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1、第 3 0卷第 2期 2 0 0 6年 4月 物探与化探 GE OP HYS I CAL GE OC HE MI C AL E XP L ORA T I ON 应用回归分析进行盐矿工业品位预报 胡晓隆，张德权(甘肃地质矿产局 第一地质矿产勘查院，甘肃 天水7 4 1 0 2 0)摘 要：以漳县盐矿区为例，介绍了用测井方法确定岩矿层的优势所在；依据岩系地层的电性、放射性及它们之间的 相互关系，用二元回归方法得出了矿区的理论方程；列举了用经验方程进行盐矿品位解释的应用效果。检验结果 说明，用回归分析方法对测井资料作定性、定量解释是可行的；对于满足相关条件的岩盐矿层，利用该法可以获得 较为理想的地质
2、结果，对盐 田的评价有着现实的指导意义。关键词：测井；盐矿品位；回归分析 中图分类号：P 6 3 1 文献标识码：A 文章编号：1 0 0 0 8 9 1 8(2 0 0 6)0 2 0 1 3 7 0 4 在岩盐矿的勘探中，传统的作法是根据岩芯编 制钻孔柱状图，在实验室里对所取盐样进行工业分 析，获得 N a C I 含量、泥质成分及其他质量指标。最 后，综合地质资料与工业分析结果，对勘探区作出地 质评价。进行盐样的工业分析，虽然精度很高，但是由于 岩盐具有性脆，易碎，易磨损，见水易溶，易冲蚀、孔 壁坍塌、井径变形扩大之特点，致使钻探打丢或打薄 矿层的现象屡见不鲜，因而分析结果并不完全反映
3、岩盐矿层的真实情况。而在岩盐矿的普查勘探中，及时准确地了解盐矿层的工业品位，对研究成盐规 律，指导盐田地质勘探工作有着十分重要的意义，测 井方法以它独特的优势为此提供了极为便利的条 件。应用数理统计方法和少量的工业分析资料，进 行岩盐矿的工业品位分析研究，即可对勘探区盐矿 层的工业品位作出迅速的地质评价。众所周知，概率模型分析就是把岩性、物性和测 井参数都当成随机变量，从概率论的角度出发，对这 些变量进行统计分析，从大量有代表性的实际资料 统计中，得到相应的数学表达式 j。笔者就概率模 型分析法之一的回归方法在漳县盐矿的应用效果作 一概述。四系松散层覆盖，覆盖物多为砂砾卵石层及少量的 亚砂土、
4、亚粘土等，厚 5 1 0 m。其下钻孔揭露为新 第三系上段临夏组地层，岩性以碎屑岩与化学沉积 岩为主，厚 3 9 0 1T I 左右。碎屑岩以灰绿、灰黑、灰黄 等杂色泥岩为主，中间夹有少量的薄层泥灰岩和砂 质泥岩。而具有工业开采价值的化学岩则以岩盐为 主，局部夹有高品位的芒硝或钙芒硝层。钻孔揭露，单孔盐层一般为 7一 l 0 层，个别达 l 7层以上，单个 盐层的厚度最薄仅几十厘米，最厚达 8 0余米，一般 厚 l 3 2l 7 4 1T I，N a C 1 含量从百分之几到百分之九 十以上，变化范围甚大。单孔岩盐层 的累积视厚度 为 1 7 21 3 4 1T I 不等。由于区内地层单一，岩
5、性简单，故而地层物性就 视其岩性和地层 中 N a C 1 含量而异。化学岩(以岩盐 为主)具最高的电阻率(1 5 9 2 n n 1)、最低的自然 伽马强度(2 8)7 1 6 6 7 f C (k g-s)，正的自然电 位和大于钻头直径 的井径异 常。碎屑岩(以泥岩为 主)沉积相，为自 然电位的基值，具最低的电阻率(2 5 n n 1)，最高的自然伽马强度(1 0 2 4)7 1 6 6 7 f C (k g s)和小于或等于钻头直径的井径异常。上 述两大岩类在物理性质上的差异，为测井方法研究 预报盐矿品位和确定岩性提供了物理前提。1 盐矿区地质及地球物理特征 2 回归方程的建立 盐矿区所
6、在的漳县盐井镇，为一新生代断陷盆 地，构造上处于秦岭纬向构造带北缘，祁-吕-贺山字 型构造前弧西翼南缘及陇西旋卷构造体系东南之复 合部位。受构造的分割与控制，矿区地表全部被第 收稿 日期：2 0 0 5 0 72 7 到 目前为止，漳县盆地共施工岩盐勘探孔 l 8 口，按设计要求进行了地球物理测井，并且取得了大 量的原始地质资料。这些资料，为利用测井方法进 行岩盐矿工业品位和确定岩性的研究，创造了极为 维普资讯 http:/ 物探与化探 3 0卷 表 1 回归分析原始数据 注：1 是经泥浆校正后的视电阻率值(n m)；由于施工钻 15 径 较小。为 1 5 0 mm。相对 于 4 0 m的长电
7、极距来讲，井径的影响可 忽略 不计。2是野外采用 T B K D-3型伽马刻度器(标准 源)，对仪器 现场 刻度后所测得的地层 自然伽马强度 7 1 6 6 7 f C (k g s)。Y为 N a C I 含量()。有利的条件。基于概率模型的理论，选用 7口井共 5 6 个样品(矿层)，用数理统计方法进行分析讨论并 建立回归方程，用以预报盆地内含盐系地层的 N a C 1 含量，对其后施工钻孔做以检验。表 1 为建立方程 的原始数据。分析时，设视电阻率值和自然伽马值为自变量，并分别记为 和 ：；设 N a C 1 含量为因变量，记为Y，且Y与。和 具有线性关系，则回归方程为=0+b l 戈I
8、+6 2 2，0=一 b l i 0 一 b 2 x 2，b 1=(L l L 2 2一L 2 L 2 1)(L 1 1 L l 2一L 1 2 L 2 1)，b 2=(L l l L l L 2 1)(L l 1 L l 2一L 1 2 L 2 1)，=。N，=X 2 ，=y N。式中，0为常数项；b。，b 为回归系数；N为参加分析 的样品数；L L ，L 分别为自变量。，：和因变量 Y的离差平方和；L。为自变量。，离差乘积之和；L。，|J 为自变量，和因变量 Y的离差乘积之和。由于数理统计与回归分析方法的数学原理和计 算过程已为人所共知，故略去计算公式与计算的 过程，只列出 5 6个样品的
9、数学统计分析与运算结 果：N=5 6，l=3 1 8，元 2=8，=5 8 9，Ll 1=1 4 5 39，L 2 2=9 92，L =5 2 43 2 4，L1=1 8 4 2 4 8，L 2 =一5 2 48 7，L1 2=一2 1 9 8 1；运算得到 0=6 6 3 4，b 1=0，7 0 3，b 2=一3 7，则 回归 方程为=6 6 3 4+0 7 0 3 l一3 7 2。上式便是用测井方法在漳县盐矿建立的预报 N a C 1 含量并确定岩性的解释模型。应当指出，方程的建立在一定程度上揭示了几 个相关变量之间的内在规律及其关系，但曲线选配 的好坏、方程拟合的效果如何、对方程作出的预
10、测值 是否可信赖，F检验 及相关 系数的显著性 检验结果 给出了肯定 的回答(表 2)。据此说 明，可以利用该 方程对盆地盐矿层品位进行预报。表 2 方差分析 注 总 一总平方和；s 目 一回归平方和；s 刺 一剩余平方和，又称残 差平方和；实际差异显著性水平(F=s S )；0 l 一显著性水 平为 1 的F分布临界值；r 一样本相关系数值；r o 一显著性水平为 1 的相关系数临界值。维普资讯 http:/ 2 期 胡晓隆等：应用回归分析进行盐矿工业品位预报 3 回归方程的区间估计与应用效果 3 1 预测值的区间估计 回归的计算与分析都是从实际观测数据出发 的，因此计算所得的结果与分析所得
11、出的结论都依 赖于这些观测数据 J。而方程拟合的效果如何，理 论上的计算虽给出了肯定的回答，但若用该方程拟 合原始数据时，还会发现有较大的相对误差存在，且 有一定的波动性。这说明，经过回归分析建立的经 验方程只是变量问内在联系的一种数学表达方法，并非向函数表达式一样存在一一对应关系，因此，按 正态分布理论，预测值落在 2 倍均方差内的概率为 9 5 4。对本区而言，2 S=3 7 2，有回归直线=6 6 3 4+0 7 0 3 l一3 7 2，故=6 6 3 4+0 7 0 3 X l 一 3 7 X 2，得到区间 Y=6 6 3 4 2 S+0 7 03 xl一 3 7 2，上式与回归直线相
12、平行的直线构成了一个“区间”范围 ，经运算，得到区间2 1 9 y 0 9 6 3。区间值表明，用求出的回归方程预报盐矿工业 品位含量，9 5 4 的预测值会落在区间值范围内，即 表 3 盐矿品位测井预报值与化验分析值比较 预报值落在“区间”值范围内的概率为9 5 4，这个 精度已完全满足实际要求了 。需要指出，在具体 应用“区间”Y。值时，是指将未知样品的视电阻率、自然伽马曲线读数 X 和 X：分别代入回归方程中，如计算得到的预报值落在“区间”范围内，即可按它 的百分含量确定岩性(岩盐还是泥岩)；若计算值落 至 0“区间”之夕 ，贝 0 另当另 0 论。3 2 回归方程的应用效果 我们建立
13、的经验方程，虽经相关理论检验效果 显著，而其预测值是否可信赖，还需在生产实践中做 出有效性评价。表3列出了用该方程对区内5口 井、共计 3 0个矿层(样品)预测结果。不难看出，预 测结果全部落“区间”值之内，这表明视电阻率、自 然伽马等测井参数与N a C 1 含量间，确实存在着广泛 的相关关系，说 明应用该方程及其“区间”值对岩盐 矿层的预测、预报是可行的、有效的。通过回归分析 所建立的经验方程是成功 的，完 全达到 了野外生产 的实用程度，说明利用测井方法不仅能划分钻孑 L 地 质剖面、弥补钻探的取芯不足，还能为区域成盐条件 研究提供重要的物理信息。4 结语 在地层原始状 态下，由测井方法
14、获得 的第一性 地质资料，再借助数学工具进行回归分析并建立经 验方程，对岩盐 矿品位进行定 量解释，是行之有效 的。经区内5口井、3 0个矿层(样品)的佐证结果，证明预报是成功的，表明在矿芯采取率低的情况下，测井方法的确能够起到验证和弥补品位资料不足的 作用。测井工作的对象是一个复杂的地质体，各参数 的影响因素很多，若将一些不可忽略的次变量借助 现代电脑技术进行数学变换处理，则效果更佳。参考文献：1 黄智辉，陈曜岑 煤田地球物理测井 M 湖北：武汉地质学院 出版社，1 9 8 6 2 李 大庆 应用 回归分析进行原煤灰分析预测 J ，物探 化探，1 9 8 9，1 3(2)：l l 6 3 甘
15、来，回归分析方法在钾盐能谱测井解释中的应用效果 J 物探 与化探，l 9 8 5，9(1)：5 9，4 中国科学院数学研究所 回归分析方法 M 北京：科学出版 社，1 9 7 5 5 中国科学院数学研究所统计组 常用数理统计方法 肘 北 京：科学出版社，1 9 7 3 6 程建祥，张彦林，张德权，等 用电测井方 法预报松 散层 钻孔涌 水量的探讨，勘察科学技术，2 0 0 5，(4)：6 2 维普资讯 http:/-1 4 o 物探与化探 3 O卷 THE AP P LI CAT I ON OF R EGRES S I ON ANALYS I S TO S ALT M I NE GRADE P
16、 REDI CTI ON HU Xi a o l o n g，Z HANG De-q u a n (N o 1 I n s t i t u t e o fG e o l o g y a n d M i n e r a l R e s o u r c e E x p l o r a t i o n，G a nsu B u r e a u ofG e o l o g y a nd Mi ne r a l R e s o u r c e s，T i a nsh u i 7 4 1 0 2 0，C h i n a)Ab s t r a c t：Ex e mp l i fi e d b y t h e
17、Z h a n g x i a n s a l t d i s t ri c t，t h i s p a p e r p o i n t s o u t t h e a d v a n t a g e s o f a p p l y i n g t h e l o g g i n g me t h o d t o l o c a t i n g t h e r o c k a n d mi n e r a l b e d Ac c o r d i n g t o t h e e l e c t ri c c h a r a c t e r a n d r a d i o a c t i v i
18、 t y o f t h e s t r a t a a s we l l a s t h e i r r e l a t i o n s h i p，t h e b i n a r y reg r e s s i o n me t h o d w a s u s e d t o o b t a i n t h e t h e o ret i c al e q u a t i o n f o r t h e s a l t mi n e d i s t ri c t T h e res u l t o f a p p l y i n g t h e e mp i ri c a l e q u
19、a t i o n t o s alt mi n e g r a d e i n t e r p ret a t i o n i s a l s o g i v e n T e s t s s h o w t h a t t h e a p p l i c a t i o n o f t h e r e g r e s s i o n me t h o d t o q u a l i t a t i v e a n d q u a n t i t a t i v e i n t e rpr e-t a t i o n i s f e a s i b l e F o r t h e roc k
20、s a l t b e d wh i c h c a n me e t t h e rel a t e d c o n d i t i o n s，t h e u t i l i z a t i o n o f t h i s me t h o d c an y i e l d f a i r l y i d e al g e o-l o g i c al r e s u l t，w h i c h h a s p r a c t i c al g u i d i n g s i g n i fic a n c e i n s a l t fi e l d e v a l u a t i o
21、n Ke y wo r d s：l o g g i n g；s alt mi n e g r a d e；reg r e s s i o n an aly s i s 作者简介：胡晓隆(1 9 6 5一)，男，高级工程师，1 9 8 8年毕业于西安地质学院，现从事地质找矿勘查工作。上接 1 3 2页 A b s t r a c t：T h e c o m p o u n d l i t h o l o gi c-s t r u c t u r al o i l r e s e r v o i r s a r e l o c a t e d i n Y a o y i n g t a i r e
22、 g i o n al u p l i f t b e l t o f N o r t h e a s t C h i n a L i t h o l o g i c a l l y。t h e r e a r e ma i n l y ma s s i v e s a n d s t o n e s a n d fin e g r a i n e d s a n d s t o n e s T h e p o r o s i t y a n d p e r me a b i l i t y o f t h e r e s e rvo i r s a r e g e n e r all y q
23、 u i t e l o wTh e r e s e rvo i r s c o n s i s t o f s t r a t a c h a r a c t e ri z e d b y o i l w a t e r c o e x i s t e n c e T h e o i l w a t e r r e s e r v o i r s o f l o w p o r o s i t y a n d p e rm e a b i l i-t y c a n h a r d l y b e d i s c o v e r e d i n g e o l o g i c al e x
24、p l o r a t i o n a n d b o r e h o l e l o g g i n g Ne v e rth e l e s s，b o r e h o l e g e o c h e mi c al e x p l o r a t i o n c a n r e v e al t h e f e a t u r e s o f o i l w a t e r c o e x i s t e n t s t r a t a T h e a u t h o rs c o mb i n e d t h e p r a c t i c e wi t h r e s e a r c
25、 h a n d a p p l i c a t i o n，a n d i mp r o v e d t h e r e c o g n i-t i o n c a p a c i t y s t e a d i l y As a r e s u l t，a n e w b o r e h o l e l o g g i n g me t h o d h a s b e e n e s t a b l i s h e d f o r r e c o g n i z i n g o i l wa t e r c o e x i s t e n t r e s e rvo i r s wi t
26、h l o w p o r o s i t y a n d p e rm e a b i l i t y Ke y wo r d s：n o rth e a s t Ya o y i n g t a i a r e a；o i l b e a rin g s t r a t a o f l o w p o r o s i t y a n d l o w p e rm e a b i l i t y；o i l w a t e r c o e x i s t e n t s t r a t a；b o r e h o l e g e o c h e mi c al e x p l o r a t
27、 i o n 作者简介：任以发(1 9 6 6一)，男，高级工程师，1 9 8 7年毕业于长春地质学院，主要从事石油地质实验工作，发表论文7篇。上接 1 3 6页 Ab s t r a c t：Th e Hu a n g c h e n g s h a n s i l v e r d e p o s i t o c c u r s i n p y r o c l a s t i c r o c k o f Hu a n g c h e n g s h a n F o rm a t i o n a n d i t s b a s e me n t An i n t e gra t e d s t
28、 u d y o f c h a r a c t e ri s t i c s o f o re g e o l o g y，t r a c e e l e me n t s，i s o t o p e s a n d fl u i d i n c l u s i o n s s h o ws t h a t t h e o r e，f o rm i n g ma t e ri a l s o f t h e o r e d e p o s i t we r e ma i n l y i n d i r e c t l y d e ri v e d f r o m t h e p y r o
29、c l a s t i c r o c k o f Hu a n g c h e n g s h a n F o rm a t i o n f o r me d b y v o l c a n i c e rup t i o n，a n d t h a t t h e me t all o g e n i c me d i a we r e d o mi n a t e d b y me t e o ri c wa t e r T h e r e f o re t h e d e p o s i t i s o f t h e s h a l l o w s e a t e d v o l c
30、 a n i c h y d r o t h e rm a l t y p eI t i s h e l d t h a t s i l v e r m a i n l y m i gr a t e d i n t h e fo r m o f A g(s 2 0 3)2 3 _ c o m p l e x u n d e r t h e s h a l l o w al k a l i n e e n v i r o n m e n t，and t h a t g e o t h e rmal fl u i d a n d i t s c i r c u l a t i o n a n d
31、a l t e r a t i o n a c t i o n l e d t o t h e f o r ma t i o n o f a s e rie s o f mi n e r al r e s o u r c e s s u c h a s s i l v e r d e p o s i t s a n d b e n t o n i t e d e p o s i t s A me t all o g e n i c mo d e l o f t h e o r e d e p o s i t s h a s b e e n s e t u p i n t h i s p a p e r Ke y wo r d s：t h e Hu a n g c h e n g s h a n s i l v e r d e p o s i t；g e o c h e mi c a l c h a r a c t e ris t i c s；o r e f o rm i n g me c h a n i s m；me t all o g e n i c mo d e l 作者简介：任爱琴(1 9 6 5一)，女，1 9 8 8年毕业于西安地质学院，获学士学位，地质工程师，现主要从事地质工作。维普资讯 http:/