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北方沉积盆地铀资源评价中可控源音频大地电磁法勘查进展与展望

2021-05-22李茂张伟吴旭亮

铀矿地质 2021年3期
关键词:电性铀矿砂体

李茂,张伟,吴旭亮

(1.核工业航测遥感中心,河北 石家庄 050002;2.中核集团铀资源地球物理勘查技术中心(重点实验室),河北 石家庄 050002)

“十五”初期至“十三五”期末,我国铀矿地质勘查中物化探方法技术得到了高度重视并取得长足进步,可控源音频大地电磁法(CSAMT)作为铀矿勘查中主要的物探技术方法之一,在我国北方盆地铀矿资源勘查与评价中发挥了积极的作用,取得了丰硕的地质找矿成果,已经发展成为铀资源快速评价的重要手段之一,具有较好的实用性和有效性[1]。

近二十年来的工作实践证明,CSAMT 法不仅具有探测深度大、效率高、抗干扰能力强、中浅部(500 m 以浅)纵横向分辨能力高等特点[2],而且在解决盆地结构、追踪控盆、控矿断裂、探测古河道以及目的层砂体展布等方面效果显著[3]。其成果提供了丰富的基础地质以及深部地质找矿信息,在配合区域铀资源勘查与评价,解决铀成矿地质构造环境问题上发挥了先行指导作用,提高了铀矿地质勘查效果与效益。

根据我国铀资源勘查战略“主攻北方可地浸砂岩型铀矿,兼顾南方经济可采铀资源类型,突出重点,点面结合,加强基础技术与地质研究,加快落实铀矿大基地建设”的基本思路[4-5],解决铀矿勘查与评价中急需解决的地质问题。有必要对近二十年来CSAMT 法探测成果及存在的问题与不足进行总结,进一步提升方法的应用效果与解决地质问题的能力,更加高效地服务于“十四五”期间我国铀矿资源勘查战略。

1 CSAMT 技术特点

1.1 方法技术特点

可控源音频大地电磁测深(CSAMT)是针对大地电磁测深(MT)的场源随机性信号微弱和观测困难的弱点,改用人工控制场源以获得更好的探测效果的一种电磁测深法。20 世纪70 年代开始用于野外实际应用,80 年代末随着GDP 系统和V8 系统仪器的推出,CSAMT 法在石油、天然气、地热、金属矿、煤炭、水文、环境等勘查方面得到了广泛应用,且取得较好的应用效果[6-7]。

该方法为一种频率域电磁法,同MT 法、AMT 法一样利用平面电磁波正交的电场、磁场直接计算卡尼亚视电阻率。因此在电阻率存在明显差异的地区,可取得较好的地质效果。

其优点是:

1)采用人工发射源,信号强度大、信噪比高,抗干扰能力强;2)改变频率可以探测不同深度岩石的视电阻率,大大提高了工作效率,减轻了劳动强度;3)勘探深度大,一般可达1~3 km,垂向分辨能力好,地形影响小;4)高阻屏蔽作用小,可穿透高阻层。

1.2 方法探测理论模型响应特征

“十五”初期以来,CSAMT 法主要应用于我国北方中新生代沉积盆地的铀矿勘查中,以解决与砂岩型铀成矿密切相关的深部地质构造问题,如盆地基底构造、地层结构、砂体分布、断裂构造以及次级构造单元等。针对上述问题,根据盆地中的地层结构、砂体特征,从构建的正演理论模型响应特征出发,对方法探测深部地质构造问题进行了分析。

以下是基于松辽盆地西南部地层结构、砂体与断裂特征,构建的两个电阻率正演理论模型[8-9]。图1a 为四层地层结构与断裂正演理论模型,第一结构层厚度100 m,电阻率为50 Ω·m,模拟第四系沉积物与风成沙;第二结构层平距0~1.0 km 厚度350 m,平距1.0~2.0 km 断裂抬升,厚度250 m,电阻率为15 Ω·m,模拟上白垩统嫩江组泥岩层;第三结构层厚度200 m,电阻率为30 Ω·m,在平距1.0 km 处被错断抬升,模拟上白垩统姚家组与泉头组以砂质为主的沉积层;第四结构层电阻率为100 Ω·m,顶界面埋深550~650 m,模拟盆地基底。平距950~1 050 m 处模拟基底断裂通过处,切断了基底与上白垩统姚家组和泉头组。

图1 正演模型及其反演结果对比Fig.1 Comparison between the forward model and inversion result

图2a 为三层地电结构的砂体电阻率正演理论模型[10],第一结构层埋深0~50 m,电阻率为30 Ω·m,模拟表层干燥的砂土层;第二结构层埋深50~400 m,电阻率为15 Ω·m,模拟以泥质为主的沉积层,在该结构层平距750~2 000 m、埋深150~200 m 处设计一个电阻率为30 Ω·m 的中阻体,模拟以砂质为主的粗粒沉积层;第三结构层埋深400~650 m,电阻率为100 Ω·m,模拟盆地基底。

上述模型长度均为2.0 km、计算测点距100 m、深度分别为1 000 m 与650 m,模型正演计算采用Zonge 公司提供的EM2D 软件进行二维有限元法处理,计算测点距与实际工作中常采用的测点距100 m 一致。正演计算为1~8 192 Hz 共28 个频率的TM 模式的模型响应卡尼亚电阻率及阻抗相位数据。

图2 盆地砂体正演模型与反演结果对比Fig.2 Comparison between the forward model and inversion result of the sand body in basin

由图1b 可见,反演电阻率模型与正演理论模型断面特征基本一致,只是第三结构层因下伏第四结构层电阻率相对较高,其反演电阻率出现了由低至高的渐变分布特征,与理论模型相比存在一定差异。其次是断裂位置处的电性层出现了抬升及跌落特征,基本反映了断裂的位置及产状。

由图2b 可见,反演电阻率断面与正演模型断面特征相吻合,尤其是第二结构层中的砂体反映较为明显,其位置、埋深基本上与正演理论模型中砂体特征一致,只是平距2.0 km 处附近的砂体反演结果,由于受反演边界效应的影响,电阻率出现了有所降低现象,使得与理论模型存在稍微不一致的情况。

上述正演理论模型响应特征分析表明,在目标体存在明显电性差异的前提下,该方法在解决盆地目标区盖层结构、目的层顶、底板以及基底埋深、断裂构造与砂体等地质问题时具有可行性。

2 CSAMT 勘查工作进展

2.1 方法应用进展

为适应我国铀矿勘查工作向深部空间发展的需要,加强物化探技术方法在攻深找盲中的作用,铀矿地质系统从“十五”初期开始,将CSAMT 应用于我国北方沉积盆地铀矿地质勘查中,采用的仪器主要是从美国、加拿大引进的智能化、小型化的多功能电磁测量系统,如GDP-32Ⅱ、V8 多功能电法仪,其目的是查明测区深部铀成矿地质环境,提供深部找矿地质信息,为钻探工作布置提供依据。

“十五”初期至“十三五”期末,核工业航测遥感中心累计完成CSAMT 勘查项目67 个,其中西构造域[11]25 个、中构造域21 个、东构造域21 个,测深点总计68 679 个。工作部署主要分布于松辽、二连与伊犁盆地中,为近年来特别是松辽与二连盆地的找矿重大突破发挥了重要作用。

钻探验证结果表明,该方法在解决盆地结构、追踪控盆、控矿断裂构造、探测古河道以及砂体等方面效果明显,其成果提供了丰富的基础地质与找矿信息,在配合区域铀资源勘查与评价,解决铀成矿地质环境问题上发挥了先行指导作用,已成为深部铀矿勘查找矿的有效方法之一,具有较好的实用性和有效性。但是,该方法也存在一些缺点[12]:

1)地表电性不均匀,会引起明显的静态效应,处理不好会影响深部资料的解释结果。

2)随着测深频率降低,纵向深部分辨率逐步变差;其次是存在近场效应影响。

3)发射部分设备大而重,山地开展工作较为困难。

2.2 方法勘查取得的主要成果

“十五”初期以来,我国铀矿勘查找矿空间逐步由浅部转入深部,以寻找“大而富”的铀矿为目的。由于深部勘查具有“隐、深、难”的特点,因此,为降低勘查资金的投入风险,加快找矿工作进程,铀矿勘查中均加强了物化探方法的“攻深找盲”应用。下面简要介绍CSAMT 在我国北方中新生代盆地中为配合钻探部门开展铀矿资源勘查与评价所取得的主要成果。

2.2.1 大致查明了盆地目标区地层结构与断裂分布特征

断裂挤压及抬升切割作用,往往导致沿其走向一带岩层结构及其物化环境发生明显的改变,如引起岩层电性沿水平方向的不连续分布、相位差等值线的突变等。因此根据它们的变化规律及分布特征便可揭示断裂构造的存在并确定其位置[13]。

图3 为松辽盆地西南部大林地区L04 剖面平距14.0~18.8 km 拟断面与反演电阻率及地质解释断面图。由图可见,平距16.3 km 处,卡尼亚与阻抗相位拟断面图(图3A、3B)与反演电阻率断面图(图3C)中等值线均出现明显的抬升及跌落错断特征。卡尼亚与阻抗相位拟断面图中近区频率由北西侧16Hz 升高至南东侧的32 Hz,反映基底南东侧被抬升埋深变浅,北西侧跌落埋深加深;反演电阻率断面图中电性层则由北西侧的四层结构变为南东侧的三层结构,相对低阻层嫩江组与姚家组上段缺失,反映了F3断裂的通过部位。断裂倾向北西,倾角约60°,切割深度超过700 m,上盘下降、下盘上升,为一隐伏的正断层。

图3 大林地区L04 剖面14.0~18.8 km 拟断面与反演电阻率及地质解释断面对比Fig.3 Comparison between pseudo section,inversion resistivity section and geological interpretation section at the segment of 14.0~18.8 km of exploration line L04 in Dalin area

根据断裂上述电性特征,大林地区推断解释北东向断裂构造四条(F1、F2、F3、F4),大致查明了区内断裂位置及其深部延伸情况,其平面展布特征见图4。

其次,由图3C 清晰可见,F3断裂的北西侧,断面纵向发育四层地电结构,上部第四系相对中阻层,沉积稳定,厚度100 m 左右;中部嫩江组与姚家组上段相对低阻电性层,厚度250 m左右;中深部姚家组下段与泉头组相对中阻电性层,厚度100 m;底部基底相对高阻电性层,埋深大于450 m。

F3断裂的南东侧,由于断裂的抬升作用,嫩江组与姚家组上段遭受剥蚀或未接受沉积,断面纵向发育三层地电结构,上部第四系相对中阻层,沉积稳定,厚度100 m 左右;中部姚家组下段与泉头组相对中阻电性层,厚度100 m 左右;底部基底相对高阻电性层,埋深约200 m。据此,大致查明了目标区盖层结构。

2.2.2 大致查明盆地目标区基底构造起伏特征

我国北方中新生代盆地基底主要由元古宙、古生代的中、深、浅变质岩以及各期次的花岗岩组成,其电阻率值与盖层存在明显的电性差异。因此,为方法探测盆地基底构造提供了有利条件。

图4 为松辽盆地西南部大林地区基底埋深平面等高线图[14]。由图可见,区内基底起伏总体反映为两凸夹一凹的起伏形态特征。

架玛吐与好心塔拉凸起由于嫩江期末构造运动的抬升影响,导致基底总体形成翘起特征,埋深海拔标高最浅-50 m,同时上白垩统嫩江组遭受剥蚀形成了局部姚家组构造天窗,使含铀含氧水进入目的层,有利于凸起周边地段姚家组的后生氧化,促进本区铀成矿作用。

图4 大林地区基底埋深等高线图Fig.4 Contour map of buried depth of basement in Dalin area

图5 巴音乌素地区伊金霍洛组顶底板埋深三维曲面图Fig.5 Three-dimensional surface of buried depth of the roof and floor of Yijinhuoluo Formation in Bayinwusu area

中回天凹陷基本上受F2、F3断裂所夹持,呈北东向长条状分布,基底埋深海拔标高一般小于-200 m,最深处位于凹陷的中部,海拔标高一般小于-500 m,从凸起向凹陷区整体呈缓倾斜构造形态,为后期目的层的稳定发育以及含铀含氧水进入目的层提供了有利的构造条件。

2.2.3 大致查明盆地目标区目的层顶底板埋深

CSAMT 法横向分辨能力较好,基本上与收发距无关,一般情况下其分辨能力大致约等于接收偶极子的长度。如果目的层与下伏(或上覆)地层存在一定的电性差异的前提下,应用该方法可大致查明其埋深分布状况,从而为钻探工作的布置提供依据。

鄂尔多斯盆地北部下白垩统伊金霍洛组(K1e)广泛发育河流相沉积体系,岩性以中粒度粗厚层状砂岩为主[15],表现为明显的高阻电性层,其上覆东胜组(K1dn)表现为相对上高、下低阻电性层,而下伏上侏罗统安定组(J3a)为明显的低阻电性层,两者之间存在明显的电性差异。因此,为该方法查明其顶、底板埋深提供了物性基础。

图5 为鄂尔多斯盆地巴音乌素地区目的层下白垩统伊金霍洛组(K1e)顶底板埋深三维曲面图。由图5a 可见,伊金霍洛组顶板埋深一般在150~200 m 之间。最小埋深位于W18K05线的北端,约60 m;埋深较深处位于W18K03~W18K05线的中部与W18K02、W18K03 线的北部,埋深在200~310 m 之间。

由图5b 可见,伊金霍洛组底板埋深整体反映为北东部浅、南西部深的沉积分布特征。北东部底板埋深300~550 m 之间,主要位于W18K03~W18K06 线的中北部,埋深相对较浅,最小埋深位于W18K05 线的北端,约250 m,向西与南部方向埋深逐步加深。

西南部底板埋深在550~850 m 之间,主要位于W18K01、W18K02 线及W18K03~W18K06 线的中南部,分布范围大,埋深相对较深,整体反映为由东向西、由北向南埋深逐步增大。

分析可见,目标区伊金霍洛组顶板埋深一般在150~200 m 之间,表明其上覆地层东胜组沉积连续、厚度相对稳定;而底板埋深在300~800 m 之间,局部达850 m,整体表现为北东部埋深浅、南西部埋藏深的沉积分布特征。

2.2.4 大致查明目标区目的层古河道砂体展布特征

砂体是可地浸砂岩型铀矿重要的成矿条件之一,它不仅是地下水或含铀含氧水活动的通道以及铀次生活动和富集的有利空间,而且也是石油、天然气、氮气等的储集层和运移通道。在铀矿资源勘查与评价中,查明目的层砂体空间展布特征是主要的目标任务之一。据国内外已发现的地浸砂岩型铀矿床分析,构成铀矿化的砂体主要以砂砾、细砾、粗砂为主,其电阻率相对围岩细粒沉积物或泥岩要明显偏高,从而为CSAMT 勘查砂体提供了物性基础条件。

图6 为二连盆地乌兰察布坳陷古托勒凹陷E18K08 剖面赛汉组上段古河道砂体波阻抗与电性特征图[16]。赛汉组上段为一套河流沉积体系,一般发育2~4 层韵律,单层砂体厚度20~130 m。古河道中心为滞留沉积,以含砾中粗砂岩、砂质砾岩为主,向两侧过渡以细砂岩、泥岩沉积为主,砂体整体被赛汉组上段与下段泥岩层所夹持,空间上构成“泥-砂-泥”结构层,并发育强烈氧化作用,是理想的铀矿储存空间。

由图6 可见,赛汉组古河道砂体在反演电阻率断面中,表现为中高阻特征,呈似层状、透镜状分布,等值线底部呈凹形、顶部稍凸或水平、两端渐薄尖灭;在地震勘探剖面中,赛汉组古河道砂体波阻抗主要反映为变振幅、中低频率、连续性较差、平行-亚平行结构特征,两种物探方法所反映的古河道砂体分布范围与形态特征基本一致。通过收集前人地震勘探资料对比,论证了目标区CSAMT 勘查的解释结果。

根据上述赛汉组古河道砂体电性特征,结合地质与钻探资料,大致查明了二连盆地目标区赛汉组古河道砂体空间展布特征。图7 为二连盆地目标区下白垩统赛汉组上段解释古河道平面分布图。由图可见,目标区发育Ⅰ~Ⅵ号古河道,走向北东,主要发育于凹陷及凹陷与凸起结合部位。

Ⅰ号古河道:呈北东向分布,区内控制长度约91 km,平面上呈西部收敛东部撒开形态分布。该古河道发育于脑木根凹陷,格日勒敖都凹陷中,其东段分为两支,北支分布于赛乌苏凸起向格日勒敖都凹陷过渡部位,南支分布于东方红凸起向格日勒敖都凹陷过渡部位,并受区内F1、F4构造控制。其顶界面埋深与厚度由西向东逐渐变大,至查干特诺附近砂体中心厚度大于250 m,顶界面埋深约200 m。

图6 古托勒凹陷E18K08 剖面赛汉组上段古河道砂体电性与波阻抗特征Fig.6 Electrical and wave impedance characteristics of sand body in the upper member of Saihan Formation in section E18K08 of Gutuole Sag

图7 下白垩统赛汉组上段解释古河道砂体平面分布图Fig.7 The distribution of interpreted paleochannel sand bodies in the upper member of Saihan Formation of Lower Cretaceous

Ⅱ号古河道:呈北东向分布,区内控制长度约100 km,其西段位于脑木根凹陷、东段位于东方红凸起与齐哈日格图凹陷过渡部位,平面呈蛇曲状分布,其顶界面埋深与厚度由西至东逐渐增大,至齐哈日格图凹陷顶界面埋深200 m 左右,厚度达300 m 以上。

Ⅲ号古河道:西段位于脑木根凹陷、东段从齐哈日格图凹陷中心通过,呈北东向分布,区内控制长度约130 km,平面上呈蛇曲状分布,河道中心有河心相分布。顶界面埋深及厚度由西至东逐渐增大,至齐哈日格图凹陷顶界面埋深200 m 左右,厚度达300 m 以上。

Ⅳ号古河道:东部位于苏尼特隆起与齐哈日格图凹陷过渡部位,西部则位于苏尼特隆起的伊和乌苏凹陷,北东走向,平面上呈弯曲状分布,顶界面埋深及厚度由西至东逐渐增大,至齐哈日格图凹陷顶界面埋深200 m 左右,厚度达300 m 以上。

V 号古河道:发育于齐哈日格图凹陷,北东部未能完全控制。古河道在平面上呈弯曲状分布,其顶界面埋深及厚度亦由南至北逐渐增大。Ⅴ号古河道与Ⅰ~Ⅳ号古河道在集二线汇聚后向北发育并经准宝力格凹陷流向古托勒凹陷北部。

VI 号古河道:发育于呼格吉勒图凹陷中央部位。河道在平面上呈弯曲状分布,埋深及厚度由南东向北西逐渐增大。

上述成果实例分析表明,CSAMT 提供了丰富的深部地质找矿信息,为区内钻探工程的布置提供了地质-地球物理依据。

2.3 方法勘查效果

图8 L03 剖面平距2.0~16.0 km 解译成果与钻孔揭露对比Fig.8 Comparison between the interpretation results and drilling exposure at the space of 2.0~16.0 km of section L03

图8 为松辽盆地南部伊胡塔地区L03 剖面2.0~16.0 km 反演电阻率及地质解释断面与后续钻探揭露地质剖面的对比图[17]。由图可见:反演电阻率断面纵向由浅至深反映为明显的3~4 层地电结构。上部横向分布连续稳定,反演电阻率25~100 Ω·m,厚度150 m 左右高阻电性层,反映为第四系(Q);中上部横向展布连续稳定,反演电阻率6~25 Ω·m,厚度由南东向北西方向从80m 逐渐增大至170 m 的中阻电性层,反映为上白垩统的明水组(K2m)及四方台组(K2s);中下部低阻标志层,反演电阻率1~6 Ω·m,横向分布连续稳定、厚度由南东向北西方向,由平距15.28km 处的0 m 逐渐增大至370 m 以上的低阻电性层,反映为上白垩统嫩江组(K2n);下部反演电阻率6~20 Ω·m,横向分布连续稳定的中阻电性层,但其顶板埋深整体由南东向北西方向倾伏,埋深逐渐加深,反映为上白垩统的姚家组(K2y)和泉头组(K2q)。由图8C 可见,钻探揭露各地层埋深、厚度以及倾向基本与CSAMT 勘查解释结果基本一致。

图9 勘探剖面A15 与方法试验结果对比图Fig.9 Comparison of exploration profile A15 and method test results

图10 谢尔苏地区X08 剖面平距10.3~10.75 km 解译成果与钻孔揭露对比Fig.10 Comparison between the interpretation results and drilling exposure at the distance of 10.3~10.75 km of section X08 in Xieersu area

图9 为伊犁盆地南缘加格斯泰地区已知勘探线(A15)与CSAMT 试验结果对比[18]。

方法试验剖面与1547、1563、1579、1587 四个钻孔揭露的地质勘探剖面重合。

由图可见,反演电阻率断面纵向由浅至深反映为明显的相对“中高、中夹低、低、高”阻四层电性结构。

第一电性层:反演电阻率50~80 Ω·m,最高可达150 Ω·m,表现为相对中高阻电性层,横向连续稳定,基本与钻探揭露的第四系砂、砾、泥冲洪积层相对应。

第二电性层:反演电阻率15~50 Ω·m,表现为相对中阻、夹低阻电性层,厚度由北东至南西逐步变厚,地层整体向南西发育,基本与钻探揭露的中下侏罗统水西沟群(J1-2sh)含煤碎屑岩相对应。

第三电性层:反演电阻率15~30 Ω·m,表现为连续稳定的相对低阻电性层,基本与钻探揭露的中上三叠统小泉沟群(T2+3xq)河、湖相碎屑沉积物相对应。

第四电性层:反演电阻率大于30 Ω·m,等值线横向呈现密集带分布,表现为明显的高阻电性层,推断解释为石炭、二叠系浅变质岩基底的反映。

图10 为谢尔苏地区X08 线10.3~10.75 km段反演电阻率及地质解释断面与ZKV-1 钻孔揭露对比图[19-20]。

由图10a 可见,ZKV-1 孔位于剖面平距10.4 km,揭露深度为384.4 m,所揭露的地层自上而下分别为第四系(Q),上白垩统泉头组三段(K2q3)、泉头组二段(K2q2)、泉头组一段上亚段(K2q1-2)、泉头组一段下亚段(K2q1-1),华里西花岗岩(γ4)。其揭露地层与岩体测井视电阻率总体反映为四层地电结构层,即第四系高阻层,上白垩统泉三段、泉二段、泉一段上部组成的低阻层,上白垩统泉一段下部中阻层,华里西花岗岩高阻层。

由图10b 可见,反演电阻率断面由浅至深,电性总体表现为“高、低、中、高”阻四层结构特征,上部相对高阻电性层,基本与钻孔揭露的第四系高阻层相对应,中部相对低阻电性层基本与钻孔揭露的泉头组三段、泉头组二段与泉头组一段上亚段相对低阻层相对应,中下部相对中阻电性层,基本与钻孔揭露的泉头组一段下亚段相对中阻层相对应,底部相对高阻体基本与钻孔揭露的华力西期花岗岩相对高阻体相对应,资料反映及解释结果与钻孔揭露情况基本一致。

上述钻探验证结果实例分析表明,CSAMT在解决盆地盖层结构、断裂构造、古河道砂体等方面具有较好的应用效果,已经成为深部铀矿勘查找矿的有效方法之一。

3 存在问题与应对策略

3.1 存在问题

通过近二十年来CSAMT 在北方沉积盆地铀资源评价中的应用,基本掌握了该方法勘查技术体系,包括精细设计、野外施工、数据处理、推断解释等关键技术环节,为铀资源潜力评价提供了重要的技术支撑,但方法勘查工作中还存在以下问题:

1)“十五”至“十三五”期间,盆地找矿工作多采用长剖面、大间距勘查战略,配套的CSAMT 勘查线距多在8.0~25.0 km,点距为200~250 m,因线距、点距大,资料解释的精细化程度与地质认识的深度均较为粗浅,已不能满足当前铀矿勘查找矿工作的需要。

2)数据精细化处理程度亟待提高,尤其是反演处理。目前盆地中数据反演均采用二维反演处理,虽然能有效反映出横断面地质体的异常特征,但对于横断面两侧的异常反映较为模糊,影响了资料的精准解释。

3)方法资料解释与地质、钻探融合还不够紧密。实际工作中,物探与地质、钻探工作各自独立施工,资料解释中双方结合还不够紧密,如成果交流中未及时收集地质项目最新的钻探资料和最新的地质认识,影响了资料解释的客观合理性与全面性。

4)CSAMT 方法虽然取得了一定的成效,但工程结束后均忽视了对成果的跟踪,尤其是未利用后期施工的钻孔资料对解释结果进行对比分析,影响了方法勘查效果以及认识水平的进一步提高。

3.2 应对策略

为适应我国“十四五”期间铀矿勘查工作的需要,进一步提升盆地铀矿资源勘查与评价效果及效益,针对以上存在问题提出如下应对策略:

1)根据铀资源评价的不同阶段与地质需要,CSAMT 勘查剖面按一定的测网进行布置,剖面长度与测点距分别做到长短与疏密相结合,为后续资料精细解释打下基础。

2)数据精细处理中融入综合分析理念,如反演处理后期,利用已知地质勘探剖面、钻孔及地震资料对反演结果的可靠性进行论证,如果太不合适,应修改反演参数,对资料重新进行反演,直到满意为止。其次,电磁法三维反演技术相较于二维反演更加精准,反演结果对于深部地质体的走向更具指导意义。因此,在盆地下一步的铀矿勘查工作中,积极推进电磁法的三维反演技术研究,不断提升资料的解释精度与效果。

3)逐步完善物探、地质和钻探工作沟通融合机制。在我国北方中新生代沉积盆地砂岩型铀矿勘查中,由于目的层埋深大,深部地质情况复杂,加之电磁法资料的多解性,因此资料解释中,应逐步加强物探与地质和钻探工作的紧密结合,及时了解钻探揭露的最新情况和地质新认识等信息,为物探资料的精准处理及客观合理的解释提供依据。

4)逐步建立成果跟踪机制。工程结束后收集目标区已施工的钻孔资料,对电磁法勘查效果进行评价,归纳总结资料处理与解释中还存在的不足和急需改进提高的环节,通过不断的再分析、再处理、再解释,提高电磁法资料的处理效果及解释水平,促进方法勘查效果的提升。

4 展望

展望“十四五”,我国铀矿地质勘查工作面临的任务将更加艰巨,特别是随着铀矿找矿工作向深部“第二空间”发展的不断深入,CSAMT作为一种经济、快速、有效的大探测深度方法必将得到进一步的发展和应用。与此同时,随着国家“十四五”规划的到来以及找矿工作的不断深入,我国铀矿地质勘查工作将迎来更进一步的发展机遇,其装备、技术方法等能力建设将会得到进一步加强,整体铀资源勘查技术水平将会得到更进一步的提升。

为此,根据新时代铀矿勘查与评价工作对深部地质勘查技术的新要求、新期待,提出如下设想:

1)在方法应用方面大胆创新,不断拓展新技术、新方法、新仪器的应用试验,抓好技术储备;其次要全面提升勘查技术方案的精细设计、精细施工、精细处理以及精细推断解释水平,提高方法的勘查效果,为铀矿资源勘查与评价提供有效的技术支撑。

2)积极参与全国性深部地质勘查技术方法学术交流,提高专业技术水平、探讨资料处理与解释新理念、新思路。

3)加强新方法与新技术的综合应用。由于单一方法在解决地质问题中的局限性,以及地质、地球物化条件的复杂多样性,因此在解决不同的地质问题中,综合运用新方法与新技术,不仅可从不同的角度来研究同一对象,使解释结果能更全面地接近于实际,而且还可对所解释的地质问题有更为全面的认识。

4)加强与相关高校、科研院所的横向联合,推动“产学研”一体化发展;其次是加强人才培养及高水平人才引进工作,不断提升深部地质探测能力。

5 结语

铀矿地质勘查是一门多学科理论与实践、科学与技术融为一体的综合性研究工作,特别是深部勘查具有极大的探索性、风险性和高投入性,面临的困难较大。但是,只要我们坚持以新的成矿理论为指导,充分做好以往地质调查成果的研究工作,深部地质勘查技术必将在我国“十四五”期间的铀资源评价中发挥更大的作用,同时也可以预见,CSAMT 作为深部勘查技术方法之一,将进一步成为铀矿资源勘查与评价的重要手段,为新时期深部铀矿勘查工作“保驾护航”,提供更多有价值、有意义的深部地质信息。

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