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地球物理反演多解性如何克服

發布時間:2022-06-02 16:53:04

① 克服反演多解性可以採用哪些措施

先驗知識

②  資料解釋

資料解釋是預測工作的關鍵。解釋應是全面的,深入的,難點是克服多解性。「全面」是指要從直接找礦與間接找礦兩方面考慮,既為繪製成礦背景地質圖提供信息,也提供直接礦化信息。「深入」是指不能停留在定性解釋上。

物探資料的解釋應有重點——不要試圖全面論述預測區的地層、構造、岩漿岩和成礦規律,而應根據各物探方法的特點,重點補充其他勘查手段尚未發現的和其他勘查手段的成果中不全面的、位置有誤的、不精確的部分,其次是僅起到印證作用的。因而,解釋的重點是識別、圈定隱伏、半隱伏地質體和肉眼難以識別的地表地質體。

一、異常分區與解釋

異常分區與解釋的目的有兩個:一是通過異常的分區和解釋,研究測區的大地構造分區和構造格架;二是方便異常群的描述。

1.異常分區

(1)異常分區是指一片異常的強度、形態、規模、走向、多寡等各方面或幾方面或一方面明顯與周圍不同的異常分布區。即主要依據異常的群體特點進行分區,而不是依據一個或幾個異常的上述特點,或者說是依據群體異常的組合特徵進行分區。

(2)磁異常分區主要依據剖面平面圖(剖面平面圖比平面圖信息多、細節多),參照平面圖和各種轉換圖,特別是區域異常圖。

(3)重力異常分區依據布格異常圖和剩餘異常圖、區域異常圖。

(4)視可能,劃分低級別的異常分區。

(5)異常分區的界線通常只能大致的、定性的劃定——用目視的方法,將分界線畫在不同分區的邊沿。

(6)要注意異常分區與區域異常不是一回事,但可以參考區域異常進行異常分區。區域異常是指分布范圍廣大的異常,它具有個體的特徵,而異常分區往往具有群體特徵。

2.異常分區的解釋

(1)首先分析造成異常分區的地質起因。

(2)研究異常分區與不同級別大地構造單元的關系,若這種關系確立時,分區應與不同級別的大地構造單元相對應;當異常分區與已知大地構造分區不完全一致時,可依據異常分區提出大地構造分區的修改建議,特別是在大片覆蓋地區。

(3)要注意,異常分區有時與大地構造分區無關,僅對應某一規模巨大的地層或岩體。

3.異常分區與解釋的結果,須經第二人核實

二、局部異常定性解釋(地質解釋)

給異常定性,是異常解釋的首要的,最主要的內容,也是後續推斷的依據。不知道異常起因的後續推斷,可靠性極低。異常定性錯了,其後續預測也必然是錯誤的。

異常定性存在多解性,克服多解性的最有效途徑是利用多元地學信息;從已知到未知和利用異常中心部位的實測物性數據。

(一)根據異常特徵進行異常定性

可作為異常定性的特徵有:異常強度、形態、走向、規模、展布特點。即不同地質體引起的異常,其強度、形態、規模、走向、展布特點的各方面或幾方面或一方面通常是不同的,依據這些差異,可判斷異常的起因。

(二)根據物性數據進行異常定性

根據異常中心部位實測物性數據和地質體的規模計算可引起的異常值,再與實測異常值對比,這樣的異常定性方法,可靠性最高。

當沒有異常中心部位實測物性數據時,可利用工區內或其附近地區物性統計數據推斷異常起因,可靠性相應降低。當工區內及其附近缺乏物性數據時,可依據理論物性數據進行判斷,其可靠性更低。

(三)根據多元地學信息——結合地質的,其他物探的、化探的、遙感的信息進行判斷

地質體的特徵是多方面的,只有利用多元信息,才能避免「瞎子摸象」式的片面性。

當與地質圖對比時,切忌圖上標識什麼地質體,就認為異常由什麼地質體引起的簡單化思維模式。應首先依據異常特點判斷異常是否由地表地質體引起,判斷的方法是異常的梯度和光滑程度——梯度大和不規則異常由地表或淺埋藏地質體引起;梯度小、光滑的低緩異常一般由深部地質體引起;最好通過定量反演異常體頂深的方法進行判斷;若通過判斷或定量計算,認為異常由地表以下隱伏的地質體引起,自然不能再認為異常由地表所見地質體引起了。引用這一判斷規則時,應注意航磁資料的飛行高度。其次,應分析與異常對應的地質體的岩性是否有可能引起異常,例如與高磁異常對應的地質圖上標示為未蝕變的灰岩,則有理由認為磁異常不是出露灰岩引起的,因為未蝕變灰岩通常磁性微弱,不可能引起高磁異常。

(四)從已知到未知是行之有效的異常定性方法

這里的「已知」主要指預測區內或其附近地表出露的地質體或經探礦工程證實的隱伏地質體引起的異常;也指遠離預測區,但與預測區地質特點類似的、已證實的地質體引起的異常。「從已知到未知」是一種類比方法。沿已知地質起因的異常走向向覆蓋區追索,是最可靠的。不具備這一條件時,通常是依據已知地質起因的異常特點判斷附近類似異常的地質起因。在這種情況下,可靠性降低,因為異常特點還受異常體埋深、大小、形狀等影響。依據地質-地球物理-地球化學模型判斷異常起因,也屬於從已知到未知的異常定性方法。

(五)必要時進行定量反演(反演物性和形態參數等),幫助異常定性

例如,可依據實測異常反算異常源的物性數值與物性統計數據對比;依據實測異常反演異常源的埋深、形態、走向、尺度等與已知地質體對比;航磁資料可通過定量反演磁性體「埋深」判斷異常是否由地表地質體引起等。

(六)每個異常均應逐一認真定性是一條應堅持的原則

解釋的重點是隱伏、半隱伏地質體引起的異常。

(七)異常定性劃分

1.岩體信息識別

(1)重磁配合可有效識別從基性到酸性的各類侵入岩體,岩漿岩帶和火山機構。重點是識別隱伏的和半隱伏的岩體。

(2)各類侵入岩體的異常特徵:

基性與超基性岩體:一般同步顯示磁力高與重力高,異常強度和規模通常均較大。

中性岩體:一般顯示磁力高,重力弱高異常或無異常顯示,異常規模通常較大。

酸性岩體:一般同步顯示磁力低與重力低,異常規模通常巨大。

依據物探資料除能區分岩體的基性與超基性、中性和酸性外,也有可能區分I型和S型花崗岩。一般I型花崗岩能引起高磁異常,而S型花崗岩則無異常顯示或對應低值磁異常。

岩漿岩帶:往往形成又長又寬的高磁異常帶。磁異常帶可以是連續的,也可以是由眾多相互隔離的異常組合而成。岩漿岩帶中,酸性岩體的比例較大時,可形成又長又寬的低重力異常帶。岩漿岩帶中,基性-超基性岩體的比例較大時,形成又長又寬的高重力異常帶。

(3)岩體,特別是中酸性岩體的頂部往往呈近似等軸狀,其接觸帶蝕變後磁性往往變強,因此分布呈近似圓形的異常區和環行異常帶也可作為識別岩體的標志。

2.火山岩信息識別

火山熔岩一般具有較強磁性,而且磁性非常不均勻。因此對應地表出露或淺埋藏火山熔岩的磁場往往是雜亂的——鋸齒狀、甚至是正負頻繁交替的。要注意,當火山熔岩埋深較大時,其磁場也是圓滑規則的。基性火山熔岩的磁性一般較強,但個別情況下,酸性熔岩也可引起強異常。

依據火山岩和次火山岩體的組合標志,可判斷火山機構。

3.構造信息識別

重、磁資料識別斷裂、盆地的效果良好。有時可間接提供褶皺信息。重點是識別隱伏和半隱伏的、未知的和與已知資料有出入的各種構造。

(1)斷裂的異常特徵:

線性異常:由垂向斷裂直接引起的線性異常呈台階狀,斷裂頂線大致位於垂直斷裂方向剖面上的異常拐點處,或異常水平導數的極值處。應注意,具有物性差異的非斷裂走向延伸長的岩性分界面處,也對應線形異常。切不可不加分析地將所有線形異常都定為由斷裂引起。即,首先分析異常的起因和地質上是否有存在斷層的可能性,然後再確定線形異常是否對應斷裂。

非台階狀線性異常,可由寬度不大、走向長度大的地質體引起。若這種地質體為斷裂充填物,也可作為斷裂的識別標志。

異常分區界線:往往反映構造分區的界線,這種界線往往為斷裂。

串珠狀異常:往往反映斷裂內斷續有充填物的情況。這類斷裂頂線位於異常極值附近(化極資料)或水平導數零線附近。

連續異常突然錯位或扭曲:指異常走向的水平錯動部位預示有垂直異常走向的水平錯動斷裂存在。

連續異常強度突變:指異常走向的水平方向上強度的突然大幅度升高或降低也預示有垂直異常走向的垂向斷裂存在。

線性異常的交叉與切割:往往顯示有斷裂存在。依據錯動關系,可判斷斷裂的生成順序。

(2)盆地的異常特徵:

中新生代盆地一般顯示巨大的重力低,電阻率低和低或平緩的磁場。根據重力資料可反演盆地基底的埋深與起伏;電測深資料可反演基底埋深與起伏,並可劃分蓋層的內部結構;磁法資料可用於基底的岩性識別,有時也可反演基底埋深。

古生代盆地的基底若為有磁性的元古界和太古界時,可依據磁測資料計算基底埋深與起伏。

4.地層信息識別

使用重磁資料,可識別有磁性差異和密度差異的地層,識別磁性地層和在中生界分布區依據重力資料識別老地層都有不少成功的實例。

重點是識別隱伏的和半隱伏的地層。

5.礦化信息識別

重磁資料中,特別是磁異常中通常包含有礦(化)體的信息,例如磁鐵礦體(也是高密度體)、含磁黃鐵礦的多金屬礦體和其他含磁性礦物或高密度礦(化)體引起的異常,都可提供直接找礦線索;與礦化關系密切的各種蝕變帶的異常特徵比較復雜,岩石蝕變後有的磁性變強,有的則變弱。

識別礦化信息時,應重視利用地質-地球物理-地球化學找礦模型。應重視性質不明異常的找礦意義。1:20萬重磁圖上,礦化信息很少。礦化信息主要取自中大比例尺的重磁資料,例如1:5萬的航磁資料。

6.定性解釋結果應由第二人復審

三、局部異常的定量與半定量解釋

定性解釋識別出的岩體、構造、地層、礦化信息,要表示在圖上必須知其位置、邊界、埋深和產狀。物探方法的優勢不只是探測深度大,還能定量反演異常源的上述幾何參數。在礦產預測中,應充分發揮這種優勢,提供形象的地下深部地質信息,以便在三維空間研究地質體的分布規律。

(1)對有一定走向長度的異常體,採用人機聯作二度半重、磁反演方法,用一定間距的多條剖面反演結果,勾繪出異常體的三維形態和位置。先採用二度重磁自動反演方法提供初始模型,再採用人機聯作重磁反演方法細化推斷結果,可提高反演速度。

(2)對無明顯走向的異常源,採用人機聯作三維重、磁反演方法,其結果直接提供異常源的三維形態和位置(包括基岩和基底埋藏深度的計算)。

(3)定量反演也存在多解性,克服的有效方法是利用已知地質資料(含先驗的形態、規模認識及半隱伏地質體的出露部分)、探礦工程資料或其他物探反演結果進行約束。

(4)定量計算前,必要時進行數據處理,利用處理後的數據進行反演。最常遇到的是分離區域異常與局部異常,特別是重力異常,基本上都需要分離後進行定量計算;其次是對不規則的異常進行濾波圓滑或通過上延的方法達到濾波的目的;不規則測網的數據通常先進行網格化處理等。

(5)定量反演時,應考慮地形影響,最好是採用帶地形的反演方法。

(6)異常數目過多時,對次要異常源(相對於礦產預測)可只粗略定量反演,例如只反演埋深等。

(7)對定量反演成果的誤差或可靠性應予以說明。

(8)當具備地球物理前提時,應對地質人員提出的地下構造推斷和地下礦體推斷進行正演驗證。

(9)定量反演的結果須經第二人復核。

四、區域異常的定量反演

區域異常一般是深部地質構造的反映。

(1)利用區域重力資料可反演莫氏面,反演時應收集地震反演結果並作為重力反演的約束。

(2)利用區域航磁資料可反演居裡面。

(3)上述兩種反演方法僅有假說依據,其結果從未得到驗證。另外,上述兩種反演均依據區域異常計算,而提取區域異常的方法多種多樣,沒有判斷其合理性的客觀標准。因此,使用時應注意這兩種反演結果可靠性均不高,僅供參考。

五、半定量反演

當不具備定量反演條件,又需要確定推斷地質體的界限時,可進行半定量反演。例如:

(1)磁場分區界線依據分區標志大致劃定。

(2)垂直地質體走向的水平一導峰值線(或△T、△G梯級帶等值線最密集處)和△T、△G垂向一導、二導的零值等值線可作為大致確定地質體的邊界的依據,其應用前提是地質體上頂寬度大於上頂埋藏深度。不具備這一前提時,用上述方法反演的地質體范圍偏大。上頂埋深與上頂寬度之比越小,誤差越大(可達數倍)。

(3)在斜磁化嚴重的地區,依據△T梯級帶大致確定地質體邊界(含斷裂),須經化極處理。

(4)半定量反演的結果須經第二人復核。

六、克服定性、定量解釋多解性要注意的問題

異常解釋推斷的主要經驗教訓是防止簡單化,定性反演與定量反演均如此。造成復雜化的原因是定性與定量的多解性。

(1)克服定性解釋(地質起因解釋)多解性要注意的問題:

a.「從已知到未知」和發現新類型並重;只有「從已知到未知」一條思路,就會忽略反映研究區尚未發現的新類型地質體(含礦體)的異常,或對其作出錯誤解釋。

b.全隱伏地質體引起的異常,一般均需利用多元信息(含綜合物探)才能定性。

(2)克服定量解釋多解性的最有效方法是提供約束。

③ 如何理解地球物理響應場源等效性,並說出其與反演多解性的關系

建議查下資料.感覺這樣的提問沒有意義

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