运用GIS类制图软件反演绘制物探剖面图之正统及弊端

mt-vct · 发表于 2022-7-17 17:06

运用GIS类制图软件反演绘制物探剖面图之正统及弊端

郑州地象科技有限公司寇伟

从开始研制大地电磁镜像测深探测仪至今的十年里，除了对原理有悖于国外的大地电磁理论的质疑最多之外，其次多的就是对于MT-VCT分析软件特有的表格涂色成像分析方法的质疑了。国家地质部门制定的物探方法技术规程中都要求反演绘制剖面图进行定量解释，为什么你们不反演？所有的物探方法都用反演软件绘制等值曲线图，为什么你们不用？对于第一个问题，我已写的短文“简论物探分析之正演、反演及不演”可予以说明。对于第二个问题也有必要予以厘清。

一、物探的目的是要真实描绘地质构造特征与分布形态

本人并非地质物探专业出身，入行后未曾师从名人全是自学，受传统学说和西方理论影响甚少，喜欢从浅显的道理入手思考问题。我对物探的认知是：首要问题就是要清楚要探知地下的地质构造特征是什么，要查知目标的地质形态及分布是怎样的，然后再说怎么把探知介质物性的数据以何种方式明明白白的展现出来。

除了热液活动上侵形成的侵入岩层之外，地壳都是由层状的沉积岩、变质岩以及火山岩构成的，地质作用形成的山脉、褶皱、地堑、断层、海沟等会使地层形态产生变化，而地壳浅中层分布的大大小小裂缝则形成了各种形态的断裂构造，水由地表沿裂缝渗入地下、在破碎裂隙和孔隙中储存汇集成含水层，大多数的金属矿体则是由厚薄不一的矿脉层组成，这些地质构造特征与目标物质的分布形态都体现为层状结构特点，在二维剖面图上则是以线状形式来体现的。

要清晰描述地下介质的结构和分布形态，绘图分析软件必须要满足充分体现线形层状特征和高分辨率显示介质构成两大需求，采用通用型的GIS类反演绘图软件绘制的等值曲线图显然不能满足以上需求。

二、运用GIS类制图软件绘制等值曲线图存在的问题

地质绘图软件有很多，目前被地质物探专业机构广为使用于反演分析的为GIS（地理信息系统）类绘图软件，国内建设GIS系统常用的软件有mapgis系列、Supermap GIS系列、MyGIS系列，而国外的GIS类绘图软件因价格较高且碍于涉密问题、在国内地质单位应用较少。GIS类绘图软件充分利用数据库技术制作具有独特的视觉化效果地图、并赋予其较强的地理分析功能。国内地质勘察单位在找水找矿勘探中多将其作为定量解释的反演软件，绘制出等值曲线剖面图以描述地下介质的电性空间分布，业内普遍认同只有这样绘制出的勘探成果才是符合技术规范的正统图件。

然而，这些初衷为描绘地上地形地貌等高线等地理特征的绘图功能，并不完全符合描述地下介质分布特征及形态。其主要问题：（1）等值曲线功能主要是为绘制地上山区等高线设计的，不适合用于描述地下层状线形结构；（2）水应该是沿裂隙连续向下渗透的，含水层应该是在一定宽度内同层聚集连在一起的，厚薄不一的矿脉层在二维剖面图上显示的是一定长度、相对连续、倾角不同的线形，而不是等值曲线所画出的一圈圈、一片片形状；（3）在绘制等值曲线图时会设定视为相同值的等值区间，连片时会把多数相同等值区域内的少数超出值视为异常值剔除掉，在浅中层整体测值偏低时，会把显示地层分界或矿脉的高值剔除掉、都显示成低值区间蓝色，在中深层或侵入岩地层整体测值较高时，会把显示含水裂隙或含水层的低值剔除掉都显示中高值区间的黄色和红色；（4）本来大多数物探方法的分辨率就不高、采集测深分层数据就少，经过合并等值区间和删点、插值后连成大片使得纵向分辨率更低，只能描绘出地下大的结构变化轮廓和区别很大的岩性分层，导致纵向分辨率更低。

三、固步自封的专业、正统会使物探逐步失去本能

所谓物探工作就是要在地表上寻找地下看不到的东西。现在很多地质单位的专家评价新的物探方法和仪器的标准，都是先看与现有的理论是否相符、是否正统、有没有相应的技术规程、提交的勘探结果模式是否能通过评审，却很少有人关心仪器实际的准确性和使用效果，关心形式更重于关心实际成果，使物探逐渐失去了初心和本能。地球物理勘探工作重点就是找水、找矿、找油气等，做了几个月、几年的勘探，花费了大量的资金、人工，到头来只是画出来几张看似简单漂亮描绘大构造的等值曲线图，一钻下去没水、没矿、没油气，一句“物探工作具有多解性”就交代了。

何为正统？符合现有评审制度规范的就是正统吗？能画出等值曲线图解释成果就专业了吗？抬头看看油气勘探行业的地震勘探方法、队伍和做派，人家根本没有用这些GIS软件画等值曲线图来进行反演解释，都是层状线条描述分析，哪个专家敢说他们不专业、不正统。

最近看油气地震勘探的东西较多，不能用大、而是要用宏大来概括：气势宏大，国内油气勘探从一开始就引进国外的勘探队伍和专家，一路瞄准引进国外先进的勘探技术、方法和设备发展壮大；资金宏大，勘探项目都是以亿为基本单位的资金投入，地矿行业根本无法相比；技术宏大，那么多引进和自研的解释分析软件、那么多研究成果，远非其它物探方法可比；规模宏大，从一维发展到三维勘探，采样从几道发展到几万道，气场之大无法可比。反观一些地质勘探单位，一味地维护正统、固步自封，每年为完成工作量辛辛苦苦扛着仪器进山，一天只能测几个点，到准备钻探时对于画出的等值曲线图成果却谁也不敢负责。

所有的物探方法发明的初衷都是以探知地下真实情况为目的的，通过什么物性参数和展现方式不是一成不变的，国外的物探方法和理论并不都是科学的，所有的方法都是从不正统到正统、从无规范到有规范，关键还是要看成效！

MT-VCT大地电磁镜像测深探测仪从2012年开始研制至今十载有余，应用于1000米内浅中层找水定井和4000米之上地热资源勘探定井已经很成熟，应用于找矿、找油气还在实践探索中。令人可笑的事：在探水仪用户中用得好的都是原来没有学过地质物探的、不懂等值曲线图的，比当地找水专家定井还准，反倒是习惯于看等值曲线图的专业人员开始时感觉不习惯；应用MT-VCT定地热井的成果，只有换成CSAMT或AMT的模式才能通过评审，成井后的功劳也不会记在MT-VCT上。凡事都有一个过程，关键在于效果！成效决定是否能被接受、能否转为正统。

2022年7月16日

某地热项目AMT勘探成果图，勘探长度10000米，测点数23（平均点间距455米/点）

应用MT-VCT深层探测仪选择AMT勘探有构造的一段复测了2400米长度，点间距设定为20米，共探测了121点。验证结果显示这一区间后段有规模不大、中心逐渐偏移的断裂构造，600米之上构造内裂隙发育一般，600之下赋水性明显变差，1000米之下地层岩性变化较大、赋水性更差，判定此处不能定井。建议甲方另选它处应用MT-VCT勘探定井，业已钻井成功。