海洋阵列大地电磁测深法在辽东湾滩海深部地质构造研究中的应用

在对辽东湾滩海地区的海洋阵列大地电磁测深资料进行研究的基础上 ,结合地质、地震、重磁以及测井资料 ,利用二维有限元法对该区地质结构、构造特征进行了分析。结果表明郯庐断裂带对该区影响深远。郯庐断裂带北延部分在辽东湾地区有 4条大断裂 ,其中二界沟盖州滩断裂分割了该区古老的结晶基底 ,以东为鞍山群 ,以西为建平群 ;大洼海南断裂则控制了中上元古界的分布 ,中上元古界仅分布在该断裂西侧。郯庐断裂作为一整体又控制了中生界火山岩的分布 ,断裂西侧火山岩发育程度高于东侧。另外 ,利用电磁测深技术的勘探深度大这一优势 ,对该区进行了深部层圈结构的研究 ,幔内高导层的深度约为 6 0km ,是软流圈的反映 ,软流圈的起伏与该区的隆凹呈明显的镜相关系 ;壳内高导层的深度约为 2 0km 。

艰险山区阵列式三维音频大地电磁勘探方法与应用

艰险山区是铁路工程勘探领域的重难点。地球物理方法具有设备轻便、施工效率高、成果直观的特点,适合艰险山区的探测工作。大跨度硐室横向范围宽,单条物探测线难以满足勘探精度要求。为此,本文介绍了适用于艰险山区大跨度硐室勘察的阵列式三维音频大地电磁勘探方法,该方法测线布置综合考虑了隧道埋深、硐室跨度,以及测点分布均匀性和边缘效应对探测精度的影响,有效提高了外业资料质量,通过联合反演构建了详实的地下三维视电阻率数据体,可直观反映地下地质体异常空间展布情况。研究成果有效揭示了破碎富水岩体地下空间赋存形态,为隧道施工设计提供了参考。

同步阵列大地电磁测深法及其在山区的应用技术与效果

通过对地表异常体引起曲线畸变的理论分析，研究了同步阵列大地电磁测深法山区资料的处理方法，采用低通滤波、带地形的二维反演方法有效地消除了地形的影响与静态偏移。在湖北利川山区的试验表明，该方法在复杂地表山区不失为一种有效的勘探方法。

EH4大地电磁法在中深煤层采空区探测中的应用

为了查明鄂尔多斯棋盘井某矿916、917工作面附近区域采空区及积水分布情况,采用EH4大地电磁法对该区域进行了探测。通过了解该区域地形地质资料,分析电性响应特征,进行干扰试验和参数试验研究,然后进行现场施工布置,开展内业资料处理与分析,进行剖面和平面成果解释。结果表明,试验电极和磁棒一致性较好,确定采用电极距40 m、采集次数8次,增益大小根据测点实际信号确定;经过干扰信号的剔除、静态校正和合理解释,圈出1处弱高阻异常(不含水)和1处弱低阻异常(弱含水),分析均为断层破碎带,未发现明显的采空区及积水异常区,基本达到了预期探查目的。

基于SVMD-PSR-MNF的海洋MT数据噪声压制方法

海洋大地电磁法是一种天然源方法,其采集的大地电磁信号具有场强微弱、易受干扰等特点.在浅水环境下,海浪运动引起的复杂强烈的感应电磁场是大地电磁信号主要干扰源,极大降低了大地电磁数据的信噪比,致使视电阻率和相位畸变.针对这种复杂的强能量噪声,本文提出SVMD-PSR-MNF方法对其进行压制.通过连续变分模态分解(Successive Variational Mode Decomposition, SVMD)实现噪声预估计,然后利用相空间重构(Phase Space Reconstruction,PSR)将时间序列转化为矩阵,在此基础上,结合最小噪声分离(Minimum Noise Fraction,MNF)将含噪MT数据分解为一系列MNF成分,最后通过MNF成分的选取重构实现信噪分离.针对实测数据去噪效果评价难的问题,本文基于大地电磁信号的非平稳特性和海浪感应磁噪声的周期性,提出基于自相关函数(Autocorrelation Function,ACF)的去噪效果评价方法.为了验证提出方法的有效性,将其应用于合成数据和南黄海实测数据的处理中.本文基于一维各向异性模型模拟连续频谱的MT信号,并采用三维随机海浪感应磁场公式合成符合实际情况的含噪MT数据.合成数据和南黄海实测数据的处理结果表明,SVMD-PSR-MNF方法可在压制噪声的同时较好地恢复有效信号,校正噪声导致的视电阻率和相位的畸变,提高MT数据质量;ACF可评价海浪感应磁噪声的压制效果.

可控源音频大地电磁法探测中深老窑采空区技术

通过探明榆林地区中深老窑采空区,为老窑采空区治理奠定了基础。选取了典型的中深矿井庙渠煤矿、兴维煤矿作为可控源音频大地电磁法探测试验场地。对试验区进行了干扰试验、参数试验等,确定了背景噪声范围,优化了发射电流、测量频段等施工参数,并确定了现场应用采集参数,测量频带为9600~4 Hz,AB发射极距为840 m,最小收发距为8.9 km,发射电压为700~850 V,发射电流为15 A,点距为30 m。根据优化后的参数,采用可控源音频大地电磁法,利用优化参数对庙渠煤矿3煤采空区的分布情况进行了探测,推断有1处高阻异常区域分布在庙渠和兴维矿区上,主要集中在庙渠矿区,面积较大,分布范围广,推断为3煤采空区,在庙渠矿区的面积约0.234 km^(2),并经钻孔验证,验证效果较好。

大地电磁测深阻抗的噪声旋转法

本文采用一种称为阻抗的噪声旋转法来估计大地电磁测深波阻抗，本方法不受最小二乘统计假设的限制，适应于多种情况。

时空阵列混场源电磁法理论及模拟研究

针对电磁勘探中的混场源输入条件,提出了一种时空阵列混场源电磁勘探方法.假设输入端同时包含天然电磁场源和可控人工场源,输出端进行多站同步观测;基于多输入-多输出系统的分析方法,推导了混场源条件下的时空阵列方程组.提出了系统响应的求解策略,一次性获得所有同步测道对各个场源独立激励时的响应,并分别求取了大地电磁法及可控源电磁法的各种解释参数.在此理论基础上,设计了针对性的施工方案;可控人工场源的选择形式多样,其类型、数量、激励方式及布设位置等不受限制,所有场源的激励可同时进行,无需分步;测区内各测站的布设方式灵活,可根据需要布设单分量测道或多分量测道;同时在测区外布设张量远参考站.利用数值模拟方法,论证了方法的有效性,并与常规方法进行了对比.结果表明,本方法不仅可提高人工场响应的处理精度,还具有一次野外数据采集,可同时获得天然场及人工场电磁响应结果的突出特点,进而提高采集效率,压制噪声影响;本方法集合了天然场源电磁法和人工场源电磁法的优点,为实现不同类型频率域电磁测深方法数据的统一处理提供了思路.

海水层对海洋大地电磁勘探的影响研究

为了研究海水层对大地电磁测深的影响,建立了一维层状模型并进行计算。结果表明,海水层对电磁场的影响特征主要表现为高频段的影响大于低频段,磁场的影响大于电场,相位的影响大于振幅。针对海洋大地电磁测深中使用远参考道问题,设计了三种二维地电模型(取参考点位于陆地或海底,测点位于海底),并对三种模型的大地电磁响应进行了有限单元法数值模拟,通过异常对比研究表明,在海洋大地电磁测深中可以使用远参考道,获得海底深部介质的地电信息。

海洋大地电磁二维正演及结果分析

研究了海洋大地电磁法的二维正演并编制了相应程序 ,程序采用有限单元法求出海底各节点处的电磁场值 ,进一步计算得到视电阻率。为了验证程序的正确性与有效性 ,根据卡尼亚理论推导出计算一维海洋模型的阻抗公式 ,并得到视电阻率的解析解 ,将其与有限元法得出的数值解进行了对比 ,表明了此方法的正确性。通过对正演结果的分析 。

电磁阵列剖面法在六盘山盆地的应用效果

六盘山盆地具有良好的石油地质基础条件，工区内的下第三系和上古生界地层为两套低阻标志层，下古生界和元古界地层构成高阻层基底。这种电性组合特征为利用EMAP法研究深层电性特征提供了前提。野外采集采用8道，观测频率选用0．001～344Hz。在资料处理中，主要采用低通空间滤波和相关技术压制高频静态位移和噪声，以增强有效信号。资料解释采用二维有限元反演、二维层状介质反演和电性界面成像技术等方法，可以分别得到相应的反演剖面和电性界面。将这些电性资料和其它有关的地质、钻井、地震和重力等资料结合在一起进行分析，便可描述断层、基底结构、局部构造，以及主要生油层特征，为进一步的勘探工作提供依据。由于EMAP法具有探测深度大，不受高阻层屏蔽的影响，对低阻层反应灵敏、施工简单灵活、成本低、见效快等特点，因此此法有可能弥补地震勘探的不足，成为六盘山盆地油气勘探中一种重要的物探方法。

音频大地电磁法在相山地区的找矿应用

阐述了音频大地电磁法的基本原理,介绍了利用音频大地电磁法在相山地区的找矿的效果,并经钻探证实物探成果的有效性。认为音频大地电磁法能为相山地区"攻深找盲"提供地质资料。

可控源音频大地电磁法在地热资源勘查中的应用

地热资源作为一种新型的清洁能源,被广泛应用于发电、供暖、农业、医疗等多种领域。该文主要介绍采用可控源音频大地电磁法(CSAMT)对调查区内主要深大断裂进行测量,了解其赋存位置及断裂带特征,评价构造等因素与地热资源赋存的关系,分析成热地质条件,为后期开发利用地热能、圈定地热资源开采靶区、拟定地热井理想井位提供参考依据。

可控源音频大地电磁法在硝盐矿采空区溶腔探测中的应用

可控源音频大地电磁法(CSAMT)是探测采空区的有效方法之一,为验证CSAMT对可溶性盐矿采空区溶腔的探测效果,对龙归硝酸盐矿采空区使用CSAMT进行测量。根据测线剖面特征推断采空区溶腔顶板的埋深位置,对比分析地震波反射法的剖面特征,验证了CSAMT测量的可靠性。

一种时空阵列电磁数据处理模型

为解决常规电磁数据处理方法输入端相关噪声难以压制的瓶颈问题以及输出端单站处理难以满足阵列观测数据处理需求的问题,提出一种阵列电磁数据处理新模型。在输入端,假设天然电磁场、人工电磁场及不可控人文电磁场同时入射地球表面,组成系统的输入,且随时间变化,构成空间阵列场源在不同时刻对系统的输入时空阵列。在输出端布设多个空间测站,在多个时窗内同步观测地球对所有输入激励的总响应,构成空间阵列测道在不同时窗内对系统的输出时空阵列。基于电磁勘探系统的线性时不变性,推导输出和输入的数学关系,获得包含系统响应的多元二次时空阵列方程组。探讨该方程组在不同条件下的求解方案,提出从系统响应中提取目标地电参数的策略。最后,利用实际案例论证本文模型的可行性。研究结果表明:本文模型为实现输入端的信噪分离、输出端的多站多道数据综合分析提供了理论依据,可为复杂场源环境下的三维阵列电磁勘探提供技术支持。

大地电磁三维反演在土屋铜矿床探测中的应用研究--数据采集和预处理

针对土屋铜矿区地表低阻覆盖层厚、矿与围岩的电性差异不大的特点,应用穿透低阻能力强、勘探深度大的电磁阵列剖面法开展了面积性的勘查工作.由于采用了先进的仪器系统和数据预处理技术,获得了高质量的野外数据,为进一步的三维反演工作奠定了基础.

大地电磁三维反演在土屋铜矿床探测中的应用研究--三维反演和解释

对所有测点的视电阻率和相位数据进行了反演,获得了测区地下电阻率的三维分布图像.测区内的最明显电性特征是地表普遍分布几十米厚的低阻体,在测区中间部位存在两个连通性较好的高阻带.三维分布图像与0勘探线、7勘探线矿体断面和矿体平面分布范围有较好的对应关系.推断测区内浅部含矿的重点部位是低阻背景中的相对高阻带;深部对应矿(化)体的地层位于良导体和高阻基岩间的过渡带主要分布在高阻带Ⅰ和高阻带Ⅱ所在的区域.

音频大地电磁(AMT)在秦岭隧道设计中的应用

主要介绍了利用音频大地电磁测深法在勘察深部地质情况的可行性,在铁路长大埋深隧道的设计勘察中,音频大地电磁测深法对查明隧道洞身范围内不良地质体空间分布以及影响范围具有有效性以及适用性,主要介绍了利用音频大地电磁测深法查明秦岭隧道洞身范围内的岩体完整性,富水性,不良地质体的空间分布。

大地电磁测深法中静态效应及其反演

大地电磁测深法的观测结果常受静态效应的影响而畸变,易将静态效应推断为陡立的深大断裂或垂向大延深的异常体,因此,静态效应校正是大地电磁资料处理必不可少的环节.在全面了解国内外静校正研究现状的基础上,用有限元二维正演程序计算了均匀半空间、均匀层状介质及较复杂的地电模型的TE,TM模式响应,得出静态效应在不同地电模型中的响应特征.并将静位移作为一个反演参数直接参与反演,在反演过程中同时对表层局部不均匀体引起的静态位移作校正.结果表明静态效应直接反演法对静态效应的压制具有较好的效果.

电法勘探的发展和展望

电法勘探在经历了近一个世纪的发展后，其方法理论、仪器设备、野外数据采集、处理和解释等方面都经历了一系列重大变化．本文以方法理论的进展为主线，回顾、展望了目前电法勘探中几个重要而令人关注的研究焦点．这些问题的研究进展将会对21世纪的电法勘探产生深远的影响．