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。
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。
受限于地震资料分辨率较低,渤海S油田馆陶组的复合叠置砂体中的单砂体顶底识别较困难;且在时—空域里,地震反射特征相似的砂层组出现截然不同的流体类型,油水关系非常复杂。为此,本文首先开展了反褶积广义S变换的时频分析,参照已钻井的地震反射特征,优选低频、高频属性体;其次进行储层顶、底的准确识别;利用双相介质理论进行油、水的频谱特征差异分析。分析表明,油、水层在频率域的地震响应有较明显的特征,频率类的属性对地震波的高频衰减较敏感;通过优选该油田主力油层的低频、高频属性体数据及储层顶、底的频谱衰减差异的平面数据,共同构建一个新的流体识别因子,进行油水识别,并取得较好的效果,助力剩余10余口开发井的布署和实施。
尼日尔三角洲盆地S区块发育深水扇沉积,高孔含水砂岩表现为振幅“亮点”和远道增强的AVO异常,其特征与油层类似,基于常规方法开展烃类检测存在多解性。针对该问题,笔者提出一种新的流体因子敏感性定量分析和优选方法,能够压制孔隙度造成的流体识别假象,达到“突出流体、压制孔隙影响”的目的。分析结果表明,λ/μ具有对流体性质敏感性高、对孔隙度敏感性低的特征,是本区开展烃类检测的最佳敏感流体因子。实际应用结果表明,利用该方法能够有效区分真“亮点”油层和假“亮点”水层,预测结果与已钻井更加吻合,有效提升了烃类检测成功率。
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。
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。
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。
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。
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。
在分析了航空重力测量的供电系统设计,针对满载上电困难或重复启动的不稳定情况,本文提出一种基于VICOR电源模块的新型电路连接方式来解决上述问题。在航空重力电源设计中,一般电路结构的设计和参数选择会参考电源芯片模块生产厂家的技术手册,选用整流滤波模块的EN端来驱动DC-DC模块,但经常遇到满载上电困难或重复启动等类似故障,影响电源的稳定运行。本文采用VICOR模块的BOK输出端结合三极管来控制DC-DC电源模块PC使能端,不影响前端整流滤波电路的上电。电路分析结果表明,相对于EN端驱动使能,采用BOK端驱动时,在输出低电平时,能保证低于2.3 V的阈值电压,充分的封锁PC使能端,不会出现满载上电困难或一直重复启动等现象,使得航空重力供电系统能够更加安全和稳定的工作。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
现阶段的重力调查工作中,在进行重力中区地形改正的精度评价时,基本都回避了一个重要的影响因素——重力中区地形改正时所采用数字高程模型(DEM)本身的精度,因此,得出的重力中区地形改正均方误差其实是不全面的。本文在分析DEM数据误差并通过实际资料对比的基础上,提出了利用重力测点实测高程值对重力中区地形改正所用的DEM数据精度进行评价的方法,探讨了如何评价DEM误差引起的重力中区地形改正误差,目的是获得更接近真实情况的重力中区地形改正精度。
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。
为了求取1∶5万规则分布重力数据的最优插值参数,为数据网格化提供定量插值依据,以理论模型的重力数据为例,采用径向基函数法对插值核函数、搜索邻域等插值参数进行优选,根据标准偏差指标评价不同参数对应的插值结果。研究认为:自然三次样条核函数对应的插值精度最高;R2参数处于第一区间(0~1)时插值稳定且精度高;搜索邻域为椭圆形时插值精度高,优选的插值参数分别为:搜索半径R1=3 km、R2=4.5 km,搜索扇区为4个,搜索角度为32°,各向异性比率为0.667,各向异性角度为32°,从所有扇区使用的最大的数据个数为80个,从每个扇区使用的最大的数据个数为20个,所有扇区的最小数据个数(更少则白化节点)为8个,如果空白扇区多于3个则白化节点。
重磁位场逐层截频优化正则化下延成像技术可用于研究地质体的形态和物性分布特征。由于不同形状地质体可能有相似的重磁异常,重磁位场下延存在多解性。通过对4种基本形体重磁位场波谱特征对比研究及对35组不同形体重力场下延成像参数优选,获得地质体的综合形态参数与波谱形状校正系数的回归方程,并构建了形态滤波因子。利用带形态滤波因子的逐层优化正则化下延成像可提高不同形状长方体中心深度的归位精度。结合地震构造特征和形态参数回归方程确定的形态滤波因子,对川西枫顺场地区重力资料进行逐层优化下延成像,与地震剖面及测井密度曲线整体特征基本一致,证实了带形态滤波因子逐层优化正则化下延方法技术的可行性和有效性。
数据补空或插值是位场数据处理中一个非常基本且重要的问题,在野外数据测量过程中遇到水域、断崖等情况时无法进行数据采集,导致数据出现缺失情况。为了便于后续数据处理,需要对缺失数据体进行补全。本文将离散余弦变换(DCT)应用到凸集投影(POCS)算法中来补全位场缺失数据,并给出了广义指数阈值衰减方式。模型试验及实例应用表明,基于DCT并结合广义指数阈值衰减形式的POCS算法具有数据补空精度高、补空痕迹小和补空数据噪声含量更接近真实情况等优点。
实测重力异常是区域场和局部场合成的叠加场,具有形态复杂且幅值变化多样的特征。为更好地完成地质任务,需要分离区域场和局部场。本文从所获取的实测重力异常出发,分别研究自空重力异常、简单布格重力异常、布格重力异常与高程之间的关系,用数理统计方法进行回归分析,进行区域场(背景场)与局部场(剩余场)的分离,提高重力资料解释成果的可信度,为分析和解决地质任务提供基础服务。
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。
磁异常快速自动反演是磁数据解释的主要手段,归一化磁源强度因不受磁化方向影响而成为三维磁数据解释的主要方法。本文在归一化磁源强度基础上,首先进行了不同高度上的垂向差分计算,再根据不同高度差分关系,推导出了一种基于归一化磁源强度垂向差分的磁源参数快速反演方法。该方法可通过调节延拓高度来提高计算稳定性。模型试验表明归一化磁源强度垂向差分具有更高的异常分辨率,极大值能够有效地识别场源水平位置,而快速反演方法则较好地获取了场源的深度与构造指数。将本文方法应用于内蒙古M区地面磁异常之中,获得了磁源的平面展布和深度及构造指数信息,为研究区隐伏岩体分布提供了依据。
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。
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。
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。
