在安徽祁门—黟县地区开展1∶50 000水系沉积物测量,采集样品5 386件,通过水系沉积物样品分析结果的数理统计,对成矿元素地球化学特征进行了研究。利用元素地球化学特征参数、R型聚类分析结果划分了高、中、低温3个元素组合类型,组合异常的分布规律反映了祁门—黟县地区多金属元素富集主要受燕山期岩浆—构造成矿体系和寒武系黑色岩系控制。在此基础上,结合地质、矿产分布特征,圈定了6处多金属矿成矿远景区,主攻矿种为金多金属矿,目标矿床类型为岩浆热液充填型、矽卡岩型。利用水系沉积物测量成果,在祁门黄古田、金家山等地开展异常查证与矿产勘查,发现了一批金、铅锌矿体,表明该方法在本地区具有良好的找矿应用价值。
错那洞穹窿位于特提斯喜马拉雅带东段,是近年来新厘定的片麻岩穹窿,其核部、滑脱系及盖层三层结构清晰,且在穹窿内发现以铍为主,共生锡钨并伴生多种稀有元素的多金属矿床。笔者在野外地质调查及岩石地球化学数据分析的基础上,采用地球化学聚类分析、因子分析等方法,结合穹窿结构特征,讨论穹窿内部Au、Ag、Cu、Pb、Zn、W、Sn、Li、Be、As、Sb、U元素富集规律。结果显示:穹窿体系本身对Sn、As、Be、Li、Pb、W富集提供了充分的物质来源。穹窿对各元素富集的控制不同:核部主要控制U、W、Sn、Be高温元素;滑脱系主要控制W、Sn、Be高温元素;盖层主要控制Pb、Cu、Zn、Ag、Sb元素,穹窿由内至外整体呈现高温(W-Sn-Be)—中温(Cu-Pb-Zn)—中低温(Sb-Ag)的分布规律。W-Sn-Be富集较强且规模较大,其中Be主要富集于含绿柱石伟晶岩及矽卡岩化大理岩中;W-Sn主要富集于矽卡岩化大理岩及变形与硅化较强的石英砂岩中。
随着油气勘探开发的不断深入,地质目标越来越复杂,对地震成像精度的要求不断提高,尤其是随着高密度宽方位宽频带地震勘探技术的发展,方向各向异性在地震数据处理中越来越突出。然而,常规的Kirchhoff叠前时间、深度偏移利用的均是偏移距道集,道集的方位角信息未能充分利用,因此已无法满足目前的地震处理需求。全方位偏移成像是通过全波场、多路径的方式,在地下局部角度域以连续方式应用所有的地震数据,生成两个互补的全方位方向角道集和全方位共反射角道集。该方法在南马庄潜山构造带偏移成像中取得了较好的应用效果,成像精度提高,地质现象清晰,裂缝密度和发育方向预测更可靠。
为了研究鄂尔多斯盆地西南缘基底特征,利用2016年在该地区获取的1∶5万高精度航磁资料和已有的1∶20万重力资料,推断了地壳断裂1条、基底断裂11条及中央古隆起的南部范围。采用重磁联合反演,大致了解了区内基底和盖层的埋深和厚度。应用欧拉反褶积和场源参数成像,分别用重力数据和航磁数据提取了区内奥陶系顶面的埋深信息和基底的埋深信息。研究表明:利用高精度航磁资料结合重力资料能够相对有效地识别基底特征。
H探区位于吐鲁—驼马滩盆地东北部,地貌形态为沙漠戈壁,该区气候干燥、植被不发育、生态条件非常脆弱,地表以砂砾石、亚沙土层为主,厚度大,潜水位深,选择合理的采集技术和参数是开展地震工作的前提和保障地震勘探效果的关键。首先,结合探区地震地质条件,对该区采用可控震源的可行性进行分析;然后,对可控震源激发参数的选取进行了试验研究,确定了震动台次、扫描长度、扫描频率、震源出力等激发参数。参考邻区地震勘探经验,选择多个检波器线性组合和高覆盖次数观测系统。采用可控震源技术及所选择的采集参数经过精细施工,取得了较好的地震效果,为今后类似地区进行煤田地震勘探提供了有价值的参考。
川东北普光地区长兴组生物礁具备广阔的勘探潜力。文中对比了普光和元坝地区生物礁的生长模式,分析了生物礁及储层的地质特征,总结了礁相白云岩储层的纵横向分布规律。在此基础上,利用测井资料、地震资料,进行生物礁模型地震正演,确定生物礁及储层的地震相识别模式;采用古地貌分析确定储层发育的有利沉积相带,并通过沉积相带的展布和适宜的时窗选取规避不利岩性(泥灰岩)的干扰,再使用相面法、属性分析、波阻抗反演对有效储层进行精细预测,建立了一套适用于普光地区的生物礁储层地震预测方法,定量预测了普光地区长兴组生物礁储层的分布,认为生物礁储层垂向上主要发育于礁盖,横向上主要分布在台地边缘的狭窄条带上。预测结果与钻井资料、礁相储层分布规律相符,证明了方法的有效性。
巴升河位于大兴安岭铀成矿带柴河盆地,以往铀矿找矿研究工作程度极低。通过对区域典型铀矿点航空伽马能谱特征分析,建立了区域火山岩型铀矿化区航空伽马能谱异常标志:航放铀高场、铀增量(ΔU)高值晕、活性铀(Hu)低值晕、航放F参数高值晕。据此,对研究区航空伽马能谱数据进行了处理,对异常特征进行了分析,圈定了5片航放综合异常晕;结合地层、构造、物化探条件,对圈定的5片航放综合异常晕铀成矿潜力进行了研究,发现研究区H01、H02、H03航放综合异常晕具有较好的火山岩型铀成矿潜力。
海水入侵是目前国内外沿海国家和地区所面临的难题之一,也是广西北部湾经济区的主要地质灾害之一。在系统研究前人工作成果的基础上,于北海市开展了EH-4音频大地电磁法工作,对研究区海水入侵现状进行初探,确定了研究区咸、淡水分界面和地层含水性特征等情况。本次研究表明,合理利用地球物理探测方法开展沿海城市环境地质调查工作,采取有效的防范治理措施,能够有效地解决沿海地区海水入侵这一难题;通过本次工作,也证实了音频大地电磁法在研究区内进行海水入侵调查工作中应用效果良好,值得广泛应用。
介绍了基于x×a n与y×b n序列的伪随机信号混合编码的实现方法、硬件动态加载过程,及其在四川威远某页岩气压裂监测工程中的应用。应用基于x×a n与y×b n序列的伪随机信号混合编码方法,可以设计出满足伪随机编码规则的组合形式的伪随机信号,并对波形进行编码,自动生成码流。基于这种编码的动态装载技术可以对大而长和较复杂的组合伪随机信号进行加载,为多种伪随机信号应用提供了一种便捷、通用的技术方法手段。
产能预测是油田生产中的关键一步,而定量预测储层产能存在难度。因此通常先对产能级别进行划分,为储层产能定量预测提供基础。通过分析珠江口盆地惠州凹陷储层产能影响因素,利用能够反映储层岩石物理特征的191块岩心毛管压力曲线形态将储层类别划分为3类,然后将储层分类和产能分级相结合,将储层米采油指数的分级界限确定为12和2 m 3/(d·MPa·m),提出储层宏观与微观物性参数结合的综合评价指数Z来划分储层产能,最终利用储层品质因子RQI来识别全井段储层产能级别。利用该产能分级与识别方法对研究区所有测试层产能级别进行划分,准确率达到了90%以上。该方法应用效果较好,可尝试推广使用。
贵州地貌属于西南部高原山地,地形起伏较大,大部分区域碳酸盐岩分布,存在城镇、公路等人文干扰,地质构造复杂,常规方法难以取得良好勘探效果。通过广域电磁法在贵州紫云地区开展勘探工作,基本确定了深部页岩层系石炭系打屋坝组分布范围与埋深,查明了该区断裂特征等,为钻孔布设提供了物探依据,后经钻探验证了该成果,取得了良好的勘探效果。案例说明广域电磁法适合在复杂地形碳酸盐岩地区开展勘探工作,是深部勘探的一种有效方法。
岩溶山区水文地质条件复杂,地下水的分布规律对不同的物探方法可能存在不同的响应特征。综合采用高密度电阻率法和音频大地电磁法,在湖南怀化长塘村进行找水勘探,综合勘探结果很好地指示出异常特征和比较具体的异常位置。推断结果与钻井结果基本一致,最大涌水量大于146.88 m 3/d/。此次成果表明:对称四极反演结果能有效对地下横向电阻率的变化进行响应,且纵向上能够利用电阻率测深曲线(单支曲线)进行分层;音频大地电磁法探测深度大,能有效对地下断层构造进行响应。
乌克兰中央铀成矿省米丘林铀矿床地表覆盖严重,为了对已知矿体建立快速有效的评价体系,本次采用土壤氡气、伽马能谱等放射性探测方法,结合已有区域重磁、地震、测井等资料进行综合对比分析研究,总结了米丘林铀矿床的地质—地球物理找矿预测模型,构建了热液型铀矿深部铀成矿信息识别技术和深部铀资源探测评价综合技术体系,为解决国内相似矿区及危机矿山接替资源找矿中的快速评价技术问题提供一定的参考依据。
电火花震源是一种重要的海洋地震勘探技术装备。它不仅环保、安全、成本低,而且数据具有宽频带优势,能够实现高分辨率地震勘探。但电火花震源在发展初期,存在信号不稳定、勘探深度浅等问题,导致它的发展速度减慢而被气枪震源所取代。后来,随着电力电子技术的快速发展以及数据处理水平的提高,这些问题逐渐得到解决,近年来逐渐又引起了人们的重视。文中概括了电火花震源的硬件、数据处理方法的发展历程,总结了电火花震源发展过程中存在的问题,阐述了前人使用电火花震源地震勘探的应用效果,从数据处理角度提出了解决存在问题的方法,展望了电火花震源对于未来海洋地震勘探的前景以及发展方向,认为电火花震源在未来海洋地震勘探中将会发挥更大的作用。
从区域地球化学勘查数据中提取找矿地球化学信息是目前化探工作的重要研究课题之一。地球化学背景与异常划分是提取找矿地球化学信息的关键,而地球化学数据是成分数据,具有闭合效应,使得数据在进行主成分分析和因子分析时需进行变换。笔者采用东昆仑东段水系沉积物中11种常量元素的含量数据,通过ILR数据变换后进行因子分析,根据因子分区结果,结合EDA法,对样品数据进行分区标准化,以标准化后的值来圈定异常。结果表明,与传统方法相比,利用ILR变换后的因子分区标准化方法所圈定的异常可以去除地质体中高背景值的影响,与矿床空间位置对应较好,且该方法受人为因素影响较小,实际应用效果显著。
结合因子分析和分形分析对内蒙古黑鹰山地区1∶5万地球化学数据进行研究,提取了矿致地球化学异常。针对10个元素的因子分析共提取出3个因子:F1-Zn、Cd、(Cu);F2-Ag、Mo、Cu、Bi;F3-Sn、As、Pb、Sb。进而利用C-A分形分析模型对矿化因子F2进行了分形建模。从“面积-F2因子得分”双对数图中提取出4段分形拟合线,分别代表了“无找矿潜力低背景区”、“背景区”、“高背景区”、“高找矿潜力区”。后续地表检查工作中在“高找矿潜力区”发现了不同程度的矿化蚀变现象。结果表明, F2因子反映了热液成矿过程,可作为研究区主要成矿元素空间聚集的综合指标; C-A分形模型可以准确圈定F2因子“高成矿潜力区”的边界;高成矿潜力区准确指示了进一步的找矿工作。
由于重力梯度张量是重力位的二阶导数,与传统的重力测量相比,重力梯度张量具有更高的分辨率,并且重力梯度张量具有5个相互独立的分量,包含了更多的地下空间信息和密度信息,因此将重力梯度张量数据应用到反演中可以得到较好的反演结果。非结构化网格具有很强的几何适应性,能够较好地拟合复杂异常体的边界,通过非结构化网格对反演目标区域进行离散,可以降低剖分误差,从而提高计算精度。为了降低反演过程中的多解性问题,将地球物理反问题的广义正则化目标函数应用于基于非结构化网格的三维重力梯度张量反演中,推导了相关公式,实现了各分量的独立反演,并阐述了深度加权函数在反演过程中的作用。为了充分利用重力梯度张量各分量所携带的密度、空间信息,将5个独立的分量进行了联合反演,反演结果表明,基于非结构化网格的三维重力梯度张量反演能够较好地反映地下异常源的物性分布和赋存位置。通过与长方体网格反演结果对比,本反演方法突出了非结构化网格反演的优越性;最后,通过较复杂组合模型的计算证实了方法的实用性。
在油气藏的勘探开发中,地应力与裂缝的分布有着密不可分的关系,而裂缝则是油气运移和聚集的重要通道,因而地应力的研究对油气开发有重要意义。文章以致密砂岩为研究对象,在横向各向同性岩层模型的基础上,考虑到砂泥层应力变化的复杂性,将地层假设为正交各向异性,以弹性阻抗反演出的弹性参数作为工区的背景场,进而获得了正交各向异性介质下的各向异性参数,计算了差应力之比。研究主要采用了各向异性阻抗方程,将地层弹性参数及裂缝弱度参数转化为各向异性参数,用基于正交各向异性模型下计算出的差应力之比同测井计算结果以及其他表征方式进行对比,检验致密砂岩地应力预测方法的准确性。研究结果表明,多种对照方法与正交介质模型假设下计算出的地应力结果基本一致,证明了正交各向异性模型应力预测方法在砂泥岩层中适用,对于未来低渗透油气藏的勘探开发有很好的指导意义。
沉积地层“速度—深度”线性模型仅考虑了沉积物压实作用,无法适应沉积地层厚度达到一定程度时,或者其他构造因素起作用时,速度随深度的增长率减小的情况。因此,笔者比较了指数公式、幂函数和二次多项式的数学性质,并应用于地震剖面速度谱“时间—层速度”关系的拟合,以拟合优度大小为依据,在不同区域采用二次多项式和幂函数分别拟合,称为地震剖面沉积地层多公式拟合时深转换方案。该方案可应对各种构造环境中沉积地层的时深转换工作,可适用范围较广。
可控源音频大地电磁法按照观测方式可分为标量CSAMT与张量CSAMT。由于施工方式与电阻率计算方法的差别,标量CSAMT中划分远区的最小收发距已不能精确地适用于张量CSAMT。因此,根据张量视电阻率与大地电磁视电阻率相对误差,分别计算了均匀大地模型、两层模型下的相对误差,并精确给出不同误差限下的最小收发距。结果表明对于两层模型来说,当首层厚度小于3倍趋肤深度时,不能直接应用均匀半空间的结果,对于G型模型引起误差较大。对于多层结果可由二层模型使用等效电阻率近似估计。研究结果对张量CSAMT野外施工有一定的意义。
为了将多道瞬态面波探测方法更好地应用于地质调查工作中,文中开展了黄土塬区多道瞬态面波的数据采集参数论证研究。通过采用不同的震源激发,对数据采集的接收道数,道间距,最小偏移距等参数进行对比,分析了不同采集参数对数据质量的影响,进一步给出了确定黄土塬区的多道瞬态面波数据采集方法和参数的一般原则。实际资料的处理成果较为精确地反映了工区近地表的速度结构和黄土类型特征,表明了本文数据采集参数选择方法的合理性,为该方法在黄土塬区地质调查中的应用奠定了基础。
本文主要介绍搭载铯光泵磁力仪的动力滑翔机航磁测量系统的研发与应用。首先开展了机型选取、支架改装、磁干扰消除、航磁系统的集成等方面研究,完成了集成后的航磁系统各项性能指标测试和系统改进。在各项指标均符合《航空磁测技术规范》DZ/T 0142-2010 [1](以下简称航磁规范)的要求后,进行了生产作业飞行,将本次航磁测量成果与以往航磁成果进行了对比,从经济性、适用性及绿色环保方面进行了分析。由分析结果可知:该系统在低空航磁测量中应用效果较好,利用该系统开展大比例尺航磁测量,相比较地磁测量具有明显的优势。
航磁异常数据是航磁工作的最终重要成果之一,是通过解释评价工作对航磁测量数据进行的定性分析。目前工作中最终成果均以项目为单位通过制图、成图工作形成成果图件,为满足图面表达需求,要对同一数据层依照不同属性进行多次渲染,叠加显示。为能够快速有效地提供信息化服务,航空物探数据通过Oracle数据库进行统一存储管理,笔者通过深入研究航磁异常数据表达需求,结合Oracle数据库管理方式,设计了航磁异常数据的自动渲染流程,并使用C#语言进行基于ArcEngine的二次开发,实现了航磁异常点数据自动渲染功能,经验证,渲染结果符合相关标准规范,提供标准化的API接口,可供后续开发使用。
为准确获取隐藏于岩体内部和浮土覆盖的节理面信息,基于探地雷达探测技术,通过建立节理面倾角、倾向及长度的三角函数测量公式,实现了对其产状和长度等信息的准确求解,同时采用湿木板-细砂模型实验,验证了理论求解的合理性。
以柳江中下游流域沉积物为研究对象,采集91件水系沉积物样品,计算并分析As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn等元素地球化学参数特征,对当前污染现状及潜在风险进行预测评价,并解析重金属元素来源。结果显示:柳江流域重金属元素含量分布表现出较强的地域特征;柳江流域污染等级以轻度及偏中度为主,潜在生态风险等级为中低等级,主要影响因子为Cd;As、Cr、Cu、Hg、Ni来源以自然源为主,Cd、Pb以人为源为主,其中Cd自然源贡献率高值区主要分布于龙江流域,工矿业源贡献率高值区主要分布于金城江周边以及柳江柳州市区段。
通过对青海柴达木盆地诺木洪绿洲农业区土壤、作物等样品的系统采样分析,研究该地区硒的地球化学特征,探讨富硒土壤成因,查明富硒枸杞产出及开发利用前景。结果表明:研究区富硒土壤面积有413.6 km 2,硒含量在0.23×10 -6~2.8×10 -6之间,平均值为0.47×10 -6;富硒土壤呈碱性,肥力元素丰富,土壤环境清洁;研究区土壤硒来源为第四系湖相沉积物,盐渍化作用、土壤粒度、有机质含量等对硒的迁移和富集有显著影响;作物中诺木洪枸杞清洁无污染,富硒比例高,与土壤硒显著正相关,具有较大的开发利用前景。
氟是人类必需的微量元素,缺乏或过量均会对人体健康产生不良影响。笔者对天津北部蓟州区水土环境中氟的地球化学特征及其环境质量进行研究,结果表明:表层土壤中氟含量在201×10 -6~8 545×10 -6,平均为757×10 -6,平均含量是天津市表层土壤背景值的1.25倍,是全国的1.58倍;在土壤垂向剖面中,黏性土壤中氟含量相对高于砂性土壤;地下水氟含量在平原区平均为1.50 mg/L,山区平均为0.47 mg/L,平原区明显大于山区;全区超过90%的表层土壤氟含量表现为过剩和高水平,平原区地下水样品氟Ⅳ类和Ⅴ类水所占比例达61.54%;玉米样品氟超标比例为26.67%,最大超标倍数大于2倍。总体来说,津北表层土壤和平原区地下水中氟含量显著偏高,为高氟地区,部分大宗农产品中氟含量已经出现超标现象,应该引起有关部门重视。
以丹江口水源区某铁矿尾矿库为例,采用高密度电阻率法对尾矿库进行了拟三维探测,针对出现的疑似渗流通道开展了尾矿坝二维精细剖面探测,查明了4处尾矿坝结构薄弱区;同时,鉴于渗漏主要由地下水运移作用导致,在雨季前后对尾矿坝进行了三次监测研究,得到了坝体电性结构的动态响应,确定了1处疑似泄露点,验证了高密度电阻率法在尾矿坝监测应用中的可行性,为尾矿坝稳定性研究提供了一种技术手段。
采空区极易造成地面沉降威胁电网运行安全,检测地下采空区分布意义重大。传统采空区电法检测技术系统控制复杂,布线方式繁琐,所需传感器和电缆数量较多,测量数据量大,排布和移动测量效率低下,并不适合电力领域防控地下采空区危害使用。文中针对电力杆塔下采空区分布的特点,设计了采空区电法检测的电极系统,采用集中-—分布式检测方式,可有效减少电力杆塔下采空区检测的传感器和线缆数量,优化系统控制,精简有效检测数据量,提高采空区检测的效率。
