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地球物理反演多解性如何克服

发布时间:2022-06-02 16:53:04

① 克服反演多解性可以采用哪些措施

先验知识

②  资料解释

资料解释是预测工作的关键。解释应是全面的,深入的,难点是克服多解性。“全面”是指要从直接找矿与间接找矿两方面考虑,既为绘制成矿背景地质图提供信息,也提供直接矿化信息。“深入”是指不能停留在定性解释上。

物探资料的解释应有重点——不要试图全面论述预测区的地层、构造、岩浆岩和成矿规律,而应根据各物探方法的特点,重点补充其他勘查手段尚未发现的和其他勘查手段的成果中不全面的、位置有误的、不精确的部分,其次是仅起到印证作用的。因而,解释的重点是识别、圈定隐伏、半隐伏地质体和肉眼难以识别的地表地质体。

一、异常分区与解释

异常分区与解释的目的有两个:一是通过异常的分区和解释,研究测区的大地构造分区和构造格架;二是方便异常群的描述。

1.异常分区

(1)异常分区是指一片异常的强度、形态、规模、走向、多寡等各方面或几方面或一方面明显与周围不同的异常分布区。即主要依据异常的群体特点进行分区,而不是依据一个或几个异常的上述特点,或者说是依据群体异常的组合特征进行分区。

(2)磁异常分区主要依据剖面平面图(剖面平面图比平面图信息多、细节多),参照平面图和各种转换图,特别是区域异常图。

(3)重力异常分区依据布格异常图和剩余异常图、区域异常图。

(4)视可能,划分低级别的异常分区。

(5)异常分区的界线通常只能大致的、定性的划定——用目视的方法,将分界线画在不同分区的边沿。

(6)要注意异常分区与区域异常不是一回事,但可以参考区域异常进行异常分区。区域异常是指分布范围广大的异常,它具有个体的特征,而异常分区往往具有群体特征。

2.异常分区的解释

(1)首先分析造成异常分区的地质起因。

(2)研究异常分区与不同级别大地构造单元的关系,若这种关系确立时,分区应与不同级别的大地构造单元相对应;当异常分区与已知大地构造分区不完全一致时,可依据异常分区提出大地构造分区的修改建议,特别是在大片覆盖地区。

(3)要注意,异常分区有时与大地构造分区无关,仅对应某一规模巨大的地层或岩体。

3.异常分区与解释的结果,须经第二人核实

二、局部异常定性解释(地质解释)

给异常定性,是异常解释的首要的,最主要的内容,也是后续推断的依据。不知道异常起因的后续推断,可靠性极低。异常定性错了,其后续预测也必然是错误的。

异常定性存在多解性,克服多解性的最有效途径是利用多元地学信息;从已知到未知和利用异常中心部位的实测物性数据。

(一)根据异常特征进行异常定性

可作为异常定性的特征有:异常强度、形态、走向、规模、展布特点。即不同地质体引起的异常,其强度、形态、规模、走向、展布特点的各方面或几方面或一方面通常是不同的,依据这些差异,可判断异常的起因。

(二)根据物性数据进行异常定性

根据异常中心部位实测物性数据和地质体的规模计算可引起的异常值,再与实测异常值对比,这样的异常定性方法,可靠性最高。

当没有异常中心部位实测物性数据时,可利用工区内或其附近地区物性统计数据推断异常起因,可靠性相应降低。当工区内及其附近缺乏物性数据时,可依据理论物性数据进行判断,其可靠性更低。

(三)根据多元地学信息——结合地质的,其他物探的、化探的、遥感的信息进行判断

地质体的特征是多方面的,只有利用多元信息,才能避免“瞎子摸象”式的片面性。

当与地质图对比时,切忌图上标识什么地质体,就认为异常由什么地质体引起的简单化思维模式。应首先依据异常特点判断异常是否由地表地质体引起,判断的方法是异常的梯度和光滑程度——梯度大和不规则异常由地表或浅埋藏地质体引起;梯度小、光滑的低缓异常一般由深部地质体引起;最好通过定量反演异常体顶深的方法进行判断;若通过判断或定量计算,认为异常由地表以下隐伏的地质体引起,自然不能再认为异常由地表所见地质体引起了。引用这一判断规则时,应注意航磁资料的飞行高度。其次,应分析与异常对应的地质体的岩性是否有可能引起异常,例如与高磁异常对应的地质图上标示为未蚀变的灰岩,则有理由认为磁异常不是出露灰岩引起的,因为未蚀变灰岩通常磁性微弱,不可能引起高磁异常。

(四)从已知到未知是行之有效的异常定性方法

这里的“已知”主要指预测区内或其附近地表出露的地质体或经探矿工程证实的隐伏地质体引起的异常;也指远离预测区,但与预测区地质特点类似的、已证实的地质体引起的异常。“从已知到未知”是一种类比方法。沿已知地质起因的异常走向向覆盖区追索,是最可靠的。不具备这一条件时,通常是依据已知地质起因的异常特点判断附近类似异常的地质起因。在这种情况下,可靠性降低,因为异常特点还受异常体埋深、大小、形状等影响。依据地质-地球物理-地球化学模型判断异常起因,也属于从已知到未知的异常定性方法。

(五)必要时进行定量反演(反演物性和形态参数等),帮助异常定性

例如,可依据实测异常反算异常源的物性数值与物性统计数据对比;依据实测异常反演异常源的埋深、形态、走向、尺度等与已知地质体对比;航磁资料可通过定量反演磁性体“埋深”判断异常是否由地表地质体引起等。

(六)每个异常均应逐一认真定性是一条应坚持的原则

解释的重点是隐伏、半隐伏地质体引起的异常。

(七)异常定性划分

1.岩体信息识别

(1)重磁配合可有效识别从基性到酸性的各类侵入岩体,岩浆岩带和火山机构。重点是识别隐伏的和半隐伏的岩体。

(2)各类侵入岩体的异常特征:

基性与超基性岩体:一般同步显示磁力高与重力高,异常强度和规模通常均较大。

中性岩体:一般显示磁力高,重力弱高异常或无异常显示,异常规模通常较大。

酸性岩体:一般同步显示磁力低与重力低,异常规模通常巨大。

依据物探资料除能区分岩体的基性与超基性、中性和酸性外,也有可能区分I型和S型花岗岩。一般I型花岗岩能引起高磁异常,而S型花岗岩则无异常显示或对应低值磁异常。

岩浆岩带:往往形成又长又宽的高磁异常带。磁异常带可以是连续的,也可以是由众多相互隔离的异常组合而成。岩浆岩带中,酸性岩体的比例较大时,可形成又长又宽的低重力异常带。岩浆岩带中,基性-超基性岩体的比例较大时,形成又长又宽的高重力异常带。

(3)岩体,特别是中酸性岩体的顶部往往呈近似等轴状,其接触带蚀变后磁性往往变强,因此分布呈近似圆形的异常区和环行异常带也可作为识别岩体的标志。

2.火山岩信息识别

火山熔岩一般具有较强磁性,而且磁性非常不均匀。因此对应地表出露或浅埋藏火山熔岩的磁场往往是杂乱的——锯齿状、甚至是正负频繁交替的。要注意,当火山熔岩埋深较大时,其磁场也是圆滑规则的。基性火山熔岩的磁性一般较强,但个别情况下,酸性熔岩也可引起强异常。

依据火山岩和次火山岩体的组合标志,可判断火山机构。

3.构造信息识别

重、磁资料识别断裂、盆地的效果良好。有时可间接提供褶皱信息。重点是识别隐伏和半隐伏的、未知的和与已知资料有出入的各种构造。

(1)断裂的异常特征:

线性异常:由垂向断裂直接引起的线性异常呈台阶状,断裂顶线大致位于垂直断裂方向剖面上的异常拐点处,或异常水平导数的极值处。应注意,具有物性差异的非断裂走向延伸长的岩性分界面处,也对应线形异常。切不可不加分析地将所有线形异常都定为由断裂引起。即,首先分析异常的起因和地质上是否有存在断层的可能性,然后再确定线形异常是否对应断裂。

非台阶状线性异常,可由宽度不大、走向长度大的地质体引起。若这种地质体为断裂充填物,也可作为断裂的识别标志。

异常分区界线:往往反映构造分区的界线,这种界线往往为断裂。

串珠状异常:往往反映断裂内断续有充填物的情况。这类断裂顶线位于异常极值附近(化极资料)或水平导数零线附近。

连续异常突然错位或扭曲:指异常走向的水平错动部位预示有垂直异常走向的水平错动断裂存在。

连续异常强度突变:指异常走向的水平方向上强度的突然大幅度升高或降低也预示有垂直异常走向的垂向断裂存在。

线性异常的交叉与切割:往往显示有断裂存在。依据错动关系,可判断断裂的生成顺序。

(2)盆地的异常特征:

中新生代盆地一般显示巨大的重力低,电阻率低和低或平缓的磁场。根据重力资料可反演盆地基底的埋深与起伏;电测深资料可反演基底埋深与起伏,并可划分盖层的内部结构;磁法资料可用于基底的岩性识别,有时也可反演基底埋深。

古生代盆地的基底若为有磁性的元古界和太古界时,可依据磁测资料计算基底埋深与起伏。

4.地层信息识别

使用重磁资料,可识别有磁性差异和密度差异的地层,识别磁性地层和在中生界分布区依据重力资料识别老地层都有不少成功的实例。

重点是识别隐伏的和半隐伏的地层。

5.矿化信息识别

重磁资料中,特别是磁异常中通常包含有矿(化)体的信息,例如磁铁矿体(也是高密度体)、含磁黄铁矿的多金属矿体和其他含磁性矿物或高密度矿(化)体引起的异常,都可提供直接找矿线索;与矿化关系密切的各种蚀变带的异常特征比较复杂,岩石蚀变后有的磁性变强,有的则变弱。

识别矿化信息时,应重视利用地质-地球物理-地球化学找矿模型。应重视性质不明异常的找矿意义。1:20万重磁图上,矿化信息很少。矿化信息主要取自中大比例尺的重磁资料,例如1:5万的航磁资料。

6.定性解释结果应由第二人复审

三、局部异常的定量与半定量解释

定性解释识别出的岩体、构造、地层、矿化信息,要表示在图上必须知其位置、边界、埋深和产状。物探方法的优势不只是探测深度大,还能定量反演异常源的上述几何参数。在矿产预测中,应充分发挥这种优势,提供形象的地下深部地质信息,以便在三维空间研究地质体的分布规律。

(1)对有一定走向长度的异常体,采用人机联作二度半重、磁反演方法,用一定间距的多条剖面反演结果,勾绘出异常体的三维形态和位置。先采用二度重磁自动反演方法提供初始模型,再采用人机联作重磁反演方法细化推断结果,可提高反演速度。

(2)对无明显走向的异常源,采用人机联作三维重、磁反演方法,其结果直接提供异常源的三维形态和位置(包括基岩和基底埋藏深度的计算)。

(3)定量反演也存在多解性,克服的有效方法是利用已知地质资料(含先验的形态、规模认识及半隐伏地质体的出露部分)、探矿工程资料或其他物探反演结果进行约束。

(4)定量计算前,必要时进行数据处理,利用处理后的数据进行反演。最常遇到的是分离区域异常与局部异常,特别是重力异常,基本上都需要分离后进行定量计算;其次是对不规则的异常进行滤波圆滑或通过上延的方法达到滤波的目的;不规则测网的数据通常先进行网格化处理等。

(5)定量反演时,应考虑地形影响,最好是采用带地形的反演方法。

(6)异常数目过多时,对次要异常源(相对于矿产预测)可只粗略定量反演,例如只反演埋深等。

(7)对定量反演成果的误差或可靠性应予以说明。

(8)当具备地球物理前提时,应对地质人员提出的地下构造推断和地下矿体推断进行正演验证。

(9)定量反演的结果须经第二人复核。

四、区域异常的定量反演

区域异常一般是深部地质构造的反映。

(1)利用区域重力资料可反演莫氏面,反演时应收集地震反演结果并作为重力反演的约束。

(2)利用区域航磁资料可反演居里面。

(3)上述两种反演方法仅有假说依据,其结果从未得到验证。另外,上述两种反演均依据区域异常计算,而提取区域异常的方法多种多样,没有判断其合理性的客观标准。因此,使用时应注意这两种反演结果可靠性均不高,仅供参考。

五、半定量反演

当不具备定量反演条件,又需要确定推断地质体的界限时,可进行半定量反演。例如:

(1)磁场分区界线依据分区标志大致划定。

(2)垂直地质体走向的水平一导峰值线(或△T、△G梯级带等值线最密集处)和△T、△G垂向一导、二导的零值等值线可作为大致确定地质体的边界的依据,其应用前提是地质体上顶宽度大于上顶埋藏深度。不具备这一前提时,用上述方法反演的地质体范围偏大。上顶埋深与上顶宽度之比越小,误差越大(可达数倍)。

(3)在斜磁化严重的地区,依据△T梯级带大致确定地质体边界(含断裂),须经化极处理。

(4)半定量反演的结果须经第二人复核。

六、克服定性、定量解释多解性要注意的问题

异常解释推断的主要经验教训是防止简单化,定性反演与定量反演均如此。造成复杂化的原因是定性与定量的多解性。

(1)克服定性解释(地质起因解释)多解性要注意的问题:

a.“从已知到未知”和发现新类型并重;只有“从已知到未知”一条思路,就会忽略反映研究区尚未发现的新类型地质体(含矿体)的异常,或对其作出错误解释。

b.全隐伏地质体引起的异常,一般均需利用多元信息(含综合物探)才能定性。

(2)克服定量解释多解性的最有效方法是提供约束。

③ 如何理解地球物理响应场源等效性,并说出其与反演多解性的关系

建议查下资料.感觉这样的提问没有意义

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