基于多元地球物理的矽卡岩型富铁矿深部勘查方法及系统与流程

1.本发明属于地质勘查的深部找矿技术领域，尤其涉及基于多元地球物理的矽卡岩型富铁矿深部勘查方法及系统。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.随着勘查深度的增加，获取深度地学信息的难度大幅增加，钻探成本也大幅提高，传统“钻探为主、物探为辅”的找矿方法逐渐转变为“物探与钻探并重”，以提高钻探见矿率，降低勘查成本。矽卡岩型富铁矿在深部勘查工作中易受上覆地层屏蔽、矿体形态复杂等多因素影响，单一方法或几种方法的简单组合已无法满足深部勘查需求。


技术实现要素：

4.为了解决上述背景技术中存在的至少一项技术问题，本发明提供基于多元地球物理的矽卡岩型富铁矿深部勘查方法及系统，其在大量勘查实践及探索研究基础上，建立了以多元地球物理交叉约束、有机融合为基础的深部勘查技术体系，解决了厚覆盖条件下深部矽卡岩型富铁矿勘查技术难题，对于推动我国深部勘查技术提升、富铁矿深部找矿突破具有重要意义。。
5.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.本发明的第一个方面提供一种基于多元地球物理的矽卡岩型富铁矿深部勘查方法，包括如下步骤：
7.获取历史地物资料，分析成矿规律和构造特征，得到重点工作区；
8.针对重点工作区分析区域构造架构和磁性体分布情况得到优选矿靶区；
9.针对优选矿靶区，基于地面物探测量联合分析的深部地质结构结果，构建重磁反演初始模型，进行重磁联合反演解译；
10.基于重磁联合反演解译结果，结合井中深部验证结果，剖析深部地质结构特征，定位磁铁矿体分布结果。
11.本发明的第二个方面提供基于多元地球物理的矽卡岩型富铁矿深部勘查系统，包括：
12.重点工作区获取模块，被配置为：获取历史地物资料，分析成矿规律和构造特征，得到重点工作区；
13.优选矿靶区获取模块，被配置为：针对重点工作区分析区域构造架构和磁性体分布情况得到优选矿靶区；
14.矿体展布结果反演模块，被配置为：针对优选矿靶区，基于地面物探测量联合分析的深部地质结构结果，构建重磁反演初始模型，进行重磁联合反演解译；
15.磁铁矿体分布定位模块，被配置为：基于重磁联合反演解译结果，结合井中深部验
证结果，剖析深部地质结构特征，定位磁铁矿体分布结果。
16.本发明的第三个方面提供一种计算机可读存储介质。
17.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述所述的基于多元地球物理的矽卡岩型富铁矿深部勘查方法中的步骤。
18.本发明的第四个方面提供一种计算机设备。
19.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述所述的基于多元地球物理的矽卡岩型富铁矿深部勘查方法中的步骤。
20.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
21.本发明针对厚覆盖区磁铁矿深部找矿，工作前期采用快速、高效的航空物探测量快速圈定找矿靶区，后期地面物探工作精细剖析局部异常，直接找矿与间接找矿相结合，采用多种地球物理方法联合解译深部地质结构与矿体分布，破解了厚覆盖地层屏蔽难题，提高了见矿率，将传统浅表勘查“物探为辅 钻探为主”的勘查方式，向厚覆盖区“物探与钻探并重”的勘查方式转变，形成了富铁矿深部找矿系统勘查体系。采用本发明在山东齐河-禹城地区发现了多处富铁矿床，提高了勘查效率与见矿率，实现了厚覆盖区重大找矿突破。
附图说明
22.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
23.图1为本发明实施例一基于多元地球物理的矽卡岩型富铁矿深部勘查方法的流程图；
24.图2为本发明实施例一齐河-禹城地区区域构造格架图；
25.图3为本发明实施例一齐河-禹城地区基岩地质图；
26.图4为本发明实施例一重磁电震多元地球物理联合解译推断图。
具体实施方式
27.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
28.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
29.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
30.目前世界先进水平勘探开采深度已达2500米至4000米，而我国多集中于500米以浅，向地球深部进军、推进深部勘查技术发展是我们必须解决的科技问题。
31.随着美国地壳探测计划(cocorp)、欧洲探测计划(europrobe)和加拿大岩石圈探测计划(lithoprobe)等地球探测计划的实施，深部成矿理论和资源评价研究水平不断提高，在深部矿产资源的定位和隐伏矿床的发现方面取得许多重大进展，世界先进水平勘探
开采深度已达2500～4000m。如：加拿大在萨德伯里铜镍矿深部发现埋深2400m的底板矿带(储量为420万t)；美国则在800～2600m深度范围内探明了大量页岩气资源，成功化解了能源危机。南非和美国金矿勘探的最深钻孔分别达到5422m和5071m，南非mponeng金矿山最大开采深度已超过4350m。
32.我国的深部探测起步相对较晚，2008年启动“深部探测技术与实验研究专项(sinoprobe)”，2013年启动“深部资源探测核心装备研发”重大专项，2016年启动“深地资源勘查开采”专项，探测深度不断增加，深部地球物理探测技术取得长足进步，实现了大功率地面电磁仪国产化、批量化，形成了新一代大范围、大深度的地面电磁勘探系统；研制出多种类型的航磁探测设备和高低空无人机搭载平台，自主开发了高精度、高稳定、高效的无人机自动飞行控制与导航系统；自主研制成功适用于深部探测特点的无缆自定位地震勘探仪器，突破了有缆地震仪采集道数和道间距限制等技术瓶颈。中南大学何继善院士团队的广域电磁法突破csamt法远区测量的限制，把提取视电阻率的观测范围拓展到更大的区域，成果达到了世界先进水平，为深地探测提供了新方法。
33.实施例一
34.如图1所示，本实施例提供基于多元地球物理的矽卡岩型富铁矿深部勘查方法，包括如下步骤：
35.步骤一：获取历史地物资料，分析成矿规律和构造特征，得到重点工作区；
36.步骤二：采用航空物探法针对重点工作区分析区域构造架构和磁性体分布情况得到优选矿靶区；
37.步骤三：针对优选矿靶区，基于地面物探测量，采用多种地球物理方法分别获取对应的深部地质结构，联合分析所有的深部地质结构，构建重磁反演初始模型，进行重磁联合反演解译；
38.步骤四：基于重磁联合反演解译结果，结合井中深部验证结果，剖析深部地质结构特征，定位磁铁矿体分布结果。
39.本发明针对厚覆盖条件下隐伏矽卡岩型富磁铁矿体，直接找矿与间接找矿相结合，采用重力、磁法、电法、地震等多种地球物理方法，发挥各地球物理方法优势，开展多元地球物理信息的交叉约束和联合解译，推断深部矿体延伸，开展钻探验证，并进行地球物理测井，以钻探及测井资料为约束反复校正地球物理解译成果，实现隐伏磁铁矿体的精准定位，提高了勘查成功率，降低了勘查成本。
40.其中，步骤一中，所述历史地物资料包括收集工作区区域基础地质调查、矿产勘查、地球物理测量及科研成果资料。
41.所述成矿规律和构造特征包括分析工作区内与矽卡岩型铁矿密切相关的侵入岩体与灰岩地层发育特征。
42.步骤二中，采用航空物探法针对重点工作区分析区域构造架构和磁性体分布情况得到优选矿靶区包括：依托航空重力测量成果推断隐伏地质构造与深部地质信息；依托航空磁测成果推断深部磁性体分布，根据低缓磁异常推断侵入岩体分布，圈定局部磁异常突起位置作为找矿靶区。
43.步骤三中，所述地面物探测量工作包括:地面物探测量工作包括二维地震测量、广域电磁测量、高精度地面重力测量和高精度地面磁法测量等。
44.其中，二维地震测量精细刻画深部地质结构，尤其对地层信息识别较为精准，但针对密度差异不大的灰岩与岩体区分难度较大；
45.广域电磁测量获取深部电性信息，采用电性差异，进一步区分灰岩与侵入岩体；
46.利用广域电磁测量、二维地震测量相互印证，综合分析深部地质结构，依此作为重磁反演初始模型，进行重磁联合反演解译，进一步剖析深部地质结构特征，推断磁铁矿体分布。
47.步骤四中，所述井中深部验证采用钻探工作和物探测井；钻探工作采用绳索取芯工艺，基岩段全部取芯，井中物探测量工作包括井中三分量磁测和常规地球物理测井，常规地球物理测井测量聚焦电阻率、自然伽马、自然电位、井径、补偿密度、井斜方位、补偿声波、井温等参数。
48.所述井中深部验证过程包括：推断钻孔旁或钻孔底是否存在盲矿体，利用钻孔中获取深部地质及物性信息，根据深部地质及物性信息对重磁联合反演解译进行约束。
49.以山东省禹城市李屯地区富铁矿深部勘查为例，该区位于山东西北部黄河北平原区，区内覆盖层厚度近1100m，深部矿体引起的磁异常在地表表现微弱，基本被深部闪长岩体引起的磁异常淹没，传统单一重磁方法难以识别出矿致异常和精准定位矿体。
50.本发明所提供的基于多元地球物理的矽卡岩型富铁矿深部勘查方法，在山东省禹城市李屯铁矿深部勘查中进行了应用，实施该方法的具体步骤如下：
51.步骤一：系统收集齐河-禹城地区区域基础地质调查、矿产勘查、地球物理测量及科研成果资料，总结了区域上济南铁矿、莱芜张家洼、淄博金岭等铁矿成矿规律，分析了齐广断裂等断裂构造特征，形成图2齐河-禹城地区区域构造格架图，根据矽卡岩型铁矿一般形成于岩体与灰岩接触带部位等成矿地质特征，优选了李屯、大张等重点工作区；
52.步骤二：齐河-禹城地区以往已完成1：5万航空重磁测量，通过重磁反演解译，结合已有深部地质资料，系统厘定区域构造格架，推断深部闪长岩体、磁铁矿体等磁性体分布，图3为解译推断的齐河-禹城地区基岩地质图，在李屯磁异常内圈定了c1、c2局部异常等多处找矿靶区；
53.步骤三：开展地面物探测量工作进一步剖析优选的找矿靶区，一是开展1：1万高精度磁法测量，进一步细化局部异常，二是穿过局部异常垂直异常梯级带方向开展1：2千重磁剖面测量，重磁联合反演深部地质体分布，三是沿重磁剖面线开展二维地震测量和广域电磁法测量，根据密度、波速差异，通过二维地震解译深部地质结构，根据电性差异，通过广域电磁法测量成果进一步分析灰岩与岩体的界限，进而开展重力、磁法、电法、地震的联合反演解译，相互提供约束，提高反演准确性，精准推断深部磁铁矿体的赋存展布形态，见图4。
54.步骤四：针对推断的矿体赋存部位开展钻探工作进行验证，第四系与新近系分段采取岩心，下部地层全段采取岩心，进行岩心编录详细获取深部地质信息；钻孔结束后进行常规地球物理测井，获取钻孔中聚焦电阻率、自然伽马、自然电位、井径、补偿密度、井斜方位、补偿声波、井温等参数；进行井中三分量磁测，推断孔旁或孔底是否存在盲矿体；利用钻孔中获取的最直接的深部地质及物性信息，对前述步骤中的物探反演解译进行约束，不断增加约束条件，提高预测精度，指导钻孔布设，反复循环，提高找矿成功率。
55.采用本发明的方法和上述实施步骤，在山东省禹城市李屯地区1100-1300m深度发现了5层富铁矿体，取得了铁矿空白区的重大新发现。证实本发明的矽卡岩型富铁矿深部勘
查方法是行之有效的。
56.实施例二
57.本实施例提供了一种基于多元地球物理的矽卡岩型富铁矿深部勘查系统，包括：
58.重点工作区获取模块，被配置为：获取历史地物资料，分析成矿规律和构造特征，得到重点工作区；
59.优选矿靶区获取模块，被配置为：针对重点工作区分析区域构造架构和磁性体分布情况得到优选矿靶区；
60.矿体展布结果反演模块，被配置为：针对优选矿靶区，基于地面物探测量联合分析的深部地质结构结果，构建重磁反演初始模型，进行重磁联合反演解译；
61.磁铁矿体分布定位模块，被配置为：基于重磁联合反演解译结果，结合井中深部验证结果，剖析深部地质结构特征，定位磁铁矿体分布结果。
62.实施例三
63.本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述所述的基于多元地球物理的矽卡岩型富铁矿深部勘查方法中的步骤。
64.实施例四
65.本实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述所述的基于多元地球物理的矽卡岩型富铁矿深部勘查方法中的步骤。
66.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
67.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
68.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
69.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
70.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质
中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-only memory，rom)或随机存储记忆体(random accessmemory，ram)等。
71.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。