电磁法在有色金属矿产勘查中的研究进展EI北大核心CSCD

电磁法勘探以电磁感应原理为基础,主要通过观测到的电磁场响应推断地下电阻率的空间分布特征,在此基础上结合地质解释,从而实现金属矿产勘查的目的。目前,电磁法按照接收信号组成分为频率域与时间域两大类,勘探深度从浅部几米到深部几十公里,应用领域从陆地、高空到海洋均有涉及。本文简要综述了主要电磁勘探方法理论、应用场景及观测系统,从数据解释角度回顾了电磁法正演模拟与反演计算研究工作,介绍了不同种类电磁法在金属矿勘查中的典型应用案例,最后对电磁法勘探金属矿的发展提出了作者的看法和建议。     

城市零散地质遗迹的特点及利用潜力——以湖南长沙为例

针对城市零散地质遗迹未能得到人们足够认识和利用的现状,以湖南省会城市长沙为例,认为城市零散地质遗迹可分为原地及非原地两类,具有多样性,良好的可接触性,同时有丰富的地质意义;并针对其特点,结合国外成功案例,探讨了城市零散地质遗迹的可利用潜力,认为其可丰富城市景点的科学内涵、有效串联城市景观,延长旅游路线,通过融入互联网、移动等技术可将零散地质遗迹的利用拓展到旅游、教育、文创、广告、电子竞技等领域,为扩大地质工作为社会服务领域提供实例。因此,城市零散地质遗迹调查、识别、评价应成为城市地质调查的重要内容,而零散地质遗迹的利用及管理也应引起重视。     

近地表空间梯度瞬变电磁粒子群优化反演研究

空间梯度瞬变电磁测量方法利用以发射线圈为对称平面的两个同规格接收线圈信号相减,消除了一次场互感影响,使得早时段瞬变电磁响应得到精确测量,为近地表电性结构层探测提供技术支持。瞬变电磁法一维正演理论研究表明:相比于重叠回线装置,空间梯度瞬变电磁观测模式在早时段(1 ms内)记录具有优势,对近地表30 m深度范围内的介质地电参数变化反映更为灵敏。为实现近地表空间梯度瞬变电磁高精度反演,提出一种基于反向学习策略的自适应混沌粒子群算法(OBL-ACPSO)。利用该算法对理论模型的无噪和含噪瞬变电磁数据进行反演,结果表明,改进的算法显著提高反演精度,抗噪性能突出,为近地表空间梯度瞬变电磁数据的快速反演解释提供了新算法。     

利用非均匀网格有限差分法模拟一维大地电磁响应

为了计算一维地电模型的大地电磁响应,采用非均匀网格有限差分法进行了数值模拟。首先,从磁场满足的微分方程出发,利用非均匀网格有限差分法导出了一维大地电磁正演计算的线性方程组;其次,利用Matlab工具编写了一维大地电磁响应的非均匀网格差分计算程序,同时通过对均匀半空间模型,与理论解析结果对比,验证了差分正演算法的正确性;最后,通过对二层D型地电模型的大地电磁响应模拟,说明了非均匀网格差分正演算法的有效性,同时总结了近地表单元剖分间距对大地电磁响应的影响。     

利用非均匀网格有限差分法模拟二维大地电磁响应

为了实现二维地电模型的大地电磁正演模拟,采用非均匀网格有限差分法对TM极化模式下的大地电磁响应进行了数值近似计算。首先,从磁场满足的边值问题出发,利用非均匀网格有限差分法导出了TM极化模式下二维大地电磁正演计算的线性方程组;然后,通过对均匀半空间模型的大地电磁响应进行数值计算,与理论解析结果对比,验证了非均匀网格差分正演算法的正确性;最后,通过对二维地堑构造模型的大地电磁响应模拟,说明了非均匀网格差分正演算法的有效性,同时总结了异常响应规律,这能为实测数据的定性解释提供指导。     

基于高精度卫星重力数据反演青藏高原莫霍面深度

高精度的卫星重力数据被广泛应用于大规模的区域重力反演,利用高阶次的卫星重力场模型获得高精度的重力数据并且用于反演的过程仍然存在许多分歧。首先使用基于扩程算法的标准向前列推法利用EIGEN-6C4地球重力场模型计算了高精度的布格重力异常数据,并且利用径向功率谱方法估计了低通滤波和小波分析方法得到的区域重力异常的场源深度,然后基于Parker—Oldenburg反演迭代公式,对比分析了利用低通滤波和小波四阶逼近方法所获得的区域重力异常的莫霍面反演效果,并且通过地震资料验证了小波分析方法反演结果的可靠性;最后对青藏高原莫霍面的深度特征按照构造分块进行了简要的分析,证明了卫星重力数据的有效性,提高了青藏高原莫霍面深度反演结果的可靠性。     

北秦岭张家川地区片麻状花岗闪长岩地球化学特征及大地构造意义

文章对张家川地区的片麻状花岗闪长岩及花岗片麻岩进行了地球化学分析,研究显示,片麻状花岗闪长岩具有的较高Al_2O_3含量,里特曼指数σ在1.41～1.78; SiO_2与P_2O_5为负相关关系,具有高Sr低Yb的特点,显示I型准铝质钙碱性花岗岩的特征。经分析,样品具有岛弧花岗岩地球化学特征。结合区域构造演化,判别其是在早古生代时期商丹洋壳向华北板块俯冲时形成。花岗片麻岩样品SiO_2含量主要在71.88%～73.81%,富集K、Al_2O_3,里特曼指数σ在0.65～2.00,亏损高场强元素而富集大离子亲石元素,P_2O_5与SiO_2呈正相关关系,显示S型高钾钙碱性、过铝质花岗岩的特征。结合前人所做研究,判别其是在陆-陆碰撞条件下形成。     

基于非负最小二乘法的一维MT正则化反演研究

为了有效地解决在大地电磁反演过程中出现的不适定性、解的不稳定性和非唯一性等问题,提出了基于非负最小二乘法的MT正则化反演算法,该算法的思想是通过引入正则化思想,模型约束目标函数被采用最光滑模型约束正则化矩阵,有效地改善了不适定问题得到有效改善。为了避免常规方法需要对电阻率取对数的情况,引入了快速非负最小二乘法(这里把反演参数设为电阻率,因而必须为正值),从而简化了反演过程中偏导数矩阵的计算。最后试算不同的地电模型,得到稳定的反演结果,表明了此反演算法是有效的。     

云南都龙锡锌多金属矿床硫铅同位素地球化学示踪

深入探索云南都龙锡锌多金属矿床的成矿物质来源,解析矿床形成的构造环境与深部地球动力学背景,有助于揭示矿床的成矿作用机制及其形成机理。通过开展矿石硫铅同位素组成及其地球化学特征研究,结果表明,硫同位素δ34 SCDT值介于-1.27‰～2.92‰,以正值为主,极差为4.19‰,均值为0.87‰;206 Pb/204 Pb为17.573～18.574,极差为1.001,均值为18.267;207 Pb/204 Pb为15.526～15.746,极差为0.22,均值为15.677;208Pb/204Pb为38.077～39.158,极差为1.081,均值为38.81;ω值介于38.87～41.09之间;μ值范围为9.43～9.74;Th/U为3.91～4.13。都龙矿床的硫源主要表现为岩浆硫的特点,而矿床的铅源具有多来源特征,主要来自于下地壳,另外造山带铅也具有一定贡献;矿床主体形成于下地壳构造环境。     

聚合物凝胶堵漏剂在大裂隙溶洞地层中的研究及应用

广东河源地区地质条件复杂,溶洞、裂隙十分发育。钻探生产中施工难度大,导致在钻孔施工中冲洗液漏失严重,施工周期长,成本高。针对该地区大裂隙溶洞地层研制的一种新型聚合物凝胶堵漏剂,从理论上探讨该新型凝胶堵漏剂的基本性能和作用机理,还通过室内试验与现场测试对凝胶堵漏剂进行研究,测试了凝胶堵漏剂的成胶时间、承压能力、破胶性能等。并针对凝胶堵漏材料的配方进行了对比试验,得出了现场的最佳应用配方,对漏失地层进行堵漏,取得了良好的效果,降低了钻井液的消耗,提高了钻井效率。广东河源地区的应用表明,所研制新型凝胶堵漏剂具有良好的流动性且成胶时间较短,符合生产需要,同时还具有很强的承压堵漏能力,破胶性能显著,不会卡住钻具。该新型堵漏剂对广东河源地区的堵漏施工效果较好,易于配制、调整,不需要特殊设备,对大裂隙溶洞地区的堵漏具有很好的推广应用前景。