鄂东南地区的中酸性侵入岩与区域成矿关系密切。根据研究区岩矿石物性和地质上设想的模式,建立多种识别信息的地质—地球物理模型与识别标志,并以实际资料检验所建立模型的正确性。利用小波多尺度分解提取研究区重磁异常弱信号,对比理论模型和已知岩矿体与不同尺度局部重磁异常的组合关系,得出大尺度细节中的局部低重高磁异常是岩体的反映、高重高磁异常是较大规模矿化体的反映,小尺度细节中的局部高重高磁异常是矿化体引起的结论,并圈出13个可能存在隐伏岩体、矿(化)体的低重高磁、高重高磁异常区域。通过研究灵乡地区已知见矿钻井大多对应局部高重高磁的异常特征,推断螺丝山、ZKI01孔与陈家山头构成一北东向局部高重高磁异常带、狮子山与玉屏山环状局部高重高磁异常带和柯家湾南部的局部高重力异常带是进一步工作的方向。

为了配合九龙脑矿田深部找矿突破,在天井窝钨多金属矿示范区开展面积与剖面测量相结合的物化探综合勘查技术方法,圈定“一带(古亭灰岩与九龙脑复式岩体东西向接触带)三区(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ异常)”为成矿最有利区段。通过钻探工程验证揭露多层厚度1.62~19.37 m似层状、接触带矽卡岩型钨多金属矿体,初步建立起该区矽卡岩型钨多金属矿体物化探综合找矿模式——“二低三高”,即低重力、低视电阻率,高强度的ΔT异常、高视极化率η_s异常,并有地球化学W、Sn、Bi、As、Sb、壤中汞气等高异常。区内钨多金属成矿与燕山期岩浆活动关系密切,成矿受地层、岩浆、构造复合控制,因此选区应在反映岩体或隐伏岩体的重力低异常区及断裂构造的壤中汞气异常区。基于以上认识,指出区内南边深部具备地层(古亭灰岩)—构造(F₁、F₂断裂)—岩浆岩(深部隐伏岩突)成矿有利条件的最佳耦合,深部找矿潜力较大。

针对四川盆地兴隆气田长兴组隐蔽海相生物礁气藏空间形态及有利储层预测难的问题,首先建立生物礁体地震正演模型,揭示生物礁体独特的“外形上凸、内部波形杂乱、反射波组增多、频率降低”地震响应模式,指导优选地震几何形态类、波组统计类、频率类属性开展分析,并通过多属性聚类融合刻画生物礁相储层边界形态;然后应用中子拟声波约束模型迭代反演方法预测储层厚度;进一步开展纵波速度与孔隙度交会分析,应用非线性方程转换速度反演成果预测储层孔隙度;最终通过计算储能系数,探寻储层厚度与孔隙度最优匹配特征,定量预测礁相有利储层分布特征。该预测方法揭示了生物礁储层空间展布特征,提高了预测精度,对礁相储层预测研究具有一定的借鉴意义。

宁夏六盘山早白垩世盆地蕴藏着丰富的膏、盐类矿产资源,宁夏地质局先后在固原市原州区中河乡硝口及上店子村施工的ZK101、ZK201孔中发现厚度达42.38~256.11 m的岩盐矿层,该区岩盐矿产具有一定成矿远景,找矿潜力较大。利用矿区已有的1∶5万重力资料,划分构造单元,确定与岩盐矿床有关的局部构造单元,结合矿区地震时间剖面、重力和电法剖面资料,地质剖面、钻孔资料、测井数据,分析对比、反演研究,提取地层、构造(含断裂)、岩盐矿等物性参数或异常特征,总结各物探方法对岩盐矿勘查时的特征规律,提出本研究区内查找岩盐矿最为有效的勘查技术手段或方法组合,在研究区共圈定出9个找矿靶区,目前普查区为Ⅲ靶区,查明岩盐矿26亿t;后期在Ⅱ靶区又做了进一步工作,Ⅱ+Ⅲ靶区共查明资源量49亿t。研究成果为区域经济发展、找矿突破提供重要的物探基础。

帕断山矿区位于兰坪—思茅中生代断陷盆地的普洱中轴断裂带上,成矿环境极为有利。通过对该区开展1∶2.5万土壤地球化学测量,分析元素地球化学特征及地质背景,圈定了12个综合异常,并将其划分为6个综合异常带。在Ⅰ号综合异常带的AP6综合异常处发现并圈定了4条铜矿体、1条低品位金矿体,取得了很好的找矿效果。结合成矿地质条件分析,认为该区找矿前景很好,是寻找热液充填交代型金、铜矿的有利地区,对该区继续开展工作,有望获得突破性找矿进展。

冀北地区是火山岩型铀矿的产出远景区,以该区1∶20万水系沉积物及区域岩石资料为基础,探讨了冀北地区铀的时空分布特征,目的是为本区的铀矿勘查提供地球化学依据。从空间分布上看,内蒙古华力西晚期褶皱带及内蒙地轴铀含量较富集,铀地球化学异常呈北东向带状分布于崇礼石窑子—丰宁森吉图,向东北延伸至围场老窝铺—姜家店一线,与沽源—红山子成矿带南段分布范围相一致。铀地球化学异常的形成受区内燕山期中酸性岩体、白垩系张家口组及大北沟组地层、北东向断裂构造、火山盆地等地质因素的联合控制,与铀矿关系密切,现已发现的几个铀矿床都位于铀异常带上,因此铀异常可以作为铀矿的找矿标志。从时间分布上看,地层及岩体存在较一致特征,随地质体时代从老到新,铀含量有逐渐增大的趋势,太古宇及元古宇铀含量低,上侏罗—下白垩统铀含量高。

内蒙古乌奴耳铅锌银矿地表覆盖严重,地质找矿标志不明显,在找矿过程中综合物化探方法对发现和圈定矿体起到了重要作用。化探测量发现矿区成矿元素为Pb、Zn、Ag,异常分布面积大, 组分复杂, 浓度分带明显,通过加密土壤测量异常查证,成矿元素异常强度提高了一个数量级;通过高精度磁法确定矿区分布在隐伏岩体的接触带上;矿化岩石具有高极化率(η_s≥3%)、中高电阻率(ρ_s=600~1 000 Ω·m)特性, 为本区的重要找矿标志。总结该矿床的地质、物化探特征, 提出对大兴安岭厚覆盖区的找矿方法, 取得了明显的找矿效果,为本地区的进一步找矿工作提供借鉴。

基于甘肃省沃尔给楔卡金矿1∶1万土壤地球化学测量数据,运用R型聚类分析方法对测量数据进行分析,结果显示:8种元素可分为3类:第一类为Sb、As、Au、Pb、Ag中低温元素组合;第二类为Cu、Zn中高温元素组合;第三类为以Hg为代表的挥发性元素。根据单元素异常分布特征及元素组合异常,结合地层、岩性、构造等有利控矿因素综合圈定出3个找矿靶区,并运用系统核理论对其进行异常评价。Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ号异常区系统的核分别为{Au,Pb}、{Au}及{Cu},系统稳定性强,其中Ⅰ和Ⅱ号异常区经钻探和槽探等工程验证,矿化位置、规模与元素异常浓集中心位置吻合较好,说明在这两个异常区内,土壤地球化学测量所显示的异常为矿致异常;Ⅲ号异常区系统的核为{Cu},并在该异常区内显示以Cu、Au为主要成矿元素的异常,这与野外踏勘中发现有孔雀石及铜蓝较为一致,建议展开对该异常区的相关工程查证。

简要回顾了铀矿地震技术发展情况,基于近十几年来核地矿系统积累的砂岩型铀矿地震勘探工作成果,从采集、处理、解释方面介绍了我国砂岩型铀矿地震勘探技术的应用现状。通过与国内外同类技术发展水平的对比分析,找出了我们存在的诸多差距和不足,例如针对砂岩型铀矿成藏特点的地震采集方法研究不足,浅层地震数据处理成像精度不高,解释反演精度不高,砂岩型铀矿砂体的地震属性分析、叠前反演技术研究、目标砂体建模与正演等工作滞后。针对这些问题以及铀矿成矿特点,提出了优化采集面元、详细论证和试验覆盖次数、开发超浅层(小于100 m)砂岩型铀矿地震处理技术和层间砂体弱信息提取技术、研究浅层去噪及高精度成像技术、开展含铀和非含铀砂体岩石物理建模研究以及目标砂体地震属性特征分析研究等对策和建议,以加快我国砂岩型铀矿地震勘探技术的发展。

在博茨瓦纳杭济地区的一个矿区勘查中,地表发现了一条孔雀石化发育的矿(化)体,Cu含量最高可达20%,而该处的激电测深并未在深部发现明显的矿致异常,钻孔岩芯中也未发现明显的含铜矿物。笔者从铜在干旱气候条件下的表生地球化学行为特征方面对该现象进行了分析,认为由于气候干旱及地表的碱性环境造成了地表铜的富集,并指出了在非洲干旱地区寻找铜矿时所应注意的问题。

161件采自地面、1 134件采自钻孔岩芯的主要岩石、矿石标本物理性质参数测量结果表明,北山成矿带黑山铜镍矿区的矿化岩体、岩体、围岩地层具有显著的密度、磁化率、剩磁强度、极化率差异,具备良好的地球物理勘查前提;按矿化岩体、岩体、围岩间物性差异大小及形成异常的能力,对于北山地区寻找岩浆熔离型铜镍硫化物矿床具有如下意义:大比例尺、高精度重磁扫面圈定的块状高磁异常、高重力异常,可能是基性—超基性岩体存在的标志;在此可能指示基性—超基性岩体赋存的块状重磁异常区开展大比例尺的激发极化法、电阻率、磁力测量,若获得块状或筒状极化率高于10%的异常和高阻中的低阻异常、较高或者更高的磁异常、重力异常,它们可作为岩体可能已矿化的标志。

砂岩型铀矿地面氡浓度与地形的相关性较为密切,地形改造作用破坏了氡浓度的客观形态。通过探讨地形干扰作用的起因,并结合地面氡、镭的实测数据分析,认为地表的氡异常主要是由深部纳米级的²³⁸U和²²⁶Ra经接力传递作用迁移至地表后衰变形成。同时为了抑制地形的干扰,采用子区中位数衬值滤波法对氡浓度数据进行处理,结果显示在保留高异常的基础上,能够增强弱异常信息,以及发现新的矿致异常,取得了较好的应用效果。

ZDSD-1孔是“大陆科学钻探选址与钻探实验”项目在罗布莎铬铁矿区科学钻探实验区部署的第三口科学钻探孔,终孔深度1 486.86 m,全孔实施了连续取芯和综合地球物理测井作业。采集到的超声成像测井资料包含丰富的井壁地质特征信息,对裂缝、破碎带识别和构造应力场分析具有重要作用。通过对超声成像测井资料的研究,在超声成像测井图上裂缝多表现为宽度变化明显的暗色条带特征;破碎带多表现为杂乱的暗色或黑色斑块,地层破碎严重时则呈大段的暗色或黑色条带;井壁崩落表现为一组近180°对称分布的暗色或黑色垂直条带或斑块。通过对20组井壁崩落方位的统计,推断ZDSD-1孔现今最大水平主应力方位为40.3°~218.4°。

使用广域电磁法勘查了江苏省仪征市捺山地区的深层地热资源,查明了工区的第一热水储层和第二热水储层,钻遇储层出水量大、温度高。勘查结果显示广域电磁法是一种高效的深层地热能资源地球物理勘查方法,具有深度大、分辨率高、野外数据采集快等优点,勘查深度超过1 500 m,是深层地热能资源勘查主要的地球物理勘查方法。

明化镇组是渤海黄河口凹陷周边油田的主要含油层系。在地震资料上,明化镇组的含油气层与部分水层均表现为强振幅的“亮点”特征,从叠后和叠前属性难以区分。文中以A油田为例,通过对油气层和水层的地震响应特征分析,采用频率域分频滤波与时间域振幅幂指数加权相结合的方法,对地震资料进行处理。即运用目标处理方法,得到含烃亮点属性剖面,剖面中的亮点直接指示油气,进而达到烃类检测的目的。对已钻井砂体进行统计分析,并将含烃亮点属性剖面与叠前属性对比,将A油田明化镇组的含油气砂体预测吻合率从69%提高到86%,尤其对该油田含水砂体的预测吻合率从63%提高到96%。不仅提高了时效,也基本解决了A油田油气层的识别及含油气、水层的区分问题。

在灰岩发育地区进行钻探作业时经常会遇到溶洞,给钻探带来不小的风险。为了减小钻探风险,可以采用探测深度大、对溶洞识别能力强的大地电磁测深法进行溶洞探测,确定钻孔的有利位置。本文以慈页1井的钻孔定位研究为例,通过在井场开展大地电磁测深工作,查明井场下方可能有溶洞发育的区域,最终确定了孔位的有利位置,在实际钻进过程中并未遇到溶洞发育段,说明通过大地电磁测深法布置的孔位合理,保证了钻探的安全施工。

笔者从飞机干扰场构成、数学模型建立、模型系数求解3个方面概要介绍了航磁补偿技术的基本原理,回顾了国内外航磁补偿方法研究历程和航磁补偿仪器更新换代的历史,对比了两种航磁补偿质量评价方法,并在分析航磁补偿技术研究现状的基础上,对航磁补偿技术的发展趋势进行了分析与预测。

提出的角度域叠前时间偏移方法,能够在偏移成像过程中直接生成倾角域成像道集,在倾角成像道集上确定真地层倾角与倾角成像区,获得的最终叠加剖面在保证构造正确成像的同时避免了过大偏移孔径带来偏移噪声的弊端,提高了剖面的信噪比。应用本文方法在南堡凹陷马头营凸起地区取得了较好的应用效果,表明该方法对于信噪比较低、偏移噪声大的地区具有较大的工业应用价值。

叠前地震反演的主要目的是根据地震数据精确地求取地下介质的弹性参数,进而进行流体识别和油藏描述。常规叠前反演方法使用Zoeppritz方程近似式计算反射系数,但是含有丰富信息的大偏移距地震数据无法被有效利用,针对这个问题,将纵横波模量引入Zoeppritz方程,建立了基于Zoeppritz方程的纵横波模量广义线性反演方法,适用于大角度地震数据。模型测试和实际地震资料应用表明,此方法能够可靠的得到地下介质的纵横波模量,相对于间接反演减小了间接反演带来的累积误差,为后续流体识别和含油气检测提供了很好的数据基础。

微电阻率成像测井方法在储层评价及沉积相、沉积、构造研究方面具有重要价值,但是其测量值未经过专门刻度,而目前利用浅侧向测井和球型聚焦测井对其刻度的方法仍不精确。笔者阐述了直线型四探针法的基本原理,并利用ST2258C型四探针测试仪器,验证了直线型四探针法测量岩样电阻率的有效性,进而提出了一种电成像测井电阻率刻度流程。

针对以往化探技术中壤气汞方法吸附材料吸附性不均一,以及操作过程中容易造成污染的问题,研制了多层捕汞管吸附技术与捕汞管富集器相结合的壤气汞捕集器。经标准气样品分析测试验证,结果表明:捕集器吸附性良好,稳定性高,测试性能满足各项指标。在含山昭关地热化探野外试验中显示,该捕集器能够有效吸附壤中气的微量气态汞,应用效果良好。该捕集器完善了化探样品的壤气汞富集分析和技术,具有良好的应用前景。

如何消除“全空域效应”是电磁勘探中的难题,国内外学者试图从基础理论、数据处理、测线布设等方面入手来解决,但存在求解条件苛刻、计算繁杂、技术实现困难、成本高等问题。文中提出了用屏蔽装置直接消除全空域效应以逼近地面式测量的新思路,研制了相应的装置,给出了使用方法和应用实例,取得了良好的实践效果。

频域电磁测深法存在的静态效应问题是由地表浅层电性不均匀体在一次天然电场作用下不均匀体界面积累电荷引起的。积累电荷引起的二次静电场与一次天然电场成线性关系,且二次电场与一次电场的比值K只和地下介质的电性有关,地下介质的电性不变,则K值不变。因此,利用人工源供电的方法,在供电时测量测点一次场和二次场的总场E_t;断电后测量二次场E₂,然后求取K值,利用各测点的K值和大地电磁法实测电场计算一次电场,进行静态校正。本文采用有限元二维大地电磁正演模拟地下浅层电性不均匀体产生的静态效应,利用K值校正静态效应,获得了成功。结果显示这种方法能有效压制静态效应,达到静态校正的目的。

加速度计的零位偏置、标度系数对温度很敏感,从而影响重力梯度测量系统的精度,将加速度计零位偏置、标度系数的温度系数代入重力梯度测量方程中,并给定重力梯度测量系统的精度、测量范围和温度变化范围,经过仿真计算得到系统对加速度计温度系数的要求。最后,选取某典型加速度计,通过优化组合,温度系数两正、两负配对使用,使得4只加速度计标度系数的温度系数和从15.255 ppm/℃降低到1.075 ppm/℃,满足系统要求。

文中阐述了无线电波坑道透视法评价水力压裂效果的原理、方法,提出了面积法定量评价方法。并以重庆松藻煤矿3211S工作面水力压裂前后的无线电波坑道透视探测资料为例,深入开展了压裂前、压裂后的无线电波衰减系数等值线成果图对比分析研究,并采用面积法定量评价了3211S工作面水力压裂效果,经矿方提供的巷道揭露断层地质资料验证了面积法定量评价水压裂效果方法的可靠性、准确性。该评价方法能有效指导二次补充水力压裂孔的合理布置,能优化同煤层的顺层水力压裂施工设计方案,节约大量设计、施工成本,能产生较好的经济和社会效益。无线电波坑道透视法具有物探方法成熟、操作简单、仪器轻便、探测结果精度高等优点,该评价方法值得在煤矿井下回采工作面水力压裂施工中大力推广应用。

泥质的存在及复杂的孔隙结构导致致密砂岩储层导电规律的复杂性,给其饱和度评价带来了极大的困难,而储层饱和度评价的关键在于岩电参数的准确获取。前人关于储层胶结指数m的研究大多侧重于复杂孔隙结构的影响,对泥质影响则涉及较少。笔者基于Waxman-Smith泥质砂岩导电模型及Aguilera三孔隙导电模型,利用串并联导电理论建立了含泥质致密砂岩三孔隙导电模型,提出了准确描述由泥质、裂缝、非连通孔洞构成的致密砂岩导电规律的方法。采用单因素分析法研究泥质及复杂孔隙结构对胶结指数m的影响,发现m随着裂缝孔隙度的增大而减小,随着孤立孔洞孔隙度的增大而增大,随着泥质含量的增大而减小。岩芯实验数据验证表明,文中给出的模型能够准确描述含泥质致密砂岩储层的导电规律以及定量评价胶结指数m。

瞬变电磁反演方法对瞬变电磁数据解释有极其重要的作用。在实际工程中,由于地下低阻薄层响应较弱,现有的反演方法很难将其分辨出来。文中基于正则化反演理论,提出了一种新的模型约束加权方法,对地层的光滑度施加了周期性大幅变化的权值,通过两次迭代可自适应的反演出低阻薄层区。小权值使模型对电性参数的大尺度变化有较高的敏感性,便于筛选出异常薄层;同时,与小权值交错分布的大权值能尽量保证反演曲线的连续性,降低反演的多解性。通过仿真验证,该方法对低阻薄层区的分辨能力比传统算法更高,对较厚区域低阻区的分辨能力与传统方法类似。该方法迭代稳定,不依赖地层先验信息,具有很高的工程实践性。

中心回线圴匀大地电动势响应(dB/dt)的解有三种:唯一解、双解及无解,若是层状大地,尚有“上凸”、 “下凹”的假异常现象,而磁场响应(H_z)则无此类情况,但若想直接观测H_z则需添加设备。本文以理论为基础,从实践经验出发,设计出一套将dB/dt转换为H_z的方案,该方法不苛求观测的最晚延时达到近带;同时,提出了求视深度的经验改正系数,以及新的高精度后沿改正法。这一套方法不仅可换算出H_z,还能求出全区视电阻率及1-D反演数据。实例表明本方法实用有效。

为研究不同类型土壤受到石油烃污染后电阻率的变化情况和影响因素,采用米勒盒对4种不同类型的污染土壤进行室内电阻率实验。结果表明:粗砂和细砂的电阻率随着污染物量增加而减小,粉土和黏土的电阻率随着污染物量增加而增大,呈现出相反的趋势;当含水率大于30%时,改变含水率对土壤电阻率的影响很小,此时决定污染土电阻率的因素为土壤类型和污染物含量;温度是影响土壤电阻率的一个重要外部环境因素,受污染土壤电阻率随着温度升高而降低,符合修正参数的Campbell经验公式。

基于铁路隧道衬砌质量检测项目,结合探地雷达检测过程中发现的一些问题,列举了不同地质情况下,隧道衬砌检测、衬砌背后回填密实程度检测、钢筋检测、钢架检测的典型雷达图像特征。