西藏捌仟错深部卤水层电性结构特征及成因分析

为探测西藏捌仟错深部是否存在大面积的“卤源”,理清盐湖区深部卤水的分布特征、控制因素及物质来源,开展了1∶15000音频大地电磁探测,其中包含水域物理点12个,获得了深部纵向上“高-低-高-低”4层电阻率模型。结果显示在盐湖区南部发育一组正断裂,这组断裂既可作为储水构造也可作为导水通道,形成导卤断裂带。在断裂露头处的含卤喷泉印证了本文观点。通过整理分析9口钻井资料,圈定了盐湖下方浅部卤水层的范围,并且发现该范围与第一套连续性较好的低电阻率层对应,推测该层为富水有利层。最后,通过分析卤水的化学元素成分及含量,结合新近系岩浆活动及构造背景,认为捌仟错卤水物质来源与火山活动相关。研究结果表明了音频大地测深是研究深层卤水的重要方法,证明了水域音频大地电磁(audio magnetotelluric,AMT)的可行性和有效性。

井中激电地-井方式三维阵列观测方法研究

中国浅表矿、易采矿资源日趋枯竭,迫切需要在现有矿山开展深部找矿,研究适用于深部找矿的地球物理勘探新方法具有重要意义。本文探讨研究了井中激电地-井方式三维阵列观测方法,借助连续电性介质模型异常电位三维有限元数值模拟方法,对不同地电模型模拟的视电阻率和视极化率响应进行了模拟分析。研究结果表明:该方法有效拓展了观测空间,携带目标体信息丰富,可以有效从不同点位和层位提取曲线数据和切片数据,通过绘制相应图件从而分析目标异常的空间分布特征。本文模型分析结果可以作为异常推断解释的参考依据。

基坑渗漏水土流失区的超高密度电阻率法探测数值模拟及试验研究

基坑开挖时常会发生渗漏涌水现象,危及基坑及其周边环境安全。基坑发生涌水险情时对渗漏与水土流失区域进行快速精准探测和针对性注浆封堵尤为重要。本文针对基坑渗漏与水土流失区域的低阻特性,尝试应用超高密度电阻率法实现基坑渗漏与水土流失区域精准定位。首先利用超高密度正反演软件ZZ-RINV2D得到渗漏与水土流失区域的地电响应规律,其次对发生渗漏险情的基坑进行探测试验。结果表明:超高密度电阻率应用于基坑渗漏与水土流失区域探测具有一定的可行性,反演结果结合地质资料能够快速圈定渗漏与水土流失区域的位置,为注浆封堵提供可靠的技术支持。

基于超高密度电阻率法的工程场地溶洞探测试验研究

溶洞的精准探测并采取相应的处理措施是保证工程建设安全的重要前提和保障。高密度电阻率法以地下岩石的导电性差异为主要物性基础探查岩石分布、垂向分层情况,对岩石的含水性尤为敏感。本文尝试采用超高密度电阻率法不同装置模式获得研究区的数据,经过预处理和反演得到研究区域的电性结构,揭示研究区地下溶洞的分布特征。经与地质资料对比,结果表明:超高密度电阻率法对于建筑场地的地层划分和了解岩层溶洞发育程度及分布范围具有良好的应用效果。

天津塘沽台直流视电阻率下降异常的成因分析

依据塘沽台所在区域的水文环境、地质构造和动力学等特征,讨论了地表储水能力、地下静水位及构造变形等因素对视电阻率的影响和塘沽台直流视电阻率下降异常的成因机制。结果表明,长期构造位移变化与地下静水位下降是视电阻率呈下降趋势的主要原因;短期降水量大且雨季长,加之有利的地表储水能力是造成塘沽台视电阻率破年变的主要原因。虽然对于塘沽视电阻率异常中是否掺有前兆信息尚缺少确凿证据,但本文采取的分析方法仍可为典型的异常形态提供有益的参考。

大地电场变化的频谱特征

处理了中国大陆地区嘉峪关、昌黎、崇明、蒙城、兴济、宝坻和阳原等7个台的地电场观测数据，应用最大熵谱方法研究了大地电场日变化、地电暴等谱成分的特征．结果表明，大地电场日变化主要是12h的半日波成分最强，24-25h的全日波和8h周期成分次之；地电暴是在大尺度空间同步发生的，其谱值高于日变化谱值约2～3个数量级，主要以较长周期成分为主．这一结果初步解释了大地电场变化的主要谱成分的生成机制．

远震前的地电场潮汐波异常

分析了5次远强震前河北省昌黎台、兴济台记录到的电场异常,发现该异常主要集中在震前2个月左右的时段内,具有很好的短临预报意义.震前电场呈现不同的异常特征,但与固体地球潮汐波变化关系密切,如半日、半月等潮汐波周期信号增强,引起电场变化幅度增大;或本该正常记录到的潮汐变化幅度突然减小或消失;以及高频信号增多并伴有跃变现象.分析异常产生机理认为,强震前的这种异常现象是震源区临震孕育过程中岩石弱化产生的电场异常,经自由空间或地壳传播到达地电台站后,与台站记录的电场潮汐波相叠加产生潮汐波增强或减弱现象.高频异常可能与台站下方岩石孔隙度、渗透率等介质性质的改变有关,反映了强震的远场动态效应.

重磁电震资料联合反演黔中隆起物性结构

黔中隆起区地形和构造复杂,地震勘探难度大,资料品质受到一定影响.因此,利用大地电磁测深(MT)资料并结合重力和磁力资料,通过联合反演来重点解决研究区下古生界目的层的分布及基本构造特征.在物性研究基础上,建立该区基本的物理-地质模型.利用MT与地震资料的模拟退火约束同步反演技术,对黔中隆起实际采集的MT资料和地震数据进行了处理,并结合重磁力资料进行了顺序反演和综合解释,确定了该区基本的速度、电性、密度和磁性结构,为构造研究提供了全面和可靠的依据,证明了联合反演技术的有效性和实用性.

崇明与南京台震前地电场变化异常分析

20 0 1年 11月 3日和 12月 2 5日江苏南通地区分别发生了ML3.8和ML4 .1的地震群事件 .本文以上海崇明地电场台和南京地电场台ZD9A大地电场仪的观测资料为研究对象 ,在阐述了多极距地电场观测去噪音原理的基础上 ,研究了这两个台站地电场多极距观测系统的资料在震前的异常变化特征 .结果表明 :①多极距观测去噪音方法是一种很好的识别地电场噪音的方法 ;②在震前 2 0天、2天及 4 2天离震中较近的崇明台NS和NE方向上分别接收到了地震电信号 ,其持续时间最长的为 9天 ,而较远的南京台出现的异常信号都是噪音信号而非地震电信号 ;

利用长周期MT数据研究沪浙地区深部断裂结构

利用新型GMS-06电磁观测系统对上海奉城—浙江湖州大地电磁探测剖面进行了实际数据采集,获得了较高质量长周期的观测数据,为沪浙地区深部电性和断裂结构研究提供了基础资料.开展了与断裂判断相关的视倾子特征响应的研究,通过模型试验和实测数据处理,从电性资料角度为断裂研究提供了新的信息和依据.通过对沪浙地区实测大地电磁剖面的偏移成像处理和反演,结合已有资料,推断了几条切割地壳的深大断裂的主体位置和性质,在深部电性和断裂结构上获得了新的认识.

利用不完全Cholesky共轭梯度法求解点源三维地电场

点源三维地电场的求解是一大型数值计算问题．本文用有限差分方法求解，最后形成一个线性方程组Ax＝b，这里A是大型稀疏的带状对称矩阵．解大型稀疏方程组的完全Cholesky分解直接算法，一般要求巨大的机器内存来存储系数矩阵A，而且计算速度极慢．因此引入不完全Cholesky共轭梯度（ICCG）算法及按行索引的稀疏存储模式，充分利用A的稀疏性，使得计算速度大大提高，而内存要求则大大减少，因此ICCG算法是地电三维正演的强有力工具．

稳定点电流源场三维有限差分正演模拟

文章阐述了用有限差分模拟计算三维稳定点电场的原理 ,提出了可以节约内存 ,提高运算速度的剖分网格、差分格式和超松弛迭代数值解的计算方法。并采用解析法计算点电源在均匀大地条件下产生的正常电位场 ,用有限差分法计算异常地电异常体引起的异常电位场 ,进而得到实际电位场 ,简化了三维地电场数值模拟的问题 ,并且有效地控制了模拟计算精度。

MT倾子响应的影响因素分析

在二维地电模型中,倾子资料作为大地电磁测深实测资料之一,能够很好地反映地下介质在水平方向的不均匀性,可以作为复杂地质构造的表征。这里采用矩形网格单元的双二次插值有限元法对MT的倾子响应进行正演模拟,通过对异常体在不同条件下倾子数值的分析,结果表明,倾子异常的幅值不仅与上覆层的电导率、厚度以及观测频率有关,还与水平非均匀界面两边介质电导率的对比度,以及地下介质尺寸的大小有关。因为倾子响应的异常幅值很小,在实际观测中由于受到多方面的干扰,且地下异常体的几何不规则性,于是倾子响应的异常也是诸多情况的综合反映。通过对倾子影响因素的分析,可以更加准确地利用倾子资料进行地质解释。

大地电磁全频段偏移成像结合反演技术

在提出的改进的有限差分法大地电磁场偏移成像技术基础上,进一步研究了全频段偏移成像技术,使成像信息得到了丰富完善,提高了分辨率,并推进到了适用于复杂地电模型和实际资料处理解释的阶段.以此为基础通过成像结果建立新的地电模型,结合有限元正演的特点并利用模拟退火全局寻优算法,实现了成像结合反演的计算过程,将形态与参数反演结合了起来,进一步提高了反演的精度.通过对江苏北部地质构造复杂地区实际资料的偏移成像结合反演处理和解释展示了该方法的有效性和实用性.

海陆联测的大地电磁数据处理与综合解释

结合研究区雷州半岛的实际地质情况,通过在陆上布置磁道,近岸的浅海—潮间带海水中布置电道,实现了海陆电场和磁场分离同步采集的大地电磁勘探,填补了海陆地震空白带.通过建立针对性的地电模型,利用正演模拟方法校正了海水对陆地测点的畸变效应影响,并通过大地电磁二维反演以及重力和磁力数据的正反演计算,进行了综合地质地球物理解释,证明了海陆联测数据的采集、处理和解释效果.

煤复电阻率各向异性及其频率响应特征研究

为了实现煤岩物质组成和结构的高效电法勘探,基于岩石频率域激电效应,采用复电阻率法测试对四种不同变质程度的原生结构煤在不同方向上的复电阻率模值频率响应特征进行了研究。研究结果表明:随着频率不断增加,不同变质程度煤复电阻率模值在走向、倾向、垂向上均依次呈递减趋势;低频阶段复电阻率模值呈现明显各向异性;高频阶段复电阻率模在水平向和垂向呈各向异性,走向和倾向呈各向同性,造成这样的原因与煤中可极化电介质极化的时间长短有关。

隧道壁后注浆缺陷的雷达波场模拟及信息提取

采用适于有耗介质的完美匹配层(PML)吸收边界条件的二维时域有限差分算法,对隧道壁后注浆缺陷的典型类型进行电磁波传播的数值模拟.模拟结果表明,自由表面的观测场包含着极强的钢筋散射波,影响了目标体反射波的识别.在此基础上,提出了一种新的基于一致性信息相消的钢筋散射波场去除方法,将自由表面观测的总场减去事先计算得到的钢筋散射场,可从强散射背景中恢复并提取出隧道壁后注浆缺陷目标体的反射波,数值计算结果体现出了该方法的有效性和准确性.

由实测资料看天然电磁场的平面波特性

在大地电磁测深资料处理中发现 ,同时观测的多个测点的磁道信号在一定距离范围内互换 ,电磁测深曲线形态变化微小。通过实际资料处理结果研究了天然电磁场平面波的某些量化特性 ,其结果显示 ,在一定范围内的天然磁场信号满足平面波的特性。该研究结果为大地电磁测深勘探中合理布设磁场探测器 ,提供了实际依据。

利用MT新的视电阻率定义提高反演分辨率

在Cagniard提出的传统视电阻率定义和Basokur提出的视电阻率定义的优缺点基础上 ,提出了折衷的新视电阻率定义 ,它不仅可以减小曲线的振荡性 ,而且继承了Basokur视电阻率定义对电性薄层的良好分辨能力 ,并可以避免Basokur视电阻率定义下容易出现的低相位时视电阻率曲线抬升过快的现象 .通过模型和实际大地电磁测深资料的对比试验和处理解释 。

线源三维井地电法异常边界增强及地形校正技术

基于非结构网格有限元方法开展了三维复杂地电模型的线源井地电法的高效正演模拟研究,探讨了通过求取电场响应导数来刻画目标体边界范围、采用差异场地形校正技术来消除地形影响等措施对井地电法成像的效果和精度的影响。并通过对比与解析解,验证了本文数值解算法的有效性。模型计算结果表明:积水巷道的空间位置和走向均会引起视电阻率的显著变化,视电阻率变化率的极值准确且清晰地指示了巷道边界的位置;电位的归一化总水平导数极大地提高了井地电法对目标体复杂边界位置的识别能力;地形对井地电场分布的影响也很大,其视电阻率响应与地形形状近似呈对称关系,利用差异场技术能有效地削弱地形对井地电法高精度成像的影响。