我国可地浸砂岩型铀矿勘查方法技术研究

[ 收稿日期 ] 2003 04 24 [ 改回日期 ] 2004 02 13
2
砂岩型铀矿勘查工作的目标
可地浸 砂岩型铀矿由 于其特殊 的成矿机
制, 地表很难 看到与成矿有 关的迹象。矿体 与围岩之间的物性 界面为渐变结 构, 物性差 异很不明 显 , 导致许 多物化探 方法不 能发挥
[ 作者简介 ] 韩绍阳 ( 1975- ) , 男 , 工程师 , 1998 年毕业于华东地质学院 , 2001 年获核工业 北京地质 研 究院硕士学位 , 现为在读博士 , 指导教师侯惠群研究员 , 研究方向 : GI S 与地球物理信息处理技术。
4
高分辨率遥感技术的应用
遥感技术以 其宏观、快速 的特征 在寻找
可地浸砂岩型铀 矿的选盆和选区 工作中可以 发挥巨大的作用。高分辨率遥感 影像在铀资 源勘查 中得 到 了广 泛应 用 , 所谓 高 分辨 率 , 即指 : 高空间分辨率 ( < 10 m) 、高光谱分辨 率 ( < 20 nm ) 、高时间分 辨率。利 用高分辨 率遥感数据可提供 高分辨率、高 精度定位的 立体观测地貌特征、从宏观上了 解沉积盆地 的岩性岩相变化、地形地貌 特征、 区域构造 展布 , 现 代地下 水补、径、排 体系的 时空分 布乃至植被覆盖区的植被与铀矿化的关系等。 利用遥感技术 解决的主 要问题有 : ( 1) 建立大型铀成矿区 域的大地构造 环境、背景
3
GIS 技术在铀资源评价中的应用
可地浸砂 岩型铀矿评价 的过程就 是信息
的搜集、整理、处 理、成 矿信息 的提 取、综 合分析、成矿区带 或找矿靶区的确 定及成果 表示的过程。GIS 的应用可贯穿于铀资源评价 工作的整个过程 , 表现出传统方法 不可比拟 的优越性[ 1] 。 GIS 提供了在计算机辅助下对地 理、地质、地球 物理、地 球化学 和遥 感等多 信息进行集成管理、有效综合与分析的能力。 应用 GIS 进行铀资源评价不仅 可加深对可用 地质数据的理解 , 而且可加深对地 质模型本 身的理解。专家们 可交互式地对多 源地学信 息进行对比, 在综 合分析中获得新 的启发或 认识 , 完善与 总结规律。这 也是传统 的工作 方式很难或无法实现 的。基于 GIS 的矿产资 源评价方法的最大 优点, 表现为以 下几个方 面: ( 1) 合理、有效的空间数据库管理大大 提高了铀资源评价效率 ; 的定量分析 ; ( 2) 实现了传统方 法难以进行的对各 种地质体的多 种空间关系 ( 3) 系统软件为物化探数据的 空间可视化创造了条件 , 使评价更直观 ; ( 4) 空间 分析 方法 使成 矿信息 的综 合更 加合 理;
勘查发展领域中的 战略性前沿课题。在地球 物理勘探中, 每种 地球物理方法都 有其应用 前提 , 不可避 免地存在多解 性, 需依 靠地质 资料 , 通过多 种方法的综合 应用, 合 理地减 少解释的多解性。 6 1 重磁方法 在砂岩型铀 矿勘查 中, 重力 勘探 方法的
3
应用前提是密度差 异, 碎屑沉积物 的密度为 1 8~ 2 0 g/ cm , 埋深越大密度越高, 砂岩和
第 5期
韩绍阳 , 等 : 我国可地浸 砂岩型铀矿勘查方法技术研究
! 309 !
期因岩浆活动不均 匀, 引起串珠状 的沿断裂 分布的线性异常带; ( 3) 重、 磁等值线的异常轴突然发生错动。 这通常反映了断裂的水平位移和先后时序; ( 4) 不同特征的重、磁场区分界线 ; ( 5) 在重磁场 的垂向或水平导 数图上的 线性异常带。 6 1 2 利用重磁异常查明盆地基底起伏形态 在中新生代 沉积盆 地中, 高 布格 重力异 常一般对应着基岩 ( 或沉积盖层 ) 的隆起区, 而低布 格重 力异 常对 应基 岩 ( 或 沉积 盖层 ) 的凹陷区。在 基性岩石的隆 起区, 一 般对应 着高磁异常区。把重磁方法 结合起来 , 可提 供更多关于工作区 的地质信息 , 以 便查明基 岩的起伏形态。 对重磁异常 进行反 演, 可获 得基 岩的埋 深。对重力异常反 演可获得密度界 面的埋藏 深度及起伏形态 , 进而分析盖层结 构和基底 构造。在诸多密度界面反演方法中 , Parker 反 演方法应用效果较 好。在基岩埋深 反演过程 中, 密度差的 选取是关键 , 同时要参 考已知 地层 的 相 关 参 数 ( 岩 性、 厚 度、 埋 深、密 度) 。利用磁异常, 可进行磁性界面反演, 了 解磁性层的埋藏深 度及起伏形态 , 进而分析 磁性基底构造和沉 积盖层构造。多 年的工作 经验表明, 目前理 论上较成熟并经 过实践检 验的是切线法。使 用这种方法计算 磁性体深 度, 可以充分 发挥人的主观 能动作用 , 针对 不同特点的 T 异常曲线和异常的平面特征采 用不同的具体算法。利用切线法求 取磁性体 的深度、宽度 , 只需考虑磁 场的特点 而不必 考虑场源的性质 , 即切线法反演结 果不依赖 于场源的磁性特征。 6 1 3 进行重磁异常资料解释应注意的几个 问题 ( 1) 深入研究物性资料和地质资料 对重磁异 常的解 释来说, 确定不同 岩层、 地质体、 地质构造的物性 , 并研究它们的规律 性特征是一项基础工作 , 在此基础上研究不同 的物性界面在重磁异常中的可能反映 , 可为异
1
引言
自 20 世纪 90 年代初以来, 我国铀矿勘查
此必须使用计算机 信息处理手段 , 挖掘与铀 矿床生成有密切联系的 浓缩信息集 。借助 计算机进行信息挖 掘和信息综合 , 将帮助地 质学家从海量数 据中处理人脑难 以完成的复 杂的找矿信息分析 工作; 成矿作 用过程的复 杂性 决定 了矿 床元 素的 不均匀 性和 多 变性 , 也决定了地球物 理场与地球化学 场的复杂多 变性; 因而应运用 现代计算机信 息处理手段 及信息挖掘方法 , 对勘探资料作 深层次的成 矿信息提取与研究 , 以便有效地 研究复杂的 成矿规律。针 对砂岩型铀矿 的成矿特 点, 建 立一套快速勘查方 法技术系统 , 快速实现可 地浸砂岩型铀矿 的选区、评 价及定位 , 具有 很强的现实意义 , 将推动我国的 铀矿地质事 业飞跃发展。
实际上是地下不 同深度、不 同广度、不同形 状的地质体在地表 的综合反映 , 即 观测数据 中既含有浅部的细 节信息, 又含有 深部的构 造信息, 还含 有各种噪声。地球化学 采样数 据同样如此 , 既含有矿化异 常, 也含 有各种 级别的背景异常。因此, 如何将这些模糊的、 隐蔽的成 矿信息通过 定 致矿 异常 和 解密 提取 出来, 圈 异常, 是 铀资源 矿致
! 308 ! 遥感影像特征 ;
铀
矿
地
质
第 20 卷
( 2) 我国主要产铀盆地与中
泥岩密度相差 2% ~ 3% ; 磁法勘探的前提是 磁性差异, 沉 积盖层属弱磁 性, 砂 岩与泥岩 的磁化率只相差几 个单位; 因此 进行盆地沉 积盖层的分层不是 重磁方法的优 势。但沉积 盖层与盆地基底的 磁性差及密度 差很大, 因 此重磁方法的主 要任务是查明研 究区的基底 起伏形态和划分断裂构造。 在铀资源勘查中, 实测得到的重磁异常 , 大都比较复杂 , 直接对实测 异常解释 , 往往 有不少困难。所以解释之前 , 需要 对异常进 行某些变换或处 理。目前 , 对重磁 异常进行 转换和处理的方法 繁多, 每一种 处理方法的 功能、适用条 件和应用范围 也各有不 同, 因 此在对实测异常进 行处理时 , 应 根据研究目 的, 合理地选 择转换和处理 方法。 对重磁异 常进行处理的目的可以概括为 : ( 1) 把不同规 模地质体引起 的异常区分 开来。例如为 了寻找和研究 局部构造 , 通常 采用计算剩余异 常和求导数等处 理方法来突 出局部异常。 ( 2) 使异 常简 单化, 以便于 解释。例如 , 一般来说 T 异常受 斜磁化的影响, T 异常
第 20 卷 20 04 年
第5期 9月
铀 矿 U ranium
地 质 Geology
Vol. 20 No. 5 Sep. 2004
我国可地浸砂岩型铀矿勘查方法技术研究
韩绍阳 , 侯惠群 , 腰善丛 , 程纪星 , 柯
( 1 核工业北京地质研究院 , 北京
1
2
1
1
丹
1
100037)
ห้องสมุดไป่ตู้
100029; 2 中国核科技信息与经济研究 院 , 北京
[ 摘要 ] 针对可地浸砂岩型铀矿的成矿特点和勘查工作目标 , 本文总结 了解决砂岩型铀矿的选区、 综合评价及直接定位等不同阶段地质任务的一套快速勘查方法技术。扼要地 介绍 G IS 、现代遥感 和各 种物化探勘查方法技术在砂岩型铀矿勘查中的应用潜能与综合应用。 [ 关键词 ] 砂岩型铀矿 ; 勘查方法 ; 综合应用 [ 文章编号 ] 1000 0658( 2004) 05 0306 09 [ 中图分类号 ] P632; P619 14 [ 文献标识码 ] A
( 5) 系统软件大大提高了生产单 位的制图效 率; ( 6) 所建的数字数据库可反复使用。基 于 GIS 的铀资源评价工作的 主要任务是在对 研究区的资料充分 研究的基础上 , 确定合适 的数据源、建 立合理有 效的 GIS 数 据库, 提 取成矿信息 ( 单因素空间关系的确定和量化 ) 以及对多 种成矿信息的综 合分析 ( 多种空间 关系集成) 。总之 , GIS 的出现实现了铀矿地 质工作的现代化 , 为综合找矿及 进行高效准 确的成矿远景区 预测提供了良好 的条件和环 境。 各种图件是铀资源研究成果的主要载体。 GIS 多维图示技术的迅速发展及其在地质模型 研究中的应用是 地学领域最近几 年的一个亮 点; 借助 二维、三维乃 至四维 图示技 术, 能 将庞杂的地学数据形象化、立体化、动态化 , 大大提高了它们 的可视化程度和 推断解释的 准确性。通过 计算机多维图 示技术 , 对砂岩 型铀矿中的多源信息进行可视化分析和模拟 , 更有利于铀成矿 环境的分析和成 矿信息的提 取。在海拉尔和鄂尔多斯盆地铀资源评价中 , GIS 技术在多源信息数据库的建立、管理及成 矿信息的提取及综 合、制图输出 等过程中发 挥了重要作用 , 大 大提高了铀资 源评价的工 作效率和预测精度。