底密度界面网格。本实施例中，步骤七、步骤八的重复次数大于等于10次，直至拟合误差达到0.01mgal。
所述帕克正演方法采用式(3)进行计算：
式中，
为密度界面起伏的傅里叶变换；
所述模型参数主要为背景密度参数，DC-shift模型计算响应参数，余弦滤波器参数为上、下限截止波长。

Claims (10)

1.一种热液型铀矿床基底界面反演方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一
在勘查区开展RTK测量，获得测点经纬度坐标和高程数据；
步骤二
在勘查区开展高精度重力测量，获得重力数据；
步骤三
采集勘查区不同地层、岩体岩石标本，对其进行密度测量，统计得到每一类地层或岩体岩石的平均密度参数；
步骤四
对重力数据进行高程校正、布格重力异常改正和纬度改正，得到测点重力异常△g值；
步骤五
对步骤一得到的测点高程数据进行网格化处理，对步骤四所得到的重力异常△g值进行数据平滑处理，消除高频干扰，得到光滑的重力异常曲线并对所有光滑处理后的△g值进行网格化处理；
步骤六
创建反演初始模型，并把模型分为两层，对两层模型进行密度赋值，创建反演目标界面常量网格、反演观测面选择步骤五得出的高程网格；
步骤七
利用帕克反演公式对目标界面进行反演，在反演过程中加入余弦滤波器，反演出密度界面网格；
步骤八
对步骤七得到的密度界面网格利用帕克正演公式进行正演计算，修改模型参数、余弦滤波器参数；
步骤九
重复步骤七、步骤八，直至拟合误差达到要求，获得最终基底密度界面网格。
2.根据权利要求1所述的热液型铀矿床基底界面反演方法，其特征在于：
步骤四中，所述布格重力异常改正，采用式(1)进行计算：
δgB＝(0.3086－0.419{σ}{h}m) 式(1)
式中，
δgB为布格重力异常值；
σ为中间层密度取值，本实施例中，σ取2.67×10-5g/cm3；
h为测量高程。
3.根据权利要求2所述的热液型铀矿床基底界面反演方法，其特征在于：
步骤七中，所述帕克反演方法采用式(2)进行计算：
式中，
为密度界面起伏的傅里叶变换；
△g为重力异常；
J为上下界面密度差值；
S为径向波数；
为每次迭代计算出的高程值累加值。
4.根据权利要求3所述的热液型铀矿床基底界面反演方法，其特征在于：
步骤九中，所述帕克正演方法采用式(3)进行计算：
式中，
为密度界面起伏的傅里叶变换。
5.根据权利要求1所述的热液型铀矿床基底界面反演方法，其特征在于：步骤二中，重力测量总精度高于0.05mgal，勘查区选择地形平坦的区域。
6.根据权利要求1所述的热液型铀矿床基底界面反演方法，其特征在于：步骤三中，把待测标本切割成5×5×5cm的规则正方体，利用天秤对其进行质量测量，求取出每块标本的密度，并对同类地层或岩体岩石密度的标本进行统计，计算出平均值作为平均密度参数。
7.根据权利要求1所述的热液型铀矿床基底界面反演方法，其特征在于：步骤五中，高程数据网格化处理后得到的高程网格文件、与重力异常△g值网格化处理得到的布格重力异常网格文件，二者规格相同；步骤六中，目标界面常量网格的规格与步骤五得到的高程网格文件、布格重力异常网格文件规格一致。
8.根据权利要求7所述的热液型铀矿床基底界面反演方法，其特征在于：步骤五得到的高程网格文件、布格重力异常网格文件，步骤六得到的目标界面常量网格，网格均为402×403。
9.根据权利要求1所述的热液型铀矿床基底界面反演方法，其特征在于：步骤六中，据步骤三中不同地层或岩体岩石平均密度参数对两层模型进行密度赋值；创建反演目标界面常量网格时网格常量为-1000。
10.根据权利要求1所述的热液型铀矿床基底界面反演方法，其特征在于：步骤七中，所述余弦滤波器选择低通滤波，其上限截止波长为0，下限截止波长为0.02。
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