先验信息约束的重磁数据三维反演建模方法及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种先验信息约束的重磁数据三维反演建模方法及其系统，所述方法包括：确定初始三维地质模型骨架的网格间距、二维地质模型的剖面间距和直接三维地质模型的网格间距；构建初始三维地质模型骨架；绘制二维地质模型剖面；基于二维地质模型剖面生成二点七五维地质模型，并将二点七五维地质模型剖面拼合成拼贴三维地质模型；基于直接三维地质模型网格间距和拼贴三维地质模型，通过第一重磁数据三维反演构建直接三维地质模型；反复进行拼贴三维地质模型与直接三维地质模型之间的修改迭代，直至符合预设条件，得到三维地质模型。通过本公开的处理方案，在提高建模效率的同时，可以有效地降低成本，提高建模的灵活性。提高建模的灵活性。提高建模的灵活性。

【技术实现步骤摘要】
先验信息约束的重磁数据三维反演建模方法及其系统


[0001]本专利技术涉及采矿及勘测
，特别是涉及一种先验信息约束的重磁数据三维反演建模方法及其系统。

技术介绍

[0002]自然资源重要组成部分的矿产资源，是人类发展过程中不可缺少的重要元素。然而，随着国际局势的复杂变化以及我国工业化进程不断加快，所必须依赖的矿产资源的支撑度正面临着严峻挑战，矿产资源短缺已经成为我国经济发展的主要瓶颈，寻找新的接替矿产资源的找矿工作已经迫在眉睫。寻找新的接替矿产资源这不仅可以缓解矿产资源供给的紧缺局面，更是促进矿产资源可持续发展的重要途径，在维护国家矿产资源安全供给等方面，有着重要的社会和经济意义。
[0003]矿产资源短缺究其原因主要是由于我国矿产资源的地质找矿和开采工作多数限定在500米以内，只有少数矿山的地质找矿和开采深度达到了1000米，浅部矿山资源储量有限，再发现浅地表（500米以内）大型矿区的难度极大。为了解决这一问题，地质找矿必然要从浅层勘探向深部勘探发展。为了进一步寻找深部矿产资源，地质学家迫切需要了解地下一定深度（比如500~3000米）的构造，以便更加准确地预测深部矿体。岩心钻探是了解深部的重要手段，但限于经费和技术等原因，在地质找矿初期不可能进行大量钻探工作，因此目前国内外开展深部地质找矿的基本思路是：首先采取综合地球物理先验信息方法建立三维（3D）地质模型，获得地下一定深度结构和物质分布，然后根据成矿规律预测深部可能存在的矿体。
[0004]近年来，随着建模技术日益成熟及三维建模软件功能日益强大，三维建模已经广泛应用于深部成矿规律预测和矿体形态的精细结构刻画，并取得了很好的应用效果。三维地质模型的建立对寻找深部矿产资源有着极其重要的意义，而建立可靠三维地质模型的方法也就成为寻找深部矿产资源的主要工作之一。
[0005]重磁数据，是重力场和地磁场勘探数据的合称，作为服务于地质找矿的地球物理数据的重要组成部分，含有大量丰富的地球深部信息，而重磁数据三维反演建模是获得地下结构、建立可靠三维地质模型的有效手段。随着数据采集仪器、计算机性能以及可视化技术的进步，重磁数据反演和建模技术也得到了极大发展，成为地质找矿工作中重要的环节并且具有重要的应用价值。然而，由于反演的多解性，不加约束的反演很难获得与实际地质情况一致的三维地质模型。为了减少反演的多解性，通常的作法是在反演过程中尽可能加入地层、岩性、构造、钻孔、物理属性（或称物性）等地质和其它地球物理先验信息。反演理论和建模实例都表明，在大量地质先验信息的约束下，重磁数据反演可以获得可靠的、与地质情况相符的三维地质模型。为了减少反演的多解性，同时使用重力场和地磁场勘探数据进行反演建模，可以取得更好的地质效果。目前有多种先验信息约束的地球物理反演建模方法，实际工作中，反演方法的选择取决于建模的目标、现有先验信息的类型、分辨率、精度、计算时间、人工成本等多种因素，每一种方法都有其自身的优势和劣势。
[0006]如现有技术“Lu Q T，Qi G，Yan J Y，et al. 3D geologic model of Shizishan ore field constrained by gravity and magnetic interactive modeling: A case history[J]. Geophysics，2013，78(1): 1
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11.(吕庆田，祁光，严加永，等，重磁交互建模约束下狮子山矿田三维地质模型：一个案例历史[J]。地球物理学，2013，78（1）：1
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11)”、“祁光，吕庆田，严加永，等， 先验地质信息约束下的三维重磁反演建模研究——以安徽泥河铁矿为例[J]. 地球物理学报，2012，55(12):13.”和“祁光，地质条件约束下重磁三维反演建模方法研究，吉林大学，2013.”，主要针对离散体方法的重磁数据三维反演建模进行深入探讨和研究，对其在地质找矿工作中的应用给出了分析评估实现方案。其方案技术流程如下：重磁数据反演得到可靠的三维模型需要集成大量地质、钻孔、岩石物性和其它地球物理先验信息资料，合理的反演建模流程可以取得事半功倍的效果，并可以供他人借鉴，或应用到其它地区的反演建模工作中。已有很多学者提出过地质先验信息约束下的三维反演建模流程，虽然不同学者提出的建模流程细节上有差别，但基本上都包括三个部分，即初始模型的构建、重磁数据二维（2D)/三维(3D)反演和三维地质模型显示与地质解释。其中，重磁数据二维/三维反演在建模过程中起着至关重要的作用，它是对初始模型的进一步优化，并最终提供地质模型的物性和几何参数的空间分布。原理上，联合使用重磁数据进行反演可以明显减少反演的多解性，如现有技术“Williams N C. Geologically
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constrained UBC
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GIF gravity and magnetic inversions with examples from the agnew
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wiluna greenstone belt，western Australia [D]. Canada: The university of british Columbia，2008（Williams N C.地质约束UBC
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GIF重力和磁力反演，以澳大利亚西部agnew
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wiluna绿岩带为例[D]。加拿大：不列颠哥伦比亚大学，2008年）”中通过实际例子验证了联合使用地表、地下地质和地球物理先验信息约束可以获得可靠的反演结果。
[0007]已有研究使用离散体方法的重磁数据反演建模，总体思路是用二点五维（2.5D）的地质体剖面拼合构建三维地质模型。主要包括建模区域定义、地质先验信息处理、二维地质模型构建、重磁数据二点五维/三维反演、可视化与解释等步骤。
[0008]上述的数据传输方法，虽可以在一定程度上进行三维地质模型的构建，但是在实际使用时却发现其结构中还存在有若干缺点，因未能达到最佳的使用效果，而其缺点可归纳如下：1、对于“先验信息”匮乏这类情况：随着找矿所针对的地质体埋深加深，地表的地层、构造、岩性等地质先验信息不能很好的约束深部地质体，造成反演所需的深部的地质先验信息匮乏；由于钻探、地震勘探等技术手段的成本高，并非所有勘探区域都实施这些技术手段的实际工作，造成反演所需的地质和地球物理先验信息匮乏；在某一勘探区域，即便拟实施钻探、地震勘探等技术手段，一般需要在实施前先进行基于重磁数据的非地震勘探数据反演建模，此时钻探、地震勘探等技术手段还未实施，因此造成基于重磁数据的非地震勘探反演所需的先验信息缺失。为了控制成本，如何在缺少“先验信息”的情况下，利用有限的地质资料和重磁数据进行初步模型“二维地质模型构建”的准确建立，是亟需解决的问题。
[0009]2、对于“先验信息”繁杂这类情况：除钻孔岩心资料可以提供确定信息外，其他“先验信息”存在非同源性导致的“二维地质模型构建”本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种先验信息约束的重磁数据三维反演建模方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：基于先验信息类别确定初始三维地质模型骨架的网格间距和二维地质模型的剖面间距，并基于第一重磁数据确定直接三维地质模型的网格间距；基于所述先验信息和前期重磁数据，通过三维反演构建初始三维地质模型骨架；基于所述二维地质模型的剖面间距、所述初始三维地质模型骨架和所述先验信息，绘制所有二维地质模型剖面，得到二维地质模型；基于所述二维地质模型生成初始二点七五维地质模型，并将所述初始二点七五维地质模型拼合生成拼贴三维地质模型；基于所述直接三维地质模型的网格间距和初始的直接三维地质模型，通过第一重磁数据三维反演构建直接三维地质模型；以及反复进行所述拼贴三维地质模型与所述直接三维地质模型之间的修改迭代，直至符合预设条件，得到三维地质模型。2.根据权利要求1所述的先验信息约束的重磁数据三维反演建模方法，其特征在于，所述二维地质模型包括待修改二维地质模型和已固定二维地质模型；通过将所述先验信息中预处理的地震勘探剖面、电磁勘探剖面以及通过推断获得的地质信息绘制在所述二维地质模型对应的剖面上，得到所述待修改二维地质模型剖面；通过将所述先验信息中预处理的年代学数据、钻孔数据、岩矿石物性数据以及地表出露的地层、岩性、构造数据绘制在所述二维地质模型对应的剖面上，得到所述已固定二维地质模型剖面。3.根据权利要求1所述的先验信息约束的重磁数据三维反演建模方法，其特征在于，所述方法还包括：获取预设区域的先验信息，并对所述先验信息进行预处理；其中，所述先验信息包括地质先验信息和地球物理先验信息，所述地质先验信息包含地层、岩性、构造、钻孔和年代学数据中的至少一项，所述地球物理先验信息包含地震勘探剖面、电磁勘探剖面、岩矿石物性数据和前期重磁数据中的至少一项。4.根据权利要求3所述的先验信息约束的重磁数据三维反演建模方法，其特征在于，所述对所述先验信息进行预处理，包括将所述地质先验信息和所述地球物理先验信息抽象为定性化、定量化的可用于建模的表达。5.根据权利要求3所述的先验信息约束的重磁数据三维反演建模方法，其特征在于，所述年代学数据、钻孔数据、岩矿石物性数据以及地表出露的地层、岩性、构造在三维地质模型建模过程中保持不变；基于已固定二维地质模型生成的拼贴三维地质模型的对应部分在三维地质模型建模过程中保持不变。6.根据权利要求1所述的先验信息约束的重磁数据三维反演建模方法，其特征在于，所述基于所述二维地质模型生成初始二点七五维地质模型，包括以下步骤：将每条所述二维地质模型的剖面的模型走向长度缩短为剖面间距，模型走向改为任意，形成二点七五维地质模型剖面。7.根据权利要求1所述的先验信息约束的重磁数据三维反演建模方法，其特征在于，所述将所述初始二点七五维地质模型拼合生成拼贴三维地质模型，包括以下步骤：
步骤1：将所述初始二点七五维地质模型进行正演，得到第二重磁数据；步骤2：对比所述第二重磁数据与第一重磁数据之间的差异，其中，当所述第二重磁数据与第一重磁数据间的差异小...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕庆田，严加永，张冲，祁光，
申请(专利权)人：中国地质科学院，
类型：发明
国别省市：