CN112731557A - 一种预测砂岩铀矿成矿有利区的综合地球物理方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于地球物理学技术领域，具体涉及一种预测砂岩铀矿成矿有利区的综合地球物理方法，包括：步骤一、采集重力勘探数据；步骤二、针对重力勘探数据进行数据处理；步骤三、得到潜在区的土壤瞬时测氡数据；步骤四、对土壤瞬时测氡数据进行测氡处理；步骤五、得到成矿远景区的二维地震勘探数据；步骤六、圈定平面上的砂岩铀矿有利成矿靶区。本发明充分利用重力勘探、土壤瞬时测氡、二维地震方法的技术优势，快速、经济、有效地预测砂岩型铀矿成矿有利区，有助于进一步缩小砂岩型铀矿找矿靶区，为缩短砂岩铀矿勘查周期、降低勘查成本提供技术支撑。

Description

一种预测砂岩铀矿成矿有利区的综合地球物理方法

技术领域

本发明属于地球物理学技术领域，具体涉及一种预测砂岩铀矿成矿有利区的综合地球物理方法。

背景技术

砂岩型铀矿是我国铀矿勘查的重点类型之一，该类铀矿的形成受地层形态、构造、砂体、沉积相等多种成矿环境因素的控制，导致砂岩型铀矿成矿环境探测以及成矿有利区预测难度较大。以往，使用钻探法能够获得钻孔位置深部地层的岩心，可直接识别深部铀成矿环境及矿化情况，但要在工作区大面积开展钻探工作，成本较高、效率较低，不具备实际应用意义；航空磁法可以快速划分大范围区域性的隆坳构造格局，对于地层、构造的识别精度存在不足；电磁勘探技术能够划分厚大砂体、大型断裂，但在沉积盆地中地层、砂体的探测精度存在不足；地震勘探技术能够较好地划分地层、砂体结构，但该方法应用成本较高，大面积推广存在一定问题。总之，各类地质、地球物理勘查技术在进行砂岩型铀矿成矿环境勘查时，虽能够起到一定的作用，但均具有一定程度的局限性和不足。

因此，亟需设计一种预测砂岩铀矿成矿有利区的综合地球物理方法,以改善上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种预测砂岩铀矿成矿有利区的综合地球物理方法，用于解决现有技术中钻探法、航空磁法、电磁勘探法、地震勘探法应用于预测砂岩铀矿成矿有利区时具有成本较高、效率较低、识别精度不足、大面积推广难的技术问题。

本发明技术方案：

一种预测砂岩铀矿成矿有利区的综合地球物理方法，包括如下步骤：

步骤一、在砂岩型铀矿勘查工作区，进行比例尺大于1:20万的重力勘探，得到工作区重力勘探数据，或收集工作区的大于1:20万的重力勘探数据；

步骤二、针对重力勘探数据进行数据处理，得到工作区剩余重力异常数据，在平面上划分工作区的成矿潜在区；

步骤三、在成矿潜在区，进行比例尺大于1:5万的土壤瞬时测氡勘探，得到潜在区的土壤瞬时测氡数据；

步骤四、针对土壤瞬时测氡数据，进行测氡处理，得到潜在区的土壤氡浓度异常数据，据此在平面上划分潜在区的成矿远景区；

步骤五、在成矿远景区，进行二维地震勘探，得到成矿远景区的二维地震勘探数据；

步骤六、对步骤五中全部二维地震勘探数据进行处理、解释，得到各条测线的地震数据处理成果，以及地层解释数据与断层解释数据，分析各条测线的地震相、属性特征，据此勾画出每条测线的有利成矿靶区，并联合各条测线勾画的有利成矿靶区，进一步圈定平面上的砂岩铀矿有利成矿靶区，实现于平面上、深度上成矿有利区的预测。

所述步骤一中还包括：所述重力勘探数据收集时勘探线的测线方向垂直于构造延伸方向。

所述步骤二还包括：

步骤2.1：对重力勘探数据进行形较校正、维度校正、中间层校正、自由空间校正，得到布格重力异常数据；

步骤2.2：利用矩形窗口滑动平均法对布格重力异常数据进行计算，得到剩余重力异常数据，对数据进行等值线成图，划分剩余重力异常为-2～1毫伽的区域为成矿潜力区。

所述步骤三还包括：进行土壤瞬时测氡数据时，测氡仪器抽气深度大于等于70cm，抽气测量7分钟，本底测量与排气大于等于4分钟，测线方向垂直于构造延伸方向，构造延伸方向与盆地的走向基本一致，具体可参见工作区地质构造图。所述步骤四还包括：对测氡数据进行处理；首先，将测氡数据进行统计，若符合正态分布，则计算数据的平均值，作为工作区测氡数据的背景值；若不符合正态分布，则剔除整体数据中的跳点值，再计算统计出整体数据的平均值，作为背景值；其次，计算划分出数据值大于1.5倍背景值的区域，确定为高值异常区；再次，沿测线方向，依次计算出工作区的高值异常区、背景值区、高值异常区区域，即测氡数据值呈现“高、低、高”特征的地区，作为成矿远景区。

所述步骤五还包括：数字地震仪进行二维地震勘探数据采集，得到地震原始数据；二维地震测线布置原则：布置若干条相互平行的主测线，测线的线距视远景区大小、地质勘查阶段而定，主测线覆盖全部成矿远景区范围，主测线方向与土壤瞬时测氡勘探工作的方向一致，另外布设1条～2条连接全部主测线的联络测线，联络测线方向与主测线垂直；

所述二维地震数据采集参数包括：覆盖次数大于等于40次，道距小于等于20m；采集中若使用可控震源进行数据信号的激发，可控震源的扫描频率为6～120Hz，检波器的主频小于10Hz。

所述步骤六还包括：

步骤6.1：对地震原始数据进行地震数据处理，得到各测线的二维地震数据处理结果，所述地震数据处理包括：静校正处理、叠前去噪、振幅补偿、反褶积、速度分析和剩余静校正、水平叠加、叠后时间偏移和叠后去噪；

所述静校正处理包括：对置观数据进行静校正处理，获得静校正数据；所述静校正处理采用折射波静校正方法或层析静校正方法；

所述叠前去噪包括：对静校正数据进行叠前去噪处理，获得去噪数据，叠前去噪采用有非线性自适应噪声检测及压制方法、面波减去法以及频率-空间域线性噪声衰减法三种方法；

所述振幅补偿包括：对去噪数据进行振幅补偿处理，获得振幅补偿数据；振幅补偿采用几何扩散补偿和地表一致性振幅补偿方法；

所述反褶积包括：对振幅补偿数据进行反褶积处理，获得反褶积数据，反褶积采用地表一致性反褶积加单道预测反褶积的组合方法，其中地表一致性预测反褶积的预测步长取值在8～24ms，单道预测反褶积的预测步长取值在8～16ms；

所述速度分析和剩余静校正包括：对反褶积数据进行速度分析和剩余静校正联合处理，获得高精度速度谱和剩余静校正数据；联合应用速度分析和剩余静校正处理用于提升速度谱的精度，联合处理次数大于3次，其中速度分析间距小于250m；

所述水平叠加包括：使用速度分析和剩余静校正获得的高精度速度谱对剩余静校正数据进行水平叠加处理，获得水平叠加数据；

所述叠后时间偏移包括：对获得的水平叠加数据进行叠后时间偏移处理，获得叠后时间偏移数据，叠后时间偏移采用有限差分偏移法；

所述叠后去噪包括：对获得的叠后时间偏移数据进行叠后去噪处理，获得最终的包含地下振幅信息的地震成果数据，叠后去噪采用F-X域随机噪音衰减法。

所述步骤六还包括：

步骤6.2：对步骤6.1得到的各条测线的二维地震数据处理结果进行解释、计算、分析；利用地震测线上的钻孔的声波和密度测井数据，进行合成地震记录标定，标定目标地质层位，开展二维地震数据解释，得到二维地震测线目标层的层位数据和断层数据；依次解释出全部二维地震测线的层位数据和断层数据；

依次分析全部二维地震测线的层位数据结果，选取目标地层呈“U”型形态分布的凹陷地区，计算各“U”型凹陷地区的两端斜坡带的地层斜率，划定地层斜率小于10°的地区为有利“U”型凹陷区；利用解释的二维地震测线的断层数据，分析有利“U”型凹陷区的断层数据，若有利“U”型凹陷区两侧及内部存在断裂地震相特征，则划分为成矿有利地段；

在成矿有利地段，进行半定量分析，目标地层呈现中低振幅，即振幅范围在-25～25dB、中低频率、低连续性等地震相特征的地段划分为潜在成矿靶区，定义为A区；

在成矿有利地段，进行定量分析，根据解释的层位数据，抽取其中的目标层顶、底界面的层位数据，计算目标层顶底界面间的瞬时振幅、瞬时频率两种地震属性；若瞬时振幅属性值在0～60之间，且瞬时频率属性值在20～70之间，划分为潜在成矿靶区，定义为B区；

综合上述分析结果，结合砂岩型铀矿成矿预测区铀成矿地质特征，预测A区和B区的交集区域成矿可能性大，即定义为成矿靶区；最后，综合每条二维地震测线预测的成矿靶区，在平面上勾画出成矿靶区的平面分布图。

本发明的有益技术效果在于：

本发明设计的一种预测砂岩铀矿成矿有利区的综合地球物理方法，包括砂岩型铀矿工作区重力勘探、土壤瞬时测氡、二维地震方法的采集处理流程方法，以及如何预测砂岩型铀矿成矿有利区的解释方法。充分利用重力勘探、土壤瞬时测氡、二维地震方法的技术优势，快速、经济、有效地预测砂岩型铀矿成矿有利区，有助于进一步缩小砂岩型铀矿找矿靶区，为缩短砂岩铀矿勘查周期、降低勘查成本提供技术支撑。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。

一种预测砂岩铀矿成矿有利区的综合地球物理方法，包括如下步骤：

步骤一、采集重力勘探数据：在砂岩型铀矿勘查工作区，进行比例尺大于1:20万的重力勘探，得到工作区重力勘探数据，或收集工作区的大于1:20万的重力勘探数据；

所述重力勘探数据收集时勘探线的测线方向垂直于构造延伸方向。重力勘探数据采集工作应使用CG-5型，或精度大于等于该仪器的重力仪。

步骤二、针对重力勘探数据进行数据处理，得到工作区剩余重力异常数据，在平面上划分工作区的成矿潜在区；所述步骤二还包括：

步骤2.1：对重力勘探数据进行形较校正、维度校正、中间层校正、自由空间校正，得到布格重力异常数据；

步骤2.2：利用矩形窗口滑动平均法对布格重力异常数据进行计算，得到剩余重力异常数据，对数据进行等值线成图，划分剩余重力异常为-2～1毫伽的区域为成矿潜力区。

步骤三、在成矿潜在区，进行比例尺大于1:5万的土壤瞬时测氡勘探，得到潜在区的土壤瞬时测氡数据；

进行土壤瞬时测氡数据时，测氡仪器抽气深度大于等于70cm，抽气测量7分钟，本底测量与排气大于等于4分钟，测线方向垂直于构造延伸方向，构造延伸方向与盆地的走向基本一致，具体可参见工作区地质构造图。步骤四、针对土壤瞬时测氡数据，进行测氡处理，得到潜在区的土壤氡浓度异常数据，据此在平面上划分潜在区的成矿远景区；

对测氡数据进行处理时，首先，将测氡数据进行统计，若符合正态分布，则计算数据的平均值，作为工作区测氡数据的背景值；若不符合正态分布，则剔除整体数据中的跳点值，再计算统计出整体数据的平均值，作为背景值(低值区)；其次，计算划分出数据值大于1.5倍背景值的区域，确定为高值异常区；再次，沿测线方向，依次计算出工作区的高值异常区、背景值区、高值异常区区域，即测氡数据值呈现“高、低、高”特征的地区，作为成矿远景区。

步骤五、在成矿远景区，进行二维地震勘探，得到成矿远景区的二维地震勘探数据；采用数字地震仪进行二维地震勘探数据采集，得到地震原始数据；二维地震测线布置原则：布置若干条相互平行的主测线，测线的线距视远景区大小、地质勘查阶段而定，主测线覆盖全部成矿远景区范围，主测线方向与土壤瞬时测氡勘探工作的方向一致，另外布设1条～2条连接全部主测线的联络测线，联络测线方向与主测线垂直。

所述二维地震数据采集参数包括：覆盖次数大于等于40次，道距小于等于20m；采集中若使用可控震源进行数据信号的激发，可控震源的扫描频率为6～120Hz，检波器的主频小于10Hz。

步骤六、对步骤五中全部二维地震勘探数据进行处理、解释，得到各条测线的地震数据处理成果，以及地层解释数据与断层解释数据，分析各条测线的地震相、属性特征，据此勾画出每条测线的有利成矿靶区，并联合各条测线勾画的有利成矿靶区，进一步圈定平面上的砂岩铀矿有利成矿靶区，实现于平面上、深度上成矿有利区的预测。所述步骤六还包括：

步骤6.1：对地震原始数据进行地震数据处理，得到各测线的二维地震数据处理结果，所述地震数据处理包括：静校正处理、叠前去噪、振幅补偿、反褶积、速度分析和剩余静校正、水平叠加、叠后时间偏移和叠后去噪；

所述静校正处理包括：对置观数据进行静校正处理，获得静校正数据；所述静校正处理采用折射波静校正方法或层析静校正方法；

所述叠前去噪包括：对静校正数据进行叠前去噪处理，获得去噪数据，叠前去噪采用有非线性自适应噪声检测及压制方法、面波减去法以及频率-空间域线性噪声衰减法三种方法；

所述振幅补偿包括：对去噪数据进行振幅补偿处理，获得振幅补偿数据；振幅补偿采用几何扩散补偿和地表一致性振幅补偿方法；

所述反褶积包括：对振幅补偿数据进行反褶积处理，获得反褶积数据，反褶积采用地表一致性反褶积加单道预测反褶积的组合方法，其中地表一致性预测反褶积的预测步长取值在8～24ms，单道预测反褶积的预测步长取值在8～16ms；

所述速度分析和剩余静校正包括：对反褶积数据进行速度分析和剩余静校正联合处理，获得高精度速度谱和剩余静校正数据；联合应用速度分析和剩余静校正处理用于提升速度谱的精度，联合处理次数大于3次，其中速度分析间距小于250m；

所述水平叠加包括：使用速度分析和剩余静校正获得的高精度速度谱对剩余静校正数据进行水平叠加处理，获得水平叠加数据；

所述叠后时间偏移包括：对获得的水平叠加数据进行叠后时间偏移处理，获得叠后时间偏移数据，叠后时间偏移采用有限差分偏移法；

所述叠后去噪包括：对获得的叠后时间偏移数据进行叠后去噪处理，获得最终的包含地下振幅信息的地震成果数据，叠后去噪采用F-X域随机噪音衰减法。

所述步骤六还包括：

步骤6.2：对步骤6.1得到的各条测线的二维地震数据处理结果进行解释、计算、分析；利用地震测线上的钻孔的声波和密度测井数据，进行合成地震记录标定，标定目标地质层位，开展二维地震数据解释，得到二维地震测线目标层的层位数据和断层数据；依次解释出全部二维地震测线的层位数据和断层数据；

依次分析全部二维地震测线的层位数据结果，选取目标地层呈“U”型形态分布的凹陷地区，计算各“U”型凹陷地区的两端斜坡带的地层斜率，划定地层斜率小于10°的地区为有利“U”型凹陷区；利用解释的二维地震测线的断层数据，分析有利“U”型凹陷区的断层数据，若有利“U”型凹陷区两侧及内部存在断裂地震相特征，则划分为成矿有利地段；

在成矿有利地段，进行半定量分析，目标地层呈现中低振幅，即振幅范围在-25～25dB、中低频率、低连续性等地震相特征的地段划分为潜在成矿靶区，定义为A区；

在成矿有利地段，进行定量分析，根据解释的层位数据，抽取其中的目标层顶、底界面的层位数据，计算目标层顶底界面间的瞬时振幅、瞬时频率两种地震属性；若瞬时振幅属性值在0～60之间，且瞬时频率属性值在20～70之间，划分为潜在成矿靶区，定义为B区；

综合上述分析结果，结合砂岩型铀矿成矿预测区铀成矿地质特征，预测A区和B区的交集区域成矿可能性大，即定义为成矿靶区；最后，综合每条二维地震测线预测的成矿靶区，在平面上勾画出成矿靶区的平面分布图。

上面对本发明的实施例作了详细说明，上述实施方式仅为本发明的最优实施例，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做出各种变化。

Claims (8)

1.一种预测砂岩铀矿成矿有利区的综合地球物理方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、在砂岩型铀矿勘查工作区，进行比例尺大于1:20万的重力勘探，得到工作区重力勘探数据，或收集工作区的大于1:20万的重力勘探数据；

步骤二、针对重力勘探数据进行数据处理，得到工作区剩余重力异常数据，在平面上划分工作区的成矿潜在区；

步骤三、在成矿潜在区，进行比例尺大于1:5万的土壤瞬时测氡勘探，得到潜在区的土壤瞬时测氡数据；

步骤四、针对土壤瞬时测氡数据，进行测氡处理，得到潜在区的土壤氡浓度异常数据，据此在平面上划分潜在区的成矿远景区；

步骤五、在成矿远景区，进行二维地震勘探，得到成矿远景区的二维地震勘探数据；

步骤六、对步骤五中全部二维地震勘探数据进行处理、解释，得到各条测线的地震数据处理成果，以及地层解释数据与断层解释数据，分析各条测线的地震相、属性特征，据此勾画出每条测线的有利成矿靶区，并联合各条测线勾画的有利成矿靶区，进一步圈定平面上的砂岩铀矿有利成矿靶区，实现于平面上、深度上成矿有利区的预测。

2.根据权利要求1所述的一种预测砂岩铀矿成矿有利区的综合地球物理方法，其特征在于：所述步骤一中还包括：所述重力勘探数据收集时勘探线的测线方向垂直于构造延伸方向。

3.根据权利要求2所述的一种预测砂岩铀矿成矿有利区的综合地球物理方法，其特征在于：所述步骤二还包括：

步骤2.1：对重力勘探数据进行形较校正、维度校正、中间层校正、自由空间校正，得到布格重力异常数据；

步骤2.2：利用矩形窗口滑动平均法对布格重力异常数据进行计算，得到剩余重力异常数据，对数据进行等值线成图，划分剩余重力异常为-2～1毫伽的区域为成矿潜力区。

4.根据权利要求3所述的一种预测砂岩铀矿成矿有利区的综合地球物理方法，其特征在于：所述步骤三还包括：进行土壤瞬时测氡数据时，测氡仪器抽气深度大于等于70cm，抽气测量7分钟，本底测量与排气大于等于4分钟，测线方向垂直于构造延伸方向，构造延伸方向与盆地的一致。

5.根据权利要求4所述的一种预测砂岩铀矿成矿有利区的综合地球物理方法，其特征在于：所述步骤四还包括：对测氡数据进行处理；首先，将测氡数据进行统计，若符合正态分布，则计算数据的平均值，作为工作区测氡数据的背景值；若不符合正态分布，则剔除整体数据中的跳点值，再计算统计出整体数据的平均值，作为背景值；其次，计算划分出数据值大于1.5倍背景值的区域，确定为高值异常区；再次，沿测线方向，依次计算出工作区的高值异常区、背景值区、高值异常区区域，即测氡数据值呈现“高、低、高”特征的地区，作为成矿远景区。

6.根据权利要求5所述的一种预测砂岩铀矿成矿有利区的综合地球物理方法，其特征在于：所述步骤五还包括：数字地震仪进行二维地震勘探数据采集，得到地震原始数据；二维地震测线布置原则：布置若干条相互平行的主测线，测线的线距视远景区大小、地质勘查阶段而定，主测线覆盖全部成矿远景区范围，主测线方向与土壤瞬时测氡勘探工作的方向一致，另外布设1条～2条连接全部主测线的联络测线，联络测线方向与主测线垂直；

所述二维地震数据采集参数包括：覆盖次数大于等于40次，道距小于等于20m；采集中若使用可控震源进行数据信号的激发，可控震源的扫描频率为6～120Hz，检波器的主频小于10Hz。

7.根据权利要求6所述的一种预测砂岩铀矿成矿有利区的综合地球物理方法，其特征在于：所述步骤六还包括：

步骤6.1：对地震原始数据进行地震数据处理，得到各测线的二维地震数据处理结果，所述地震数据处理包括：静校正处理、叠前去噪、振幅补偿、反褶积、速度分析和剩余静校正、水平叠加、叠后时间偏移和叠后去噪；

所述静校正处理包括：对置观数据进行静校正处理，获得静校正数据；所述静校正处理采用折射波静校正方法或层析静校正方法；

所述叠前去噪包括：对静校正数据进行叠前去噪处理，获得去噪数据，叠前去噪采用有非线性自适应噪声检测及压制方法、面波减去法以及频率-空间域线性噪声衰减法三种方法；

所述振幅补偿包括：对去噪数据进行振幅补偿处理，获得振幅补偿数据；振幅补偿采用几何扩散补偿和地表一致性振幅补偿方法；

所述反褶积包括：对振幅补偿数据进行反褶积处理，获得反褶积数据，反褶积采用地表一致性反褶积加单道预测反褶积的组合方法，其中地表一致性预测反褶积的预测步长取值在8～24ms，单道预测反褶积的预测步长取值在8～16ms；

所述速度分析和剩余静校正包括：对反褶积数据进行速度分析和剩余静校正联合处理，获得高精度速度谱和剩余静校正数据；联合应用速度分析和剩余静校正处理用于提升速度谱的精度，联合处理次数大于3次，其中速度分析间距小于250m；

所述水平叠加包括：使用速度分析和剩余静校正获得的高精度速度谱对剩余静校正数据进行水平叠加处理，获得水平叠加数据；

所述叠后时间偏移包括：对获得的水平叠加数据进行叠后时间偏移处理，获得叠后时间偏移数据，叠后时间偏移采用有限差分偏移法；

所述叠后去噪包括：对获得的叠后时间偏移数据进行叠后去噪处理，获得最终的包含地下振幅信息的地震成果数据，叠后去噪采用F-X域随机噪音衰减法。

8.根据权利要求7所述的一种预测砂岩铀矿成矿有利区的综合地球物理方法，其特征在于：所述步骤六还包括：

步骤6.2：对步骤6.1得到的各条测线的二维地震数据处理结果进行解释、计算、分析；利用地震测线上的钻孔的声波和密度测井数据，进行合成地震记录标定，标定目标地质层位，开展二维地震数据解释，得到二维地震测线目标层的层位数据和断层数据；依次解释出全部二维地震测线的层位数据和断层数据；

依次分析全部二维地震测线的层位数据结果，选取目标地层呈“U”型形态分布的凹陷地区，计算各“U”型凹陷地区的两端斜坡带的地层斜率，划定地层斜率小于10°的地区为有利“U”型凹陷区；利用解释的二维地震测线的断层数据，分析有利“U”型凹陷区的断层数据，若有利“U”型凹陷区两侧及内部存在断裂地震相特征，则划分为成矿有利地段；

在成矿有利地段，进行半定量分析，目标地层呈现中低振幅，即振幅范围在-25～25dB、中低频率、低连续性等地震相特征的地段划分为潜在成矿靶区，定义为A区；

在成矿有利地段，进行定量分析，根据解释的层位数据，抽取其中的目标层顶、底界面的层位数据，计算目标层顶底界面间的瞬时振幅、瞬时频率两种地震属性；若瞬时振幅属性值在0～60之间，且瞬时频率属性值在20～70之间，划分为潜在成矿靶区，定义为B区；

综合上述分析结果，结合砂岩型铀矿成矿预测区铀成矿地质特征，预测A区和B区的交集区域成矿可能性大，即定义为成矿靶区；最后，综合每条二维地震测线预测的成矿靶区，在平面上勾画出成矿靶区的平面分布图。