可控源音频大地电磁测深技术在地下水资源勘探中的应用研究

在进入21世纪以后,可控源音频大地电磁测深技术实现了快速发展,它作为一种特别有效的地球物理勘探方法存在于资源普查、勘探等生产领域中,表现出了突出的技术性能内涵以及举足轻重的行业地位。在本文中就将从电磁测深技术的发展进程研究出发思考问题,专门探讨可控源音频大地电磁测深技术的应用方法原理以及地质背景情况。最后,主要对该技术在地下水资源勘探中的影响因素以及应用效果展开全面研究。

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。

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。

可控源音频大地电磁测深在地热资源中的应用

可控源音频大地电磁测深(CSAMT)是以地球电磁测深(MT)为核心的人工源电磁测深方法。近年来,我国已有多个科研机构利用可控源音频测深技术探测地热和地下水资源,有助于水资源勘查和环境地质研究,并在实践中获得了较好的结果。本文对可控源音频大地电磁测深在地热资源中的实际应用加以分析,以期对相关工作人员的实际工作带来必要帮助。

基于可控源音频大地电磁测量对广西岑溪市纯塘铅锌矿区深部找矿预测

广西岑溪市纯塘矿区位于佛子冲背斜西翼,整个矿区的找矿潜力较大。本文采用了可控源音频大地电磁测深(CSAMT)开展深部勘探工作,结合矿区已知矿体特征、成矿模式与岩石电性测定结果,确定了低阻、中-高极化特征是指示矿化或控矿构造存在的地球物理标志。本次CSAMT测量通过结合以往地质勘探资料建立了相应的地质-地球物理电性找矿模型,通过钻探工程验证了CSAMT测量结果的可靠性,推断了三处异常与矿(化)有关,异常在空间上具有连续性,向南北延伸,空间范围亦有较大的找矿潜力,值得进一步开展探矿工作。

可控源音频大地电磁法电阻率与阻抗相位双参数综合判定煤矿双层采空区

地下煤层开采后形成的采空及塌陷会给周围生态环境造成破坏,但目前对于煤矿双层采空区,特别是第二层采空区的探测效果并不理想。针对这一难题,采用高效率可控源音频大地电磁仪采集数据,利用电阻率和阻抗相位双参数综合判断划定采空区:当含水采空区位于浅层时呈现低阻特征,电阻率会出现阴影效应,导致上层目标体的异常范围扩展,不利于下层高阻采空区的识别,而阻抗相位的阴影效应和静态效应均比较小,对于下层采空区的反映比较明显。理论模型测试结果表明,电阻率和阻抗相位双参数结合,可有效判定浅部含水采空区和深部未充水高阻采空区。采用该方法,对陕北侏罗纪煤田神府矿区的双层采空区进行了解释,结果表明该方法推断结果可靠,达到了预期勘查效果。该方法为可控源音频大地电磁法在煤矿双层采空区勘查中的应用提供了新思路,具有良好的技术推广价值和借鉴意义。

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。

可控源音频大地电磁法在磷矿勘查中的应用

贵州省瓮安县登科磷矿深部具有良好的找矿前景,但由于含矿岩系陡山沱组埋深大、与顶底板地层电性差异不明显,常规物探方法难以有效识别含矿岩系。通过可控源音频大地电磁测深(CSAMT)结合电场梯度的方法来解译含矿岩系,并实施钻探进行验证。结果表明,陡山沱组与上覆灯影组整体为高阻区域,采用CSAMT二维反演和电场梯度方法,解译陡山沱组位于该高阻区域下部电阻率等值线由密变稀、垂向偏导数为极小值的区域,与钻探结果吻合较好。该研究说明CSAMT结合电场梯度方法在深部磷矿勘查中应用效果较好,可为类似的深部找矿场景提供借鉴。

可控源音频大地电磁法在地热调查中应用效果探讨

地热资源作为集热、矿、水为一体的绿色液体矿产资源,又是一种取之不尽用之不竭的可再生清洁能源,目前在旅游、养身、医疗等领域中发挥了重要的作用。地热资源一般都存储较深,且多与深大的断裂构造有关,断裂构造即是导水通道,同时有可能也是良好的导热载体,因此在地热资源的调查过程中,寻找有利的断裂构造有着非常重要的意义。近年来,对于深大断裂构造的探索调查,可控源音频大地电磁法(简称:CSAMT)使用的十分广泛,且效果良好。本文也通过实例着重介绍CSAMT方法在寻找深大断裂构造,从而发现地热资源中的应用,后期经钻探揭露,也验证了该方法的有效性与可靠性。

复杂地形条件下的可控源音频大地电磁测深数据二维反演技术及应用效果

复杂地形严重地影响可控源音频大地电磁测深(CSAMT)的解释结果,为此,笔者考虑了地形的影响,将地电断面模型经过精细剖分,对模型正演计算的数据进行CSAMT二维反演,得出的结果与正演模型的形态基本一致,获得的电性断面能很好地反映地下地质结构,与实际地质资料相吻合,证实了该方法的正确性和有效性。

可控源音频大地电磁测深法(CSAMT)在秘鲁某矿区水文地质勘察中的应用研究

本文介绍了可控源音频大地电磁测深法(CSAMT)在秘鲁某矿区水文地质勘察中的应用。通过在矿区开展的5条平行CSAMT剖面和1条垂直CSAMT剖面测量,大致划分了沉积岩地层、火山侵入岩体及复合基底等地层的界线,查明了研究区构造体系和地下水分布特征。本区开展的CSAMT成果与已知地质资料吻合较好,一方面验证了该方法在本矿区水文地质勘察中的有效性和准确性,另一方面揭露了更多深部地球物理信息,对深部找矿具有重要意义。

可控源音频大地电磁测深法在贵州沿河县地热水资源勘探的应用成效

为初步查明贵州省沿河县李家坪地热水资源分布特征、圈定热异常范围及有利的地热水靶区,采用可控源音频大地电磁法进行勘探勘查。通过规范施工、数据处理、对比反演、综合解译等一系列精细作业,对该区的断裂破碎带及含水有利区进行了电性结构成像。结果表明:在L10线2425点—2975点、标高-1300~-1900 m,存在相对低阻等值线宽缓带,形态靠近F1断层沿倾向延伸方向凹陷,且位于碳酸盐岩储热层中,最终在L10线2525点开孔,在孔深2100 m见水,水温44℃,水量66 t,验证了可控源音频大地电磁法在地热勘查领域的有效性。

可控源音频大地电磁测深法在惠来县某金属矿区勘探中的应用

在地质、槽探、钻探等工作基础上,开展1:5000可控源音频大地电磁测深工作,圈定异常。结合地质资料,在测定目标区域的岩石物理参数的基础上,结合CSAMT探测得到的电磁数据对异常区作相应推测,寻找与成矿关系密切的断裂构造或侵入体等,为钻探验证提供物探依据。目标矿区以银锡为主攻矿种,以热液裂隙充填脉型为主攻矿床类型,伴生有金、钨、铋、钼、铅锌、硫等矿种,归纳和总结矿区及周边的地、物、化、遥等综合找矿信息和当地的人文干扰因素,采用可控音频大地电磁测深法,采用进一步分析区内成矿地质条件和总结成矿规律,指导找矿评价工作。

可控源音频大地电磁测深（CSAMT）新技术原理与应用

结合广梧高速公路石牙山隧道及茶岭顶隧道的探测，就可控源音频大地电磁测深（CSAMT）方法对隧道区域断层构造的探测问题进行了分析、研究。说明CSAMT法可用于探测断层产状的发育情况，为分析工程地质问题提供基础性资料，并且可以很好地指导钻探工作的布置。

时移可控源音频大地电磁法三维反演研究

时移地球物理监测是观测地下物性参数随时间动态变化的有效方法。地球物理反演结果会受到测量误差、测量环境的噪声污染以及地球物理反演多解性等系统性因素的影响。如果对时移地球物理数据进行不同时刻数据的单独反演,可能会导致不同时刻的反演结果可对比性差,从而影响时移地球物理的监测效果。针对可控源音频大地电磁法在监测领域的实际需求,将不同时刻的观测数据放在一起反演,不同时刻的电阻率模型相互约束,实现了时移可控源音频大地电磁法三维反演。设计三种类型模型进行合成数据的单独反演和时移反演对比试算,验证了时移反演算法的有效性。反演结果表明:通过加入相邻时刻模型约束,时移反演可以更好地聚焦异常体的位置,降低噪声以及测量环境变化对反演结果的影响,防止反演伪影掩盖真实的地下变化。研究成果为时移可控源音频大地电磁法的实际应用奠定了良好基础。

可控源音频大地电磁法在煤矿采矿影响评价中的应用

根据矿山特征采用可控源音频大地电磁法针对煤矿开采形成的采空区和裂隙发育区进行探测,结合地面调查和井下核实,分析开采影响范围,确定地表房屋开裂原因,可为采矿应房屋开裂成因提供科学依据。

可控源音频大地电磁法在鄂东南封三洞铜矿深部找矿中的应用

丰山铜矿是一个开采历史悠久的老矿山,需要接替资源勘查。基于在鄂东南封三洞铜矿矿区开展可控源音频大地电磁测深(CSAMT)找矿工作,结合矿区地质特征对反演图进行推断解释并圈定成矿有利部位,经后期地质勘查工作验证取得较好的找矿成果。因此,可控源音频大地电磁测深为封三洞铜矿的深部找矿工作打开了找矿思路。

可控源音频大地电磁测深在浅部地下水勘查中的应用

可控源音频大地电磁测深法是近些年发展起来的,主要用于探测深部地质构造的一种电磁测深方法。国内一些单位采用可控源音频大地电磁测深法在探寻中深部地热及地下水资源方面做了大量工作[1、2],取得了很好的实际应用效果,但其在探寻浅部地下水方面应用相对较少。这里通过今年在山东泰安开展抗旱找水工作所取得的成功案例,探讨了利用可控源音频大地电磁法在浅层地下水地球物理勘查中的应用效果。

可控源音频大地电磁测深中水平磁场探头方向偏差对卡尼亚视电阻率的影响

文章对均匀半空间条件下 ,可控源音频大地电磁测深 (CSAMT)中水平磁场 (Hy)探头方向偏差对CSAMT卡尼亚视电阻率测量结果的影响进行了理论推导和数值计算。计算结果表明 ,卡尼亚视电阻率测量结果与磁探头水平摆放方向、与磁探头在扇形区所处的测量点位密切相关 ,摆放不正确会给测量结果带来很大的误差。文章还提出了为尽量减少这种误差应采取的方法 ,对野外工作具有很好的指导作用。

可控源音频大地电磁测深法在佛峪口——黄柏寺断裂探测中的应用

研究表明活动断裂是产生地震的根源。佛峪口-黄柏寺断裂是一条规模较大、新近纪以来强烈运动并且走向多变的活动断裂。在延庆西北部山前断裂迹象不明的地段布设了4条可控源音频大地电磁测深(CSAMT)剖面,介绍了资料采集过程和数据处理方法,结合地质资料进行了综合解释。结果表明:CSAMT法能有效识别出佛峪口-黄柏寺断裂,具有水平分辨力强、勘探深度大、抗干扰能力强等优点;佛峪口-黄柏寺断裂在石门营至靳家堡一带总体沿北东方向展布,但局部有变化;佛峪口地段(Z05线附近)发现佛峪口-黄柏寺断裂存在一条次级断裂F1-1。本次工作为延庆西北部地质工作以及防震减灾提供了可靠的基础资料。