一种三维铀成矿有利部位的圈定方法

摘要

本发明涉及一种三维铀成矿有利部位的圈定方法，包括以下步骤：获取土壤氡气浓度值；对土壤氡气浓度值进行处理，获取土壤氡气浓度值异常范围和土壤氡气浓度衬值异常范围；根据土壤氡气浓度值异常范围和土壤氡气浓度衬值异常范围，获取地表平面铀成矿有利范围；在地表平面铀成矿有利范围内，开展三维广域电磁测量工作，获取三维广域电磁测量数据；根据三维广域电磁测量数据，计算视电阻率；对视电阻率数据进行三维反演，得到三维电阻率数据分布体；根据三维电阻率数据分布体，获取三维电阻率分布特征；根据三维电阻率分布特征和铀成矿地质特征，圈定三维铀成矿有利部位。通过该方法能够快速、准确地圈定沉积成岩型砂岩型铀矿三维铀成矿有利部位。

说明书

技术领域

本发明涉及铀矿勘探技术领域，特别是涉及一种三维铀成矿有利部位的圈定方法。

背景技术

在沉积成岩型砂岩型铀矿勘查中，以往通过放射性测量方法，可粗略圈定地表平面上铀成矿有利范围，但难以较为准确地圈定三维铀成矿有利部位，使得该区域的铀矿勘查钻探见矿率较低，导致勘查成本较高，使得沉积成岩型砂岩型铀矿勘查的经济性差，严重制约了对沉积成岩型砂岩型铀矿勘查的力度。

因此，为准确、经济的圈定沉积成岩型砂岩型铀矿三维铀成矿有利部位，锁定铀矿体赋存的三维空间位置，为钻探目标提供较为准确的空间坐标，采取的关键的物化探方法和相应的数据处理技术是本领域技术人员亟需解决的关键问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种三维铀成矿有利部位的圈定方法，能够解决现有技术难以准确地圈定沉积成岩型砂岩型铀矿三维铀成矿有利部位的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种三维铀成矿有利部位的圈定方法，包括以下步骤：

获取土壤氡气浓度值；

对所述土壤氡气浓度值进行处理，获取土壤氡气浓度值异常范围和土壤氡气浓度衬值异常范围；

根据所述土壤氡气浓度值异常范围和所述土壤氡气浓度衬值异常范围，获取地表平面铀成矿有利范围；

在所述地表平面铀成矿有利范围内，开展三维广域电磁测量工作，获取三维广域电磁测量数据；

根据所述三维广域电磁测量数据，计算视电阻率；

对所述视电阻率数据进行三维反演，得到三维电阻率数据分布体；

根据所述三维电阻率数据分布体，获取三维电阻率分布特征；

根据所述三维电阻率分布特征和铀成矿地质特征，圈定三维铀成矿有利部位。

可选的，所述获取土壤氡气浓度值具体包括：

在铀矿勘查区范围内，开展抽气式瞬时土壤氡气测量工作，获取各测点处的土壤氡气浓度值。

可选的，获取土壤氡气浓度值异常范围具体包括：

采用“径向基函数插值方法”对所述土壤氡气浓度值进行插值，得到网格化插值后的土壤氡气浓度值；

利用下式(1)计算出土壤氡气浓度异常下限值：

式中，

I

M

δ

AT(RnO)表示土壤氡气浓度异常下限值；

i表示测线的数目；

j表示每条测线上的测点数目；

m为整数，取值为1，2，3，……，i；

n为整数，取值为1，2，3，……，j；

采用“范克里金插值方法”对所述土壤氡气浓度值进行插值计算得到第一网格化数据；

采用“矩形窗口滑动平均法”对所述第一网格化数据进行滤波；

将大于或等于土壤氡气浓度异常下限值的数据范围，定义为土壤氡气浓度值异常范围。

可选的，获取土壤氡气浓度衬值异常范围具体包括：

采用“距离反权重插值方法”对所述土壤氡气浓度值进行插值计算得到第二网格化数据；

对所述第二网格化数据采用“矩形窗口滑动法”计算土壤氡气浓度衬值，所述土壤氡气浓度衬值的计算公式如下：

式中，

D(RnC)表示土壤氡气浓度衬值；

D

M

利用下式(3)计算出土壤氡气浓度衬值异常下限值：

式中，

D

M

δ

AT(RnC)表示土壤氡气浓度衬值异常下限值；

i表示测线的数目；

j表示每条测线上的测点数目；

m为整数，取值为1，2，3，……，i；

n为整数，取值为1，2，3，……，j；

采用“范克里金插值方法”对所述土壤氡气浓度衬值进行插值计算得到第三网格化数据；

采用“矩形窗口滑动平均法”对所述第三网格化数据进行滤波；

将大于或等于土壤氡气浓度衬值异常下限值的数据范围，定义为土壤氡气浓度衬值异常范围。

可选的，根据所述土壤氡气浓度值异常范围和所述土壤氡气浓度衬值异常范围，获取地表平面铀成矿有利范围具体包括：

将所述土壤氡气浓度值异常范围与所述土壤氡气浓度衬值异常范围重叠的区域圈定为地表平面铀成矿有利范围。

可选的，在所述地表平面铀成矿有利范围内，开展三维广域电磁测量工作，获取三维广域电磁测量数据具体包括：

通过铜棒电极采集测点上不同频率的电场数据；

设置接收端频率组合；明确目标体最大埋深d和测区平均电阻率

采用铝板作为接地供电极，布设发射偶极子；发射偶极子与测线方位平行，发射偶极子与测线距离为3～5倍的勘探深度，两个发射偶极子距离为1.5～2km；

选择JSDY-180广域电磁系统，按照设置的接收端频率组合逐组进行发射；发射过程中，发射电流不得高于100A，发射电压不得超过1000V；

在所述广域电磁系统进行发射的同时，在接收端频率组合逐组地记录对应的电场信息。

可选的，根据所述三维广域电磁测量数据，计算视电阻率具体包括：

在获取三维广域电磁测量数据基础上，将发射点和采样点坐标，采样点的电场文件和与之对应的电流文件输入《JSGY-2广域电磁仪接收机数据处理软件》中；

所述《JSGY-2广域电磁仪接收机数据处理软件》自动计算出各采样点的视电阻率。

可选的，对所述视电阻率数据进行三维反演，得到三维电阻率数据分布体具体包括：

采用MTpioneer软件，删除或平移所述视电阻率数据中不连续的频点和频段，得到处理后的视电阻率数据；

对所述处理后的视电阻率数据进行一维自适应正则化反演，得到一维自适应正则化反演数据；

对所述一维自适应正则化反演数据进行三维非线性共轭梯度反演，得到三维电阻率数据分布体。

可选的，根据所述三维电阻率数据分布体，获取三维电阻率分布特征具体包括：

对所述三维电阻率数据分布体，采用Surfer软件进行插值，获取三维电阻率分布特征。

可选的，根据所述三维电阻率分布特征和铀成矿地质特征，圈定三维铀成矿有利部位具体包括：

根据所述三维电阻率分布特征，按照沉积岩地区砂岩电阻率高、泥岩电阻率低的基本原则，结合勘查区地质概况，划分砂岩层和泥岩层；

根据划分的砂岩层、泥岩层的展布特征，结合勘查区铀成矿地质特征，对以泥岩层为主要含矿目的层的铀成矿区域，将埋深在500米以浅的泥岩层三维空间标记为三维铀成矿有利部位；对以砂岩层为主要含矿目的层的铀成矿区域，将埋深在1000米以浅的砂岩层三维空间标记为三维铀成矿有利部位。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

1)本发明提供的一种三维铀成矿有利部位的圈定方法，能够快速、准确地圈定沉积成岩型砂岩型铀矿三维铀成矿有利部位，解决了沉积成岩型砂岩型铀矿三维铀成矿有利部位难以圈定的难题，切实保障了砂岩型铀矿深部勘查的技术可行性。

2)本发明提供的一种三维铀成矿有利部位的圈定方法，为砂岩型铀矿深部勘查的钻孔布设提供了可靠依据，能够大量节约用于深部钻探前期勘查所需的人力、物力和财力。

3)本发明提供的一种三维铀成矿有利部位的圈定方法，有效提升了深部砂岩型铀矿勘查的经济性，为我国深部砂岩型铀矿勘查提供了经济可行的技术手段，从而有效地助力于我国军用和民用铀资源保障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1提供的一种三维铀成矿有利部位的圈定方法的工作流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种三维铀成矿有利部位的圈定方法，通过该方法可以准确、经济地圈定沉积成岩型砂岩型铀矿三维铀成矿有利部位，锁定铀矿体赋存的三维空间位置，为钻探目标提供较为准确的空间坐标。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1：

请参阅图1，本发明提供了一种三维铀成矿有利部位的圈定方法，包括以下步骤：

S1：获取土壤氡气浓度值；

具体的，在铀矿勘查区范围内，开展测网为20米×20米大小至50米×50米网度的抽气式瞬时土壤氡气测量工作，取气深度为0.7米-1.2米，获取各测点处的土壤氡气浓度值。

需要说明的是，在本实施例中，测网的网度为20米×20米，取气深度为1米。通过该测网的网度和取气的深度可以准确的得到土壤氡气浓度值。

S2：对所述土壤氡气浓度值进行处理，获取土壤氡气浓度值异常范围和土壤氡气浓度衬值异常范围；

S21：获取土壤氡气浓度值异常范围具体包括：

S211：计算网格化插值后的土壤氡气浓度值；

采用“径向基函数插值方法”对所述土壤氡气浓度值进行插值，然后以测网为20米×20米大小至50米×50米的网度进行数据采样，得到网格化插值后的土壤氡气浓度值。

需要说明的是，在本实施例中，测网的网度为20米×20米。其中，“径向基函数插值方法”是在近十余年来发展起来的一种微分方程数值求解的无网格方法，该方法在对微分方程数值离散时不需要网格，因此不仅避免了网格生成的复杂过程，还可以显著减少传统网格方法(如有限元法、有限差分法)等中因网格畸变带来的不利影响。因此，可以准确得到网格化插值后的土壤氡气浓度值。

S212：计算出土壤氡气浓度异常下限值；

利用下式(1)计算出土壤氡气浓度异常下限值：

式中，

I

M

δ

AT(RnO)表示土壤氡气浓度异常下限值；

i表示测线的数目；

j表示每条测线上的测点数目；

m为整数，取值为1，2，3，……，i；

n为整数，取值为1，2，3，……，j；

采用“范克里金插值方法”对所述土壤氡气浓度值进行插值计算得到第一网格化数据；所述“范克里金插值方法”利用区域化变量的原始数据和变异函数的结构特点，对未知样点进行线性无偏、最优估计，无偏是指偏差的数学期望为0，最优是指估计值与实际值之差的平方和最小。因此，“范克里金插值方法”是根据未知样点有限领域的若干已知样本点数据，在考虑了样本点的形状、大小和空间方位，与未知样点的相互空间关系，以及变异函数提供的结构信息之后，对未知样点进行的一种线性无偏最优估计。

采用“矩形窗口滑动平均法”对所述第一网格化数据进行滤波，矩形窗口大小为“100米×100米”；其中，通过“矩形窗口滑动平均法”可以对周期性干扰有良好的抑制作用，平滑度高。

将大于或等于土壤氡气浓度异常下限值的数据范围，定义为土壤氡气浓度值异常范围。

S22：获取土壤氡气浓度衬值异常范围具体包括：

S221：计算土壤氡气浓度衬值；

采用“距离反权重插值方法”对所述土壤氡气浓度值进行插值计算得到第二网格化数据；其中，通过“距离反权重插值方法”可以进行确切的或者圆滑的方式插值。

对所述第二网格化数据采用“矩形窗口滑动法”计算土壤氡气浓度衬值，矩形窗口的大小为“500米×500米”；

所述土壤氡气浓度衬值的计算公式如下：

式中，

D(RnC)表示土壤氡气浓度衬值；

D

M

S222：计算出土壤氡气浓度衬值异常下限值：

式中，

D

M

δ

AT(RnC)表示土壤氡气浓度衬值异常下限值；

i表示测线的数目；

j表示每条测线上的测点数目；

m为整数，取值为1，2，3，……，i；

n为整数，取值为1，2，3，……，j；

采用“范克里金插值方法”对所述土壤氡气浓度衬值进行插值计算得到第三网格化数据；

采用“矩形窗口滑动平均法”对所述第三网格化数据进行滤波，矩形窗口大小为“200米×200米”；

由于此处的“范克里金插值方法”和“矩形窗口滑动平均法”与上边的方法一致，在此不再赘述。

将大于或等于土壤氡气浓度衬值异常下限值的数据范围，定义为土壤氡气浓度衬值异常范围。

S3：将所述土壤氡气浓度值异常范围与所述土壤氡气浓度衬值异常范围重叠的区域圈定为地表平面铀成矿有利范围。

S4：在所述地表平面铀成矿有利范围内，开展三维广域电磁测量工作，获取三维广域电磁测量数据。具体包括如下步骤：

S41：采集测点上不同频率的电场数据；

S411：布设铜棒电极。

具体的，在地表平面铀成矿有利范围内，以线距40米、点距20米的测网，在逐个测点上采用铜棒插入地下的方式采集电场信号，铜棒插入深度为55cm-65cm。

需要说明的是，在本实施例中铜棒插入深度为60cm，通过该布设方式可以准确采集测点上不同频率的电场数据。

S412：设置接收端频率组合。具体的，包括如下步骤：

S4121：明确目标体最大埋深d和测区平均电阻率

S4122：选择比最低频率f再低1～3个频点的频率为采样最低频率F；

S4123：选择包含所述采样最低频率F至最高发射频率的所有频组，作为接收端频率组合。

S413：采用铝板作为接地供电极，布设发射偶极子；发射偶极子与测线方位平行，发射偶极子与测线距离为3～5倍的勘探深度，两个发射偶极子距离为1.5～2km；

S414：选择JSDY-180广域电磁系统，按照设置的接收端频率组合逐组进行发射；发射过程中，发射电流不得高于100A，发射电压不得超过1000V；

S415：在所述广域电磁系统进行发射的同时，在接收端频率组合逐组地记录对应的电场信息。

通过开展该三维广域电磁测量工作，可以准确获取三维广域电磁测量数据。

S5：根据所述三维广域电磁测量数据，计算视电阻率；具体包括如下步骤：

S51：在获取三维广域电磁测量数据基础上，将发射点和采样点坐标，采样点的电场文件和与之对应的电流文件输入《JSGY-2广域电磁仪接收机数据处理软件》中；

S52：所述《JSGY-2广域电磁仪接收机数据处理软件》自动计算出各采样点的视电阻率。

S6：对所述视电阻率数据进行三维反演，得到三维电阻率数据分布体；具体包括如下步骤：

S61：采用MTpioneer软件，删除或平移所述视电阻率数据中不连续的频点和频段，得到处理后的视电阻率数据；

S62：对所述处理后的视电阻率数据进行一维自适应正则化反演，得到一维自适应正则化反演数据；

S63：对所述一维自适应正则化反演数据进行三维非线性共轭梯度反演，得到三维电阻率数据分布体。

通过对视电阻率数据进行进一步优化，可以得到可靠的三维电阻率数据分布体。

S7：对所述三维电阻率数据分布体，采用Surfer软件进行插值，获取三维电阻率分布特征。

S8：根据所述三维电阻率分布特征和铀成矿地质特征，圈定三维铀成矿有利部位，具体包括以下步骤：

S81：根据所述三维电阻率分布特征，按照沉积岩地区砂岩电阻率较高、泥岩电阻率较低的基本原则，结合勘查区地质概况，划分砂岩层和泥岩层；

S82：根据划分的砂岩层、泥岩层的展布特征，结合勘查区铀成矿地质特征，对以泥岩层为主要含矿目的层的铀成矿区域，将埋深在500米以浅的泥岩层三维空间标记为三维铀成矿有利部位；对以砂岩层为主要含矿目的层的铀成矿区域，将埋深在1000米以浅的砂岩层三维空间标记为三维铀成矿有利部位。

综上所述，本发明提供的三维铀成矿有利部位的圈定方法，能够快速、准确地圈定沉积成岩型砂岩型铀矿三维铀成矿有利部位，解决了沉积成岩型砂岩型铀矿三维铀成矿有利部位难以圈定的难题，切实保障了砂岩型铀矿深部勘查的技术可行性；同时为砂岩型铀矿深部勘查的钻孔布设提供了可靠依据，能够大量节约用于深部钻探前期勘查所需的人力、物力和财力。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。