音频大地电磁法三维反演在相山铀矿勘查中的应用研究

发布时间：2020-10-14 14:12

　　 相山铀矿田是我国七大铀矿整装勘查区之一,属于火山-侵入杂岩体的中低温热液型铀矿,位于扬子板块与华南板块的交接部位,北靠江绍缝合带约50km,东距鹰潭-安远断裂约25km,西接德兴-遂川深大断裂带,经历了长期复杂的地质作用,断裂构造十分发育。相山火山盆地内的建造可以分为两个部分:基底和盖层两层结构。基底主要岩性为新元古界变质岩,上覆盖层火山岩系又可划分为打鼓顶组和鹅湖岭组地层。由于相山地区的地层界面是构造薄弱地带,裂隙更为发育,具有导矿和容矿作用,因此该地区火山岩组间界面(变异部位)、基底界面与断裂构造复合处,成为铀矿最有利的赋存部位,也是我们研究的重点。为进一步查明地下铀矿分布,核工业北京地质研究院在该地区的河元背工区开展了大面积高密度的音频大地电磁测深,获得了2222个测深点,剖面方向为北偏东132°,剖面平均长度3.5km,平均线距约100m,点距50km。这些数据质量较好,为深入研究河元背地区的深部结构和成矿规律,进一步查明铀矿分布奠定基础。过去由于反演理论和技术的约束,主要对取得的大地电磁数据进行二维反演。但相山地区地质构造复杂,采用三维反演可以更好刻画地下复杂的电性结构;同时,该地区取得的大面积质量较好的数据也为开展三维反演提供了可能。本文采用非线性共轭梯度法三维反演技术,研究相山地区的岩性分布、断裂带的分布以及界面特征,进而研究铀矿的有利赋存部位。论文首先对所有的测点数据进行筛选和数据处理,然后以三条测线所在区域为例,讨论背景电阻率、网格大小、数据方差、数据类型、频率个数和正则化因子等主要反演参数对反演结果的影响。最后对全区的所有测点数据进行三维反演,反演采用主阻抗进行,筛选后数据个数2039个;反演的网格采用1/2倍点距,测区在旋转测线后,共剖分反演单元289680(136*71*30)个,初始电阻率为1000??m。经过81次的反演计算最后得到拟合差2.64。结果显示,工区三维电性模型呈现出明显的三层电性结构:上部是高阻异常,电阻率大约为3000??m;中间为低阻异常区域,电阻率大约为500??m,下部为次高阻异常,电阻率大约为2000??m。根据测井曲线和钻井物性图,证明电性结构中上部高阻异常对应于地层鹅湖岭组,中间低阻层对应地层打鼓顶组,下部的次高阻异常对应新元古界基底。这种一致性表明三维反演结果是可靠的。结合工区地质资料,基于三维反演电性模型详细分析,我们对相山地区的岩性分布,断裂展布和铀矿赋存有利部位进行了预测,取得以下成果和认识:(1)在该地区开展了三维大地电磁数据的反演,获得首张该地区电性三维结构图像;(2)对工区的重要测线的电性特征进行分析显示,鹅湖岭组地层自南到北高阻逐渐减少,打鼓顶组地层在工区分为两个部分:东部和中部。(3)火山岩组间界面在工区分布较广,在工区四周边缘界面被断层切割破碎,中部界面保存较好,所以在火山岩组间界面上,工区边缘为最有利的成矿区域。(4)基底界面主要分布在工区中部,其次在东部也有存在,所以在基底界面上,工区中部和东部是最有利的成矿区域。
【学位单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：P631.325;P619.14
【部分图文】：

图 1.1 相山火山盆地组间界面等高线图[11]1.3相山大地电磁测深的研究现状相山位于江西省抚州市境内的崇仁县与乐安县的毗邻地带，是我国目前最大的火山岩型铀矿田。近年来，有不少学者在相山地区进行了一系列的大地电磁勘探工作。程纪星[12]等在 2013 年采用 AMT 与高精度磁法联合对相山西部铀矿有利远景地段预测，目前已有部分地段被证实。陈凯[13]等利用 AMT 在相山地区寻找断裂破碎带，其电性结果表明：音频大地电磁成果与钻探结果一致性很好，推断出在相山其他地区开展音频大地电磁法的有效性。陈越[14]利用 MT 二维反演方法在相山做深部地质结构探测，根据岩石电阻率之间的差异，推断了相山地区某二维剖面的断层以及主要的岩性分布范围（图 1.2）。

图 1.1 相山火山盆地组间界面等高线图[11]1.3相山大地电磁测深的研究现状相山位于江西省抚州市境内的崇仁县与乐安县的毗邻地带，是我国目前最大的火山岩型铀矿田。近年来，有不少学者在相山地区进行了一系列的大地电磁勘探工作。程纪星[12]等在 2013 年采用 AMT 与高精度磁法联合对相山西部铀矿有利远景地段预测，目前已有部分地段被证实。陈凯[13]等利用 AMT 在相山地区寻找断裂破碎带，其电性结果表明：音频大地电磁成果与钻探结果一致性很好，推断出在相山其他地区开展音频大地电磁法的有效性。陈越[14]利用 MT 二维反演方法在相山做深部地质结构探测，根据岩石电阻率之间的差异，推断了相山地区某二维剖面的断层以及主要的岩性分布范围（图 1.2）。

吉林大学硕士学位论文段书新和刘祜[15]利用 AMT 方法研究相山地区组间界面以及断层发育情况，结果表明：相山地区在垂向上呈现高-低-高的电性结构，由浅及深分别对应鹅湖岭组、打鼓顶组和新元古界基底，并表明了界面深度和形状，证明了 AMT 方法在识别断裂构造、基底界面和组间界面的有效性。
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本文编号：2840772