在河北省铁矿资源潜力评价及成矿预测中,对重力场、磁场特征进行了总结和归纳,认为规模较大的航磁正异常主要是出露或隐伏侵入岩基的反映;大面积分布的低缓正磁异常区则主要反映了太古宙变质岩系或基底隆起的边缘,沉积变质型铁矿主要密集分布在此区域;负磁场区主要出现在中上元古界、古生界碳酸盐岩和中生界酸性火山—沉积岩系;强度高、梯度大、或有明显负值伴生的局部磁异常则可能是磁性铁矿的反映。从重力场特征看,磁性铁矿主要分布在布格重力异常的梯级带或异常扭曲处,以及正、负异常的交界处,这些地方多与地质构造强烈变形密切相关。只有对重磁场进行深入地质剖析,结合典型矿床上建立的识别标志进行对比分析,才能得出一个符合客观实际的地质解释。

为了寻找隐伏矿、深部矿,以四川通安—小牛场地区为研究平台,开展了矿产远景调查,提出了将重力、航磁、地磁、激电等物探手段有机结合,综合应用于西南山区矿产调查的思路,并列举典型实例,逐步分析各种物探异常,最终实现从圈定找矿重点区到确定矿体平面分布形态的目的。以期这一重、磁、电相互结合的模式对今后西南山区的矿产勘查能起到一定的指导作用。

以广东省典型铅锌多金属矿床为例,探讨各矿区镉的含量特征及不同类型矿床闪锌矿中镉的含量及锌镉比值分布特点,结果显示,镉富集程度受不同矿区地球化学背景的影响较大;不同矿区镉与锌均表现出相关—强相关关系,表明两者在成矿过程中具有相似的地球化学特征;高镉含量与低锌镉比值叠合区主要位于已知铅锌矿床分布地段,向四周镉的富集程度有所降低;不同矿床的闪锌矿中,镉的富集系数及锌镉比值具明显阶梯性,除受控于闪锌矿的形成温度、颜色及类型外,还与矿区富银关系密切。该研究为了解广东省镉分布特征及镉矿地质评价工作提供了科学依据。

东乡火山岩盆地近年来不断发现金银铜多金属矿床(点)。根据盆地内典型矿床地质、地球化学特征,结合1:20万区域地球化学资料和1:5万土壤测量圈出的地球化学异常地段,估算了盆地内可富集的金属资源量,并圈出了有远景的找矿靶区。

利用广西云开地区1:20万化探扫面成果,研究该区成矿元素的地球化学特征及分布规律,并选择了主要成矿元素Ag、Au、Pb、Zn、W、Mo、Sn进行讨论,研究它们在空间、时间上的分散、富集规律,为区域矿床地球化学预测提供理论依据;提出Ⅰ级找矿远景区8个,Ⅱ级远景区5个,Ⅲ级远景区3个,作为下一步矿产勘查工作的靶区。

在认识微生物油气勘探原理的基础上,对微生物油气勘探常用指标进行了分析。油气田上方的微生物异常与背景区有明显差异,油田与气田上方不同指标的异常特征亦不同,表明地表微生物可应用于油气勘探。研究发现,甲烷氧化菌、丁烷氧化菌、专性烃氧化菌、硫酸盐还原菌等在油气田上方表现出较为明显的顶端异常特征,专性烃氧化菌在气田上方显示稍弱,甲烷氧化菌在油田上方显示稍弱。

简要介绍了接触交代—热液型铁矿床和沉积变质铁矿床形成的地质环境、控制条件,矿体形态特点和经济利用价值,通过平台磁异常Z_a-H_a双分量参量图研究,拟合反演,提出平台磁异常可能对应陡立接触带形态的磁性体。在重磁相关分析中,由相关系数的大小判断出平台磁异常重磁不同源,说明平台磁异常主体部分对应的磁性体不是沉积变质铁矿床。在CSAMT测深法探测结果分析中,提出平台磁异常深部可能存在岩浆岩侵入活动的物探证据。从而说明平台磁异常区具备形成接触交代—热液型铁矿床的可能性和几个必要条件,综合地质、物探资料推测平台磁异常成矿类型可能是接触交代—热液型铁矿床。

为了提高磁铁矿勘探过程中矿层预测精度,解决钻孔钻进过程中终不终孔的问题,认为可以采用勘探线剖面高精度磁场观测、岩芯标本磁参数测定、磁参数与钻孔编录成果约束后的磁异常正演计算,由此来确定剩余磁异常的有无,从而推断地下有无隐伏磁铁矿矿层。笔者在预测过程中采用:①最大剩余磁化强度、磁化率;②平均剩余磁化强度、磁化率来正演,取得了一些实际效果和经验,为磁铁矿矿区开展勘探施工提出一些参考意见。

以印尼某铁矿区为例,说明AMT法寻找隐伏铁矿的有效性。配合磁法,利用AMT法的低阻体圈定隐伏磁铁矿,为钻孔设计及矿山开发提供了物探依据,在国际化的商业勘查中取得了良好的勘探效果。

在洛阳龙门西山及洛阳盆地地热勘查中,应用音频大地电场ΔU测量、放射性α测量、激电测深等综合物探方法,成功确定了4眼隐伏断裂构造型热水井,其中温度最高达98.5℃,水量达96 m³/h。以玉隆苑高温地热井综合物探勘查为例,说明了物探方法在寻找地下隐伏断裂构造型热水中的作用初步探讨了高温地热井的成因。

对大麦地锡矿区出露的云岭花岗闪长岩体地球化学特征进行了研究,岩石中SiO₂含量变化范围为60.25%~66.44%,平均值64.41%;K₂O含量为0.37%~4.39%,平均值3.07%;全碱(w_K2O+w_Na2O)为3.44%~11.47%,平均值5.92%;岩石铝指数(ACNK)平均值为2.62。大麦地锡矿区花岗闪长岩的地球化学特征表明,该岩石属于富硅、铝的高钾钙碱性系列花岗岩,全碱含量较高,Nb、Ta、Sr、P、Zr和Hf亏损,轻、重稀土元素分馏明显,显示一定程度的负铕异常,岩石处于挤压碰撞的构造环境中。从区域构造演化特征分析,这一结论与云岭岩体所处位置比较吻合。

区域地球化学场结构特征是化探异常评价的重要因素。基于区域元素背景含量和异常发育程度,提出了地球化学场结构的简明分类和划分方法,将区域地球化学场分为4个基本结构类型,并以广东省为例,初步讨论了主要组合类型的找矿意义。利用区域地球化学场的背景—异常结构分类,审视了大范围地球化学场的结构特点及其与成矿的关系,做法简单实用,为迅速聚焦找矿远景区或找矿靶区提供了一种有效手段。

高密度电法是浅层地球物理勘查的主要方法之一。文章从以下几方面分析、总结了高密度电法近十几年来的进展及未来的发展趋势:①对目前主流高密度电法仪器的性能进行了对比,认为高密度电法仪正朝着多通道、多参数、多功能、大功率的趋势发展;②高密度电法工作环境已从地表测量发展到水上、水下和跨孔测量,并对后三种测量方式特点进行了分析,认为高密度电法将实现全天候环境下的测量;③在对高密度电法数据处理方法和反演发展现状分析的基础上,对四维反演的理论和应用实例进行了阐述,认为四维反演将在各类监测项目中发挥重要作用;④分类总结了高密度电阻率法的应用领域。结果表明:随着探测深度、观测精度的提高和观测形式的多样化,高密度电法应用领域将更加宽广,具有广阔的发展前景。

研究了不同测量方式(井-地,地-井,井-井)下点源场井中电法的三维有限元数值模拟。考虑到深度方向上大范围的网格剖分和井眼的影响及井-井测量等因素,采用放射状三棱柱单元的网格剖分方式,以提高网格质量,减少剖分单元数;给出了三棱柱单元的坐标变换公式,进行精确的单元积分,减少了单元积分时间;结合非结构化网格技术,实现了复杂模型的模拟;开发出相应的程序实现了复杂条件下(如考虑井眼影响、井井测量、倾斜井情形、地形起伏等)电法测井的三维有限元模拟,数值算例验证了方法的可靠性及计算效率,并对不同情形下的异常响应进行了分析,为进一步的反演工作奠定了基础。

根据A.A.考夫曼推导水平层状介质表面上磁偶极子电磁场表达式的思路,推导出了水平层状大地上方磁偶极子电磁场的表达式,采用两层和三层典型层状大地模型,研究了不同飞行高度的电磁场响应特征。计算结果表明,飞行高度的变化直接影响测点的电磁响应大小。

对国外典型固定翼时间域航空电磁系统飞机平台及国产飞机平台的各项性能进行了对比分析,对改装能力、运行费用、安全性等几个方面进行了评价,总结了固定翼时间域航空电磁系统设计飞机选型的基本经验和规律,提出了用综合效费比指标来指导飞机选型工作。

探地雷达对浅层勘探具有较高分辨率,为煤田火区浅部松散煤体或采空区等典型火源地质结构探测提供了重要手段。然而如何识别各种火源地质结构体,确定火区重点范围还存在一定的理论不足。基于电磁波理论,采用时域有限差分法正演模拟了火区典型地质体地电模型雷达响应,其特征表现为:松散跨塌煤体对应雷达响应绕射波严重,其内部波形紊乱;空洞区顶界面回波能量强,较为连续,其内部无绕射。正演模拟和现场测试研究表明:探地雷达对识别浅埋火区煤层松散跨落程度,圈定火烧重点区域,减少灭火成本和火区开采安全事故具有重要的现实意义。

退磁作用使磁异常幅值变小,形态畸变,影响磁测资料反演解释的地质结果的准确性。用有限元法数值模拟磁性体在考虑退磁作用下的磁场,以二度水平圆柱体理论模型为例,研究退磁作用对磁异常的影响。当磁化率k≥1.0 SI时,考虑与不考虑退磁作用,异常极大值偏差可达1 300 nT以上,相对偏差可达30%以上,因此认为退磁作用的影响很大,不可忽略。青海尕林格铁矿区磁测资料的反演实例说明,忽略退磁作用将导致反演的矿体体积偏小,影响钻孔的布置和资源储量的评价。

结合金属矿体地震地质数学模型,对多波多分量地震勘探的数据采集和资料处理方法进行了探讨和研究,主要针对多波资料的分离、去噪、共转换点道集选排、动校叠加、偏移等特殊技术进行了处理试验。在无法得到有效反射纵波资料的地区,可尝试采用转换波地震勘探方法技术;也可利用多波多分量地震勘探分析纵、横波速度以获得较多的岩性参数,降低多解性。模拟研究结果对今后开展金属矿转换波地震勘探方法技术的应用与研究有一定的借鉴作用。

在岩土工程核算、竣工验收中遇到的锚杆或锚索等深埋一维良导体长度检定时,利用良导体直接充电和旁侧平行成孔(检定孔)电场测量的方式可以精确测量并给出检定结果。理论解析计算和水槽物理模拟试验表明,这种检定方法的测量精度受杆-孔相对距离和平行度的影响小,检定结果受旁侧无关良导体干扰小;在一个检定孔中可以对周围多根检定对象进行长度检测。这种有效的物探检测方法可以推广应用到良导体长度的精确检定中。

地震资料处理技术和流程多以构造成像为重点,而忽略了处理方法及参数变化对地震波振幅的改造,影响了处理结果的保幅性。基于模型数据和实际资料,对面波压制、几何扩散补偿、预测反褶积等几项关键处理技术的保幅性进行了分析,提出了提高保幅性的处理思路和流程。处理结果表明,采用合理的方法和流程,使面波压制、几何扩散补偿等处理环节的相对保幅性得到了明显提高。

影响完全匹配层方法吸收效果的主要因素有吸收层厚度和衰减系数,笔者通过地震波场数值模拟,讨论了吸收层厚度和衰减系数对吸收效果的影响。研究表明,在衰减系数一定时,吸收层厚度越大,边界反射越弱。吸收层的厚度一般在12~20道较为适当,在吸收层的厚度比较小时,随着衰减系数的增大,边界反射逐渐减弱甚至完全没有边界反射,但是若再进一步增大衰减系数则又会逐步出现边界反射。因此,在实际应用中应该注意衰减系数的选择,衰减系数一般在500~2 000之间,衰减系数较大反而影响其效果。

针对剩余静校正问题,讨论了统计方法中的蒙特卡罗法用于反射波能量最大化剩余静校正的方法。分别论述了反射波叠加能量最大化法和蒙特卡罗方法,以及蒙特卡罗方法如何应用于剩余静校正的计算中,并用实例说明了该方法的效果。通过实际应用蒙特卡罗剩余静校正方法,解决了经野外静校正后残留的剩余静校正问题,并通过与其他剩余静校正方法的实际应用对比,说明了蒙特卡罗剩余静校正方法的优势。对于大剩余量的静校正问题,蒙特卡罗剩余静校正方法仍然可以很好的解决,并且不会产生串相位问题,说明蒙特卡罗剩余静校正方法是可靠的。

在储层预测研究中,某些复杂地区存在声波时差曲线受诸多因素的影响而很难真正反映储层特征的问题,为此提出了综合利用自然伽马、自然电位、电阻率等特征曲线,在不同的地层单元内,用多曲线信息融合的方法进行约束反演,其目的是构建一条既能较好反映岩性,又能保持时深关系前后一致的拟声波时差曲线,进行随机反演,使结果更能突出储层与围岩的差异,提高剖面的纵向分辨率和横向连续性。

在国家863重大计划项目的支持下,开展了我国航空地球物理试验场建设和研究工作。为此,开展了对国外航空地球物理试验场建设情况的调研,详细总结了加拿大安大略湖Reid-Mahaffy航空电磁地球物理试验场选场条件、建设方案以及试验场应用等情况,为我国航空地球物理试验场建设提供了重要启示。

通过对沾化冬枣产地生态地球化学环境资料的系统整理,发现土壤中有益、有害元素的分布分配、迁移转化规律和赋存特征影响沾化冬枣的品质和食用安全性。对冬枣品质影响较大的元素有Mo、Cd、Co、Hg、S、N、Se等,其中Mo、Cd、Co、Hg、S含量过高时会降低冬枣果实的品质,尤以Hg、S、Cd影响最大,而N、Se可以提高冬枣的品质。结合基础研究成果,在土壤中增加Fe、K与水提取Se有效态含量或降低有效态B、Cu、P、N含量将有利于提高冬枣品质,该研究为冬枣统筹施肥和田间管理指明了方向。

在广东珠海地区采用便携式半导体测氡仪进行了大比例尺土壤氡浓度调查,测点数469个,面积大于100 km²。珠海地区地下0.6 m处的平均土壤氡浓度为55.94±58.54 kBq/m³,其中在珠海斗门的第四纪沉积物地区、沉积物和风化花岗岩混合地区,以及风化花岗岩地区的土壤氡浓度分别是7.14±8.75,37.64±25.92和151.25±196.23 kBq/m³。高氡潜势区主要分布在黑云母花岗岩、风化花岗岩地区和新的工业开发区,且表现出与当地岩性密切相关。城市化和工业化改变了原有的天然辐射背景。珠海市区的平均土壤氡浓度分别为广州、泉州和晋江市平均值的8.3倍和15倍。研究结果表明:珠海是一个氡潜势较高的区域,需要进一步开展辐射防护目的的氡测量。

由于地裂缝的形成原因多样,宽度小,展布特征特殊,采用探地雷达进行地裂缝探测,一般很难达到良好的探测效果。通过探地雷达在地下采空、活动断裂、地下水超采等3种不同原因产生的地裂缝上进行探测并取得较好波形图像的实例,介绍了从天线配置、测线布置到资料处理、图像解释等工作流程,总结了不同成因类型地裂缝的探地雷达波形特征。通过实地探孔、探槽验证,说明探地雷达法探测结果准确,探测结果准确反映了地裂缝深部的发育状况和发现新的地裂缝,对分析地裂缝的成因和机理提供了科学依据。

从算法研究、训练图像处理和实际应用三个方面详细解剖了国内外多点地质统计学的发展历程,在此基础上,分析了多点地质统计学主流的几种算法的核心原理、适用范围及优缺点,以此来对储层建模的发展趋势作出展望。目前,多点地质统计学虽是随机建模的一种前沿研究热点,但由于其尚未成熟,仍需对建模算法进行研究。为此,在前人研究的基础上,重点分析了多点地质统计学的发展趋势:合理处理训练图像;合理利用软信息;选择合适的相似性方法;选择合适的标准化方法;合理利用平稳性;算法间的耦合;选择合适的过滤器;拓展缝洞型碳酸盐岩模拟。最后,提出多点地质统计学在储层建模方面,应从增加储层的模拟区域、提高模拟精度、扩大储层相的模拟范围和提高计算机模拟效率等方面进行改进。

多分量地震资料解释的首要问题就是多分量的标定和对比,其中最关键的是转换波反射系数的求取及子波的选取,然而Zoeppritz方程在数学表达上极其复杂,在物理意义上也不直观, 因此很难得到直接的应用。为此,在详细介绍五种近似公式的基础上,利用六种模型分析了随入射角的变化各公式的适应性,最后得出结论,Aki和Richard的近似公式适应性普遍比较好。

概述了物化探数据共享与服务的国内外现状,探讨了我国物化探数据服务与共享的理念和实现技术;以"土壤基准值空间数据库"的服务与共享为实例,说明了利用ArcGIS Server实现空间数据库动态发布的方法技术。

为了解决多源数据显示及分析的问题,根据航空物探数据的空间特性,以GIS理论为基础,应用三层架构原理,利用C#语言,研发了航空物探空间数据显示平台。该平台拥有数据管理、符号化展示等性能,为航空物探资料的解释提供了更直观的信息。

井间地震层析成像技术能够提供钻孔之间地质体的高分辨图像。LTI法与SIRT法相结合是目前使用较广的一种层析成像算法,在此基础上考虑到一个较好的初始模型能提高算法的准确性及效率性,以及在SIRT算法当中如何分配残差能使反演的结果更好,提出了改进模型的层析成像算法。此方法基于LTI法进行射线追踪得到每个接收点在初始模型上的理论走时后,就利用这个理论走时与实际拾取走时的差值以及射线追踪所得到的射线路径,对初始模型进行修正。通过数值模拟实验发现,该算法的效果较原始算法有一定的提高。

时移地震油藏监测技术是直接确定剩余油分布的关键技术之一。针对时移地震油藏监测在国内的需求及推广应用难点,研究了时移地震数据空间偏差校正处理方法。由于在观测系统、采集方向的处理参数等方面的差异,导致地下同一反射点在不同时移地震数据偏移后空间位置存在差异,产生与油藏变化无关的地震差异,增加数据解释的难度和风险。通过对参考数据与监测数据三维空间内的局部数据体的三维相关计算,确定监测数据体在x方向、y方向和时间方向上最佳移动量,从而实现两次地震数据空间位置差异校正。实际时移地震数据处理试验结果分析表明,空间偏差校正处理方法在消除时移地震数据三维空间非线性空间偏差方面是有效的。

为获得定源回线瞬变电磁x分量的视电阻率,将定源回线等效为多个垂直磁偶极子,从而计算得到定源回线x分量瞬变响应结果。通过均匀半空间的瞬变响应值来拟合实测瞬变响应每一时间道的值,将均匀半空间的电阻率值定义为该时间道的视电阻率值。计算结果表明该方法有效,计算精度能够满足要求,可为定源回线瞬变电磁法多个分量综合解释提供必要的基础。

通过河南郁山隐伏铝土矿详查中的应用实例,结合覆盖区矿区勘查特点,对可控源音频大地电磁法(CSAMT)在测量隐伏铝土矿勘查中的作用进行了总结。河南郁山隐伏铝土矿勘查深度为150~700 m,常规的直流电测深法很难在勘查深度上满足需要。而基于CSAMT的 WINGLINK2D和WINGLINK1D反演结果,能准确反映深部含矿岩系、地层及构造的特征,为合理优化工程布置打下了良好的基础。

为了研究起伏地表条件下三维直流电场问题,基于全空间的拟解析近似理论,推导出起伏地表条件下三维直流电场的拟解析近似理论公式。将起伏地表条件下地下存在异常体时所产生的异常电场分为两部分,其中一部分为地下三维异常体所产生的体异常电场,通过对异常体的体积分求得;另一部分为由起伏地表所产生的面异常电场,可以利用对起伏地表地空界面的面积分求得。利用拟解析理论,对两部分异常分别推导体电反射函数和面电反射函数,得到起伏地表下电场积分方程的拟解析近似公式。该理论公式为解决起伏地表问题提供了一种思路,丰富了拟解析理论的应用,为直接进行正反演模拟、消除起伏地表对电法勘探的影响打下了基础。

为解决铜山口老矿区深部及外围找矿重大突破的技术难题,以重力调查方法为主,配合磁法及电法勘探,在铜山口地区开展了深部找矿方法技术研究。根据该地区热液型多金属矿床的成矿规律,建立了该地区地质—地球物理找矿模式。这对在长江中下游地区寻找与中酸性侵入岩有关的矽卡岩型和斑岩型铜、铁、钼等矿床具有一定的指导意义。