综合物探方法在碎屑岩地区找水中的应用——以云南宣威大路边村为例

为探索地球物理方法在碎屑地区找水应用的有效性,文章以云南宣威大路边村为研究对象,选取高密度电阻率法、联合剖面法、音频大地电磁法对碎屑岩层进行找水研究。结果表明:三叠系上统飞仙关组(T1f)碎屑岩富水性中等,含水性较均匀;受地面场地狭窄限制,高密度电法及联合剖面法测线长度有限,探测深度较浅,受碎屑岩电阻率小的影响,其找水应用效果不佳,在可探测的深度范围内较难识别基岩裂隙等找水有效异常,需结合其他物探方法甄别异常;音频大地电磁法找水应用效果相对较好,具有较高的横向分辨率,可有效识别碎屑岩中的断裂破碎带及构造裂隙带,表现为相对低阻异常特征;视电阻率单支测深曲线能有效分辨不同深度的岩土层结构,具有较高的纵向分辨率,对裂隙破碎带有较好指示意义。在地面场地较为狭窄的碎屑岩地区开展找水工作,音频大地电磁法结合视电阻单支测深曲线能取得较好效果,以音频大地电磁法确定碎屑岩地区中的裂隙发育带位置,以视电阻单支测深曲线确定裂隙发育带的深度。

基于等值反磁通装置频率域电磁法研究

人工源近区频率域电磁法具有轻便、分辨率高及抗干扰能力强等优点,但提取地质体二次场响应难题困扰了该方法推广应用。基于等值反磁通原理提取二次场响应,首先,推导出了基于等值反磁通原理的频率域近场垂直磁场响应的表达式;然后,采用层状介质与均匀半空间介质的垂向磁场同相分量的比值定义视电阻率,并计算了典型层状介质垂直磁场的频率响应;最后,通过试验对比时间域与频率域方法对浅埋藏铝板的异常响应。研究结果表明:基于等值反磁通原理能够有效提取近场频率域二次场信号,近场垂向磁场的同相分量与大地电导率的二次方成正比;垂向磁场同相分量的比值定义视电阻率能够清晰反映A型、Q型、H型及K型地电断面的特征。

时频电磁法频率域视电阻率求取方法研究

时频电磁法(TFEM)是一种应用于油气勘探领域,可同时实现时间域和频率域电磁一体化勘探的可控源电磁方法。本文引入水平电流场源定义的广义视电阻率,结合TFEM的发射源特征,实现TFEM频率域视电阻率的求取;分析不同偏移距、发设距水平电场振幅和视电阻率特征,验证了方法的可行性。TFEM频率域视电阻率的求取和基于模型的研究,为TFEM勘探采集参数的设计和采集数据的处理提供科学的借鉴和参考。

综合物探方法在内蒙古巴彦图嘎萤石矿区水文地质勘查中的应用

内蒙古中北部火山岩地区水资源匮乏,地下水埋藏复杂,找水难度大。为解决当地工业生产及畜牧用水等问题,本文以研究区水文地质调查工作为基础,结合区内地质资料和岩石物性特征,明确了以构造裂隙地下水为最主要储存形式和找水方向,圈定了本次综合物探工作的勘查靶区,建立了以视电阻率联合剖面法、可控源音频大地电磁法(Controlled Source Audio-frequency Magnetotelluric Method,简称CSAMT)为核心的隐伏构造探查技术体系。通过物探资料的解释分析,获得了靶区地下1 km以浅的电性分布特征,展示了三维空间内CSAMT反演电阻率断面及600~1200 m不同海拔电阻率切片,查明了三条富水北西向隐伏断裂构造的产状、位置、深度及规模,最终为确定水文地质钻探井位井深提供依据。本次研究构建了深浅结合、水平与垂向结合的立体勘查模式,证明了综合物探方法在火山岩地区水文地质勘查工作中隐伏构造探查技术的重要性,可为今后同类型地下水资源勘查提供参考。

EH4高频大地电磁法探明地下水埋深的应用

采用EH4高频大地电磁法,通过二维反演处理,确定低阻异常区,进行定量解释,进而根据物探测试剖面确定基岩界面、埋深和地下水水位埋深情况。结果表明,EH4高频大地电磁法能够有效探明地下水埋深情况,结合水文地质、钻孔资料可较大提高解释精度,可为区域地下水环境调查提供理论依据。

绿电制氢装置并网与离网供电稳定控制方案研究

针对绿电制氢装置并网向离网切换的过程中,有功功率和无功功率不平衡引起的微电网频率、电压振荡以及变流器过载退出运行等问题,以制氢并离网切换稳定运行为目标,提出储能多模式控制策略。首先,建立储能系统功率转换方程,分析储能控制器功率、频率调节关系;其次,研究储能多模式切换策略,分析离网切换稳定关键因素,比较储能容量、控制器参数对系统影响;最后,以典型绿电制氢微电网为例,仿真计算不同储能容量及调差系数下的切换性能。结果表明:储能容量占比越高,储能视在功率超调越少,设备过载风险越小;同样储能容量下,调差系数越小,视在功率峰值越小,过载风险越低,但同时要求变流器电流过载能力强;调差系数取0.20时,可满足并网、离网中多种运行工况。

综合物探对多煤层采空区综合勘查对比研究

为了探明多煤层采空区分布,利用地震波频率谐振勘探法及可控源音频大地电磁测深法进行综合勘查。本文阐述了地震波频率谐振勘探法及可控源音频大地电磁法的方法原理以及采空区的地球物理特征,结合实际案例,从波阻抗断面图及视电阻率断面图,分析了采空区的异常特征并圈定采空区范围,后经钻探验证,推断结果与实际情况基本吻合,并对两种勘探方法的优缺点进行了分析。本次研究将地震波频率谐振勘探技术应用于多煤层采空区的探测取得了良好的效果,对多煤层采空区的探测有很重要的借鉴和指导意义。

四叉树网格线源频率域电磁法二维正演研究

可控源电磁法正演面临的问题,主要表现在源的奇异性和边界条件的处理困难.本文首先利用面积分将源的模拟精度转化为网格的离散精度,然后利用四叉树网格局部任意加密的特性,有效解决了奇异源模拟精度不高的问题.由于大地中的电磁场迅速衰减,在距源很远的侧边界,地下的电磁场主要是由空气中的电磁场感应产生的,而非从源经由大地传播而来,因此在地中使用一维平面波侧边界条件比一阶吸收侧边界条件更为合理,精度更高.通过算例分析,我们还发现空气侧边界的场强叠加了大地介质感应的二次场而显著改变,因此空气侧边界使用基于一次场的一阶吸收边界条件,是导致线源正演边界处计算精度不高的主因.本文中,我们使用四叉树网格将边界发散式向外扩展,以较少的网格覆盖更大的边界区域,来确保核心区的计算精度.研究还发现,线源全区视电阻率能较好地反映地下电性结构的变化,且趋势形态与大地电磁卡尼亚视电阻率相似,使用成熟的大地电磁反演技术对线源全区视电阻率进行反演,可以得到地下电性结构较好的近似模型.特别是倾子计算的全区视电阻率也能反映地下结构的变化,这为无电场观测的地下结构探测提供了可能.但二者之间仍存在差别,线源全区视电阻率还具有一定的几何测深能力,需开发基于线源全区视电阻率正演的二维/三维反演技术.

CSAMT电场y方向视电阻率的定义及研究

在准静态近似条件下,利用水平电偶源在均匀半空间表面激发电磁场的计算公式,讨论了可控源音频大地电磁法(CSAMT)水平电场y分量Ey的观测范围、特点和由其定义视电阻率的应用优势;Ey与常规标量CSAMT测量的Ex、Hy幅值范围不同,采集并利用Ey数据可以扩大CSAMT野外观测扇区,减少采集成本。依据电法及电磁法勘探中视电阻率定义的基本原则,提出了Ey视电阻率的定义,说明了其具备频率测深的意义;通过几种典型层状模型(均匀半空间,两层D、G,三层H、K以及四层KH、HK型)的数值计算,对比了Ey视电阻率和Ex、Hy、Zxy、Re(Zxy)等对应的波区视电阻率及Ex、Zxy等对应的全区视电阻率对地电断面电性特征的反映效果。结果表明:Ey视电阻率的求取仅需测点的坐标和一个方向的电场值,计算方便、不必迭代,并且在曲线低频端收敛于一稳定值,可以明显改善非波区的畸变效应。

双频激电法在探测煤矿采空区的尝试

利用双频激电法在山西沁源嘉元煤业有限公司已知采空区进行实地探测试验,通过对探测数据的整理与分析得知:在未充水的采空区探测得到较高的视电阻率和较低的视幅频率,能够精确的反映地下采空区的位置.结果证明了利用双频激电法探测煤矿地下采空区是可行的.

双频激电法在西藏某铜多金属矿带的应用

主要介绍了双频激电法在西藏某铜多金属矿带的应用情况,并就本区开展双频激电工作提出了几点建议。从所测量的结果分析,双频激电仪完全能适应西藏这种气候寒冷、海拔高、地形起伏很大的地区,并能取得很好的地质效果。

地震子波频率浅析

地震子波频率概念的合理选择与准确应用对于地震采集设计、地震模拟研究、地震资料处理、地震属性分析以及质量评价等是非常重要的。针对目前地震子波频率由于定义方式出现的各种概念(视频率、主频、峰值频率、中心频率等)以及理解上出现的偏差等问题,首先从时间域定义和频率域定义2个方面进行了归纳和总结, 并在此基础上对3种常用地震子波(Ricker子波,Zinc子波,正弦指数衰减子波)进行了分析和研究,得出视频率与主频概念一致,但不同地震子波的峰值频率、中心频率和视频率(或主频)之间并不完全一致的结论;而对于实际地震资料,将峰值频率近似看作地震子波的主频是可以的,但在地震子波已知的情形下这样做是不恰当的,甚至可能会得出错误的结论和认识。

地震监测人工源极低频电磁技术(CSELF)新试验

2009年利用大功率人工源极低频电磁技术(CSELF)在位于华北、华南、东北、西北和西南的12个地震台站和几个流动观测点进行了连续30天新的观测试验.结果表明,利用CSELF技术可以在1700 km之外测量到人工源电磁场信号,计算得到的电、磁场功率谱密度和视电阻率与天然源信号相比,抗干扰能力更强,观测信号更稳定,特别有利于识别和捕捉地震等诱发的电磁异常现象,在地震预测监测中具有很大的研究应用潜力.试验还发现,各地震台站和流动测点观测的CSELF信号的强度,与台站或者测量的电、磁场分量相对于发射源的距离、方位有明显的关系;发现在离开发射源的相对近区,场强随距离的衰减,比在相对远区更快;发现接收磁场信号比电场信号较易获得更高信噪比的数据.

基于二维滤波的探地雷达数据去噪研究

探地雷达是近几年迅速发展起来的一种高分辨率、无损的地球物理探测技术,通过天线向地下发射高频电磁脉冲波,根据介质的电性差异探测地下结构.由于雷达波在地下的传播过程十分复杂,各种噪声和杂波干扰非常严重.在详细研究了二维滤波原理基础上,根据雷达数据中有效波和干扰波的视速度差异,利用频率-波数域二维滤波技术,采用在时间域和频率域两种实现方式去除噪声,对实际的雷达数据进行处理,结果表明频率-波数域二维滤波能有效地去除干扰,效果明显.

汶川地震科学钻探3号井孔附近微震震源参数确定及其意义

基于微震监测仪器频带及波形记录的时频特征,我们筛选出汶川地震科学钻探3号井孔周围微震台阵2012年记录的218个t_s-t_p<1 s的微震.通过盖戈法与和达法相结合确定微震震源的几何参数,发现这些微震分布大体呈NE-SW展布,与龙门山断裂带的走向基本一致.无论是采用《地震台站观测规范》中的量规函数(量规函数GF)还是李学政等(2003)的量规函数(量规函数LXZ),近震震级均与矩震级呈现出较好的线性关系,向震级小的一端延伸时都表现为M_L<M_W,但采用李学政等的量规函数时该趋势更加明显.同时采用Brune和Boatwright震源谱衰减模型对观测震源谱的拟合表明拐角频率具有模型依赖性:基于Brune模型拟合得到的拐角频率大于基于Boatwright模型得到的拐角频率.无论基于哪一种模型,矩震级与拐角频率、破裂半径的对数线性关系均较弱,与应力降、视应力的对数则存在较好的线性关系.这些关系不支持应力降、折合能量、视应力为常数的观点,表明微震与大地震的震源物理过程存在差异.视应力与应力降成比例,比例系数小于0.5,表明破裂动力学模式符合SavageWood模式.近震震级与矩震级拟合关系Mw=a+bM_L中b的大小与应力降和地震矩的关系有关,△σ∝M_0~γ,则b=1/(1+γ),因此从b的大小可以粗略地判断应力降与地震矩的关系.本文对应于γ≈1的情况,与基于量规函数LXZ得到的近震震级与矩震级关系中系数b=0.53吻合,这说明仅从辐射能量的角度考虑量规函数LXZ较量规函数GF准确.

频率域电磁测深的静态偏移及校正方法

在电磁法勘探中，频率域电磁测深法也存在静态偏移与校正问题。本文从不同物质界面的边界条件出发研究了静态偏移产生的机理，较为圆满地解释了地表电性不均匀造成的频率测深场强分量按某一常系数增减而与频率无关的现象。文中以山东横河煤矿频率测深资料为例，指出了空间滤波等低通校正方法，应在地表电性不均匀造成的影响与地下地质构造、地质体产生的电性效应相比可视为“高频”的情况下才能奏效；而相位校正法则无此限制，适应性较强，但有时反演的稳定性稍差。

EH-4系统观测资料的非远区场校正研究

EH - 4系统实测的卡尼亚视电阻率在非远区场时应作必要的校正。基于导出的EH - 4系统的卡尼亚电阻率 ρxy和 ρyx的表达式 ,采用多项式分段逼近的方法 ,建立EH - 4系统测深数据的全频域的视电阻率算法。根据建立的算法对均匀大地、二层大地和三层大地模型的EH - 4系统测深数据进行非远区场校正的结果表明 :均匀大地时 ,全频域的视电阻率与真电阻率吻合很好 ,D型、K型和Q型断面的视电阻率曲线与MT法的接近 ,G型、H型和A型的视电阻率曲线得到很大改善。

用激电测深法探测白钨矿

利用激发极化法测深中的视电阻率ρs和视幅频率Fs,确定灰岩和花岗岩的接触带部位并探测其中白钨矿的赋存状况.实践结果表明,利用地表风化层、灰岩、接触带充填物和花岗岩等与ρs曲线类型变化有很好的对应关系,从而通过电测深中ρs曲线可以了解测区内地下风化层、灰岩、接触带充填物和花岗岩的电性结构;利用ρs等值线断面图中的ρs等值线的分布规律可判断剖面内灰岩、接触带及花岗岩的存在部位及产状;根据Fs等值线断面图中Fs等值线的梯度变化和Fs等值线的形态可圈定白钨矿体的赋存空间.

基于双频激电法的煤矿巷道超前探测新技术初探

双频激电法煤矿巷道实时超前探测技术是基于岩(矿)石的激发极化效应,发射极和屏蔽极同时发射高、低频交流电,使掘进面前方的岩石得以充分极化。测出高低频电位差特性,通过分析和计算得出视电阻率值和视幅频率,间接推断工作面前方隐伏地质构造,为掘进工作提供可靠的理论数据依据。

江苏及邻近地区地震视应力特征研究

采用江苏省数字地震台网记录的地震波形资料,利用震源位移谱低频水平与拐角频率计算了2000~2010年江苏及邻近地区561个ML≥1.5中小地震视应力值。结果显示,江苏及邻近地区的地震视应力平均值为0.91 MPa,与中国大陆的平均水平相当。视应力与震级无明显的线性关系,在震级相对较大时表现出一定的高震级对应高视应力的特点。视应力高值地区主要集中在江苏中部至南黄海海域,次高值集中分布在郯庐断裂带中南段的苏鲁交界地区、安徽段固镇至定远附近地区和肥东、巢湖一带,反映了以上地区较高的地震活动水平及地壳应力状态。不同区域ML2震级档视应力的差异性基本反映了区域地质环境、构造活动等特征的差异。