程紀(jì)星，王德利，李子偉

（1.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院 中核集團(tuán)鈾資源勘查與評(píng)價(jià)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100029；2.吉林大學(xué) 地球探測(cè)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130012）

地震勘探技術(shù)作為一種較為成熟的物探方法，已在石油天然氣、煤和鉀鹽等資源勘探工作中廣泛應(yīng)用，其作用除了查明地層、巖性、構(gòu)造等沉積環(huán)境條件外，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)找礦目標(biāo)的直接預(yù)測(cè)，指導(dǎo)鉆探工程部署。此外，在資源開(kāi)采過(guò)程中地震勘探技術(shù)也可以發(fā)揮重要作用，可以對(duì)開(kāi)采過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)，指導(dǎo)生產(chǎn)。

20 世紀(jì)70 年代初期，地震勘探技術(shù)在地浸砂巖型鈾礦勘探工作中開(kāi)始了探索性試驗(yàn)研究，但真正地推廣應(yīng)用卻是在2010 年之后。其作用主要是查明地層、巖性、構(gòu)造等沉積環(huán)境，特別是沉積相、“泥-砂-泥”結(jié)構(gòu)、砂體厚度等與鈾成礦相關(guān)的環(huán)境條件。雖然地震勘探技術(shù)解決地質(zhì)問(wèn)題的能力較好，但受其應(yīng)用成本高的制約，該技術(shù)在地浸砂巖型鈾礦勘探工作中一直未能得到大范圍地推廣應(yīng)用。本文希望通過(guò)對(duì)地震勘探技術(shù)在地浸砂巖型鈾礦勘探開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用前景分析，引領(lǐng)砂巖鈾礦地震勘探技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)地震勘探技術(shù)在地浸砂巖型鈾礦勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中的全面推廣應(yīng)用，促進(jìn)地浸砂巖型鈾礦勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)的進(jìn)步。

1 地震勘探技術(shù)在石油和煤炭勘探開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用

1.1 在石油勘探開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用

地震勘探技術(shù)是石油勘探和開(kāi)發(fā)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，地震勘探技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了石油的勘探和開(kāi)發(fā)，而石油的勘探和開(kāi)發(fā)促進(jìn)了地震勘探技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。在石油勘探的早期，主要使用單次覆蓋、手工偏移和手工構(gòu)造成圖等簡(jiǎn)單技術(shù)圈定構(gòu)造，后隨著多次覆蓋技術(shù)和數(shù)字處理技術(shù)的應(yīng)用，能夠查明石油的成礦環(huán)境，如地層結(jié)構(gòu)、目標(biāo)層埋深、構(gòu)造發(fā)育等。從20 世紀(jì)80 年代開(kāi)始，三維地震勘探技術(shù)成為油氣勘探領(lǐng)域的主要物探技術(shù)手段，通過(guò)疊前數(shù)據(jù)的多域、多屬性處理、解釋技術(shù)，實(shí)現(xiàn)勘探開(kāi)發(fā)一體化的圈閉識(shí)別和油藏圈定，大幅度提升了復(fù)雜油藏的識(shí)別能力［1-2］。

進(jìn)入21 世紀(jì)后，油氣勘探的重點(diǎn)迅速向復(fù)雜構(gòu)造、地層巖性、碳酸鹽巖和非常規(guī)儲(chǔ)層4 個(gè)領(lǐng)域轉(zhuǎn)移，地震勘探技術(shù)得到了飛躍式的發(fā)展，主要表現(xiàn)在：①“兩寬一高”（寬方位、寬頻帶和高密度）等高精度三維地震勘探采集技術(shù)+疊前深度偏移等處理技術(shù)成為老油區(qū)精細(xì)勘探、剩余油預(yù)測(cè)、提高采收率等方面的重要技術(shù)支撐，進(jìn)一步提高了地層、巖性、斷塊油氣藏、圈閉、薄儲(chǔ)層和復(fù)雜地質(zhì)體的識(shí)別精度［3-4］；②地震巖石屬性反演技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)一步提高了成礦環(huán)境的研究水平，在測(cè)井資料的約束下劃分出了目標(biāo)層的砂-泥結(jié)構(gòu)、沉積相特征；③儲(chǔ)層地震預(yù)測(cè)技術(shù)得到了進(jìn)一步優(yōu)化和應(yīng)用，能夠精細(xì)描述巖性油氣藏，精細(xì)預(yù)測(cè)碳酸鹽巖縫洞型儲(chǔ)層、生物礁灘儲(chǔ)層和致密砂巖優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層等［5］；④以巖石物理為核心的“甜點(diǎn)”預(yù)測(cè)技術(shù)，通過(guò)分析地層脆性、TOC（總有機(jī)碳）、地應(yīng)力和裂縫等信息，綜合預(yù)測(cè)油氣甜點(diǎn)（油氣富集的、具有開(kāi)采價(jià)值的地區(qū)），實(shí)現(xiàn)了石油遠(yuǎn)景靶區(qū)的直接預(yù)測(cè)，極大提高了油氣藏勘探的準(zhǔn)確性［6-7］；⑤時(shí)移地震勘探技術(shù)解決了油田開(kāi)發(fā)中的問(wèn)題，用于尋找剩余油氣分布；⑥微震壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)用于油田開(kāi)發(fā)階段，實(shí)時(shí)指導(dǎo)壓裂施工，提高致密油氣開(kāi)發(fā)效益［8］；⑦隨鉆地震勘探技術(shù)提升了地層監(jiān)測(cè)的時(shí)效性和準(zhǔn)確性，降低了后續(xù)的勘探風(fēng)險(xiǎn)，便于進(jìn)一步的勘探作業(yè)；⑧人工智能在地震構(gòu)造解釋、數(shù)據(jù)處理、地震相識(shí)別、儲(chǔ)集層參數(shù)預(yù)測(cè)、屬性反演等方面的應(yīng)用，在保證準(zhǔn)確率的前提下，極大地提高了地震勘探的效率［9］。

1.2 在煤炭勘探開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用

我國(guó)煤炭地震勘探技術(shù)的發(fā)展有著近70年的歷史，從無(wú)到有，從光點(diǎn)儀、模擬儀、數(shù)字儀到無(wú)線遙測(cè)儀，從折射到反射，從單次覆蓋到多次覆蓋，從二維到三維，從單波到多波，一路發(fā)展下來(lái)，技術(shù)方法越來(lái)越先進(jìn)，解決的地質(zhì)問(wèn)題越來(lái)越精細(xì)。

在煤炭地震勘探的起步階段，主要利用折射波法和單次覆蓋反射波法在老礦區(qū)外圍進(jìn)行了擴(kuò)大和延伸勘探，圈定煤田邊界。后來(lái)，隨著多次覆蓋反射地震勘探技術(shù)和地震資料處理數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，提高了資料信噪比，獲得的地震剖面能夠直觀的解釋地質(zhì)斷面，解決煤田地質(zhì)問(wèn)題的能力得到了提高［10］。在20世紀(jì)80 年代，地震勘探設(shè)備實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，資料處理實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)化，地震成像技術(shù)從疊后到疊前、從時(shí)間域到深度域，成像精度不斷提升，并逐漸形成了一套地震勘探和鉆探等手段相結(jié)合的綜合勘探方法，確認(rèn)了反射波與煤層界面的對(duì)應(yīng)關(guān)系，使得煤田地震解釋的準(zhǔn)確性和精確性有了質(zhì)的飛躍，能夠控制落差大于15 m的斷層，控制煤層露頭及煤層底板起伏情況。20 世紀(jì)90 年代，隨著三維地震勘探技術(shù)的應(yīng)用，地震成像技術(shù)發(fā)展也非常迅速，從二維發(fā)展到三維、從射線追蹤到波動(dòng)方程傳播、從聲波近似到彈性波方程，進(jìn)一步提高了地震勘探的精度，同時(shí)地震勘探技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用于采區(qū)，成為查明小斷層、小褶曲、陷落柱、采空區(qū)、沖刷帶、煤層變化的主要手段，一般二維地震勘探精度能夠達(dá)到10 m，三維地震勘探精度能夠達(dá)到3～5 m［10-11］。進(jìn)入21 世紀(jì)后，高精度的三維地震勘探技術(shù)得到發(fā)展，能獲得動(dòng)態(tài)范圍大、多分量、全方位、小面元、高覆蓋次數(shù)的特高精度三維地震資料，成為煤炭資源精細(xì)探查和煤礦隱蔽致災(zāi)因素查探的關(guān)鍵技術(shù)［12-14］。此外，三維三分量地震勘探技術(shù)、微震探測(cè)技術(shù)、高精度地震散射波成像技術(shù)、多波多分量地震探測(cè)技術(shù)、礦井槽波地震探測(cè)技術(shù)等，也在煤炭資源的深部精細(xì)勘探和開(kāi)采地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)與預(yù)警方面發(fā)揮了重要作用。同時(shí)地震解釋技術(shù)也日趨人工智能化、可視化，綜合利用地質(zhì)、地震和測(cè)井資料，力求達(dá)到地震資料的最優(yōu)解釋。在未來(lái)的煤田地震勘探中，三維地震勘探技術(shù)將由單波段勘探向縱橫波勘探發(fā)展，通過(guò)與多分量接收技術(shù)的結(jié)合，對(duì)比不同波的波速、旅行時(shí)、振幅，將煤田地震勘探由構(gòu)造勘探轉(zhuǎn)向巖性勘探，更系統(tǒng)地描述礦產(chǎn)資源。

2 地震勘探技術(shù)在地浸砂巖型鈾礦勘探中的應(yīng)用

地震勘探技術(shù)在地浸砂巖型鈾礦勘探中的應(yīng)用起步較晚，20 世紀(jì)70—90 年代，核工業(yè)部三所（現(xiàn)為核工業(yè)北京地質(zhì)研究院）開(kāi)展了地震淺層反射波法的試驗(yàn)研究，采用折射波法和單次覆蓋反射波法等技術(shù)，結(jié)合手工解釋?zhuān)鉀Q200 m 以淺的覆蓋層厚度變化、控礦層位追索和盆地基底形態(tài)等地質(zhì)問(wèn)題［15-18］。在2000 年前后，采用多次覆蓋技術(shù)和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理技術(shù)解決500 m 以淺的構(gòu)造和巖性問(wèn)題，如利用地震層序?qū)W解釋研究區(qū)地層展布和斷裂構(gòu)造；利用“三瞬”處理方法拾取大于20 m 厚度的砂巖；利用測(cè)井約束反演方法研究河道砂體的發(fā)育等［19-22］。自“十二五”后，地震勘探技術(shù)開(kāi)始作為成熟的方法應(yīng)用于地浸砂巖型鈾礦勘探，系統(tǒng)解決1 000 m 以淺的地層、斷裂、巖性、巖相等鈾成礦環(huán)境問(wèn)題［23-30］，如采用高分辨率地震數(shù)據(jù)處理技術(shù)提升資料成像精度；采用波阻抗反演技術(shù)實(shí)現(xiàn)地層巖性解釋?zhuān)@取地層物性參數(shù)信息；采用屬性分析技術(shù)研究古河道、沉積相等成礦環(huán)境信息等。近幾年，三維地震勘探技術(shù)在地浸砂巖型鈾礦勘探中開(kāi)展了探索性研究，進(jìn)一步提高了解決地浸砂巖型鈾礦地質(zhì)問(wèn)題的能力，如利用三維地震精細(xì)解釋技術(shù)查明5 m 以上斷距的斷層；利用擬聲波地震反演技術(shù)識(shí)別“泥-砂-泥”結(jié)構(gòu)，分辨率可達(dá)5 m；利用地震屬性分析技術(shù)預(yù)測(cè)地浸砂巖型鈾礦成礦有利區(qū)；利用疊前反演技術(shù)和巖石物理技術(shù)查明地層的物性參數(shù)分布和彈性參數(shù)分布等。前人已有很多文獻(xiàn)詳細(xì)介紹了地震勘探技術(shù)在地浸砂巖型鈾礦勘探中的應(yīng)用，本文在此僅以二連盆地為例簡(jiǎn)要說(shuō)明在地浸砂巖型鈾礦勘探中通常所應(yīng)用到的地震勘探技術(shù)及其解決的地質(zhì)問(wèn)題。

2.1 推斷地層結(jié)構(gòu)與斷裂構(gòu)造

圖1 為采用“自適應(yīng)面波衰減+砂體弱信息恢復(fù)+高精度速度分析+稀疏反褶積提頻+復(fù)雜地段疊前時(shí)間偏移成像”的地震數(shù)據(jù)高分辨率處理技術(shù)得到的二維地震剖面解釋結(jié)果，清晰地反映出了沉積地層和斷裂構(gòu)造發(fā)育情況。由圖1 可見(jiàn)，淺部反射層穩(wěn)定發(fā)育，自下而上解釋了阿拉善組（T5）、騰格爾組（T4）、賽漢組（T3）、賽漢組上段（T2）和二連組（T1）的底界面；深部反射層區(qū)塊特征明顯，在剖面約15 km 處存在明顯的頂削、尖滅等現(xiàn)象，表現(xiàn)為賽漢組上段與下伏地層的不整合接觸關(guān)系；在剖面約3 km、7 km、10 km、13 km 及18 km 處推斷有斷裂構(gòu)造發(fā)育，這些構(gòu)造大都屬于基底構(gòu)造，很少上穿賽漢組上段地層；剖面上基底深度表現(xiàn)為兩側(cè)淺，中間深的凹狀，南東端基底深度約500 m，北西端為450 m，中間最深處約1 000 m。賽漢組是二連盆地最為重要的鈾成礦目的層，該地層的解釋解決了鈾成礦目標(biāo)層的探測(cè)問(wèn)題。此外，解釋的斷裂構(gòu)造和基底深度變化為鈾成礦環(huán)境的研究提供了重要依據(jù)，因?yàn)檫@些地質(zhì)要素是研究鈾成礦環(huán)境的重要條件。

圖1 二連盆地某地區(qū)二維地震剖面解釋結(jié)果Fig.1 Interpretation results of 2-D seismic profile in an area of Erlian Basin

2.2 識(shí)別砂體

砂體是地浸砂巖型鈾礦賦存的主要空間，是研究地浸砂巖型鈾礦成礦環(huán)境不可或缺的地質(zhì)要素，因此砂體的識(shí)別在地浸砂巖型鈾礦勘探中至關(guān)重要。圖2 為二連盆地某地區(qū)賽漢組巖性解釋結(jié)果，采用了“擬聲波曲線構(gòu)建+基于模型波阻抗反演+巖石物理分析”的地震波阻抗反演技術(shù)，該結(jié)果清晰地反映了賽漢組砂-泥巖的發(fā)育和分布情況。由圖2 可見(jiàn)，賽漢組總體表現(xiàn)為西北厚、東南薄的特點(diǎn)，砂巖在賽漢組的底部有連續(xù)穩(wěn)定的發(fā)育，但在淺部則變化較大。其中，在剖面0～20 km范圍淺部地層主要以泥巖為主；在剖面25～40 km 范圍砂體最為發(fā)育，在多個(gè)深度處發(fā)育有砂體，特別是在150～250 m 深度處，發(fā)育的砂體厚度最大；在剖面40～60 km 范圍多為泥巖沉積，僅有一層厚度約30 m 的連續(xù)砂體發(fā)育。相比較而言，剖面25～40 km 范圍砂體最發(fā)育，是形成地浸砂巖型鈾礦較為有利的區(qū)域。

圖2 二連盆地某地區(qū)地震剖面的賽漢組巖性解釋結(jié)果Fig.2 Lithology interpretation results of Saihan Formation in a seismic section in Erlian Basin

2.3 推測(cè)沉積相變化

圖3為利用地震資料推測(cè)的二連盆地中部賽漢組上段沉積相，采用了“精細(xì)井震標(biāo)定+巖石物理分析+屬性提取分析”的地震相分析技術(shù)，共劃分出了沖積扇相、三角洲相、河流相和湖泊相等四類(lèi)沉積相，其中河流相又劃分出河道亞相和泛濫平原亞相兩類(lèi)沉積亞相，湖泊相又劃分出淺湖亞相和深湖亞相。由圖3可見(jiàn)，沖積扇相主要分布在賽罕高畢地區(qū)，在盆地東北部的馬尼特牧場(chǎng)有小范圍發(fā)育；三角洲相主要分布在那仁寶力格以東的盆地東北部，在齊哈日格圖以北的西南端也有局部發(fā)育；湖泊相緊鄰三角洲相分布，范圍相對(duì)較小，其中淺湖亞相在齊哈日格圖以北和額爾登高畢地區(qū)發(fā)育，深湖亞相僅在額爾登高畢以東地區(qū)小范圍發(fā)育；河流相分布最為廣泛，分布在伊和圖-齊哈日格圖-賽漢高畢-達(dá)日罕塔拉-那仁寶力格一帶，以泛濫平原亞相為主，其中發(fā)育北東向的河道亞相。據(jù)二連盆地中部砂巖型鈾礦成礦規(guī)律認(rèn)識(shí)［31］，鈾礦床的定位受河道沉積微相控制，鈾礦體主要形成于河道亞相中的沉積砂巖層中，所以從二連盆地中部賽漢組上段沉積相的總體分布特征看，伊和圖-齊哈日格圖-賽漢高畢-達(dá)日罕塔拉-那仁寶力格一帶的河道亞相發(fā)育區(qū)域，是以賽漢組上段為目標(biāo)層的地浸砂巖型鈾礦勘探的有利遠(yuǎn)景區(qū)。

圖3 二連盆地中部賽漢組上段沉積相分布圖Fig.3 Sedimentary facies distribution of the upper member of Saihan Formation in the middle of Erlian Basin

3 地震勘探技術(shù)在地浸砂巖型鈾礦勘探開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用前景分析

雖然地震勘探技術(shù)已經(jīng)在地浸砂巖型鈾礦勘探中推廣應(yīng)用，但對(duì)比其在石油和煤炭勘探開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用，其作用遠(yuǎn)未得到充分發(fā)揮。對(duì)比石油、煤和砂巖型鈾礦三種礦產(chǎn)資源，雖然在成礦條件和控礦因素上各有其特點(diǎn)，但在應(yīng)用地震勘探技術(shù)解決地質(zhì)問(wèn)題方面卻有著諸多共同點(diǎn)。正因如此，下面以石油和煤炭勘探開(kāi)發(fā)中地震勘探技術(shù)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合地浸砂巖型鈾礦特征，分析一下地震勘探技術(shù)在地浸砂巖型鈾礦勘探開(kāi)發(fā)中可能起到的作用，進(jìn)而推動(dòng)砂巖型鈾礦地震勘探技術(shù)的發(fā)展和推廣應(yīng)用。

3.1 地浸砂巖型鈾礦勘探中地震勘探技術(shù)的應(yīng)用前景

對(duì)于地浸砂巖型鈾礦而言，其主要特征有以下幾點(diǎn)：

1）礦體主要位于砂巖中；

2）砂巖成巖度不高、相對(duì)較為疏松、具有一定滲透性；

3）上下頂?shù)装逡话銥槟鄮r，呈“泥-砂-泥”結(jié)構(gòu)，具有隔水層；

4）在γ 測(cè)井曲線上表現(xiàn)為高值異常，異常值通常為本底的10 倍以上。

除此以外，形成地浸砂巖型鈾礦的成礦環(huán)境還包括構(gòu)造、沉積相和氧化-還原的地球化學(xué)條件等。目前，地震勘探技術(shù)主要應(yīng)用于地浸砂巖型鈾礦勘探的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查和普查階段，針對(duì)的是形成地浸砂巖型鈾礦的成礦環(huán)境，即查明成礦環(huán)境，包括地層、巖性、構(gòu)造、沉積相、“泥-砂-泥”結(jié)構(gòu)、砂體厚度等與鈾成礦相關(guān)的環(huán)境條件，從而為后續(xù)成礦地質(zhì)環(huán)境的研究、遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)和鉆探工程部署提供依據(jù)。這些作用已在前面予以實(shí)例說(shuō)明，下面重點(diǎn)分析一下在成礦遠(yuǎn)景直接預(yù)測(cè)和資源儲(chǔ)量估算中可能起到的作用。

3.1.1 成礦遠(yuǎn)景直接預(yù)測(cè)

在石油勘探中，地震“甜點(diǎn)”預(yù)測(cè)技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，并且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)石油遠(yuǎn)景靶區(qū)的直接預(yù)測(cè)。那么能不能借鑒這一技術(shù)思路，利用地震勘探技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)地浸砂巖型鈾礦的直接預(yù)測(cè)呢？從目前已開(kāi)展的一些探索性研究成果看［32-34］，這個(gè)想法基本可以實(shí)現(xiàn)。其技術(shù)思路是先利用地震巖石屬性反演技術(shù)解釋出目標(biāo)層的砂體，即利用采集的砂巖型鈾礦地震勘探數(shù)據(jù)，結(jié)合電阻率、聲波、密度等測(cè)井資料實(shí)施井震約束反演，提取出目標(biāo)層位的砂體。然后，再利用γ 測(cè)井資料實(shí)施井震約束反演，提取放射性異常屬性特征。最后，將提取的砂體信息與放射性異常信息疊合，從而篩選出在砂體內(nèi)含有放射性異常的范圍，即為預(yù)測(cè)的地浸砂巖型鈾礦遠(yuǎn)景靶區(qū)。

在實(shí)施上述技術(shù)方法時(shí)應(yīng)特別注意，γ測(cè)井資料最好使用地浸砂巖型鈾礦勘探的γ測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，而不是自然伽馬測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，如果沒(méi)有前者，后者作為替代使用也可，但效果不如前者。因?yàn)榍罢吆繙y(cè)量范圍為0%eU～5%eU，靈敏閾值達(dá)到0.001%eU，針對(duì)的主要是放射性元素衰變產(chǎn)生的信息；而后者含量測(cè)量范圍為0%eU～0.01%eU，靈敏閾值達(dá)到0.000 1%eU，反映更多的是巖性特征［35］。

3.1.2 鈾礦資源儲(chǔ)量估算

根據(jù)地浸砂巖型鈾礦資源/儲(chǔ)量估算指南［36］，鈾礦體的圈定主要依據(jù)礦體特征、控制程度和所選擇的資源儲(chǔ)量估算方法確定礦體外推的形式和距離。一般見(jiàn)礦工程與礦化工程之間按基本勘查工程間距的1/2 平推，見(jiàn)礦工程與無(wú)礦工程之間按基本勘查工程間距的1/4 平推；若工程間距大于或者小于基本勘查工程間距，應(yīng)分別按基本間距或?qū)嶋H間距的1/2 或1/4 平推。當(dāng)?shù)V體在走向、傾向或其中之一方向無(wú)工程控制時(shí)，則可按相應(yīng)資源儲(chǔ)量類(lèi)型所要求的基本勘查工程間距的1/4 進(jìn)行平推。由此可見(jiàn)，在地浸砂巖型鈾礦的資源儲(chǔ)量估算中必然存在著誤差，因?yàn)榈V體的邊界不準(zhǔn)，僅僅是根據(jù)已知鉆孔人為規(guī)定外推的距離。也就是說(shuō)，如果能夠有效確定礦體的邊界范圍，那么在估算地浸砂巖型鈾礦資源量時(shí)就可以減小其中的誤差。

假設(shè)砂巖型鈾礦的放射性異常均來(lái)自鈾，而沒(méi)有釷異常的話，那么使用鈾礦勘探中的γ 測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)作為反演參數(shù)，依據(jù)砂巖型鈾礦地震勘探數(shù)據(jù)的井震約束反演后得到的放射性異常屬性就具有鈾含量的概念，并且可以解釋出含礦層的范圍、厚度和含量的變化，那么在資源儲(chǔ)量估算時(shí)就可以使用這些具體數(shù)據(jù)，而不再是采用外推方法確定礦體邊界了。與傳統(tǒng)計(jì)算方法相比，井震約束反演技術(shù)獲得具體參數(shù)數(shù)值計(jì)算出來(lái)的資源儲(chǔ)量將會(huì)更精準(zhǔn)一些。

3.2 地浸砂巖型鈾礦開(kāi)發(fā)中地震勘探技術(shù)的應(yīng)用前景

在地浸礦山開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)與開(kāi)采階段地震勘探技術(shù)同樣能夠發(fā)揮重要作用，只是由于缺少必要的研究，致使其作用在以往工作中未能得到充分展現(xiàn)。下面借鑒煤炭和石油開(kāi)采過(guò)程中地震勘探技術(shù)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)分析一下其在地浸砂巖型鈾礦開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用前景。

1）地浸礦山開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)：借鑒煤礦山開(kāi)發(fā)過(guò)程中局部構(gòu)造及陷落柱探測(cè)的地震勘探技術(shù)，應(yīng)用其在地浸礦山開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)前查明礦區(qū)內(nèi)地層的變化與局部構(gòu)造發(fā)育情況，同時(shí)利用巖石屬性反演技術(shù)查明礦體的連續(xù)性、厚度變化及邊界范圍，進(jìn)而為地浸礦山抽注鉆孔的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

2）地浸礦山精準(zhǔn)開(kāi)發(fā)：借鑒石油開(kāi)發(fā)過(guò)程中的四維或者時(shí)移地震監(jiān)測(cè)技術(shù)，查明地浸礦山開(kāi)發(fā)過(guò)程中地浸液的空間分布范圍，通過(guò)對(duì)比已知礦體的位置及范圍了解哪些礦段未被開(kāi)發(fā)，進(jìn)而為補(bǔ)充注液井或者抽液井的設(shè)計(jì)提供依據(jù)，避免資源的浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)地浸礦山的精準(zhǔn)開(kāi)發(fā)。

3）地浸礦山退役治理：在地浸礦山開(kāi)發(fā)完成進(jìn)入退役治理時(shí)，借鑒石油地震監(jiān)測(cè)技術(shù)查明地浸液空間分布范圍，為地浸礦山的退役治理提供依據(jù)。建議在地浸礦山開(kāi)發(fā)期間不定期實(shí)施四維或者時(shí)移地震勘探，而后通過(guò)前后對(duì)比得到較為精準(zhǔn)的地浸液空間分布范圍。

3.3 地浸砂巖型鈾礦勘探開(kāi)發(fā)中地震勘探工作部署建議

3.3.1 勘探階段地震勘探工作部署建議

雖然地震勘探技術(shù)在地浸砂巖型鈾礦勘探中有著不可替代的作用，但因?yàn)槌杀镜囊蛩兀栽诘亟皫r型鈾礦勘探過(guò)程中，地震勘探工作的部署應(yīng)以地質(zhì)目的不同而不同，不是都需要精準(zhǔn)地獲取地質(zhì)信息。為此，根據(jù)地浸砂巖型鈾礦勘探的不同階段及其相應(yīng)的地質(zhì)任務(wù)，在考慮地震勘探成本的前提下提出如下工作部署建議（圖4）：

圖4 砂巖鈾礦地震勘探工作部署圖Fig.4 Deployment plan of seismic exploration for sandstone uranium deposit

1）區(qū)域地質(zhì)調(diào)查階段：此時(shí)地質(zhì)目標(biāo)要求相對(duì)較低，只是大致查明研究區(qū)內(nèi)地層、構(gòu)造和砂體情況，所以地震勘探工作一般只需要部署以剖面為主的二維地震勘探即可。

2）普查階段：此時(shí)的地質(zhì)任務(wù)是基本查明研究區(qū)內(nèi)地層、構(gòu)造、砂體以及古河道情況，特別是其平面展布特征。這時(shí)的地震勘探工作部署取決于經(jīng)費(fèi)情況，如果經(jīng)費(fèi)較為緊張，則采用多剖面的二維地震勘探；如果經(jīng)費(fèi)較為充裕，則采用大面元的三維地震勘探。如果考慮利用地震勘探技術(shù)實(shí)現(xiàn)成礦預(yù)測(cè)，則建議采用大面元的三維地震勘探為宜。

3）詳查階段：此時(shí)地質(zhì)目標(biāo)要求較高，任務(wù)是準(zhǔn)確查明地層的精細(xì)結(jié)構(gòu)（地層、構(gòu)造）及其橫向變化，特別是薄層砂泥結(jié)構(gòu)及其變化，一般要求在鉆孔約束下砂體的分辨厚度10 m以下?？紤]到成本因素建議地震勘探工作選擇在重點(diǎn)工作區(qū)內(nèi)開(kāi)展小面元的三維地震勘探，而不是在工作區(qū)內(nèi)全面部署三維地震勘探工作。

4）勘探階段：此時(shí)地質(zhì)任務(wù)是準(zhǔn)確查明礦體的連續(xù)性和提高儲(chǔ)量估算的準(zhǔn)確性。由于地質(zhì)目標(biāo)要求較高，并且工作區(qū)已經(jīng)鎖定在較小的范圍內(nèi)，所以建議開(kāi)展高分辨率三維地震勘探。

3.3.2 開(kāi)發(fā)階段地震勘探工作部署建議

由于地浸礦山的設(shè)計(jì)和開(kāi)采階段對(duì)地質(zhì)目標(biāo)體的精度要求非常高，所以在地浸砂巖型鈾礦開(kāi)發(fā)階段地震勘探工作均以開(kāi)展高分辨率三維地震勘探為宜。

1）地浸礦山開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)階段：其地質(zhì)任務(wù)是要準(zhǔn)確查明礦體的連續(xù)性、地層的穩(wěn)定性和局部構(gòu)造的發(fā)育情況。由于此時(shí)目標(biāo)任務(wù)要求較高，所以建議開(kāi)展高分辨率三維地震勘探。如果在勘探階段已經(jīng)開(kāi)展了高分辨率三維地震勘探工作，則在地浸礦山開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)階段直接使用相關(guān)資料即可，不用重復(fù)相關(guān)工作。

2）地浸礦山精準(zhǔn)開(kāi)發(fā)階段：其地質(zhì)任務(wù)是準(zhǔn)確查明地浸液的空間分布范圍。此時(shí)需要開(kāi)展四維或者時(shí)移地震勘探，即以勘探階段或者礦山開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)階段的三維地震勘探資料為背景，根據(jù)需要在礦山開(kāi)采的不同時(shí)期以相同的觀測(cè)系統(tǒng)重復(fù)開(kāi)展三維地震勘探工作，從而通過(guò)對(duì)比獲取到不同時(shí)期地浸液的空間分布范圍信息。

在此特別說(shuō)明的是，如果在地浸礦山開(kāi)發(fā)階段應(yīng)用地震勘探技術(shù)查明了地浸液空間分布范圍，其作用不僅僅是有助于礦山的精準(zhǔn)開(kāi)發(fā)，它還隱含著另外一個(gè)作用，就是為后續(xù)地浸礦山的退役治理提供依據(jù)。

4 結(jié)論

1）地震勘探技術(shù)在地浸砂巖型鈾礦勘探中除了用于查明成礦環(huán)境外，還可以在成礦遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)和資源儲(chǔ)量估算方面發(fā)揮重要作用，可以在地浸砂巖型鈾礦勘探的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、普查、詳查和勘探的各個(gè)階段中發(fā)揮作用。

2）地震勘探技術(shù)可以在鈾礦山地浸開(kāi)采的設(shè)計(jì)和開(kāi)采過(guò)程中解決局部小構(gòu)造的發(fā)育、地層的起伏變化、礦體的連續(xù)性以及地浸液的分布范圍等問(wèn)題，從而為鈾礦地浸開(kāi)采中抽注鉆孔的設(shè)計(jì)提供依據(jù)，為實(shí)現(xiàn)礦山的精準(zhǔn)開(kāi)發(fā)提供技術(shù)支撐。

3）地震勘探技術(shù)可以通過(guò)對(duì)地浸液分布范圍的監(jiān)測(cè)，為后續(xù)地浸礦山的退役治理提供必要依據(jù)。

4）在地浸砂巖型鈾礦勘探的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查階段適宜部署以剖面為主的二維地震勘探工作，在普查階段部署多剖面的二維地震勘探或者大面元的三維地震勘探工作，在詳查階段應(yīng)在重點(diǎn)工作區(qū)內(nèi)部署小面元的三維地震勘探工作，在勘探階段部署高分辨率三維地震勘探工作，在地浸礦山開(kāi)發(fā)時(shí)則應(yīng)采用高分辨率三維地震勘探工作。