AMT和MT联合探测技术在地下水勘查中的应用

目前,电磁法已被广泛地应用于地下水勘探中。音频大地电磁测深(AMT)和大地电磁测深(MT)采集频率范围不同,AMT频段高,分辨率高,探测深度小,但效率高,MT频段低,分辨率低,探测深度大,但效率低。在陕北某地区联合开展剖面MT和AMT工作,结合两者的优点和缺点,在兼顾浅部和深部信息的同时,提高了纵向分辨率,提升了工作效率,为今后地下水勘查提供了新的思路。最终得到了可靠的二维电阻率反演模型,获取了地下电性分布特征,并结合地质资料,推断出不同地层的界面及地层的含水性,为开展该地区地下水资源评价提供了科学依据。     

基于行列式阻抗响应的大地电磁反演计算

针对大地电磁(MT)二维资料处理中最佳主轴方向的不确定性,提出了行列式阻抗张量的大地电磁二维反演方法。首先,给出了大地电磁行列式阻抗张量的计算表达式,且二维行列式阻抗响应为TE极化模式与TM极化模式的算术平均;其次,建立了Gauss-Newton光滑约束的迭代反演算法,并给出了一种改进的L-曲线法求取最佳正则化因子;最后,反演计算了二维低阻异常体模型,其二维反演结果较好地揭示了地电模型的电阻率结构特征,验证了应用行列式阻抗响应的大地电磁反演方法的有效性。     

三维VIP激电观测系统在宁夏月亮山地区的应用

运用三维VIP激电观测系统,建立研究区三维空间的电阻率和充电率的反演图,将该方法和结果同可控源音频大地电磁测深、频率域三极激电测深、时间域直流三极激电测深等方法和结果进行对比.分析得出三维激电测深具有数据完备,准确性高,能清晰直观反映地下异常体的形态特征等优点;结合地质、钻孔资料,对反演结果做出了地质解释.研究认为,一...     

大地电磁(MT)法在深部矿产勘探中的分辨率探讨

面对固体矿资源的日益枯竭,开展第二深度(>500m)找矿迫在眉睫,大地电磁(MT)法勘探深度大,受高阻屏蔽小,在深部找矿中具有重要的地位。本文以某矿区实际地电模型为例,利用成都理工大学开发的MTSoft2D软件对其进行正演模拟和occam反演计算,探讨大地电磁法对地电模型中异常体的分辨能力,为MT法在深部矿产勘探领域提供理论支持。     

鞍山深部铁矿综合地球物理研究

在我国众多沉积变质型铁矿矿床中,鞍山铁矿以其成矿作用和地质、地球物理特征具有明显的代表性。通过开展航空物探工作,确定了磁异常范围和重力异常区域,并通过在异常区域开展可控源音频大地电磁法查证工作,目的是研究异常成因、深部构造及推断可能隐伏铁矿体的埋深、宽度、规模及产状。通过收集工区地质资料并结合CSAMT勘查成果综合分析,发现深部低阻异常,并初步确定了低阻异常的位置、规模等分布特征及其成因;发现了2个有意义的隐伏低阻异常体,推测是由磁铁矿(化)体引起;基本查明了工区内的地层分布特征;推断了6条隐伏断裂构造及其产状特征;对工区内各类岩矿石露头实施了电性参数测量,获得工区内岩矿石的电性特征。本次工作,为鞍山-本溪地区的铁矿资源潜力的快速评价提供了不可或缺的基础资料,为指导下一步深部勘查工作提供了依据。     

大地电磁三维模型的一维二维反演近似问题研究

设计了一个简单的三维模型———均匀半空间的三维低阻异常体模型。采用51×51×38的网格计算得到了33.333Hz至0.0071Hz之间共34个频率的三维正演响应。选取其中5条具有代表性的测线,比较了不同测线上自适应正则化(ARIA)一维反演结果和非线性共轭梯度法(NLCG)二维反演结果相互之间及其与原三维理论模型之间的异同,研究大地电磁三维模型的一维、二维反演的近似情况。发现:对于三维模型响应,一维、二维反演都能得到反映模型真实信息的结果,但二维模型对三维模型的近似程度比一维模型要高得多;在二维模型反演中,采用TM模式更易得到真实的模型信息。研究中,采用蒲兴华等(1994)开发的MT三维正演程序进行正演计算,采用“大地电磁数据管理器(MTDATAMNG)”软件进行数据处理和一维、二维反演。     

多种电磁方法解决同一地区地质问题有效性分析

覆盖层下花岗岩体中发育的破碎构造带或断裂带由于内部充填泥质黏土等低阻物质或含水,与围岩具有较大的电性差异。本文采用可控源音频大地电磁测深(CSAMT)、高密度电阻率法及激电测深法对某区域进行测量的数据资料,综合解释该区域地下电性的分布情况。结果显示,三种方法对该地区断裂构造都有反映,所推测断裂构造的位置和形态基本相似。但高密度电法主要反映断裂带浅部发育特征,激电测深方法和CSAMT方法在反映断裂构造的深部形态和延伸有一定优势。     

新疆41°N88°E大地电磁标准点深部电性结构初步研究

近年来,大地电磁(MT)在揭示壳幔电性结构、深部找矿和油气勘探等方面正发挥着举足轻重的作用。本文所研究的41°N88°E标准点位于塔里木盆地的东北部区域和天山板内造山带的南侧。通过采用RRI反演方法对不同模式的MT数据进行了反演研究,获得了研究区域内可靠的二维电性结构。结合区内地质和其它物探资料,探讨了该地区的地下电性结构变化特征及其地质意义。根据41°N88°E号标准点地区NS剖面和WE剖面的反演结果,该区域纵向上存在两个起伏较大的电性分界面;整个剖面可分为3个主电性层:第一电性层为表层低阻层;第二电性层为壳内高阻层,包括两个沿剖面不连续分布的区块,规模和埋深有很大差别,整体具有北薄南厚和东薄西厚的特征;第三电性层表现为中低阻特征,位于莫霍面以下。东部的却尔却克构造岩片下有一低阻区域,推测为软流圈隆起使塑性的软流圈物质上涌到较浅的位置从而形成了高导层。研究区莫霍面深度起伏较大,总体上呈现出北浅南深和东浅西深的趋势。其中库鲁克塔格断隆地区莫霍面深度较浅约为35km左右,带有上凸的趋势;孔雀河斜坡区莫霍面深度在50~55km,带有下凹形状。     

矿井瞬变电磁法探测中低阻屏蔽层影响物理模拟研究

基于＂烟圈＂效应理论和物理模拟相似性准则,对井下瞬变电磁法沿探测方向上存在多个低阻体时,物理模拟浅层低阻屏蔽体瞬变电磁响应特征。模拟结果表明,在沿探测方向上浅部存在低阻体或低阻薄层时,深部低阻体的瞬变电磁响应会受到表层的低阻屏蔽而被压制或掩盖,在感应电位多测道剖面图上表现为单一低阻体的响应形态及规律,使得隐伏在浅部低阻干扰体背后的目标体难以识别和分辨。矿井瞬变电磁法在实际探测中应尽可能避开巷道附近存在低阻体或低阻岩层位置,避免无法识别远处低阻目标体响应特征。     

AMT三维反演在浅部岩体勘探中的应用

音频大地电磁测深法具有勘探效率高,浅层分辨率好的特点,在工程和浅层勘探中得到广泛应用.本文采用基于数据空间的三维反演算法实现了大阵列三维音频大地电磁数据的反演,在CPU/GPU工作站上对一个观测实例进行了处理和计算.反演结果表明,该算法能完成大尺度模型和大阵列观测数据的三维反演,采用并行算法提高了反演速度,算法具有实用性.反演结果除与已知的露头或构造信息基本吻合外,还提供了丰富的地中电阻率参数变化和信息,避免了二维反演中静态偏移的影响,并大大提高了对小异常的分辨能力.     

基于音频大地电磁法与高密度电法的矿山选厂地下水勘察

西藏巨龙铜矿矿山选厂地下水水文抬升,存在影响选厂安全生产风险,为了划分出重点勘察区的地质构造形态、第四系厚度、含水地段及预测地下水的富集部位,开展音频大地电磁法和高密度电法两种地球物理勘查方法的结合。通过方法试验,优选该地区适用的测量技术参数,音频大地电磁法测点使用有效观测频带为19 983.3～2.5 Hz,并且多次叠加处理;高密度电法选择温纳排列测量,保证数据采集质量。反演解译划分出低阻异常体8处,针对异常通过4个水文钻孔(ZK1、ZK2、ZK4和SW4)验证,钻孔揭露的浅地表破碎区域和地下水重要含水地段,与地球物理低阻异常形态和位置基本吻合。两种方法的成果实践运用,为解决地下水水位异常的处置提供了层位依据,保障了矿山选厂的安全生产。     

隐伏断裂构造音频大地电磁法探测

音频大地电磁法由于其具有探测深度大、横向分辨率高、不受低阻屏蔽效应影响等技术优势,近年来在解决大深度地质问题中得到了较为广泛的应用。隐伏断层由于其潜伏在地表以下一定深度,并且构造走向不确定,增加了探测的难度。采用音频大地电磁法探测观测区隐伏断裂构造,基于可以对数据进行构造走向分析,首先确定观测区构造走向,为北西45°为主,然后对观测数据进行阻抗张量旋转,采用非线性共轭梯度反演方法对旋转后的数据进行二维反演,得到观测区二维电性结构。结果表明,音频大地电磁法可以有效探测隐伏断裂构造的空间分布特征。     

高密度电法中多尺度反演提高深部异常的分辨能力研究

针对高密度电阻率法反演中关于提高深部目标体分辨能力问题进行了探讨。首先对实测视电阻率数据进行第一尺度反演,其次将第一尺度反演的结果进行正演,并将得到的视电阻率值采用＂比值法＂对实测视电阻率数据进行校正,将校正后的视电阻率数据进行第二尺度的反演,得到基本不包含浅部信息二次反演的地电断面,最后采用二次反演得到的地电断面构造＂比值参数＂对第一尺度反演的结果进行修正,得到反映全区域地电信息的反演断面。通过模型计算表明,该方法能有效提高深部异常的分辨能力。     

大地介质影响下地-井瞬变电磁的正演模拟分析

对大地介质影响下地-井瞬变电磁响应特征规律进行了研究.基于时域有限差分法和Mur吸收边界条件对不同观测方式("定源-异井位观测"和"方位观测")下典型地电模型(均质半空间和含浅部低阻层的半空间介质)中三维体的地-井瞬变电磁响应进行了正演模拟,认为观测所得响应是围岩背景场与目标体异常场共同作用的结果,提出大地介质会影响观测结果的观点.研究结果表明:围岩背景场越强,总响应的异常特征越弱;随着观测延时的增加,背景场对总响应的影响减弱;受导电介质影响的观测曲线在剖面形态和衰减特征上与高阻围岩的典型解释模型存在差别.研究结果为相关资料解释工作提供了理论依据.     

天津武清—塘沽MT剖面深部电性结构

利用V8电磁系统加长观测周期结合数据整合完成了天津武清—塘沽剖面的长周期大地电磁数据采集,获得了超过4000s的高质量观测数据,为研究天津地区深部电性结果提供了基础.通过重磁电数据联合反演处理,在电性和断裂结构上获得了新的认识,查明了地区主控边界断裂位置及展布特点,同时结合物性资料对高阻基底以上的电性层进行了解释,了解了基岩深部构造,发现了壳内高导层,并基于断裂系统成果讨论了天津地区的地壳稳定性.     

CSAMT在浙江省武义县水文勘查中的应用

可控源音频大地电磁法(CSAMT)具有勘探深度大、分辨率高及抗干扰能力强的优点。为了解浙江省武义县测区地下电性结构,从而查明该区地下水赋存情况,在勘查区布置了两条CSAMT测线,通过对所采集的两条CSAMT剖面数据进行处理与二维反演,获得了工区地下1 km以浅的电性分布特征。并结合该区地质与水文资料得出了CSAMT与水文工程地质联合剖面图,推断出了不同地层分界面及断裂构造深部延展情况,为该区下一步的地下水钻孔工作提供了有效的参考依据。     

EMAP处理方法在MT静校正中的应用

在大地电磁勘探中,当地下近地表出现电性不均匀体时,使相邻测点的视电阻率发生较大变化,在视电阻率断面图上会出现虚假的陡立深大断裂或垂向大延深的异常体,产生静态效应。为解决大地电磁中静态效应所带来的影响,本文采用EMAP处理方法,通过对在测点距、测线长度和滤波系数不同情况时的MT正演模拟数据进行处理,获得了较好的效果,进而证明EMAP处理方法对静态效应校正的有效性。     

时频电磁法在金牛湖地区深部地热资源勘查中的应用

南京金牛湖地区地质构造复杂、低阻覆盖层厚、电磁干扰强,为了查明该地区深部地热资源,应用时频电磁法进行探测。本次布置了2条时频电磁法剖面,采用大功率发射信号能够有效地穿透低阻覆盖层,获得了信噪比较高的原始数据。通过对时频电磁数据的处理、分析、反演及综合解译,获得了勘查区4 000 m以浅的二维电性结构模型。结合地热地质条件,优选了地热钻探井位,经钻探最终验证,推测地层与实际钻探基本吻合,在1 600 m钻遇断裂,终孔深度2 800 m,经后期抽水试验确定,日出水量大于500 m³,钻井井口水温51℃,说明获得了优质的深部地热资源。综上所述,时频电磁法在金牛湖地区深部地热资源勘查中的应用效果较好,揭示了南京金牛湖地区较好的地热地质条件,为该地区地热旅游资源的开发利用奠定了坚实的基础。     

高密度电法与音频大地电磁法在城市输水隧洞勘察中的应用

为避免在建造浙江省某大型输水隧洞时发生地质灾害,通过高密度电法与音频大地电磁法相结合以查明浅部覆盖层厚度、基岩风化厚度及断裂破碎带构造。采用高密度电法探测浅层地下含水裂隙带的异常形态及岩体的稳定性,部分区域通过音频大地电磁法推断出深部地质断裂构造位置。依据前期地质资料,建立了相应地电模型,通过对模型响应数据进行反演试算,发现这两种方法相结合具有可行性,能精确反映地下不同深度的地质情况,探测结果能为后期设计和施工提供参考依据。实测数据反演结果显示:地层上部杂填土、含砾粉质黏土、碎石夹黏土等厚1～15 m; 高密度电法识别出6条断裂发育带的位置,倾角为56°～75°,影响宽度为10～15 m; 音频大地电磁法识别出一处断裂发育带,影响宽度约为15 m; 裂隙发育带、构造破碎带对岩体完整性破坏较大,强度受软弱结构面控制,易受地下水作用影响,浅部岩体稳定性较差,电阻率表现为低阻特征并向下延伸。     

二维横向不均匀性对频率域电阻率测深的影响

当地表或地下存在异常体时,电性的横向不均匀性会导致视电阻率测深曲线产生畸变。为了揭示横向不均匀性对频率域电阻率测深影响的规律,首先根据高频平面电磁波的趋肤效应,计算出异常体正上方测点测深曲线受电阻率横向不均匀性影响的起始工作频率,然后利用有限元法对含低阻体的二维模型进行正演计算,总结了横向不均匀性对视电阻率测深曲线的畸变特征。研究结果表明,地下介质的横向不均匀性影响与极化模式、异常体属性(厚度、宽度、电阻率)、频率相关。