CN111487684B - 一种基于mt寻找可溶性海相钾盐的方法及系统 - Google Patents

一种基于mt寻找可溶性海相钾盐的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于MT寻找可溶性海相钾盐的方法及系统，方法包括：对预查区的地质资料和成钾模式进行分析得到预查区的含钾矿层和成钾结构；根据含钾矿层，在预查区布设MT测深剖面进行电磁数据的采集和反演，得到电阻率断面图；根据预查区的物性资料或MT测井旁测深确定预查区的地层的电性特征；根据电性特征，结合地质资料综合解译电阻率断面图，确定电阻异常过渡带作为含钾矿层标志带；根据电阻率断面图确定含钾矿层标志带的构造；将含钾矿层标志带的构造与成钾结构进行对比，确定构造与成钾结构相吻合的区域作为成钾有利区域。本发明相对现有的钻探和反震技术节约了很大的成本，同时结构简单。

Description

一种基于MT寻找可溶性海相钾盐的方法及系统
技术领域
本发明涉及地质勘测领域，特别是涉及一种基于MT寻找可溶性海相钾盐的方法及系统。
背景技术
钾盐一般分为可溶性钾盐和不可溶性钾盐，不可溶性钾盐指的是一些钾的硅酸盐矿物，如含钾页岩、绿豆岩等，但因其不可溶导致提取成本高，即便我国的不可溶性钾盐储量大，目前也尚未充分利用；可溶性钾盐主要指钾的氯化物或硫酸盐，因其极易溶于水，开采提取较为简单，备受研究者重视。
目前，寻找可溶性海相钾盐常用的方法有钻探、反射地震和MT，但钻探和反射地震的成本较高，往往是MT的几十倍甚至几百倍，并且应用上述三种方法来寻找的钾矿与围岩有明显的物性差异，呈现低密度、高电导的特性，勘探难度相对较小，针对钾矿电性表现为高阻，密度较大，与围岩无明显区别的，上述方法并不能直接寻找到钾矿，且针对于上述情况的钾矿的地理构造复杂，地下水交替强烈，深部盐类热融，水溶变质作用强烈及岩盐层之上缺少粘土岩保护层，盐类保存条件差，找钾工作往往难以奏效。
因此，针对上述情况亟需一种低成本的方法来有效地寻找与围岩无明显区别的钾矿。
发明内容
本发明的目的是提供一种低成本、效率高、适用性强的寻找与围岩无明显区别的可溶性海相钾盐的方法及系统。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种基于MT寻找可溶性海相钾盐的方法，包括：
对预查区的地质资料和成钾模式进行分析得到所述预查区的含钾矿层和成钾结构；
根据所述含钾矿层，在所述预查区布设MT测深剖面，对所述MT测深剖面进行电磁数据的采集和反演，得到所述MT测深剖面的电阻率断面图；
根据所述预查区的物性资料或MT测井旁测深确定所述预查区的地层的电性特征；
根据所述电性特征，结合所述地质资料综合解译所述电阻率断面图，确定明显低阻异常层作为找钾标志层，进一步确定所述标志地层下部电阻异常过渡带作为含钾矿层标志带；
根据所述电阻率断面图确定所述含钾矿层标志带的构造；
将所述含钾矿层标志带的构造与所述成钾结构进行对比，确定构造与所述成钾结构相吻合的区域作为成钾有利区域。
优选地，所述将所述含钾矿层标志带的构造与所述成钾结构进行对比，确定构造与所述成钾结构相吻合的区域作为成钾有利区域具体为：
将所述含钾矿层标志带的构造与所述成钾结构进行对比，判断所述含钾矿层标志带的构造内是否存在所述成钾结构，若是，确定构造与所述成钾结构相吻合的区域作为成钾有利区域，若否，则不存在钾矿。
优选地，所述成钾结构为次级凹陷结构。
一种基于MT寻找可溶性海相钾盐的系统，包括：
数据分析模块，用于对预查区的地质资料和成钾模式进行分析得到所述预查区的含钾矿层和成钾结构；
数据采集反演模块，用于根据所述含钾矿层，在所述预查区布设MT测深剖面，对所述MT测深剖面进行电磁数据的采集和反演，得到所述MT测深剖面的电阻率断面图；
特征分析模块，用于根据所述预查区的物性资料或MT测井旁测深确定所述预查区的地层的电性特征；
含钾矿层标志带确定模块，用于根据所述电性特征，结合所述地质资料综合解译所述电阻率断面图，确定明显低阻异常层作为找钾标志层，进一步确定所述标志地层下部电阻异常过渡带作为含钾矿层标志带；
含钾矿层标志带的构造确定模块，用于根据所述电阻率断面图确定所述含钾矿层标志带的构造；
成钾有利区域确定模块，将所述含钾矿层标志带的构造与所述成钾结构进行对比，确定构造与所述成钾结构相吻合的区域作为成钾有利区域。
优选地，所述成钾有利区域确定模块包括：
对比单元，用于将所述含钾矿层标志带的构造与所述成钾结构进行对比；
判断单元，用于判断所述含钾矿层标志带的构造内是否存在所述成钾结构，若是，确定构造与所述成钾结构相吻合的区域作为成钾有利区域，若否，则不存在钾矿。
优选地，所述成钾结构为次级凹陷结构。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明对预查区的地质资料和成钾模式进行分析得到所述预查区的含钾矿层和成钾结构；根据所述含钾矿层，在所述预查区布设MT测深剖面，对所述MT测深剖面进行电磁数据的采集和反演，得到所述MT测深剖面的电阻率断面图；根据所述预查区的物性资料或MT测井旁测深确定所述预查区的地层的电性特征；根据所述电性特征，结合所述地质资料综合解译所述电阻率断面图，确定明显低阻异常层作为找钾标志层，进一步确定所述标志地层下部电阻异常过渡带作为含钾矿层标志带；根据所述电阻率断面图确定所述含钾矿层标志带的构造；将所述含钾矿层标志带的构造与所述成钾结构进行对比，确定构造与所述成钾结构相吻合的区域作为成钾有利区域。相对现有的钻探和反震技术节约了很大的成本，同时结构简单。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明基于MT寻找可溶性海相钾盐的方法流程图；
图2为实施例中垫江盆地的电性特征示意图；
图3为实施例中垫江盆地的电阻率断面图；
图4为实施例中含钾矿层标志带的构造与所述成钾结构对比图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种低成本、效率高、适用性强的寻找可溶性海相钾盐的方法及系统。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明基于MT寻找可溶性海相钾盐的方法，包括：
对预查区的地质资料和成钾模式进行分析得到所述预查区的含钾矿层和成钾结构。
根据所述含钾矿层，在所述预查区布设MT测深剖面，对所述MT测深剖面进行电磁数据的采集和反演，得到所述MT测深剖面的电阻率断面图。
根据所述预查区的物性资料或MT测井旁测深确定所述预查区的地层的电性特征。
根据所述电性特征，结合所述地质资料综合解译所述电阻率断面图，确定明显低阻异常层作为找钾标志层，进一步确定所述标志地层下部电阻异常过渡带作为含钾矿层标志带。
根据所述电阻率断面图确定所述含钾矿层标志带的构造。
将所述含钾矿层标志带的构造与所述成钾结构进行对比，确定构造与所述成钾结构相吻合的区域作为成钾有利区域。
作为一种可选的实施方式，本发明所述将所述含钾矿层标志带的构造与所述成钾结构进行对比，确定构造与所述成钾结构相吻合的区域作为成钾有利区域具体为：
将所述含钾矿层标志带的构造与所述成钾结构进行对比，判断所述含钾矿层标志带的构造内是否存在所述成钾结构，若是，确定构造与所述成钾结构相吻合的区域作为成钾有利区域，若否，则不存在钾矿。
作为一种可选的实施方式，本发明所述成钾结构为次级凹陷结构。
本发明还通过了一种基于MT寻找可溶性海相钾盐的系统，包括：
数据分析模块，用于对预查区的地质资料和成钾模式进行分析得到所述预查区的含钾矿层和成钾结构。
数据采集反演模块，用于根据所述含钾矿层，在所述预查区布设MT测深剖面，对所述MT测深剖面进行电磁数据的采集和反演，得到所述MT测深剖面的电阻率断面图。
特征分析模块，用于根据所述预查区的物性资料或MT测井旁测深确定所述预查区的地层的电性特征。
含钾矿层标志带确定模块，用于根据所述电性特征，结合所述地质资料综合解译所述电阻率断面图，确定明显低阻异常层作为找钾标志层，进一步确定所述标志地层下部电阻异常过渡带作为含钾矿层标志带。
含钾矿层标志带的构造确定模块，用于根据所述电阻率断面图确定所述含钾矿层标志带的构造。
成钾有利区域确定模块，将所述含钾矿层标志带的构造与所述成钾结构进行对比，确定构造与所述成钾结构相吻合的区域作为成钾有利区域。
作为一种可选的实施方式，本发明所述成钾有利区域确定模块包括：
对比单元，用于将所述含钾矿层标志带的构造与所述成钾结构进行对比；
判断单元，用于判断所述含钾矿层标志带的构造内是否存在所述成钾结构，若是，确定构造与所述成钾结构相吻合的区域作为成钾有利区域，若否，则不存在钾矿。
作为一种可选的实施方式，本发明通过大地电磁仪布设MT测深剖面进行电磁数据的采集。本实施例中，所述大地电磁仪的型号为MTU-5A。
所述大地电磁仪包括两组四个不极化电极和两组磁传感器；第一组所述不极化电极采集南北方向的电场数据，第二组所述不极化电极采集东西方向的电场数据，第一组所述磁传感器采集南北方向和东西方向的磁场数据，第二组所述磁传感器采集垂直方向的磁场数据。
两组所述不极化电极之间呈“十”形布设，若地形情况不满足需求选用“L”或“T”形敷设，各所述不极化电极和第一组所述磁传感器均埋入地下20cm，所述第二组磁传感器埋入地下的距离大于或等于2/3磁传感器长度。
本发明以四川垫江盆地为例来详细阐述本发明的原理，具体如下：
垫江盆地地层和构造信息如下：
地层由新到老依次为新生界第四系(quaternary system，简称Q)，侏罗系上统蓬莱镇组(upper Jurassic system,penglaizhen formation，简称J3P)、遂宁组(upperJurassic system,suining formation，简称J3sn)、侏罗系中统沙溪庙组(middleJurassic system,shaximiao formation，简称J2s)、新田沟组(middle Jurassic system,xintiangou formatio，简称J2xn)；下统自流井组(lower Jurassic system,ziliujingformation，简称J1zl)、珍冲组(lowerJurassic system,zhenchong formation，简称J1z)；三叠系上统须家河组(upper Triassic system,xujiahe formation，简称T3xj)；中统雷口坡组(middle Triassic system,leikoupo formation，简称T2l)；下统嘉陵江组(lowerTriassic system,jialingjiang formation，简称T1j)、飞仙关组(lowerTriassicsystem,feixianguan formation，简称T1f)等地层。确定初始钾矿层位于三叠系下统嘉陵江组和中统雷口坡组之间，埋深3km左右。
构造为北东至南西走向，背斜轴部一般较平缓，翼部陡峻，轴部往往反复扭转，断层常与褶皱相伴，主要发育在背斜轴部，多与褶皱轴向相近，性质以逆断层为主，断面多向东倾斜，向西逆冲，组成叠瓦状构造。
根据地层和构造得到的钾矿形成模式如下：
垫江盆地中下三叠统整体是一个海退(相对海平面)式的沉积建造。在低海平面时期，台地整体上升，海水大部分从台地撤退，台地边缘地势高处向内部低洼处逐渐推进，这时台地上残留的海水极易蒸干。垫江盆地受构造作用的影响，形成东高西低的地势，使得卤水整体上从东向西迁移，形成多个小型盐盆(湖)。这些小型盐盆之间则被膏坪，在强烈的蒸发作用下，卤水的含盐度急剧增高即析出石盐，后期析出钾盐。
得到钾矿形成构造具体如下：
早中三叠世时期垫江盐盆形成封闭。由于垫江盆地水浅、盆小、蒸发速率快，有利于卤水浓缩，形成次级凹陷，从而满足钾盐形成的条件。
由于垫江盆地的构造走向为北东至南西，故布设的MT测线为北西至南东方向，垂直于构造走向，布设MT测点的距离为1km。
根据初始钾矿层的埋深设置采集参数。本实施例中的参数设置为：极距50m，频率320～0.001Hz，每天的采集时间大于或等于4h。
针对每天采集的原始数据资料，进行人工核查，发现遗漏及时进行处理，同时，在得到视电阻率和阻抗相位曲线后检查其圆滑程度，对单频点数据均方误差较大的采用编辑互功率谱的方式去除某一时间段因突变导致的互功率谱中突跳的数据，从而降低其均方误差并达到圆滑曲线的目的，同时保持了原始频率域数据的客观性和可靠性。对通过编辑互功率谱方式尚不能达到圆滑效果的测量点，在第二天安排重新测量，保证数据的精准性。
对获得的垫江盆地的视电阻率和阻抗相位曲线依次进行一维反演和二维反演得到电阻率断面图，如图3所示，通过MT测点旁测深确定垫江盆地的地层的电性特征，如图2所示。结合图2、图3可以发现，垫江盆地地层由浅入深分为低-高-低-高阻的4个电性层，得到地表低阻层为第四系黏土及侏罗系上统含泥岩、粉砂岩地层，第二层高阻层为侏罗系中下统石英砂岩、钙质泥岩层，第三层低阻层为三叠系上统须家河组含煤地层，第四层高阻层为三叠系中下统及二叠系以下灰岩地层。
基于以上电性特征分析可知，钾矿电阻率相对于白云岩、灰岩等围岩电阻率较低，表现为低电阻率异常特性。从图3中可以看出含钾矿层标志带的上覆含煤地层呈现明显的低阻异常特征(第三层低阻层)，而含矿层到下伏灰岩地层(第四层高阻层)存在明显宽缓的电阻率异常过渡带，进而确定第三层与第四层之间为找钾标志层，所述电阻率异常过渡带为含钾矿层标志带。
根据所述电阻率断面图确定所述含钾矿层标志带的构造，如图4所示。
将所述含钾矿层标志带的构造与所述成钾结构进行对比，确定构造与所述成钾结构相吻合的区域作为成钾有利区域。
本发明提出了一种利用MT间接寻找可溶性固体钾盐的方法及系统。通过资料收集分析预查区钾盐成矿的有利构造，利用MT数据采集、处理与反演获取预查区电阻率断面图，并进行地层电性特性分析得到含钾矿层标志带分布位置，针对钾矿形成构造进行分析，进而综合圈定钾矿的位置，以达到间接寻找深部钾矿的目的。
相对消耗成本往往是MT的几十倍乃至几百倍的钻探和反射地震，本发明的优点是成本低、施工简单快速且精度高。
对于钾矿与周围岩土无明显电性差异的，本发明可以实现很好的钾矿确定。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种基于MT寻找可溶性海相钾盐的方法，其特征在于，包括：
对预查区的地质资料和成钾模式进行分析得到所述预查区的含钾矿层和成钾结构；
根据所述含钾矿层，在所述预查区布设MT测深剖面，对所述MT测深剖面进行电磁数据的采集和反演，得到所述MT测深剖面的电阻率断面图；
根据所述预查区的物性资料或MT测井旁测深确定所述预查区的地层的电性特征；
根据所述电性特征，结合所述地质资料综合解译所述电阻率断面图，确定明显低阻异常层作为找钾标志层，进一步确定所述标志地层下部电阻异常过渡带作为含钾矿层标志带；
根据所述电阻率断面图确定所述含钾矿层标志带的构造；
将所述含钾矿层标志带的构造与所述成钾结构进行对比，确定构造与所述成钾结构相吻合的区域作为成钾有利区域。
2.根据权利要求1所述的一种基于MT寻找可溶性海相钾盐的方法，其特征在于，所述将所述含钾矿层标志带的构造与所述成钾结构进行对比，确定构造与所述成钾结构相吻合的区域作为成钾有利区域具体为：
将所述含钾矿层标志带的构造与所述成钾结构进行对比，判断所述含钾矿层标志带的构造内是否存在所述成钾结构，若是，确定构造与所述成钾结构相吻合的区域作为成钾有利区域，若否，则不存在钾矿。
3.根据权利要求1所述的一种基于MT寻找可溶性海相钾盐的方法，其特征在于，所述成钾结构为次级凹陷结构。
4.一种基于MT寻找可溶性海相钾盐的系统，其特征在于，包括：
数据分析模块，用于对预查区的地质资料和成钾模式进行分析得到所述预查区的含钾矿层和成钾结构；
数据采集反演模块，用于根据所述含钾矿层，在所述预查区布设MT测深剖面，对所述MT测深剖面进行电磁数据的采集和反演，得到所述MT测深剖面的电阻率断面图；
特征分析模块，用于根据所述预查区的物性资料或MT测井旁测深确定所述预查区的地层的电性特征；
含钾矿层标志带确定模块，用于根据所述电性特征，结合所述地质资料综合解译所述电阻率断面图，确定明显低阻异常层作为找钾标志层，进一步确定所述标志地层下部电阻异常过渡带作为含钾矿层标志带；
含钾矿层标志带的构造确定模块，用于根据所述电阻率断面图确定所述含钾矿层标志带的构造；
成钾有利区域确定模块，将所述含钾矿层标志带的构造与所述成钾结构进行对比，确定构造与所述成钾结构相吻合的区域作为成钾有利区域。
5.根据权利要求4所述的一种基于MT寻找可溶性海相钾盐的系统，其特征在于，所述成钾有利区域确定模块包括：
对比单元，用于将所述含钾矿层标志带的构造与所述成钾结构进行对比；
判断单元，用于判断所述含钾矿层标志带的构造内是否存在所述成钾结构，若是，确定构造与所述成钾结构相吻合的区域作为成钾有利区域，若否，则不存在钾矿。
6.根据权利要求4所述的一种基于MT寻找可溶性海相钾盐的系统，其特征在于，所述成钾结构为次级凹陷结构。
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