基于重磁电正反演的隐伏矿体三维预测模型修正方法研究

Three-dimensional concealed orebody prediction (3DCOP) is the hotspot of current mineral prediction research. The reliability of the prediction, however, decreases along with the growing on predication depth, as deep geological information is hard to obtain. Gravity, magnetic and electric exploration techniques are major tools to obtain deep geological information. But, being due to the multi-solution problem in geophysical inversion, great bias occurs in retrieved underground physical structures compared with the real geological structures. To solve above problems, the project will introduces the gravity-magnetic-electric forward and inversion (GMEFI) technology into 3DCOP and proposes a new thought of stepwise coupling 3DCOP and GMEFI. Firstly, 3D geological models and 3D orebody prediction models will be systematically constructed. Secondly, the constitutive relation between 3D geological modeling and GMEFI modeling will be achieved by transforming the 3D models in the previous step. Thirdly, the 3D GMEFI technology under constraint of 3D geological models will be investigated and developed. At last, an iterative calibration method of 3DCOP model based on GMEFI technology will be researched and developed. The project will establish both theories and methods on coupling 3DCOP & GMEFI, which possibly brings about the breakthrough of the low reliability problem in prediction of deep-seated orebodies and helps control and decrease the multi-solution problem in gravity-magnetic-electric inversion. In consequence, the project will improve accuracy and reliability of 3D concealed orebody prediction results, which is of great significance to deep mineral exploration.

隐伏矿体三维预测是当前矿产预测研究的热点领域，但因难以获得有效的深部地质信息，面临着预测结果可靠性随着深度增加逐步降低的问题。重磁电方法是获得深部地质信息的重要手段，然而，由于地球物理反演的多解性问题，反演获得的地下物性结构常常与真实地质结构存在较大差异。本项目拟将重磁电正反演技术引入隐伏矿体三维预测中，提出隐伏矿体三维预测与重磁电正反演逐级耦合的思路，系统建立地质体三维模型和矿体三维预测模型，转换获得三维地质建模与重磁电正反演之间的本构关系，探索开发三维地质模型约束下的重磁电三维正反演技术，研究构建基于重磁电正反演的隐伏矿体三维预测模型迭代修正方法。项目研究将形成隐伏矿体三维预测与重磁电正反演耦合的相关理论与方法，可望突破隐伏矿体三维预测的深部可靠性问题，有效地控制和减少重磁电反演的多解性，对深部找矿具有重要的现实意义。

隐伏矿体三维预测是当前矿产预测研究的热点领域，但因难以获得有效的深部地质信息而面临着预测结果可靠性随深度增加逐步降低的问题。重磁电方法是获得深部地质信息的重要手段，然而由于地球物理反演的多解性问题，反演获得的深部物性结构常常与真实地质结构存在较大差异。. 为解决上述问题，本项目将重磁电正反演技术引入到隐伏矿体三维预测中，提出了隐伏矿体三维预测与重磁电正反演逐级耦合的思路，将隐伏矿体三维预测建立的各种地质模型作为重磁电反演的约束模型以减少反演的多解性，而基于约束的重磁电反演结果又为隐伏矿体三维预测提供可靠的深部地质结构信息以提高预测模型的可靠性。. 选择丁家山铅锌矿和大尹格庄金矿作为典型试验研究区，基于多源数据融合建立起综合地质数据库，采用三维建模技术建立了研究区三维地质模型；研究了三维地质模型—重磁电物性模型本构关系，开发了基于线性八叉树的变尺度体元变换技术，建立起地质对象分类到物性参数映射，实现了三维地质模型向重磁电物性模型的转换；研究并开发了基于BTTB矩阵的重磁三维正演快速算法MG3D、三维重力异常分层分离方法和视密度拟合迭代反演算法、以及电磁法二/三维正演算法MT2/3D_TE_TM_Modelling；提出了基于TIN的地质界面三维形态分析方法，提取了研究区成矿信息定量模型，获取了研究区关键控矿因素，成功地揭示了相关地质体与地质界面的控矿规律；提出了重磁电剩余异常驱动的矿体三维预测模型迭代修正方法，开发了三维地质-物探混合建模软件系统G3DModel进行了基于磁异常的丁家山铅锌矿三维预测模型修正和基于电磁法的大尹格庄金矿区三维预测模型修正，实现了隐伏矿体预测，达到了预期的效果。. 本研究是地质三维建模/预测与重磁电正反演耦合的相关理论与方法构建的重要内容，无论对于地球物理的重磁电反演多解性问题的突破，还是对于隐伏矿体三维预测的深部空间建模可靠性问题的解决，都具有非常重要的科学意义。