高密度电法和音频大地电磁测深法在西南岩溶地区地下水勘探中的应用

云南省会泽县属西南岩溶地区,岩溶地下水是该地区主要的供水水源。为解决当地群众饮水困难的问题,在充分认识会泽地区水文地质条件的基础上,总结出该区地下水赋存概念模型,并结合岩石物性测量结果,对物探方法的适用性和组合优选进行评价。根据地方实际需求,选择在会泽县拖姑村布设了一条高密度电法和音频大地电磁测深法结合的综合剖面,通过电阻率异常圈定了地下水富集部位,有效指导钻孔的布设,单孔最大涌水量为20.76 m3/d,有效解决了当地居民饮水困难的问题。通过该项研究认为,高密度电法和音频大地电磁法相结合的探测方式是在碳酸盐岩地区寻找地下水的优选方法。高密度电法能够精细刻画风化层厚度、基岩界面、裂隙发育程度及地层含水情况,对地下水的补给通道进行约束,弥补了音频大地电磁测深法对近地表地层结构识别能力不足的缺陷。而音频大地电磁测深法能够准确反映断裂破碎带的空间结构和地层的宏观结构,对储水构造的边界条件(隔水层)进行限定,弥补了在高阻地层区,高密度电法探测深度不足的缺陷。二者分别从精度和深度上相互补充,对地下水运移、存储和富集的空间赋存条件进行识别和约束。

盐源—宁蒗及邻区重力场特征及其对油气勘探的启示

近年来,随着四川盆地周缘在油气勘探上取得的重大突破,盐源—宁蒗地区成为了新区新层系油气调查的重点研究区域。盐源—宁蒗地区位于扬子地台西缘,其复杂的断裂体系和频繁的构造、岩浆活动,制约着该区油气的生、运、储。鉴于当前油气资源开发所能达到的深度较浅,本文首先利用Crust 1.0库提供的地球深部结构,采用频率域界面正演的方法获取研究区的区域重力异常,然后将地表布格重力异常减去区域重力异常,获取上地壳激发的剩余重力异常。通过对盐源—宁蒗及邻区的区域剩余重力分布特征的分析,将盐源—宁蒗及邻区在平面上分为Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区和Ⅳ区。结合地表地质情况,将最有利于油气资源开发的Ⅳ区采用Parker界面反演对其基底起伏进行反演,进一步将其细分为8个子区。综合分析8个子区基底起伏情况、重力剖面反演和大地电磁测深剖面反演,推测该区为康滇古陆西侧、北东走向的向斜构造;向斜南东翼和金河-箐河断裂之间存在的背斜构造,为有利的油气勘探构造,具有较好的资源潜力。

地球物理方法在城市地质结构精细化探测中最优方法组合研究——以成都市天府新区为例

【研究目的】成都市天府新区属于典型的西南红层地区,其地层结构呈泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、砂岩互层结构,不同岩性之间的物性差异相对较小,研究浅部地质结构探测方法,有利于实现城市三维精细地质模型的建立。【研究方法】本文在成都天府新区4个典型试验区,采用多种新的和传统的地球物理方法开展了地质结构精细探测试验。【研究结果】地质雷达、三分量频率共振具有较高的分辨率,其次是浅层地震勘探、高密度电阻率法、等值反磁通瞬变电磁法、微动勘探;地质雷达和等值反磁通瞬变电磁抗干扰能力最强,浅震、三分量共振、微动勘探受城市噪音干扰比较严重;采用地质雷达、三分量频率共振、高密度电阻率法、等值反磁通瞬变电磁法、浅层地震、微动勘探等方法进行组合探测,可以获得由浅至深不同深度范围内的地质结构分层。【结论】通过对比分析每种方法的探测深度、分辨率、抗干扰强度、施工效率和经济成本,形成了适应于成都市天府新区不同工况、不同探测深度的地质结构精细探测地球物理方法最优组合方案。

基于规则三角网的等值线追踪与填充算法的实现和应用

等值线图是众多学科成果展示的必要图件之一。针对传统的基于规则网格的等值线追踪算法的复杂性和不确定性,提出一种基于规则三角网的等值线追踪和等值线填充算法,并运用C++编程语言在VC++6.0集成开发环境中实现了该算法。最后将编制的软件应用于区域地球物理调查成果集成与方法技术研究项目中,并通过与surfer9软件在成图效果和成图速度的对比,证明了算法的正确性和高效性。

基于水系流域的地球化学异常分析方法——以1∶50000丫他幅水系沉积物分析为例

地球化学异常靶区优选一直是勘查地球化学所面临的核心问题。目前地球化学异常靶区优选所采取的方法,主要是基于不同地质构造单元的地球化学异常评价方法和基于多元统计而发展的多元素定量化评价指标方法,然而这些异常评价方法缺少对水系中沉积物的物质来源区域进行限定。由于在一级水系中沉积的水系沉积物主要由一级水系流域内的岩石经过风化、剥蚀、搬运,最后在水系内沉积而成,因此一级水系中的水系沉积物的物源区域可近似与水系流域等同。本文通过水系流域的提取,以水系流域作为分析单元,对1∶50000丫他幅水系沉积物进行地球化学分析评价,通过与地质矿产资料对比,证明了本方法的有效性,并且缩小了地球化学异常区域,更精确地进行靶区定位。根据本文提出的方法,通过分析区内已知矿点所处流域的地球化学元素特征,将丫他幅内已有金矿划分为两种类型,对后期找矿工作有一定的指导意义。

湘西花垣地区铅锌矿勘查技术找矿模式探索——以大脑坡铅锌矿为例

湘西花垣大脑坡铅锌矿床位于扬子地块东南缘与雪峰(江南)造山带的过渡区,矿体受构造和岩相控制,主要呈层状和脉状赋存于清虚洞组下段第三、四亚段的藻灰岩中。随着勘探深度的加大,找矿成功率显著降低,提高找矿成功率一直是急需解决的问题。本文结合前人的经验,总结了“花垣式”铅锌矿成矿模式,从勘查方法技术的角度,综合考虑岩石的电阻率、极化率和地表岩石、土壤中Pb、Zn元素含量特征等因素,建立了寻找“藻灰岩+地表Pb、Zn元素异常+中电阻率高极化率/低电阻率高极化率”的铅锌矿勘查技术找矿模式。通过在大脑坡矿区开展的综合地球物理和地球化学试验,验证了找矿模式的合理性,为湘西—鄂西—黔东地区铅锌的矿勘查提供了新的思路。

1∶50000水系沉积物地球化学勘查采样点位自动设计的方法研究

实际工作中,水系沉积物地球化学勘查采样点位设计工作主要以传统的手工设计为主,该方法存在工作量大,工作强度高,人为随意性较大的缺点。为了克服这些缺点,提出了在1∶50 000数字地形图的基础上,结合地理信息系统和水文科学相关知识的计算机自动布置采样点位的方法。并将该方法应用于1∶50 000马岭幅水系沉积物地球化学勘查工作中,取得较好的应用效果。

基于多核CPU的遥感去雾并行算法研究

针对数据量较大的遥感影像进行去雾处理时出现的运行效率低下或者是计算无法进行的问题,提出了多核CPU并行去雾算法。首先对影像进行分块分割,再根据滤波影响域对分块影像进行扩边,并建立影像索引,然后将分块影像分配给不同的CPU内核进行去雾处理,最后利用影像索引将去雾处理后的分块影像进行合并。实验表明,经本文改进的并行去雾算法与传统暗通道去雾算法的去雾效果一致,而算法的执行效率得到了提高,具有很强的实用价值。

基于GDP32Ⅱ仪器中CSAMT AVG数据的预处理软件开发

GDP32Ⅱ是美国Zonge公司开发的多功能电法仪,能使用于几乎所有的电法勘探方法中。然而GDP32Ⅱ自带的软件有限,而且软件的操作不是很方便。为了克服GDP32Ⅱ多功能电法仪自带软件的使用上的不便,使数据预处理更便捷,更有效率,本文在充分理解CSAMT AVG数据格式的基础之上,基于VisualC++6.0开发环境,编制实现了一个可视化交互式数据平滑和静态校正的数据预处理系统。最后通过数据预处理系统对湖北某地区的CSAMT AVG数据进行了预处理,效果明显,从而证实了本系统的实用性和正确性。

基于MPI的二维大地电磁正演的并行计算

大地电磁二维正演对每一个频率分别进行计算,各频率对应的电磁场值间相互独立,根据这一特点可以将程序按频率划分粒度,将每个频点计算分配到各个进程同时进行计算,并行执行。文中给出了大地电磁二维有限元正演的并行算法,它结合了MPI的优点,采用主从并行模式、分频并行计算的并行方案来执行。为了检验编写的并行程序,对设计的2个模型进行试算,并与串行程序对比验证了该算法的可行性、正确性,为二维反演、三维正反演的并行计算提供了研究基础。

地球物理探测技术在成都市浅表地质结构调查中的应用研究

【研究目的】查明城市浅表地质结构特征,对于城市地下空间规划、开发区建设、地质灾害评价等有着重要的指导意义,而无损、抗干扰能力强的地球物理探测技术在提供城市地区地下地质信息方面可以发挥关键作用。【研究方法】为了支撑成都市浅表的三维地质填图工作,本文应用11种新、老地球物理探测技术,开展了成都市浅表地质结构的探测研究。【研究结果】研究结果表明:(1)地质雷达对于近地表的地层结构成像、建筑结构识别分辨率较高;(2)瞬态面波、混合源面波、三分量频率谐振法对50 m以浅的地质结构识别能力强,分辨率很高,但探测深度有限;(3)微动勘探法和高密度电阻率法对50 m以浅的地质结构分辨率较高,但深部分辨率一般;(4)等值反磁通瞬变电磁抗干扰能力强,施工效率高,50 m以浅分辨率较高,50~200 m深度范围内分辨率一般,对膏岩泥岩有较好的识别能力;(5)半航空瞬变电磁可弥补了常规物探方法无法进入特殊场地施工的不足;(6)浅层地震勘探对于浅地表50~300 m深度范围内的砂泥岩互层的变化特征和断层结构特征效果较好,配合自然伽马曲线,可有效识别砂泥岩的岩性界面;(7)音频大地电磁可有效识别成都平原深大断裂的空间分布形态。【结论】综合各种地球物理方法的优缺点,建立了成都市浅表地质结构的地球物理组合探测技术方案,以期能为今后的城市浅表地质结构调查提供参考。

西藏扎西康铅锌矿集区的物探方法组合试验

西藏扎西康铅锌多金属矿床在大地构造上位于特提斯—喜马拉雅构造域中段的北喜马拉雅大陆边缘褶冲带内,是中国西藏为数不多的以富含硫盐矿物为重要特征的大型铅锌锑银共生矿床之一。矿床主要赋存于下侏罗统日当组,容矿岩石为含炭钙质板岩、钙质板岩、绢云母板岩、页岩和石英砂岩。矿体严格受近南北向和北东—南西向两组断裂控制,呈脉状、透镜状产出。对于构造控矿这一特点,在典型矿床及其外围开展了激发极化法、高密度电法、瞬变电磁法、音频大地电磁法勘探,并针对某些方法进行了效果和反演对比。结合以往地质、物探资料和工程验证情况,认为大地电磁法、激发极化法是较为可信且经济的物探方法,此外,还需结合不同反演方法针对典型矿床进行剖析和判断,达到矿体初步预测的目的。

四川盆地新区新层系页岩气的音频大地电磁探测——以川西南乐山地区须家河组为例

四川盆地蕴含有巨量的天然气资源,经过十多年的地质理论发展,页岩气的勘探实现了较大突破,在盆地的南部和东南部探明了多个大型页岩气田,其主要的产气层位是上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组。四川盆地发育了六套富有机质页岩层系,其他的层位还没有取得大的突破,基础地质条件适合的盆缘地区可能是寻找经济型页岩气藏的有利区块。在分析前人的研究资料基础上,优选川西南乐山地区须家河组作为新区新层系的探测目标。根据研究区地质情况,构建理论电性参数模型,开展数值模拟试验,明确音频大地电磁方法的理论可行性。进而在重点研究区部署了一条音频大地电磁剖面,通过资料的处理和分析获得研究区的深部电性结构,结合地质资料提供了地质解释方案,配合钻井资料认为研究区一带具有稳定的地质结构、连续分布的富有机质页岩层以及好的页岩气显示。据此表明川西南乐山地区上三叠统须家河组作为页岩气勘探的新区新层系,可能具有良好的资源前景。

黔西南“断控型”金矿床的找矿模式与勘探评价方法——以丫他金矿床为例

黔西南地区以丫他、烂泥沟、百地等为代表的"断控型"金矿床地处深水槽盆浊积岩沉积建造,其中烂泥沟金矿床埋深达1000 m且尚未圈闭,显示了该类型矿床巨大的深部隐伏矿找矿潜力。本文基于丫他幅1∶5万矿产地质调查和以丫他金矿为典型矿床的大比例尺找矿方法试验成果,分析了本区"断控型"金矿床的地质和成矿特征,对比研究了地质、物探、化探、遥感多尺度组合异常特征,总结了"断控型"金矿床的勘探找矿模式、靶区优选依据和定量预测评价要素,并利用成矿地质体参数法对丫他金矿床及外围0~2 km深度的潜在资源量进行了定量估算。研究结果认为区域性深切断层及其浅表贯通的次级断层、裂隙网络是该区重要的控矿要素之一,不同尺度、不同组合的物化遥异常对各级别构造的规模、产状等存在响应关系。对丫他金矿床外围及其深部的资源潜力进行了定量评价,预测0~2000 m空间仍存在约112.983 t的金资源潜力。化探、遥感浅表组合异常和区域重力、电法剖面相结合的勘查技术方法,能够为本区找矿靶区的优选提供多学科交叉证据支撑,其勘探技术、评价方法值得在黔西南其他找矿远景区推广,能够为后续商业性开发投入指明方向、减少风险。

红层地区城市地下空间膏盐富集层探测新方法——以成都市国际生物城为例

含膏盐岩体是红层地区城市地下空间利用过程中常见的不良地质体。提前获知基岩内膏盐富集地层的埋深及空间展布规律,对城市地下空间资源的开发利用以及地基承载力、持力层、基础选型等参数的确定具有重要的参考意义。本文以成都市天府新区国际生物城为研究区,选择了一种快速、无损、抗干扰能力强的全新瞬变电磁法——等值反磁通瞬变电磁法(OCTEM),对白垩系灌口组红层内膏盐富集层进行探测研究。首先根据研究区内不同地层的电阻率特征,建立了三层、四层、五层3种地电模型,分别进行OCTEM正演响应分析,结果表明该方法能够有效地识别出与围岩电阻率差异明显的膏盐富集层;然后对2 km2的试验区开展了网度为100 m×10 m的实测扫面工作,通过反演计算建立了研究区200 m以浅的三维电性结构,结合钻孔结果综合验证与分析,成功推断出膏盐富集层的空间展布形态,证明了该方法对红层地区城市地下空间膏盐富集层探测的有效性。

多不杂斑岩铜金矿区蚀变分带与黄铁矿的关系——物探方法选择与异常解释的基础

西藏多不杂斑岩铜金矿是近年来新发现的一个矿床,位于班公湖—怒江成矿带西段。多不杂矿床由内向外发育钾化、绢英岩化、青磐岩化,钾化主要发育于花岗闪长斑岩出露区域,绢英岩化环绕钾化带发育,并叠加在钾化带之上,青磐岩化在矿床西侧呈团块状发育。本文阐述了钻孔中Cu品位趋势线与多不杂矿床有序分带的关系,进一步说明了钾化带与矿体存在密切对应关系。通过黄铁矿分布趋势与实际矿体对比分析,以及岩石地球物理性质研究,得出含矿花岗闪长斑岩体为中高电阻率、极化率的初步结论,然后在典型矿床进行方法试验和地球化学数据处理,根据推断结果和实际矿体位置,认为矿体主要赋存于中浅部中高电阻率、极化率及磁场梯级带、Cu-As-Sb-Au高背景区域,进一步完善了方法选择,为多不杂斑岩型矿床预测研究提供了基础。

基于MPI的一维大地电磁并行计算研究

在大地电磁中运用并行处理技术来减少计算时间,提高运算效率.结合一维广义逆矩阵法反演的计算特点,详细分析了串行程序并行化方法,主要采用主从并行模式、分频并行计算的并行方案.在Linux系统上使用Fortran和MPICH2相结合的开发工具编写了并行程序,通过理论模型和实测数据对实现的并行程序进行试算,并与串行程序对比验证了该算法的可行性、正确性,为二维、三维的正反演并行计算提供了研究基础.

综合物探方法在隐爆角砾岩成矿预测中的研究:以黑箐矿产勘查为例

隐爆角砾岩是与矿体有着密切的关系,寻找次火山岩型矿床的重要找矿标志。云南省罗茨-武定地区的各地层与隐爆角砾岩具有明显的物性差异,为了查明工区内的控矿构造与隐爆角砾岩的情况,开展了1∶1万高精度磁法、大功率激电中梯剖面和瞬变电磁测量工作。对获取的ΔT磁测数据进行了化极和上延等处理,圈定出5个磁异常体和4条断裂,确定M1磁异常为有利矿致异常。在M1磁异常处先开展大功率激电剖面测量,大致圈定了异常的位置;然后开展瞬变电磁测深工作,查明了隐爆角砾岩与断裂构造的产状、延伸,并对地层进行了详细的分层。结合地质资料、瞬变电磁测深的成果资料,建立了综合地质一地球物理模型,用GMS3.0软件对磁测剖面数据进行了2.5D的人机联合反演,拟合出矿体的形态特征,得出了异常体的相对深度、宽度和厚度,为成矿预测提供了有利的地球物理依据。

西藏扎西康铅锌银矿床含矿走滑断裂地球物理特征及找矿方向

扎西康铅锌银矿床位于北喜马拉雅大陆边缘褶冲带内,是西藏扎西康整装勘查区中大型铅锌锑银共生矿床之一。矿床赋存于下侏罗统日当组,容矿岩石为含碳钙质板岩、钙质板岩和构造角砾岩,矿体严格受近SN向和NE向断裂控制,呈脉状、透镜状产出。通过岩石物性分析,认为矿体具有中低电阻和中低极化的物性特征。在矿集区开展了音频大地电磁法(AMT)和激发极化法试验,结合地质地球物理初始模型,从地质背景、勘查模型角度分析,含矿走滑断裂的围岩具有中低极化率、断裂走向与极化率条带一致的特征;认为在中低极化率区域存在断裂,且断裂走向的垂直方向存在高极化、低电阻区,赋矿可能性较大。

基于宽频大地电磁法的页岩气探测实践——以川西南沐川地区须家河组为例

四川盆地上三叠统须家河组陆相富有机质页岩较为发育,页岩连续厚度较大,含气性好,有望开辟四川盆地页岩气新区新层系。然而,复杂的人文干扰(城镇密集、人口众多)和较大的埋藏深度(2000~3000m)挑战了页岩气地球物理勘探的精度,这在很大程度上制约了川西南沐川地区三叠系须家河组页岩气的进一步勘探。本文在分析前人研究资料基础上,优选了川西南沐川地区须家河组作为新区新层系的探测目标,根据研究区地质情况,构建理论电性模型,通过正演模拟和“已知”钻孔标定方法试验,确定了宽频大地电磁法的适用性和有效性。进而在重点页岩气远景区部署一条宽频大地电磁剖面,通过数据处理分析,结合地质资料获得了研究区深部电性结构,认为研究区一带地层连续、完整,断裂不发育,具有稳定的地质结构,其中上三叠统须家河组发育较大厚度的富有机质页岩,可作为本区页岩气勘探的新区新层系,具有良好的页岩气、致密气资源前景。同时,证实了在3000m以浅页岩气探测方法中,宽频大地电磁法(BMT)可以有效地识别富有机质页岩规模和空间展布特征,是一种快速、经济、无损有效的页岩气探测方法,可以为页岩气勘探提供先导依据,同时也为同类地质情况页岩气探测提供应用示范。