人工源电磁法是深部资源探查的重要手段,其核心在于通过创新技术提升探测深度和精度。电磁法的探测模式由远场转向近场是电磁法的重要变革,研究近源电磁探测方法是近年来的国际前沿。基于最新发展的广域电磁法和多通道瞬变电磁法,作者团队提出短偏移距瞬变电磁法(SOTEM)。该方法的特点在于收发距离小,短偏移情况下信号更强、带宽更宽,更有利于实现大深度和高精度的探测。本专栏收集了8篇关于短偏移距瞬变电磁探测方法、技术、软件和应用的文章,这些研究成果将有力支持更深层次的精细探测需求。

为探讨利用微动技术进行千米深度勘探时影响结果的关键因素,本文基于空间自相关法(SPAC)和扩展空间自相关法(ESPAC)以三角形台阵为例进行试验,重点分析了台阵规模、采集单元频率、采集时长等因素。并对不同台阵大小对应的频带范围、千米深度勘探如何布置台阵既能得到深部资料又能得到浅部资料以及如何提高深部分辨率等问题进行了讨论。基于分析和讨论结果,建立了提高千米深度勘探精度的参数设置体系。

地下空洞埋藏浅、规模小不易探测,随着重力感应技术的发展,给准确快速获取微重力变化为探测地下空洞带来新机会,对小规模地下空洞的探测能力具有广泛的研究和实用价值。本文从重力基础理论、重力探测技术、重力数据处理及反演3方面对地下空洞进行系统的分析研究。在给定形体大小、重力数据精度的情况下,通过二分法计算出了重力探测的最大埋藏深度;将高密度采集、高精度重力探测方法用于某区客运站地下人行通道实际探测,获得一套高精度重力格网数据,理论研究和实测结果表明,现有重力仪器具有探测地下空洞的能力;采用最小曲率位场分离方法、2.5D人机交互反演和靶区识别三维物性快速反演方法,得到地下人行通道近SN向的分布,埋藏深度大致2.5~5 m,这与实际情况相符。本次研究为地下空洞探测摸索出一套完整的重力勘探流程,具有一定的参考价值。

云南省会泽县属西南岩溶地区,岩溶地下水是该地区主要的供水水源。为解决当地群众饮水困难的问题,在充分认识会泽地区水文地质条件的基础上,总结出该区地下水赋存概念模型,并结合岩石物性测量结果,对物探方法的适用性和组合优选进行评价。根据地方实际需求,选择在会泽县拖姑村布设了一条高密度电法和音频大地电磁测深法结合的综合剖面,通过电阻率异常圈定了地下水富集部位,有效指导钻孔的布设,单孔最大涌水量为20.76 m³/d,有效解决了当地居民饮水困难的问题。通过该项研究认为,高密度电法和音频大地电磁法相结合的探测方式是在碳酸盐岩地区寻找地下水的优选方法。高密度电法能够精细刻画风化层厚度、基岩界面、裂隙发育程度及地层含水情况,对地下水的补给通道进行约束,弥补了音频大地电磁测深法对近地表地层结构识别能力不足的缺陷。而音频大地电磁测深法能够准确反映断裂破碎带的空间结构和地层的宏观结构,对储水构造的边界条件(隔水层)进行限定,弥补了在高阻地层区,高密度电法探测深度不足的缺陷。二者分别从精度和深度上相互补充,对地下水运移、存储和富集的空间赋存条件进行识别和约束。

可控源射频大地电磁法(controlled source radio-magnetotellurics,CSRMT)测量通常使用发送频率1~1 000 kHz的人工场源,正交水平电偶源和正交水平磁偶源是人工源电磁法众多发射源中实现张量电阻率测量的优质场源。为此,本文基于水平电偶极子源和水平磁偶极子源电磁场解析公式,计算了均匀半空间模型正交水平电偶极子源和正交水平磁偶极子源的电磁场。结果表明,发射频率大于100 kHz时,应考虑位移电流;而张量视电阻率和阻抗相位在远区可以忽略位移电流的影响;固定模型电阻率、改变收发距时,模型计算表明高频电磁场远区测量范围更大;固定收发距、改变模型电阻率时,模型计算表明电磁场远区范围受电阻率影响较大,高阻模型需要更高的频率才会出现远区观测条件。磁偶源相较于电偶源,在张量视电阻率和相位上与实际值的偏差更小,更适于地质分析。

在储层评价中流体性质的准确识别是一个十分关键的问题。然而在珠江口盆地陆丰地区古近系低孔低渗储层,由于高阻水层的存在,使得油水层在常规测录井响应上对比度小,给油水层的准确识别带来困难。本文在明确低对比度油层储层特征与成因分析的基础上,针对低孔低渗储层中气测响应值受钻速、孔隙度等因素影响较大的问题,推导了Flair气测响应方程,建立Flair录井响应值校正方法。基于不同流体性质组分特征存在差异,采用Flair气测曲线构建新含油指数与含水率指数;同时采用伽马概率分布函数表征地化色谱图谱特征,提取形状因子与尺度因子进行图谱特征描述。基于敏感性参数,建立基于特征参数的流体性质识别图版。实际应用表明,综合测录井资料的流体性质识别方法具有较好的效果,识别符合率达91.3%,具有较好的推广价值。

在城市地球物理勘探中,因受到城市中各种强电磁机械干扰和交通建筑阻隔,诸多地球物理勘探技术勘探效果不佳。本文基于瞬态面波、微动台阵和微动谱比,采用多点三分量低频传感器获取的多源频率域地震数据,综合提取两种特征曲线后进行联合反演,实现融合3种技术的多源频率域地震勘探。其中,提出了双源综合频散谱提取技术、双源特征曲线联合反演技术和基于非均匀介质的等效均匀介质正演技术,勘探成果的精度和效率均得到了提高,在工程实践中得到验证。

电性源短偏移距瞬变电磁法(SOTEM)在野外数据采集中涉及诸多参数,它们的选择与实测数据的信号质量、探测灵敏度等密切相关。本文依据中国地球物理学会团体标准《电性源短偏移距瞬变电磁法勘探技术规程》(T/CGS 002—2021)中的相关规定,并结合一些数值模拟和实际案例,对发射源长度、发射基频、偏移距、装置类型、观测分量等关键参数的选取依据进行了分析与阐述,获得的相关认识对指导SOTEM野外施工、发挥SOTEM探测性能具有重要意义。

为系统评价矿区周边土壤—农作物—人体系统中重金属的污染风险,为矿区生态风险的分类治理和农作物安全生产提供科学依据,以重庆市典型汞矿区周边耕地土壤和农作物(水稻、玉米和红薯)为研究对象,采用单因子污染指数(P_i)、内梅罗综合指数(P_综)和正定矩阵因子(PMF)模型,评估土壤重金属污染程度、生态风险,进行来源解析,并利用美国环保署(USEPA)推荐的人体健康风险评估模型评价居民食用当地主要农作物的健康风险。结果显示,研究区土壤中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn平均值均高于全国和重庆市表层土壤背景值,表明重金属在耕层土壤中较为富集。单因子污染指数显示,矿区周边耕地土壤中Hg、Cd的超标率分别达96.29%和92.59%,水稻、玉米和红薯中分别有16.67%、18.75%和14.28%的样品Cd含量超过国家食品安全标准(GB 2762—2022)。内梅罗综合指数显示P_综为1.17~46.05,研究区整体属于轻度—重度污染,重度污染主要位于汞矿区及土法汞冶炼厂周边,以及溶溪河下游。PMF模型分析结果表明,研究区土壤重金属的来源分3种,即自然源、矿业活动源和工矿及农业活动复合源,其综合贡献率分别为47.21%、16.00%和36.79%,Cd、Cr和Ni主要受自然源影响,Hg主要受矿业活动影响,As和Pb主要受工矿及农业的混合源影响,Cu和Zn受自然源、工矿及农业复合源的共同影响。人体健康风险模型显示:无论是成人还是儿童,食用水稻、玉米和红薯均存在复合健康风险,其中食用水稻的风险指数最高,主要的风险因子是As和Cd,并且儿童高于成人。

在“碳达峰、碳中和”双碳目标背景下,如何科学、高效地进行地热资源的勘查开发是地热产业的关键问题。本文针对目前普遍关注的中深层地热资源勘查技术难题,以内蒙古敖汉旗林家地为研究区,开展了综合地球物理勘探方法的有效性试验研究。在区域地质条件和水文地质条件分析基础上,初步查明了敖汉旗林家地一带地温场特征和地下水化学特征;运用可控源音频大地电磁法(CSAMT)、微动测深和放射性氡气剖面测量多种方法组合,基本查明了研究区地层、岩浆岩及断裂构造的分布,推测了地热异常区控制因素及热水运移情况,并据此设定了勘探孔位,进行了960 m钻探验证。结果表明:综合运用可控源音频大地电磁法和微动测深等物探方法,并结合放射性氡气剖面测量进行辅助验证,对开展中深层地热资源勘查较为有效,可为其他地区地热资源勘查提供方法参考。

主输水管道在城市中多沿道路埋设,其管径大、埋藏深,渗漏前期不易察觉,渗漏后对城市交通和居民生活影响严重,故对输水管道的渗漏监测尤为重要。城市密集的交通线、硬化路面、电磁干扰等因素限制了地面电法、探地雷达等方法在管道监测中的应用。为弥补现有监测方法的不足,本文开展跨孔电阻率法在管道渗漏监测方面的研究。首先,通过正反演方法对渗漏管道、未渗漏管道进行模拟计算,分析跨孔电阻率法的探测特点。其次,通过试验对电极材质、埋设方法进行分析研究,解决了电极腐蚀、电场信号弱等问题。最后,在北京某处输水管道附近建立试验场,使用跨孔电阻率法获取了多期监测数据,通过对比多期电阻率断面,分析管道渗漏量的变化,圈定渗漏影响范围,得到了水厂渗漏数据的验证,取得了良好的监测效果,可为城市开展类似管道渗漏监测提供借鉴。

皖南伏岭岩体位于江南隆起带东段,为一复式花岗岩体经多阶段演化形成,主体主要分为两种岩性:二长花岗岩和钾长花岗岩。本文对皖南伏岭岩体进行了地质、岩相学、岩石地球化学特征研究,探讨了伏岭花岗岩体演化特征、成因类型、构造环境,试图阐明岩体对铷富集的指示意义。结果显示,伏岭岩体地球化学特征表现出较高的SiO₂、Na₂O、K₂O、Al₂O₃含量和w(K₂O)/w(Na₂O)比值,铝饱和指数(A/CNK)为0.95~1.08,平均值为0.99,属于高钾钙碱性准铝质—过铝质花岗岩;Li、Rb、Nd、Ta等微量元素含量较高,Sr、Ba含量明显偏低,这可能与长石的分离结晶作用有关;微量元素w(Nb)/w(Ta)比值范围5.71~10.94,平均值8.41,Mg^#范围0.02~0.31,平均值0.13,指示伏岭岩体可能主要来源于下地壳岩石的部分融熔,属于非造山伸展环境中的A型花岗岩;岩体中Rb含量随着岩浆演化程度的增加而升高,相对于二长花岗岩,演化程度高的钾长花岗岩具有更高的Rb含量,表明伏岭岩体Rb含量变化整体受控于岩浆演化过程。本次开展伏岭岩体的研究工作,对理解皖南燕山期成岩成矿作用具有一定的借鉴意义。

基于MapGIS的数据集成包括数据转换、数据标准化、数据融合及相关研究,综合现有研究认为,数据转换的研究非常深入,在数据标准化和数据融合等方面还有提升空间。本次研究中,以复杂且使用广泛的地质图为例改进数据标准化方法,实现了一次完成数千个地质体规范标注和填色;分析常用数据融合的不同方法的适用条件,补充完善后建立数据融合技术流程;编写明码文件实现小煤柱的批量制作。研究结果表明,改进数据标准化方法、建立数据融合技术流程及充分利用明码文件,能使数据集成的效率大幅提高并拓宽解决问题思路。

滇西南西盟—澜沧地区属西南“三江”造山带南段,通过1∶5万土壤地球化学测量工作,发现研究区稀土地球化学异常24个,并主要集中分布在昌宁—孟连深大断裂带上及其附近的石炭系平掌组基性火山岩、石炭—二叠系鱼塘寨组碳酸盐沉积岩地层中。通过对评序靠前的AP00稀土地球化学异常进一步进行1∶1万土壤地球化学测量、1∶1万专项地质测量和少量的轻型山地探矿工程等工作的详细解剖,首次在沉积型碳酸盐岩地层中发现了新型的风化壳型稀土矿,初步估算稀土资源量已达中型规模,取得了较好的找矿突破,拓宽了找矿思路,值得业界借鉴。通过区域地质地球化学背景和AP00稀土异常区资料的综合分析,认为AP00风化壳型稀土矿的形成是经历了4次不同地质作用逐渐富集成矿的过程,是多因复成型稀土矿。根据AP00稀土矿的浸出率较低,重稀土Y元素构造(岩浆)叠加成矿作用明显,推断在深部可能存在以钇为主的重稀土原生矿,预示着寻找重稀土矿具有较大潜力。

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。

瑞利波频散曲线反演问题的多解性和反演目标函数的多极值特点,使得常规非线性优化算法可能会产生收敛不稳定、易陷入局部最优等现象。在基本蝴蝶优化算法的基础上采用动态开关概率,引入非线性自适应权重因子,既增加了算法前期的全局探索能力,也保证了后期的局部开发能力。同时,在迭代过程中对最优解进行逐维柯西变异,利用贪婪算法更新最优位置,引导种群向全局最优靠近,通过对4种常用的Benchmark函数的性能测试,表明改进的蝴蝶优化算法无论是在单峰函数还是多峰函数上的全局寻优能力明显优于遗传算法和粒子群算法。采用不同算法针对3种理论地质模型的频散曲线进行反演,发现改进蝴蝶优化算法在频散曲线含10%随机噪声的情况下仍然能够得到与理论模型更加接近的反演结果。最后将改进蝴蝶优化算法应用于实际瑞利波数据,反演结果与实际钻孔揭露的地层分布情况高度吻合。且与遗传算法和粒子群算法相比,改进蝴蝶优化算法在收敛速度、求解精度和稳定性方面都有显著的提升,具有一定的实用价值和应用前景。

高密度电阻率法需要较好的接地条件来保证地电场的建立和测量,当遇到刚性路面等不良接地条件时,部分电极无法插入地下,将导致标准观测装置的数据缺失,影响成像质量。为此,本文提出了一种快速的观测装置设计方法,依靠缺失数据记录点的空间位置,使用非对称四极电极排列进行补充。数值模拟表明,该方法对温纳、斯伦贝谢和偶极—偶极装置的成像效果均有明显提升,且设计时间仅为秒级。该方法被成功应用到宁波堤防工程现场探测中,降低了机动车道对数据质量的影响,准确定位了堤防位置。

大地电磁测深法是隧道勘查中的一种重要手段。反演技术能够将大地电磁数据转换为地电参数从而帮助地质人员解释地质资料。传统的反演方法存在时效性差、依赖初始模型设置等弊端。本研究将深度学习技术应用于一维大地电磁反演之中。首先,本研究搭建了一种改进的DenseNet网络模型并进行训练,在其完成训练之后对各种电阻率变化地层的地质模型进行反演,其计算速度快,准确率高;之后,对提出的改进DenseNet网络进行鲁棒性测试,结果表明该网络结构对于噪声数据也能取得良好的反演效果;最后,将这项人工智能技术应用于黄山地区洪家前隧道大地电磁数据的反演中,得到的物探成果与地质调研成果相匹配,并且根据反演结果给出了相关的施工建议。

内蒙古额济纳旗东北部雅干断裂带的空间展布及深部构造特征一直存在争议。本文按照“由已知到未知”的研究思路,在研究区内完成5条大地电磁测深剖面,首先对研究区内西侧大地电磁剖面MT01的电性结构特征与剖面区段内所出露的雅干断裂带地质构造信息之间的关系进行了深入分析,确定了雅干断裂带的电性特征表现为“北倾+大倾角+大深度”的电阻率梯级带,并以此作为特征标志,结合区内东侧覆盖区内4条MT剖面(MT02~MT05)反演解释结果,识别出各剖面区段内雅干断裂带的深部位置及构造特征。同时,采用阻抗张量分解技术获得了各条MT剖面的电性主轴方向,结合二维反演解释结果确定了雅干断裂带空间走向。结果表明,研究区内雅干断裂带在浅地表处总体走向为近EW向(深部为NE45°),平均宽度约6.8 km,是一条由西向东且逐渐向北弧形偏转的逆断层,断层倾向总体向北,断层倾角60°~67°,断层深度约20 km。本文所获得的深部电性结构模型有效地揭示了研究区内深部构造特征,对于区域构造演化研究具有一定的参考意义。

本次研究调查了平泉市瀑河流域不同岩性岩石及所形成的土壤中8种重金属元素及相关氧化物的含量,分析了浅山区典型小流域土壤重金属元素影响因素及来源,以期为京津冀水源涵养生态修复提供理论支撑。通过选取表层、深层土壤和成土母岩中的重金属元素为研究对象,以土壤重金属含量为基础,以空间分布为依据,并结合区域地质背景,采用多项统计方法深入分析其影响因素及来源。结果显示,研究区表层与深层的土壤重金属元素含量较为相近,且其空间分布具有耦合性,在垂向分布上,重金属元素在表层土壤和成土母岩中的相关系数为负值,而在深层土壤和成土母岩中的相关系数为正值。该结果表明,在表层土壤中,Cr、Ni、Cu、Zn和Pb等主要来源于成土母岩,而Cd、Hg和As等则受控于矿业开采的影响;在深层土壤中,8种重金属元素的主要来源是成土母岩,而Cd和As则受成土母岩和人为因素的共同影响。

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。

地学领域一切问题研究的本体是源自壳—幔作用的对全球资源与环境产生深刻影响的物质世界。成矿地球化学理论认为,成矿物质是成矿系统影响成矿过程的内在因素,以成矿物质为主体研究成矿物质与成矿作用问题是成矿地球化学理论的基本含义,也是成矿规律与成矿理论研究的核心问题。成矿物质在成矿系统成矿作用过程形成相应规模的成矿系列。本文概略地提出成矿地球化学研究的若干科学问题,其中全球成矿系统主要研究成矿物质在全球成矿作用中成矿域、成矿省及成矿区带系列的成矿过程与成矿关系问题,区域成矿系统主要研究区域成矿作用中矿田系列成矿过程与成矿关系问题,矿田成矿系统主要研究矿田成矿作用中矿床系列成矿过程与成矿关系问题,矿床成矿系统主要研究矿床成矿作用中矿体系列成矿过程与成矿关系问题,以及研究这些问题的基本思路,包括全球各级次成矿系统与成矿系列在成矿过程中成矿物质的成因来源、迁移演化、分异富集及分带关系问题,总结成矿规律,探寻成矿机理,指导资源勘查预测。成矿地球化学以现代信息化、模式化与智能化应用研究为支撑,运用地球系统科学思想研究成矿系统与成矿系列问题,构建成矿地球化学研究的理论框架,为矿产资源勘查、评价与开发技术方法提供理论基础。

滁河断裂带上发育了多个与构造活动有关的温泉,除南端的半汤温泉外,其余温泉大多热能利用不甚理想,给当地相关产业的发展带来了影响,因此有必要选取滁河断裂带上的典型温泉,从水化学特征及其形成机理上进行研究,以期为后续温泉群地热资源的合理利用及勘查方法的选择提供科学依据。据此,以滁河断裂带半汤、昭关和香泉的温泉为研究对象,分别采集了温泉水、冷井水、地表水样品,总计9个样品,完成了样品中阴阳离子、常量和微量元素25个指标的组分测试,开展了样品的氢氧同位素数值测定。通过25个指标实测数据的分析,以及氢氧同位素示踪地热水来源及受控因素研究,结果表明:3个地区的温泉水都偏向于CaSO₄型,均与地下水和围岩发生相互作用密切相关;半汤和昭关地区各自的温泉水、冷井水及地表水具有同源特征,地热水主要由当地降水、地表水进行直接补给,香泉地区温泉水、地表水和冷井水同源特征较弱,地下冷水径流与地热水来源不同,需要在温泉主控因素判断中引起注意;研究区玉髓温标的计算结果与采出地表热水温度接近,而石英温标的计算结果与深部的热储温度相近。研究结果初步揭示了滁河断裂带温泉水的地球化学特征,温泉水的补给关系及水岩相互作用状况,提出了该区有效的地球化学温标,有助于加深滁河断裂带温泉机理及调控因素的认识,在后续温泉功能提升和地热资源开发利用方面具有实际应用价值和研究方法示范。

储集层的精细刻画对于油气勘探开发具有重要意义。Z气田储层埋深大,砂岩阻抗与泥岩阻抗叠置,表现为“暗点”特征,利用常规地震较难识别储集层。本文采用基于优势道叠加技术实现Z气田深层储集层的刻画。首先,利用正演分析深层储集层的地震响应特征,明确物性差是“暗点”储集层形成的主要因素;然后,从研究目的层的井旁叠前道集出发,分析其AVO特征及不同角度范围的地震相位的稳定性,确定能准确反映储集层的相位稳定的优势角度地震道;最后,基于优势角度地震道进行部分叠加,得到岩性敏感三维数据体,实现深层储集层的刻画。通过3°~15°近道叠加-90°相移地震数据,可以较好地表征Z气田H3a储集层展布,为后续井位部署提供地球物理支撑。研究表明,优势道叠加技术可以较好表征深层河道储集层的空间展布,对相似油气田的储集层刻画具有一定的指导意义。

甘肃北山老君庙北金矿位于甘肃北山南带,属于塔里木陆块东北缘,为窑洞梁—小西弓古元古代裂谷盆地构造环境。本次找矿通过1∶10 000土壤地球化学测量工作,圈定了综合异常区5个,综合异常经槽探工程验证,新发现金矿体3条、金银矿体1条、低品位金矿体2条,取得了较好的找矿成果。同时,结合矿区地质、地球化学综合异常特征,建立了以HT1综合异常区为主体的地质—地球化学综合找矿模型,并提出了下一步找矿方向,为矿区深部和外围找矿工作提供了重要的参考依据。

玛湖凹陷二叠系风城组复杂岩性组合横波预测技术攻关是准确落实该区油气富集区的重点,也是难点,不同岩性分类型岩石物理建模技术攻关是核心。针对岩性类型多样、岩石矿物组分复杂的关键问题,开展不同岩性分类型岩石物理建模技术攻关。形成了基于复杂岩性“分层段、分岩性、分模型”的三分法横波速度预测技术和基于复杂岩石矿物组分“舍轻就重,同类合并”为原则的碱湖型云化致密储层干岩石骨架建立技术,并对比优选了自洽模型(self-consistent)开展了云化砂岩段储层的岩石物理建模横波计算。该技术的探索应用,在玛湖凹陷风城组复杂岩性组合横波预测及甜点储层预测中取得了较好的效果,为该区井位部署和储量落实提供了依据,为类似地区油气勘探积累了宝贵的经验。

为了解荔浦市土壤和农作物中重金属含量及其分布特征,采集荔浦市土壤及农作物(水稻、荔浦芋、柑橘、马蹄)样品,测定土壤样品pH值、As、Cd、Cr、Hg、Ni、Pb、Cu、Zn全量以及As、Cd、Cr、Hg、Pb的形态含量,农作物样品测定了As、Cd、Cr、Hg、Pb含量,计算出重金属元素的生物富集系数(BCF),探讨了土壤—农作物系统中重金属元素迁移转化和生态效应。结果表明:①区内表层土壤以酸性土壤为主,As、Cd、Cr、Hg、Ni、Pb、Cu、Zn平均含量分别为13.57×10^-6、0.33×10^-6、87.06×10^-6、0.153×10^-6、27.49×10^-6、30.46×10^-6、27.94×10^-6、82.53×10^-6,均高于全国土壤背景值。②农作物中水稻样品中的重金属含量较荔浦芋、柑橘、马蹄中高,且水稻根、茎、籽实中重金属含量也不同。③重金属元素的生物富集系数在水稻中普遍偏高,水稻根部生物富集系数最大,籽实最小。重金属在土壤—水稻系统的迁移能力显著高于荔浦芋、柑橘和马蹄。④Cd是研究区最活跃的土壤重金属元素,其可交换态占全量比例显著高于As、Cr、Hg、Pb,应重点关注Cd的生态风险情况,防止农作物Cd超标对人类产生危害。

借线遥控电极阵列是一种新型供电—观测电极阵列,它借助常规电法勘探的供电导线和测量导线载波传送信号,遥控各导线与其链接的系列编码电极开关,从而有序地开展供电和测量。这种阵列的电极点距可灵活改变,供电电极间距可逐渐遥控扩大,实现了梯度测深阵列化测量。借线遥控器可以与单道电测仪、多测道电法仪、高密度电法仪等配合使用,组合后电极的阵列能更有效地开展二维/三维电法勘探。应用实例表明,与传统探测方式或高密度方式相比较,借线遥控电极及其组合阵列在矿产、岩溶等复杂地形地质条件下展现出高效率和高灵活性,拓展了电法勘探深部探测应用技术体系,具有推广价值和应用前景。

岩溶、软弱土及富水区等不良地质体在我国分布较广,强降雨作用下地质不良区域容易产生塌陷等地质灾害。新余市渝水区下村镇靠近沪昆高速铁路的区域出现了严重的地质塌陷,塌陷基坑周围空间受限且地下管线等干扰源较多,传统瞬变电磁法早期信号受收发线圈互感效应影响,存在探测精度低、抗干扰能力差等问题,并且还有明显的浅层盲区。为了查明该区域不良地质体的发育位置,并为地质灾害防治提供治理建议,本研究应用了等值反磁通瞬变电磁法(opposing coils transient electromagnetic method,OCTEM),并且辅以钻探验证,结果表明:OCTEM法具有较高的精确性,研究区地球物理成果与钻探结果一致性较好;研究区低电阻带分布范围较广,经实地钻孔验证,低电阻异常均为地下水引起;地层从上至下依次为软可塑粉质黏土—硬可塑粉质黏土—软塑粉质黏土—中风化灰岩;塌陷区域地下微承压水上涌,逐步侵蚀区域周边软可塑粉质黏土层,塌陷基坑内静水位面标高为55.60 m,位于地表下约1.4 m处;塌陷区域下方存在地下水通道,灰岩层在水流长时间冲刷侵蚀作用下形成土洞;长期抽取地下水可能会引起地下渗流区扩张发育,主体责任单位必须及时封堵塌陷区地下水,防止其进一步侵蚀周边松散土层。

黑土层厚度是黑土的一项基本属性,是衡量土壤肥力和侵蚀程度的重要指标,其空间预测的研究对支撑我国黑土地保护工程、保障粮食安全具有重要意义。本文参考土壤系统分类中黑土层的诊断特征,将有机碳含量高于成土母质6×10^-3作为黑土层的判定标准,并利用有机碳在土壤垂向剖面上的指数分布规律,推算出黑土层厚度的计算公式。基于多目标区域地球化学调查获取的62 896个表层土壤和15 687个深层土壤的有机碳测试数据,对松辽平原黑土层厚度进行了详尽的空间预测分析,并探讨了黑土层厚度与土壤类型和气候因子之间的关系。 结果显示,松辽平原黑土层厚度在0~165 cm之间,中位数为23.33 cm。黑土层空间分布呈现出显著的非均质性,整体呈西南薄、东北厚的分布特点。沼泽土和泥炭土的黑土层平均厚度最大,在60~80 cm之间,其次为黑土,平均厚度为56 cm,白浆土和草甸土的黑土层平均厚度在40~50 cm之间。黑土层厚度的空间分布与气候条件关系紧密,主要表现为与温度呈显著的负相关,与降雨量呈正相关。同时,研究发现年均温0 ℃是影响黑土厚度的一个重要温度阈值,当年均温高于0 ℃时,黑土层平均厚度在80 cm以上,并且不再随温度发生变化。随着气候变暖,年均温0 ℃等温线的南移可能对黑土层厚度产生重要影响。

音频大地电磁测深法应用比较广泛,已成为固体矿产深部地球物理探测的主要方法之一,但在处理解释中,往往只考虑电磁效应,忽略了激电效应,这与实际地质情况不相符。本文在实现带激电效应的二维音频大地电磁有限元正演基础上,模拟了激电效应各参数对二维正演响应的影响大小及规律,同时对二连盆地砂岩型铀矿的地电模型进行了数值模拟研究。结果表明:①基于Cole-Cole模型实现的带激电效应二维AMT正演,随着极化率、频率相关系数及时间常数取值的增加,主要降低二维正演视电阻率异常响应值,增大阻抗相位异常响应值,这对探测低阻目标体有利,探测高阻目标体影响较大;②激电效应中的零频电阻率和极化率对二维正演响应影响较大,频率相关系数与时间常数对正演的影响大小主要取决于极化率,当极化率较大时,二者对正演响应同样具有较大的影响;③在砂岩型铀矿中,当砂体中存在浸染状及含硫化物的岩性时,较大的激电效应会对频域电磁测深法探测目标砂体产生较大影响,因此在探测前需进行正演建模,了解激电效应的影响大小。

半航空瞬变电磁噪声数据形式复杂,获取成本高、数据量稀缺,难以通过传统的扩充方法进行数据扩充,极大地影响了后续降噪工作的开展。针对这个问题,本研究提出了基于生成对抗网络的半航空瞬变电磁信号数据扩充方法,通过将生成器设计为LSTM网络,基于实采噪声数据集,进行生成器与判别器模型的训练,成功获取了可以生成仿真噪声数据的生成器模型,之后分析了生成器生成的仿真噪声与实采噪声的分布,并且对比了扩充前后降噪网络的表现,验证了本方法对于半航空瞬变电磁实采噪声数据的扩充是真实有效的。

滨里海盆地东缘阿克若尔地区石炭系碳酸盐岩顶面低幅度构造具有较大的油气勘探潜力,由于上覆下二叠统地层分布复杂,横向速度变化大,使得石炭系低幅度构造成图存在很大难度;为了解决研究区构造快速成图的问题,通过3种速度建模方法对比,优选出分频层速度反演方法,建立研究区的速度模型,解决了分频层速度反演受常规层速度反演方法横向连续性的限制问题,对下二叠统碳酸盐岩异常体的速度刻画更为准确;同时,分频层速度反演方法与井—震速度谱协同速度建模方法和常规井约束层速度反演相对比,提高了研究区下伏石炭系低幅度构造的深度域成图精度,取得了较好的效果。

建立土壤有机质(SOM)空间预测模型不仅可以准确预测SOM含量的空间分布,而且对科学化土壤管理和完善生态系统服务具有重要意义。本文以山西省临汾市永和县土壤为研究对象,从数字高程模型(DEM)和植被遥感数据中提取出地形因子和植被指数,结合土壤本身属性为变量因子,采取Boruta算法从变量因子中筛选出与SOM相关性强的特征变量为辅助变量作为模型输入,实测SOM值作为模型输出,选择普通克里格方法(OK)、反向传播神经网络(BPNN)、遗传算法优化的BP神经网络(GA-BPNN)和GA优化BP神经网络结合地统计方法(GA-BPNN-OK)对训练集样本 SOM 含量进行预测,并利用验证集样本对比分析预测精度。研究结果显示:Boruta算法优选出特征变量并且对其进行了重要性排列,依次为:全氮>地形湿度指数(TWI)>高程>坡度>归一化植被指数(NDVI)>增强型植被指数(EVI);4种方法对SOM的预测结果虽然局部会有差异,但整体的空间分布基本一致,在研究区内呈现出西部和西南部地区低、东部和东南部地区高的空间分布趋势,与其他3种模型相比,GA-BPNN-OK模型预测的SOM分布图对低值区和高值区的划分更加明显、细致;预测精度指标对比得出,GA-BPNN-OK法的均方根误差(RMSE为0.059)、平均绝对误差(MAE为0.240)、平均相对误差(MRE为0.165)最小,且拟合系数(R²为0.78)最高。同时为了验证采用Boruta算法对模型精度有所提高,将全变量与特征筛选之后的变量作为GA-BPNN法的模型输入,对预测结果进行对比,结果表明采取Boruta算法后模型误差减小。因此采取Boruta算法筛选出特征变量作为辅助变量,GA-BPNN-OK法对于SOM含量空间分布的精度最高,两者结合为最优预测模型。

选择岷江上游干旱河谷区汶川段不同基岩类型的岩石—土壤垂向剖面,开展地球化学测试分析工作,据此研究不同类型风化壳剖面元素垂向分布特征,探究基岩对土壤化学元素含量的影响,并从地质角度出发为该区域农业生产种植和生态环境修复提供建议。风化壳剖面自上而下可划分为腐殖层(A)、淀积层(B)、母质层(C)和基岩层(R),腐殖层中Al、Ca、K、Mg、Fe、Se、Zn、Cu、Cd、Pb均值高于其在全国土壤中的平均值,Si、Na、Mn、Cr、As、Cd、Hg均值低于全国土壤中的平均值。不同基岩风化壳剖面中,除去在基岩中含量较高的元素在所对应的土壤层中含量较高外,相同元素在其余土壤层中含量大致相同。风化剖面由基岩层至腐殖层,化学风化强度逐渐增强,土壤的风化程度普遍高于基岩风化程度。元素含量除继承母岩特征外,还发生了分异,Al、K、Se在腐殖层富集,Na、Fe、Si、Pb、Cu、Zn、Mn、As、Cd、Cr、Hg在淀积层富集,Mg、Ca在母质层富集。

川中地区茅口组碳酸盐岩储层溶蚀孔、洞、缝发育,非均质性强,储层类型多样。为明确川中茅口组碳酸盐岩储层类型,建立不同储层类型测井识别标准,首先通过铸体薄片、岩心照片、微电阻率成像测井资料分析,划分储层类型,并明确不同储层类型的常规测井响应特征;采用裂缝孔隙度(φ_f)和次生孔隙发育指数(R_P)交会法,进行储层类型测井识别。结果表明:川中地区茅口组储层类型可划分为4类:缝洞型储层、裂缝—孔隙型储层、孔洞型储层和基质孔隙型储层;裂缝越发育,不同模型计算的裂缝孔隙度越接近,溶蚀孔、洞会在一定程度上影响裂缝孔隙度计算结果;φ_f-R_P交会法对储层类型识别效果较好。研究成果为碳酸盐岩储层类型测井识别提供了技术支撑。

塔里木盆地北部坳陷碳酸盐岩断控领域油气资源丰富。断控“板状”油藏油水界面的识别是该类油藏效益开发的关键工作。钻井探测油藏油水界面的成本高、工程实现难度大,而采用地球物理的方法识别油水界面是一种高效措施。文章提出一种基于广义S变换时频分析的应用方法,通过大量过井地震道时频分析结果与开发动态分析数据联合分析,发现地震资料主频随深度/时间的变化与油层厚度具有正相关关系,提出采用地震道时频道集能量包络异常拐点判别油水界面的思路。实验表明,针对“板状”油藏,当油柱厚度OCH<120 m时,分析结果存在不确定性;当120≤OCH≤250 m时,分析结果基本可靠;当OCH>250 m时,油层厚度可靠。应用表明,在富满油田某区某断裂破碎带预测油层厚度主体为200~520 m,与当地开发实际相符,可指导开发实践。

阿里地区日土县城附近无大型河流分布,地表水资源匮乏,区内地层结构主要为侏罗纪、白垩纪沉积岩,因地层空间富水性差异大,打井找水困难。本文在水文地质调查的基础上,梳理总结了区内第四系松散岩类孔隙水、断裂构造裂隙水的赋存规律及含水层电性特征,针对该区富水性较好的构造裂隙水开展了高密度电阻率测量和音频大地电磁测深工作,依据地球物理成果圈定了有利的含水层位,并施工钻孔验证了找水结果的准确性,水井出水量丰富,有效解决了饮水难题。实践证明结合多种物探方法开展地下水资源调查是一种高效的技术手段,可提高寻找地下水资源的准确性,为找水定井提供有效技术支撑。

针对当前日益增长的大规模野外地震采集需求,综合考虑仪器的功能性、经济性与部署便捷性,研发一种基于MEMS传感器的低成本多功能节点式旋转地震仪RBWL。仪器采用低成本、低功耗的MEMS传感器进行三分量平动(T_x、T_y、T_z)以及三分量旋转(R_x、R_y、R_z)进行地震信号采集。为降低环境因素对测量的影响,系统自动记录温度、姿态等实时信息,并对测量结果进行相应补偿校正。为实现采集节点的实时监控与数据传输,系统集成了基于4G—云端—客户端的数据传输链路,经实测最大数据传输速率可达100 Mbps。通过开展H/V谱比的实验,不仅验证了仪器系统功能与主要性能参数,而且证明了其在工程物探中的应用效果。

采用三维时域有限差分法对三维地电模型的SOTEM响应进行正演计算,发现:①采空区或陷落柱上方观测的电场E_x响应衰减曲线在早期高于背景响应,在晚期均低于背景响应;②偏移距越小,∂B_z/∂t响应信号的相对异常越大,发射源长度的增加能提升信号强度,但同时也会导致相对异常的略微下降;③当测线靠近发射源时,采空区或含水陷落柱的∂B_z/∂t响应在整体上低于背景值,当测线远离发射源时,采空区或含水陷落柱的∂B_z/∂t响应在整体上高于背景值。本文计算结果对于认识SOTEM对煤矿典型富水体的探测能力具有重要意义,为SOTEM装置参数选取及其在煤炭领域的推广应用打下理论基础。

近年来,在东昆仑地区以地质找矿为目的开展的大比例尺1:2.5万地球化学测量工作,具有快速、准确定位异常源的特征,在找矿勘查中被广泛应用,并取得了良好的找矿成果。通过开展1:2.5万水系沉积物测量工作,在东昆仑茫崖河东地区圈出了以Cu、Co、Ni等元素组合为主的综合异常12处,其中以Co为主的综合异常有1处,各元素异常套合较好,相对规模大,异常强度高,具有明显的浓度分带。Co异常与奥陶系祁漫塔格群地层关系密切,区位一致性好。经异常查证,在GA16、GA26、GA11、GA39等异常内发现4条钴矿化带,带内圈定出了3条钴矿体及多条矿化体。综合分析认为该区具有优越的成矿地质条件、良好的地球化学特征,取得了较好的找矿效果,具备大中型钴矿的找矿潜力。

致密砂岩是天然气和石油的重要储层之一,通过致密砂岩岩石相的识别,可以更加深入地了解储层发育特征。采用岩心观察和测井数据处理相结合,分析新场地区致密砂岩岩石相与沉积微相的特征以及内部联系,通过沉积微相特征数据挖掘,构建具有地质内涵的随机森林分类模型。 结果表明:①致密砂岩可划分为泥岩、沙纹层理粉砂岩、块状细砂岩、平行层理细砂岩、块状中粗砂岩、平行层理中粗砂岩、交错层理中粗砂岩7种典型岩石相;②研究区主要沉积微相为水下分流河道、水下分流间湾、河口坝以及前三角洲泥,且与岩石相的沉积联系紧密;③分类模型中可以将沉积微相内GR曲线的相对重心(RM)、变差方根差(GS)、平均中位数(AM)以及平均斜率(M)作为特征参数,增加数据集的特征数;④考虑沉积微相特征尤其是水体能量与水体动荡情况,可以显著提升随机森林分类模型性能。研究结果为机器学习方法识别岩石相提供了新思路,并为致密砂岩油气勘探提供了重要的参考。

东胜气田新召气区位于伊陕斜坡、伊盟隆起、天环拗陷3个一级构造单元结合部,受古地貌和物源影响,不同河道沉积差异大。主要目的层盒1段发育辫状河沉积体系,储层致密且具有典型的低孔、低渗特征,有效砂岩储层薄且含气非均质性强,地震资料分辨率低,甜点预测难度大。据此针对性开展辫状河致密砂岩储层甜点地震预测关键技术研究。首先基于三维地震相对等时面建立地层格架,采用空间相对分辨率地层切片技术刻画不同期次河道砂体空间展布;然后采用小波变换时频分析技术将地震资料从时间域转换到频率域,基于分河道地震资料瞬时频谱差异分析,分别采用低频能量比和ABV吸收属性实现定性含气性预测,有效支撑井位部署;最后开展井震结合深度域相控地质统计学反演,实现储层定量预测,指导水平井轨迹精准设计及优化。应用该技术系列后,研究区气层钻遇率较之前提高7个百分点,取得良好的应用效果。

贵东岩体是华南南岭地区EW向大东山—贵东—五里亭岩浆岩带的重要组成部分。下庄铀矿田位于贵东岩体东部。前人针对贵东岩体、下庄铀矿田以及发育其中的岩脉开展了大量的年代学测试工作,获取了丰富的年龄数据。本文总结了该区年代学研究进展与特征,结果表明:1)贵东岩体是由加里东—燕山期岩浆组成的复式岩体,其形成年龄为450~151 Ma,自东向西可划分为加里东期岩体(450~418 Ma)、印支期岩体(246~214 Ma)和燕山期岩体(189~151 Ma),其分布具有自西向东逐渐变老的规律。下庄矿田发育NWW、NEE和NNE向3组基性岩脉,岩脉形成年龄为211~91 Ma,按年龄段可进一步划分为5组:211~185 Ma、~180 Ma、145~139 Ma、110~100 Ma和93~91 Ma,为燕山期岩浆活动产物。下庄矿田铀成矿作用自中侏罗世已经开始,一直持续到中新世,年龄为175~20 Ma,铀成矿作用可划分为5期6阶段:中侏罗世铀成矿作用(175~162 Ma)、晚侏罗世—早白垩世铀成矿作用(138~123 Ma、113~100 Ma)、晚白垩世铀成矿作用(96~66 Ma)、古新世铀成矿作用(65~54 Ma)、始新世—中新世铀成矿改造作用(52~20 Ma),其中138~123 Ma、96~54 Ma为该区铀主成矿期。2)根据年代学数据和区域地质资料,可将贵东岩体与铀成矿作用划分为8期、12个阶段:①加里东中晚期岩浆活动(450~418 Ma),主要在贵东岩体北部与东部外围发育次火山岩和花岗岩体;②印支期花岗岩浆活动(246~214 Ma),以中三叠世—晚三叠世早期花岗岩浆活动为主;③燕山早期基性岩浆活动与铀成矿作用(211~162 Ma),进一步划分为3个阶段:三叠世末—早侏罗世基性岩脉活动(211~200 Ma)、早侏罗世花岗岩浆活动(~180 Ma)、中侏罗世基性岩脉与晶质铀成矿作用(179~162 Ma);④燕山期岩浆活动(163~139 Ma),该时期形成了贵东西部的燕山期岩体,可划分为中侏罗世晚期花岗岩浆活动(163~151 Ma)和晚侏罗世岩浆活动(145~139 Ma)2个阶段;⑤燕山晚期早白垩世铀成矿作用及基性岩脉活动(138~100 Ma),进一步划分为2个阶段:早白垩世早期铀成矿作用(138~123 Ma)和早白垩世晚期基性岩脉与铀成矿作用(113~100 Ma);⑥燕山晚期晚白垩世铀成矿作用及基性岩脉活动(96~66 Ma),为主成矿期之一;⑦喜山期古新世铀成矿作用(65~54 Ma);⑧喜山期始新世—中新世铀成矿改造作用(52~20 Ma)。3)区内岩体和铀成矿作用的形成时间均具有相对集中的特点,如加里东期岩体(450~418 Ma)、印支期花岗岩体(238~220 Ma)、燕山期岩体(163~151 Ma)、基性脉岩活动(211~91 Ma)、铀成矿作用(138~123 Ma、96~54 Ma),铀成矿作用与花岗岩体存在一定的时间差,说明铀成矿并非岩体同期作用的产物。每期铀成矿作用之前都发育一期基性岩脉活动,显示铀成矿作用与基性岩脉活动关系密切。

徐州沛县某煤矿新生代在断陷盆地内沉积了砖红色的古近系和新近系,第四系普遍覆盖在各地层之上,其中第四系、侏罗—白垩系覆盖层较厚,可达500 m以上。采用电性源短偏移距瞬变电磁法进行探测,根据地电情况设计合理的观测参数,得到地下1 300 m深度范围内的电性结构,在地下900 m深度发现采空区,圈定的采空区域与矿区的开采现状吻合。探测成果对今后华北型煤田厚覆盖采空区探测有借鉴意义。

扩展空间自相关(ESPAC)微动探测(天然源面波勘探)技术由于其简便快捷、效果精确等优势,在浅部地层探测方面得到广泛应用。然而在实际应用中会出现基于ESPAC法提取的频散能量成像效果不尽人意的现象,特别是不同的观测台阵布置情况会对采集的频散曲线提取结果造成一定的影响。通过对ESPAC法成像原理的分析研究,利用背景噪声模拟的方法进行了天然源微动记录模拟实验,比较了不同子波主频分布情况下频散能量的差异,定量分析了不同台站布置情况和采集时间长度对频散能量成像质量的影响,经过对比研究得到了ESPAC法在浅地表勘探时的成像规律,在兼顾效率和探测成本的条件下最大程度提高基阶模式下的频散能量成像质量。将研究结果应用到工程实例中,取得了不错的实际勘探效果,验证了模拟结果的实用性。

基于江苏省里下河平原区所积累的有关生态地球化学调查数据,通过元素分布对比、相关分析、R型聚类分析、主成分分析等,系统探讨了该区富硒土壤的元素地球化学特征和成因机制,为合理开发利用第四纪沉积类型的富硒土地资源等提供了依据或线索。研究结果显示:里下河富硒土壤为典型的第四纪沉积成因,富有机质、偏还原的封闭的潟湖相沉积环境是形成局地富硒土壤的基础;富硒土壤特征元素组合为Se-OM-N-K-Fe-Co,主要位于地表30 cm以上深度,Se含量多为(0.3~0.4)×10^-6,分布均匀;土壤中大多数元素之间有显著正相关性,Se-OM、Se-CEC的相关系数r分别为0.74、0.66,Se和pH之间有较显著负相关性,相关系数为-0.35;富硒土壤形成要经历成土母质初始富集、成土期间再富集和成土后表生富集3个富Se阶段,以及非潟湖相沉积物(如海相沉积等)的干扰,有机质吸附、胶体吸附和生物地球化学作用是导致土壤Se富集的主要原因;富硒土壤中还伴有Cu、Pb、Zn、Ni、Co、V等相对富集,但相关重金属未超标。

中国中、西部城市或城镇居民区有很多位于山前冲积扇形成的冲积平原之上,揭露冲积扇的地质结构和稳定性对城市建设规划和土地合理利用具有重要意义。六盘山东麓冲积扇上分布有固原市城镇居民区和村落,人口密集。冲积扇发育多套事件沉积层,记录了构造活动和气候转变控制下冲积扇的活动性特征。本文通过野外地质调查、光释光测年、可控源音频大地电测深和常规氡气测量等手段,揭露了六盘山东麓冲积扇地层结构,厘定了晚更新世以来两期事件沉积层,沉积时代分别为~43.33 ka B.P.和22.92~20.72 ka B.P.。基于可控源音频大地电磁测量和常规氡气测量结果,揭示在海原断裂带和清水河断裂活动的影响下,六盘山东麓冲积扇至今仍存在较高活动性。该研究结果可以为六盘山地区地壳稳定性评价、地质灾害防治和工程设施建设提供基础数据支撑。

在长期的铀矿普查中,我国积累了海量的γ总量数据资料,但应用这些数据进行放射性环境评价的研究极少。本文从γ总量和空气吸收剂量率的测量原理出发,通过梳理γ总量、放射性核素含量与空气吸收剂量率之间的关系,建立起地面γ总量与空气吸收剂量率之间的联系,分析了仪器参数对测量误差的影响,认为γ总量仪器b_K/b_U=2.287、b_Th/b_U=0.430时,测量的γ总量与空气吸收剂量率满足严格线性关系,因此γ总量仪器的b_K/b_U、b_Th/b_U值越接近这两个数值,测得的γ总量转换为空气吸收剂量率越准确;利用湖南省电离辐射计量站模型进行了γ总量转换为空气吸收剂量率的系数求解,并分析了误差,推测了仪器参数中钾的铀当量值、钍的铀当量值的大致范围;在郴州市桂阳县潘家村岩体和郴州市永兴县土桥村灰岩地区进行了γ总量、γ能谱、空气吸收剂量率的同点位实测,结果显示,当核素含量比C_K/C_U均值小于1、C_Th/C_U均值小于3时,利用γ总量(FD3013仪器测得)估算的空气吸收剂量率与利用Beck公式根据能谱估算的空气吸收剂量率的误差基本处于同等水平,均方根误差均小于15%。根据国内核素的C_K/C_U、C_Th/C_U均值,认为国内大部分地区可以利用由FD3013仪器(或类似性能仪器)测得的γ总量数据估算空气吸收剂量率。利用已有铀矿普查资料中的γ总量数据转换计算有效空气吸收剂量率,为快速大面积评估环境天然放射性外照射水平提供了方法参考。

通过安徽蚌埠—淮北地区开展大地电磁剖面探测,结合重磁异常,获得了该区深部电性结构及主要地层展布和断裂性质的信息,尤其是徐宿弧形构造形态和深部含煤系地层发育情况。结果表明:①上古生界主要分布在徐宿弧形构造地表高阻推覆体之下,具有低阻、低密度的物性特征,连续性较好,认为推覆构造下煤矿勘查潜力大。②剖面上断层早期以逆断层为主,使得局部下古生界及元古宇覆于上古生界之上,后期以正断层为主,控制新生界沉积。③徐宿弧形构造海拔-4 km以浅表现为“高、低”双层电性结构,主冲断层面由F₅、F₆断裂组成;其地表高阻推覆体前缘西北至萧县,南至固镇县北,在闸河地区被广泛剥蚀。上述成果为该区基础地质研究和找矿勘查提供了重要地球物理信息。