韦贵妃墓是唐昭陵众多陪葬墓中距离主陵最近、形制级别最高的陪葬墓,也是唯一一座已经发掘清理的唐代“因山为陵”的墓葬,是研究昭陵形制的直接资料。本次在韦贵妃墓开展无人机激光雷达测绘、地面高精度重磁测量、高密度电法测量、地质雷达探测和土壤氡气测量等工作,旨在验证方法有效性,总结技术要点,为昭陵地宫探测积累技术资料和经验。韦贵妃墓对原始地层的扰动和破坏,形成了明显的物性差异和特殊工程地质结构;本次利用地面高精度重磁测量结合土壤测氡,较为有效地圈定了地下墓室平面位置,高密度电法准确圈定了韦贵妃墓地下空间位置,探地雷达清晰地探测到了韦贵妃墓的精细结构,分辨率达到亚米级,这些成果为下一步地球物理探测昭陵地宫提供了依据。
胶东地区作为我国主要的黄金产区,“攻深找盲”成为该区深部找矿重点研究方向。在“深部金矿资源评价理论、方法与预测”的工作基础之上,通过对莱州市金城镇—海阳市二十里店镇一带金矿集区开展高精度重力、高精度磁法、大地电磁测深综合物探剖面测量,综合前期已有成果对获取的重、磁、电资料进行综合研究分析,对区内太古宙至中生代侵入岩、前寒武纪变质基底、胶莱盆地地层的深部空间分布特征、相互关系及主要控矿构造的深部形态及特征进行了归纳总结,为后期深部金矿的找矿预测以及相关研究工作提供目标和依据。
航空地球物理勘探是认识极地区域构造的重要技术手段。在回顾和分析南极航空地球物理勘探发展历史与现状的基础上,总结归纳了航空地球物理勘探在南极地区取得的主要成果。归纳出南极地壳结构研究、南极古大陆重建与恢复、南极火山与岩浆作用调查和南极冰架与地质相互作用研究等4方面典型实例,航空地球物理勘探为南极地区域地质构造研究提供了有效的技术支撑。目前,南极部分区域仍为航空地球物理勘探的空白区,可将成功的经验应用于下一步的实际工作中,特别是将航空重、磁方法与航空冰雷达探测方法相结合,已成为解决南极冰层与基岩相互作用问题的未来趋势,也为我国南极航空地球物理勘探提供了方向。
21世纪以来,地表微渗漏表现特征的形成机理研究已取得显著进展,对油气勘探具有重要意义。含油气盆地微渗漏气体是以甲烷为主,在地下从烃源岩或储层出发,近于垂向微运移,而在地表造成的化学、物理及生物变化特征是地下油气藏的近似映射,它是客观存在的,是“石油渗漏系统”中一个重要组成部分,目前已替代宏观渗漏成为地表追踪地下油气藏最有效的“窗口”。甲烷微渗漏监测可以在地表、水体及大气中直接进行,测试获得的含甲烷烃类气体组分浓度及同位素组成是地下油气评价的第一手重要资料。甲烷微渗漏间接监测数据主要来源于地表微生物、植被、矿物、放射性及磁性等,与直接获得的化探数据相似,这些不同的地表异常监测数据都可区别于远离油气藏地表的背景值,其异常分布区将成为有利勘探区的靶向。进入综合勘探时代,甲烷微渗漏机理的深入认识,单一监测方法及其片面认识的避免,地表综合监测方法的思路转变,以及数理分析新体系的建立,必将在未来油气勘探中发挥越来越重要的作用。
在系统收集华北地区稀土矿床资料基础上,分析了华北地区稀土资源现状及稀土矿床的时间、空间分布规律。分析认为,华北地区稀土矿床成矿类型主要包括沉积变质型、火成碳酸岩浆型、岩浆热液型、伟晶岩型和离子吸附型。根据华北地区稀土矿床构造位置及控矿特征,认为华北地区古老变质基底、太古宙—古元古代陆块边缘裂谷带、中元古代陆缘裂谷带、燕山期滨西太平洋活动陆缘均是稀土矿床成矿的有利地球动力学背景。区域深大断裂、地槽发育初期的火山—沉积事件及碱性正长岩和碱性花岗岩类岩浆活动,是寻找各类稀土矿床的有利构造—沉积—岩浆条件,降雨量高、冲积平原、棕壤—褐土分布区则提供良好的稀土元素地球化学背景。
浅层地震作为城市地下空间探测中必不可少的一种手段,其勘探效果受到很多方面的影响,如激发、接收因素、采集参数以及处理方法等,因此需要根据地质任务进行系统科学的论证、选取。笔者以济南地下空间探测项目为例,探讨提高浅层地震勘探分辨率的方法,通过综合分析研究区的资料建立合理的地震地质模型,基于该模型进行地震采集参数波动方程正演分析与照明分析,获得高密度二维地震观测方案;通过对叠前去噪、反褶积和速度场优化等针对性数据处理技术的研究,获取高分辨率的反射成像。项目取得了很好的勘探效果,为济南智慧城市建设提供了可靠的物探资料参考,对今后该地区浅层地震勘探工作的开展有一定的借鉴作用。
城市地面沉降极易导致地面裂缝甚至塌陷,引发安全事故。城市环境中,人文干扰强烈,安全、环保要求高,导致传统物探方法无法在城市中有效开展。微动勘探技术是一种无源、高效、环境友好的物探方法,且能够在城市强干扰环境下对地下地质情况进行探测。选取合肥市谢岗小学作为研究场地,重点探究微动方法在地面沉降原因探测方面的适用性和有效性。根据采集到的微动数据,采用F-K法进行频散曲线提取,再进行反演得到地下横波速度结构,进而了解地下地质情况,最后采取钻探进行验证。研究结果表明:微动勘探技术可以有效地探测出地下不密实土体的位置、规模等信息,从而排除沉降区二次事故的发生。
对南祁连阳康地区花岗闪长岩岩体进行了锆石U-Pb年代学及岩石地球化学研究,以便对其岩石成因和中—南祁连消减拼合作用的开始时间给予制约。花岗闪长岩中LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,该岩体形成于晚奥陶世(444±1.2 Ma, MSWD=1.14),属于高钾钙碱性系列,A/CNK值介于1.007~1.104,属弱过铝质,为I型花岗岩,并且明显富集大离子亲石元素(如K、Ba、Rb)、轻稀土元素(LREE)及Th,相对亏损高场强元素(如Ta、Nb)。上述结果表明,该类岩体的原始岩浆应起源于地壳的部分熔融。综合区域同时代火成岩的研究成果,认为花岗闪长岩岩体形成于活动大陆边缘的构造背景。
通过对豫西合峪—车村地区30余个萤石矿床的地质矿产、勘查地球化学资料进行归纳分析,总结区内萤石矿床类型、空间分布及地球化学特征,探究矿床成因和物质来源。合峪—车村地区萤石矿类型主要为单一型,矿床分布于燕山期花岗岩及其外接触带的断裂带上;合峪岩体形成年龄为124.7~148.2 Ma,太山庙岩体形成年龄为115~123.1 Ma,萤石成矿年龄为120~126.8 Ma,说明成矿作用发生在合峪岩体侵入末期、太山庙岩体侵入早期。成矿流体属中低温、低盐度、低密度的NaCl-H2O体系,指示区内矿床为中低温浅成热液型萤石矿床。区内萤石稀土元素配分模式可分为略微左倾型、平坦型及右倾型3类,以右倾型为主,且右倾型萤石稀土元素配分模式与燕山期花岗岩相似,二者均表现为强Eu负异常和弱Ce负异常,说明燕山期花岗岩对萤石的形成提供了一定的物质来源。成矿元素F可能主要来源于合峪岩体和太山庙岩体,成矿元素Ca部分来源于花岗岩围岩。
针对杭州部分地区残坡积层厚度薄、地形条件较差的特点,在余杭区鸬鸟镇典型斜坡段,开展了多道瞬态面波和微动探测工作,对这二项技术在斜坡内部结构调查中的适用性和有效性进行分析。分别基于频率—波数(F-K)和空间自相关(SPAC)法提取频散曲线,计算得到速度剖面,进而对表层含角砾粉质黏土、全风化凝灰岩、强风化凝灰岩及中—微风化凝灰岩之间的界面进行了划分。结果表明:面波勘探具有很好的分层性,能有效区分残坡积层覆盖斜坡内部结构;多道瞬态面波和微动探测计算得到的瑞利波相速度变化趋势一致,表层含角砾粉质黏土对应瑞利波相速度小于300 m/s,全风化凝灰岩对应瑞利波相速度为300~400 m/s,强风化凝灰岩对应瑞利波相速度为400~600 m/s,与钻孔资料基本吻合。数据分析还表明,频率小于15 Hz时,微动探测空间自相关函数与第一类零阶贝塞尔函数具有很好的拟合关系,高于15 Hz时,拟合精度有所降低。
地面核磁共振法可直接寻找地下水(卤水),高密度电阻率法在判断卤水与淡水方面较为适用。应用上述两种物探方法在西藏扎仓茶卡盐湖和茶里错盐湖进行了联合探测,查明了研究区地下卤水的分布情况,避免了单一方法的局限性和片面性,为西藏两大盐湖卤水钾矿的勘查开发总体布局提供了依据。同时,结合地质浅井资料进行了对比分析,发现两种物探方法联合探测的结果与浅井资料较为吻合,表明应用上述两种物探方法可为西藏地区的地下卤水探测提供一种高效、精准的勘探模式。
吉尔吉斯斯坦是中亚天山金属成矿带的重要组成部分, 矿产资源丰富,金属矿产种类齐全。吉尔吉斯斯坦国家尺度(1∶100万)地球化学填图覆盖了吉尔吉斯斯坦全境约19万km2,分析测试了69种元素,填补了吉尔吉斯斯坦国家尺度地球化学填图空白,为吉尔吉斯斯坦基础地质、矿产开发、环境保护、农业生产等多个方面研究提供了基础地球化学数据支撑。根据区域地质构造演化、地球化学背景,将研究区划分为5个构造地球化学分区。结合地质背景,通过对主要成矿元素地球化学参数统计分析认为:吉尔吉斯斯坦是Au、Cu、Pb、Sb、Sn、W、Ag等元素的有利成矿区。地球化学异常分布特征明显,北天山Au、Cu、Pb、Zn、Ag、Be、As等元素异常强度高; 中天山以费尔干纳断裂为界,西部富集Au、Cu、Cr、Mo、Co,东部富集Au、W、Sn、Co、Cr、Ni;南天山西段集中分布Cu、Co、Cr、Ni、Au、As、Sb、Hg等元素,东段则以W、Sn、Bi元素组合分布为特点。分析成矿显著度,认为吉尔吉斯斯坦最具有找矿潜力的地区为中天山恰特卡尔地区,该区寻找铜、铅、金、钨的潜力巨大。其次,南天山东段撒雷贾兹地区也具有很好的找矿潜力,该区是寻找金、铜、钨、锡十分有利的地区。南天山西段和塔拉斯—纳伦地区找矿潜力也较好,是金、铜、铅、锌等多金属矿的有利找矿区。
国家对油气资源需求日益剧增的背景下,油气田勘探开发的主战场由常规转向非常规领域,致密油气成为当今及未来非常规油气勘探开发的热点和重点。我国致密储层多为陆相沉积,横向连续性差、纵向非均质性强、岩性复杂、物性变化大,致使致密储层的孔隙结构难以有效表征。储层孔隙结构不仅影响油气赋存,还严重制约着油气渗流和高效开采。为有针对性地分析致密储层的孔隙结构特征,系统调研了致密储层孔隙结构评价手段的相关文献资料,梳理了半渗透隔板等间接测定法、铸体薄片等直接观测法、数字岩心法之后,剖析了致密储层孔隙结构测井评价方法,并探讨了各方法的适用性和优缺点,进而基于该领域的研究现状展望了其发展趋势。
铜(Cu)是人体所必需的微量元素,目前我国还没有农作物Cu含量的推荐值,更缺少开发富Cu土地资源的土壤Cu含量标准。本文以四川省邻水县华蓥山—西槽耕地区为研究区,根据1∶5万土地质量地球化学调查获取的表层土壤、农作物及根系土中Cu含量数据调查结果,研究了土壤与农作物中Cu的含量及分布特征,分析了玉米籽实Cu生物富集系数(BAF)的影响因素,构建了玉米籽实Cu的BAF预测模型,提出了开发富Cu玉米和富Cu土地资源的Cu含量最佳赋值范围。研究结果显示:①研究区表层土壤Cu含量范围为(3.33~173)×10-6,平均值、中位值分别为26.85×10-6、25.60×10-6。土壤Cu高值区主要分布在邻水县华蓥山玄武岩、碳酸盐岩与炭质页岩为成土母岩的地区,土壤Cu低值区分布在西槽侏罗系砂页岩为成土母岩的地区。②研究区玉米籽实Cu含量范围为(0.80~2.71)×10-6,平均值为1.76×10-6,中位值为1.82×10-6。③为保证人体摄入Cu安全,研究区玉米籽实中Cu含量最佳范围为(0.756~10.080)×10-6,土壤中Cu含量最佳范围为(12.67~169.00)×10-6。
瞬变电磁法在我国广泛应用于煤田水文地质勘探和采空区调查,但由于方法本身的特点,地面装置纵向分辨率低,无法实现采空区精细探测。在山西某煤矿采空区探查项目中,通过岩心、测井曲线,结合以往电法勘探经验,建立了简单的煤系地层采空区模型,数值模拟了均匀半空间采空区含水、不含水时的地面瞬变电磁响应和三维水平薄板的地—井瞬变电磁响应,并结合实际案例探讨了采空区的地面、地—井瞬变电磁特征,证实了地—井瞬变电磁法具有较高的纵向分辨率,为采空区精细探查提供了思路。
随着无人机航磁测量技术的不断发展,其在不同地貌景观区的应用空间得到了逐步拓展。为验证无人机航磁测量在我国戈壁荒漠地区的实际应用效果,本文结合戈壁荒漠地区的自然环境特点,开展了机型适用性试验,从抗风能力、地形跟随能力、续航能力与工作效率、数据采集质量等几个方面,对多旋翼型、垂直起降固定翼型无人机在戈壁荒漠地区的适用性进行了评价;通过无人机航磁与已有地面磁测成果的定性、定量对比分析,衡量了无人机航磁测量在我国西部戈壁荒漠地区的实用性与可靠性,认为无人机航磁相对于地磁测量具有采集精度高、工作效率高的优势,是值得进一步推广的地球物理勘查方法技术。
为改善欧拉反演结果的收敛性,本文采用不依赖于构造指数的改进Tilt-Euler(iTilt-Euler)进行计算,并利用水平总梯度倾斜角峰值(TAHG)约束法约束反演数据,优化计算结果。模型试算结果表明,采用TAHG法约束的iTilt-Euler反演结果的收敛性得到了有效提高,且为深源地质体的位置和深度提供了更多信息。在肯尼亚ANZA盆地某区块重力数据处理中的应用表明,TAHG法约束下的iTilt-Euler反演解连续性较好,主要呈NW向,其次是NE向,且NW向展布的解延伸长、深度大,反映为控制区内构造单元边界的基底断裂,被NE向展布的盖层断裂所切割。此外,研究区东南部发育一条NNE向的深断裂,切割了NW向及NE向断裂,推测其可能控制了区域构造单元的东南边界。应用结果表明,iTilt-Euler法和TAHG法可为断裂解释提供可靠的研究手段,具有较好的实用性。
在海洋油气勘探中,为了准确获取勘探目的层高精度、高分辨率的反射信息,实现更加细腻的成像,海洋地震宽频采集及处理技术近年来得到了极大的创新和发展。本文研究了海洋地震勘探中鬼波的产生机理、鬼波的分类和特性及其在实际地震资料中的表现形式。采用频率域高精度斜缆Radon变换作为主要处理方法,对某直斜缆宽频数据进行了鬼波的衰减,经过鬼波压制处理后,地震资料的震源鬼波和电缆鬼波都得到了极大程度的衰减,陷波点能量显著增强。鬼波压制处理既拓宽了地震资料的低频成分,也拓宽了地震资料的高频成分,尤其低频成分能量得到了显著的增强,该方法在实际海洋地震资料的应用中取得了良好的应用效果。
龙马溪组页岩是现阶段国内勘探的主要层位之一。川南扬子地区下古生界的龙马溪组气层存在低电阻率特征,仅从测井响应上很难与水层区别。为此,在现有常规测井、钻井取心、生产动态等资料的基础上,结合大量铸体薄片、QEMSCAN和X全岩衍射等岩心分析实验,对该地区低阻气层的成因机制进行了深入研究,结果表明:川南扬子地区下古生界的龙马溪组低阻气层的主控因素有3个:黏土矿物的附加导电性、过成熟有机质完全石墨化和有机质纹层分布形式。实际应用结果表明:研究区低阻气层的成因为发育的有机质纹层和有机质部分石墨化,即页岩气储层表现为低阻往往都是多种因素相互叠加、相互影响造成的,在分析时需要根据不同地区、不同层段分析相应地质、测井和岩心资料,并且需要利用上下层段对比和邻井对比等方法判断储层低阻的主控因素。
在山区进行重力测量时,布格重力异常往往与地形呈现相关关系,不利于重力资料的地质解释,这一现象主要是由地形改正密度选择不准确引起的。本文利用回归分析方法来选取山区地形改正密度,其利用自由空间重力异常与测点高程的相关关系获取地形改正密度,并利用每一次计算得到的布格重力异常与测点高程的相关关系得到地形改正密度的调整值。逐次调整地形改正密度,直至获得最佳的地形改正密度和与地形无关的布格重力异常。将该方法用于九嵕山地区实测重力数据校正,经过5次迭代获得了最佳地形改正密度,并由此计算得到了布格重力异常。布格重力异常与地形的相关分析结果证明了该方法的正确性。
在总结现有高密度电法仪器优缺点的基础上,结合城市地下空间探测的需求,研制了一种多参数并行高密度电法系统。该系统具有一次供电,多电极同时接收信号、多参数同时测量的特点,相对于传统高密度电法仪,有效提高了工作效率。通过场地试验表明该仪器性能达到预期效果。文章最后总结了仪器性能特点及对高密度电法仪器发展的建议。
正在建设的川藏铁路有大量隧道具有高地温、高地应力特征,如何提高高地温—高地应力隧道超前地质预报的精度是工程建设面临的一大难点。以TSP法超前地质预报为例,分析该方法在高地温—高地应力隧道探测主要存在两方面的问题:一方面是采用乳化炸药和塑料导爆管在高岩温炮孔中激震时易发生拒爆、哑炮及瞎炮,影响数据采集;另一方面是数据处理未考虑高地应力隧道已开挖区和未开挖区的波速变化。针对这些问题,提出六点改进措施,即:研制绝热保温袋起爆药包、建立基于多元地质信息的智能工程评价体系、改变TSP的激震方式、推广超前地质预报新技术新方法、研发适用于TBM的超前地质预报系统、改善地质预报组织管理。这些措施可为高地温—高地应力地区隧道超前地质预报的高效探测提供借鉴。
三维网格模型的正演计算是重力资料反演的基础。高精度、高效率的正演有利于提高反演解释质量。针对大尺度、地表观测面研究区的高精度、高效率重力正演问题,本文给出球坐标系三维Tesseroid网格模型重力异常正演方法及并行算法。其中,正演算法采用改进的高斯—勒让德积分法实现大尺度、地表观测面的重力异常高精度计算,并行算法采用基于OpenMP的MATLAB任务并行算法实现高效率计算。理论模型和华东岩石圈三维模型数据试验验证了本文方法的有效性。本文方法为高效的大尺度重力场模拟和三维反演提供技术支撑。
结合三维地质建模的理论方法和研究区地质资料,运用深探地学建模软件建立了天湖预选地段地质模型,描述了该预选地段三维构造形态,从二维到三维、从整体到局部,综合对研究区地质条件进行了三维可视化研究与分析,直观地表达了地质信息在处置主岩中的分布规律,得出如下结论:天湖地段花岗岩体呈等轴状岩株产出,岩性单一,岩体体积大;仅在天湖岩体东南部发育一条走向NW、长度2 km的断裂;岩体内部脉体和蚀变带较为发育,对岩体的完整性有一定影响,总体上岩体东北部和南部更适宜开展进一步工作。利用模型可方便分析各地质信息在岩体深部的分布特征及规律,更好地指导高放废物处置预选地段筛选及后续处置库的选址、场址特性评价等工作。
江西相山矿田目前已经发现有20多个铀矿床,同时也发现有多金属矿化现象,但是对多金属找矿一直未取得重大进展,本文将相山矿田的多金属矿与研究程度较高的冷水坑铅锌银多金属矿田,从区域地质背景、地层、岩浆岩、矿体特征及围岩蚀变等方面进行对比分析,发现相山矿田与冷水坑矿田存在相似的地质条件及主量元素、稀土元素、微量元素地球化学特征和矿体及蚀变特征,两者主要岩性均由白垩系鹅湖岭组与打鼓顶组的火山岩系列组成,表现为高钾钙碱性—钾玄岩系列,准铝质—弱过铝质特点,稀土元素配分曲线、微量元素蛛网图特点均表现明显右倾,属轻稀土富集型,低Ba、Sr类型,Eu明显亏损,指示物源主要为壳源,岩浆岩结晶分异程度较高,围岩蚀变均以绿泥石化、绢云母化、硅化、碳酸盐化为主。借鉴冷水坑的成矿模式,认为相山矿田下一步应围绕着小岩体寻找斑岩型多金属矿,在K1d1层位寻找层控叠生型多金属矿,将会取得多金属找矿的突破。
横波速度在地震正演模拟、流体预测和AVO分析中有着至关重要的作用。然而由于横波测井费用较高等原因,一些工区并没有横波速度测井资料。基于岩石物理建模的方法预测横波具有针对性,预测精度较高。本文采用了由Sabrina提出的计算有效弹性模量方法,扩展了Cao等在该方法进行横波预测的假设条件,进行岩石物理建模,利用实测的纵波速度计算孔隙弱度从而进一步预测横波。最后结合实际资料,利用已知测井横波速度数据进行验证,结果表明效果较好。
以石嘴山地区碱性土壤为研究对象,全面采集了石嘴山地区表层土壤样品,分析了土壤中硒及有效硒等地球化学指标。结果表明:研究区土壤硒的主要来源为贺兰山区黑色岩系,其次为引黄灌溉淤积;研究区硒的生物有效性处于较高水平,有效硒富集及以上的区域占全区的79.2%,面积约为777.2 km2;硒不同形态含量依次为残渣态>强有机结合态>腐殖酸结合态>离子交换态≈水溶态>碳酸盐结合态≈铁锰氧化物结合态,全硒含量有限但水溶态硒含量较高;土壤全氮及有机质含量越高,土壤全硒及有效态硒的含量越高;随着研究区土壤含盐量升高,硒活化度呈现逐步升高的趋势; pH值在7.5~9之间的灌淤土及潮土全硒含量适中,有效硒含量较高,是种植富硒农产品的优质选区。
为调查广西马山县岩溶区土壤全硒含量分布特征,探讨不同成土母质、土地利用方式和土壤类型对土壤硒含量的影响,采集马山县北部表层土壤(0~20 cm)样品492个,采用统计学方法对土壤硒含量进行空间分布特征研究。结果表明:土壤硒含量变幅为(0.20~3.54)×10-6,平均值为0.76 ×10-6,富硒面积占到98.29%,变异系数为34.49%。研究区含有黑色页岩和煤系地层的二叠系合山组发育的土壤硒含量最高,平均为1.17×10-6;石炭系马平组最低,平均为0.64 ×10-6。赤红壤硒含量最高,平均值为1.04×10-6;而潮土硒含量最低,平均值为0.56×10-6。不同土地利用方式间以林地与果园表层土壤中硒含量相对较高,水田、草地和旱地土壤硒含量低。影响土壤硒含量的主要因素是成土母质,有机质含量对土壤硒富集也有一定影响。
特立尼达盆地位于南美洲委内瑞拉北部,加勒比海南缘,该盆地具有良好的油气资源前景。前人对盆地的构造演化、沉积特征等进行了研究,研究范围主要集中在盆地东南部海域。目前尚缺乏对整个盆地构造特征的研究,为了系统研究盆地的断裂分布和基底特征,预测盆地内油气远景区,为盆地进一步勘探工作提供依据,本文利用GETECH公司提供的船测和卫星重力资料,分析研究了该盆地的重力场特征,推断了盆地的断裂构造体系;利用相关分析及Parker法计算了盆地基底深度,并对盆地进行了构造单元划分及油气勘探远景区预测。研究结果表明,特立尼达盆地构造复杂,主要发育NE向和NW向2组断裂,NE向主要断裂控制着盆地的范围和盆地内地层的发育。盆地基底起伏较大,盆地内可以划分为东部次盆、北部次盆、中部隆起带、西部次盆和西北部凸起5个次级构造单元。盆地内东部次盆、北部次盆和西部次盆均为有利油气勘探区。
时移地震是一项解决油藏动态描述的有效技术,但自20世纪取得成功以来,受高昂成本和应用范围的限制,一直以来未得到广泛的应用。2007年以来,胜利油田针对高成熟探区二次地震采集普遍化的现状,提出了非一致性时移地震的思路,针对如何评估与消除非一致观测系统的影响、如何检测开采变化的微小差异、如何综合利用时移结果等一系列技术难题,历时十余年,创新形成了非一致性时移地震观测系统匹配技术、基于井数据的叠前互均化技术、叠前叠后敏感属性联合优化技术和基于油藏数值的时移地震综合解释技术等4项关键技术。配套形成了水驱型复杂断块油藏时移地震技术、小尺度气藏边界监测时移地震技术、蒸汽吞吐型稠油油藏时移地震技术,实施了6个区块300 km2的应用示范,展示了成果的广阔前景,拓宽了油藏地球物理技术解决开发难题的能力。
准确评估冻土三维分布和阶段性变化对我国气候、水资源、生态、工程建设等方面具有重要意义。我国多年冻土大多分布在高海拔地区,利用地面物探确定多年冻土厚度具有效率低、成本高、交通不便等问题,而依据电阻率差异的航空电磁技术具有较大优势。根据青海祁连地区冻土厚度、电阻率等信息构建地电模型,并针对AeroTEM时间域航空电磁系统和Impulse频率域航空电磁系统,通过模拟冻土电阻率、厚度、冻土下低阻层、飞行高度和线圈角度变化,分析不同条件下时间域和频率域航空系统一维正演电磁响应差异,进而确定航空电磁技术对冻土顶、底界面的探测能力。模拟结果表明,在较低噪声水平下,Impulse频率域航空电磁系统可以根据融化冻土厚度确定沼泽、湿地及湿润草甸覆盖下的冻土顶界面;AeroTEM时间域系统可以确定冻土底界面,且当冻土下存在低阻层时,确定的底界面准确性将大幅提高。因此,在调查冻土厚度时,可综合利用频率域和时间域航空电磁数据,共同确定多年冻土的顶、底界面。本文研究成果将为航空电磁技术服务于我国冻土调查提供理论支撑。
本文基于 Python 语言构建了瑞利面波频散反演工作流程:①通过pysurf96软件包实现水平层状模型的频散曲线正演;②建立描述频散曲线拟合度的目标函数;③利用scikit-opt软件包中的启发式算法实现频散曲线反演。提出并解决了调用函数过程中所遇到的问题,实验测试表明反演结果可靠,同时具备一定的计算效率。由此实现了搭建基于Python语言的面波频散反演地下层状结构研究平台,为其他研究者依靠开源软件进行反演运算提供了方法支持。最后,通过利用彭一波研究海拉尔盆地背景噪声时提取的频散曲线对地壳以及上地幔结构进行了反演,得到不错的效果。
在已知隐伏矿——罗卜岭斑岩型铜钼矿床上方采集了表层土壤以及典型钻孔中的矿石和围岩样品,分析了6个微量元素(Cu、Mo、Ba、Pb、Zn、V)的含量变化以及硫、铅同位素的组成特征,来验证土壤金属活动态测量技术、微细粒级土壤全量测量技术在隐伏矿区的找矿效果,并根据铅、硫同位素的组成特征来识别地表地球化学异常的来源。研究表明:微细粒级土壤全量测量技术对该矿区深部矿体的指示效果最好,其中Cu、Ba、Mo的含量高值区与深部隐伏矿体的展布相关性较强。土壤金属活动态、微细粒级土壤全量均显示出14、15号采样点下方极有可能存在着隐伏矿体,同时两种测量方法均可以根据V、Pb、Zn的含量变化较为准确地圈定出接近地表矿化岩体的范围。由于异常区土壤全量的硫同位素组成大多数信息继承自非赋矿围岩,掩盖了来自深部矿体的贡献,故在本矿区用硫同位素指示地表土壤中的异常来源效果较差,建议测量土壤金属活动态中的硫同位素组成应更为合理。异常区土壤全量的铅同位素继承了来自深部矿体铅同位素的特征,直接为微细粒级土壤全量测量技术在覆盖区的矿产勘查提供了证据,同时206Pb/204Pb在地表微细粒级土壤全量中的变化与下伏隐伏矿体的展布相关性较强,可以有效指示深部隐伏矿体。
海洋可控源电磁法广泛用于天然气水合物、海底油气资源勘探和地质构造勘查。在海上作业时,船载甲板供电单元通过深拖缆向海底的海洋可控源电磁发射机提供电能。利用深拖缆传输高压大功率电能的过程中,需要对高压供电回路的绝缘电阻进行自动实时测量和监测,确保电能的安全传输和供电异常时的及时处理。本文基于高压宽频耦合器件、绝缘检测模块、远程数据传输部件和上位机监控软件,通过收集高压端至外壳地之间的漏电电流,将其模拟放大,通过测量电压值,反算绝缘电阻,实现了对高压回路对大地之间绝缘电阻的自动测量和监测。所形成的自动绝缘在线监测技术,经过海上试验验证,能够满足海洋可控源电磁发射系统的要求,很好地在线评价了系统的绝缘性能,为海洋仪器同类功能的研发提供了有益的参考。
在甘肃北山干旱戈壁荒漠景观特征研究的基础上,对三白墩地区进行1:5万水系沉积物测量,圈定水系综合异常10处。优选AS-3异常,采用100 m×20 m的网度,在1/3线距范围内多点采取2~20 mm粒级岩石碎屑的方法进行详细检查。圈定岩屑综合异常3处,对异常特征进行研究,确定主成矿元素为As、Au,并优选综合异常2个。利用地球化学剖面、槽探等方法进行详细检查,发现Au矿体4条,As矿体2条,Au、As矿化体各1条,显示出该方法在甘肃北山干旱戈壁荒漠景观区找矿中具有较好的找矿效果,同时也说明可以运用1:1万岩屑测量对1:5万水系沉积物测量的异常进行查证。
基于贵州省毕节地区1∶25万土地质量地球化学调查的1 308件深层土壤样品重金属含量数据,研究了土壤重金属含量分布及其地球化学背景特征,与全国土壤比较,黔西北土壤重金属地球化学背景值显著高于全国土壤元素背景值,但是,与我国西南地区土壤元素背景值接近。黔西北地区土壤重金属含量与地质背景关系密切,不同地质单元区土壤重金属含量存在显著差异,石炭系地层发育的土壤呈Pb、Zn地球化学高背景,二叠系中统风化形成的土壤呈Cd、Hg地球化学高背景,黔西北地区不仅存在土法炼锌造成的土壤重金属污染,土壤重金属地球化学高背景也是影响土壤重金属富集的重要因素。统计表明,黔西北地区二叠系中统风化土壤Cd管理目标值高于我国农用地土壤Cd风险管制值(2.0×10-6),认为在确定黔西北地区土壤重金属管理目标时,应充分考虑不同地质单元区土壤重金属地球化学背景值差异及其生态环境效应的影响。
杨税务潜山位于廊固凹陷北部,裂缝孔隙型储层发育,地质综合研究表明该区处于油气运聚的有利方向,但由于其储层埋藏深,地震资料成像精度低,常规属性预测有效储层难度大,多解性强。本文在充分分析已钻井地球物理响应特征的基础上,优选了对有效储层响应敏感的3个属性——平均振幅、方差属性、弧长属性,并计算有效储层厚度与优选属性之间的相关系数,依据相关系数大小确定属性融合权重,最终得到反映有效储层厚度的融合属性,该融合属性有效降低了单属性预测的多解性,同时实现了有效储层的定量预测。实践证明,多属性融合技术有效实用,并在杨税务潜山地区取得了良好的应用效果。
为了有效提升车载或无人平台电磁感应探测系统的综合性能,针对国内现有阵列探头技术存在土壤适应性差、定位精度低、抗干扰能力弱等不足,提出一种基于差分接收的阵列式电磁感应阵列探头设计方案。该方案总体采用单发射线圈内部水平排列多个接收线圈的结构形式,接收线圈采用双D形平衡式线圈实现差分接收,使系统在土壤适应性、定位精度及抗干扰能力等性能方面得到提升,从而有效提高未爆弹的探测效率。模拟雷场的实验结果表明,本文设计的阵列探头可实现对未爆弹的探测和定位。
在以往柴达木盆地地震勘探中,为了达到压制噪声的目的,常常是用大组合接收。但是随着勘探的深入,大组合的劣势逐渐显现。单检波器接收, 在数据后期处理过程中进行道组合,既能达到压制干扰的目的,又能消除大组合时道内静校正影响,有利于数据的分辨率、保真度和成像精度。本文结合盆地内尖顶山地区某条测线的数据进行了道组合处理、分析,探讨了在处理中进行道组合,完成野外检波器组合的功能的方法、流程以及应注意的问题,展示了道组合处理的效果。
动校正是地震数据处理中的重要步骤,但它在校正过程中会产生子波拉伸畸变效应,随着偏移距的增大,会出现主频降低、振幅扩大的现象。由于存在拉伸畸变,同相轴未被拉平,导致非同相叠加,会引起水平叠加剖面的频率失真和分辨率下降,因此,拉伸校正是提高水平叠加剖面分辨率的关键。子波拉伸畸变在曲波稀疏域中是不相干的,可以将拉伸校正视为是一个非线性优化过程。通过度量稀疏域中数据的稀疏性,使用一种快速有效的算法,来优化子波拉伸畸变生成的非线性问题,最终实现消除子波拉伸畸变的目的。曲波稀疏变换拉伸校正方法能够消除由动校正带来的子波拉伸畸变,恢复远偏移距处的高频信息,校平同相轴。综合模型数据和实际资料处理,曲波稀疏拉伸校正方法能够显著提高水平叠加剖面的分辨率。
磁共振测深找水方法在高电磁噪声环境下应用时,往往会因为电磁噪声的干扰导致实测数据信噪比降低,反演结果难以准确地确定实际地下水体的分布状况,降低方法的应用效果。针对磁共振测深找水方法在实际野外数据采集工作中常面临的多源谐波噪声干扰问题,在模型去噪的基础上推导出网格搜索同步删除法,进一步提出了效率更高的模拟退火同步删除法。仿真结果表明,2种方法均能有效压制多源谐波噪声,而模拟退火同步删除法能够更快速地搜索谐波基频值,相较网格搜索同步删除法在双基频谐波情况下工作效率提高2.35倍,大大降低了去噪流程的时间成本,且对多源谐波噪声也能取得较好的去噪效果。将该去噪算法应用于实例中,反演结果和钻孔资料的对比表明,模拟退火同步删除法可以有效压制磁共振测深方法实测数据中的多源谐波噪声,显著提高磁共振测深方法的应用效果。
准确识别含油气构造及控矿断裂与岩体等地质边界是能源和资源勘查的重要任务之一,重、磁位场边缘识别方法在研究地质边界方面有独特的优势,已成为能源和资源勘查中不可或缺的重要手段。为增强位场边缘识别方法对深部小规模构造的识别能力,本文将界面反演与归一化总水平导数垂向导数(NVDR_THDR)位场边缘识别技术结合起来,首先利用密度界面反演技术处理重力异常,使结果能突出小规模地质构造特征,之后将NVDR_THDR作为边界提取和增强的技术处理反演的界面深度。裂陷盆地模型试验及孤立形体组合模型试验结果表明,本文方法具有明显的边缘增强效果,并且能在一定程度上平衡深部和浅部异常。最后将该方法用于鄂尔多斯盆地北部重力资料处理之中,结果也表明了本文方法可以更好地识别盆地基底小规模断裂,实际应用效果较好。
频谱激电测量交流电场作用下的岩(矿)石的电化学极化效应,即接收电位差与发射电流之间的相位差。在深入研究频谱激电测量仪器关键技术的基础上,设计了全新的弱信号同步相关检测技术,对原型样机进行了实用化改进,优化了电路结构,提高了相位测量的稳定性。矿区试验表明,改进后的频谱激电测量仪器成本更低,抗干扰能力更强,实用化程度更高,适合大范围推广应用。
雄安新区位于冀中平原中部,地下结构具有新生界地层厚度大、成层性好、构造活动相对稳定的显著特点。为精细刻画浅层地质结构,查明断裂构造特征,提高浅部探测精度,本次研究采用二维地震和高密度电阻率测深结合的方法,取得了重要进展,主要包括:①精细刻画了工作区200 m以浅深度范围内地层结构和断裂构造空间展布特征;②构建了三维可视化地质结构模型,直观展示了调查区新生界地层起伏形态和主要断裂构造空间分布;③分析总结了城镇化高干扰背景环境下地球物理方法的探测深度、横纵向分辨率、目标体响应特征和适用性等。本次研究有效支撑和服务了雄安新区的规划、建设以及地下空间开发利用,对大厚度沉积盆地城市地下空间的地球物理探测具有借鉴意义。
大地电磁信号易受噪声干扰产生近场效应,严重影响采集的信号质量。现阶段使用较为广泛的远参考-robust方法在压制近场干扰方面还有所不足。本文在使用数值模拟验证希尔伯特-黄变换(HHT)对噪声的压制效果后,将其用于处理一个近场干扰较严重的大地电磁信号,得到了较为显著的效果;同时,使用极化方向的分布函数计算电场和磁场的极化分布,也发现分布函数的高斯性得到了修复,从另一个角度验证了HHT在压制近场干扰方面的有效性。
中国南海东部海域陆丰油田古近系文昌组砂砾岩储层具有岩性复杂、孔隙度低、孔隙结构非均质性较强等特征。不同类型储层渗流特征差异明显,传统的孔渗模型精度难以满足生产开发需要。流动单元能有效刻画储层内部渗流特征,但单纯依据流动单元指标进行流动单元划分就会出现错划的现象。文昌组储层非均质性由宏观到微观具有层次性,综合地质、测井、岩心资料建立多层次流动单元判别法:首先基于沉积相划分第一级流动单元,然后以岩心和成像测井标定常规测井,识别岩性并划分第二级流动单元,最后基于孔隙结构,以流动单元指标FZI为依据划分第三级流动单元,由此形成了基于沉积微相—岩性—孔隙结构的三级流动单元划分方法。应用结果表明,该方法能有效避免流动单元划分不准确的现象,提高渗透率计算精度,对寻找优质产层、实现油藏高效开发具有重大意义。
为在江西相山矿田游坊地区实现找矿突破,在该区开展地电提取测量工作进行深部找矿预测。研究发现:异常明显受断裂控制,主要沿控矿断裂及断裂交汇处展布;运用聚类分析和因子分析发现各微量元素之间具有显著相关性,据此得出相应的元素组合:F1因子(Ti-V-Mo-Th-U)、F2因子(As-Pb-Sb)、F3因子(Co-Ni);铀钍比的空间分布与AMT推测基底深度呈现明显正相关关系,推测主要受火山岩厚度的控制。综合地电提取元素异常特征和相山矿田成矿规律,建立综合地质—地电化学找矿模式,并在研究区内圈定出两个相应的靶区,其中1号靶区具有良好找矿前景。
四川盆地西北部雷口坡组勘探潜力大,随着勘探的深入,多口钻井在雷口坡组雷三3亚段油气显示活跃,测井解释储层较为发育,含气性好。针对雷口坡组含气有利区分布不清的问题,首先结合川西北地区地震地质情况和钻测井资料,通过经验模态分解技术高分辨率处理,在保持低频信号的同时抬升高频能量,有效拓宽了地震数据的频宽,为双相介质油气检测技术提供了资料基础。基于单井目的层位置处的频谱分析与标定,发现目的层含气时频谱表现为低频能量相对增强,高频能量相对减弱的特征,优选敏感频率范围,利用基于双相介质理论的油气检测技术对研究区开展储层含气性检测,油气检测结果与实钻井和地质规律匹配较好,证实了该技术在研究区应用的可靠性,为川西北部雷口坡组扩大勘探领域提供了指导方向。
常规处理后的3DVSP共检波点道集在不同偏移距处产生不同拉伸畸变效应,尤其是浅层和大偏移距尤为明显,影响叠加剖面成像质量。为此,分析了拉伸效应原因,推导了拉伸率公式,提出了基于拉伸率的道集切除方法:逐点计算共检波点道集中每一点拉伸率,确定有效拉伸率范围,对拉伸率过大的点进行切除。模型分析和实际资料处理结果显示了方法的正确性和有效性。
采用Gmsh软件对起伏地形下的异常体模型进行建模和不规则网格剖分,将剖分网格数据应用到2.5D有限元正演程序中,并使用井—地联合观测方法对正演计算结果进行分析。分析结果表明:采用不规则网格剖分拟合起伏地形和使用井—地联合观测方法来进行起伏地形下的地质情况勘探能得到较好的结果,同时还研究了使用不同观测装置时山谷地形对下方异常响应的影响,研究结果对实际勘探工作有借鉴意义。研究证明了有限元软件Gmsh在地球物理有限单元法正演建模和网格剖分方面有良好的应用价值。
