一种钻孔岩心蚀变信息编录方法与流程

本发明属于地球科学技术领域，具体涉及一种钻孔岩心蚀变信息编录方法。

背景技术：

围岩蚀变是重要的找矿标志之一，在地质人员的钻孔岩心编录工作中，对于蚀变信息的识别和编录是一项十分重要的内容。传统的岩心蚀变信息编录主要通过地质编录人员的岩心观察来实现，显然具有一定的主观不确定性，高光谱技术能够有效地弥补这一缺陷，利用不同物质组分在光谱上的特征差异来鉴别、区分地物，目前已经能够实现几十种矿物的识别，其中包括许多种蚀变矿物类型。但在国内地勘领域，岩心高光谱测量及应用仍处于起步阶段，国内地勘领域的钻探工程场地条件各异，许多地勘单位的岩心库十分简陋，尤其是山区的钻孔岩心入库成本较高，大量岩心在地质人员现场编录完之后就废弃。因此，大型的高光谱岩心测量系统目前实用化的难度较大，且设备价格十分昂贵许多单位难以装备。比较而言，便携式光谱仪的价格相对较低，且运输和使用便利，具备广泛应用的条件。

对于钻孔岩心蚀变信息的光谱编录来说，需要测量大量的岩心光谱数据。目前对岩心光谱数据的处理大多是利用光谱分析或匹配方法来判断该光谱的类别归属，由于光谱测量的测距尺度一般较小，归类法的分析结果较难给地质人员呈现一种直观的结果，而且也不便于后续开展二次利用，如基于钻孔数据库的三维地质建模等。此外，光谱分析方法涉及专业，地质人员难以理解并掌握。因此，如何相对高效的处理钻孔岩心光谱测量数据，获得相对准确、直观的编录结果，从而提高与地质行业的契合度，是岩心高光谱数据发挥作用的关键。

综上所述，现有技术中一方面岩心高光谱编录系统价格昂贵，运行所需要的配套条件较高，经济性和实用性大打折扣；另一方面，传统的高光谱分析与识别技术地质人员难以掌握，岩心光谱测量与识别结果需要进一步转化为地质人员能够直接利用的数据或信息，才能够实用化。因此，需要设计一种利用便携式光谱仪可便捷高效的获取钻孔岩心光谱测量数据的方法，通过几步处理，既体现高光谱蚀变信息识别的优势，又能够快速实现钻孔岩心蚀变信息的半定量化编录，提升岩心高光谱数据应用效果。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种钻孔岩心蚀变信息编录方法，用以解决现有技术中高光谱岩心测量设备庞大昂贵、经济适用性低、传统高光谱分析识别技术需要二次数据转化处理才可被地质人员利用的技术问题。

本发明的技术方案是：

一种钻孔岩心蚀变信息编录方法，包括如下步骤：

步骤一，钻孔岩心反射率光谱测量；利用便携式光谱仪的内置光源探头测量方式，获取待编录钻孔岩心的反射率光谱数据，并依照钻孔深度进行整理和排序。

步骤二，光谱数据重采样；根据待编录蚀变类型的主要诊断性光谱特征，确定该光谱特征的波长范围，根据此波长范围对步骤一中获取的岩心反射率光谱进行重采样，获得特征波长范围内的光谱数据；

步骤三，包络线去除；对步骤二重采样后的岩心反射率光谱数据统一进行包络线去除处理，使每种蚀变类型的光谱背景归一到一致；

步骤四，吸收深度计算；利用步骤三中每种蚀变类型包络线去除后的反射率最小值计算特征光谱的吸收深度；

步骤五：数据编录；根据钻孔岩心的对应深度，对步骤四中计算的吸收深度数据进行整理和排序；

步骤六，编录结果可视化；利用数据可视化软件，对步骤五编录后的数据结果进行可视化。

如上所述步骤一还包括：利用便携式光谱仪内置光源探头测量待编录钻孔岩心相对参考白板的反射率光谱数据时，按钻孔深度顺序进行，采用相对固定的间隔依次测量光谱数据；测量结束后需对获取的光谱数据按照钻孔号、深度进行统一整理和排序。

如上所述步骤二还包括：参考标准光谱库，根据待编录蚀变类型的主要诊断性光谱特征，如fe³⁺、al-oh、mg-oh、co3^2-等或其他特殊蚀变类型，确定该特征的波长范围，根据此波长范围对步骤一中获取的岩心反射率光谱进行重采样，获得特征波长范围内的光谱数据；

若编录的蚀变类型十分精细，为某种矿物且具有一个以上的特征则对这些特征分别进行重采样。

如上所述步骤三还包括：利用envi软件中的光谱数据去包络线模块，对步骤二中重采样后的岩心反射率光谱数据统一进行包络线去除处理，使每种蚀变类型的光谱背景归一到一致，便于进行比较和计算。

如上所述步骤四还包括：根据包络线去除后的光谱曲线结果，获取各条光谱曲线最低点的反射率值rmin，然后统一计算每种蚀变类型反射光谱特征的吸收深度d＝1-rmin，用以表征该特征蚀变类型的强弱程度。

如上所述步骤五还包括：根据钻孔岩心的对应深度，对步骤四计算的吸收深度数据进行整理和排序，根据钻孔号和蚀变类型形成编录数据库；对排序后整个钻孔的吸收深度数据进行滤波处理；尤其是深度较深的钻孔，由于光谱测量间距较小，编录数据量较大，将影响数据的可视化效果，不利于直观分析，因此，需要通过滤波处理来改善编录的可视化效果。

如上所述步骤六包括：利用excel、origin等数据可视化工具，实现步骤五获得的编录数据的可视化展示；为使编录结果更符合地质人员的应用习惯，可形成类似测井曲线的效果。

本发明的有益效果是：

本发明设计的一种钻孔岩心蚀变信息编录方法，利用高光谱技术优势，基于便携式光谱仪快速获取钻孔岩心光谱数据，通过计算蚀变类型主要诊断光谱特征吸收深度，半定量地表达钻孔岩心蚀变信息。经地质人员分析验证，编录结果能够很好的表达钻孔中发育的蚀变信息，并且与测井曲线相类似，便于地质人员的分析和利用，对提升钻孔地质编录及找矿勘探效果具有明显促进作用。

本发明的优势和特点还包括：

(1)具备高光谱信息识别优势，编录的蚀变信息类型丰富、客观；(2)数据采集不受场地条件的影响，操作便利，效率高；(3)编录结果展示的蚀变信息分布趋势与物探测井曲线类似，对地质人员的实用性强，便于数据库的构建和二次利用。

附图说明

图1为本发明所提供的一种钻孔岩心蚀变信息编录方法流程示意图；

图2为利用本发明方法进行的某钻孔碳酸盐化编录图；

图3为利用本发明方法进行的某钻孔碳酸盐化滤波编录图。

具体实施方式

本发明的目的旨在利用便携式光谱仪使用便利、测量效率高的特点，和高光谱数据在蚀变信息识别方面的优势，通过测量钻孔岩心光谱数据和数据处理，利用蚀变信息主要的诊断性光谱特征吸收深度来表征蚀变发育强弱程度，快速获取蚀变信息在整个钻孔的分布特征，实现钻孔蚀变信息的编录。

下面结合附图与实施例对本发明进行进一步的说明：

如图1至3所示，一种钻孔岩心蚀变信息编录方法，包括如下步骤：

步骤一，钻孔岩心反射率光谱测量；利用便携式光谱仪的内置光源探头测量方式，获取待编录钻孔岩心的反射率光谱数据，并依照钻孔深度进行整理和排序。测量待编录钻孔岩心相对参考白板的反射率光谱数据时，按钻孔深度顺序进行，采用相对固定的间隔依次测量光谱数据；测量结束后需对获取的光谱数据按照钻孔号、深度进行统一整理和排序。

步骤二，光谱数据重采样；根据待编录蚀变类型的主要诊断性光谱特征，确定该光谱特征的波长范围，根据此波长范围对步骤一中获取的岩心反射率光谱进行重采样，获得特征波长范围内的光谱数据；

参考标准光谱库，根据待编录蚀变类型的主要诊断性光谱特征，如fe³⁺、al-oh、mg-oh、co3^2-等或其他特殊蚀变类型，确定该特征的波长范围，根据此波长范围对步骤一中获取的岩心反射率光谱进行重采样，获得特征波长范围内的光谱数据；若编录的蚀变类型十分精细，为某种矿物且具有一个以上的特征(常见蚀变矿物的主要诊断性特征不超过两个)则对这些特征分别进行重采样。

步骤三，包络线去除；利用envi软件中的光谱数据去包络线模块，对步骤二中重采样后的岩心反射率光谱数据统一进行包络线去除处理，使每种蚀变类型的光谱背景归一到一致，便于进行比较和计算。

步骤四，吸收深度计算；利用步骤三中每种蚀变类型包络线去除后的反射率最小值计算特征光谱的吸收深度；根据包络线去除后的光谱曲线结果，获取各条光谱曲线最低点的反射率值rmin，然后统一计算每种蚀变类型反射光谱特征的吸收深度d＝1-rmin，用以表征该特征蚀变类型的强弱程度。

步骤五：数据编录；根据钻孔岩心的对应深度，对步骤四中计算的吸收深度数据进行整理和排序；根据钻孔号和蚀变类型形成编录数据库；

作为优选方案，为了使钻孔编录数据的趋势性更加明显，对排序后整个钻孔的吸收深度数据进行滤波处理；尤其是深度较深的钻孔，由于光谱测量间距较小，编录数据量较大，将影响数据的可视化效果，不利于直观分析，因此，需要通过滤波处理来改善编录的可视化效果。

步骤六，编录结果可视化；利用数据可视化软件，对步骤五编录后的数据结果进行可视化。利用excel、origin等数据可视化工具，实现步骤五获得的编录数据的可视化展示；为使编录结果更符合地质人员的应用习惯，可形成类似测井曲线的效果。附图2是某钻孔碳酸盐化信息的编录效果图，附图3是该钻孔碳酸盐化信息的滤波编录效果图。