CN109932746B - 一种深部含金构造的地震探测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种深部含金构造的地震探测方法。该方法突破以圈定激电异常为目标的传统找矿思路束缚，创造了用地震方法探测深部含金构造的新找矿方法。本发明选择需要开展深部找矿的地表已知的控矿断裂构造带并布设地震测线；采用高精度地震勘探方法开展地震勘探，并采用面向深部金矿构造探测的地震数据精细处理技术实现深部成矿构造的地震反射波精确成像，然后根据地震断面反射波图像特征，分析5000m深度范围内含金断裂裂隙宽度以及破碎程度和蚀变带厚度的变化，最后利用推断解释的断裂构造倾角变化圈定深部找矿靶区。本发明的方法具有定位精度高、探测深度大、找矿效果好的特点，有效解决了深部含金构造的精确定位难题。
Description
技术领域
本发明涉及地质勘查的深部找矿技术领域，尤其涉及一种受断裂构造控制的深部脉状岩金矿体探测方法。
背景技术
黄金是重要的战略资源，黄金生产包括探测并发现黄金矿藏，开发基础设施来从矿藏中开采金矿石，将金矿石提炼加工制成金条三个环节，最为关键的是黄金矿藏的探测。随着地壳浅、表部金矿资源的大量开采，深部资源勘查开采成为当前和今后的必然选择。然而，由于脉状金矿床是找矿难度最大的矿种之一，加之深部矿埋藏深度大，地表显示的信息弱，找矿难度非常大，急需研发有效的技术方法对脉状金矿床进行探测。
传统的金矿找矿方法主要是根据金矿体或含金构造在磁性、电性和地球化学性质等方面与周围岩体的差异，应用磁法、电法或电磁法仪器以及地球化学方法探测金矿体可能的赋存位置或规模。但是，随着金矿体埋藏深度的逐渐加大，其上覆地质体的屏蔽作用越来越强，金矿体的地球物理和地球化学信息越来越弱，传统的找矿方法已经很难识别深部矿床的信息。本发明通过大量实验研究及勘探实践，解决了深部含金构造探测的关键技术难题。对于推动我国深部金矿找矿、提升资源保障能力具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于解决如何判别含金构造深部结构、延深及深部金矿的分布位置问题，提供一种深部含金构造的地震探测方法。本发明以地震勘探为基础，以复杂块状地质体中断裂构造为目标，通过大量实验研究及勘探实践，提出了判别深部含金构造的反射地震探测指标，实现了地质、地震、矿床勘探有机结合找矿，该方法具有定位精度高、探测深度大、找矿效果好等特点。
本发明的技术方案是：一种深部含金构造的地震探测方法，其特征是，利用反射地震方法探测深部断裂构造及其控制的脉状金矿体，其找矿的主要技术指标为：
(1)基于能量集中的反射信息识别深部含金断裂构造位置
大规模的含金断裂构造由于裂隙宽度和延伸大、裂隙充填物成分复杂、绢英岩化蚀变作用强烈、发育5～20cm厚的断层泥等特征，导致断裂面与其围岩之间存在一定的物性差异，而且由于区域地质应力的作用，深部断裂面倾角变缓，一般不大于45°，因此在断裂面附近形成能量集中的反射信息，据此我们根据地震反射信息识别深部含金构造位置。
(2)根据地震断面反射波图像特征，分析5000m深度范围内含金断裂裂隙宽度以及破碎程度和蚀变带厚度的变化
如：在5000m深度范围内，断裂破碎带在二维地震勘查的时间剖面上表现规律性的倾斜反射波，多呈两正一负的反射波特征，局部地段为单相位或多相位反射特征，反射波的长度指示了断裂的长度，对应着不同规模的断裂破碎带；沿断面的反射波能量不均匀，连续性差，而且经常发生相变者，指示断裂裂隙宽度窄、破碎程度弱，蚀变厚度薄。
(3)根据地震剖面反射波推断解释的断裂构造倾角变化圈定深部找矿靶区
根据能量集中的反射信息，选择能量强、连续性好、相变稳定者，在断面反射波特征图上识别并追踪画出含金断裂构造线，再推断解释断裂倾角变化趋势，编制断裂倾角变化趋势图，选择倾角梯变的铲状断裂破碎带为深部含金构造，将深部断裂倾角≤40°且具有连续反射信息的缓倾斜段圈定为深部找矿靶区。
实施该方法的具体步骤如下：
(1)选择需要开展深部找矿的地表已知的控矿断裂构造带；
(2)选择具备施工条件的区域布设地震测线，一般应垂直断裂构造带布设2条平行测线，测线间距200～1000m，布设1条垂直于2条平行测线的联络线；
(3)采用小道距、小面元、高密度、高覆盖观测系统的高精度地震勘探方法开展地震勘探。根据地震地质条件，通过试验点确定激发条件。如：根据实验，确定的胶东三山岛断裂成矿带尹家西北矿区的激发因素为：20-40m炮距，覆盖次数大于100次，震源药柱ZY60-2-GI
药量：4kg，激发井深16-18m，激发耦合——闷井激发。
(4)采用面向深部金矿构造探测的地震数据精细处理技术，包括复杂地表和复杂地下构造的叠前精细处理、倾角时差校正(DMO)、基于近地表速度结构的初至波层析成像和叠前深度偏移速度分析、面向深部成矿构造的Kirchhoff积分叠前深度偏移等，实现深部成矿构造的地震反射波精确成像。
(5)根据找矿的主要技术指标(2)和(3)对地震剖面进行推断解释，圈定深部找矿靶区，进行钻探验证。
本发明圈定深部金矿找矿靶区的主要原理如下：
1、断裂构造的弹性波振幅衰减。由于断裂构造中的岩石受到强烈破坏，其岩石物理性质与围岩有很大差异，且断裂中常含有较多的水分，其弹性波的振幅衰减量显著增大。当地震波在地下传播到断裂构造位置时，出现明显异常。表现在地震层析速度剖面上，显示为明显的低速带，伴有一些能量较强、相干性较好的倾斜反射波。
2、似层状金矿体波阻抗差异。金矿体具有强烈的黄铁绢英岩化或硅化，造成矿体与围岩之间的波阻抗差异较大，在较大规模的似层状矿体位置产生能量较强的反射波，成为识别矿体的直接标志。
本发明的主要有益效果如下：传统浅-表部金矿找矿方法主要是：圈定激电和化探异常，然后围绕着异常找矿；本发明的主要找矿思路是：探测深部构造和有利赋矿部位。本发明突破以圈定激电异常为目标的传统找矿思路束缚，创造了用地震方法探测深部含金构造的新找矿方法。本发明具有定位精度高(推断含金构造位置误差不超过2m)、探测深度大(可达10km深度)的特点，有效解决了深部含金构造的精确定位难题。采用本发明在山东省莱州市纱岭、尹家西北等矿区实现深部金矿找矿突破。
附图说明
图1是焦家含金断裂构造三维特征图；
图2是尹家西北矿区的DMO叠加剖面；
图3是尹家西北矿区的断面反射波特征；
图4是尹家西北矿区含金构造推断解释；
图5是尹家西北矿区地震推断的断裂倾角变化趋势及找矿靶区。
具体实施方式
下面结合实例对本发明方案进行详细说明。
本发明深部含金构造找矿的主要找矿技术指标为：
(1)胶东西北部三山岛、焦家等的含金断裂构造的规模大，断裂中裂隙充填物成分复杂、绢英岩化蚀变作用强烈、发育5～20cm厚的断层泥，导致断裂面与其围岩之间存在一定的物性差异，另外，含金断裂构造为浅部倾角陡、深部倾角缓的铲式断裂(图1)，深部断裂面的倾角一般不大于45°，多在10°～30°之间，在断裂面附近形成能量集中的反射信息。通过地震数据精细处理，获得深部构造DMO叠加剖面精细成像(图2)。
(2)在5000m深度范围内，三山岛断裂及附近区域在二维地震勘查得到的断面反射波特征图(如图3)的时间剖面上表现为规律性的倾斜反射波，多呈两正一负的反射波特征，局部地段为单相位或多相位反射特征，反射波的长度指示了断裂的长度，反映了不同规模的断裂破碎带；断面反射波能量、连续性、相变特征反映了断裂裂隙宽度以及破碎程度和蚀变带厚度的变化，能量不均匀、连续性差、而且经常发生相变者，指示断裂裂隙宽度窄、破碎程度弱，蚀变厚度薄。
(3)根据能量集中的反射信息，选择能量强、连续性好、相变稳定者，在断面反射波特征图上识别并追踪画出含金断裂构造线(图4)，在每个测点处由计算机提取断裂构造线与水平线的夹角即为断裂倾角，由此推断三山岛断裂倾角变化趋势，编制断裂倾角变化趋势图，反映出断裂倾角的铲状梯变特征，断裂倾角由陡变缓的拐点及其下的较缓部位为成矿有利位置，将深部断裂倾角≤40°且具有连续反射信息的缓倾斜段圈定为深部找矿靶区(图5)。
实施该方法的具体步骤如下：
(1)工作区选择：根据已知浅部金矿的分布规律，选择三山岛断裂南段的尹家西北地区开展深部找矿工作。
(2)地震测线布设：选择施工条件较好的区域，按照500m间距，垂直三山岛断裂构造带走向方向布设2条平行的地震测线，及1条垂直于平行测线的联络线。
(3)野外施工：采用小道距、小面元、高密度、高覆盖观测系统的高精度地震勘探方法开展地震勘探。根据地震地质条件，通过试验点确定激发条件。根据实验，确定的尹家西北矿区的激发因素为：20-40m炮距，覆盖次数大于100次，震源药柱ZY60-2-GI(φ60mm-2kg)，药量：4kg，激发井深16-18m，激发耦合——闷井激发。
(4)数据处理：对地震野外采集到的相关数据，采用面向深部金矿构造探测的地震数据精细处理技术，包括复杂地表和复杂地下构造的叠前精细处理、倾角时差校正DMO、基于近地表速度结构的初至波层析成像和叠前深度偏移速度分析、面向深部成矿构造的Kirchhoff积分叠前深度偏移等，进行深部成矿构造的地震反射波精确成像，得到二维地震勘查的断面反射波图像(如图3)。
(5)靶区优选和验证：根据主要找矿技术指标(2)和(3)对地震剖面进行推断解释(如图4-5)，圈定深部找矿靶区，进行钻探验证。
采用本发明的方法和上述实施步骤，在山东省莱州市尹家西北矿区和纱岭矿区探明了深部金矿体，赋矿标高-940～-2030m。证实本发明的找矿方法是行之有效的。
Claims (6)
1.一种深部含金构造的地震探测方法，其特征是，利用反射地震方法探测深部断裂构造及其控制的脉状金矿体，其找矿的主要技术指标为：
(1)基于能量集中的反射信息识别深部含金断裂构造位置；
(2)根据地震断面反射波图像特征，分析5000m深度范围内含金断裂裂隙宽度以及破碎程度和蚀变带厚度的变化；具体为：在5000m深度范围内，断裂破碎带在二维地震勘查的时间剖面上表现规律性的倾斜反射波，多呈两正一负的反射波特征，局部地段为单相位或多相位反射特征，反射波的长度指示了断裂的长度，对应着不同规模的断裂破碎带；沿断面的反射波能量不均匀，连续性差，而且经常发生相变者，指示断裂裂隙宽度窄、破碎程度弱，蚀变厚度薄；
(3)根据地震剖面反射波推断解释的断裂构造倾角变化圈定深部找矿靶区。
2.如权利要求1所述的一种深部含金构造的地震探测方法，其特征是，所述找矿的主要技术指标(3)具体为：根据能量集中的反射信息，选择能量强、连续性好、相变稳定者，在断面反射波特征图上识别并追踪画出含金断裂构造线，再推断解释断裂倾角变化趋势，编制断裂倾角变化趋势图，选择倾角梯变的铲状断裂破碎带为深部含金构造，将深部断裂倾角≤40°且具有连续反射信息的缓倾斜段圈定为深部找矿靶区。
3.如权利要求1或2所述的一种深部含金构造的地震探测方法，其特征是，实施该方法的具体步骤如下：
S1：选择需要开展深部找矿的地表已知的控矿断裂构造带；
S2：选择具备施工条件的区域布设地震测线；
S3：采用高精度地震勘探方法开展地震勘探；
S4：采用面向深部金矿构造探测的地震数据精细处理技术，实现深部成矿构造的地震反射波精确成像；
S5：根据找矿的主要技术指标(2)和(3)对地震剖面进行推断解释，圈定深部找矿靶区，进行钻探验证。
4.如权利要求3所述的一种深部含金构造的地震探测方法，其特征是，所述步骤S2的布设地震测线为：垂直断裂构造带布设2条平行测线，测线间距200～1000m，布设1条垂直于2条平行测线的联络线。
5.如权利要求3所述的一种深部含金构造的地震探测方法，其特征是，所述步骤S2采用小道距、小面元、高密度、高覆盖观测系统的高精度地震勘探方法开展地震勘探。
6.如权利要求3所述的一种深部含金构造的地震探测方法，其特征是，所步骤S4的地震数据精细处理技术包括：复杂地表和复杂地下构造的叠前精细处理、倾角时差校正DMO、基于近地表速度结构的初至波层析成像和叠前深度偏移速度分析、面向深部成矿构造的Kirchhoff积分叠前深度偏移中的至少一种。
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