CN114415237B - 基于三维地震资料的砂岩型铀矿控矿断裂识别方法及系统 - Google Patents

基于三维地震资料的砂岩型铀矿控矿断裂识别方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于三维地震资料的砂岩型铀矿控矿断裂识别方法及系统。所述方法包括：获取待勘查区的三维地震资料数据以及地质数据；确定每条断层的穿层性并筛选出目标断层；根据上下盘深度值确定上下盘厚度以及地层断距；根据上下盘厚度确定目标断层各层段对应的生长指数；根据地层断距以及生长指数建立断距埋深曲线及生长指数整体规律图；根据目标断层的穿层性进行第一次断裂系统划分，根据断距埋深曲线及生长指数整体规律图进行第二次断裂系统划分；根据待勘查区的地质数据以及第二次断裂系统划分结果确定控矿断裂。本发明方法及系统基于对地球物理领域的三维地震资料的精细解释和断裂系统划分，实现了砂岩型铀矿控矿断裂的精准、快速识别。

Description

基于三维地震资料的砂岩型铀矿控矿断裂识别方法及系统
技术领域
本发明涉及砂岩型铀矿勘探技术领域，特别是涉及一种基于三维地震资料的砂岩型铀矿控矿断裂识别方法及系统。
背景技术
作为一种战略性清洁能源，砂岩型铀矿在国家核能利用和国防安全方面均有着重要的意义。《中国石油勘探》2020年公开了万军等的“钱家店地区油铀成矿(藏)条件对比及综合勘探意义”，该文通过探讨沉积盆地油铀成矿(藏)过程的相同点和差异性，提出断裂沟通了下部油气藏，使富含烃类和硫化物的轻质组分沿断裂向上逸散，既可以丰富断裂周边的还原介质，也能增加断裂周边的保矿能力，进而指出砂岩型铀矿的找矿方向。《东华理工大学学报(自然科学版)》2014年公开了王军等的“粤北下庄矿田断裂构造对铀成矿的控制作用及其成矿模式”，该文通过研究断裂构造对矿床、矿体控制作用，提出矿体主要赋存在主干断裂带的上下盘次级平行的裂隙中，产状与主干断裂带一致，呈“入”字型，其分布范围和形态主要受到构造裂隙的控制。《中国地质大学(博士学位论文)》2019年公开了薛伟的“沽源—红山子铀成矿带中段铀矿地质特征与成矿规律研究”，该文系统总结新近勘查发现的铀矿床或矿点地质特征，并与已知矿床进行对比和研究，提出多组多方向断裂的交汇部位往往控制着铀矿床、铀矿化点或异常点的产出与分布。《地质与勘探》2015年公开了窦小平等的“江西相山铀矿田构造控矿规律研究”，该文采用遥感、岩相和构造变形相结合的方法，来分析控矿断裂。《铀矿地质》2021年公开了易敏等的“DEM纹理增强在松辽盆地南部控铀断裂识别中的应用”，该文利用纹理增强技术对松辽盆地南部通辽地区的DEM进行增强，将遥感影像和DEM纹理增强图像进行综合来分析控铀断裂。
综上所述，断裂是砂岩型铀矿成矿的关键因素，利用构造地质分析和基于遥感影像可以对控矿断裂开展一定研究工作。但这两种方法都受其资料本身性质的限制，因而分析精度有限。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于三维地震资料的砂岩型铀矿控矿断裂识别方法及系统，以采用地球物理领域的三维地震资料精细解释和断裂系统划分的方法，实现砂岩型铀矿控矿断裂的精准、快速识别。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种基于三维地震资料的砂岩型铀矿控矿断裂识别方法，包括：
获取待勘查区的三维地震资料数据以及地质数据；所述待勘查区的三维地震资料数据包括所述待勘查区每条断层断穿的层位和层段；所述待勘查区的地质数据包括所述待勘查区的烃源岩发育层位、含铀砂体发育层位、铀矿成矿时期、以及井区发育位置；
根据所述待勘查区的三维地震资料数据确定每条断层的穿层性；
根据所述每条断层的穿层性筛选出目标断层；
获取所述目标断层断穿的各个层位对应的上下盘深度值；
根据所述上下盘深度值确定所述目标断层各层段对应的上下盘厚度以及所述目标断层断穿的各个层位对应的地层断距；
根据所述目标断层各层段对应的上下盘厚度确定所述目标断层各层段对应的生长指数；
根据所述目标断层断穿的各个层位对应的地层断距以及所述目标断层各层段对应的生长指数，建立所述目标断层的断距埋深曲线及生长指数整体规律图；
根据所述目标断层的穿层性进行第一次断裂系统划分，得到第一次断裂系统划分结果；
根据所述目标断层的断距埋深曲线及生长指数整体规律图对所述第一次断裂系统划分结果进行第二次断裂系统划分，得到第二次断裂系统划分结果；
根据所述待勘查区的地质数据以及所述第二次断裂系统划分结果确定控矿断裂。
可选地，所述根据所述上下盘深度值确定所述目标断层各层段对应的上下盘厚度，具体包括：
根据所述目标断层断穿的各个层位对应的上盘深度值，采用公式Ds(a～a+11)＝ds(a+1)-ds(a)计算所述目标断层各层段对应的上盘厚度；其中，ds(a)和ds(a+1)分别表示所述目标断层的第a个层位和第a+1个层位对应的上盘深度值，Ds(a～a+1)表示所述目标断层的层段a～a+1对应的上盘厚度；
根据所述目标断层断穿的各个层位对应的下盘深度值，采用公式Dx(a～a+11)＝dx(a+1)-dx(a)计算所述目标断层各层段对应的下盘厚度；其中，dx(a)和dx(a+1)分别表示所述目标断层的第a个层位和第a+1个层位对应的下盘深度值，Dx(a～a+1)表示所述目标断层的层段a～a+1对应的下盘厚度。
可选地，所述根据所述上下盘深度值确定所述目标断层断穿的各个层位对应的地层断距，具体包括：
根据所述目标断层断穿的各个层位对应的下盘深度值，采用公式X(a)＝ds(a)-dx(a)确定所述目标断层断穿的各个层位对应的地层断距；其中X(a)表示所述目标断层断穿的第a个层位对应的地层断距。
可选地，所述根据所述目标断层各层段对应的上下盘厚度确定所述目标断层各层段对应的生长指数，具体包括：
根据所述目标断层各层段对应的上下盘厚度，采用公式GI(a～a+1)＝Ds(a～a+1)/Dx(a～a+1)确定所述目标断层各层段对应的生长指数；其中GI(a～a+1)表示所述目标断层的层段a～a+1对应的生长指数。
可选地，所述根据所述目标断层断穿的各个层位对应的地层断距以及所述目标断层各层段对应的生长指数，建立所述目标断层的断距埋深曲线及生长指数整体规律图，具体包括：
以所述目标断层断穿的各个层位对应的地层断距为顶部横坐标，以所述目标断层各层段对应的生长指数为底部横坐标，以所述目标断层断穿的各个层位对应的深度值为纵坐标，建立所述目标断层的断距埋深曲线及生长指数整体规律图。
可选地，所述根据所述目标断层的穿层性进行第一次断裂系统划分，得到第一次断裂系统划分结果，具体包括：
将穿层性相同的目标断层归类为同一类断裂，得到所述目标断层对应的第一次断裂类型作为所述第一次断裂系统划分结果。
可选地，所述根据所述目标断层的断距埋深曲线及生长指数整体规律图对所述第一次断裂系统划分结果进行第二次断裂系统划分，得到第二次断裂系统划分结果，具体包括：
根据所述目标断层的断距埋深曲线及生长指数整体规律图，将第一次断裂类型相同的目标断层中活动时期也相同的目标断层归类为同一类断裂，得到所述目标断层对应的第二次断裂类型作为所述第二次断裂系统划分结果。
可选地，所述根据所述待勘查区的地质数据以及所述第二次断裂系统划分结果确定控矿断裂，具体包括：
根据所述待勘查区的地质数据，将同时满足断穿所述烃源岩发育层位到所述含铀砂体发育层位、并且在所述铀矿成矿期之前活动的所述目标断层对应的第二次断裂类型确定为控矿断裂类型；
根据所述待勘查区的井区发育位置确定属于所述控矿断裂类型的目标断层中的控矿断裂。
一种基于三维地震资料的砂岩型铀矿控矿断裂识别系统，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取待勘查区的三维地震资料数据以及地质数据；所述待勘查区的三维地震资料数据包括所述待勘查区每条断层断穿的层位和层段；所述待勘查区的地质数据包括所述待勘查区的烃源岩发育层位、含铀砂体发育层位、铀矿成矿时期、以及井区发育位置；
断层穿层性确定模块，用于根据所述待勘查区的三维地震资料数据确定每条断层的穿层性；
目标断层筛选模块，用于根据所述每条断层的穿层性筛选出目标断层；
上下盘深度值获取模块，用于获取所述目标断层断穿的各个层位对应的上下盘深度值；
上下盘厚度及地层断距确定模块，用于根据所述上下盘深度值确定所述目标断层各层段对应的上下盘厚度以及所述目标断层断穿的各个层位对应的地层断距；
生长指数确定模块，用于根据所述目标断层各层段对应的上下盘厚度确定所述目标断层各层段对应的生长指数；
整体规律图建立模块，用于根据所述目标断层断穿的各个层位对应的地层断距以及所述目标断层各层段对应的生长指数，建立所述目标断层的断距埋深曲线及生长指数整体规律图；
第一次断裂系统划分模块，用于根据所述目标断层的穿层性进行第一次断裂系统划分，得到第一次断裂系统划分结果；
第二次断裂系统划分模块，用于根据所述目标断层的断距埋深曲线及生长指数整体规律图对所述第一次断裂系统划分结果进行第二次断裂系统划分，得到第二次断裂系统划分结果；
控矿断裂识别模块，用于根据所述待勘查区的地质数据以及所述第二次断裂系统划分结果确定控矿断裂。
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：
本发明提供了一种基于三维地震资料的砂岩型铀矿控矿断裂识别方法及系统，所述方法包括：获取待勘查区的三维地震资料数据以及地质数据；所述待勘查区的三维地震资料数据包括所述待勘查区每条断层断穿的层位和层段；所述待勘查区的地质数据包括所述待勘查区的烃源岩发育层位、含铀砂体发育层位、铀矿成矿时期、以及井区发育位置；根据所述待勘查区的三维地震资料数据确定每条断层的穿层性；根据所述每条断层的穿层性筛选出目标断层；获取所述目标断层断穿的各个层位对应的上下盘深度值；根据所述上下盘深度值确定所述目标断层各层段对应的上下盘厚度以及所述目标断层断穿的各个层位对应的地层断距；根据所述目标断层各层段对应的上下盘厚度确定所述目标断层各层段对应的生长指数；根据所述目标断层断穿的各个层位对应的地层断距以及所述目标断层各层段对应的生长指数，建立所述目标断层的断距埋深曲线及生长指数整体规律图；根据所述目标断层的穿层性进行第一次断裂系统划分，得到第一次断裂系统划分结果；根据所述目标断层的断距埋深曲线及生长指数整体规律图对所述第一次断裂系统划分结果进行第二次断裂系统划分，得到第二次断裂系统划分结果；根据所述待勘查区的地质数据以及所述第二次断裂系统划分结果确定控矿断裂。本发明方法及系统基于对地球物理领域的三维地震资料的精细解释和断裂系统划分，实现了砂岩型铀矿控矿断裂的精准、快速识别。
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为本发明一种基于三维地震资料的砂岩型铀矿控矿断裂识别方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的塔拉哈区块断层位置关系构造图；
图3为本发明实施例提供的塔拉哈区块断层位置关系剖面图；
图4为本发明实施例提供的塔拉哈区块井位平面图；
图5为本发明实施例提供的塔拉哈区块编号断层生长整体规律图；
图6为本发明实施例提供的塔拉哈区块第一次断裂系统划分模式图；
图7为本发明实施例提供的塔拉哈区块第二次断裂系统划分模式图；
图8为本发明实施例提供的塔拉哈区块控矿断裂类型与井位图；
图9为本发明实施例提供的塔拉哈区块控矿断裂图。
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基于三维地震资料的砂岩型铀矿控矿断裂识别方法及系统，以采用地球物理领域的三维地震资料精细解释和断裂系统划分的方法，实现砂岩型铀矿控矿断裂的精准、快速识别。
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。
断裂是砂岩型铀矿成矿的关键因素，利用构造地质分析和基于遥感影像可以对控矿断裂开展一定研究工作，但这两种方法都受其资料本身性质的限制，因而分析精度有限。在拥有三维地震数据的工区，可开展断层精细解释，其识别精度明显高于前两种方法。但基于三维地震数据，如何开展砂岩型铀矿控矿断裂研究尚属空白。因此，本发明基于三维地震资料进行砂岩型铀矿控矿断裂的识别方法研究，具有重要的理论与实际意义。
图1为本发明一种基于三维地震资料的砂岩型铀矿控矿断裂识别方法的流程图。参见图1，本发明一种基于三维地震资料的砂岩型铀矿控矿断裂识别方法包括：
步骤101：获取待勘查区的三维地震资料数据以及地质数据。
此步骤导出断层，读取待勘查区层位、断层及层段数目和待勘查区烃源岩发育层位、含铀砂体发育层位及铀矿成矿时期，以及井区发育位置。即，所述待勘查区的三维地震资料数据包括所述待勘查区每条断层断穿的层位和层段。所述待勘查区的地质数据包括所述待勘查区的烃源岩发育层位、含铀砂体发育层位、铀矿成矿时期、以及井区发育位置。
具体地，首先获取待勘查区的目标层位构造图，在已知的目标层位构造图中将i条断层利用“DF-GVision”软件导出，并对断层进行编号，分别为F1、F2、...、Fi。利用“Landmark”软件读取待勘查区三维地震成果数据(即三维地震资料数据)，得到共j个层位、i条断层、j-1个层段。读取地质数据，得到待勘查区烃源岩发育层位，含铀砂体发育层位及铀矿成矿时期；读取待勘查区的井区发育位置。
本步骤中所述层位用a表示，a＝1、2、...、j；层段定义为相邻两个层位之间的地层，用a～a-1表示，a＝1、2、...、j-1。
本步骤中所述“Landmark”软件全名为Landmark综合解释软件(2003)，出自美国哈里伯顿兰德马克公司。“DF-GVision”软件全名为双狐地质成图系统软件，出自北京金双狐油气技术有限公司。
本步骤中所述待勘查区是指需要进行铀矿资源勘探的区域。所述待勘查区的断层断穿的层位是指含有工业品味铀矿体地层单元，包括已经发现工业矿体的层位和具有潜在成矿能力但目前目前还未发现铀矿体的层位，后文目标层位是指在待勘查区中已经发现工业矿体的层位。
步骤102：根据所述待勘查区的三维地震资料数据确定每条断层的穿层性。
根据步骤101读取的断层与层位，确定每条断层的穿层性。具体地，以步骤101读取的层位和断层为基础，在“Landmark”软件中分别读取编号断层F1、F2、...、Fi从下到上依次断穿的层位，得到i条断层的穿层性。本步骤中所述断裂穿层性是指单条断裂Fi在剖面上断穿的层位。
步骤103：根据所述每条断层的穿层性筛选出目标断层。
接下来根据i条断层的穿层性选取n条目标断层，选取n条目标断层的具体实现方法如下：在i条断层中分别将只断穿1-2个层位、只断穿3个及3个以上层位的断层筛选出来，保留只断穿3个及3个以上层位的断层，作为n条目标断层。其中，由于只断穿1-2个层位的断层是本时期的新生断层，继承性不大，因此不做研究。
步骤104：获取所述目标断层断穿的各个层位对应的上下盘深度值。
读取各个层位对应上下盘深度值。具体地，在“Landmark”软件中分别读取目标断层断穿的各个层位对应上盘深度值，定义为ds(a)；读取各个层位对应下盘深度值，定义为dx(a)。其中，a＝1、2、...、j。
步骤105：根据所述上下盘深度值确定所述目标断层各层段对应的上下盘厚度以及所述目标断层断穿的各个层位对应的地层断距。
以步骤104为基础计算各个层段对应上下盘的厚度以及断层的各个地层的地层断距。具体地，以步骤104的上盘深度值和下盘深度值为基础，将各层段上盘厚度从下到上依次定义为Ds(a～a+1)，a＝1、2、...、j-1；将各层段下盘厚度从下到上依次定义为Dx(a～a+1)，a＝1、2、...、j-1。
根据式(1)确定各层段上盘厚度值，根据式(2)确定各层段下盘厚度值：
Ds(a～a+1)＝ds(a+1)-ds(a) (1)
Dx(a～a+1)＝dx(a+1)-dx(a) (2)
其中，Ds(a～a+1)表目标断层的层段a～a+1的上盘厚度值，Dx(a～a+1)表示目标断层的层段a～a+1的下盘厚度值，a＝1、2、...、j-1；ds(a)表示目标断层第a个层位(也称为层位a)上盘深度值，dx(a)表示目标断层第a个层位下盘深度值，ds(a+1)表示目标断层第a+1个层位上盘深度值，dx(a+1)表示目标断层第a+1个层位下盘深度值。
以步骤104读取的各层位对应上盘深度值和各层位对应下盘层位深度值为基础，根据式(3)确定断层的各个地层的地层断距：
X(a)＝ds(a)-dx(a) (3)
其中，X(a)表示目标断层第a个层位的地层断距，ds(a)表示目标断层第a个层位上盘深度，dx(a)表示目标断层第a个层位下盘深度，a＝1、2、...、j。
本步骤中所述地层断距是指同一岩层断开后，上下盘之间的垂直距离。
因此，所述步骤105具体包括：
根据所述目标断层断穿的各个层位对应的上盘深度值，采用公式Ds(a～a+11)＝ds(a+1)-ds(a)计算所述目标断层各层段对应的上盘厚度；其中，ds(a)和ds(a+1)分别表示所述目标断层的第a个层位和第a+1个层位对应的上盘深度值，Ds(a～a+1)表示所述目标断层的层段a～a+1对应的上盘厚度；
根据所述目标断层断穿的各个层位对应的下盘深度值，采用公式Dx(a～a+11)＝dx(a+1)-dx(a)计算所述目标断层各层段对应的下盘厚度；其中，dx(a)和dx(a+1)分别表示所述目标断层的第a个层位和第a+1个层位对应的下盘深度值，Dx(a～a+1)表示所述目标断层的层段a～a+1对应的下盘厚度；
根据所述目标断层断穿的各个层位对应的下盘深度值，采用公式X(a)＝ds(a)-dx(a)确定所述目标断层断穿的各个层位对应的地层断距；其中X(a)表示所述目标断层断穿的第a个层位对应的地层断距。
步骤106：根据所述目标断层各层段对应的上下盘厚度确定所述目标断层各层段对应的生长指数。
以步骤105为基础，计算断层各层段生长指数。具体地，以步骤105计算得到的各层段上盘厚度值和各层段下盘厚度值为基础，根据式(4)确定断层各层段生长指数：
GI(a～a+1)＝Ds(a～a+1)/Dx(a～a+1) (4)
其中，GI(a～a+1)表示目标断层的层段a～a+1的地层断距，Ds(a～a+1)表示目标断层的层段a～a+1上盘厚度，Dx(a～a+1)表示目标断层的层段a～a+1下盘厚度，a＝1、2、...、j-1。
因此，所述步骤106具体包括：
根据所述目标断层各层段对应的上下盘厚度，采用公式GI(a～a+1)＝Ds(a～a+1)/Dx(a～a+1)确定所述目标断层各层段对应的生长指数；其中GI(a～a+1)表示所述目标断层的层段a～a+1对应的生长指数。
步骤107：根据所述目标断层断穿的各个层位对应的地层断距以及所述目标断层各层段对应的生长指数，建立所述目标断层的断距埋深曲线及生长指数整体规律图。
以步骤104、步骤105和骤106为基础，制作断层“断距埋深曲线及生长指数整体规律图”。具体地，以步骤104读取的j个层位的上下盘深度值、步骤105和骤106计算得到的地层断距和断层生长指数为基础，以地层断距为顶部横轴，断层生长指数为底部横轴，各层位深度为纵轴，制作断层“断距埋深曲线及生长指数整体规律图”，得到n条目标断层的“断距埋深曲线及生长指数整体规律图”。
因此，所述步骤107具体包括：
以所述目标断层断穿的各个层位对应的地层断距为顶部横坐标，以所述目标断层各层段对应的生长指数为底部横坐标，以所述目标断层断穿的各个层位对应的深度值为纵坐标，建立所述目标断层的断距埋深曲线及生长指数整体规律图。
步骤108：根据所述目标断层的穿层性进行第一次断裂系统划分，得到第一次断裂系统划分结果。
以步骤102为基础，对各个断层进行第一次断裂系统划分。具体地，以步骤102得到的n条目标断层的穿层性为基础，对n条断层进行第一次断裂系统划分，第一次断裂系统划分的具体实现方法如下：以步骤102确定的编号断层F1、F2、...、Fn从下到上依次断穿的层位为基础，将断穿相同层位的断层归类为同一类断裂，直到将n条断层全部归类完为止。依照具体实现路径，得到j2/2类第一次断裂类型，分别命名为A11、A12、...、A1j；A22、A23、...、A2j；...；Ajj类断裂。
本步骤中所述A11类断裂表示只断穿层位1的断层，A12类断裂表示只断穿层位1～2的断层，...，A1j类断裂表示只断穿层位1～j的断层；A22类断裂表示只断穿层位2的断层，A23类断裂表示只断穿层位2～3的断层、...、A2j类断裂表示只断穿层位2～j的断层；Ajj类断裂表示只断穿层位j的断层。
因此，所述步骤108具体包括：
将穿层性相同的目标断层归类为同一类断裂，得到所述目标断层对应的第一次断裂类型作为所述第一次断裂系统划分结果。
步骤109：根据所述目标断层的断距埋深曲线及生长指数整体规律图对所述第一次断裂系统划分结果进行第二次断裂系统划分，得到第二次断裂系统划分结果。
以步骤107为基础，对步骤108得到的第一次断裂系统划分结果进行第二次断裂系统划分。具体地，以步骤107得到的断层“埋深断距曲线及生长指数整体规律图”为基础，依据各层段的生长指数大小来对步骤108得到的第一次断裂系统划分结果进行第二次断裂系统划分，第二次断裂系统划分的具体实现方法如下：在“埋深断距曲线及生长指数整体规律图”中，当断层在某一层段的生长指数满足：0<生长指数≤1时，说明断层在该层段不活动；当断层在某一层段的生长指数满足：生长指数>1时，说明断层在该层段活动；且生长指数越大，断层活动越强烈。据此得到n条断层的活动时期，将活动时期相同的断层归类为同一类断裂，直到将Ai类断裂全部重新归类完为止。依照具体实现方法，得到i2/2类第二次断裂类型，分别命名为B11、B12、...、B1j；B22、B23、...、B2j；...；Bjj类断裂。
本步骤中所述B11类断裂表示只在层段1活动的断层，B12类断裂表示只在层段1～2活动的断层，...，B1j类断裂表示只在层段1～j活动的断层；B22类断裂表示只在层段2活动的断层，B23类断裂表示只在层段2～3活动的断层、...、B2j类断裂表示只在层段2～j活动的断层；Bjj类断裂表示只在层段j活动的断层。
因此，所述步骤109具体包括：
根据所述目标断层的断距埋深曲线及生长指数整体规律图，将第一次断裂类型相同的目标断层中活动时期也相同的目标断层归类为同一类断裂，得到所述目标断层对应的第二次断裂类型作为所述第二次断裂系统划分结果。
步骤110：根据所述待勘查区的地质数据以及所述第二次断裂系统划分结果确定控矿断裂。
预测控矿断裂类型并进一步确定控矿断裂。具体地，将步骤101烃源岩发育层位、含铀砂体发育层位及铀矿成矿时期与步骤109得到的第二次断裂系统划分结果相结合，初步预测控矿断裂类型，具体实现方法如下：首先，假设根据待勘查区地质数据已知烃源岩层发育于层位s3、2，含铀砂体发育于层位m、5，铀矿形成时期为层段5～6形成时期；其次，根据步骤109得到的结果，将同时满足断穿烃源岩发育层位到含铀砂体发育层位并且在铀矿成矿期之前活动的断层的断裂类型确定出来，得到初步预测的控矿断裂类型。
然后用步骤101读取的井位对初步预测的断裂类型进行验证，具体实现方法如下：将钻遇含铀井并且有铀异常响应的断层判断为控矿断裂，把得到的控矿断裂的发育位置在目标层位构造图中分别用断层编号和黑色虚线标记出来。
因此，所述步骤110具体包括：
根据所述待勘查区的地质数据，将同时满足断穿所述烃源岩发育层位到所述含铀砂体发育层位、并且在所述铀矿成矿期之前活动的所述目标断层对应的第二次断裂类型确定为控矿断裂类型；
根据所述待勘查区的井区发育位置确定属于所述控矿断裂类型的目标断层中的控矿断裂。
本发明一种基于三维地震资料的砂岩型铀矿控矿断裂识别方法，主要采用地质手段与地震手段相结合的方式，共同识别砂岩型铀矿控矿断裂。本发明方法基于地球物理领域的三维地震资料精细解释和断裂系统划分，能够有效识别砂岩型铀矿的控矿断裂类型，实现了砂岩型铀控矿断裂快速、精准识别，加快了砂岩型铀矿的勘探周期。
下面以松辽盆地塔拉哈区块为例，说明本发明基于三维地震资料的砂岩型铀矿控矿断裂识别方法的具体实施步骤：
步骤1：在已知的s3层位构造图中，将i条断层利用“DF-GVision”软件导出并进行编号，得到编号断层F1、F2、...、F13，见图2；利用“Landmark”软件读取塔拉哈区块Trace1093的三维地震成果数据，得到共4个层位(从下到上依次为层位s3、s2、s1、m)、13条断层和3个层段(从下到上依次为层段s3～s2、s2～s1、s1～m)。因此，在本实施例中，4个层位中的第1个层位即为s3、第2个层位即为s2、第3个层位即为s1、第4个层位即为m。分别用层段1～2表示层段s3～s2、层段2～3表示层段s2～s1、层段3～4表示层段s1～m，见图3。读取地质数据，得到塔拉哈区块含铀砂体发育于上白垩统四方台组(s1、s2、s3)中，s3下方嫩一二段、青一段发育黑色泥质烃源岩，同时松辽盆地成矿期为明水组(m)末期，在四方台组(s1、s2、s3)沉积之后，读取待勘查区的井区发育位置，得到25口钻探井和3口含铀井的发育位置，见图4。
步骤2：以步骤1读取的层位和断层为基础，在“Landmark”软件中分别读取编号断层F1、F2、...、F13从下到上依次断穿的层位，得到13条断层的穿层性，如表1所示。
表1断层穿层性
Figure BDA0003485020320000131
Figure BDA0003485020320000141
步骤3：从表1中可以看出断层穿层性可分为只断穿s3，只断穿s3、s2，只断穿s3、s2、s1，只断穿s3、s2、s1、m这四类穿层性。其中，穿层性较差的断层只断穿1-2个层位，占30.8％；穿层性较好的断层断穿3个及3个以上层位，占69.2％。由于F4、F5、F12、F13只断穿1-2个层位，是本时期的新生断层，继承性不大，因此不做研究，本发明将只断穿s3、s2、s1以及只断穿s3、s2、s1、m的断层F1、F2、F3、F6、F7、F8、F9、F10、F11作为目标断层进行研究，见表2。
表2目标断层的穿层性
Figure BDA0003485020320000142
Figure BDA0003485020320000151
步骤4：在“Landmark”软件中分别读取9条目标断层各个层位对应上盘深度值、各个层位对应下盘层位深度值，得到每个断层断穿层位对应的上盘深度和下盘层位深度值结果，如表3所示：
表3目标断层断穿层位对应的上盘深度和下盘层位深度值
Figure BDA0003485020320000152
Figure BDA0003485020320000161
步骤5：以步骤4读取得到的上盘深度值和下盘深度值为基础，利用式(1)计算各层段上盘厚度值，根据式(2)计算各层段下盘厚度值：
Ds(a～a+1)＝ds(a+1)-ds(a) (1)
Dx(a～a+1)＝dx(a+1)-dx(a) (2)
其中，Ds(a～a+1)表目标断层的层段a～a+1的上盘厚度值，Dx(a～a+1)表示目标断层的层段a～a+1的下盘厚度值，a＝1、2、...、j-1；ds(a)表示目标断层第a个层位上盘深度值，dx(a)表示目标断层第a个层位下盘深度值，ds(a+1)表示目标断层第a+1个层位上盘深度值，dx(a+1)表示目标断层第a+1个层位下盘深度值。得到各层段上盘厚度和各层段下盘厚度计算结果如表4所示。
表4目标断层各层段上盘厚度值和各层段下盘厚度值
Figure BDA0003485020320000171
Figure BDA0003485020320000181
以步骤4计算得到的各层位对应上盘深度值和各层位对应下盘层位深度值为基础，根据式(3)确定断层的各个地层的地层断距：
X(a)＝ds(a)-dx(a) (3)
其中，X(a)表示目标断层第a个层位的地层断距，ds(a)表示目标断层第a个层位上盘深度，dx(a)表示目标断层第a个层位下盘深度，a＝1、2、...、j。得到各个地层的地层断距计算结果如表5所示。
表5目标断层各个地层的地层断距
Figure BDA0003485020320000182
Figure BDA0003485020320000191
步骤6：以步骤5计算得到的各层段上盘厚度值和各层段下盘厚度值为基础，根据式(4)确定断层各层段生长指数：
GI(a～a+1)＝Ds(a～a+1)/Dx(a～a+1) (4)
其中，GI(a～a+1)表示目标断层的层段a～a+1的地层断距，Ds(a～a+1)表示目标断层的层段a～a+1上盘厚度，Dx(a～a+1)表示目标断层的层段a～a+1下盘厚度，a＝1、2、...、j-1。各个层段生长指数计算结果如表6所示。
表6目标断层各个层段生长指数
Figure BDA0003485020320000201
Figure BDA0003485020320000211
本步骤所述断层生长指数(Growth Index，缩写为GI)的概念是由Thorsen提出的，他将生长指数定义为断层上盘厚度与下盘厚度之比。其中，当断层生长指数等于1时，说明断层两盘厚度相等，断层在该时期不活动；当断层生长指数大于1时，说明断层在该时期活动，且生长指数越大，断层活动越强烈。
步骤7：以步骤1读取的层位、步骤5和骤6计算得到的地层断距和断层生长指数为基础，以地层断距为顶部横坐标，断层生长指数为底部横坐标，各层位深度为纵坐标，制作断层“断距埋深曲线及生长指数整体规律图”，得到9条目标断层的“断距埋深曲线及生长指数整体规律图”，见图5。
步骤8：以步骤2待研究目标断层的穿层性为基础，对9条目标断层进行第一次断裂系统划分。将9条目标断层初步划分成A13和A14两类断裂，见表7。
表7第一次断裂系统划分结果
Figure BDA0003485020320000212
Figure BDA0003485020320000221
A13类断裂是指只断穿层位1～3(本实施例中为层位s3、s2、s1)的断层，包括断层F2、F10；A14类断裂是指只断穿层位1～4(本实施例中为层位s3、s2、s1、m)的断层，包括断层F1、F3、F6、F7、F8、F9、F11。得到A13、A14两类断裂作为第一次断裂类型，见图6。
步骤9：以步骤7得到的断层“埋深断距曲线及生长指数整体规律图”为基础，依据各层段的生长指数大小来对步骤8得到的第一次断裂系统划分结果进行第二次断裂系统划分。将A13和A14两类断裂系统进行第二次划分，划分成了B13、B14、B24三类断裂，见表8。
表8第二次断裂系统划分结果
Figure BDA0003485020320000222
Figure BDA0003485020320000231
B13类断裂是指只在层段1～3(本实施例中为层段s3～s1)活动的断层，包括断层F2、F10；B14类断裂是指只在层段1～4(本实施例中为层段s3～m)活动的断层，包括断层F3、F6、F8、F9、F11；B24类断裂是指只在层段2～4(本实施例中为层段s2～m)活动的断层，包括断层F1、F7。得到B13、B14、B24三类断裂作为第二次断裂类型，见图7。
步骤10：将步骤1烃源岩发育层位、含铀砂体发育层位及铀矿成矿时期与步骤9得到的第二次断裂系统划分结果相结合，初步预测控矿断裂类型。由步骤1得到塔拉哈区块含铀砂体发育于上白垩统四方台组(s3、s2、s1)中，即含铀砂体发育于层段1～3中，层位1(本实施例中为层位s3)下方的嫩一二段、青一段发育黑色泥质烃源岩，同时松辽盆地铀矿成矿期为层段3～4(本实施例中为明水组m)末期，所以初步预测断穿裂嫩一二段、青一段～层位4(本实施例中为四方台组)，并且在层段3～4之前活动的断裂类型为控矿断裂类型。在表8中做比对，得到满足控矿断裂的断裂类型为B14型断裂。
用步骤1读取的井位对初步预测的B14型断裂进行验证。得到B14型断裂与读取的25口钻探井、3口含铀井之间的发育位置关系图，见图8。由图8可知，F6断层钻遇3口含铀井，并且3口含铀井中均有铀异常显示，将F6断层确定为控矿断裂。由于塔拉哈区块控矿断裂类型中的F3、F8、F9、F11断层没有钻遇井位，所以无法对其进行验证，最终验证的控矿断裂为F6，见图9。
基于本发明提供的一种基于三维地震资料的砂岩型铀矿控矿断裂识别方法，本发明还提供一种基于三维地震资料的砂岩型铀矿控矿断裂识别系统，所述系统包括：
数据获取模块，用于获取待勘查区的三维地震资料数据以及地质数据；所述待勘查区的三维地震资料数据包括所述待勘查区每条断层断穿的层位和层段；所述待勘查区的地质数据包括所述待勘查区的烃源岩发育层位、含铀砂体发育层位、铀矿成矿时期、以及井区发育位置；
断层穿层性确定模块，用于根据所述待勘查区的三维地震资料数据确定每条断层的穿层性；
目标断层筛选模块，用于根据所述每条断层的穿层性筛选出目标断层；
上下盘深度值获取模块，用于获取所述目标断层断穿的各个层位对应的上下盘深度值；
上下盘厚度及地层断距确定模块，用于根据所述上下盘深度值确定所述目标断层各层段对应的上下盘厚度以及所述目标断层断穿的各个层位对应的地层断距；
生长指数确定模块，用于根据所述目标断层各层段对应的上下盘厚度确定所述目标断层各层段对应的生长指数；
整体规律图建立模块，用于根据所述目标断层断穿的各个层位对应的地层断距以及所述目标断层各层段对应的生长指数，建立所述目标断层的断距埋深曲线及生长指数整体规律图；
第一次断裂系统划分模块，用于根据所述目标断层的穿层性进行第一次断裂系统划分，得到第一次断裂系统划分结果；
第二次断裂系统划分模块，用于根据所述目标断层的断距埋深曲线及生长指数整体规律图对所述第一次断裂系统划分结果进行第二次断裂系统划分，得到第二次断裂系统划分结果；
控矿断裂识别模块，用于根据所述待勘查区的地质数据以及所述第二次断裂系统划分结果确定控矿断裂。
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。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
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)

1.一种基于三维地震资料的砂岩型铀矿控矿断裂识别方法，其特征在于，包括：
获取待勘查区的三维地震资料数据以及地质数据；所述待勘查区的三维地震资料数据包括所述待勘查区每条断层断穿的层位和层段；所述待勘查区的地质数据包括所述待勘查区的烃源岩发育层位、含铀砂体发育层位、铀矿成矿时期、以及井区发育位置；
根据所述待勘查区的三维地震资料数据确定每条断层的穿层性；
根据所述每条断层的穿层性筛选出目标断层；保留只断穿3个及3个以上层位的断层，作为n条目标断层；
获取所述目标断层断穿的各个层位对应的上下盘深度值；
根据所述上下盘深度值确定所述目标断层各层段对应的上下盘厚度以及所述目标断层断穿的各个层位对应的地层断距；
所述根据所述上下盘深度值确定所述目标断层各层段对应的上下盘厚度，具体包括：
根据所述目标断层断穿的各个层位对应的上盘深度值，采用公式Ds(a～a+11)＝ds(a+1)-ds(a)计算所述目标断层各层段对应的上盘厚度；其中，ds(a)和ds(a+1)分别表示所述目标断层的第a个层位和第a+1个层位对应的上盘深度值，Ds(a～a+1)表示所述目标断层的层段a～a+1对应的上盘厚度；
根据所述目标断层断穿的各个层位对应的下盘深度值，采用公式Dx(a～a+11)＝dx(a+1)-dx(a)计算所述目标断层各层段对应的下盘厚度；其中，dx(a)和dx(a+1)分别表示所述目标断层的第a个层位和第a+1个层位对应的下盘深度值，Dx(a～a+1)表示所述目标断层的层段a～a+1对应的下盘厚度；
所述根据所述上下盘深度值确定所述目标断层断穿的各个层位对应的地层断距，具体包括：
根据所述目标断层断穿的各个层位对应的下盘深度值，采用公式X(a)＝ds(a)-dx(a)确定所述目标断层断穿的各个层位对应的地层断距；其中X(a)表示所述目标断层断穿的第a个层位对应的地层断距；
根据所述目标断层各层段对应的上下盘厚度确定所述目标断层各层段对应的生长指数；
根据所述目标断层断穿的各个层位对应的地层断距以及所述目标断层各层段对应的生长指数，建立所述目标断层的断距埋深曲线及生长指数整体规律图；
根据所述目标断层的穿层性进行第一次断裂系统划分，得到第一次断裂系统划分结果；
根据所述目标断层的断距埋深曲线及生长指数整体规律图对所述第一次断裂系统划分结果进行第二次断裂系统划分，得到第二次断裂系统划分结果；
根据所述待勘查区的地质数据以及所述第二次断裂系统划分结果确定控矿断裂；
所述根据所述待勘查区的地质数据以及所述第二次断裂系统划分结果确定控矿断裂，具体包括：
根据所述待勘查区的地质数据，将同时满足断穿所述烃源岩发育层位到所述含铀砂体发育层位、并且在所述铀矿成矿期之前活动的所述目标断层对应的第二次断裂类型确定为控矿断裂类型；
根据所述待勘查区的井区发育位置确定属于所述控矿断裂类型的目标断层中的控矿断裂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标断层各层段对应的上下盘厚度确定所述目标断层各层段对应的生长指数，具体包括：
根据所述目标断层各层段对应的上下盘厚度，采用公式GI(a～a+1)＝Ds(a～a+1)/Dx(a～a+1)确定所述目标断层各层段对应的生长指数；其中GI(a～a+1)表示所述目标断层的层段a～a+1对应的生长指数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标断层断穿的各个层位对应的地层断距以及所述目标断层各层段对应的生长指数，建立所述目标断层的断距埋深曲线及生长指数整体规律图，具体包括：
以所述目标断层断穿的各个层位对应的地层断距为顶部横坐标，以所述目标断层各层段对应的生长指数为底部横坐标，以所述目标断层断穿的各个层位对应的深度值为纵坐标，建立所述目标断层的断距埋深曲线及生长指数整体规律图。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标断层的穿层性进行第一次断裂系统划分，得到第一次断裂系统划分结果，具体包括：
将穿层性相同的目标断层归类为同一类断裂，得到所述目标断层对应的第一次断裂类型作为所述第一次断裂系统划分结果。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标断层的断距埋深曲线及生长指数整体规律图对所述第一次断裂系统划分结果进行第二次断裂系统划分，得到第二次断裂系统划分结果，具体包括：
根据所述目标断层的断距埋深曲线及生长指数整体规律图，将第一次断裂类型相同的目标断层中活动时期也相同的目标断层归类为同一类断裂，得到所述目标断层对应的第二次断裂类型作为所述第二次断裂系统划分结果。
6.一种基于三维地震资料的砂岩型铀矿控矿断裂识别系统，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取待勘查区的三维地震资料数据以及地质数据；所述待勘查区的三维地震资料数据包括所述待勘查区每条断层断穿的层位和层段；所述待勘查区的地质数据包括所述待勘查区的烃源岩发育层位、含铀砂体发育层位、铀矿成矿时期、以及井区发育位置；
断层穿层性确定模块，用于根据所述待勘查区的三维地震资料数据确定每条断层的穿层性；
目标断层筛选模块，用于根据所述每条断层的穿层性筛选出目标断层；保留只断穿3个及3个以上层位的断层，作为n条目标断层；
上下盘深度值获取模块，用于获取所述目标断层断穿的各个层位对应的上下盘深度值；
上下盘厚度及地层断距确定模块，用于根据所述上下盘深度值确定所述目标断层各层段对应的上下盘厚度以及所述目标断层断穿的各个层位对应的地层断距；
所述根据所述上下盘深度值确定所述目标断层各层段对应的上下盘厚度，具体包括：
根据所述目标断层断穿的各个层位对应的上盘深度值，采用公式Ds(a～a+11)＝ds(a+1)-ds(a)计算所述目标断层各层段对应的上盘厚度；其中，ds(a)和ds(a+1)分别表示所述目标断层的第a个层位和第a+1个层位对应的上盘深度值，Ds(a～a+1)表示所述目标断层的层段a～a+1对应的上盘厚度；
根据所述目标断层断穿的各个层位对应的下盘深度值，采用公式Dx(a～a+11)＝dx(a+1)-dx(a)计算所述目标断层各层段对应的下盘厚度；其中，dx(a)和dx(a+1)分别表示所述目标断层的第a个层位和第a+1个层位对应的下盘深度值，Dx(a～a+1)表示所述目标断层的层段a～a+1对应的下盘厚度；
所述根据所述上下盘深度值确定所述目标断层断穿的各个层位对应的地层断距，具体包括：
根据所述目标断层断穿的各个层位对应的下盘深度值，采用公式X(a)＝ds(a)-dx(a)确定所述目标断层断穿的各个层位对应的地层断距；其中X(a)表示所述目标断层断穿的第a个层位对应的地层断距；
生长指数确定模块，用于根据所述目标断层各层段对应的上下盘厚度确定所述目标断层各层段对应的生长指数；
整体规律图建立模块，用于根据所述目标断层断穿的各个层位对应的地层断距以及所述目标断层各层段对应的生长指数，建立所述目标断层的断距埋深曲线及生长指数整体规律图；
第一次断裂系统划分模块，用于根据所述目标断层的穿层性进行第一次断裂系统划分，得到第一次断裂系统划分结果；
第二次断裂系统划分模块，用于根据所述目标断层的断距埋深曲线及生长指数整体规律图对所述第一次断裂系统划分结果进行第二次断裂系统划分，得到第二次断裂系统划分结果；
控矿断裂识别模块，用于根据所述待勘查区的地质数据以及所述第二次断裂系统划分结果确定控矿断裂；
所述根据所述待勘查区的地质数据以及所述第二次断裂系统划分结果确定控矿断裂，具体包括：
根据所述待勘查区的地质数据，将同时满足断穿所述烃源岩发育层位到所述含铀砂体发育层位、并且在所述铀矿成矿期之前活动的所述目标断层对应的第二次断裂类型确定为控矿断裂类型；
根据所述待勘查区的井区发育位置确定属于所述控矿断裂类型的目标断层中的控矿断裂。
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