被动式超低频电磁法在深部地热资源勘察中的应用——以JR-119井及JR-168井为例

分析了深部地热资源勘察中的地球物理电磁法应用现状,阐明了被动式超低频电磁法在深部地热资源勘察中的可用性和优势;重点论述了被动式超低频电磁法在深部地热资源勘察中的探测机理.利用北京大学研制的BD-6型被动式超低频电磁探测仪在京热119井和168井附近布点探测,在探测过程中利用硬件滤波和水平旋转探头方向的方法消除了工频50Hz的部分谐波干扰,同时探测曲线的重复性也非常好,得到了相应井位的超低频电磁探测数据.在对深部热水储层和盖层岩性界面进行地质解释后,得到热储层赋存深度的绝对误差为23-50 m,盖层岩性界面的相对误差小于6.3%.探测结果表明借助被动式超低频电磁探测仪,可以较准确地获得深部岩溶裂隙地热水的分布信息.     

编码震源提高地震探测能力的野外实验研究

地球深部结构研究是地震预报和地球动力学研究的基础，传统人工地震受到探测深度、分辨率或震源能量的环保限制，探索利用小能量震源进行深部高分辨率探测技术具有重要意义.本文借鉴雷达探测中的编码原理，开展了震源编码探测实验，利用人工震源向地下发送具有独特特征的随机编码序列脉冲，作为一次等效激发，利用准确记录的编码震源的源函数与地震连续观测的互相关进行“解码”分析，获取地下信息，形成编码地震探测技术.实验表明编码地震能够大幅度提高地震探测能力，利用小能量震源获得远距离的探测和高分辨率，是一种具有重要发展前景的人工探测技术.     

青藏高原地球物理与大陆动力学研究的新进展

岩石圈地球物理探测、深部结构成像与各向异性等研究是青藏高原大陆动力学研究的基础.近年来,随着深部地球物理探测技术和反演成像技术的进步,信息提取与细节分辨能力不断提升,青藏高原壳幔结构、碰撞和隆升动力学、资源与地质灾害的深部机制等研究进展显著.本专辑收录33篇论文,主要分布在深部结构与地球物理探测、地震各向异性与变形、断裂性质与地震活动等三个主要研究领域.本文重点围绕这些论文,对近年来青藏高原地球物理研究进展进行综述.     

用于微动探测的低成本自存储式数字地震检波器

微动探测是利用地球表面的天然震动信号进行探测的被动源探测方法.相对于传统的物探方法,微动探测野外施工灵活,阵列形状多样,受施工场地限制小,对施工环境影响小.目前进行微动探测所用的地震检波器大多成本较高、重量和体积大,不便于运输与大规模布设.本文由微动探测方法的特点出发,优化改造了自行研发的低成本自存储式数字地震检波器,使其性能满足微动探测的需要.通过对地震计系统噪声的详细分析、微动探测原理的讨论,结合现场试验数据,探讨了该检波器应用于大规模微动探测的可行性.     

与地震有关的电离层扰动的甚低频/低频无线电探测

近期人们认识到,电离层对地震影响非常敏感,探测与地震有关的电离层扰动看来对地震短临预测是非常有前途的。我们提出可利用甚低频／低频（3～30kHz／30-300kHz）无线电探测进行地震-电离层扰动的探测。1995年神户地震明显发现电离层扰动现象之后,开始了利用低电离层甚低频／低频传播信号进行地震短临预测的简短历史。在说明先前的甚低频／低频结果之后,我们给出了最新的甚低频／低频发现：一个是电离层扰动与地震在统计上相关,第二个是2004年12月苏门答腊地震的实例研究,说明了这次地震电离层扰动的空间尺度和动力学原理。     

人工源深部地震探测与壳幔结构及对异常体的分辨

利用地震波场研究地球内部壳、幔结构的方法主要包括天然地震波场中的远地震观测法、近地震观测法和人工源地震深部探测法.其中,由于人工源地震探测的震源位于浅表层介质中,且其震源位置、爆炸时间、接收条件等均为精确已知,因此其所得结果的精度最高、且最为准确.人工源深部地震探测分为深部地震宽角反射和折射剖面探测及深部近垂直反射波法探测.前者可求得壳、幔介质的分层结构和速度分布,后者可较详细了解地壳构造形态的细节.两种方法具有不同的特点、但却相辅相成.当今,将深地震宽角反射/折射和深反射法联合观测以取得较详细的速度结构和构造展布特征将必成地球内部研究的必然轨迹.     

闭环极点补偿式拾振器

利用闭环极点补偿技术，改善高频地震检波器的低频特性和扩大位移振幅量程，使之满足超低频，宽频带，大量程的工程振动测量要求。     

苏里格气田可控震源高精度地震采集技术

鄂尔多斯盆地苏里格气田气层单砂体厚度薄,非均质性强,地层反射波能量和频率衰减严重,地震资料品质不稳定,资料分辨率较低．近年来当地推进生态环保工作,对以往的炸药震源作业模式存有疑虑,制约了本区的地震勘探进程．针对这些难点,本文从基于AVO分析的观测系统设计、基于低频可控震源的“两宽一高”采集技术、基于提高资料信噪比的组合接收技术等方面进行研究．运用模型正演、反射系数能量变化相对陡度、实际资料定性与定量分析,设计了可控震源施工观测系统方案．利用驱动幅度-频率曲线设计了低频信号,针对地震采集压制谐波干扰的方法进行了分析及试验．通过检波器组合试验分析,在信噪比相对低的地区采用检波器组合接收方式,能够提高地震资料的信噪比．采用可控震源高精度地震采集技术,获得了高密度、宽方位、高品质的地震资料．     

利用模型试验研究井间地震CT成像

随着科学技术的迅速发展,对图象处理的要求越来越高,因而各种图象处理技术应运而生,CT(computcrized Tomography)技术就是其中极为有效的方法之一。在医学上的X射线CT成象技术已取得了很大的发展,而将CT成象技术应用于地球参数的反演成像只是近几年才受到人们的普遍关注,虽然利用CT直接成像进行地震反演取得了一定的成果,但是利用CT技术实现地球参数的直接成象还面临着一定的困难。本文试图应用医学上的超声CT成象技术,作数学和物理模型的地球物理CT成象,寻求地球物理CT成象提高精度和分辩率的途径,探讨关于地震层析成象应用的影响因素和限制条件,当然,由于地球物理反演的复杂性和特殊性,必须把医学CT与基本的地球物理方法结合起来这样,才能充分发挥CT技术的作用。我们对井间地震数据进行地震层析成象研究,这主要是由于井间地震学的研究目前已成为一个有意义的研究课题,与传统的反射地震学相比,它有以下特点: (1) 井中震源和井中检波器可以避免地表风化层,减少高频信号的损失,为提高分辩率打下了物理基础。 (2) 井间地震可以把震源和检波器的排列直接布置在目标层的附近,避免了波在从地面到目标标层漫长的往返传播中所受的损失。这也可以使接收到的地震信号能保留更高频率的有效成分。 (3) 井间地震是从不同的角度来探测目标,可利用直接透射波,这就有可能探测目标的低频成分,并对目标层内的速度分布进行成象,这是地表反射地震学所不能比拟的。     

SLF/ELF电磁接收机研究及观测试验

大功率、人工源的超低频/极低频电磁波技术已经成为当今国际地球物理学界瞩目的一个新兴研究领域,采用此方法计算获得的地下介质电性结构具有很高的精度和稳定性,特别适用于地震预测等需要精确观测数据的研究。在中国,从20世纪90年代末开始,开展了基于大功率人工源超低频/极低频技术的方法研究,也开展了该方法在地震监测领域的应用研究,然而对于适用于地震监测应用的观测系统的研究进展比较缓慢。文中介绍了专门用于地震监测应用的超低频/极低频电磁接收机的研发,详细说明了仪器的硬件系统组成、主要技术指标及其关键技术。试验观测结果表明该仪器能满足目前0.1～300Hz频段人工源电磁信号观测的需求。