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。

综合物探在矿山深部资源勘查中的应用

矿产资源是社会和经济发展必不可少的物质基础,目前国内多数老矿山面临已探明储量枯竭的严峻形势,现有的勘查知识和技术难以解决矿山找矿勘查所遇到的特殊难题。针对矿山找矿的特殊性,本文结合安徽省霍邱某矿区的地质及物探资料,在采矿区选取典型剖面进行重磁、微动及可控源音频大地电磁法(Controllable Source Audio Magnetotelluric Method,CSAMT)。以微动和音频大地电磁数据分析推测浅部矿体采空及塌陷区;在深部将微动勘探与重力数据结合,取长补短,通过剪切模量将微动视横波速度与地下介质密度直接联系起来,经已知矿体位置剪切模量的分布规律并结合重磁反演在300 m以深推测了两条近平行层状分布的矿体,矿体长200~250 m,最厚处约50 m;在标高100~200 m的类似S形褶皱拐点处可能为成矿有利位置;同时推测已知主矿体在底板以深还有延伸。通过本次工作,证实了在当前老矿区内,将新技术微动勘探与传统物探方法相结合,各取其长,能提高矿山深边部及外围隐伏矿床(体)定位预测的有效性,挖掘新的找矿潜力。

青藏高原东构造结林芝地热田浅部典型电性结构及热储关系

约40 Ma以来,受控于印度板块的俯冲及后期演化,青藏高原喜马拉雅山系东构造结成为了板块活动最强烈的地区之一;由于深部动力学过程中的浅表响应,该地区地热资源极为丰富。笔者等通过对两条音频大地电磁(AMT)测线进行数据处理与分析,查明了测点覆盖区域范围内二维电性结构及主要存在的深大断裂。依据电性结构推测研究区地下1 km深度范围内可分为4层,浅部低阻层为松散砂泥卵石层,下伏的中阻为砾卵石层,其下的低阻为砂岩、板岩、页岩强风化层,最底部的中高阻层推测为古元古界林芝岩群真巴岩组以片岩、花岗岩为主的地层。结合以往大地电磁测深及地震研究发现的地下10~20 km存在大规模近东西向展布且向上延伸熔融流变导致的低速高导体,推测可能是该地区深部热源所在。进一步通过对深部及浅部电阻率模型的综合对比研究,基于地热地质背景、电性结构特征,探讨了该地区的深部热源及热储关系。

水力渗透型煤矿采空区三维音频大地电磁快速解译

煤矿采空区或回采阶段工作面常面临水力渗透威胁,如何快速有效且低成本地预判水力渗透成为难题。提出并系统论述了一种面向水力渗透型采空区的音频大地电磁三维反演及快速解译方案。通过设计采空区理论地电模型,探讨采空区电阻率三维反演可行性。实测数据反演解释结果揭示:采空区巷道顶板区域存在明显低阻分布,部分工作面存在顶板裂隙导水造成的富水低阻区域,局部垮落带与上覆含水层明显连通。为可疑透水位置定位、水位和涌水量监测,以及后续开采规划制订提供了参考。从理论和实证角度,为音频大地电磁法的采空区富水状态分析和动态监控应用提供了新思路,相关方法能够有效提高水力渗透型采空区的解译效果。

2.5维频率域可控源电磁法水力压裂监测正演模拟

水力压裂技术在非常规油气资源开采过程中发挥着重要作用,水力压裂监测对指导生产具有重要意义。目前广泛应用的微地震监测不能准确获得水力压裂的有效压裂体积参数,而电磁法对低阻体反应灵敏,可以用来监测裂缝的空间特征和扩展范围。采用频率域可控源电磁法(CSAMT)对水力压裂模型进行了正演数值模拟,详细推导了2.5维CSAMT有限元计算方程并实现了正演数值算法。通过数值解与解析解的对比,验证了算法的可靠性。分别对发射源靠近井口和发射源远离井口两个水力压裂模型进行了数值模拟。为了考察压裂前、后的相对变化,分别求取了各压裂段与仅含套管时的视电阻率相对差异和相邻两个压裂段的视电阻率相对差异。研究结果表明,随着压裂进程的持续,视电阻率的相对差异曲线的极值会朝着裂缝新生成的方向发生偏移,其移动的范围与裂缝的位置具有良好的对应关系,故可以根据视电阻率的相对差异曲线极值的位置对裂缝进行大致定位。根据对视电阻率残差拟断面图的分析可知,在裂缝所对应的位置处,视电阻率产生了足够大的残差数值,虽然由于场源的影响,异常区域的中心与裂缝的中心位置并不一一对应,而是稍微偏向裂缝远离场源一侧的方向,但是可以根据相邻两个压裂段的视电阻率残差结果对裂缝的位置进行初步定位。研究结果表明,频率域可控源电磁法对于水力压裂的裂缝定位是可行的,可以为水力压裂电磁法动态监测提供理论方法和技术支持。

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。

可控源音频大地电磁测深法在承德机场临空区地热资源勘查中的应用

为了探查承德机场临空区热储条件,选定有利靶区,利用6条可控源音频大地电磁测深剖面,进行数据处理、分析和反演,获得可靠的二维电阻率模型。根据测深结果,分析研究区深部电性结构特征及主要断裂构造特征,结合地质条件和地热地质资料,对承德机场临空区地热资源进行评价与预测,圈定2处地热资源有利靶区。通过对可控源音频大地电磁测深法在该区域的应用,揭示了地下地热构造的分布特征,为承德机场临空区地热资源的开发提供了技术支撑。

CSAMT和测井联合约束反演在松辽盆地东南隆起区油页岩识别中的应用

松辽盆地油页岩地震勘探难度大,为此在松辽盆地东南隆起区开展可控源音频大地电磁法(CSAMT)和测井联合约束反演技术应用研究。研究表明,联合约束反演技术可以将油页岩与泥页互层整体作为相对高阻层进行划分识别。利用该项技术查明研究区嫩江组油页岩主要分布在哈拉海向斜,仅在登楼库背斜西部局部沉积;青山口组油页岩在登楼库背斜、哈拉海向斜均有分布,整体呈沿登楼库背斜轴高、沿背斜轴两翼逐渐减薄的特征,为进一步勘探指明了有利方向。

综合物探技术在济南北部地热勘查中的应用

济南地热资源极为丰富,热储类型包括奥陶—寒武系岩溶裂隙热储、新近系—古近系碎屑岩类孔隙裂隙热储两种。本次地热勘查工作在济南北部大桥镇开展,热储类型为奥陶—寒武系岩溶裂隙热储,旨在通过物探剖面测量工作,查明地层、断裂构造分布情况和热储层的埋深,推断与控热、导热有关的断裂构造的产状及空间形态,圈定地热井施工靶区,优选地下水富水有利部位开展钻探验证。在资料搜集基础上,通过开展直流电测深、可控源音频大地电磁测量及大地电磁测量工作,对工作区断裂构造进行解释推断并对含水情况进行对比分析,优选地热靶区有利部位施工一口地热探采结合井,完井深度1532.06 m,静水位埋深13.03 m,孔口水温50.1℃,涌水量132.998 m^(3)/h,降深18.27 m。

可控源音频大地电磁和微动资料的拟二维联合反演

可控源音频大地电磁(CSAMT)和微动探测在城市强干扰条件下均有较好的应用前景,但单一的地球物理反演具有多解性。为了实现不同地球物理方法优势的互补,同时解决单点反演横向不连续性的问题,本文开展了CSAMT和微动探测数据的拟二维联合反演研究。作者将横向约束矩阵引入联合反演的目标函数中,同时采用有限内存拟牛顿反演算法(LBFGS),实现了两种方法的联合反演。通过理论模型合成数据反演算例,验证了联合反演的可靠性和有效性。结果表明,联合反演相比单一数据反演能有效地提高反演结果的准确度,其电阻率模型和横波速度结构更加趋于一致,同时,横向约束能有效地降低相邻测点物性参数的不连续性。通过加入横向约束的拟二维联合反演以单点反演的效率,获得了更合理的物性参数和地下结构的剖面结果,提高了反演的可靠性。

基于音频均衡器的语言清晰度测试声源设计

语言清晰度主要用于评价厅堂或者扩声系统的声音质量,为了实现对厅堂语言清晰度的自动测量,提高测量的效率,设计了一种用于语言清晰度测量的测试声源。该声源由控制器单元和扬声器单元两部分组成,控制器以MCU作为主控,内置经过调制的STIPA信号。声源经过测量放大器对声压级的校准之后,由MCU读取STIPA信号并通过音频均衡器算法做均衡处理,由功率放大电路驱动扬声器进行播放。经过均衡处理的扬声器,在100 Hz~10 kHz范围内,其播放声信号的频响平坦度可以达到±1 dB,满足厅堂或者扩声系统对声源语言清晰度测量的要求。利用该声源发出STIPA信号,STI分析仪测量STI指数,可以实现对厅堂或者扩声系统语言清晰度的测试。

综合物探在新兴都斛铜矿床勘查中的应用

由于单一物探方法具有多解性,在当前深部找矿中,综合物探方法得到了广泛的应用。在新兴都斛斑岩型铜矿区的地质勘查中,综合使用了高精度磁法和可控源音频大地电磁测深等地球物理方法,推测可控源音频大地电磁测深的中低阻异常和高精度磁法的低缓异常的组合是找矿的重要标志,异常查证取得较好的效果。在1000 m钻孔中,累积发现178.2 m铜、钼、银、金矿化体,铜的最高品位1.45%。综合物探方法的使用,在粤西斑岩型铜矿床的矿产勘查中具有重要的指导意义。

可控源音频大地电磁测深法在地热水找矿勘查中的应用

贵州省荔波县处于扬子准地台黔南台陷贵定南北向构造变形区的有利空间部位,该变形区发育一系列高温地热水资源,具有集中开发绿色清洁能源的优势。针对该区域热源异常区普遍埋藏深的特征,采用可控源音频大地电磁测深法对深部热源场和导热构造等进行了预测。结果表明:①研究区地表无明显的地热异常显示,但根据地质条件等综合认为该区域具有寻找深部热水的条件;②通过可控源音频大地电磁测深验证了该区域深埋的3条断裂构造,其低阻体的空间分布及延伸特征与耕者倒转背斜吻合,下部F 2上盘与其接触部位、低阻碎屑岩层下部存在的宽缓次低阻带,为研究区主要储水储热有利部位,是进一步勘查的重点靶区;③储水有利部位为埋深2000~2800 m的次低阻带,同时钻孔还应充分考虑F_(2)、F_(5)断裂在深部的空间展布情况。

综合物探方法在淮安凹陷地区深层地热勘探中的应用

近几年各地方都加大了对地热资源开发,针对浅部地热资源的勘察方法不断丰富,但对于深层地热资源的勘探手段相对较少。本文以淮安凹陷地区地热勘探为例,综合了区域地层内其电性与速度差异特征,采用可控源音频大地电磁和微动方法进行探测。然后对两种物探方法剖面数据进行反演解释,确定勘探区域内地质断裂带大致位置,并对异常区内微动单点频散分层解释,更可靠地得出热能储蓄位置。在物探资料的引导下,确定了1处地热钻井布置位置。经钻井验证,成功出水,表明此次选择物探方法是可以解决淮安凹陷区的地热资源勘探问题的;同时为苏北相同地质条件下寻找地热资源提供了有利参考,并为城市能源开发提供了有效、科学、合理、安全、可靠的手段。

胶东栖霞地区西林断裂带深部结构特征与找矿方向

近年来,西林断裂带找矿勘查工作发现其深部显示出良好的金矿化前景,该断裂带有望成为胶东重要成矿区带之一并引领胶东金矿找矿方向的战略性转移。西林断裂带深部结构特征是制约该断裂带找矿取得突破亟需解决的关键科学问题。本次开展反射地震、可控源音频大地电磁测深(CSAMT)、广域电磁测深及机械岩心钻探工作对西林断裂带深部构造特征进行揭露,识别了区内不同地质体的物性特征,推断了西林断裂带的深部空间展布形态,在600 m~800 m标高位置出现较为明显的高阻、低阻分带现象。通过钻探揭露,西林断裂带与围岩接触位置为610 m标高,验证了本次物探工作对西林断裂带赋存位置的推断并控制了西林断裂带的深部延伸情况,为西林断裂带进一步地质工作提供了地球物理依据。

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。

综合物探方法在深厚覆盖层探测中的应用

为查明枯木拔里水库深厚覆盖层厚度,采用多种物探技术结合的方法进行探测。先采用微动法、EH4音频大地电磁法对物探剖面进行定性解释;再通过大极距四极电测深法进行复核定量解释。结果表明,综合物探方法在深厚覆盖层探测中应用效果明显,解释精度超过90%,具有工程实用价值。

综合物探方法在滨海县月亮湾地热资源勘查中的应用

采用可控源音频大地电磁法和广域电磁法在江苏省滨海县月亮湾进行地热资源勘查,对可控源音频大地电磁法数据进行近场和过渡场曲线辅助校正和反演约束,获得滨海港地下地热资源电性结构信息,同时采用微动探测方法获得地下几何结构信息。综合分析3种地球物理资料进行解释结果,获得研究区地热模型,确定异常位置,随后钻井深度2919 m,出水量2171 m^(3)/d,水温51℃,综合物探成果与地质及地热井资料高度吻合,说明运用综合物探方法进行地热勘查,提高了勘探结果的可靠性。

覆盖区矿产勘查中电法技术应用及有效性探讨

香林香达铜矿床位于内蒙古苏尼特右旗境内,属于华北板块北缘多金属成矿带的一部分。区内覆盖较厚,为草原景观区,地表露头较少,地质填图和化探方法难以满足勘查需求。本次在探矿权范围内,通过大比例尺激电中梯面积测量圈定了两处激电异常(1km2),有效缩小了找矿靶区范围。结合可控源音频大地电磁测深精测剖面对激电中梯异常部位进行剖析,圈定了地下极化异常体的空间位置。经钻探验证激电异常为矿致异常,见矿总厚度15m,铜的最高品位3.14%,平均品位1.21%。确定了本区可控源音频大地电磁测深反演剖面高阻异常的边缘部位,构造带低阻异常区内相对高阻异常部位为矿体位置,证实了激电中梯面积测量配合频率域电磁法在覆盖区内金属矿勘查中得有效性,相关研究成果为该类覆盖区找矿提供参考依据。

苏北浦南构造特征与地热资源靶区预测研究

地热资源是重要的绿色能源矿产,变质岩地区的地热赋存条件与断裂构造关系及其密切.充分的构造研究工作可有效提高变质岩地区地热资源靶区预测的可靠性.综合分析地质—物探资料的基础上,采用可控源音频大地电磁测深法、地温测量和氡气测量等工作方法,通过地质—物探成果综合解释,查明了研究区的深部断裂特征和具体展布位置.经综合研究得到了本区构造发育,且热源、通道、储层和盖层等地热地质条件较为良好的结论,并在地质构造和地热条件良好部位预测了地热找矿靶区,为下一步的地热勘查开发提供了较为可靠的地质和物探依据,具有重要指导意义.