袁明杰
(甘肅省有色金屬地質(zhì)勘查局天水礦產(chǎn)勘查院,甘肅 天水 741000)
在礦山地質(zhì)資源勘查中,主要工作內(nèi)容是全面勘查礦山地質(zhì)中的各種影響因素,其中斷層分析是其中最重要的內(nèi)容和要素,根據(jù)具體勘查結果獲得斷層信息。在礦山地質(zhì)資源勘查中斷層分析的過程中,若出現(xiàn)分析錯動量概率高的問題,會嚴重影響礦山地質(zhì)資源勘查的精準性,進而形成安全隱患。在我國,針對礦山地質(zhì)資源勘查中斷層分析的研究中,盡管研究起步較早,但提取礦山地質(zhì)資源勘查中斷層多源信息具有很高的難度系數(shù),導致研究普遍存在局限性,很難在真正意義上實現(xiàn)斷層精準分析。提高斷層分析的精準度一直是礦山地質(zhì)資源勘查中的重點,因此,礦山地質(zhì)資源勘查中斷層分基本方法應運而生。為解決傳統(tǒng)礦山地質(zhì)資源勘查中斷層分析精度低的問題,本文通過設計礦山地質(zhì)資源勘查中斷層分析的基本方法,致力于降低斷層分析錯動量概率,提高斷層分析精度[1]。并通過實例分析的方式,證明設計方法在實際應用中的有效性。
本文以方差體屬性作為聯(lián)系斷層反射波與礦山地質(zhì)構造資料中的紐帶,采用標定層位的方式,掌握層位基本情況,確定礦山地質(zhì)資源勘查中斷層標志[2]。設礦山地質(zhì)資源勘查中斷層方差體屬性的方程式為σ2,可得公式(1)。
公式(1)中,j 指的是方差計算時間;i 指的是礦山地質(zhì)資源勘查道個數(shù),為實數(shù);I 指的是計算方差時選用的層位、斷層道數(shù);L 指的是方差計算時間下時窗長度;w 指的是方差體的三角加權函數(shù),其區(qū)間范圍為【0,1】;x 指的是方差計算時間下的平均振幅值。通過公式(1),可以得出礦山地質(zhì)資源勘查中斷層方差體屬性,將其代入到構造三維地質(zhì)模型中,得到完整的三維地質(zhì)構造數(shù)據(jù)體。并在三維地質(zhì)構造數(shù)據(jù)體中國建立斷層層序,為斷層分析提供基礎數(shù)據(jù)。以褶積子波為典型代表,優(yōu)先選用PERTEL 軟件獲取礦山地質(zhì)資源勘查斷層層位數(shù)據(jù),目的是將斷層層位數(shù)值化,使礦山地質(zhì)資源勘查結果更加貼近斷層地層的實際情況。通過計算褶積子波的頻率,提高斷層層位標定的精度。設褶積子波頻率為r,可得公式(2)。
公式(2)中,pe指的是聲波測井的垂直反射系數(shù);pw指的是聲波測井平均速度;k 指的是礦山地質(zhì)構造資料數(shù)據(jù)子波長度;μ 指的是礦山地質(zhì)構造資料數(shù)據(jù)單峰值。以得出的褶積子波頻率為依據(jù),與斷層數(shù)據(jù)的時窗范圍相對比,確定斷層范圍。結合褶積模型分析褶積子波的頻率,作為斷層層位標定的基礎。
在標定礦山地質(zhì)資源勘查中斷層層位的基礎上,提取礦山地質(zhì)資源勘查中斷層多源信息。本文運用IDA 方法中的易損性分析斷層多源信息峰值,修正礦山地質(zhì)資源勘查中斷層分析過程中存在的誤差,利用修正系數(shù)使得礦山地質(zhì)資源勘查中斷層分析的權重比例總是向著峰值訓練誤差減小的方向進行修改。與傳統(tǒng)分析方法相比,通過計算分析峰值修正系數(shù),進而建立礦山地質(zhì)資源勘查中斷層分析矩陣,迭代求解,提取礦山地質(zhì)資源勘查中斷層多源信息。設此過程的目標函數(shù)為,可得公式(3)。
公式(3)中,V 指的是地質(zhì)資源勘查中斷層信息指標權重分配向量;I 指的是地質(zhì)資源勘查中斷層信息指標特征歸一化賦值;R 指的是礦山地質(zhì)資源勘查中斷層多源信息之間的重要度;n 指的是礦山地質(zhì)資源勘查中斷層多源信息之間的關聯(lián)度;T 指的是地質(zhì)資源勘查中斷層分析指標賦值指令。通過公式(3),在二維坐標系中標出相應的數(shù)值點,其中,以X 軸作為提取礦山地質(zhì)資源勘查中斷層多源信息指標;以Y 軸作為斷層分析精度指標,通過點位支持,提取礦山地質(zhì)資源勘查中斷層多源信息。
在完成提取礦山地質(zhì)資源勘查中斷層多源信息后,基于層位、斷層特征,確定解釋層位,并對礦山地質(zhì)資源勘查中斷層現(xiàn)象較為明顯的區(qū)域加以詳細解釋,進而分析礦山地質(zhì)資源勘查中斷層類型。本文首先通過礦山地質(zhì)資源勘查中斷層方差體屬性,確定斷層構造描述范圍、平面網(wǎng)格及模擬層的劃分、地質(zhì)模型的建立。再通過建立精細的構造三維地質(zhì)模型,是斷層精準分析的關鍵,可以通過數(shù)值模擬對重點區(qū)域進行網(wǎng)格細致研究以提高分析精準度。最后,建立層位、斷層平面網(wǎng)格,需要將每個網(wǎng)格塊設定指定的疊前方位各向異性地質(zhì)參數(shù),設定參數(shù)的過程就是所謂的斷層地質(zhì)平面網(wǎng)格描述。礦山地質(zhì)資源勘查中斷層方差體屬性是利用地質(zhì)、測井和動態(tài)數(shù)據(jù)對層位、斷層解釋的新技術,從而獲得礦山地質(zhì)資源勘查中斷層類型分析結果。礦山地質(zhì)資源勘查中斷層類型具體特征表,如表1 所示。
表1 礦山地質(zhì)資源勘查中斷層類型
結合表1 所示,為層位、斷層分析類型特征。通過礦山地質(zhì)資源勘查中斷層分析,將特征數(shù)據(jù)體代入井校正,進行可視化掃描。判斷目標層是否出現(xiàn)傾斜情況,一旦發(fā)現(xiàn)傾斜,需要利用可視化檢測種子點,以自動追蹤的方式雕刻層位、斷層特征。在此基礎上,通過時創(chuàng)建井,更新層位、斷層解釋特征,添加種子點信息,完成層位、斷層分析。以此,實現(xiàn)礦山地質(zhì)資源勘查中斷層分析。
選取某礦山作為實驗對象,根據(jù)礦山實際地質(zhì)資源勘查情況,取采樣點數(shù)為28600,背景噪聲為30dB。設置更新的時間間隔為5min,本次實驗在Matlab 軟件平臺上進行,針對本文提出的分析方法與傳統(tǒng)分析方法均采用相同的網(wǎng)絡環(huán)境以及設備參數(shù),該實驗平臺在系統(tǒng)內(nèi)存為IntelCore6-280 64GB,操作系統(tǒng)為Windows2020.VS2018CPU,內(nèi)置X2500 中央處理器的實驗環(huán)境下進行。在礦山中選取坐標不同的4 個勘查點位,按照上述實驗環(huán)境,分析礦山地質(zhì)資源勘查中斷層。設置本文設計分析方法為實驗組,傳統(tǒng)分析方法為對照組。本次實例分析選取測試指標為斷層分析錯動量概率,斷層分析錯動量概率越低證明該分析方法的分析精準度越高。使用Matlab 軟件獲取兩種分析方法下的斷層分析錯動量概率,記錄實驗結果,從而對比兩種分析方法在實際應用中的性能。
通過兩種分析方法的實踐,整理實驗數(shù)據(jù),得到斷層分析錯動量概率對比結果,如下圖1 所示。
圖1 斷層分析錯動量概率對比圖
通過圖1 可得出如下的結論:本文設計的分析方法斷層分析錯動量概率明顯高于對照組,可以實現(xiàn)對礦山地質(zhì)資源勘查中斷層的精準分析,具有現(xiàn)實推廣價值。
通過礦山地質(zhì)資源勘查中斷層分析的基本方法研究,能夠取得一定的研究成果,解決傳統(tǒng)礦山地質(zhì)資源勘查中斷層分析中存在的問題。
由此可見,本文設計的方法是具有現(xiàn)實意義的,能夠指導礦山地質(zhì)資源勘查中斷層分析優(yōu)化。在后期的發(fā)展中,應加大本文設計方法在礦山地質(zhì)資源勘查中斷層分析中的應用力度。
截止目前,國內(nèi)外針對礦山地質(zhì)資源勘查中斷層分析基本方法研究仍存在一些問題,在日后的研究中還需要進一步對基本方法的優(yōu)化設計提出深入研究,為提高礦山地質(zhì)資源勘查中斷層分析的綜合性能提供參考。