一种多参数多尺度岩性构造填图系统及方法

本发明涉及岩性构造填图，具体涉及一种多参数多尺度岩性构造填图系统及方法。

背景技术：

1、岩性构造填图是将岩石类型和构造特征绘制在地图上，以展示地质单位和构造特征的空间分布，用于研究地质构造、岩性变化和岩石类型的空间关系，对于地质研究和资源勘探具有重要意义。不同地质体的岩石组成、矿物成分、结构特征等方面存在一定差异，而这种差异可以通过物性（如磁性、伽玛能谱、电性以及密度等）差别表现出不同的地球物理场信息特征，地球物理岩性构造填图便是依据这一原理进行的。目前高光谱、遥感、重磁三维反演、航空磁力（航磁）、航空伽玛能谱（航放）、航空瞬变电磁（航电）已经应用于岩性构造识别和填图工作中。高光谱和遥感技术可以测量大范围的地表覆盖信息，并通过不同波段的反射、辐射特征来推测地表岩性和构造特征。重磁三维反演填图通过分析重力和磁力测量和三维反演确定地下岩石密度和磁性的空间分布，揭示地下岩体和构造的变化。航空地球物理方法（航磁、航放、航电、航重）利用空中平台进行地球物理场测量，通过分析不同岩性和构造的地球物理场特征差异，推测地表和浅表岩性和构造特征，该方法可以快速获取大范围的数据，对于研究广域区域的岩性构造具有优势。目前常见的航空地球物理测量系统有：航磁、航放、频率域航电和时间域航电。

2、目前常用的岩性构造填图技术，如高光谱、遥感、航空地球物理（航磁、航电、航重和航电）测量只能获取地质体的某一个物性参数的特征信息，无法同时获取多个物性特征信息。由于不同地质体成分和结构的差异，很难从单一的物性参数上进行区分和识别，导致推断的结果受限，岩性构造填图精度低。另外，不同方法推断的地质体的特征信息和尺度不同，如高光谱、遥感和航空伽玛能谱的测量参数只是表层地质体的反映，航重/磁对密度或磁性体边界和构造反映较明显，也可以对岩体的深度做一定推断，航电对岩体和地层边界有较好地区别能力，但分辨率不高。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种多参数多尺度岩性构造填图系统及方法，能够结合多重地球物理参数以实现快速全面地推断地质体的信息。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种多参数多尺度岩性构造填图系统，包括：

3、直升机平台，其包括多参数航空地球物理数据处理系统；

4、磁力计，安装于所述直升机平台的前部延伸位置，用于测量地质体的磁力参数，并将所述地质体的磁力参数传输给所述数据处理系统；

5、伽玛能谱仪，安装于所述直升机平台的座舱内，用于测量地质体的伽玛能谱参数，并将所述地质体的伽玛能谱参数传输给所述数据处理系统；

6、瞬变电磁测量吊挂装置，用于测量地质体的电性参数，并将所述地质体的电性参数传输给所述数据处理系统；

7、主悬索，用于将所述瞬变电磁测量吊挂装置连接于所述直升机平台的下部；

8、其中，多参数航空地球物理数据处理系统用于根据所述地质体的磁力参数、伽玛能谱参数以及电性参数进行数据处理后进行多参数多尺度岩性构造填图。

9、在可能的一些实施方式中，所述瞬变电磁测量吊挂装置包括接收线圈、发射线圈和发射补偿线圈；

10、所述接收线圈位于发射线圈和发射补偿线圈上方，用于接收关断期间地质体反馈的二次电磁场信息；

11、发射线圈用于发射一次电磁场，发射补偿线圈用于补偿发射线圈发射的一次场，且发射线圈和补偿发射线圈共平面共中心。

12、在可能的一些实施方式中，所述瞬变电磁测量吊挂装置还包括副悬索、绳索和平衡翼；

13、所述副悬索包括两组，第一组副悬索用于悬挂接收线圈和发射补偿线圈，第二组副悬索用于悬挂发射线圈，且两组副悬索均连接至所述主悬索；

14、所述绳索呈放射状排列连接发射线圈和发射补偿线圈；

15、所述平衡翼固定于发射线圈尾部，用于稳定所述瞬变电磁测量吊挂装置。

16、在可能的一些实施方式中，系统还包括：

17、导航装置，安装于所述直升机平台的头部，用于获取地质体的实时位置信息，并将所述地质体的实时位置信息传输给所述数据处理系统；

18、高度计，安装于所述直升机平台的下部，用于测量所述直升机平台的离地高度，并将所述直升机平台的离地高度传输给所述数据处理系统；

19、硬支架，固定于直升机平台下方起落架上，其头部为无磁保护壳，用于搭载所述磁力计。

20、在可能的一些实施方式中，所述导航装置为gnss，所述高度计为雷达高度计。

21、为了实现上述目的，本发明还提供了一种多参数多尺度岩性构造填图方法，应用于上述的多参数多尺度岩性构造填图系统，所述方法包括：

22、基于磁力计测量地质体的磁力参数，并将所述地质体的磁力参数传输给所述数据处理系统；

23、基于伽玛能谱仪测量地质体的伽玛能谱参数，并将所述地质体的伽玛能谱参数传输给所述数据处理系统；

24、基于瞬变电磁测量吊挂装置测量地质体的电性参数，并将所述地质体的电性参数传输给所述数据处理系统；

25、基于数据处理系统根据所述地质体的磁力参数、伽玛能谱参数以及电性参数进行数据处理后进行多参数多尺度岩性构造填图。

26、在可能的一些实施方式中，在基于数据处理系统根据所述地质体的磁力参数、伽玛能谱参数以及电性参数进行数据处理之前，还包括：

27、对所述地质体的磁力参数、伽玛能谱参数以及电性参数进行预处理和数据校正处理。

28、在可能的一些实施方式中，所述伽玛能谱参数包括钾含量、铀含量、钍含量及放射性元素总量，所述磁力参数包括磁场强度参数，所述电性参数包括视电阻率；基于数据处理系统根据所述地质体的磁力参数、伽玛能谱参数以及电性参数进行数据处理，包括：

29、绘制所述钾含量图、铀含量图、钍含量图及放射性元素总含量图，并计算和绘制钍含量与钾含量的比值转换图、铀含量与钾含量的比值转换图、铀含量与钍含量的比值转换图、钾含量和铀含量乘积与钍含量的比值转换图；

30、绘制磁场强度参数图，并绘制磁场强度化极、化极垂向一次/二次导数、化极上延和水平总梯度模量转换图；

31、绘制不同时间道的视电阻率的平面图。

32、在可能的一些实施方式中，基于数据处理系统根据所述地质体的磁力参数、伽玛能谱参数以及电性参数进行数据处理后进行多参数多尺度岩性构造填图，包括：

33、根据所述伽玛能谱参数和磁力参数确定出露地层和岩体；

34、根据所述磁力参数确定隐伏岩体；

35、根据所述伽玛能谱参数和磁力参数确定断裂构造；

36、根据所述磁力参数确定磁性基底；

37、根据所述电性参数辅助伽玛能谱参数确定出露地层和岩体；

38、根据所述电性参数辅助磁力参数确定隐伏岩体、断裂构造和基底。

39、在可能的一些实施方式中，根据所述伽玛能谱参数和磁力参数确定出露地层和岩体，根据所述磁力参数确定隐伏岩体，根据所述伽玛能谱参数和磁力参数确定断裂构造，根据所述磁力参数确定磁性基底，根据所述电性参数辅助伽玛能谱参数确定出露地层和岩体，根据所述电性参数辅助磁力参数确定隐伏岩体和断裂构造，包括：

40、根据所述钾含量、铀含量、钍含量及放射性元素总含量的均值、最大值、最小值、标准差建立地层和岩体划分标志，统计所述伽玛能谱参数中放射性元素及其组合异常情况，结合地质图，识别所述出露地层和岩体，并根据早期时间道的视电阻率平面图辅助识别出露地层和岩体；

41、结合工作区的磁力参数，利用岩体磁性特征或岩体边缘与地层的接触蚀变带中磁铁矿化所引起的环带状异常特征，确定所述磁场强度参数图以及磁场强度化极、化极垂向一次/二次导数和水平总梯度模量转换图件中的磁异常，确定隐伏岩体边界和形状，并根据不同时间道的视电阻率平面图辅助识别和划分隐伏岩体；

42、结合所述磁场强度参数图以及磁场强度化极、化极垂向一次/二次导数和水平总梯度模量转换图件，根据断裂构造划分标志，确定隐伏断裂和深大断裂，根据所述伽玛能谱参数，确定浅盖层或规模较小的一般断裂构造，并根据不同时间道的视电阻率平面图，辅助识别和划分断裂构造；

43、从所述磁场强度参数图中识别高磁异常，并利用化极上延和欧拉反褶积图件推断磁性基底，利用不同时间道的视电阻率辅助推断基底。

44、采用上述实施例的有益效果是：

45、本发明的多参数多尺度岩性构造填图系统，包括：直升机平台，其包括多参数航空地球物理数据处理系统；磁力计，安装于所述直升机平台的前部延伸位置，用于测量地质体的磁力参数，并将所述地质体的磁力参数传输给所述数据处理系统；伽玛能谱仪，安装于所述直升机平台的座舱内，用于测量地质体的伽玛能谱参数，并将所述地质体的伽玛能谱参数传输给所述数据处理系统；瞬变电磁测量吊挂装置，用于测量地质体的电性参数，并将所述地质体的电性参数传输给所述数据处理系统；主悬索，用于将所述瞬变电磁测量吊挂装置连接于所述直升机平台的下部；其中，多参数航空地球物理数据处理系统用于根据所述地质体的磁力参数、伽玛能谱参数以及电性参数进行数据处理后进行多参数多尺度岩性构造填图。

46、进一步的，本发明提供的多参数航空地球物理数据处理系统，可以快速获取大面积的多重物性参数，能够更全面地推断地质体的信息，多个地球物理参数的融合能够从多个尺度更加精准地判别地质体的磁性、伽玛能谱、电性以及密度等物性差异，从而提高岩性和构造识别的能力，使岩性构造填图更加准确。