CN111522069B - 玄武岩覆盖区玄武岩通道解释方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种玄武岩覆盖区玄武岩通道解释方法，结合地质资料，确定待测玄武岩覆盖区域的主构造方向，垂直于主构造方向布置若干测线，且至少有一个测线经过已知的玄武岩通道，采用航空瞬变电磁及航磁测量方法，沿测区内所有测线进行探测，得到航空瞬变电磁数据和航磁数据，通过研究已知玄武岩通道的航空瞬变电磁特征和航磁特征，建立解释标志，并对所有测线断面进行人工分析，确定玄武岩通道位置，并将玄武岩通道位置投影到平面上，实现玄武岩通道在平面上的定位。通过本发明的方法能够准确的对玄武岩通道进行探测，具有广泛的应用前景，适用于玄武岩覆盖区地质探测的推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种地质勘察技术，具体地说是一种玄武岩覆盖区玄武岩通道解释方法。
背景技术
我国对玄武岩覆盖区开展地球物理探测及研究主要集中在吉林长白山地区，内蒙乌兰察布、内蒙阿巴嘎旗、山东蓬莱、江汉油田等地区玄武岩覆盖区也开展过相应的研究。通常使用的地球物理方法有：电磁法、磁法、地震、重力等技术手段。
锡林浩特－阿巴嘎火山群位于锡林郭勒盟中部锡林浩特市和阿巴嘎旗境内。这些火山机构在断面上往往表现为玄武岩通道。在火山喷发活动结束后岩浆冷凝过程中，通道内会充填完整致密的玄武岩，一般呈现高电阻率特征。假如某些深部玄武岩在遭受构造运动挤压变形后，会产生局部岩石破碎，导致喷溢通道内充水，这样会引起玄武岩电阻率的不均匀，甚至产生电阻率明显降低等变化。另外，火山岩浆来自深部的岩浆房，这些岩浆房会给火山喷发活动提供磁性较强的岩浆热液。通过现有的地球物理探测技术很难得到玄武岩通道准确的空间位置，因此如何获取玄武岩通道准确的空间位置对该区火山机构的研究有重要意义。
发明内容
本发明的目的就是提供一种玄武岩覆盖区玄武岩通道解释方法，以解决现有的探测方法无法得到玄武岩通道准确的空间位置的问题。
本发明是这样实现的：一种玄武岩覆盖区玄武岩通道解释方法，包括以下步骤：
a.结合地质资料，确定待测玄武岩覆盖区域的主构造方向，垂直于主构造方向布置若干测线，且至少有一个测线经过已知的玄武岩通道；
b.沿测线采用航空瞬变电磁测量和航磁测量，得到航空瞬变电磁数据和航磁数据；
c.对采集得到的航空瞬变电磁数据和航磁数据进行电阻率深度成像计算、电阻率反演、航磁△T计算、航磁△T高通滤波计算以及磁矢量三维反演，获取航空瞬变电磁和航磁的各参数信息，根据计算及反演结果绘制综合断面图；
d.根据测线上已知玄武岩通道的资料结合综合断面图总结已知玄武岩通道特征并建立断面解释标志；
e.利用建立的断面解释标志对所有测线的综合断面图进行分析，并提取玄武岩通道的断面信息；
f.根据综合断面和平面之间的对应关系，将断面上的玄武岩通道位置投影到平面上，实现玄武岩通道位置在平面上的定位。
在步骤b中，航空瞬变电磁测量和航磁测量同时进行，样率为10Hz，航空瞬变电磁基础频率选择25Hz，测线飞行时沿地形缓起伏飞行。
在步骤c中，对采集的航空瞬变电磁数据进行常规处理，获得最终的dB/dt数据，对该数据进行反褶积进而将电磁响应衰减数据快速转化为相同意义上电阻率深度成像（RDI）信息；航空瞬变电磁一维反演基于层状大地反演法，反演初始模型设定为层状模型，预设层厚度减少需要计算的参数，反演电阻率的值（INV）；对航磁数据进行常规处理获得航磁总场和航磁△T数据，对航磁△T进行高通滤波计算，滤波中截止波长选择100采样点；利用航磁总场数据进行磁矢量三维反演，提取反演结果中的标量数据（MVI）；分别利用得到的航磁△T、航磁△T高通滤波、RDI、INV、MVI五个参数绘制航磁△T剖面图、航磁△T高通滤波剖面图、航空电磁电阻率深度成像断面图、航空电磁反演电阻率断面图以及航磁3D反演磁化率断面图，得到综合断面图。
在步骤d中，根据综合断面图总结已知玄武岩通道特征建立断面解释标志：玄武岩通道在航磁△T剖面图上为剧烈跳动的尖峰状异常，幅值在100-800nT之间，单个异常宽度较小，一般不超过1km；在航磁△T高通滤波剖面图上表现为正负跳跃的尖刺状异常，异常幅值绝对值一般大于3nT；在航空电磁电阻率深度成像断面图上为开口朝下的锥状高阻体，与左右两侧水平低阻电性层的视电阻率反差明显，自上而下视电阻率急剧降低，一般在200~8Ω·m之间；在航空电磁反演电阻率断面图上为锥状偏高阻体，电阻率曲线发生明显地扭曲和展布方向改变；在航磁3D反演磁化率断面图上为火山口下方存在隐伏高磁化率值的强磁性体。
在步骤c中，绘制综合断面图时首先沿x坐标增值方向计算平距，以平距为横轴绘制各参数断面图；在步骤f中，将提取到的玄武岩通道断面平距转换成对应的平面直角坐标，利用该坐标绘制玄武岩通道的平面位置图，实现玄武岩通道在平面上的定位。
本发明采用航空瞬变电磁及航磁测量方法，对测区进行探测，通过研究已知玄武岩通道的航空瞬变电磁特征和航磁特征，建立解释标志，并对所有测线断面进行人工分析，确定玄武岩通道位置，并将玄武岩通道位置投影到平面上，实现玄武岩通道在平面上的定位。通过本发明的方法能够准确的对玄武岩通道进行探测，具有广泛的应用前景，适用于玄武岩覆盖区地质探测的推广应用。
附图说明
图1是本发明的流程图。
图2是本发明数据采集系统的示意图。
图3是本发明一个经过已知玄武岩通道的测线的综合断面图。
图4是本发明某测线的综合断面图。
图5是本发明推测得到的玄武岩通道的平面位置图（图中A1-居民点；A2-已知玄武岩通道；A3-推断玄武岩通道；A4-测线飞行航迹）。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的阐述，下述实施例仅作为说明，并不以任何方式限制本发明的保护范围。在下述实施例中未详细描述的过程和方法是本领域公知的常规方法。
本实施例的应用区域为内蒙古阿巴嘎旗地区。
如图1所示，本发明包括以下步骤：
a.结合地质资料，确定待测玄武岩覆盖区域的主构造方向，垂直于主构造方向布置若干测线，且至少有一个测线经过已知的玄武岩通道。
b.沿测线采用航空瞬变电磁测量和航磁测量，得到航空瞬变电磁数据和航磁数据。
c.对采集得到的航空瞬变电磁数据和航磁数据进行电阻率深度成像计算、电阻率反演、航磁△T计算、航磁△T高通滤波计算以及磁矢量三维反演，获取航空瞬变电磁和航磁的各参数信息，根据计算及反演结果绘制综合断面图。
d.根据测线上已知玄武岩通道的资料结合综合断面图总结已知玄武岩通道特征并建立断面解释标志。
e.利用建立的断面解释标志对所有测线的综合断面图进行分析，并提取玄武岩通道的断面信息。
f.根据综合断面和平面之间的对应关系，将断面上的玄武岩通道位置投影到平面上，实现玄武岩通道位置在平面上的定位。
首先结合地质材料，选取玄武岩覆盖区作为测区，并根据地质条件中的基本构造特征确定主构造方向，根据主构造方向确定测线的方向，使测线方向和主构造方向垂直。并且在测区内已知玄武岩通道的数量应该至少有一个，且使至少一个测线通过已知的玄武岩通道。
确定好测线后，使用VTEM系统采集航空瞬变电磁和航磁数据，采用一套系统两种方法同时开展测量，采样率为10Hz，航空瞬变电磁测量基础频率选择25Hz。飞行时电磁线圈位于飞机下方约34m处，磁线圈位于飞机下方约24m处，测线飞行时沿地形缓起伏飞行，电磁线圈离地飞行高度不超过45m。
如图2所示，航空瞬变电磁系统由下至上包括吊挂的电磁线圈及磁线圈，机载的导航和高度测量设备以及收录系统。电磁线圈飞行时位于飞机下方约34m处：最外圈发射线圈直径26m，线圈匝数4匝，有效面积2123平方米；发射电流频率为25Hz，发射梯形波，供电脉冲为7.385ms；最里圈接收线圈由水平接收线圈和垂直接收线圈组成，水平接收线圈的直径为1.2m，线圈匝数100匝，有效面积113.0平方米；垂直接收线圈的直径为3.2m，线圈匝数245匝，有效面积0.08平方米；中间补偿线圈直径6.0m，电流方向与发射线圈电流方向相反，在接收线圈附近产生与发射线圈感应磁场强度相同但方向相反的磁场，有效降低接收线圈附近的一次场，提高原始数据质量。磁线圈飞行时位于电磁线圈上方约10m处：线圈上安装有两个磁力仪和一个GPS天线，使用G822A型高精度铯光泵磁力仪，采样频率为10Hz，分辨率为0.001nT，测量范围为20000～100000nT，工作温度在-35～+50℃之间。机载的导航和高度测量设备以及收录系统均安装于飞机中。
得到各个测线的数据后，对各个测线的数据进行处理。对采集的航空瞬变电磁数据进行常规处理，获得最终的dB/dt数据，对该数据进行反褶积进而将电磁响应衰减数据快速转化为相同意义上电阻率深度成像（RDI）信息；航空瞬变电磁一维反演基于层状大地反演法，反演初始模型设定为层状模型，预设层厚度减少需要计算的参数，反演电阻率的值（INV）；对航磁数据进行常规处理获得航磁总场和航磁△T数据，对航磁△T进行高通滤波计算，滤波中截止波长选择100采样点；利用航磁总场数据进行磁矢量三维反演，提取反演结果中的标量数据（MVI）；分别利用得到的航磁△T、航磁△T高通滤波、RDI、INV、MVI五个参数绘制航磁△T剖面图、航磁△T高通滤波剖面图、航空电磁电阻率深度成像断面图、航空电磁反演电阻率断面图以及航磁3D反演磁化率断面图，从而得到综合断面图。
如图3所示，在经过已知玄武岩通道的综合断面图上对航空瞬变电磁特征以及航磁特征进行分析，航空瞬变电磁特征包括计算的视电阻率特征和反演电阻率特征，航磁特征包括航磁△T曲线特征、航磁△T高通滤波曲线特征以及反演磁化率特征。根据已知玄武岩通道的上述特征，建立解释标志。其中，玄武岩通道在航磁△T剖面图上为剧烈跳动的尖峰状异常，幅值在100-800nT之间，单个异常宽度较小，一般不超过1km；在航磁△T高通滤波剖面图上表现为正负跳跃的尖刺状异常，异常幅值绝对值一般大于3nT；在航空电磁电阻率深度成像断面图上为开口朝下的锥状高阻体，与左右两侧水平低阻电性层的视电阻率反差明显，自上而下视电阻率急剧降低，一般在200~8Ω·m之间；在航空电磁反演电阻率断面图上为锥状偏高阻体，电阻率曲线发生明显地扭曲和展布方向改变；在航磁3D反演磁化率断面图上为火山口下方存在隐伏高磁化率值的强磁性体。
如图4所示，利用建立的解释标志，对测区内所有测线的综合断面图进行分析，并在综合断面图上确定玄武岩通道的位置。
在步骤c中，绘制综合断面图时首先沿x坐标增值方向计算平距，以平距为横轴绘制各参数断面图。在步骤f中，将提取到的玄武岩通道断面平距转换成对应的平面直角坐标，利用该坐标绘制玄武岩通道的平面位置图，实现玄武岩通道在平面上的定位。得到推断的玄武岩通道的平面位置图，如图5所示，该图具体为内蒙古阿巴嘎旗测区的推断的玄武岩通道的平面位置图，图中A1表示居民点、A2表示已知玄武岩通道、A3表示推断玄武岩通道、A4表示测线飞行航迹，其中矩形框表示测区的范围。
Claims (3)
1.一种玄武岩覆盖区玄武岩通道解释方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.结合地质资料，确定待测玄武岩覆盖区域的主构造方向，垂直于主构造方向布置若干测线，且至少有一个测线经过已知的玄武岩通道；
b.沿测线采用航空瞬变电磁测量和航磁测量，得到航空瞬变电磁数据和航磁数据；
c.对采集的航空瞬变电磁数据进行常规处理，获得最终的dB/dt数据，对该数据进行反褶积进而将电磁响应衰减数据快速转化为相同意义上电阻率深度成像信息，航空瞬变电磁一维反演基于层状大地反演法，反演初始模型设定为层状模型，预设层厚度减少需要计算的参数，反演电阻率的值，对航磁数据进行常规处理获得航磁总场和航磁△T数据，对航磁△T进行高通滤波计算，滤波中截止波长选择100采样点，利用航磁总场数据进行磁矢量三维反演，提取反演结果中的标量数据，分别利用得到的航磁△T、航磁△T高通滤波、电阻率深度成像、反演电阻率的值、反演结果中的标量数据五个参数绘制航磁△T剖面图、航磁△T高通滤波剖面图、航空电磁电阻率深度成像断面图、航空电磁反演电阻率断面图以及航磁3D反演磁化率断面图，得到综合断面图；
d.根据测线上已知玄武岩通道的资料结合综合断面图总结已知玄武岩通道特征并建立断面解释标志，玄武岩通道在航磁△T剖面图上为剧烈跳动的尖峰状异常，幅值在100-800nT之间，单个异常宽度不超过1km，在航磁△T高通滤波剖面图上表现为正负跳跃的尖刺状异常，异常幅值绝对值大于3nT，在航空电磁电阻率深度成像断面图上为开口朝下的锥状高阻体，与左右两侧水平低阻电性层的视电阻率反差明显，自上而下视电阻率急剧降低，在200~8Ω·m之间，在航空电磁反演电阻率断面图上为锥状偏高阻体，电阻率曲线发生明显地扭曲和展布方向改变，在航磁3D反演磁化率断面图上为火山口下方存在隐伏高磁化率值的强磁性体；
e.利用建立的断面解释标志对所有测线的综合断面图进行分析，并提取玄武岩通道的断面信息；
f.根据综合断面和平面之间的对应关系，将断面上的玄武岩通道位置投影到平面上，实现玄武岩通道位置在平面上的定位。
2.根据权利要求1所述的玄武岩覆盖区玄武岩通道解释方法，其特征在于，在步骤b中，航空瞬变电磁测量和航磁测量同时进行，样率为10Hz，航空瞬变电磁基础频率选择25Hz，测线飞行时沿地形缓起伏飞行。
3.根据权利要求1所述的玄武岩覆盖区玄武岩通道解释方法，其特征在于，在步骤c中，绘制综合断面图时首先沿x坐标增值方向计算平距，以平距为横轴绘制各参数断面图；在步骤f中，将提取到的玄武岩通道断面平距转换成对应的平面直角坐标，利用该坐标绘制玄武岩通道的平面位置图，实现玄武岩通道在平面上的定位。
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