尾矿资源综合利用是解决我国资源与环境问题的重要途径之一。从我国尾矿具有的巨大潜在资源价值及生态环境有害效应出发,得出全面实施全国尾矿地球化学调查与评价是尾矿综合利用和矿区生态环境保护的迫切需要的认识,介绍了全国尾矿地球化学调查的基本思路及方法技术,展望了尾矿地球化学调查成果资料的应用前景。

通过对惠民铁矿床所在区域、地区、位置三个不同层次的重、磁场特征进行研究,建立了澜沧惠民铁矿床的地球物理找矿模型。结合已验证的钻孔资料及矿石参数,用磁异常拟合体积法求取了76线C1、C2磁异常的资源量,用类比法对矿区其他磁异常进行了资源量估算,与已探明的资源量相比,该矿区尚有一定的找矿潜力。

以含矿热液活动为联结点,将赋矿围岩与岩体作为一个整体系统,研究罕达盖矽卡岩型铁铜矿化试验区钻孔内的岩石经含矿热液作用后稀土元素的含量变化,认为依据稀土元素地球化学特征不仅可以判断矿床(化)成因,还可以识别成矿流体特征及成矿元素迁移的物理-化学控制因素。研究表明,试验区矽卡岩型铁铜矿石是含矿热液接触交代形成的;含矿热液温度相对较高,具有贫∑REE、富HREE和Ce等特征。这些发现使应用稀土元素地球化学特征进行找矿具备了一定的潜力,为扩展地球化学勘查新指标奠定了基础。

通过在韭菜沟矿区的沟系土壤地球化学测量工作,发现了一批有价值的地球化学异常,结合地层、岩性、构造等有利控矿因素,对金、银、砷、汞、锑地球化学异常区的找矿潜力进行分析,说明砷、汞、锑异常对金矿化有一定的指示意义。进一步明确找矿方向,缩小找矿范围,圈定了3个找矿靶区,对各靶区实施山地工程验证,取得了较好的找矿效果,证明沟系土壤地球化学测量方法在地质勘查中具有明显的找矿效果,为进一步的地质工作提供了科学依据。

介绍了几个音频大地电磁法和高精度磁测方法在华南白面石地区硬岩型铀矿上的勘查实例。应用结果表明,这两种方法优势互补,综合使用可较好地探测深部地质构造(如火山盆地基底埋深、断裂构造、火山机构等),为南方硬岩型铀矿供深找盲、外围扩大提供有效技术手段。

介绍了广域电磁法的基本原理、特点及广域视电阻率的定义。在内蒙古自治区某银铅锌矿进行了实验勘探工作,解释和推断了地电异常,并和可控源音频大地电磁法的效果进行了对比。研究结果表明:广域电磁法可以用较小的发收距获得较大的探测深度,勘探效率和精度较高,用于寻找深部金属矿的效果明显。

在老挝中北部的热带雨林地区,进行了高精度磁法和激电中梯法测量。根据该区的地质特征,分析得出磁、电异常区走向总体呈NWW向分布,其分布范围基本与接触带矽卡岩矿化体的分布范围相一致。通过对比高精度磁法和激电中梯法的找矿效果,发现在热带雨林地区运用高精度磁法测量要明显好于激电中梯测量,同时高精度磁法测量还具有成本低、便于操作等优点。

福建省地热主要以断裂控制为主。为提高地热资源的利用率,寻找高温、大流量的水井,采用可控源音频大地电磁法对贵安地热田进行勘查,采用一维反演结果,通过模拟泉水上涌时不同深度泉水面的分布特点,来研究各断裂分布特征的方法,查明了NNW向断裂F₁和 NEE向断裂F₂的空间分布特征及其相互关系。钻孔结果证实了该方法寻找构造的可行性。

介绍了利用EH4电磁系统在云南红河地区某村庄的找水成果,遵循"从已知到未知"的原则,紧密结合地质资料,布置物探工作,获得完整的物探资料,作出较合理的解释,取得了较好的找水效果。

通过对区域重力资料反演河北省莫霍面,进而探讨莫霍面与矿集区的关系,指出:河北省幔坡带是大型金及铅锌等多金属的成矿聚集区,常有大型特大型矿床产出;幔阶区是多金属及沉积矿产聚集区,矿床规模一般不大;幔隆区盛产石油、煤等沉积矿产,多为大型矿床(田);幔坳区矿产主要为铅、锌等多金属。

道朗和都格地区为华北板块北缘的一个多金属成矿区,为了预测研究区多金属矿产的分布情况,利用位场数据处理中的向上延拓、对垂向一阶导数的小子域滤波和重磁对应分析等方法,对该区1∶5 000重磁资料进行了处理。综合分析了研究区重力场、磁力场、重力剩余场、重力垂向一阶导数、重磁对应分析中相关系数的基本特征及其与岩矿石密度和磁化率的分布关系。结合研究区地质资料及钻井资料,划分出5条断裂,圈定了11处金属找矿远景区,并综合分析了断裂划分及找矿远景区圈定的依据。

通过对红石山地区1∶2.5万水系沉积物资料处理,圈定了W、Sn、Bi、Au、As、Sb、Cu、Pb、Zn等异常,揭示了区内异常的分布特征,评价异常的找矿意义,划分了元素组合。结合地质成矿背景,依据化探综合异常及元素组合特征,确定钨、金、铜多金属的3个找矿远景区,其中优选1号综合异常为最佳钨、金找矿靶区。

柴达木盆地北缘赛什腾山前带逆掩推覆构造发育,地表条件差,地震勘探困难,为此在该区开展了连续电磁剖面法勘探研究。采用Robust、远参考、静态校正多种预处理方法有效压制了干扰,提高了数据品质。通过综合应用Bostick、CMI和二维连续介质反演方法突出了有效异常,清晰地揭示了赛什腾山前带逆掩推覆构造的发育特征,明确了山前逆掩推覆断裂下盘地层空间展布及该区的盆山接触关系。

研究了提高频率域中导数计算结果的精度以及局部波数反演结果的稳定性和精度,对比了余弦扩边方法和最小曲率扩边方法在频率域中计算导数的精度。通过对比表明,最小曲率扩边结果的精度高于余弦扩边结果的精度,提出了向上延拓某一高度来进行局部波数的反演技术。此技术不但能够解决高频干扰,提高导数计算精度,而且利用不同延拓高度的反演结果能够得到一个平稳的反演结果,从而提高了局部波数反演的精度。理论模型试算验证了方法技术的精度,实际资料处理验证了方法技术的稳定性,达到了满意的效果。

目前,在生产中广泛使用的静校正方法几乎都是基于地表一致性假设的。在地表复杂地区,地形起伏较大,低速带厚度和横向速度变化较大,地表一致性假设往往与实际地质情况不符,在这种情况下再运用地表一致性静校正,势必产生很大的误差。笔者利用模型正演方法着重讨论复杂地区地表一致性静校正误差存在的原因及这种原因跟基准面、炮检距、低速带和基岩速度、低速带厚度、反射面深度等之间的关系,分析其变化规律,提出解决复杂地区静校正问题的建议,以期改进现有的静校正方法,达到减小误差的目的。

剩余静校正问题实质上是非线性优化问题,因此可用非线性全局寻优的方法来求解。笔者综合利用模拟退火和遗传算法的优势,提出了一种全局最优化的剩余静校正方法。对理论模型和实际地震资料的处理结果表明此方法适应能力强,能有效地解决剩余静校正问题。

提出了一种新的射线追踪方法——模拟退火法。新方法不仅较好地解决了传统射线追踪方法过分依赖初始模型的问题,而且对于复杂速度场模型也能保证在固定的发射与接收点之间构建令人满意的射线路径及其相应的走时,搜索到满足旅行时全局最小的射线路径。此外,新方法还可计算局部最小旅行时,并可方便地通过指定射线经过固定点来对射线路径进行限制。理论模型的试算结果证明了该方法的可行性和稳健性。

在回顾叠前深度偏移发展历程的基础上,概述了当前几类叠前深度偏移方法:克希霍夫积分法、波动方程法、逆时偏移。在分析叠前深度偏移的波场成像方法、适用性、近地表条件敏感性及存在问题的基础上,对比偏移剖面,比较不同偏移方法的成像效果,指出叠前深度偏移的发展方向,为以后的叠前深度偏移的研究提供参考建议。

某地区三角洲前缘砂体相变快,非均质性强,单砂体厚度小,常规的确定性反演由于受到地震频带限制,反演地震体的垂向分辨力低,往往难以识别。基于随机建模技术的地质统计学反演方法,能有效地综合地质、测井和三维地震数据,极大地提高了预测结果的垂向分辨率,能更加精确地描述储层细微的变化,可以更好地识别薄层砂体。利用地质统计学反演方法对某地区三角洲前缘目标层段的薄层砂体进行了预测,通过高分辨率的地质统计学反演波阻抗体和密度反演体剖面对比,可以有效识别出薄层砂体在反演剖面上横向展布。

结合Zonge公司生产的GDP32多功能电法仪及其适用软件,对CSAMT法在实际应用中的若干问题进行探讨,给出评价数据好坏的标准;结合实例,对静态效应的几种校正方式进行论述;总结了一维反演和二维反演的优缺点及适用条件;提出可根据不同的工作目的对成果图中的色阶进行调整,并可对电阻率进行适当的数值处理;最后,对于CSAMT法的解释深度进行探讨,提出钻孔参与边界确定的可行性。

将基于重复中位数估计的Robust算法应用于长周期大地电磁阻抗张量估算中。与传统Robust估计(M估计)相比,重复中位数估计求解过程不需要重设参量,并且提高了算法对时间域原始资料中噪声干扰的容限,使算法的理论崩溃值从30%提高到50%,也能得到准确的估算结果。龙门山地区实测资料的处理结果表明,基于重复中位数估计的Robust算法应用于阻抗张量的求解具有较强的优越性。

介绍了FD-3017RaA测氡仪工作原理和野外工作方法。对典型不同矿种含矿断层剖面分析表明:在断层破碎带上方,氡异常的主峰位置反映构造破碎带在地表出露位置,利用测量氡进行寻找隐伏断裂效果很好,特别对于与断裂构造(断层、节理、劈理等)有关系密切的矿床,可以将氡气测量作为寻找隐伏矿床的辅助手段。

结合工程实例,介绍了超高密度电阻率法在勘探岩溶及破碎带中的应用,总结了数据采集过程中的注意事项,并将成果与钻孔资料作了对比分析。结果表明,该方法在岩溶及破碎带的分布位置、大小、埋藏深度及发育情况等方面的勘察上都取得了较好的效果,是一种能有效提高工程勘察精度的物探方法。

在SY/T 6009.1-2003方法的基础上,对海底沉积物酸解烃的分析测试方法进行了研究,重点考查了方法准确度、精密度、检出限、实验室间重现性及保存时间的影响,该方法实用、可靠,基本能满足海底沉积物酸解烃的测试要求。

在奉节脐橙种植区野外采集表层土壤样进行分析,探讨了土壤中常量元素、主要微量元素及其有效态的地球化学特征。表层土壤中,主要营养指标N、P、Corg含量较高,K含量一般;微量元素Fe、Zn、B分布较均匀,Mn、Mo分布不太均匀, Cu分布不均匀;土壤元素有效态中,有效态P、Mn、Cu、Si、K、Fe含量丰富。

通过对唐山近地表降尘中8种重金属元素含量的统计与分析,发现重金属元素存在着较强的差异,表明重金属污染的分布极不均匀;应用地统计模块中的Kriging空间插值分析方法,对这8种重金属元素含量进行插值成图,结果表明,8种重金属元素的分布特征都存在一个相似的高值异常区,此异常区出现在以南湖公园为中心的区域上,向东北、西北方向延伸;利用因子分析法,得出唐山市区近地表降尘重金属的主要贡献源以燃煤和交通为主。这些研究为全面了解唐山市区的空气质量状况和该市大气环境污染治理、城市规划提供基本信息。

分析了加拿大、澳大利亚、美国、英国等石油公司和矿业公司及国内各科研院所、高等院校和地勘单位研发的非地震勘探领域的地球物理软件的功能及特色,就航遥中心研发的AirProbe等软件与Oasis montaj软件进行了对比,在此基础上提出了非地震地球物理软件将朝着一体化、平台化、并行化、可视化、国际化方向发展。

为了进一步改进完善核磁共振T₂谱反演算法,利用核磁共振正演模拟信号,研究回波间隔、原始回波采集数量、信噪比等因素对反演结果的影响,同时在不同信噪比下对最优化T₂谱反演算法、奇异值分解反演算法进行比较分析。研究表明:采集弛豫信号时,回波间隔大小的设置与回波数量、组分大小相匹配,才能得到最佳的反演效果;信噪比越高反演效果越好,当信噪比大于25时反演谱与构造谱基本吻合;在反演不同信噪比理论回波数据时,最优化反演方法对信噪比要求不高,奇异值分解反演方法对信噪比要求高,而奇异值分解反演速度较快。

在勘查数据处理异常分离方面,针对多项式最小二乘拟合构造的趋势面存在拟合度无法调整以及会出现失真情况的不足,提出了基于静态小波变换的趋势面构造方法。经过小波变换得到的近似系数表征信号的趋势,不同尺度的近似系数代表不同尺度下的趋势,静态小波变换后的近似系数和细节系数没有进行下采样,近似系数和细节系数仍然和原信号的长度相同。这种方法能根据需要构造出不同拟合度的趋势面且失真度很低。

对气煤煤样孔隙率测试的基础上, 讨论了各向异性系数与孔隙率的关系,表明各向异性的大小与孔隙率之间有一定的关系。应用高阶交错网格差分算法,对一阶速度-应力弹性波方程进行模拟,分析了其稳定性和边界条件。通过对Thomsen各向异性参数的模拟表明,主要控制的是P波的各向异性强弱, δ主要控制水平垂直正交方向上的各向异性强弱。对煤田各向异性研究具有重要意义。

在深入研究SEGY地震数据文件结构及其在PC机与IBM工作站平台的编码的基础上,追踪了SEGY格式地震数据从PC机到IBM工作站编码互换的全过程,发现并解决了转化过程的精度损失,从而保证了地震数据转化的精确性,为后续地震数据处理解释的准确性做好铺垫。

介绍了时间域拉东正反变换的基本原理及该项技术在地震数据处理中的应用。以Ng 和 Perz的算法为基础,以开发地震勘探处理与解释系统为实例,解决了实验中遇到的拉东正变换时收敛精度、反变换数据无损还原和截断信号引起的能量扩散、低信噪比情况下的滤波等问题,进一步研究了改进算法在其他地形下应用问题。