贵州省碧云湖岩溶渗漏水文地质条件与渗漏管道位置识别

查找岩溶区湖泊水库渗漏通道是岩溶区湖库建设和渗漏灾害治理的“卡脖子”问题。文章以碧云湖为例,分析湖区周边水文地质条件,结合示踪试验和地球物理探测方法,确定了碧云湖渗漏水文地质条件和渗漏主管道位置,并通过钻探验证。结果表明,碧云湖渗漏主要为岩溶管道型,渗漏点和地下河管道主要发育在靠近八步复式向斜轴的部位,位于物探测线测点540 m处,管道深约40 m,渗漏段相对较窄,灌浆堵漏可行。根据水文地质调查、地形地貌条件和地球物理探测结果,建议在水库下游方向的物探测线开展帷幕灌浆,以测点540 m为中心向两边灌浆。

地幔不均一性与地幔循环的多维表征和原因思考

地幔早先经核-幔-壳分异形成,后受不同尺度对流和循环的影响,因而具有不均一性特征。近三十年来,地幔化学通过研究大洋玄武岩发现了多样地幔端元和非放射性同位素证据并证明了地幔不均一性,逐渐建全了地幔地球化学体系。然而,地幔不均一性如何对应于时空尺度的地幔循环,以及地球演化如何影响地幔不均一性等,仍不清楚。此外,地球物理研究显示,岩石圈厚度差异、中下地幔的波速异常体以及俯冲板片形态的观测为纵横向对流系统提供了空间不均一性证据支持。联合地球化学和地球物理手段对研究地幔不均一性至关重要,用好透视地幔成分与结构的“双目镜”已成为共识。本文从地幔不均一性结合地球化学场、地球物理的不同表现形式,以及现今及历史时期的洋陆格局的对比,多维度联系地幔循环和演化,思考了超大陆旋回与地幔不均一化的内在逻辑。强调了从全球演化角度看地幔不均一性的重要性和提出多手段联合建立地幔循环驱动模型的展望。

陆域大地电磁基础网规划与展望

阵列式大地电磁测深是区域地球物理调查的重点发展方向之一,对标国外先进水平和国家社会的基础性需求,中国阵列式大地电磁测深工作程度依然较低,缺乏整体规划,开展全国性观测计划亟需提上日程。系统总结了当前区域地球物理学的发展趋势及国内外大地电磁网建设现状,提出了合作共建陆域多层级大地电磁基础网和大数据中心的顶层设计和规划布局,并对中国大地电磁基础网未来的重点发展方向进行了展望和思考。相关工作的顺利开展将为中国的区域地球物理调查拓展一项新属性参数,推动构建物性地球、结构地球和地球物理场四维模型,进而变革区域地球物理研究范式和工作模式,支撑中国深地探测走向世界前列。

地球物理实验教学中虚拟仿真系统设计与应用

信息技术的高速发展,使教与学的关系也在不断变化,传统的教学模式已难以满足当前的需求。以“构造地震响应观测与震源过程分析”地球物理虚拟仿真实验系统为例,从实验目的、教学模式、实验方法和教学特色等方面阐述地球物理虚拟仿真实验教学的改革与创新,旨在提升学生实践创新能力培养的效果,为教与学的改革提出新的思考。

基于大数据架构的地球物理观测数据管理系统

中国地震地球物理观测网络的核心业务软件“十五”地震前兆数据管理系统已运行十多年,随着观测数据量的增长,数据库的读取和统计查询的性能逐渐降低。此外,管理系统存在SQL注入和跨站脚本攻击等漏洞的安全问题,系统架构难以满足业务发展的需求。中国地震台网中心基于分布式组件的大数据架构,使用消息中间件和时序数据库等技术对管理系统进行重构,将原来存储于Oracle数据库中的地球物理观测数据、基础信息、产品数据等按照各自特点在时序数据库中建表,并将历史数据和增量数据都迁移到新的时序数据库,显著提升了系统读写和统计性能、数据的安全性和可用性(多副本技术)。分布式和容器化等技术的引入,增强了系统的高可用性,并可通过横向扩展进一步增加系统的处理能力。

家国同构下的共同体实践——以甘肃省天祝藏族自治县为例

地处青藏高原、黄土高原和内蒙古高原交界地带的天祝藏族自治县(简称天祝县),自古以来是多民族交往互动频繁的地区。文章试图通过梳理特殊地缘环境影响下的天祝县文化总体特征,结合近年天祝县发掘的自身历史文化意义,促成符合当代情境的共同体式社会整合,进而讨论在越来越强调整体性的今天,天祝县是如何走出一条既符合县情,又充分发挥自身文化特色的现代共同体之路;同时,也为在理论层面铸牢中华民族共同体意识提供一定的地方实践经验。

利用瞬态面波运动学特征探测地下障碍物的研究与实践

城市工程物探中的面波勘探主要以多道瞬态面波的速度探测为主,在实际应用中常遇到地表条件复杂、作业时效要求高的情况,限制了该方法适用性。本文通过对瞬态面波传播机理的深入分析,全面总结了瞬态面波在运动学方面的特征,对如何运用这些特征开展地下障碍物快速探测提出了新的认识。在工程实践中,改进优化的探测技术与作业流程取得了显著的工程效果,切实提高了瞬态面波在城市地下障碍物探测的运用范围和时效。

河南省嵩县九仗沟-东湾金矿区深部地球物理特征与找矿预测

深部金属矿探测是目前资源勘查的重要课题和方向,地球物理方法探测深度大、分辨率高,是深部金属矿探测最有效的手段之一。河南省嵩县九仗沟—东湾矿区处于熊耳山—外方山矿集区内的蛮峪—店房金矿带之北段,目前九仗沟—东湾矿区已发现的金矿床主要为500 m以浅深度,深部(500~2000 m)找矿勘查工作基本为空白。为了查明九仗沟—东湾矿区深、边部成矿潜力,实现接替资源找矿突破,在九仗沟—东湾矿区主矿段南北两端延伸方向上,布设EH-4双源大地电磁测深和大功率激电测深剖面。以九仗沟—东湾金矿床为背景,在分析地质背景、岩石物理性质基础上,综合区域重磁资料、物探剖面反演结果,分析各物探方法异常特征,厘清了研究区内与金矿有关的F1构造破碎蚀变带深部空间分布特征等信息,揭示了研究区内深部F1构造带附近的中低电阻、高极化区为找矿有利部位,根据此特征在500~2000 m深度范围内确定了4个深部预测找矿靶区,为下一步找矿勘查提供了相关依据。研究方法和成果为区域上开展同类型金矿床的深部找矿工作提供了思路和方向,具有重要的指导和实践意义。

地球物理测井课程思政教育体系建设探索与实践

思政教育是大学教育中的关键一环,将思政教育与专业课程教学有机融合进行课程思政教育体系建设,对落实立德树人根本任务、实现德智并重的新时期人才培养目标至关重要。该文以地球物理测井课程为例,从家国情怀、学科使命、创新精神和实践能力四个方面深入挖掘课程中蕴含的思政元素,并有机融入课堂授课、实训实践、大学生科创和考核评价等教学环节,构建贯穿整个教学过程的多元过程化课程思政教育体系。教学实践表明,地球物理测井课程思政教育体系建设实现价值塑造、知识传授与能力培养相统一的教学目标,达到润物细无声的教学效果。

基于2.5D有限元的高密度电法不同装置勘探效果研究

高密度电法是一种适用性广泛的电阻率勘探方法,拥有多种电极排列装置选择。不同装置由于电极分布方式的差异,在针对不同地质目标和测区环境时往往表现出明显不同的探测能力。为探究各排列装置的特点及其适用情况,推导了2.5D电位的变分问题,采用Delaunay三角化算法实现了非结构化网格剖分,进而实现了有限元正演模拟。结合实践,对常见地质情况进行建模,分别使用温纳α、温纳β、施伦贝谢尔、偶极-偶极4种装置开展正反演对比研究。研究发现:(1)在探测未知区域单个异常体时,温纳β、施伦贝谢尔2种排列的效果更好;(2)在探测相邻较近的多个异常体时,应优先采用具有更高水平分辨率的施伦贝谢尔和偶极-偶极排列;(3)对于低阻破碎带的勘探,温纳β和偶极-偶极排列更为适用;(4)当地层具有较好分层界限时,4种排列均可体现良好的分层效果。因此,高密度电法勘探实践中应综合考虑不同排列装置的特点,根据具体情况选用合适的多种排列方式进行测量,并对采集数据进行综合对比分析,以获得更为准确的解释结果。

中国石化油藏地球物理二十年发展与思考

油藏地球物理技术是综合应用多种地球物理资料与油藏动静态信息进行复杂油藏精细表征和动态监测的跨学科技术,对于提高油藏的储量动用程度和提高采收率具有重要的意义,是当前地球物理技术的重要发展方向。系统回顾了中国石化油藏地球物理提出的背景和过去二十年的发展历程,梳理了油藏地球物理技术系列,总结了在油藏地球物理基础研究、井中地球物理技术、多尺度资料联合反演、地球物理约束确定性建模、时移地震剩余油气预测、地震地质工程一体化、微地震油藏监测等方面的技术创新和应用效果。面对中国油气田勘探开发的深层、深水、非常规及老油田(“两深一非一老”)形势和一体化、智能化、绿色化挑战,油藏地球物理在油气产业技术致胜阶段仍然大有可为,要持续创新油藏地球物理技术,井、震、动、模一体化联合和人工智能应用,构建高水平的油藏地球物理勘探开发一体化、地质工程一体化解决方案,支撑油藏全生命周期建设。

适应川西地区复杂油气地质条件的物探技术探讨

川西地区以负向构造为主,多期构造演化叠加,断裂发育、储层致密,气水关系复杂,物探采集、成像及储层预测技术适应性较差。概要介绍了分公司在川西地区油气勘探开发历程,总结了随着地质目标变化而形成的物探关键技术及其发展过程,分析了现有采集、处理、解释技术对地质目标的适用性及优缺点,剖析了侏罗系近源薄互层致密砂岩气藏、须家河近源致密气藏以及山前带超深层碳酸盐岩气藏等下一步重点勘探开发目标的研究难点,展望了高精度成像、低频资料储层预测、多尺度断裂系统刻画以及油气水识别等关键物探技术的发展和应用前景,对应用物探前沿技术支撑川西复杂油气区高效勘探开发具有一定的指导意义。

垂直电性源瞬变电磁监测在典型地质构造中的应用

矿井地层中存在的地质构造易引起地质灾害的发生,对矿井安全生产造成极大威胁。为提高瞬变电磁法探测精度与探测范围,以电磁场扩散理论为基础,运用正演模拟方法,分析了垂直电性源瞬变电磁场的响应曲线衰减规律,设计了矿井地质构造致灾区垂直电性源在线监测系统,并模拟了垂直电性源TEM对典型断层地质构造的识别能力。结果表明:当发射源长度为1 000 m时,可监测的偏移距离在500~4 500 m,监测深度可达2 000 m,可以满足地质构造的探测需求。感应电动势与电场的六分量在平面图中均可对断层地质构造进行有效识别,其中z方向分量的识别效果最好。在衰减曲线图中,dBx/t与dBy/t对于断层的识别能力较弱,而其余的四个分量均可对断层构造进行有效识别。

地震反射波法在隧道超前预报中的应用

该研究旨在探讨隧道开挖过程中使用地震反射波法技术的可行性,以预防不良地质条件引发的地质灾害。采用地震反射波法,通过观察地震波在隧道掌子面前方岩体内的传播情况,通过初至波拾取、速度分析、反射层提取等数据处理技术探测和描述岩体内的不良地质特征。研究结果表明,地震反射波法可有效探测掌子面前方不良地质体的位置,同时通过纵横波波速比得到探测区内的物性参数。因此,地震反射波法可作为一种有效的地质勘测工具,用于隧道施工前的地质预测。该研究针对锤击式震源进行探讨,其能够准确预测出隧道前方岩体完整性较差的区域分布情况,相较于其他震源,可提高勘探效率并降低探测成本。

坦桑尼亚恩泽加地区覆盖区选区评价及综合找矿方法研究

恩泽加(Nzega)绿岩带为坦桑尼亚环维多利亚湖八大绿岩带之一,为坦桑尼亚重要的产金区域之一。由于其地表覆盖程度较高,地质调查和勘查工作程度较低,虽然针对隐伏型金矿床尚具备一定的找矿潜力,但同时也面临选区评价和找矿困难的问题。研究表明:在选区评价中,针对太古界尼安萨群条带状铁建造的区域航磁异常解译和研究区地球化学金异常分析是最主要的;而在采用地物化综合找矿方法开展勘查工作中,磁法和激电法结合对于寻找覆盖区下的含铁建造内部或接触带附近或剪切带内的金矿床效果较好。该地区首次使用了取样钻施工采样,对覆盖层下发育的含金矿化蚀变带进行了地质工程揭露,取得了一定的找矿成果,先后发现了伊博罗格罗(Iborogo)、卢素(Lusu)和乔马(Choma)等多个金矿床(点)。

恒流源三侧向电阻率测井模块研制及应用

为进一步提高砂岩型铀矿地层电阻率参数在测井解释中的应用效果,尤其是对泥砂泥交互薄层的精细测量与识别,研究了基于OPA547放大器的恒流源三侧向电阻率测井模块,通过设计以OPA547为恒流激励源的数字激励控制电路,实现了正弦激励信号的恒流输出;设计了正弦检测信号的恒流反馈电路,实现恒流源的负反馈稳定输出;设计了交流电压检测电路,实现了交流信号的低通滤波与信号半波整流;最后,在实验室利用标准刻度器进行了研制模块的系数刻度,且在砂岩型铀矿钻孔进行了实际测井应用对比。经对比分析,研制的恒流源三侧向电阻率测井模块能够与砂岩铀矿综合测井中的其他参数组合使用,输出激励电流可调,对岩性及岩性界面具有较高的识别能力,对于交互薄层、钙质夹层等地层岩性变化的响应显示明显。

智能物探技术的过去、现在与未来

通过梳理国内外人工智能技术在地球物理勘探(物探)领域中的发展历程、主要研究进展以及发展方向,总结了智能物探的优势和面临的难题,并提出了解决方案。研究结果表明:(1)物探技术在人工智能发展的第2次浪潮中开始与人工智能技术相结合,得益于物探领域数据量的指数级增长、硬件算力的高速发展以及不断出现的新深度学习框架,智能物探技术从早期的机器学习发展为目前的深度学习,在地震资料处理、解释等方面的应用中取得了大量研究成果。(2)目前智能物探技术被广泛应用于标签集的构建、去噪、断裂检测、层位与层序解释、地震相分类和异常体检测、岩性识别与油气藏开发、地震反演成像等方面,大幅提高了工作效率,降低了工作成本,克服了人工交互操作和人工经验的主观性和不可靠性,助力打破传统物探技术瓶颈。(3)智能物探技术的发展面临着缺少公开的标签数据集、缺少解决地球物理领域问题的智能化框架及尚未形成适用于地球物理领域共享的智能化开发平台等难题,可以从解决数据基础、构建智能平台、开展网络架构基础性研究及与应用场景结合等方面着手解决;此外,智能物探技术的发展方向还包含智能地震成像方法研究,储层成像方法研究,油气大数据挖掘、智能风险评估与智能决策以及超算软件装备研发等方面。

港口码头护堤内部缺陷无损检测技术应用

以港口码头护堤内部缺陷检测为例,基于不同地球物理技术特点,提出地质雷达、高密度电法和地震映像法的综合物探无损检测方法。研究表明,基于3种浅层物探技术资料解释,利用多方法相互比对验证,可有效解决单一技术多解性难题,准确探明结构体内部缺陷隐患类型、位置、规模等参数,为护堤维修加固和安全评估提供有效依据。

基于综合物探的济阳坳陷潜山型干热岩靶区优选

济阳坳陷蕴藏着丰富的地热资源,开展深层干热岩的系统评价对于坳陷地热资源综合利用具有重要意义。本文利用收集的1∶20万重力数据38870 km^(2)、1∶5万航磁数据26630 km^(2)和胜利油田以往实施的钻井、地震勘探资料,采用Parker-Oldenburg反演迭代算法、重力-地震联合剥层方法、重磁正反演等方法,开展莫霍面、居里面、壳断裂-岩石圈断裂、基底构造和基底岩性等地热地球物理研究。通过实施大地电磁测深剖面116 km,验证了壳幔过渡带熔融体发育特征。从居里面深度、莫霍面深度、地温梯度、热储层岩性、盖层厚度、潜山规模6个方面评价优选了5处干热岩靶区。济阳坳陷具“壳幔生热、构造控热、潜山储热、盖层保温”四位一体地热成因特征,是以“传导型干热-水热共存、对流型水热补充”为主要特征的盆地复合型地热系统,潜山型干热岩靶区具有进一步勘探和开发的前景。

课程思政视角下地球物理学专业认识实习教学实践

在地球物理学专业认识实习课程中提炼和挖掘课程思政元素,把专业教育和思想品德教育有机地结合起来,特别是在汶川地震遗址现场讲解专业知识的同时,挖掘抗震救灾过程中涌现的可歌可泣的故事,使学生树立“万众一心、众志成城,不畏艰险、百折不挠,以人为本、尊重科学”的抗震救灾精神,使学生认识到学好地球物理学不仅是专业人才培养目标的需求,更是社会使命的需要,从而激发学生热爱专业、学好专业。实现专业课程思政与思政教育同向同行的立德树人协同目标。