青海哈拉湖东南缘多年冻土厚度及其影响因素研究—

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裴发根, 方慧, 仇根根, 杜炳锐, 何梅兴, 张鹏辉, 李振宇. 青海哈拉湖东南缘多年冻土厚度及其影响因素研究——基于音频大地电磁探测[J]. 物探与化探, 2017,41(6): 1175-1182.
PEI Fa-Gen, FANG Hui, QIU Gen-Gen, DU Bing-Rui, HE Mei-Xing, ZHANG Peng-Hui, LI Zhen-Yu. A study of the permafrost thickness and its influence factors based on AMT detection technology on the southeastern margin of Hala Lake, Qinghai Province[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2017,41(6): 1175-1182.
Doi:10.11720/wtyht.2017.6.25 复制到剪切板

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青海哈拉湖东南缘多年冻土厚度及其影响因素研究——基于音频大地电磁探测

裴发根^1,², 方慧^1,², 仇根根^1,², 杜炳锐^1,², 何梅兴^1,², 张鹏辉^1,², 李振宇³

1.国土资源部地球物理电磁法探测技术重点实验室,河北廊坊 065000

2.中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所,河北廊坊 065000

3.中国地质大学(武汉) 地球物理与空间信息学院,湖北武汉 430074

作者简介: 裴发根(1984-),男,硕士,毕业于中国地质大学(北京),主要从事大地电磁测深与岩石物理方面的研究工作。

收稿日期: 2017-09-08

基金: 国家高技术研究发展计划(“863计划”)课题(2012AA061403); 国家127专项项目(GZHL20110324,GZH201400305); 中国地质调查局地质调查项目(DD20160224)

摘要

南祁连哈拉湖盆地是重要的含油气盆地,多年冻土分布广泛,具有良好的天然气水合物找矿前景,而多年冻土的分布特征是天然气水合物成藏的重要控制因素。应用音频大地电磁测深(AMT)对南祁连哈拉湖东南缘的多年冻土的下限进行探测,并对影响多年冻土厚度的因素进行了分析。结果表明:应用AMT能较好地划分多年冻土的厚度;区内的多年冻土厚度基本分布在30~130 m之间,整体呈现“中部与西北部厚,其他区域较薄”的分布特征,其中,中南部、中部与西北部的多年冻土厚度在80 m以上,为天然气水合物提供了良好的盖层条件;区内多年冻土厚度的主要影响因素为地形、坡向(向阳面/背阴面)与地表径流,同时,断裂构造和地下水含量对冻土厚度也有一定的影响。高地、背阴面、非地表径流段、非断裂构造区域有利于形成较厚多年冻土层。

关键词: 天然气水合物; 音频大地电磁测深; 多年冻土; 反演; 哈拉湖

中图分类号:P631 文献标志码:A 文章编号:1000-8918(2017)06-1175-08

A study of the permafrost thickness and its influence factors based on AMT detection technology on the southeastern margin of Hala Lake, Qinghai Province

PEI Fa-Gen^1,², FANG Hui^1,², QIU Gen-Gen^1,², DU Bing-Rui^1,², HE Mei-Xing^1,², ZHANG Peng-Hui^1,², LI Zhen-Yu³

1. Institute of Geophysical and Geochemical Exploration,Langfang 065000, China

2 Electromagnetic Detection Technology Key Laboratory of Ministry of Land and Resources, Langfang 065000, China

3. China University of Geosciences (Wuhan), Wuhan 430074, China

Abstract

Permafrost regions are widely distributed in Hala Lake Basin in the Southern Qilian Mountain,and the basin is considered to be a favorable area for the accumulation of the natural gas hydrates with a great potential.The distribution of permafrost plays an important role in gas hydrate accumulation. The bottom of permafrost on the southeastern margin of Hala Lake was detected by AMT, and the factors affecting the permafrost thickness were analyzed. The detection results are as follows: It is found that using AMT to obtain the permafrost thickness is effective in the study area.Most of the permafrost thickness is between 30 meters and 130 meters, and the distribution of permafrost has the phenomenon that the central and the northwestern parts are thicker whereas other parts are thinner. In particular, the permafrost thickness of the areas including south-central area, central area and northwestern area is more than 80 meters, thus providing good conditions for the cap of the gas hydrate concentration. The main factors for the thickness of permafrost are terrain, slope and surface runoff. In addition, faults and underground water content are also factors influencing the thickness of permafrost .The conditions such as the highlands, the shady side, the non-runoff segment or the non-tectonic fault zone can facilitate greater thickness of permafrost.

Keyword: gas hydrate; AMT (Audio Magnetotelluric); permafrost; inversion; Hala Lake

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0 引言

天然气水合物是国际公认的最具商业开发前景的新型清洁能源, 是石油天然气最理想的接替能源, 自2008年在祁连山木里冻土区发现天然气水合物以来, 青藏高原冻土区的木里盆地、哈拉湖盆地、羌塘盆地等成为天然气水合物调查研究的热点。虽然在祁连山木里地区取得了天然气水合物实物样品及重大突破与进展, 但是天然气水合物预测与评价工作还存在诸多不确定性。祁连山冻土区天然气水合物的聚集成藏受多种因素控制, 有温度、压力、水源条件、气源及其成因和断裂构造等因素^[1], 其中温度、压力又与多年冻土的性质有关^{[2, 3]}, 包括多年冻土的厚度(即多年冻土底板深度或多年冻土埋深下限)、多年冻土下伏的地温梯度等。多年冻土地温梯度太大, 则无法形成较厚的多年冻土层; 若多年冻土厚度太薄, 那么甲烷水合物形成的压力条件无法满足^[4]。因此, 多年冻土的厚度、分布特征、影响因素等问题与天然气水合物的探测关系密切, 值得讨论。

青藏高原多年冻土研究主要依托两类项目:铁路、公路工程项目和与冻土或气候环境相关的科研项目, 前一类主要以探测冻土上限(多年冻土的顶板)为主, 主要有探地雷达^{[5, 6, 7]}, 其勘探精度高, 效率高, 但勘探深度有限, 一般不超过10 m; 后一类科研项目对多年冻土的厚度及分布特征进行研究, 运用的技术方法多样, 主要有钻探测温、瞬变电磁法(TEM)、直流电测深与遥感等方法。近些年来开展气候环境的多年冻土研究大多采用钻探测温或监测方法, 如:祁连山中东部的大通河源区的冻土研究^[8]表明该区盆地平原地带多年冻土厚度约为17~86 m, 源区冻土呈退化状态; 祁连山黑河冻土分布考察^[9]; 祁连山西段疏勒河源区的多年冻土调查研究^[10]表明疏勒河源区多年冻土受生态过程影响较小; 青海高原中、东部多年冻土退化调查研究结果^[11]表明高原中、东部多年冻土呈退化状态, 等等。上述科研项目表明钻探测温方法对多年冻土的反映直观明了, 数据准确, 但勘查成本高昂, 效率低, 受道路交通条件限制。随着计算机技术与地球物理处理解译技术的发展, 地球物理探测方法因其勘查速度快、成本相对低廉等优点已逐步用于多年冻土勘查研究中, 如:Harada 等^[12]利用TEM 方法在西伯利亚雅库特的热融喀斯特洼地进行了多年冻土结构调查; 在东北地区多年冻土勘查中运用瞬变电磁^{[13, 14]}与电测深技术^{[15, 16]}, 取得了较好的应用效果; 在青海温泉地区与西昆仑地区运用TEM探测多年冻土^{[17, 18]}, 结果表明TEM探测多年冻土是可行的; 在青海木里地区利用AMT探测多年冻土的厚度^[19], 通过正演模拟及地温测井对比, 取得了较好的应用效果, 等等。音频大地电磁测深(AMT)是利用天然场为场源的频率域电磁勘探方法, 因其勘探深度大、不受高阻屏蔽层影响、工作轻便灵活、效率高等优点, 广泛应用于找水、溶洞、金属矿产的勘查与断裂构造中。针对青海哈拉胡地区电磁信号干扰小的的特点, 选用性价比高、适合大比例尺圈定多年冻土层分布的AMT为技术手段, 开展多年冻土层分布特征与影响因素的研究。

1 研究区概述

研究区位于南祁连盆地哈拉湖坳陷东南部(图1), 面积约50 km², 海拔4 216 m~4 323 m, 为丘陵地带, 地形起伏变化不大。研究区西北部为哈拉湖, 南部为哈拉湖南山, 除了小面积的河流外, 区内分布有大片连续的多年冻土。区内烃源岩主要分为两类:一类为碳酸盐岩类烃源岩, 主要发育在中三叠统大加连组, 岩性主要为灰白、浅灰、褐灰色层状灰岩、生物灰岩、鲕粒灰岩及粉屑灰岩夹薄层状、条带状灰岩和泥灰岩; 另一类为泥质岩类烃源岩, 主要发育于上三叠统尕勒德寺组, 为一套滨浅湖相到半深湖相形成的细粒沉积物。二套烃源岩系具有厚度较大、有机质丰度较高的特征, 处于成熟— 高成熟阶段, 为天然气水合物提供了较好的气源条件。

为研究区内多年冻土的分布特征, 布设了6条AMT测线, 共计256个测点(见图1), 此外, 为讨论地下水分布对多年冻土层厚度的影响, 在A线与D线开展了地面核磁共振试验, 得到了地下含水量的分布情况, 通过含水量的分布情况了解多年冻土的分布影响因素。

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	图1 哈拉湖研究区AMT测线/测点分布

2 AMT探测原理与方法

2.1 物性基础

AMT探测是以岩层或岩土间之间的电性差异为物性基础, 同一岩性的地层在冻与未冻状态的电性差异是否明显, Harada K.对西伯利亚北部不同岩性在原位状态下进行直流电阻率测量(表1)^[20], 结果表明同一岩性在冻状态比未冻状态下电阻率值大几倍或十几、成百上千倍。以土为例, 冻土的电阻率值超过1 000 Ω · m, 而未冻土的电阻率为1~800 Ω · m, 这为应用音频大地电磁探测提取多年冻土特征提供了充分的地球物理依据。

表1 原位状态下西伯利亚北部不同岩性冻与未冻电阻率值^[20]

2.2 数据质量

在开展AMT数据采集前, 在研究区进行了采集试验, 目的是为了确定AMT死频段(500~5 000 Hz)的数据质量。死频段属中高频段, 该频段的数据正好反映多年冻土厚度, 因此该频段的数据质量直接影响着多年冻土厚度的划分。通过试验发现, 野外工作采集时间选择在40 min以上, 采集时段选择在下午至晚上区间并尽量避开大雨后或大雪后无云的晴朗天气, 可获得质量可靠的AMT数据。其中:①选择采集时间≥ 40 min, 是为通过增加采集时长来增加频点的叠加次数, 进而提高数据的信噪比; ②采集时段的选择是依据下午至晚上区间天然电磁场的信号强的缘由; ③避开大雨或大雪后无云的晴朗天气也是基于天然电磁场信号弱的缘故。

此次AMT测线共6条, 每条测线长8 400 m, 测点点距200 m, 采用加拿大生产的V5-2000大地电磁仪, 野外测量工作采用张量观测方式, 即同时观测E_x、E_y、H_x、H_y、H_z5个分量, 观测频段范围为10 400~0.35 Hz, 采集时间≥ 40 min。通过采集前试验关键参数的确定, 在电磁信号的死频段及低频段(10^-1 Hz)均采集到质量可靠的视电阻率与相位数据。

2.3 数据处理技术

由于研究区无明显的电磁干扰, 且针对盲目段与低频段数据进行了采集试验, 获得了可靠的原始AMT数据, 对于所采集的AMT数据, 进行了一系列的数据处理, 包括“ Robust” 数据处理、基于层状介质电阻率与相位互算技术、静位移校正技术等, 获得了高质量的音频大地电磁响应值, 为后续反演解释奠定了坚实的基础。

实践资料表明, “ Robust” 估计广泛应用于(音频)大地电磁数据处理之中, 是获得高质(音频)大地电磁观测数据的最佳途径之一^[21]。对各个频率原始正交的电场分量E_x和磁场分量H_y数据进行了“ Robust” 估计, 得到了卡尼亚视电阻率值与相应的相位值。

其次, 对于受干扰畸变严重的少量频点, 可根据“ 基于层状介质电阻率与相位互算技术” 计算出的参考值予以调整修正。其基本工作原理如下:在一维介质中, 相位角θ 可由公式

$\begin{matrix} θ (ω) \approx \frac{π}{4} + \frac{π}{4} \frac{\lg ρ_{T}}{lgω} \end{matrix}$

近似给出, 即通过上式就可根据实测视电阻率反算出对应的相位值; 而电阻率则可由

$\begin{matrix} \frac{\lg ρ_{T}}{lgω} \approx \frac{4}{π} θ - 1 \end{matrix}$

近似得到, 即根据此式可依据实测相位值反算出视电阻率。

此外, 由于浅层地表的不均匀性和地形起伏的影响引起的“ 静位移” 效应, 将给资料的反演带来极大误差, 严重影响AMT的应用效果。本次主要采用曲线平移法及二维直接反演方法进行静态效应校正。平移法主要参考区域相似性理论, 认为相邻测点的视电阻率值在高频段应当趋于一致; 二维直接反演方法先进行静位移效应识别, 然后对于受非均匀性影响较强的测点, 根据相位曲线受不均匀体影响小的特征反算视电阻率值, 实施静位移校正。

3 AMT探测结果与分析

对AMT数据进行上述数据处理之后, 获得了可靠的音频电磁响应值, 继而开展了二维非线性共轭梯度(NLCG)反演, 得到了二维反演电性模型, 结合该区实际地质情况, 对该区的多年冻土分布特征进行了解译。

3.1 纵向多年冻土分布特征

以研究区中部D线为例(图2)对二维AMT剖面的解译进行说明。该剖面对多年冻土的反映较为直观, 从表层到100 m左右深度范围内均表现为高阻特征, 多年冻土厚度呈现“ 南北两侧厚, 中部薄” 的变化特征, 北部的多年冻土厚度大都在100 m上下, 南部多年冻土厚度以75~90 m居多, 中部D128、D130的多年冻土分别为29、43 m。部分测点在表层几米范围内发育低阻层, 为融化的岩土层。多年冻土下方整体表现为低阻特征, 与多年冻土层形成鲜明的对比, 且其厚度达几百米, 依据研究区地层出露情况, 推测该低阻层为新生代地层。

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	图2 哈拉湖研究区D线二维AMT综合剖面

D线中部发育了断裂构造断裂F_3-1, 该处对应测点D128附近, 为多年冻土层最薄处, 断裂延伸至地下深部, 断裂通道可能成为地下热能的导热通道, 导致该处的多年冻土相对不发育; 其他断裂发育处的多年冻土厚度比周边的薄, 如测点D120位于断裂F_2-3处, 多年冻土厚度为80 m, 而周边的D118与D124的多年冻土厚度分别为105、86 m。此外, 由地面核磁共振解译的D线含水量分布(图3)可知, 含水量分布较高的区域主要在南部D106、D120附近, 这两个区域对应的多年冻土厚度也相对较薄, 可能原因是由于地下含水量较高, 存在一定的自由水, 而自由水的扰动引起的渗流作用对多年冻土的形成不利, 造成多年冻土减薄。

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	图3 哈拉湖研究区地面核磁共振解译的D线含水量分布

3.2 多年冻土厚度分布特征

由AMT反演电性模型解译得到研究区多年冻土厚度分布(图4)。区内多年冻土厚度基本分布在30~130 m之间, 整体呈现“ 中部与西北部厚, 其他区域较薄” 的分布特征, 最薄处为D128, 多年冻土厚度为29 m, 最厚处在C136, 厚度达133 m。中部与西北部的多年冻土厚度均在90 m以上; C线与D线中南部的多年冻土厚度次之, 基本分布在80~95 m范围之间; 其他区域除少数测点之外, 多年冻土厚度基本在90 m以下。多年冻土厚度呈现上述分布特征可能是多种因素共同作用所致, 如地形的高低起伏、光照时间长段、地表径流与断裂构造等。

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	图4 哈拉湖研究区多年冻土厚度分布

4 多年冻土厚度的影响因素分析

4.1 地形

研究区地形起伏不大, 海拔4 216 m~4 323 m, 落差107 m, 为丘陵地形, 地形整体呈现“ 中部与中北部高, 东西两侧低” 特征, 地形较高处主要位于C线与D线的中部地区, 而地形低洼处主要位于A线南部与北部两个区域及F线的中北部。由地形与多年冻土厚度分布关系图可知(图5a), 除局部个别小区域(如D126~D128)处, 地形与多年冻土厚度表现出较好的相关性, 地形高处大都对应着多年冻土发育区, 低洼处多对应着多年冻土欠发育区, 即地形高处多年冻土的厚度较厚, 低洼处多年冻土厚度较薄。研究区为寒区, 地形越高, 气候越寒冷, 对多年冻土的形成越为有利; 而在低洼处则不利。如在C142处为地形最高点, C136为地形次高点, 这两个测点对应的多年冻土厚度分别为110 m、133 m, 且周边区域冻土厚度较厚, 达100 m以上; 在低洼处的A114~A118处, 其多年冻土厚度约60 m; 在低洼处F180~F182, 多年冻土厚度约为50 m。俞祁浩等^[22]对天山西部那拉提山地区多年冻土的研究得到了类似结论。

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	图5 哈拉湖研究区地形、坡向与多年冻土厚度分布关系

不同坡向与受光照时间的长短密切相关, 一般来说, 山之南, 水之北谓之阳面, 受日光照射时间长, 反之则为阴面或背阴面, 日照时间短。不同坡度受阳光照射时间的不同, 导致地表吸收热量的不一。对于向阳面, 坡度越缓, 阳光照射时间越长, 吸收热量更多, 对冻土的发育则为不利; 而坡度较陡则照射时间短, 对冻土发育相对有利。背阴面则受日照时间短, 同样对冻土发育有利。坡向与多年冻土厚度分布关系图可知(图5b), 研究区高地为C线与D线中南部向NNE方向延伸, 其西北坡为阴面, 而其东南坡为阳面, 对比阴阳两侧的多年冻土厚度发现, 阴面大部分区域的冻土厚度均在95 m以上, 而阳面的冻土厚度相对较薄, 基本在95 m以下。以地球为参考点, 太阳白天运行轨迹一般是往偏南方向从东到西运行, 阳面的东南坡受日光照射时间长, 接收太阳辐射的能量多, 同时可造成地下水的扰动加剧, 因而对多年冻土的形成不利, 造成阳面冻土厚度薄; 而阴面西北坡受光照时间有限, 受到的辐射能量较少, 有利用冻土的形成, 多年冻土则相对较厚。

4.2 含水量与地表径流

依据地面核磁共振对D线与A线的解译结果, 将D线与A线含水量分布较高的区域标注到多年冻土厚度分布图上, 并结合该区域地表径流流域分布特征, 得到了地表径流、高含水量区域与多年冻土厚度分布关系(图6), 由图可知:①在河流分布处, 冻土厚度薄, 基本在75 m以下, 原因可能两点:其一, 河流分布处地下水的渗流作用对多年冻土的形成不利; 其二, 河流分布处, 为地形低洼处, 海拔低同样不利于发育多年冻土; ②在A线与D线含水量较高的区域, 并非对应河流分布之处, 此区域多位于断裂构造附近, 有良好的孔渗条件, 地下水分布较高区域的冻土厚度比周边其他区域的冻土厚度薄, 可能区域内存在自由水, 良好的孔渗条件有助于自由水的渗流, 不利于多年冻土的形成。

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	图6 哈拉湖研究区河流、高含水含量区域与多年冻土厚度分布关系

4.3 断裂构造

由研究区6条AMT剖面解译得到区域内3条主要的断裂构造:F₁、F₂与F₃, 断裂走向基本呈NW— SE展布, 主要分布在研究区的中南部。由断裂构造与多年冻土厚度关系分布可知(图7), 在断裂构造经过的位置, 其邻近范围内的多年冻土厚度较薄, 大多在90 m以下, 特别是在D线D128邻近的区域, 冻土厚度约为30 m, 其主要受到F₃的影响。断裂构造成多年冻土厚度较薄的原因可能有两个:其一, 断裂构造是地下热量的导热通道, 热量的传输影响了多年冻土的发育; 其二, 断裂构造具有良好的孔渗条件, 可促进地下水的渗流作用, 而地下水的渗流作用同样影响多年冻土的形成。

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	图7 哈拉湖研究区断裂构造与多年冻土厚度分布关系

由于研究区范围较小, 纬度的高低对其影响有限, 在此不予以讨论; 同时该区域表层均为第四系覆盖层, 为松散沉积物, 多为黏土与砂土层, 岩性因素对冻土影响微小, 在此也不予讨论。除纬度与岩性外, 祁连山哈拉湖东南缘地区多年冻土厚度的主要影响因素为地形、坡向(向阳面/背阴面)与地表径流因素, 同时断裂构造、地下水含量对冻土厚度也有一定的影响。

5 结论

通过对祁连山哈拉湖东南缘50 km²开展AMT测量, 得到了该区域多年冻土厚度分布, 并对其影响因素进行了探索性研究, 得到以下几点结论。

1)通过采集试验, 确定了获得优质AMT数据的关键参数, 这些参数设置能有效改善死频段的AMT数据质量, 为多年冻土厚度划分提供可靠的数据保障。

2)利用AMT划分多年冻土厚度具有良好的物性基础, 哈拉湖东南缘的研究实例表明其可以有效地划分多年冻土厚度。

3)研究区内的多年冻土厚度基本分布在30~130 m之间, 整体呈现“ 中部与西北部厚, 其他区域较薄” 的分布特征, 其中, 中南部、中部与西北部的多年冻土厚度在80 m以上, 为天然气水合物提供了良好的盖层条件。

4)研究区多年冻土厚度的主要影响因素为地形、坡向(向阳面/背阴面)与地表径流因素, 同时断裂构造、地下水含量对冻土厚度也有一定的影响。高地、背阴面、非地表径流段、非断裂构造区域有利于形成较厚多年冻土层。

(本文编辑:沈效群)

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

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[1]	卢振权, 翟刚毅, 文怀军, 等. 青海木里三露天冻土区天然气水合物形成与分布地质控制因素[J]. 现代地质, 2015, 29(5): 1002-1013. [本文引用:1]
[2]	Pingkang W, Xuhui Z, Youhai Z, et al. Effect of permafrost properties on gas hydrate petroleum system in the Qilian Mountains, Qinghai, Northwest China[J]. Environmental Science Processes & Impacts, 2014, 16: 2711-2720. [本文引用:1]
[3]	王平康, 祝有海, 张旭辉, 等. 羌塘盆地冻土结构特征及其对天然气水合物成藏的影响[J]. 沉积与特提斯地质, 2015, 35(1): 57-67. [本文引用:1]
[4]	吴青柏, 蒋观利, 蒲毅彬, 等. 青藏高原天然气水合物的形成与多年冻土的关系[J]. 地质通报, 2006, 25(1-2): 9-33. [本文引用:1]
[5]	王通, 俞祁浩, 游艳辉, 等. 物探技术在多年冻土探测方面的应用[J]. 物探与化探, 2011, 35(5): 639-642. [本文引用:1]
[6]	杜二计, 赵林, 李韧. 探地雷达在祁连山多年冻土调查中的应用[J]. 冰川冻土, 2009, 31(2): 364-371. [本文引用:1]
[7]	何乃武, 俞祁浩. 探地雷达在多年冻土地区工程勘测中的应用[J]. 路基工程, 2006(5): 13-15. [本文引用:1]
[8]	王生廷, 盛煜, 吴吉春, 等. 祁连山大通河源区冻土特征及变化趋势[J]. 冰川冻土, 2015, 37(1): 27-37. [本文引用:1]
[9]	王庆峰, 张廷军, 吴吉春, 等. 祁连山区黑河上游多年冻土分布考察[J]. 冰川冻土, 2013, 35(1): 19-29. [本文引用:1]
[10]	吴吉春, 盛煜, 李静, 等. 疏勒河源区的多年冻土[J]. 地理学报, 2009, 64(5): 571-580. [本文引用:1]
[11]	罗栋梁, 金会军, 林琳, 等. 青海高原中、东部多年冻土及寒区环境退化[J]. 冰川冻土, 2012, 34(3): 538-546. [本文引用:1]
[12]	Harada K, Wada K, Fukuda M. Permafrost structure in Siberiaby transient electromagnetic method[J]. Thoku Geophysical Journal, 2001, 36(2): 101-109. [本文引用:1]
[13]	韩江涛, 刘国兴, 唐君辉. TEM 拟地震成像法在漠河地区探测永久冻土层的应用[J]. 吉林大学学报: 地球科学版, 2008, 38(6): 1060-1064. [本文引用:1]
[14]	张志厚, 刘国兴. TEM最简化反演及在研究永久冻土层中的应用[J]. 吉林大学学报: 地球科学版, 2006, 36: 23-26. [本文引用:1]
[15]	张志厚, 刘国兴, 唐君辉, 等. 漠河地区天然气水合物远景调查之——电法探测岩石性永久冻层的应用研究[J]. 地球物理学进展, 2007, 22(3): 887-895. [本文引用:1]
[16]	唐君辉, 刘国兴, 韩江涛, 等. 电测深法在漠河地区探测永久冻土层的应用[J]. 吉林大学学报: 地球科学版, 2005, 35: 104-108. [本文引用:1]
[17]	刘广岳, 王武, 赵林, 等. 基于瞬变电磁法(TEM) 的西昆仑地区多年冻土厚度探测与研究[J]. 冰川冻土, 2015, 37(1): 38-48. [本文引用:1]
[18]	王武, 赵林, 刘广岳, 等. 瞬变电磁法(TEM)在多年冻土区的应用研究[J]. 冰川冻土, 2011, 33(1): 156-163. [本文引用:1]
[19]	裴发根, 方慧, 杜炳锐, 等. AMT 正演模拟及反演求导方法在探测冻土厚度中的应用——以青海木里地区多年冻土层为例[J]. 物探与化探, 2016, 40(2): 405-410. [本文引用:1]
[20]	Harada K, Wada K, Fukuda M. Permafrost structure in Siberiaby transient electromagnetic method[J]. Thoku Geophysical Journal, 2001, 36(2): 101-109. [本文引用:1]
[21]	魏文博, 金胜, 叶高峰, 等. 大陆岩石圈导电性的研究方法[J]. 地学前缘, 2003, 10(1): 15-22. [本文引用:1]
[22]	俞祁浩, 游艳辉, 阎海, 等. 中国天山西部那拉提山地区多年冻土分布特征[J]. 冰川冻土, 2013, 35(1): 10-18. [本文引用:1]

2015

0.0

卢振权, 翟刚毅, 文怀军, 等. 青海木里三露天冻土区天然气水合物形成与分布地质控制因素[J]. 现代地质, 2015, 29(5): 1002-1013.

Up to date, onshore permafrost-associated gas hydrate is just restricted to the area of Sanlutian of Muli in Qinghai in China; drilling holes revealed that gas hydrate distribution was very scattered in this area; then what geological constraints affect such heterogeneity of gas hydrate distribution in this area? Targeting this question, based on past work, the geological data and analytical results of various samples collected from the series of gas hydrate drilling holes invested by Shenhua Corporation are emphatically and comprehensively studied in Sanlutian of Muli in Qinghai, to discuss constraints of the genetic type of gas source, the available supply amount of gas source, the different occurrence and nature of faults on gas hydrate formation and distribution. Study results show that the genetic type of gas source is mainly thermal in the middle to west of the study area of Sanlutian where gas hydrate is found and it is mainly microbial in the east of the study area where gas hydrate is not found, indicating that the genetic type of gas source plays an important role in controlling gas hydrate formation and distribution in the study area. The available supply amount of gas source is the best in the west of the study area, and it is the second in the middle, and it is the worst in the east; this available supply circumstance of gas source directly affects the difference of gas hydrate formation and distribution between the middle to west and the east of the study area. Thrust faults F 1 and F 2 control gas hydrate formation and distribution in the middle to west of the study area. The occurrence and nature of the thrust fault F 1 is various in the east to middle of the study area, which go against gas hydrate formation and distribution. The nature of normal fault F 30 locally affects gas hydrate formation and distribution in the west of study area.

到目前为止，我国陆域冻土区天然气水合物仅限于青海木里三露天地区，钻井揭示该区天然气水合物分布较为分散，那么是什么地质控制因素影响到该区天然气水合物分布的不均匀性？基于此问题，此次在过去工作基础上，重点对神华投资项目实施的青海木里三露天天然气水合物系列钻井揭示的地质资料及各种样品分析测试结果进行综合分析，探讨该区天然气水合物气源成因类型、气源有效供应量、不同产状和性质断裂对天然气水合物形成与分布的控制作用。研究结果显示，研究区三露天发现天然气水合物的中西部地区气源以热解成因气为主，没有发现天然气水合物的东部地区气源则以微生物成因气为主，显示研究区气源成因类型对天然气水合物形成与分布具有重要控制作用。研究区西部地区气源有效供应量最好，中部地区次之，东部地区最差，这种气源有效供应状况直接影响着研究区中西部地区与东部地区天然气水合物形成与分布的差异性。F 1 、F 2 逆冲断层控制着研究区中西部天然气水合物的形成与分布；F 1 逆冲断层在研究区东中部地区产状和性质发生改变，不利于天然气水合物的形成与分布；F 30 正断层性质影响到研究区西部地区局部天然气水合物的形成与分布。

... 祁连山冻土区天然气水合物的聚集成藏受多种因素控制,有温度、压力、水源条件、气源及其成因和断裂构造等因素^[1],其中温度、压力又与多年冻土的性质有关^[2,3],包括多年冻土的厚度(即多年冻土底板深度或多年冻土埋深下限)、多年冻土下伏的地温梯度等 ...

2014

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2015

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王平康, 祝有海, 张旭辉, 等. 羌塘盆地冻土结构特征及其对天然气水合物成藏的影响[J]. 沉积与特提斯地质, 2015, 35(1): 57-67.

羌塘盆地是青藏高原最大的含油气盆地，多年冻土广泛分布，具备良好的天然气水合物形成条件和找矿前景。基于羌塘盆地天然气水合物钻探试验井资料，从影响天然气水合物成藏角度提出了羌塘盆地3种主要的冻土结构类型，其中由冻融层、含冰沉积物冻土层、含冰基岩冻土层、非含冰基岩冻土层所组成的冻土结构最为常见。研究表明，冻土层结构对天然气水合物温压条件具有一定影响，当非含冰基岩冻土层存在时，其下伏的非冻土层的孔隙流体压力与上部冻土层的微孔和微裂隙特征紧密相关，有利于浅层烃类气体的封存和水合物的成藏。含冰冻土层冰地球化学特征指示冻土层形成的过程是大气降雪融化成水后未经蒸发作用直接渗入地下，受气候变冷影响，地层由浅往深逐渐冻结形成。同时，矿化度和阴、阳离子浓度的高低在一定程度上反映了不同深度沉积物的物化性质。含冰冻土层对于浅层烃类气体封盖作用的定量评价显示，随着含冰饱和度的增加，甲烷气体渗透率降低，当含冰饱和度达到80%时，冻土层能完全有效地限制甲烷气体运移。由于在气候变暖因素的驱动下，冻土层不仅能通过温压条件来控制天然气水合物矿藏存在的空间范围，而且还限制着来自部分水合物分解所产生的烃类气体向浅部运移。因而推测，在青藏高原冻土区可能存在一个由断裂体系相关联的深部烃类储层、中部天然气水合物储层和浅部天然气藏组成的油气系统。

2006

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吴青柏, 蒋观利, 蒲毅彬, 等. 青藏高原天然气水合物的形成与多年冻土的关系[J]. 地质通报, 2006, 25(1-2): 9-33.

天然气水合物是一种新型清洁能源,赋存在多年冻土区和海洋沉积物等低温高压环境中.青藏高原多年冻土面积占高原总面积的一半以上,是可能的天然气水合物赋存区.根据青藏高原多年冻土条件和天然气水合物形成的热力学条件,讨论了多年冻土地温梯度、冻土厚度与天然气水合物形成的热力学条件之间的关系和青藏高原存在天然气水合物的可能性.结果表明,青藏高原多年冻土区基本具备形成天然气水合物的热力学条件,最适宜的热力学条件是多年冻土地温梯度接近或略大于多年冻土底板附近融土的地温梯度,且融土地温梯度越小,越容易形成天然气水合物.估算得到天然气水合物最浅的顶界埋深为74 m左右,最深的底界埋深达上千米.

... 若多年冻土厚度太薄,那么甲烷水合物形成的压力条件无法满足^[4] ...

2011

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王通, 俞祁浩, 游艳辉, 等. 物探技术在多年冻土探测方面的应用[J]. 物探与化探, 2011, 35(5): 639-642.

The exploration of permafrost thickness refers to determining the upper and the lower limits of frozen soil depth. According to the geophysical properties of permafrost, frozen and non-frozen soils show significant differences in the permittivity and resistivity . Using ground penetrating radar (GPR) and transient electromagnetic sounding method (TEM) respectively, the authors explored the upper and the lower limits of permafrost in hot spring areas of eastern Tibetan Plateau. The results show that GPR and TEM can effectively solve the above problems. It is concluded that applying GPR and TEM is a set of feasible methods for the exploration of permafrost thickness in the range of 0 ~ 100 m in depth.

在青藏高原东部温泉地区对多年冻土厚度探测进行了试验研究,总结出一套可行的用于探测0~100 m范围内多年冻土分布及厚度的探测方法:选用探地雷达及瞬变电磁测深法分别对冻土上限及冻土下限进行探测,探地雷达分辨率高,能够有效解决地下0~5 m范围内多年冻土是否存在及上限埋深情况,而瞬变电磁测深法能有效解决地下5~100 m范围内的多年冻土下限埋深情况。

... 青藏高原多年冻土研究主要依托两类项目:铁路、公路工程项目和与冻土或气候环境相关的科研项目,前一类主要以探测冻土上限(多年冻土的顶板)为主,主要有探地雷达^[5,6,7],其勘探精度高,效率高,但勘探深度有限,一般不超过10 m ...

2009

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杜二计, 赵林, 李韧. 探地雷达在祁连山多年冻土调查中的应用[J]. 冰川冻土, 2009, 31(2): 364-371.

探地雷达用于多年冻土区的勘测一般通过钻孔和探坑进行直接对比来确定冻土层分布状况的，但在野外工作中，钻孔资料一般很难得到，而探坑在有限的人力物力条件下也很难开挖，这给冻土层的野外确定带来很大困难. 我们采用雷达探测资料寻找浅层地下冰深度来确定多年冻土上限的深度，企图能在没有现场对比资料的情况下寻找一种利用探地雷达探测多年冻土的简易方法. 探测结果显示，通过地貌特征寻找浅层地下冰可能存在的典型地段进行探测能很容易确定多年冻土上限的位置. 2007年在祁连山区利用Pulse EKKO Pro探地雷达进行了多年冻土的野外探测，结果显示：大雪山老虎沟海拔3684m（39.5907°N；96.4339°E）处多年冻土上限约为2.2m，在冷龙岭北坡的水管河源头海拔4053m（37.5463°N；101.7709°E）至海拔3907m（37.5508°N；101.7752°E）处的多年冻土上限深度为2.5m，在宁昌河源头沿河岸从海拔3448m（37.5649°N；101.8455°E）至海拔3377m（37.5797°N，101.8377°E）处多年冻土上限为2.4m,在走廊南山的观山河源头海拔3468m（39.2615°N；98.6715°E）处多年冻土上限深度在2m左右. 另外根据4个勘察区多年冻土特征地貌分布区的最低分布海拔总结得出，老虎沟地区为冻土下界分布最高地区，关山河源头为冻土下界分布最低地区. 其原因主要是降水和植被的差异造成的结果，降水量大和植被良好的地区多年冻土下界的分布海拔就低，反之亦然.

2006

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何乃武, 俞祁浩. 探地雷达在多年冻土地区工程勘测中的应用[J]. 路基工程, 2006(5): 13-15.

认为探地雷达是一种先进无损的地球物理探测方法,因其高效、快速等优点而广泛应用于各工程领域;本文结合多年冻土地区的勘查特征,分析说明探地雷达在多年冻土区的勘查原理和在多年冻土工程勘查以及环境检测多方面的应用前景.

2015

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王生廷, 盛煜, 吴吉春, 等. 祁连山大通河源区冻土特征及变化趋势[J]. 冰川冻土, 2015, 37(1): 27-37.

The source regions of the Datong River are located in the mid-east part of the Qilian Mountains with alpine permafrost. The characteristics and changing tendency of the permafrost were analyzed by using data from boreholes and surface observation. Regression analysis indicates that the mean annual ground temperature of permafrost in the source regions decreases with altitude with a gradient of about 3.82 ℃·km -1 . The mean annual ground temperature within the permafrost is affected by surface condition closely. The permafrost depth in the source regions is also significantly dependent on altitude. With the rising of elevation by 100 m, the thickness of permafrost increases about 10 m. In the plain areas, the depth of permafrost is ranging from 17 to 86 m.Active layer thickness is closely related to local factors, especially land cover condition.There is no clearly zonality relationship between active layer thickness and altitude. Under the impact of rising temperature and human activities, permafrost in the source regions is overall in the state of degradation, and the mean annual ground temperature is increasing at a rate of about 0.0075 ℃·a -1 .

大通河源区位于祁连山中东部, 属高山多年冻土区, 利用源区内冻土钻探及监测资料对源区冻土发育的基本特征及变化趋势进行了分析和探讨. 冻土地温分析表明, 源区冻土年平均地温随海拔的变化梯度约为3.82 ℃·km -1 , 且冻土地温与表层覆被条件关系密切. 盆地平原地带多年冻土厚度约为17~86 m, 且以海拔每上升100 m冻土厚度增加约10 m的梯度增加. 多年冻土活动层厚度受海拔地带性作用不显著, 更多地受局地因素的控制, 地表覆被条件成为其主要影响因素. 在气温升高以及人类活动日益增多的影响下, 源区冻土整体处于退化状态, 多年冻土年平均地温以0.0075 ℃·a -1 的速率上升.

... 近些年来开展气候环境的多年冻土研究大多采用钻探测温或监测方法,如:祁连山中东部的大通河源区的冻土研究^[8]表明该区盆地平原地带多年冻土厚度约为17~86 m,源区冻土呈退化状态 ...

2013

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王庆峰, 张廷军, 吴吉春, 等. 祁连山区黑河上游多年冻土分布考察[J]. 冰川冻土, 2013, 35(1): 19-29.

Permafrost and seasonally frozen ground have a dramatic influence on surface hydrological processes, ecosystems, carbon cycle, and infrastructures in cold regions. The upper reaches of the Heihe River are located in the eastern part of the Qilian Mountains, where climate is cold and semi-arid. The study of permafrost distribution in Heihe River basin is of great importance for systematically understanding the regional eco-hydrological process, climate and environmental changes, water resources assessment and construction, etc. Field investigation on distribution of permafrost had been conducted over the upper reaches of the river during the summer of 2011. Seven boreholes ranging from 20 to 100 m in depths were drilled in early August, 2011. Based on borehole drilling information and temperature profiles measured at least two months after the drilling, it is found that the lower bound of permafrost is at between 3 650 m and 3 700 m a. s. l. Depending on altitude, the active layer depth varies from 1.6 m at 4 132 m a. s. l. to about 4.0 m near the lower bound of permafrost at a little above 3 650 m a. s. l. Mean annual ground temperatures at the depth of zero annual amplitude increases from -1.7℃ at 4 132 m a. s. l. to near 0.0℃ at the lower bound of permafrost. Permafrost depth decreases from more than 100 m at 4 132 m a. s. l. to 0.0 m as moving down to 3 650 m a. s. l. At the same time, the other local factors, such as slope, aspect, soil type, soil water(ice)content, vegetation and river channel, may also have significant effect on permafrost conditions.

高山多年冻土的分布及土壤季节冻融过程对地表水文过程、生态系统、碳循环及寒区工程建设等都有很大的影响. 黑河上游地处祁连山中东部, 属于高原亚寒带半干旱气候, 研究黑河流域多年冻土分布对于系统理解该区域的生态-水文过程、气候与环境变化以及水资源评价、工程建设等非常重要. 2011年6-8月对黑河干流源头西支开展了多年冻土调查, 沿二尕公路(S204)在热水大坂垭口至石棉矿岔口之间区域, 完成测温孔7眼, 并布设测温管进行地温监测. 根据勘察、钻探及测温资料, 确定了黑河源头地区山地多年冻土下界为海拔3 650~3 700 m之间. 受高度地带性的控制, 随着海拔的降低, 活动层厚度由在海拔4 132 m时的1.6 m增加至在多年冻土下界处的约4.0 m, 多年冻土年平均地温也相应的由-1.7℃增加到0.0℃左右, 而多年冻土厚度由100 m以上减小到多年冻土下界处的0.0 m. 同时, 坡度和坡向、岩性、含水(冰)量、地下水、河水等局地因素对多年冻土温度和厚度也有重要的作用.

... 祁连山黑河冻土分布考察^[9] ...

2009

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吴吉春, 盛煜, 李静, 等. 疏勒河源区的多年冻土[J]. 地理学报, 2009, 64(5): 571-580.

疏勒河流域地处祁连山西段,气候极端干旱。2008年6月在疏勒河源区海拔3729～3890m的不同地面、地形条件下在5个点上布设了10眼钻孔进行钻探勘察,并布设测温管定期监测地温。根据勘察和测温资料,确定了疏勒河流域内多年冻土下界高程在3750m左右,查明河谷中松散地层以冲积层为主,多为粗颗粒土,多年冻土含冰量普遍较低。局地因素对多年冻土状态影响明显。其中坡度差异可以使地温相差0.5oC,坡向的差异可以使地温相差达1.0oC;地层水分含量对浅层地温的影响甚至超过坡向的影响;地面状态的差异,造成地温、活动层厚度等方面的显著差异。与祁连山中东部地区相比,疏勒河源区多年冻土几乎没有生态过程的影响,多年冻土形成和保存受气候驱动,基本上代表了一类干旱气候条件下的多年冻土特征。

... 祁连山西段疏勒河源区的多年冻土调查研究^[10]表明疏勒河源区多年冻土受生态过程影响较小 ...

2012

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罗栋梁, 金会军, 林琳, 等. 青海高原中、东部多年冻土及寒区环境退化[J]. 冰川冻土, 2012, 34(3): 538-546.

摘　要：近年来,随着全球气候变暖和人类社会经济活动的增强,处于季节冻土向片状连续多年冻土过渡区的青海高原中、东部多年冻土退化显著.巴颜喀拉山南坡清水河地区岛状冻土分布南界向北萎缩5km;清水河、黄河沿、星星海南岸、黑河沿岸、花石峡等岛状冻土和不连续多年冻土出现融化夹层和不衔接多年冻土,有些地区冻土岛和深埋藏多年冻土消失,多年冻土上限下降、季节冻结深度变浅;片状连续多年冻土地温升高、冻土厚度减薄.1991—2010年巴颜喀拉山南北坡不连续多年冻土分布下界分别上升90m和100m,1995—2010年布青山南北坡不连续多年冻土分布下界分别上升80m和50m.造成冻土退化的主要原因为气候变暖,使得地表年均温度由负变正,冻结期缩短,融化期延长,冻/融指数比缩小.伴随着冻土退化,高寒环境也显著退化,地下水位下降,植被覆盖度降低,高寒沼泽湿地和河湖萎缩,土地荒漠化和沙漠化造成了地表覆被条件改变.

... 青海高原中、东部多年冻土退化调查研究结果^[11]表明高原中、东部多年冻土呈退化状态,等等 ...

2001

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... 随着计算机技术与地球物理处理解译技术的发展,地球物理探测方法因其勘查速度快、成本相对低廉等优点已逐步用于多年冻土勘查研究中,如:Harada 等^[12]利用TEM 方法在西伯利亚雅库特的热融喀斯特洼地进行了多年冻土结构调查 ...

2008

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韩江涛, 刘国兴, 唐君辉. TEM 拟地震成像法在漠河地区探测永久冻土层的应用[J]. 吉林大学学报: 地球科学版, 2008, 38(6): 1060-1064.

TEM method is used to study the space distribution regularity of permafrost strata in order to offer the base for further research of the northeast natural gas hydrate prospective investigation. This method gets better geological result by using pseudoseismic interpretation imaging technology to inverse TEM field data to divide the reflect interface and electric level and then inferred the distribution of permafrost strata of Mohe region successfully. The inverse result shows that the permafrost strata of the south-north second measurement line developed well with large thickness, had certain continuity, and was consistent with the result of VES.

利用瞬变电磁法（TEM）研究永久冻土层的分布规律，为中国东北天然气水合物远景调查的进一步研究提供依据。采用拟地震成像法反演瞬变电磁法野外数据，有效地划分出反射界面和电性层位，成功地推断出漠河地区永久冻土层的分布。反演结果表明，漠河SN（2）测线永久冻土发育良好，厚度较大，且具有一定的连续性，与直流电测深法揭示的结果相一致。

... 在东北地区多年冻土勘查中运用瞬变电磁^[13,14]与电测深技术^[15,16],取得了较好的应用效果 ...

2006

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张志厚, 刘国兴. TEM最简化反演及在研究永久冻土层中的应用[J]. 吉林大学学报: 地球科学版, 2006, 36: 23-26.

摘　要：阐述了基于烟圈理论的最简化反演方法和磁源TEM测深一维经验式反演方法,这两种方法可由观测数据直接反演,不需要初始模型。结合中国东北永久冻土层勘查研究课题,对TEM原始探测数据进行了反演解释。两种反演结果对揭示沿剖面横向、纵向的电性层变化,体现了较好的一致性,可为分析、划分不同电性界面的变化趋势提供参考依据。

... 在东北地区多年冻土勘查中运用瞬变电磁^[13,14]与电测深技术^[15,16],取得了较好的应用效果 ...

2007

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张志厚, 刘国兴, 唐君辉, 等. 漠河地区天然气水合物远景调查之——电法探测岩石性永久冻层的应用研究[J]. 地球物理学进展, 2007, 22(3): 887-895.

In the prospective investigation of the northeast gas hydrate, to solving the spatial distribution of ever frozen layer is a crucial problem. But using the electrical sounding method to confirm the spatial distribution of the ever frozen layer of bedrock is relatively complex. In order to use the electrical sounding method effectively to explore the spatial distribution of the ever frozen layer in Mohe region, first carried out the physical properties measurement of the drill cores got from the M1~M4 well of Mohe region under different temperature condition, and founded direct models based on the measurement and then carried out the forward modeling research; second made the experiment of the method’s validity at the known points of the ever frozen layer in the workaround, and acquired the electrical structure characteristics of the frozen layer and the non- frozen layer. Based on these research used the electrical sounding method and the TEM (transient electromagnetic) to explore in practice. Through the measured data, made the inferred explanation for the spatial distribution of the ever frozen layer or its relative electrical layer in the workaround, and validated the measuring points of different heights above sea level by utilizing the point exploratory trench.

在东北天然气水合物远景调查中，解决多年永久性冻土的空间分布是一个关键性问题.但是利用电测方法确定基岩性永久冻土的空间分布比较复杂.为有效利用电测方法探测漠河地区永久冻土的空间分布，首先对漠河地区4口钻井岩芯进行了不同温度条件下的物性测试，并以此建立正演模型进行了正演模拟研究；在工作区永久冻层已知点做了方法有效性实验，获得了永久冻层与上、下非冻层的电性结构特征.在此基础上采用电阻率测深法和瞬变电磁法进行了实际探测，根据实测资料，对工作区永久冻层或与永久冻层相关电性层的空间分布做出了推断解释，利用点探槽对不同海拔高度的测点进行了验证.

... 在东北地区多年冻土勘查中运用瞬变电磁^[13,14]与电测深技术^[15,16],取得了较好的应用效果 ...

2005

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唐君辉, 刘国兴, 韩江涛, 等. 电测深法在漠河地区探测永久冻土层的应用[J]. 吉林大学学报: 地球科学版, 2005, 35: 104-108.

摘　要：用电测深方法研究永久冻土带的空间分布规律,为东北天然气水合物远景调查的进一步研究提供依据。通过在漠河地区南北剖面(20 km)和东西剖面(13 km)电阻率测深法的探测研究,实测电测深曲线多数为HK、K或Q型,对应的地电结构大致为:第一层为地表干燥松散碎石层,该层电阻率很高(几百~几千Ω.m),但厚度较小,一般不超过2 m;第二层为无冰冻含水碎石堆积层(部分测点无此层),电阻率一般小于100Ω.m,厚度不超过2~5 m;第三层为推断的永久冻层,电阻率一般大于300Ω.m,该层厚度变化较大,从20几m到100多m;推断永冻层下为一低阻层,电阻率一般小于200Ω.m。

... 在东北地区多年冻土勘查中运用瞬变电磁^[13,14]与电测深技术^[15,16],取得了较好的应用效果 ...

2015

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刘广岳, 王武, 赵林, 等. 基于瞬变电磁法(TEM) 的西昆仑地区多年冻土厚度探测与研究[J]. 冰川冻土, 2015, 37(1): 38-48.

Based on the Project of Permafrost Investigation in the Tibetan Plateau, permafrost base was sounded by using transient electromagnetic method (TEM), in typical areas of west Kunlun Mountains. It is found that using TEM to obtain the permafrost base is effective in frozen loose sediments. In the study area, distribution of permafrost is significantly characterized by spatial differential due to different in regional climate and geological conditions. The average depth of permafrost is approximately 55 m in alpine valley areas and 58 m in low mountains and hilly areas according to TEM sound. The permafrost depth widely reaches above 60 m in Tianshuihai basin. In the heartland of the basin (near modern lake), the maximum average depth of approximately 110 m was sounded by TEM. The depth of permafrost linearly increases with decreasing ground temperature. It is estimated that the permafrost depth will increase 29 m as ground temperature at 10 m deep decreasing 1 ℃. In general, permafrost depth increases with altitude. However, local factors have an important impact on the development and distribution of permafrost sometimes. Further research on the impact mechanisms of local factors is necessary for improving the survey accuracy.

多年冻土厚度对于多年冻土的区域分布和环境效应具有重要控制和指示意义. 应用瞬变电磁法(TEM)对青藏高原西昆仑地区的多年冻土下限进行了探测, 并结合钻孔资料分析了该研究区域多年冻土厚度的分布特征. 结果表明:研究区域多年冻土厚度随地形、地质条件的差异表现出显著的空间差异性. 沿着219国道从509道班到奇台达坂的高山峡谷区, 随着海拔的升高, 多年冻土从无到有, 而且, TEM探测到的多年冻土厚度从不到10 m到接近100 m, 平均厚度约为55 m; 自界山达坂向东到拉竹龙的低山丘陵区, 除部分区域发育融区外, 多年冻土厚度一般在50 m左右, TEM探测显示多年冻土平均厚度约为58 m; 进入甜水海盆地, 多年冻土厚度普遍超过60 m, TEM探测到靠近湖泊的盆地中心地带多年冻土平均厚度可达110 m. 多年冻土厚度随地温的降低呈显著的线性增加趋势, 10 m深度地温平均每降低1 ℃, 多年冻土厚度增加29 m. 多年冻土的厚度随海拔的升高显著增加, 同时局地因素对多年冻土的发育有显著影响, 其内在机制需要进一步研究.

... 在青海温泉地区与西昆仑地区运用TEM探测多年冻土^[17,18],结果表明TEM探测多年冻土是可行的 ...

2011

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王武, 赵林, 刘广岳, 等. 瞬变电磁法(TEM)在多年冻土区的应用研究[J]. 冰川冻土, 2011, 33(1): 156-163.

... 在青海温泉地区与西昆仑地区运用TEM探测多年冻土^[17,18],结果表明TEM探测多年冻土是可行的 ...

2016

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裴发根, 方慧, 杜炳锐, 等. AMT 正演模拟及反演求导方法在探测冻土厚度中的应用——以青海木里地区多年冻土层为例[J]. 物探与化探, 2016, 40(2): 405-410.

The thickness of permafrost is an important hydrocarbon accumulation factor for gas hydrate in permafrost areas. There are various exploration methods with different characteristics. In this paper, with the higher cost audio magnetotelluric (AMT) as the detection technology and the Muli area of Qinghai as the study area, AMT forward modeling of numbers of typical models was carried out, then one-dimensional adaptive regularized inversion and analysis were conducted. The results show that the logarithmic derivative curve of one-dimensional regularized inversion (or called the delamination factor curve of stratigraphic interfaces) can be used to divide well the bottom boundary of permafrost. Good results of exploration permafrost thickness application in Muli area were achieved. This means can play an important role in target prediction of gas hydrate in permafrost areas. The study of two cross-sections through the Well DK9 shows that the permafrost thickness near Well DK9 changes little and the permafrost thickness is from 60 meters to 100 m, and these facts provide good conditions for the cap of the gas hydrate concentration. Detection results near Well DK9 are as follows.The permafrost thicknesses of section DK9-2 that is perpendicular to the direction of faults is from 60 meters to 100 m. The permafrost thicknesses of section DK9-1 that is parallel to the direction of faults is from 68 meters to 92 m.

Institute of Geophysical and Geochemical Exploration, CAGS, Langfang 065000, China

作为冻土区天然气水合物重要的成藏因素-盖层冻土的厚度,其勘探方法多样且各具特点。选择性价比较高的音频大地电磁测深(AMT)为探测技术,以青海木里地区为研究对象,通过多种典型模型的AMT正演模拟,并对正演响应进行一维自适应正则化反演与分析,结果表明一维正则化反演曲线取对数求导曲线(或称地层界面分层因子曲线)可较好地划分多年冻土层底板,并在木里地区划分多年冻土厚度中取得了较好的应用效果,为冻土区天然气水合物靶区预测提供良好的支撑作用。由过井DK9的两条十字剖面研究表明,井DK9附近的多年冻土厚度起伏变化不大,约在60~100m之间变化,为天然气水合物的富集提供了良好的盖层条件。其中,垂直于断裂构造方向DK9-2剖面的多年冻土厚度变化较大,约为60~100m;平行于断裂构造方向的DK9-1剖面的多年冻土厚度变化较小,为68~92m。

... 在青海木里地区利用AMT探测多年冻土的厚度^[19],通过正演模拟及地温测井对比,取得了较好的应用效果,等等 ...

2001

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... 对西伯利亚北部不同岩性在原位状态下进行直流电阻率测量(表1)^[20],结果表明同一岩性在冻状态比未冻状态下电阻率值大几倍或十几、成百上千倍 ...

2003

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魏文博, 金胜, 叶高峰, 等. 大陆岩石圈导电性的研究方法[J]. 地学前缘, 2003, 10(1): 15-22.

... 估计广泛应用于(音频)大地电磁数据处理之中,是获得高质(音频)大地电磁观测数据的最佳途径之一^[21] ...

2013

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俞祁浩, 游艳辉, 阎海, 等. 中国天山西部那拉提山地区多年冻土分布特征[J]. 冰川冻土, 2013, 35(1): 10-18.

Nalati Mountain is located in the western Tianshan Mountains in Xinjiang Region, China. The permafrost changing process in this region influences the natural environment and engineering activities. Owing to many factors, such as transportation difficulties and scarcity of previous human activities, there are few researches about the permafrost and environment in this area. The permafrost distribution characteristics in Nalati Mountain and their main impact factors are studied systematically, combining with permafrost investigation of a transmission line which will be built from Yining to Kuche. It is found that permafrost in this region is typical mountain permafrost, of which the development area, types, ground ice characteristics and thermal regime all depend on altitude, topography and swamp condition. Any change in altitude, topography and swamp condition will result in change in permafrost distribution, permafrost type and ground ice. Meanwhile, there are many periglacial phenomena developing, such as solifluction terraces, solifluction lobes, stone rings and block streams. Depending on slope aspect, vegetation, water and other factors, the active layer depth varies from 0.7 m to 4.5 m, and the thickness of permafrost on south slopes increases from about 20~22 m at the lower limit (3 000 m) of continuous permafrost to 70~100 m at the altitude of 3 300 m. According to temperature data, it is found that regional annual mean air temperature has rapidly increased since 1985, with a rate of about 0.088℃·5a -1 . Therefore, some features of permafrost degradation can be seen, such as ground temperature rising, degradation of marsh wetland and vegetation and detachment of frozen ground.

那拉提山位于中国天山西部, 其冻土变化过程对区域自然环境变化、工程活动产生重要互馈作用. 结合即将修建的新疆伊(宁)-库(车)输电线路前期的冻土勘察结果, 对那拉提山地区冻土分布特性、主要影响因素等进行了探讨. 结果表明: 那拉提山地区冻土分布属于典型的山地多年冻土, 冻土发育区域、冻土类型和地下冰空间发育特征及冻土温度状况等主要受到海拔、地形地貌、地表水分条件等因素的影响和控制. 同时, 该地区大量发育有泥流阶地、泥流舌、热融滑塌、石环、石河等冰缘现象. 受坡向、植被、水分等因素影响, 区域内冻土活动层厚度为0.7~4.5 m, 随着海拔增加, 冻土厚度由阳坡连续多年冻土下界(海拔3 000 m)附近的约20~22 m增加到海拔3 300 m附近的约70~100 m. 自1985年以来, 区域年平均气温上升(约0.088℃·a -1 ), 该区域内的冻土退化趋势明显.

... 俞祁浩等^[22]对天山西部那拉提山地区多年冻土的研究得到了类似结论 ...