地球物理探测三维模型的建立与应用 地球物理模型及其应用

三维数字可视化模型研究是当前数学地质、石油物探、化探、水电勘察、地质灾害勘察与治理等研究的前沿和热点，也是快速、及时地再现地质体三维信息及综合分析的有效途径。

地球物理勘探的目的（包括煤火探测在内）是尽可能详细地给出勘探区地下空间的地质信息，这其中包括了地层、岩性、构造等信息及几何赋存状态。三维可视化模型是为了在计算机上虚拟三维场景，重现地质构造及地球物理信息的三维分布形态，是正确认识地质构造的重要手段。这能为各种地质、地球物理现象的描述提供科学依据，为工程技术人员提供准确、直观的地质地球物理模型，方便用于分析、量算工作。

我们在乌达煤火区进行的三维建模工作。具体做法是根据地面和航空实测得到的磁、电等地球物理场资料，应用二维和三维反演方法，结合矿区勘探、工程等相关地质资料，使用Surpac Vision软件建立地下煤火分布三维模型，直观地给出煤火燃烧状态与磁、电等地球物理场之间对应关系，建立煤火三维形态与地面或空中磁、电异常之间的三维模型（图5⁃1⁃1）。

图5-1-1 Surpac软件工作主界面

（一）Surpac软件及应用方法

Surpac Vision是大型数字化矿山软件，广泛应用于资源评估、矿山规划、生产计划管理等整个矿山生命期的所有阶段中，可以形成一整套三维立体的和块体的建模工具，可将土建工程设计、三维模型建立、工程数据库构建等完全图形化，并解决复杂工程中境界优化的施工管理。该软件目前已经通过国土资源部的审核认证。

Surpac Vision虽然是面向矿山工程等方面的专业三维数字化软件，但在物探及地质领域应用非常广泛。

（1）Surpac Vision强大的3D图形系统可以直观地生成和显示物探异常的三维构造、地面地形模型以及其他各种图形。建立起逼真的3D物探模型，有利于进行交互式物探解译工作及3D几何设计的展开。

（2）Surpac Vision强大开放灵活的数据库管理功能，有利于处理庞大的地质地球物理数据，有利于技术数据的查询和全面的分析、计算、统计和报表。

（3）Surpac Vision具开放的数据交换方式及二次开发功能，有利于物探与其他各专业的交流协作。

要能够将Surpac可视化软件真正用于地球物理建模工作，必须解决物探测量和解释结果数据输入接口问题。

我们着重做了以下三方面工作。

（1）等值线图输入方法。将物探网格点数据赋予坐标，形成带有三维坐标的离散点数据，然后利用软件的离散点数据接口，将数据输入，再重新网格化，形成等值线图。

（2）电法反演地下三维地质体输入方法。电法反演结果是以剖面形式将地下地质体形态反演出来。对于此类地质体，则需要按一定点距，按照钻孔数据格式将数据输入。

（3）地下三维磁模型数据输入方法。磁法三维反演结果，主要形式是三维多边矩形体，分布范围广。若也采用钻孔形式输入，数据量太大，影响软件运行速度。我们通过研究软件内部格式方法，编程实现地下三维磁模型输入。

（二）煤火三维模型建立结果

根据在乌达煤火区所进行的航磁、航电、高密度电法及氡气测量等物探测量和反演结果，基于Surpac Vision软件，并经过已编制的程序，对所获得的数据进行了三维数字可视化模型处理。处理结果均以数字化形式保存，部分处理结果如图5⁃1⁃2～图5⁃1⁃5所示。

图5-1-2 根据物探反演结果形成的煤火物探测量可视化模型

图5⁃1⁃2下部为根据航磁ΔT异常三维反演结果生成的乌达煤田着火区的地下磁性体三维数字可视化模型。图上部分别为航磁ΔT异常立体彩色等值线图和根据航电测量结果（23250Hz）计算的地下浅层视电阻率立体彩色等值线图。根据本地区岩石物性随温度变化特征规律，图5⁃1⁃2中地下磁性体可能为烧变岩体，磁性较强。与烧变岩体对应的视电阻率也出现高值，推测可能因为烧变岩体温度较高。从图中可以看出航磁及航电异常在空间上比较吻合，在煤矿着火区应用航磁和航电技术进行煤火探测是非常有效快捷的。

图5-1-3 根据高密度电法测量结果形成的煤火物探测量剖面可视化模型

着色以电阻率值为标准

图5-1-4 根据高密度电法测量结果形成的煤火物探测量剖面可视化模型

等值线及着色均以电阻率值为标准

图5⁃1⁃5是在乌达煤田Ⅷ号着火区进行的氡气、温度、能谱、航磁及高密度电法测量结果的叠加效果图。图中黄细线是根据观察圈定的煤火在地表上出露的范围。图中底部为基于高密度电法电阻率180 Ω·m形成的着火区的实体模型，其中红色部分是根据高密度电法测量结果生成的实体，蓝色部分是其外推的实体。叠加效果表明，各种探测异常在三维空间内吻合比较好，表明所应用的探测煤火方法均能够从不同角度有效地圈定煤火异常。

图5-1-5 根据物探结果形成的煤火物探测量可视化模型

基于高密度电法电阻率180 Ω·m形成的着火区的实体模型。其中，红色部分是根据高密度电法测量结果生成的实体，蓝色部分是其外推的实体

（三）三维模型在煤火勘探及灭火中的应用

对乌达煤田着火区物探测量三维数字可视化模型的研究表明：

（1）三维数字可视化模型直观地展示了物探异常的三维形态、规模等各种信息。将物探反演结果进行三维数字化，有利于交互式物探解译工作的进行（图5⁃1⁃2、图5⁃1⁃3、图5⁃1⁃5）。

（2）在煤田防火、灭火工作中，火源位置和着火区范围的圈定无疑对灭火成败起着至关重要的作用，长期以来它一直是煤田防火、灭火研究中的难点和热点问题，至今没有一种十分有效的通用方法。

通过对煤火地下三维数字可视化模型的逼真模拟，可以直观精确地圈定着火区范围，推断火区的规模、燃烧深度和火源位置，为防火和灭火提供可靠的科学数据（图5⁃1⁃2～图5⁃1⁃5）。

（3）在灌注浆防火、灭火工作中，根据煤火三维数字可视化模型，可以有计划地对钻孔进行精确的定位及钻孔深度等参数的科学设计，指导灭火施工，提高灌注浆效果，减少防火灌注中的盲目性（图5⁃1⁃5）。

1.地球物理模型的概念
地球物理模型不是客观存在的复杂地质现象本身，而是不同的人对它的认识和描述的集合。由于观测与分析技术的有限性和主观认识之间的差异性，地球物理模型可能有许多个，但是只有一个与真实的情况符合。所以在进行地球物理反演时，不仅要研究某一个可能的模型，而且要研究所有可能模型的总体，并进行综合分析，求得其中一个最符合真实的模型，以作为反演问题的解答。地球物理模型在数学上可以用有限个有序函数的集合表征。对于不同的模型，函数集中各个函数的表达式可以不同，由于任何一个有限的函数集都可以表示成无穷维抽象空间的一个元，则所有可能的模型可组构为一个无穷维的抽象空间——模型空间。也就是说：地球物理模型或某种地球现象的模型，它是以数学公式或数值形式来表征地球的某种性质或规律，是对复杂研究客体的合理抽象和高度概括。经过这样的抽象或简化，在理论上或概念上应该更能反映或逼近于客体的实质。
2.模型方法的应用
因为地球物理现象的复杂性，地球内部的介质与结构无论在纵向上还是横向上都是不均匀的和各向异性的。为此对实际地球物理问题必须加以简化，否则在极其复杂的多因素干预下，很难进行研究和计算。然而，为了在简化后既不失真又不烦琐，故在地球物理的计算与分析研究中常常使用模型方法。
例如，考虑地球公转时，把地球看成一个质点，因为它的大小远小于其公转半径，可由开普勒定律确定它的运行轨道；在考虑地球自转时，可分别把地球视为一个刚体、弹性体、弹塑体，分别讨论它的欧勒周期（10个月）和钱德勒周期（14个月）等现象；在考虑地球形状时，不去研究它的自由表面形状，而是研究重力位等于常数的大地水准面形状，大地水准面不是一个球面，也不是一个简单的椭球面，而是一个反映地球深部质量分布的复杂曲面。这些例子表明，对于同一个客体——地球，根据研究问题的不同，所取的模型也不完全相同。
地球物理模型的建立与完善是与资料的积累、可靠信息与足够信息量的获取密切相关的。例如，震源的破裂模型，最先有单侧破裂线源模型和双侧破裂线源模型，最近又有一个流变介质中平面剪切裂纹的稳态扩展模型。另外，如地球的速度模型，曾有过三层模型（地壳、地幔、地核）、七层模型（从地面到地心，以A、B、C、D、E、F、G字母排列的层序）和九层模型（以布伦模型为代表）。最近杰旺斯基和安德森又提出了PREM全球参考模型以及地球层析图像。这便表明，地球速度模型会随着观测资料的丰富、解释方法的增加、反演精度的提高，不断地得到改进和完善。
应当认识到：假说是建立模型的前提，而模型则是假说的定量形式。

对不同级次的成矿客体所建立的地球物理找矿模型，其功能和作用不尽相同。在应用过程中，关键是要将不同级次的控矿地质因素转化为地球物理参数，进而将地球物理参数转化为找矿标志。在建立地球物理找矿模型的过程中，除了重视岩矿物性空间分布模型 ( 物性参数分布模型) 外，还要注意各类物性参数的推断、反演模型，以及建立地质干扰模型。
( 一) 地球物理找矿模型与区域成矿预测
地球物理找矿模型在区域成矿预测中发挥着重要的作用。利用物性参数模型，模拟或实测地球物理场模型，或开展覆盖区和深部地质填图，或开展区域控矿因素研究，把区域控矿地质模型转化为区域地球物理找矿模型，从而识别区域构造、区域控矿地层和深部矿源体，进而确定成矿远景。

图 4 －10 美国内华达卡林城附近推断出的与卡林型金矿有关的花岗岩侵入体( 注意其露头极少)( 引自 V. J. S. Grauch，1988)

在美国内华达州卡林金矿带，金矿床被认为与深部花岗岩和大的断层系有关。而航磁和重力异常模型可快速圈定这类地质体以及进一步查明金矿床与这类地质特征的空间关系，以更好地了解该区的成矿地质环境，缩小找矿靶区。美国地质调查局主要根据磁测数据编制了内华达深成花岗岩体分布图，由此推断出了深成岩体的边界、岩石组分和年代。通过对比研究发现，大多数已知的浸染型金矿床靠近计算出的磁化强度界面或推断的深成岩。由于岩体大部分是隐伏的，如果不靠磁测是无法确定其整体范围的。图 4 －10 是用磁测结果推断出的与卡林型金矿有关的花岗岩侵入体。
J. M. Leiste 等 ( 1999) 研究了智利北部斑岩铜矿系统的分布与航磁特征之间的关系，其对区域找矿模型的建立具有重要意义。20 世纪 90 年代 CODELCO － Chile公司开始了一项寻找斑岩铜矿的大规模勘查计划，沿Domeyko 断层带进行了航空磁测，面积 800km ( NS) ×60km( EW) ，线距 500 ～ 1000m，离地高度150 ～ 300m，测量总精度优于 1nT。研究表明，所有的斑岩矿床都在横向 ( 东西向) 磁异常范围内或其附近。
据称，这一现象说明智利北部成矿带内斑岩铜矿床具有共同的岩浆源，横向磁异常的存在是大型斑岩铜矿产出的必要条件。据此，可以将智利北部的远景区聚焦到 20 个左右的横向磁异常区的范围内。如果再考虑本区斑岩铜矿都与第三纪岩浆有关，以及有利的断裂构造环境，这样远景区的范围将大大缩小。
( 二) 地球物理找矿模型与矿床普查勘探
在矿床普查勘探的研究程度较高阶段，地球物理找矿模型应用非常广泛。在成矿远景区或成矿区带，通过对已知矿床的方法试验研究，总结其物性和地球物理场 ( 异常) 的特征，以指导其他异常的查证工作，或者开展实测异常与理论模拟的对比分析，进而解释异常形成的原因。这种遵循 “从已知到未知”的原则和深化地球物理找矿模型 ( 模拟) 研究的做法，在实际找矿中颇有成效。
1. 建立并不断修正已知矿床地球物理找矿模型，实现地质找矿突破
成矿区带内的矿床被发现之后，往往会在所发现的矿床上开展不同物化探方法的试验研究，查明已知矿床的地球物理异常模型，以指导其他异常的查证工作。澳大利亚奎河 － 赫利尔矿床的发现便是一个典型的实例。
澳大利亚塔斯马尼亚岛西部的奎河 － 赫利尔地区广泛分布着里德酸性火山岩。这里的勘查活动虽较早，但直到 20 世纪 70 年代之前，其勘查活动基本上是零星的，范围较小，找矿工作未取得实质性的进展。该区的地形条件较恶劣，植被茂密，地质调查和矿产勘查的程度相对较低。
20 世纪 70 年代初，Aberfoyle 资源有限公司依据加拿大酸性火山岩中产出块状硫化物矿床的认识，意识到该地区的里德酸性火山岩是具有含矿远景的成矿区带，于是公司首先开展了区域水系沉积物测量和 400km2的航磁、航电测量。航空电磁测量发现了一些异常。经异常初步评价后，发现奎河异常尤为引人注目，并且与区域水系沉积物化探异常几乎吻合。于是将该异常作为重点查证对象。随后进一步开展了地面电磁测量和土壤地球化学测量的异常查证工作。查证结果验证了区域性航电和水系沉积物异常，于是导致了奎河矿床的发现。
奎河矿床发现之后，一方面继续利用水系沉积物、土壤地球化学、地面电磁法对矿床外围有利的环境进行勘查，另一方面又使用一些其他物探方法 ( 如激发极化法、充电法、自电法等) 在已发现的矿体上作了大量的试验性工作。初步试验结果得出的认识是，塔斯马尼亚岛西部地区成功勘查火山块状硫化物矿床的一个必要准则是 “土壤地球化学异常外加一致的激电异常”。在这一找矿模型指导下，激发极化法一时成为该地区备受青睐的方法。在随后的勘查中，凡是伴随有高地球化学异常的激电异常区均打钻验证，但结果却令人失望，激电异常要么反映的是没有经济价值的浸染状黄铁矿化，要么反映的是黑色页岩。

图 4 －11 澳大利亚赫利尔矿床 10700N测线的 UTEM 异常 ( 垂直分量)( 引自 Aberfoyle Resources Limited，1990)

鉴于激发极化法在该地区未能找到新的含矿目标，Aberfoyle 公司 选 择 了 探 测深 度 较大 的 时间 域 电磁 法( TDEM) 。首先在奎河矿床上进行了试验，有明显的异常反映，并且还发现了原先被其他方法所遗漏的、埋藏较深的透镜状矿体。因此，该方法的试验成功促使勘查人员在该区进行了 “地毯式 ”的覆盖测量以对其他异常进行查证。对测区内唯一值得注意的 TDEM 异常再次进行了更详尽的 TDEM 测量，结果证实了该异常的存在，并圈出了一个由一系列相似弱异常组成的带。图 4 － 11是发 现 弱 异 常 的 一 条 测 线 ( 10700N) 的 瞬 变 电 磁( UTEM) 响应。根据对 UTEM 异常的解释，推断有一个连续的良导体存在，走向长度至少 400m，在 10700N 测线下的埋深约 200m。1983 年对该异常带进行钻孔验证，结果打到了高品位的赫利尔矿床 ( 图 4 －11) 。随后在未见矿的钻孔中作的井中电磁测量也有效地探测到了井旁的盲矿并确定出其几何形态。
2. 开展物探异常理论模型 ( 拟) 对比研究，寻找隐伏矿床
物探异常的成因可以是多解的，如数量最多的磁异常，不仅与铁矿，而且与铜、金和多金属矿床也有密切的关系，其中包括铁铜共生矿床、与条带状含铁建造有关的铜金矿床等。除了分析物探异常的成因外，对异常进行理论模型计算也是很重要的，有助于查明异常的起因。根据露头和浅钻资料建立的物性参数模型进行理论计算，对比和分析理论与实测异常不符的原因，进而发现未知矿床。
( 1) 对成因不明的重力异常进行理论模拟和解释，直接发现了芬兰克雷拉蒂铜钴矿床
芬兰克雷拉蒂铜钴矿床与大多数硫化物矿床一样，容矿岩层为元古宙的花岗岩和片麻岩。20 世纪 80 年代初在解释已知的武奥诺斯矿床和克雷拉蒂之间的老重力资料时，根据露头和浅钻资料建立模型算出的重力场与实测场不符，但如果在剖面中增加一个比重较大、埋深 400 ～1200m 的隐伏容矿岩层，就可以使两者拟合。这一模型直接导致在克雷拉蒂地区再次钻探查证，钻孔浅部岩心发现钴和铜异常，加深后在 500 ～ 600m 之间见矿。这实际上是通过建立剩余异常模型成功实现深部找矿的过程。
( 2) 以航空磁测和地面重磁测量为手段，通过精细的理论模型 ( 拟) 发现了澳大利亚阿布拉铅银铜金矿床
20 世纪 80 年代初，Geopeko 勘探公司在澳大利亚吉拉瓦拉矿化带航磁测量的基础上，开展了详细的地面重磁测量。通过滤波和区域场校正，消除原始数据的噪音，得到了剩余重力异常，结果重磁异常非常吻合，推断为同源异常。
随后，Geopeko 勘探公司对重磁数据进行了定量模拟解释。先作了二维模型，发现异常源的深度偏大，后来选择了三维椭球体进行模拟。磁性体被模拟为长、宽、高分别为1000m、600m 和300m 的倾斜椭球体，顶端深度 270m。根据该模型计算出了重、磁异常，并将计算的重磁异常与实测异常进行了对比，两者吻合度甚好。另外，结合地质上的分析与判断，模型体与当地的地质倾向是一致的。
据此认为，该模型与层控矿化有关，代表了具经济价值的地质目标。随后，对模拟目标进行了钻孔验证，结果在 260m 的深度往下打到了 255m 厚的 Fe、Ba、Pb、Ag、Cu、Au 矿化，与模拟的椭球体的深度很接近。矿化段含大量的磁铁矿、赤铁矿和重晶石。可见，通过对重磁异常的模拟来查证异常是导致该矿床被发现的主要因素。
( 3) 利用井中物探异常模型，实现找矿突破
在地质普查、详查和勘探阶段，为验证地面物化探异常和某些地质推论、解释，往往打有一定数量的钻孔，尤其是在已知矿区或其外围。这些钻孔有的见矿，有的可能漏掉矿体。依据井中地球物理异常模型，可以准确地判断矿体的产状和延深，成为寻找深部隐伏矿或盲矿的一种重要手段。
在井中物探方法中，采用较多的是井中磁测、井中激发极化法、深部充电法和井中瞬变电磁法( TEM) 。井中充电法主要用于圈定矿体范围，确定矿体的产状和埋藏深度，寻找充电孔附近的隐伏盲矿体和在相当大的空间 ( 数十平方千米) 内发现隐伏构造、岩体、盲矿体等。井中地球物理异常模型可以帮助地质学家判定打钻是否已经到位，判定是否已经钻遇地下导体，是否还应再钻进几米，还是已经偏离目标体需要另开新钻等问题，从而提高打钻的成本效益和成功率。
井中物探异常模型可以有效地判断深部矿体有无产出及其产状 ( 产出深度和倾向) 。例如，井中 TEM 系统由于更加接近深部隐伏矿体，可降低上覆盖层的影响，在钻孔周边 200 ～ 300m 半径范围内具有较好的分辨能力，能获取深部隐伏矿体的直接信息，并具有稳定的地球物理异常模型( 图 4 －12) 。在加拿大、澳大利亚等一些老的矿区或矿产普查中，该方法对寻找深部隐伏矿床发挥了主导作用，成为圈定深部隐伏矿床的有效组合方法之一。

图 4 －12 井中瞬变电磁响应模型( 引自崔霖沛等，1999)左图为矿体在钻孔的左侧; 右图为钻孔穿过矿体

找矿实践证明，深部钻孔的井中瞬变电磁异常模型是一种实用和有效的勘查方法。利用这一模型，在深部相继发现了一批极富的铜镍硫化物矿床。例如，1987 年在萨德伯里盆地南缘地下 1280m的深度发现了深部林兹里高品位矿床; 20 世纪 90 年代初国际镍公司利用该方法在盆地的东缘发现了大而富的维克多矿床，在盆地北缘发现了新麦克里达铜镍矿床。维克多矿床矿石储量达 ( 1800 ～3600) × 104t，埋深 2400m，镍品位 1. 5% ～ 2. 6% ，铜 5% ～ 7. 4% ，贵金属 6. 7 ～ 17g / t，含铜 ( 9 ～266) × 104t。新麦克里达矿床埋深 1000 ～ 1500m，铜储量 79 × 104t、镍 5. 8 × 104t，铜和镍的品位分别为 11%和 0. 8%。
近年来，利用井中电磁法模型，在加拿大马尼托巴省斯诺莱克地区发现了奇瑟尔北 ( ChiselNorth) 锌铜矿床，在西澳马吉海斯 ( Maggie Hays) 和艾米丽安 ( Emily Ann) 发现了镍矿床。
( 4) 以经验地球物理模型为指导，实现铁氧化物铜金铀型矿床的找矿突破
随着澳大利亚奥林匹克坝矿床研究的深入，学术界普遍认为铁氧化物铜金铀矿床属于一种新类型矿床。该找矿模型曾经指导澳大利亚欧内斯特亨利 ( 施俊法等，2005) 、显山矿床 ( 王绍伟等，2006) 的找矿突破。近年来，在该模型指导下，加拿大也实现了重大的找矿突破 ( R. E. Goad 等，2000) 。
加拿大 NICO 钴 － 金 － 铋矿床和苏迪尼 ( Sue-Dianne) 铜 － 银矿床位于加拿大地盾元古宙贝尔构造区大贝尔岩浆带南端的马曾诺德湖 ( Mazenod Lake) 地区。该岩浆带长约 800km、宽约 100km，由低钛和高铝的钙碱性火山 － 深成岩组成，火山岩被一套年龄相似的含角闪石和黑云母的深成岩所侵入。
早在 20 世纪 80 年代，研究人员在研究大贝尔岩浆带时发现，该岩浆带的年龄、构造环境，以及区域地质和矿床的地质 － 地球物理特征等方面与澳大利亚的奥林匹克坝矿区非常相似。加拿大地质调查局早期在马曾诺德湖地区工作时就曾强调指出，苏迪尼矿床富含铜 － 银 － 金 － 铀的角砾岩与奥林匹克坝矿床之间有许多相似性，因此，在大贝尔岩浆带对于寻找类似奥林匹克坝矿床规模的铁氧化物多金属矿床来说有很大的潜力。在该区工作的 Fortune 矿产有限公司 1988 年开始在大贝尔岩浆带勘查，特别是 1992 年以后在马曾诺德湖地区勘查时，就使用铁氧化物型矿床找矿模型在该区寻找铁氧化物多金属矿床，他们按照铁氧化物型矿床的地球物理找矿模型为大贝尔岩浆带制定了一项包括踏勘、详细地质填图和地球物理调查的综合性计划。
根据铁氧化物型矿床找矿模型在大贝尔岩浆带开展了地质、地球物理调查。通过在大贝尔岩浆带完成的航空和地面地球物理调查，查明了 NICO 矿床上面钾、铀、磁性、电阻率、极化率、重力等异常相互叠加。附近的苏迪尼矿床也具有铀、钾、磁性、电阻率和极化率等综合异常。区域和局部的地球物理资料表明，在一个广阔的强烈的钾质交代作用区存在大量聚集的铁氧化物。地质填图查明在黑云母 － 磁铁矿 － 角闪石 － 富硫化物的铁岩和片岩中有钴、金、铋和铜的矿化，矿化位于斯奈尔湖群的蚀变岩中。
苏迪尼矿床地球物理标志明显与 NICO 矿床十分相似，存在一个 2km ×1km 大小的总场 ( 800nT)和垂直磁梯度异常中的直径为 1km 的 U、U/Th 和 K 放射性异常。放射性异常中心和磁异常中心偏离200m，在深部矿床向北侧伏。NICO 矿床矿石主要集中在鲍尔带中，最后通过 230 个钻孔探明了 4200 ×104t 矿石，平均含 Co 0. 10% 、Au 0. 5g / t、Bi 0. 12% 。苏迪尼矿床通过 61 个钻孔探明了 1700 × 104t矿石，平均含 Cu 0. 72%、Ag 2. 70g/t。
在大贝尔岩浆带南部进行矿产勘查的结果证明，找矿模型在矿产勘查中有重要的意义。独特的地质环境与广泛的钾质、铁氧化物蚀变带的紧密结合使这类矿床可以采用地球物理找矿模型。依据区域重力、磁性和放射性的特点可鉴别出热液中心，而重力、详细磁测及局部的激发极化调查用来确定特定的钻探靶区。
( 三) 地球物理找矿模型与物探方法组合
地球物理找矿模型是找矿实践经验的总结与升华，是上升为理论、再用于指导实践的一种认识论和方法论。不同级次的地球物理找矿模型可以帮助人们在勘查阶段确定地质任务和选择合理的勘查方法组合。不同成因类型的矿床处于不同的地质环境，其地球物理异常模型也不相同，相应的勘查方法也各有不同。因此，在工作设计之前，必须对已有的地质资料仔细分析推敲，以成因类型为基础，以地球物理找矿模型为依据，优化勘查方案。从找矿角度还需注意成矿系统 ( 体系) 的发育，在同一地区寻找若干种不同类型的矿床。这里拟以火山成因的块状硫化物铜矿床为例加以说明。
据崔霖沛等 ( 1994) 报道，图 4 －13 是前苏联 M. H. 斯托尔普涅尔等 ( 1994) 提出的一种火山岩型铜矿床的地质 － 地球物理找矿模型。其用途有以下几个方面:
1. 选择调查的综合方法
根据地球物理找矿模型，可以判断在寻找给定类型的矿床和建立找矿标志、异常分类准则时哪些异常效应可以被利用，从而正确地选择地球物理调查方法及其合适的组合方式; 可以计算给定条件( 包括引起异常的地质体的大小、产状、埋深、物性和干扰因素) 下所能测到的异常宽度和强度，因而有助于确定观测所用的测网和最低观测精度。根据模型，在给定了观测精度以后，根据干扰的水平和消除干扰的完善程度，可以估算给定的地球物理调查方法勘查深度与目标物大小的关系。

图 4 －13 隐伏火山岩型铜矿床的地质 － 地球物理找矿模型( 转引自崔霖沛等，1994)

2. 选择地球物理调查结果的解释方法和技术
根据地球物理找矿模型，可以有效地把握各类异常和综合异常的空间分布规律，因而有助于选择解释所圈出异常的方法; 选择辨认目标物的标志和评价辨认目标物可靠性的准则 ( 即异常分类的准则) ; 选择深部构造模型，对深部地球物理异常作出合理的解释。
3. 判断施工效果
判断在找矿时哪部分矿体能被查明、哪部分矿体将被漏掉，评价一个地区的找矿工作程度和以后回到该地区做更详细调查的必要性，为此，工作地区的物理 － 地质模型如果选择错了，或者模型过于粗糙，都会造成不良的后果，使在选择调查方法和解释调查结果方面发生错误。
过去用地球物理方法直接找矿时解决的问题比较简单，可以利用比较简单的模型，因而选择模型较容易，不易出错。对这种情况，有时甚至可以不利用模型。例如，在物性均匀的围岩中找一个物性均匀的地质体，方法的效果根据 “有异常”或 “无异常”即可判断。但是，现在的找矿任务很复杂，需要更先进的解释方法，从而提高模型功效。同时，相应提高了建立模型方法技术的要求。

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甘娴答：示意模型：即根据矿床的成矿模式或简化地质模型，及其与地质体相应的一般岩矿石物性特征和地球化学参数特征，示意性地建立的简化找矿模型。概念模型：根据矿床的成矿模式或简化地质模型，借鉴同类矿床的地质-地球物理-地球化学找矿模型建立的推测性的模型。二、综合信息找矿模型的构成要素 根据大多数矿床的...

19585527758：地球物理方法对海洋平台场址调查的应用与探讨
甘娴答：平台场址地质调查的方法主要有两种:一种为地球物理方法,另一种为地质取样方法。目前地球物理方法应用得比较广泛的是单波束测深或多波束测深、侧扫声呐、浅层剖面探测、单道地震、高分辨率2D地震和磁力测量等,以上六种水下探测系统在高精度的定位系统的支持下配合使用,可使我们获得平台场址内三维的工程地质条件,特别是...

19585527758：金属矿勘查物探化探方法技术的新进展
甘娴答：因此,发展重、磁、电、震三维联合反演技术,将大大提升物探成果解释的准确性和空间分辨能力。同时,非线性联合反演可以促进地球物理解释的定量化,提高解释结果的客观性,也是未来发展方向之一。 地下真三维可视化建模技术是近几年发展起来的一门新技术。通过建立三维矿床模型,可清晰生动地显示容矿层位、矿源层及各地层与...

19585527758：地球物理勘探技术攻关总结
甘娴答：直接带动获得了一批有价值的油气勘探发现和成果,形成了针对深水的海域长电缆地震勘探技术、适用于西部复杂山地和南方碳酸盐岩裸露区的宽线地震勘探技术、复杂地区三维重、磁、电勘探技术、针对火山岩覆盖区和南方碳酸盐岩裸露区的综合地球物理勘探技术、可应用于复杂山地的天然地震层析成像技术等6项地球物理勘探技术创新...

19585527758：地下煤层自燃地球物理信息提取的应用效果分析
甘娴答：实际工作中，通过对磁异常的定量解释，使用功率谱法快速给出烧变岩体顶深及中心深度，从宏观了解煤层自燃深度现状；而后通过剖面切线法给定烧变岩体埋深初值，应用三维自动反演快速确定重点异常区内烧变岩体地下分布形态；最后通过人机联做三维反演给出重点异常区内地下磁性体三维展布特征；结合区内地质资料，提...

19585527758：地球物理勘探技术面临的问题与发展趋势
甘娴答：1.提高微弱地球物理信号的采集与处理水平 地球物理勘探技术是依据对观测的地球物理场数据的分析来实现探测目的的。因此,数据采集是地球物理工作的基础。历史的发展充分说明,数据采集精度的提高,使得地球物理探测的应用效果、应用范围不断扩大。例如重力仪的精度从20世纪50年代的(0.2～0.4)×10-5m/s2提高到目前的(0.01...

19585527758：三维数据模型
甘娴答：应用倾斜摄影技术，可同时获得同一位置多个不同角度的、具有高分辨率的影像，采集丰富的地物侧面纹理及位置信息。基于详尽的航测数据，进行影像预处理、区域联合平差、多视影响匹配等一系列操作，批量建立高质量、高精度的三维GIS模型。倾斜摄影数特点，远看是美女，近看是丑女。3DMAX模型 3D Studio Max，常...

19585527758：剖面三维建模主要过程
甘娴答：而地质剖面由于数量有限，同一地层的轮廓在相邻剖面之间通常存在较大差异，难以用简单的几何中心来判断。图4.2 序列剖面三维重构问题 地质上依然需要采用类似钻孔地层层序的处理方法，通过对地层进行编码的方法，对各个地层进行编号，建立地层序号与地层属性语义之间的关联关系，如澳大利亚地球物理研究中心开发的...