勘探地球物理技术

矿产勘探地球物理技术：从原理到应用31引言—两个原理模型2勘探技术—仪器设备勘探技术—新方法汇报提纲/2

/4勘探趋势：从矿床到成矿系统勘探地球物理：原理模型一、引言-两个模型LiYaoguo，2013磁法直流电法电磁法天然场电法法反射地震LiYaoguo，2013一、引言-两个模型勘探地球物理：原理模型LiYaoguo，2013原理模型的数学描述：一、引言-两个模型数据处理：把一次场（源场）、地形、地表、路径仪器响应、干扰等影响去掉，保留探测目标的响应（二次场）；反演及解释：恢复目标体的空间形态和物质属性，给出合理的地质解释勘探地球物理：工作模型（工作流程）几个值得注意的关键环节（贯穿整个模型）：施工设计：采样间隔与网格化数据处理（异常改正、分离、去噪等）：经验与判断反演解释：2D与3D反演与地质解释一、引言-两个模型采样定律告诉我们什么？1、目标导向：明确或估计地球物理调查目标的空间尺寸、形态；2、合理设计地球物理测量的点、线距，2D或3D3、点、线距离都要小于调查目标空间尺寸的2倍以上1、施工设计Dentith，2013一、引言-两个模型Nyquist采样定理：连接连续（时空）信号和离散信号的基本桥梁Fc截至频率=1/2∆采样频率大于2倍的信号最高频率，可以完全恢复信号采样频率小于信号最高频率，不能恢复信号，产生假异常两个实例：点、线距离设计对能否发现异常和确定异常的真实形态致关重要Dentith，2013幅值、形态有很大影响，直接决定解不同点线距对异常释结果（右图）一、引言-两个模型白线采样线距网格化间距大小的选择：太小：引起串珠状或豆荚状异常太大：引起低频假异常原则：数据平均点距的1/2测点太稀易产生“牛眼”异常Dentith，2013一、引言-两个模型当线距与点距相差较多时（1:10或1:20），网格化方法的选择极为重要，一般以1/5或1/3线距为网格化间距点、线距不匹配造成的串珠、香肠状异常、台阶、梯状异常点线距不匹配造成假异常A和BDentith，2013一、引言-两个模型2、位场分离（区域-局部场分离）位场是一个三维体积效应，由上地幔和地壳所有物性差异产生场的总和异常通常淹没在由下列场源形成的“区域异常”中：

(i)更大的场源；(ii)更深的场源；(iii)或更远的场源.LiYaoguo，2012一、引言-两个模型两个典型例子Dentith，2013一、引言-两个模型位场分离方法：最小平方拟合:使用简单多项式（二阶、三阶趋势）拟合区域场滤波法：把长波场分量当做区域场；在空间域和频率域都有效“剥皮（Stripping）法”：通过对区域场源的正演模拟，去掉区域场Dentith，2013一、引言-两个模型区域-局部异常分离理论模型一、引言-两个模型总场

剩余异常效果：•基本近似•

剩余异常畸变LS估计的区域异常理论区域异常（1）最小平方拟合:一、引言-两个模型LiYaoguo，2012地下700米测量精度要求：磁法测量精度要求10-20nT;重力测量需要30-40微伽；地下1500米测量精度要求：磁法测量精度要求5-10nT;重力测量要求10-20微伽上图为安徽泥河铁矿重磁场及3D反演结果。精确定位矿体的深度和形态矿体重力异常分离对认识矿体分布空间范围起到关键作用位场分离后的矿体异常一、引言-两个模型地面高精度磁异常泥河铁矿原始布格异常重力异常吕庆田等，2008（2）频率域滤波法：

在频率域将能谱的高频部分与低频部分分开。基本假定：长波长的能量代表区域异常，短波长能量代表局部异常，具体计算流程如下：低通滤波：提取区域场，通常与方向导数一起组合高通滤波：提取局部场一、引言-两个模型效果：•近似程度差•

剩余异常畸变滤波估计的区域异常理论区域异常剩余异常一、引言-两个模型滤波法的基本要求：数据必须是网格化数据平面数据观测假设，数据是平面数据在能谱上，区域异常和局部异常不能重叠过多数据范围要远大于拟提取的局部异常范围滤波法的优缺点：使用FFT，快速易行快速处理大区域数据高度依赖于频谱特性经常使提取异常畸变一、引言-两个模型（3）基于反演的“剥皮”法（基于反演的位场分离）A：大尺度反演B：扣除局部异常区域，进行正演C=A-B：异常数据D、反演解释ABLiYaoguo，2012一、引言-两个模型局部场源区域场源LiYaoguo，2012一、引言-两个模型大范围反演真实模型一、引言-两个模型剥皮法结果理论值一、引言-两个模型为什么要开展反演解释？由于重磁、直流电场为静态、弥散场，每个数据受地下所有物质影响数据中的关于场源的信息是混乱，不清楚的“模型域”的地质解释比“数据域”容易很多了解深度信息这是一个测区的磁法数据，地下有几个磁性体？3、地球物理反演：为什么？LiYaoguo，2012一、引言-两个模型拟断面显示1)数字模拟实验：单个良导体，观测数据加5%噪声LiYaoguo，2012一、引言-两个模型2)地表增加若干小的良导体干扰一、引言-两个模型0100-10082N-spacing45120实验数据:直流电阻率0100-10082N-spacing4126拟断面大致反映地下良导体位置干扰情况下，地下良导体位置在何处?一、引言-两个模型2D反演结果:单一柱体单极-偶极;n=1,8;a=10m;一、引言-两个模型实例：地表加干扰的单一柱体反演结果单极-偶极;n=1,8;a=10m;一、引言-两个模型理论模型正演反演模型正演反演的几点重要认识：1、反演是一种重要地质解释手段；2、反演不是数字游戏，随着地质约束的不断增加，多数据联合反演解释技术的进步，反演逐渐演变为一种综合地质解释方法；3、反演的多解性将随着地质约束的增加、多数据的联合反演，将逐渐消失。一、引言-两个模型地质约束反演:正确方向的跨越一、引言-两个模型31引言—两个原理模型2勘探技术—仪器设备勘探技术—新方法汇报提纲/32

/4勘探趋势：从矿床到成矿系统江苏省地质调查院学术讲座之一航空地球物理技术新进展航空重力及重力梯度测量系统；GedexSystem公司宣称其高分辨率重力梯度系统（HD-AGG）在空间分辨率为60m的情况下，分辨率已经达到1EotvosHz-1/2。航空磁场总场测量、梯度及张量测量系统；直升机吊舱式和固定翼时间域航空电磁探测系统；半空间航空瞬变电磁测量系统；航空伽马能谱测量系统；无人机航磁、航放测量系统等

形成了测量参数多样、平台可选择、实时GPS定位的完整的航空地球物理勘查技术体系。Terraquest’sPocoHelicopterTDEMsysteminflight二、勘探技术—仪器设备分布式三维激电探测系统。

QuantecGeoscience公司ORION3D系统同时采集直流DCIP和MT信息，像地震勘探一样实现快速、高效的3D覆盖；自动智能重磁测量系统。Scintrex公司的CG-6高精度重力仪分辨率达到1微伽，同时实现自动测量、野外“蓝牙”传输和“遥控”测量；三维电磁探测系统。CroneGeophysics公司的Mark73DE-SCAN系统探测深度达到4000m；高温超导传感器（HTS）和低温超导传感器（LTS）使TEM探测深度更深、信噪比更高；超宽频带（BMT）MT感应式传感器使AMT和MT测量一次完成，大大提高了探测效率；井中重力和全波形TEM技术已经成为常规勘探手段，极大提高了对“盲矿体”的识别能力；全三维反演解释、多数据类型联合反演、岩性填图和综合建模技术极大提高了深部资源探测的准确性，实现4000米甚至更深的探测能力。地面及井中地球物理探测技术二、勘探技术—仪器设备航空重力测量技术逐渐成熟，开始应用于矿产、油气勘查，目前的精度更适合区域地质调查TAGS和地面重力比较1、航空重力及梯度梯度测量系统从重力仪或加速度计测量的比力信息中扣除载体的运动加速度，得到重力值。二、勘探技术—仪器设备TAGSSystemGT-1A型航空重力仪AIRGravSystem搭载AIRGravSystem的飞机TAGSInstallationintoAiresNavajoTurnkeyAirborneGravitySystem(TAGS)二、勘探技术—仪器设备ARKeXcommencesbuildofnextgenerationsuperconductinggradiometerthe‘EGG’2004-2008重力梯度测量系统:美国BellAerospace公司的Air-FTG（全张量梯度）系统，澳大利亚BHP公司的Falcon航重梯度综合勘查系统，英国ARKeX公司的超导重力梯度仪EGG等BellGeospaceacquiresFTGdatainGOM1stcommercial3D-FTGsystemavailableFUGRO(FALCON)Geotech’sGT-2Agravimeter.Air-FTG3D重力梯度测量系统二、勘探技术—仪器设备旋转加速度计重力梯度仪——商业应用，成熟技术超导重力梯度仪——研究热点，准实用技术原子干涉型重力梯度仪——探索阶段、试验样机，前沿研究航空重力梯度技术的总体现状：ARKeX公司自行研制Gedex公司和马里兰大学联合研制力拓公司和西澳大学联合研制二、勘探技术—仪器设备世界典型矿床（煤田和盐丘型油藏）重力异常与信号波长关系图；几个航空重力系统的噪声水平(i.e.,Carson直升机系统1996,Carson1995,LCT1996和Sander2003固定翼系统)以及基于GPS的加速度测量噪声水平AdaptedfromFrankvanKann，2004铅锌矿煤矿油气田铅锌矿二、勘探技术—仪器设备2mgal世界典型矿床的重力梯度与波长关系图.同图显示对应梯度测量系统的噪声水平AdaptedfromFrankvanKann，2004二、勘探技术—仪器设备镍矿铜金氧化矿铁矿金刚石煤矿基本金属目前的主要系统对世界典型矿床的探测能力AirborneGravimetry：代表当前航空重力的探测能力FalconGravity：代表当前5E精度旋转加速度计航空重力梯度系统的探测能力VK-1Gravity：代表下一代1E精度超导航空重力梯度系统的探测能力AdaptedfromAirborneGravity2010二、勘探技术—仪器设备Kimberlite,Abnerregion,NorthernTerritory,Australia

从GDD数据中圈出了一个20E的异常，钻孔证实在地下10m发现了一个1.3公顷的主管状岩脉，旁侧发现了一个0.3公顷的次级岩脉。2005年打钻发现了一个金刚石矿。找矿实例二：寻找金伯利岩脉二、勘探技术—仪器设备实例三：铁氧化物铜金型矿床勘探IOCG,ProminentHill,Australia

上图是花了几年做的地面重力垂向一阶导数，下图是FALCON™AGG系统两周测量结果二、勘探技术—仪器设备时间域航空电磁系统：向地下发射瞬变电磁场脉冲，接收地质体产生的二次场，研究地下地质体的电性体分布特征，实现地质勘查目标。天然场航空电磁系统：利用天然场源，分别在空中接收垂向大地电磁信号、在地面接收水平正交的大地电磁信号，计算倾子并反演解释，实现地质勘查目标。陈斌等，20212、航空电磁法技术：主动源电磁探测技术发展趋势：降低发射频率、增大发射磁矩、采用直升机平台；高温SQUID磁传感器提高测量精度；全波场反演提高反演可靠性。HeliGeotemAeroTEMVTEMsystemSkyTEMsystem二、勘探技术—仪器设备二、勘探技术—仪器设备我国直升机航空电磁系统研制历程：陈斌等，2021硬支架系统直径发射电流发射磁矩动态噪声探测深度备

注CHTEM-I(863研发)12米490A250,000Am2±50nT/s280米“十一五”完成CHTEM-II(863研发)12米550A280,000Am2±15nT/s320米“十二五”完成CHTEM-III(项目研发)12米624A352,860Am2±1.2nT/s400米“十三五”完成VTEMTM17.4米243A240,000Am2±1nT/s350米Geotech公司软支架系统,因其磁矩、噪声和CHTEM-III相近因此一起比较VTEMLITE17.6米329A320,000Am2±0.243—±0.96nT/s400米Geotech公司软支架系统，指标为其在川藏线实测数据指标。软支架系统直径发射电流发射磁矩动态噪声探测深度备

注CHTEMs-I(项目研发)32米424A1,364,000Am2±0.4nT/s650米“十三五”完成VTEMMax35米260A1,000,000Am2±0.8nT/s700米Geotech公司系统VTEMPlus26米295A625,000Am2±0.5nT/s650米Geotech公司最常用系统天然场系统直径

动态噪声探测深度

CHMT-I(项目研发)8.5米

优于1%1500米“十三五”完成ZTEM7.4米

优于1%2000米Geotech公司系统二、勘探技术—仪器设备陈斌等，2021与国外同类系统主要技术指标对比航空电磁法－－圈定咸水、半咸水、淡水、圈定地下卤水体二、勘探技术—仪器设备无人机航空物探（磁/放）综合测量系统航磁：CS-3铯光泵仪，动态噪声≤70pT，转向差≤1.0nT，总精度优于1.65nT航放：下视16升，256道，自动数字稳谱仪，分辨率±0.22%，峰漂±0.67道航测：航高≥120m地形起伏，偏航距≤15m，航程1600km/10h（单磁），测控范围200km（视距，地面控制），800km（海事卫星）无人机航磁二、勘探技术—仪器设备无人机航空物探（磁/放）综合测量系统二、勘探技术—仪器设备多旋翼无人机航磁系统无人直升机航磁系统航空放射性探测系统RS-6011、数据质量优势夜航测量时干扰小,飞控电脑精确控制飞行高度和偏航距，不疲劳，不受阳光等干扰，窗帘效应影响明显由于传统航空物探2、测量效率高单架次8小时（约1600km），可夜航，一飞行日可多架次执飞，可一站多机同时测量，相同时间段内测量效率是传统航空物探的1.5～2倍（A）CH-3无人机(B)Y-12有人机飞行高度统计（A）CH-3无人机(B)Y-12有人机无人机和有人机航磁ΔT等值线阴影图对比（3000测线千米，1∶5万）

二、勘探技术—仪器设备传统同剖面二维DC/IP观测

装置单极-单极（pole–pole）单极-偶极（pole-dipole(PDR)单极-偶极（pole-dipole(PDL)偶极-偶极（dipole–dipole）中梯（温纳，Wenner）IVIVIVIVIV缺点：天然或人为噪声AB与MN严格同剖面，空间分辨率差深度浅（n<6，受电缆长度限制）McDermott矿床IP反演剖面据LiYG等，20123、三维激发极化—3DDCIP二、勘探技术—仪器设备Newmont的NEWDAS3DIP采集系统NEWDAS系统特点：4-通道,无线或有线，高密度采样（实时数据监控和分析）分布式数据存储与回放，GPS控制所有时间，并提供观测位置信息使用远参考噪声压制，新型便携5kW高压发射使用电流监控和反褶积策略可以使用3D规则或随机网络观测和任意位置发射关键技术：无线采集与现代电子技术（现场监控和分析、噪声压制）GPS时间同步3DDC/IP反演模拟技术（UBC-GIF，DCIP3D）二、勘探技术—仪器设备位于WesternCordillera,Maricunga成矿带

强烈热液蚀变

地面磁测,CSAMT和ORION3DDCIP/MTCerroDelMedioSantaCecilia----4600m----3600m智利SantaCecilia斑岩铜金矿床

3DDCIP-MT探测实例据N.Bournas等，2013二、勘探技术—仪器设备IntensehydrothermalalterationPeripheralpropyliticIntermediateargillicAdvancedargillicSilicificationQz-alunite-clay-PyMz-intrusion1km据N.Bournas等，2013二、勘探技术—仪器设备地面磁测，线距：100米，显示环状结构垂向二阶倒数：高低梯度带大致圈出蚀变范围磁化率反演：蓝色区域指示因蚀变而降低的磁化率据N.Bournas等，2013二、勘探技术—仪器设备539Currentinjections(Transmits)300(

)receiverdipoles(150m)50DAUs(loggers)Objective:3DimagingofmineralizationandalterationORION3DSurvey(Fall2012)据N.Bournas等，2013二、勘探技术—仪器设备3D电阻率模型N1km据N.Bournas等据N.Bournas等，2013Surveyresultsfromalarge-scale3-DchargeabilitysurveybyOuantec.二、勘探技术—仪器设备N3D激发极化模型

1km据N.Bournas等据N.Bournas等，2013二、勘探技术—仪器设备Discoveryholes(1400and1700m)Mineralizationover1000mAu0.2g/tCu0.25%Mo80ppmDiscoveryholes(2011)0.7kmCSAMT据N.Bournas等，2013二、勘探技术—仪器设备Astana3-DIP测量

据LiYG等，2013二、勘探技术—仪器设备AstanaDCIP3D结果ColorRange:Red>500,Purple<30ohmmeters据LiYG等，2013二、勘探技术—仪器设备DCIP3D反演模拟结果据LiYG等，2013二、勘探技术—仪器设备DCIP3D极化率模型DCIP3D电阻率模型据LiYG等，2013二、勘探技术—仪器设备加拿大Quantec公司Titan分布式电磁系统：3DIP+MTDCIP&MT的完美组合3DDCIP+MT二、勘探技术—仪器设备Titan24在萨德贝里Norman矿区试验结果，验证该技术有能力发现1000－2000米深的矿层（Norman2000矿层）二、勘探技术—仪器设备31引言—两个原理模型2勘探技术—仪器设备勘探技术—新方法汇报提纲/67

/4勘探趋势：从矿床到成矿系统矿物名称密度（g/cm3）Vp（km/s）Vs（km/s）泊松比波阻抗×105g/cm2sPyrite(黄铁矿)4.917.994.940.1939.2Sphalerite（闪锌矿）4.075.442.800.3222.1Chalcopyrite（黄铜矿）4.285.122.490.3521.9Pyrrhotite（磁黄铁矿）4.714.602.730.2321.7Pentlandite(镍黄铁矿)4.684.562.950.1421.3Bornite（斑铜矿）5.074.402.070.3622.3Galena（方铅矿）7.513.692.110.2627.7普通硫化物在200Mpa室温下的声学参数Harvey,1997；Salisbury,etal.,19961、金属矿地震技术：（1）物性前提三、勘探技术—新方法硫化物矿石和硅酸盐岩石速度—密度关系曲线图，图上叠加波阻抗（Z）曲线（Saliburyeral.,2003）

黄铁矿与酸性脉石：速度增加密度增加闪锌矿、黄铜矿、磁黄铁矿与脉石：密度增加，速度降低多数硫化物矿石，相对于酸性岩石，可成为反射体；一些甚至对任意岩石，在几何条件满足情况下，可称为反射体。三、勘探技术—新方法（2）分辨率问题。解决控矿构造，甚至直接探测矿体50Hzwavelength垂向分辨率:最小可分辨的构造，比如,薄层的顶和底板

LITHOPROBE反射地震的典型分辨能力:震源频率： 10–80Hz速度范围： 3–8km/s垂向分辨率范围：10–200mAfterClowes,2011三、勘探技术—新方法Z0FresnelZone可分辨的水平两个反射体横向分辨率：TypicalLITHOPROBEreflectionexperiment

浅层地壳

5km:

<500m

（水平分辨）Moho(35km):

~2.5km（水平分辨）取决于速度(v),

频率(f)和深度(z)Z0+l/4三、勘探技术—新方法频率:理论和实际探测分辨率Approximaterequirestuning

对4.3km/s的金伯利岩:

λ/4

λ/20

频率 波长 分辨率理论极限探测极限

(Hz) (m) (m) (m)50 86 22 4100 43 11 2200 22 5 1300 14 3.5 0.7500 9 2.25 0.5问题：

高频信号易衰减

震源与接收之间的耦合

静校正(地形,横向结构和速度变化)三、勘探技术—新方法实例一：南非兰德盆地砾岩型金矿探测与开采设计矿区名称：在数个矿区开展了几十到几百平方公里的3D反射地震调查WUDL：WesternUltraDeepLevels:300km2TargetGoldProject:13

5km3D反射地震：揭示结构框架、地层分布，追踪层状金矿层（VentersdorpContactReef，VCR）；确定可能的矿灾位置（断层及不稳定岩性分布）属性分析：钻孔约束+地质观察+合成地震图：提供小断层（10-20m）信息，砾岩层的岩性变化三、勘探技术—新方法WUDLCarletonvilleGF早太古代(37-31亿):古老的Kaapvaal克拉通(TTG)形成;绿岩型金矿晚太古代(31-26亿):伸展作用形成Witwatersrand盆地;地层由老到新:Dominion群；

Witwatersrand群,西兰德和中兰德组（砾岩型金矿主要层位）

Ventersdorp群（Klipviersberglava,Platberg组，Pneil沉积）

Transvaal群三、勘探技术—新方法TargetGoldProjectKRG是Klipriviersberglavas底部的反射，向西倾；下伏的中兰德组在挤压变形中发生褶皱（向斜），发生逆冲和背冲构造

从3D数据体中抽出的东西向切片，显示整体结构、构造。WE三、勘探技术—新方法Klipriviersberg熔岩底部Dreyerskuil砾岩层的振幅水平切片

(红色=高振幅,蓝色=低振幅)。注意：线状振幅低指示断裂延伸；东南方向的低振幅表示顶部砾岩成分增加，速度增大，造成与KRG的反射系数减小；Dreyeskuil砾岩层振幅从西到东的变化三、勘探技术—新方法实例2：反射地震技术寻找金伯利岩

—加拿大SnapLake地震项目目的：发展探测低角度金伯利岩床、岩席的新技术；降低钻探成本，对岩席进行成像，确定：矿床的大致延伸为矿山开采设计提供结构依据爆发相喷出相岩墙管道相复式岩席岩床AfterClowes,2011三、勘探技术—新方法矿山地质Down-dipKirkleyetal.,2003Seismicprofilesgranitoidsmetavolcanicsanorthosites,gabbrosmetaturbiditesdiabasedykesfaultsDeBeersCamp从钻孔岩心推断的岩床厚度三、勘探技术—新方法Line1:Down-dip(5.86km)震源参数药量0.25kg480shots

井深1-3m到基岩

4-8-12-16-24mspacing接收参数采样率0.5ms

检波器主频28Hz816型单点检波器非对称变观观测系统

2m道距:0-1.44km4m道距:1.44-5.86km

最大偏移距:3.265kmExplosivesVibroseisAfterClowes,2011三、勘探技术—新方法TrackedrigTowedorheli-supportedrigDiamondexAfterClowes,2011三、勘探技术—新方法kmMigratedStack1.63mKimberliteCore从60米到1350米发现了稳定的岩床反射AfterClowes,2011三、勘探技术—新方法长江中下游成矿带深部探测与找矿突破重力异常地磁异常泥河小包庄泥河小包庄小包庄铁矿2线剖面-5003D重磁反演泥河铁矿纵1剖面-500三、勘探技术—新方法下次火山岩上次火山岩上次火山岩泥河小包庄反射地震确定多级次火山岩的隆起部位，确定罗河铁矿下面新的找矿目标三、勘探技术—新方法正演计算正问题：给定磁化率的分布

kjj=1,M；计算位场值

bii=1,N反演计算反问题：给定观测值bii=1,N；寻求磁化率的分布

kjj=1,MLiYaoguoetal.,20112、岩性填图技术：地球物理正反演三、勘探技术—新方法反演方法及区别:离散反演(Discretebody,orParametricinversion):计算有限个物性参数或几何参数通常是混合参数非线性最小二乘优势：快速，可以解释单个异常；可以方便加入地质约束和地质学家的知识构造刻画清楚Oldenburg,D.W,Pratt,D.A.2007三、勘探技术—新方法反演方法及区别:广义反演(Generalized,orVoxelinversion):获得地下空间的密度或磁化率分布反演结果通常为单一物性参数求解正则化反演问题优势：快速获得全空间物性分布便于开展岩性填图加拿大Kiglapait地区2个独立进行的岩石填图实例.MBoschetal.,2001三、勘探技术—新方法理论模型反演存在的问题：严重多解性。磁化率趋于地表；出现大量负磁化率值，不合理反演的可靠性问题：LiYaoguoetal.,2011三、勘探技术—新方法解决多解性的措施：深度加权（depthweighting）地质先验约束（比如磁化率为正值，即≥0）LiYaoguoetal.,2011三、勘探技术—新方法西澳大利亚Perseverance镍矿反演实例：第1列：没有任何约束的岩性填图及地质解释第2列：只加地表约束的岩性填图及地质解释第3列：加了所有地质约束的岩性填图及地质解释地质约束已经成为反演解释的一部分！！AfterN.C.Williams，2011Gra.Mag.三、勘探技术—新方法岩性模型物性模型地球物理响应由岩性模型确定物性模型：物性值；反之:地质统计规律由物性模型计算地球物理相应：正演（唯一，且成熟）；反之：反演（不唯一，成熟；需要加约束）AfterM.Bosch，1999三、勘探技术—新方法多数岩石都落在Nafe-Drake曲线上物性与岩性之间的一般规律：速度、密度与岩性符合统计规律磁化率、密度与岩性符合统计规律磁化率密度AfterN.C.Williams，2011三、勘探技术—新方法磁化率密度对一个局部地区，密度和磁化率的统计模型（均值）与岩性有很好的对应关系西澳达利亚Agnew-Wilunagreenstonebelt岩石物性测量与统计结果剩磁强度磁化率AfterN.C.Williams，2011三、勘探技术—新方法基于重磁广义反演的岩性填图流程三、勘探技术—新方法physicalrockproperties,weights,bounds,etc地表地质图3D交互反演2.5D交互反演3D可视化与解释剖面地质图（综合信息）（LüQTetal.,2013基于交互反演的地质建模（填图）流程三、勘探技术—新方法实例：加拿大哥伦比亚中部Quesnel地区综合航空地球物理调查与覆盖区资源评价使用Sander公司的AIRGrav系统三次飞行完成目标：覆盖区的Cu-Au斑岩型矿床。南北两侧发现大量斑岩型矿床三、勘探技术—新方法磁化率与密度关系图（识别19种岩性），据此进行岩性识别岩性填图3D模型水平切片：反映岩性分布mod(Kowalczyketal.,2010)覆盖区深部岩性推断与靶区优选三、勘探技术—新方法区域地质模型与成矿潜力评价

地质模型密度反演磁性反演数据集成

到gocad剖分网格点(3Dblockmodel)

地区物理蚀变模型VisualisationofresultsSimonvanderWielen&RichardChopping,2011实例：澳大利亚：岩性填图三、勘探技术—新方法PyritewithinGreatCobarSlatePyrrhotitewithinGreatCobarSlateMagnetitewithinGreatCobarSlateSericitewithinGreatCobarSlateGreatCobarSlatevoxets三、勘探技术—新方法PredictiverockmapsMagneticsusceptibilitymodelDensitymodelDensity(g/cm3)Magneticsusceptibility(SI)SulphidesUltramaficGraniteMaficPredictedrockbasemapGraniteFelsicUltramaficMafic三、勘探技术—新方法岩体空间分布推测图1-含矿石英闪长斑岩2-黑云母二长岩

3-石英闪长斑岩4-闪长岩重力三维反演密度分布航磁三维反演磁化率分布实例：沙溪斑岩铜矿区重磁岩性填图

利用重磁三维反演和岩性填图技术，获得闪长岩、黑云母二长岩、石英闪长斑岩和含矿石英闪长斑岩在三维空间分布，为圈定找矿靶区提供了参考。三、勘探技术—新方法实例：庐枞矿集区综合探测基础上的三维填图：揭示地质体空间结构，开展深部成矿预测三、勘探技术—新方法Lz-09-01潜山-孔城坳陷形态及组成盆地基底中生界、古生界地层；盆地边界断裂重力异常性质与深部岩体通过综合剖面综合探测建立矿集区5km结构框架三、勘探技术—新方法三、勘探技术—新方法由重力数据离散反演构建的3D地质模型；揭示出构造、地层和岩体的空间分布三、勘探技术—新方法庐枞矿集区不同侧面显示的3D地质模型a)-实测重力异常；b)-模型正演重力异常图；c)-位场差；d)-研究区地质简图三、勘探技术—新方法基于填图的深部成矿预测：取得重大深部找矿线索三、勘探技术—新方法新类型数据复杂条件的磁数据反演大尺度海量数据体剩磁情况强自退磁磁化方向估计方法；振幅反演；磁化矢量反演和参数反演；完全非线性反演

磁梯度重力梯度井中重力并行计算算法创新磁场梯度与总场联合反演，重力梯度反演，井中与地面重力反演

2D-3DFFT，3D子波压缩，自适应八叉树网络，Hilbert空间填充曲线和子波压缩，数据自适应采样三、勘探技术—新方法3、其他新方法技术：重力梯度反演：单参数与多参数之比较(据Martinezatal.,2010,2013)巴西MinasGairas重力梯度反演实例三、勘探技术—新方法重磁边缘检测技术--圈定构造和岩体等边缘增强技术：总水平梯度法斜导数(TDR)总水平场垂直导数THDRTHETA法TDRTheta重磁多尺度边缘检测（WORMS）：

由一系列上延到不同高度重磁数据的水平导数极大值点组成的，处理过程约束了位场梯度的位置和强度，其结果可以解释为地质构造的三维分布格局。三、勘探技术—新方法（a）理论模型,（b）重力异常和（c）磁力异常（a）（b）（c）严加永等，2015三、勘探技术—新方法铜陵矿集区航磁多尺度边缘检测俯视图（检测线束颜色从蓝色到红色表示延拓高度从小到大增加严加永等，2015三、勘探技术—新方法

长江中下游成矿带化极磁异常多尺度边缘检测立体图

线颜色从绿色-红色变化表示延拓高度从1km到45km检测结果

长江中下游成矿带布格重力多尺度边缘检测立体图线颜色从绿色-红色变化表示延拓高度从1km到55km检测结果三、勘探技术—新方法31引言—两个原理模型2勘探技术—仪器设备勘探技术—新方法汇报提纲/113

/4勘探趋势：从矿床到成矿系统传统矿床学研究面临的挑战：斑岩型矿床模型；矽卡岩型矿床模型；卡琳型金矿模型；造山带型金矿模型；密西西比铅锌矿模型；砂岩型铀矿模型；…矿床模型的作用：理解了矿床的形成过程；矿床的控制因素：构造、化学、矿物学蚀变；矿床尺度进行预测：构造控矿；蚀变模式，矿物分布；四、勘探趋势：从矿床到成矿系统斑岩型Cu±Au±Mo矿床，热液型矿床和外围脉状和矽卡岩矿床，指示不同深部、围岩成分和距侵入体距离的变化，也指示了传统矿床周边水-岩反应形成的化学、矿物学“痕迹”（蚀变）。传统矿床模型研究面临的挑战：过于依赖模型，限制了对区域成矿潜力的认识，容易遗漏新的矿床类型；可能产生“虚假”预测；某些金属矿床（U）模型很多，有数十种模型，无所是从；模型对勘探“选区”、“靶区”确定作用有限；T.CampbellMcCuaig,etal.,2014四、勘探趋势：从矿床到成矿系统矿床的勘探：寻找异常与解释异常重磁反演解释AMT探测TEM/CSAMT/SIP探测高分辨率反射地震及模拟重磁探测四、勘探趋势：从矿床到成矿系统问题1：矿床的异常与区域不同尺度异常之间什么关系？四、勘探趋势：从矿床到成矿系统118成矿过程：金属元素的多级（多尺度）富集过程原始地壳形成：元素分异及原始富集岩浆过程：熔融、分馏、结晶、混合、不混溶等。元素的再分配或富集；岩浆-热液过程：沸腾、流体混合、冷却、重力分异、流体-岩石反应等物理-化学过程。元素的析出与沉淀过程。Hustonetal.(2016）四、勘探趋势：从矿床到成矿系统119成矿系统五要素：地球动力学背景地壳结构框架成矿系统模型：源-运-储成矿系统定义：“所有决定矿床形成和保存的地质要素和过程”（Wybornetal.,1994；翟裕生等，1999，2007）(e)Dulferetal.(2016).金属“源区”及流体性质（“始端”）流体通道和迁移路径成矿物质析出与沉淀（“末端”）四、勘探趋势：从矿床到成矿系统120金属元素的多级（多尺度）富集过程与成矿系统“源-运-储”Hustonetal.(2016）成矿系统五要素：地球动力学背景金属“源区”及流体性质（“始端”）地壳结构框架流体通道和迁移路径“源区”“流体库”（场所）成矿物质析出与沉淀（“末端”）“通道”“场所”四、勘探趋势：从矿床到成矿系统成矿系统概念确定了新的探测与勘查目标!“源区”：被流体交代或萃取改变的“源区”，受深部过程控制；

“通道”：岩浆-流体、流体迁移的通道，受岩石圈结构框架控制；“场所”：古流体库+矿质沉淀空间：岩浆-流体、流体在浅部地壳汇聚场所，受构造、变形等因素控制。Witherly,etal.,2014更重要的是：丰富了地球物理解释的内涵：岩浆-流体过程及作用引起岩石圈物性变化！四、勘探趋势：从矿床到成矿系统交代地幔（Metasomatisedmantle）亏损地幔（Depleted）、再富集地幔（re-fert