基于磁重信息的古河道快速圈定方法与流程

1.本发明涉及一种古河道勘探技术，具体地说是一种基于磁重信息的古河道快速圈定方法。


背景技术：

2.航空磁法测量（简称“航磁”）和重力测量是地球物理方法的重要组成部分，前者不仅是直接探测磁性固体矿产的最有效方法，其与重力测量也是快速查明大范围区域构造背景、揭示地层结构、圈定隐伏岩浆岩分布的常规组合方法。随着测量精度和后处理技术的不断提高，航磁和重力在划定盆地构造形态和分区的先行性作用愈发突显，我国主要盆地构造分区划分通常首先依据航磁、重力来划定。
3.砂岩型铀矿是我国当前及今后长期时间内铀矿勘查的主攻类型，而古河道砂岩型铀矿作为其中的重要勘查类型之一，已在二连盆地实现了重大突破，相继探明了巴彦乌拉、哈达图等大中型以上矿床，确定了“巴-赛-齐”古河道砂岩型铀成矿带，探明资源量不断扩大，勘探潜力巨大，且近年来在北方其他盆地也有勘探报道。
4.古河道（也称“古河谷”）是指沉积盆地中由于构造作用形成的带状谷地，是砂岩型铀找矿目的层或目标砂体发育的直接空间。以二连盆地为例，古河道砂岩型铀矿即赋存于目的层下白垩统赛汉组古河道（谷）砂体中，古河道交汇、变宽或拐弯等水动力条件变化部位是定位铀矿床或矿化发育的关键要素，因此圈定古河道发育位置对铀矿勘查部署具有重要意义。
5.目前铀矿勘查手段中，一般依据钻探、浅层地震、电磁法等对古河道分布范围进行圈定，这些方法手段虽然勘查结果可靠，可直接探查深部古河道砂体分布，但依然存在两点不足：一是，勘探成本高、周期长、控制范围有限且零散，难以快速圈定大范围区域内古河道分布特征；二是，由于对工作区地表环境均有不同程度破坏，施工过程中易受当地牧（居）民或环保部门制约，甚至不能施工，直接影响了后续勘查工作部署。


技术实现要素：

6.本发明的目的就是提供一种基于磁重信息的古河道快速圈定方法，以解决现有砂岩型铀矿勘查主要方法中，定位古河道这一关键控矿要素时，成本高、控制范围不准确、易受施工条件制约的问题。
7.本发明是这样实现的：一种基于磁重信息的古河道快速圈定方法，包括以下步骤。
8.a.确定古河道研究区的范围，收集研究区已有铀矿地质、基础地质、电磁法探深以及布格重力异常网格数据资料，分析先验区内砂岩型铀成矿主要构造特征、地质演化特征和古河道发育过程，得到基底构造形态、盖层构造形态以及古河道发育空间三者之间的继承性关系。
9.b.在研究区开展面积性高精度航空磁法测量。
10.c.对步骤b中测量得到的航磁数据进行校正处理以及网格化、调平处理，获取航磁
δt值及其网格数据。
11.d.采用磁重位场转换处理技术，获取航磁δt、布格重力异常相应处理结果，同时反演磁性基底最小埋深。
12.e.推断解释主要断裂构造和凹凸构造形态特征，利用步骤a分析得到的基底构造形态、沉积盖层构造形态以及古河道发育空间三者的继承性关系，通过对比磁重与电磁探深推断目的层古河道分布结果，建立基于磁重信息的古河道解释标志。
13.f.根据步骤e中建立的古河道解释标志，在研究区圈定古河道及其分布范围。
14.在步骤d中，对航磁δt网格数据先后进行化极、上延处理，同时对布格重力异常网格数据依次按进行投影变换，使该网格数据投影参数与航磁数据一致，再进行垂向一阶导数处理，分别对以上处理结果编制相应图件；最后采用磁源参数成像（spi）技术对化极航磁δt网格数据进行反演，编制磁性基底最小埋深图。
15.其中步骤e包括以下步骤。
16.1）推断主要断裂和基
㡳
构造形态特征：利用步骤d中得到的航磁化极、上延图件，根据断裂解释标志，推断研究区主要断裂分布特征，同时利用磁性基底最小埋深图和布格重力异常垂向一阶导数图件，综合推断基底凹凸构造形态特征。
17.2）继承性分析：根据步骤a中分析得到的基底构造形态、沉积盖层构造形态以及古河道发育空间三者的继承性关系以及步骤1）中的推断结果，进一步验证并建立基底构造形态、盖层构造形态以及古河道发育空间三者的继承性关系。
18.3）建立古河道解释标志：根据建立的基底构造形态、盖层构造形态以及古河道发育空间三者的继承性关系，结合电磁探深推断目的层古河道分布结果，建立基于航磁和重力信息的古河道解释标志。
19.研究区是在已有铀矿勘查成果基础上确定的古河道砂岩型铀矿成矿远景区，先验区是研究区内分布已探明中型以上砂岩型铀矿床，或已通过钻探工程和深部地球物理勘探查明的砂岩型铀成矿区。
20.步骤c中，航磁数据的校正处理包括地球正常磁场校正、飞行海拔高度校正、磁日变校正、方向差校正、滞后校正，网格化方法为最小曲率法，调平方法为切割线调平法。
21.步骤f中，先利用mapgis平台提取出场值/埋深符合解释标志特征的区域，再手工保留符合狭长带状特征的区域，再保留夹持于深、大断裂控制或受其控制的区域，从而圈定出古河道分布。
22.本发明通过分析和建立基底构造形态、盖层构造形态以及古河道发育空间三者的继承性关系，并结合主要断裂构造和凹凸构造形态特征来建立基于航磁和重力信息的古河道解释标志，根据古河道解释标志圈定古河道及其分布范围，成本低、周期短、控制范围准确，能够快速圈定大范围区域内古河道分布特征。同时，由于几乎不需要对研究区进行施工勘探，不会对研究区地表环境造成破坏，能够顺利实施。
23.本发明为解决现有砂岩型铀矿勘查主要方法中，定位古河道这一关键控矿要素成本高、控制范围不准确、易受施工条件制约等问题，提供了一种有效方法，具有广泛的应用前景，适于在同类型盆地中推广应用。
附图说明
24.图1是本发明的流程图。
25.图2为本发明方法的构造特征及继承性分析示意图。
26.图3本发明方法的古河道解释标志示意图。
27.图4本发明方法的古河道圈定实例结果图。
具体实施方式
28.下面结合图1~图4对本发明作进一步详细说明。
29.步骤a：确定古河道研究区的范围，收集研究区已有铀矿地质、基础地质、电磁法探深以及布格重力异常网格数据资料，分析先验区内砂岩型铀成矿主要构造特征、地质演化特征和古河道发育过程，得到基底构造形态、盖层构造形态以及古河道发育空间三者之间的继承性关系。
30.具体地，向全国地质资料馆、核工业地质档案馆、相关地勘单位收集研究区铀矿地质勘查、基础地质、地面电磁探深、布格重力异常网格数据等资料，并在研究区内确定先验区。
31.所收集布格重力异常网格间距不低于2000m，原始布格重力异常数据均方差优于
±
0.18
×
10-5 m/s2、总精度优于
±
0.5
×
10-5 m/s2。
32.研究区是在已有铀矿勘查成果基础上确定的古河道砂岩型铀矿成矿远景区，先验区是研究区内分布已探明中型以上砂岩型铀矿床，或已通过钻探工程和深部地球物理勘探查明的砂岩型铀成矿区。
33.分析先验区内砂岩型铀成矿主要构造特征、地质演化特征和古河道发育过程，揭示出基底构造形态、盖层构造形态、古河道发育空间三者之间的继承性关系。铀矿勘探成果表明，盖层狭长凹陷轴部或凹凸过渡带是目的层古河道发育的直接空间；构造演化表明，盆地形成初期（即断陷沉积期）后，盆地构造运动方式以垂向升降为主，断裂活动强度及规模大幅减弱甚至无活动，基底凹凸构造形态控制了盖层凹凸构造形态展布特征，如图2磁性基底最小埋深所反映出的基底凹陷形态与控矿盖层凹陷形态基本一致。
34.步骤b：在研究区开展面积性高精度航空磁法测量。
35.具体地，在研究区，合理选择机载平台和航磁测量系统，按设计要求开展高精度航磁测量，获取调平后总精度优于
±
2.0nt的高精度航磁数据。航空磁法测量测线垂直于主构造线方向，测量比例尺不低于1:5万（即测线间距不低于500m）、测点间距为6~8m。
36.步骤c：对步骤b中测量得到的航磁数据进行校正处理以及网格化、调平处理，获取航磁δt值及其网格数据。
37.具体地，先对航磁原始数据进行地球正常磁场校正、飞行海拔高度校正、磁日变校正、方向差校正、滞后校正等预处理，获取航磁δt场值，再采用最小曲率法进行网格化处理（网格间距为150m），最后依次采用切割线法、微调平法进行调平处理，获取调平后航磁δt网格数据。
38.步骤d：采用磁重位场转换处理技术，获取航磁δt、布格重力异常相应处理结果，同时反演磁性基底最小埋深。
39.具体地，对航磁δt网格数据先后进行化极、上延处理，化极参数一般通过计算研
究区中心地理坐标点igrf参数获取，上延高度一般选择500~1000m为宜，同时利用mapgis平台“dtm分析”模块中“grd模型”功能，依次按输入源网格数据投影参数、选择高斯-克吕格投影方法、输入目标网格投影参数等三个步骤，对布格重力异常网格数据依次按进行投影变换，使该网格数据投影参数与航磁数据一致，再进行垂向一阶导数处理，分别对以上处理结果编制相应图件。最后采用磁源参数成像（spi）技术对化极航磁δt网格数据进行反演，编制磁性基底最小埋深图。通过对比钻探结果，调整截断波长、光滑因子等反演参数，使反演磁性基底最小埋深与钻探结果相对误差小于20%，确定最优反演参数。该步骤所有图件均为mapgis格式等值线平面图。
40.步骤e：推断解释主要断裂构造和凹凸构造形态特征，利用步骤a分析得到的基底构造形态、沉积盖层构造形态以及古河道发育空间三者的继承性关系，通过对比磁重与电磁探深推断目的层古河道分布结果，建立基于磁重信息的古河道解释标志。
41.具体地，该步骤实现包括3项内容。
42.1）推断主要断裂和基
㡳
构造形态特征：利用步骤d中得到的航磁化极、上延图件，根据断裂解释标志，推断研究区主要断裂分布特征，同时利用磁性基底最小埋深图和布格重力异常垂向一阶导数图件，综合推断基底凹凸构造形态特征（如图2所示）。
43.2）继承性分析：根据步骤a中分析得到的基底构造形态、沉积盖层构造形态以及古河道发育空间三者的继承性关系以及步骤1）中的推断结果，进一步验证并建立基底构造形态、盖层构造形态以及古河道发育空间三者的继承性关系。
44.如图2所示，控矿凹陷形态基本与磁性基底凹陷形态一致，且盖层断裂与基底断裂在空间位置上具有一定的重合性和延续性。基底构造形态、盖层构造形态、古河道发育空间三者具有继承性关系。
45.3）建立古河道解释标志：根据建立的基底构造形态、盖层构造形态以及古河道发育空间三者的继承性关系，结合电磁探深推断古河道分布结果，建立基于航磁和重力信息的古河道解释标志（如图3所示）。
46.古河道解释标志具体为：
①
航磁化极δt对应狭长带状展布的低缓磁背景场，背景场值一般为-60~40nt；
②
狭长带状磁性基底凹陷及其旁侧凹凸过渡部位，即如图3磁性基底最小埋深结果所示，指磁性基底最小埋深一般大于500m，且沿走向延伸大于50km、宽度小于15km的区域；
③
布格重力异常垂向一阶导数狭长低值带，场值一般在-0.006~-0.001 mgal/s；
④
一般夹持于深、大断裂之间或受深、大断裂控制。
47.步骤f：根据步骤e中建立的古河道解释标志，在研究区圈定古河道及其分布范围。
48.具体地，先利用mapgis平台“区属性分析”功能，提取出场值/埋深符合解释标志特征的区域，再手工保留符合狭长带状特征的区域，再保留夹持于深、大断裂控制或受其控制的区域，从而圈定出古河道分布（实际应用结果见图4）。