基于重磁三维反演的三维岩性识别与填图研究

Using gravity and magnetic 3D inversion results identify lithology, carry out 3D lithologic mapping, is a new way to understand the three-dimensional geological structure and find deep mineral resources. This study intends to use the same mesh do gravity and magnetic inversion and obtain 3D density model and susceptibility model. Based on the study of the corresponding relationship between magnetic susceptibility, density and lithology , construct a logic algorithm estimate lithology from inverted density model and susceptibility model, and then identify 3D shape of pluton,stratum and geological body, so as to realize the 3D lithologic mapping. This study will focus on inversion algorithm improve, constrained inversion, model test and case verification, in research process, we will solve the following problem which restricting the technology to practical. Key issues include resolution of inversion, uncertain relationship between lithology and physical , difference physical properties between inverted model and the actual geology. Through the theoretical model test and case study of Anhui Tongling, Xinjiang Qiongheba ore district and Anhui Nihe iron deposit to verify the reliability of this technology. Finally, integrated a set of solutions of lithology identification and mapping based on 3D inversion of gravity and magnetic . This study has important scientific significance and practical value in promoting the development of 3D lithologic mapping technology and its application deep exploratin , deep ore prospecting and ore reserves calculation application.

利用重力和磁力三维反演结果识别岩性，开展三维岩性填图，是了解三维地质结构、发现深部矿产的新途径。本研究拟采用同一网格剖分，对重力和磁力数据分别进行有效的三维物性反演获取密度模型和磁化率模型，在磁化率、密度与岩性之间的对应关系研究的基础上，构建从反演所得密度模型和磁化率模型反推岩性的逻辑算法，识别岩体、地层等地质体的三维形态，进而实现三维岩性填图。从算法改进、约束反演、模型试验和实例验证等方面入手，解决制约该技术走向实用的一系列难题：反演的分辨率、岩性与物性关系的确定、反演模型物性与实际岩性物性的差别等。通过理论模型试验以及安徽铜陵、新疆琼河坝矿集区和安徽泥河铁矿实例研究，验证方法技术的可靠性，最终集成一套基于重磁三维反演实现三维岩性识别与填图的解决方案。本研究在推动三维岩性填图技术发展和促进其在深部结构探测、深部找矿和矿床储量计算等领域应用前景方面具有重要的科学意义及实际应用意义。

为通过利用地球物理资料，特别是重磁数据进行三维地质-地球物理建模和反演，初步实现矿集区下方地壳结构的“透明化”，刻画主要控矿地质体的三维形态，为深部找矿提供支撑。本研究选择安徽铜陵、新疆琼河坝等典型矿集区为实例，利用最新采集的高精度重磁数据，通过人机交互正反演模拟方法构建了二维精细密度与磁化率结构模型。然后以所构建的二维地壳密度和磁化率结构模型为约束进行三维物性反演，获得了三维密度体和磁化率体。根据密度、磁化率与岩性之间的逻辑关系，从反演模型中识别出了不同时期地层、岩体的空间分布，初步实现了实现三维岩性填图，为找矿预测提供了依据。结果表明，通过有约束的三维反演和骨干剖面二维人机交互正反演实现三维地质-地球物理建模，根据物性-岩性关系，识别主要岩性三维分布特征，是现阶段矿集区“透明化”的主要手段。研究成果得到了相关单位的应用，在深部找矿中发挥了作用。项目执行过程中申请发明专利1项，已进入实质性审查。发表文章23篇，其中SCI论文8篇，中文核心15篇。发表会议论文3篇，获得软件著作权2份和实用新型专利1份。项目负责人严加永入选中国地质调查局优秀地质人才、获地调局第三届杰出青年，2018、2019两次入选北京市科学技术协会争先活动先进个人称号。1人晋升为博士生导师，1人晋升为硕士生导师，1名博士、3名硕士生毕业。