礦山地質資源勘查中斷層分析的基本方法

袁明杰

（甘肅省有色金屬地質勘查局天水礦產勘查院，甘肅 天水 741000）

在礦山地質資源勘查中，主要工作內容是全面勘查礦山地質中的各種影響因素，其中斷層分析是其中最重要的內容和要素，根據具體勘查結果獲得斷層信息。在礦山地質資源勘查中斷層分析的過程中，若出現分析錯動量概率高的問題，會嚴重影響礦山地質資源勘查的精準性，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，但提取礦山地質資源勘查中斷層多源信息具有很高的難度系數，導致研究普遍存在局限性，很難在真正意義上實現斷層精準分析。提高斷層分析的精準度一直是礦山地質資源勘查中的重點，因此，礦山地質資源勘查中斷層分基本方法應運而生。為解決傳統礦山地質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。

1 礦山地質資源勘查中斷層分析的基本方法

1.1 標定礦山地質資源勘查中斷層層位

本文以方差體屬性作為聯系斷層反射波與礦山地質構造資料中的紐帶，采用標定層位的方式，掌握層位基本情況，確定礦山地質資源勘查中斷層標志[2]。設礦山地質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 指的是礦山地質資源勘查道個數，為實數；I 指的是計算方差時選用的層位、斷層道數；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，其區間范圍為【0,1】；x 指的是方差計算時間下的平均振幅值。通過公式（1），可以得出礦山地質資源勘查中斷層方差體屬性，將其代入到構造三維地質模型中，得到完整的三維地質構造數據體。并在三維地質構造數據體中國建立斷層層序，為斷層分析提供基礎數據。以褶積子波為典型代表，優先選用PERTEL 軟件獲取礦山地質資源勘查斷層層位數據，目的是將斷層層位數值化，使礦山地質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；pw指的是聲波測井平均速度；k 指的是礦山地質構造資料數據子波長度；μ 指的是礦山地質構造資料數據單峰值。以得出的褶積子波頻率為依據，與斷層數據的時窗范圍相對比，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。

1.2 提取礦山地質資源勘查中斷層多源信息

在標定礦山地質資源勘查中斷層層位的基礎上，提取礦山地質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，修正礦山地質資源勘查中斷層分析過程中存在的誤差，利用修正系數使得礦山地質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。與傳統分析方法相比，通過計算分析峰值修正系數，進而建立礦山地質資源勘查中斷層分析矩陣，迭代求解，提取礦山地質資源勘查中斷層多源信息。設此過程的目標函數為，可得公式（3）。

公式（3）中，V 指的是地質資源勘查中斷層信息指標權重分配向量；I 指的是地質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 指的是礦山地質資源勘查中斷層多源信息之間的關聯度；T 指的是地質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值點，其中，以X 軸作為提取礦山地質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，提取礦山地質資源勘查中斷層多源信息。

1.3 分析礦山地質資源勘查中斷層類型

在完成提取礦山地質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，并對礦山地質資源勘查中斷層現象較為明顯的區域加以詳細解釋，進而分析礦山地質資源勘查中斷層類型。本文首先通過礦山地質資源勘查中斷層方差體屬性，確定斷層構造描述范圍、平面網格及模擬層的劃分、地質模型的建立。再通過建立精細的構造三維地質模型，是斷層精準分析的關鍵，可以通過數值模擬對重點區域進行網格細致研究以提高分析精準度。最后，建立層位、斷層平面網格，需要將每個網格塊設定指定的疊前方位各向異性地質參數，設定參數的過程就是所謂的斷層地質平面網格描述。礦山地質資源勘查中斷層方差體屬性是利用地質、測井和動態數據對層位、斷層解釋的新技術，從而獲得礦山地質資源勘查中斷層類型分析結果。礦山地質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。通過礦山地質資源勘查中斷層分析，將特征數據體代入井校正，進行可視化掃描。判斷目標層是否出現傾斜情況，一旦發現傾斜，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，實現礦山地質資源勘查中斷層分析。

2 實例分析

2.1 實驗準備

選取某礦山作為實驗對象，根據礦山實際地質資源勘查情況，取采樣點數為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分析方法均采用相同的網絡環境以及設備參數，該實驗平臺在系統內存為IntelCore6-280 64GB，操作系統為Windows2020.VS2018CPU，內置X2500 中央處理器的實驗環境下進行。在礦山中選取坐標不同的4 個勘查點位，按照上述實驗環境，分析礦山地質資源勘查中斷層。設置本文設計分析方法為實驗組，傳統分析方法為對照組。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。

2.2 實驗結果與分析

通過兩種分析方法的實踐，整理實驗數據，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，可以實現對礦山地質資源勘查中斷層的精準分析，具有現實推廣價值。

3 結束語

通過礦山地質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，解決傳統礦山地質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實意義的，能夠指導礦山地質資源勘查中斷層分析優化。在后期的發展中，應加大本文設計方法在礦山地質資源勘查中斷層分析中的應用力度。

截止目前，國內外針對礦山地質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化設計提出深入研究，為提高礦山地質資源勘查中斷層分析的綜合性能提供參考。