考虑航磁水平梯度变化的ΔT网格化方法研究

实测航磁横向水平梯度反映垂直于测线的磁场梯度,比传统航磁ΔT数据包含测线之间更多的磁场信息.针对航磁数据网格化问题,采用Hardwick提出的方法,利用航磁水平梯度与ΔT数据构建拟测线,并结合Akima插值法,开展了双方向测线型ΔT网格化方法研究,最终实现了考虑航磁水平梯度变化的ΔT网格化;针对网格化结果中的虚假异常采取了有效滤波方法.通过理论模型数据和实际数据网格化处理,表明该方法可以突出航磁测线之间的异常细节、更清晰地反映线性构造或磁性体走向,提高了网格化的精度和分辨率.

基于最小反演拟合差的重磁场源深度计算方法

以等效源及位场物性反演为基础,本文提出一种新的求取重磁场源深度的方法.该方法将一层等效源以一定的间隔从浅部向深部移动,并将等效源作为初始模型进行反演,当反演拟合差最小时,停止反演,此时的等效源底深即为所求场源的中心深度.由于仅需要反演一层等效源,比传统的物性反演计算时间大大减少,并且不需要进行深度加权约束.理论模型数据处理结果表明该方法能够获得较准确的场源深度：以长宽比为7.5的薄板模型为例,深度计算误差约为1个点距（25 m）;以长宽比为0.5-1.5的厚板模型为例,深度计算误差小于1个点距（25m）.将该方法应用于实测航磁梯度数据,计算的磁源中心深度在200-250m之间,钻井资料显示该异常由埋藏深度在200-300m的闪长岩引起,计算结果与钻井资料较吻合.

航磁梯度数据在磁性地质体边界判断方面的研究

完全国产化的航磁全轴梯度勘查系统已开展了测量工作,并获得了比较理想的梯度数据,但是如何利用梯度数据进行磁性地质体边界圈定还处于研究阶段。笔者先给出了航磁全轴梯度测量原理;然后着重从利用梯度数据尤其是垂向梯度数据进行岩体边界圈定等方面进行了讨论研究,认为航磁梯度数据相比于总场数据在地质体边界判断方面可提供更加丰富的地球物理信息;接着提出了梯度数据需要在判断磁性地质体边界上进行化极处理,并根据垂向梯度数据零值线确定地质体边界的原则,圈定磁性地质体的边界位置。与实际地质情况的对比表明,利用梯度数据圈定磁性地质体边界的应用效果比利用总场数据的效果明显。

向上延拓对斜导数方法处理航磁异常的影响

分析了中国南部某地利用斜导数方法处理航磁数据时遇到的问题,由于受到浅源磁干扰场的影响,用斜导数方法处理后的航磁数据异常形态复杂,从而影响地质解释效果。为此提出了向上延拓与斜导数方法联合使用的改进办法,通过实例阐述了应用斜导数方法处理航磁数据应注意的问题。改进后的方法,能充分体现航磁资料在地质解释方面的优势。

航磁全轴梯度数据地质解释优势研究

中国国土资源航空物探遥感中心成功研制出具有完全自主知识产权的航磁全轴梯度勘查系统,在中国的北部某地区进行了航磁全轴梯度测量飞行,获得了横向梯度、纵向梯度和垂向梯度数据.本文简要介绍了测区地质概况、飞行方案及数据处理等,重点对梯度数据在断裂构造划分等方面进行了探讨,认为航磁梯度数据比总场数据更加清晰显示构造走向,并比较了实测和转换的垂向梯度数据,结果表明实测垂向梯度在反映地质体边界等方面具有一定优势.

利用Tilt-depth求取埋藏深度及其与边界位置的关系研究

对斜导数方法理论进行了研究,编写了利用斜导数方法来提取异常体边界和利用Tilt-depth方法来确定异常体顶面埋深的MATLAB程序,并实现了MATLAB与C#的混合编程.另外对深度点的三维可视化显示进行了研究,显示效果理想.理论模型试算结果表明,斜导数方法能够有效圈定异常体的边界,对异常体的顶面埋深计算较准确.实际资料的试算也取得了理想的结果,表明该方法具有良好的应用前景.

频率域航空电磁法水资源探测深度及应用研究

为了了解频率域航空电磁法在水资源勘查中的应用条件和勘查效果,以层状介质模型为基础,计算了多种水文地电模型、多种电磁系统装置的频率域航空电磁响应。通过分析吊舱式直升机频率域航空电磁系统、固定翼频率域航空电磁系统在不同水文地电模型的电磁响应特征和衰减规律,分析了这2套系统在不同水文地电模型条件下的探测深度,即在盐渍化地区,频率域航空电磁系统最大勘探深度为60 m,在非盐渍化地区最大勘探深度为130 m。在综合分析频率域航空电磁法在水资源勘查应用前景的的基础上,通过国内外应用实例表明,频率域航空电磁法在中国东部沿海地区,以及内陆干旱地区寻找浅层淡水是有效的。该项成果对今后利用频率域航空电磁法进行水资源调查具有重要意义。

高海拔山区航空地球物理飞机选型与飞行性能分析

由于高海拔山区的特殊性,在高海拔山区开展航空地球物理勘探需要满足飞机的性能要求。通过分析高海拔山区地理环境、气候的特殊性及航空地球物理勘探飞行的特点,从高海拔机场起降能力、飞机减载后商载能力、爬升率、低空性能及升限等方面,提出了在高海拔山区开展大范围航空地球物理勘探的飞机选型原则。对比分析了空中国王350ER、塞斯纳550奖状Ⅱ等飞机的主要性能,特别分析了空中国王350ER在西藏东部地区的航磁调查实际飞行性能。分析结果显示,空中国王350ER的实际飞行性满足高海拔山区航空地球物理勘探的要求。

采用对称零面积法的高统计涨落谱线峰位解析研究

峰位分析的准确性是能谱稳谱质量的基础。为了提高峰位计算准确性和稳谱质量,针对航空γ能谱谱线高噪声特征,研究应用了采用柯西函数对称零面积法分析峰位,并且对比常用的高斯函数拟合法、峰面积法寻峰效果。结果表明针对高噪声的谱线寻峰,采用柯西函数的对称零面积法峰位计算方法,分析峰位更准确。

时间域航空电磁法在多年冻土调查研究中的应用

多年冻土空间分布调查在冰冻圈研究中具有重要意义。目前国内冻土空间分布调查通常采用地面物探结合测井的探测方法,获得局部点上或线上数据,或者采用不同的遥感模型,模拟估算区域性多年冻土厚度。笔者利用获取的时间域航空电磁数据,根据电阻率计算结果推断多年冻土空间分布特征。推断结果与已知测井资料对比分析表明,根据时间域航空电磁数据反演结果推断的多年冻土层厚度与已知测井测温确定的结果平均误差为18.5%,表明采用时间域航空电磁法开展多年冻土厚度调查是有效的,具有较高的准确性。由于时间域航空电磁测量具有高效、受地形影响小等技术优势,可应用于青藏高原、东北大兴安岭等地区的大面积、快速、定量化的多年冻土调查,为全面调查研究多年冻土空间分布及其对生态环境变化的影响提供新的、有效的技术解决方案。

基于航磁矢量数据的磁源总磁化方向估算

在地质体具有较强剩磁或自退磁效应的情况下,获得地质体总磁化方向对磁法勘探的数据处理、反演及解释具有重要意义.与传统航磁总场测量相比,航磁矢量(三分量)测量能够获得地磁场的矢量信息.基于三分量磁异常一阶矩与磁源磁矩的积分关系,我们实现了基于航磁矢量数据的磁源总磁化方向估算.针对该方法易受相邻异常影响,从而使多异常的估算难以确定磁源中心位置的问题,分析了在不同磁化倾角下,估算的磁化偏角、倾角与实际磁源中心位置的关系,并根据该关系采取了限定估算区域的方法,获得了多异常的估算结果.将该方法应用于东天山启鑫地区实测航磁三分量数据,估算了具有强剩磁的启鑫岩体总磁化方向,并将估算的方向应用于化极计算.化极结果显示,减少了启鑫岩体磁异常受斜磁化的影响,且与磁异常模量计算结果类似.该方法假设磁源均匀磁化,估算结果可视为地质体总磁化方向的整体体现,对强剩磁地质体磁异常的数据处理、反演及解释具有实际意义.

航空电磁技术在冻土调查中的探测能力分析

准确评估冻土三维分布和阶段性变化对我国气候、水资源、生态、工程建设等方面具有重要意义。我国多年冻土大多分布在高海拔地区,利用地面物探确定多年冻土厚度具有效率低、成本高、交通不便等问题,而依据电阻率差异的航空电磁技术具有较大优势。根据青海祁连地区冻土厚度、电阻率等信息构建地电模型,并针对AeroTEM时间域航空电磁系统和Impulse频率域航空电磁系统,通过模拟冻土电阻率、厚度、冻土下低阻层、飞行高度和线圈角度变化,分析不同条件下时间域和频率域航空系统一维正演电磁响应差异,进而确定航空电磁技术对冻土顶、底界面的探测能力。模拟结果表明,在较低噪声水平下,Impulse频率域航空电磁系统可以根据融化冻土厚度确定沼泽、湿地及湿润草甸覆盖下的冻土顶界面;AeroTEM时间域系统可以确定冻土底界面,且当冻土下存在低阻层时,确定的底界面准确性将大幅提高。因此,在调查冻土厚度时,可综合利用频率域和时间域航空电磁数据,共同确定多年冻土的顶、底界面。本文研究成果将为航空电磁技术服务于我国冻土调查提供理论支撑。

频率域航空电磁法在雄安新区浅层(微)咸淡水调查中的应用

探明含(微)咸水地区的浅层咸淡水分界现状,对于当地浅层水资源的开发利用具有指导意义。笔者通过对雄安新区频率域航空电磁数据反演,得到地下浅层电性结构特征,进而推断新区浅层(微)咸淡水分界线。通过对比1998年、1999年两次水文地质调查咸淡水分界线,结合地面水文地质资料,笔者发现浅层地下水降落漏斗会影响咸水侵入的趋势:雄县东北处的昝岗—米家务—双堂一带(微)咸水侵入是由于昝岗水漏斗的存在而趋于稳定,但水漏斗也同时加剧了昝岗镇地区南部(微)咸水入侵;安新县城西侧由于容城水漏斗水位上升,相较1999年(微)咸水范围有所减少;高阳水漏斗地区水位持续下降,导致芦庄—高阳方向(微)咸水范围将继续扩大。通过预测的(微)咸水侵入趋势为新区建设中水资源的合理开发利用提供了数据依据。

直升机TEM测量影响因素分析

直升机TEM被广泛应用于矿产、水文地质勘查等领域,该测量方法在国内还处于发展阶段,且飞行难度大,总结其野外测量流程、分析野外测量影响因素,对于今后直升机TEM飞行作业具有实际意义。笔者结合雄安新区白洋淀和雄县两个测区实测资料,对直升机TEM野外测量主要环节中存在的影响因素进行了分析,并提出了相应的建议,如机型选择、直升机起降点、天气、飞行高度、速度、飞行计划及测量系统稳定性监控等,为今后直升机TEM测量飞行提供参考经验。

航磁梯度数据曲化平分析

航磁梯度表征空间磁场的变化率,主要反映磁场的高频信息,较航磁总场随高度增加而衰减更快,其受地形起伏或飞行高度变化的影响更为严重,曲化平研究对航磁梯度数据的应用具有重要意义.本文在分析航磁梯度特点的基础上,针对航磁梯度数据的曲化平问题,采用等效源技术及位场物性反演方法实现了航磁梯度曲化平.讨论了等效源的设置问题,等效源采用单层向下延伸的长方体,延伸长度通常为其宽度的5~20倍,避免了多层等效源反演结果中物性分布趋近于地表,从而导致曲化平误差较大的问题,并节省了计算时间.理论模型计算与实际资料处理表明该曲化平方法可靠,具有实用性.