松潘-阿坝地区深部电性特征

针对青藏高原东部特殊的“三角形”区域——松潘-阿坝地区,通过两条测线的MT资料分析和反演,对其深部电性特征进行了揭示,发现松潘-阿坝区中深层构造较为稳定,层状特点明显,地下电性横向变化小,具有稳定地块的特点.这里存在壳内低阻层,厚度近10~20km;深部(岩石圈地幔内部)的电性结构也有两种类型:高阻异常区和具有幔内低阻层的次高阻异常区,全区岩石圈厚度在120km左右,其四周由深断裂与邻区接触.该区深部电性特征不同于龙门山隆起的电性结构,也不同于西秦岭构造带,后者具有高阻基底,岩石圈厚度或更薄或加厚.     

西藏那曲大地电磁数据反演与电性结构分析

西藏地处青藏高原,地质构造复杂,新构造活动强烈。西藏境内蕴藏丰富的地热资源,已发现的地热资源储量居全国之首。青藏高原受南北向强烈挤压,构造活动频繁,随着地质应力的变化,产生了一系列构造带,西藏那曲观测区处于西藏北部的班公错—怒江深大断裂的次级构造带上,主要受控于一组近东西向的断裂和南北向断裂所构成的断裂带,据资料显示,观测区内新构造运动极为活跃,主要表现为深大断裂至今仍有继承性活动,为研究观测区深部电性结构,分析地热在观测区的空间分布特征及形成机理,共部署了3条大地电磁剖面。通过数据维性分析,揭示了观测区浅部主要呈现1D/2D构造,深部2D/3D构造明显,因此进行大地电磁数据2D和3D反演,同时获得观测区3km以浅2D和3D电性模型,十分必要,本文采用连续介质反演方法进行大地电磁法2D反演,采用REBOCC 3D反演代码进行3D反演,综合观测区水文地质调查结果,分析观测区2D和3D电性结构特征。研究结果表明,观测区2D地电结构横向电性梯度带为断层反映,纵向分层明显,高阻层间存在低阻层表明观测区深部地层构造复杂,观测区3D地电结构局部高阻体代表侵入岩活动范围,低阻区域反映了观测区地热的空间分布特征,观测区地热形成于次一级断裂,地热活动受断裂构造控制,由地表河流下渗形成。     

大地电磁三维反演在土屋铜矿床探测中的应用研究--三维反演和解释

对所有测点的视电阻率和相位数据进行了反演,获得了测区地下电阻率的三维分布图像.测区内的最明显电性特征是地表普遍分布几十米厚的低阻体,在测区中间部位存在两个连通性较好的高阻带.三维分布图像与0勘探线、7勘探线矿体断面和矿体平面分布范围有较好的对应关系.推断测区内浅部含矿的重点部位是低阻背景中的相对高阻带;深部对应矿(化)体的地层位于良导体和高阻基岩间的过渡带主要分布在高阻带Ⅰ和高阻带Ⅱ所在的区域.     

内蒙古神山矿区伊力特岩体南侧深部找矿探讨

采用可控源音频大地电磁法（CSAMT）在内蒙古神山矿区伊力特岩体南侧进行深部构造探测研究,探测结果显示地下电性结构差异明显,具上部与下部的高阻层夹中间低阻层的电性层特征,并较好地分辨出该地区深部地层与伊力特岩体的接触面构造及由侵入岩体上侵所引起的侵位断裂构造等空间展布特征,并与区域构造有较好的对应关系.通过概略揭露地下岩体深部构造的形态特征,推测出侵位断裂构造与接触界面构造叠加复合部位可能为赋矿有利地段.     

华南陆块东北部构造特征、成矿作用与动力学机制——来自大地电磁测深的认识

通常认为,华南陆块在元古代由扬子克拉通和华夏地块沿江南造山带碰撞拼合而成,之后经历了陆内造山、洋壳俯冲等多期岩浆—构造活动。但因华南陆块所处的特殊地质构造环境,就目前华南陆块各块体之间的接触关系、江南造山带深部构造特征及区域动力学意义等诸多地质问题争议颇多。本文依托地质调查项目和“深部探测技术与实验研究（SinoProbe）”项目完成的8d和12g两条大地电磁测深剖面,经过精细的数据处理,使用非线性共轭梯度（NLCG）算法对TE+TM模式数据联合反演得到华南陆块东北部岩石圈尺度的二维电性剖面,并用ModEM三维反演代码对全阻抗张量数据反演获得了三维电性模型。对研究区内扬子地块东部、江南造山带以及华夏地块进行电性结构研究,发现研究区内的江南造山带西南段存在扬子地块和华夏地块碰撞镶嵌的构造表现,扬子地块已越过江南造山带,在江绍断裂位置与华夏地块挤压,形成江绍断裂等逆冲型深大断裂,从电性结构推测其现今仍然为活动断裂,但东北段块体之间的接触关系被上侵的地幔物质破坏,江绍、赣东北等断裂的深部结构已被剧烈改造,推测这种深部成矿热物质上涌是形成赣东北以金银矿种为主的岩浆热液型矿床的深部动力原因;研究区东部华夏地块电性特征为高阻的上地壳以及被岩浆底侵而破坏的中下地壳,发育其中的屯溪—鹰潭—安远和上虞—大浦—政和断裂切割深度超过了50 km,为深大断裂构造。结合前人地表侵入岩填图结果,认为由于中生代以来古太平洋板块向欧亚大陆的俯冲,华南陆块东部上地壳被严重破坏,从电性特征推断可能发生过大面积的板片重融,华夏地块东北部地壳相较于西南部厚度明显更小、后期改造严重,受到的太平洋板块俯冲导致的热扰动更剧烈。     

华南陆块东北部构造特征、成矿作用与动力学机制——来自大地电磁测深的认识

通常认为,华南陆块在新元古代由扬子克拉通和华夏地块沿江南造山带碰撞拼合而成,之后经历了陆内造山、洋壳俯冲等多期岩浆—构造活动。但因华南陆块所处的特殊地质构造环境,就目前华南陆块各块体之间的接触关系、江南造山带深部构造特征及区域动力学意义等诸多地质问题争议颇多。本文依托地质调查项目和“深部探测技术与实验研究（SinoProbe）”项目完成的8d和12g两条大地电磁测深剖面,经过精细的数据处理,使用非线性共轭梯度（NLCG）算法对TE+TM模式数据联合反演得到华南陆块东北部岩石圈尺度的二维电性剖面,并用ModEM三维反演代码对全阻抗张量数据反演获得了三维电性模型。对研究区内扬子地块东部、江南造山带以及华夏地块进行电性结构研究,发现研究区内的江南造山带西南段存在扬子地块和华夏地块碰撞镶嵌的构造表现,扬子地块已越过江南造山带,在江山—绍兴断裂位置与华夏地块挤压,形成江绍断裂等逆冲型深大断裂,从电性结构推测其现今仍然为活动断裂,但东北段块体之间的接触关系被上侵的地幔物质破坏,江绍、赣东北等断裂的深部结构已被剧烈改造,推测这种深部成矿热物质上涌是形成赣东北以金银矿种为主的岩浆热液型矿床的深部动力原因;研究区东部华夏地块电性特征为高阻的上地壳以及被岩浆底侵而破坏的中下地壳,发育其中的屯溪—鹰潭—安远和上虞—大浦—政和断裂切割深度超过了50 km,为深大断裂构造。结合前人地表侵入岩填图结果,认为由于中生代以来古太平洋板块向欧亚大陆的俯冲,华南陆块东部上地壳被严重破坏,从电性特征推断可能发生过大面积的板片重融,华夏地块东北部地壳相较于西南部厚度明显更小、后期改造严重,受到的太平洋板块俯冲导致的热扰动更剧烈。     

华北中部岩石圈电性结构——应县—商河剖面大地电磁测深研究

20 0 1年, 沿着山西应县到山东商河, 重新布置大地电磁测深剖面进行研究.采用现代先进的大地电磁数据处理技术和快速松弛二维反演方法获得该剖面二维电性结构模型, 从而充分展示了华北地区岩石圈电性结构的特点.从电性特征上讲, 华北岩石圈以太行山前断裂为界划分为东、西两区, 东区为低阻区, 西区为高阻区.在东区, 上地壳电性结构基本与华北裂谷系的隆、坳构造格局相对应, 岩石圈的电导最高达3× 104 S, 远远大于强烈活动的安第斯山岩浆弧区和西藏高原岩石圈的电导.这里, 在构造连接部位的地壳中有不连续的高导体存在, 电导率大约0.1~ 0.8S/m.在西区, 太行山和恒山的岩石圈为高阻块体, 表现出稳定大陆区岩石圈导电性结构的特点.但恒山高阻块体之下发现一组向西缓倾的高导层, 其电导率为0.0 4~0.2 5S/m, 顶面在2 0km深处, 底面深度大约40km.      

宁南弧形构造带甘肃大沟—内蒙古乱井中上地壳电性结构

利用大地电磁探测方法在宁南弧形构造带内蒙古乱井—甘肃大沟段进行了中上地壳电性结构特征研究,通过二维反演获得了研究区的电性结构模型,模型清楚揭示出了该区典型的电性结构特征:(1)中上地壳电性结构整体表现为"碎块状"的构造特征,其中走廊构造带总体表现为相对低阻,北祁连碰撞造山带总体表现为相对高阻;(2)海原地震震源区的震源断裂所反映的低阻带构造样式既不像走滑断裂那样陡峭,也不像逆冲断裂那样平缓,而是兼具走滑与逆冲断裂带的双重特征;(3)研究区壳内低阻层呈现不连续分布,总体表现为南深北浅的构造样式,一般都终止于高阻地块边缘或与逆冲推覆构造的滑脱面相交汇处;(4)清水河裂褶带内发育的高阻地块可能为晚古生代或早中生代发育在元古宙基底上的古隆起,为该区燕山期构造运动提供了深部大地电磁资料证据。     

非线性共轭梯度三维反演在山西河津铁矿音频大地电磁数据勘察中的应用

利用非线性共轭梯度反演方法,对采集到的近正交的两条音频大地电磁剖面数据构成的主阻抗数据集进行三维反演。结果显示,山西省河津市地下结构呈现较明显的三层构造特征,推测第一层高阻异常是侵入岩或变质片麻岩,第二层低阻异常是铁矿富存区,高阻的第三层异常反映研究区的花岗闪长岩基底。根据地球物理电性参数资料,铁矿体为低阻,电阻率<10Ω·m。因此,推测10Ω·m的电阻率等值面大致勾勒出大地电磁反演结果推测的铁矿的成矿有利区。在两条剖面正交位置下方,矿体规模较小;但在2号线60-100号点和3号线476-492号点的下方1 km深的位置附近发现了新矿体。结果表明,利用大地电磁法寻找类似热液型铁矿这类局部异常体,三维反演是获得可靠结果的必要技术手段;即使是剖面性观测数据,也可以进行三维反演,并取得良好效果。     

大地电磁法在重庆秀山成锰槽盆深部结构调查中的应用

黔湘渝毗邻区的"大塘坡式"锰矿床,是南华裂谷盆地形成过程中的次级拉张、断陷小盆地中的沉积产物,查明成锰槽盆的深部结构与主要控盆断裂的空间形态,能够为锰矿资源的远景评价及勘探开发提供深部构造证据。以重庆秀山小茶园锰矿床毗邻区的楠木庄预测成锰槽盆为勘探对象,垂直构造走向布置完成一条宽频带大地电磁勘探剖面,结合研究区的地质构造背景开展了地质地球物理综合解释,解释结果显示:①茶园锰矿床发育于鸡公岭背斜构造,该背斜构造深部电性结构横向与纵向不均匀性特征明显,该背斜构造的边界断裂为楠木庄断裂和漆园坝断裂,断裂带表现为明显的电性梯级带;②楠木庄预测成锰槽盆位于次级獠牙盖地堑盆地中,槽盆深部总体表现为高阻-低阻-高阻的三层电性结构特征,中间低阻层最深处可达地下6 km;③综合分析楠木庄预测成锰槽盆深部电性结构与中间低阻层的埋深,认为该槽盆内发育锰矿床的前景较大,但由于埋深过大,开采价值有限。     

大定源瞬变电磁法在含水断层构造探测中的应用

针对黄土层及松散砂层覆盖厚度较大地区的三维地震探测断层构造效果欠佳问题,在山西大同煤田右玉矿区进行了瞬变电磁法探测含水断层构造的工程尝试。已知区域的前期试验结果表明:上下两盘存在电性差异或充水断层构造在视电阻率断面图上表现为等值线向下弯曲,电性层错动;不同落差的断层等值线弯曲程度不同,落差越大,等值线弯曲程度越大。基于此,勘探区内推断解释断层49条,目前5条断层在井巷掘进过程中得到验证,揭露结果与推断解释基本一致,方法有效性得到验证。      

Detecting Active Faults in Quaternary Basalt Areas by the High - Density Electrical Method : An Example of the West Branch of the Fusong Section of Yalüjiang Fault Zone in Northeast China北大核心CSCD

覆盖区活动断裂探测往往需要选择合理的物探方法以确定断裂位置,高密度电法具有数据采集效率高、探测精度高等优点,已在覆盖区活动断裂探测中得到广泛应用。本文利用高密度电法在长白山玄武岩覆盖区进行断裂探测,对实测数据进行反演,分析了NE向鸭绿江断裂带抚松段西支断裂在松江河镇北东侧第二松花江畔的展布形态,同时,利用钻探对断裂探测结果加以验证。视电阻率剖面表明完整基岩主要呈现出高阻值,断裂破碎带由于含水丰富则呈现为低视电阻率异常值。而断层内较为破碎,且富含水,故在视电阻率剖面上呈现明显低阻异常,这些结果能够与钻孔揭露地层实物资料较好对应。钻孔的断层样品¹⁴C测年结果显示,西支断裂在松江河镇兴隆林场为晚更新世活动断裂。     

大地电磁测深在潍坊滨海区划分断裂和构造单元中的应用

研究区位于莱州湾南畔,为查明该区域的地质构造,采用大地电磁测深等探测方法在该区进行勘探。通过对大地电磁勘探剖面视电阻率断面图和三维反演结果的分析研究,结合该区的地质、钻探和物性特征,对该区的隐伏断裂构造进行了推断解释,划分出9条隐伏断裂。同时对研究区内两个Ⅳ级构造单元进行重新厘定,划分出五个Ⅴ级构造单元。从不同方向,不同深度三维反演切片图中能较为直观获得断裂空间展布情况、构造单元的形态、地质体电性特征等信息,为地质解释提供参考依据。     

Architecture of fault zones determined from outcrop, cores, 3-D seismic tomography and geostatistical modeling: example from the Albalá Granitic Pluton, SW Iberian Variscan Massif

The 3-D seismic tomographic data are used together with field, core and well log structural information to determine the detailed 3-D architecture of fault zones in a granitic massif of volume 500×575×168 m at Mina Ratones area in the Albalá Granitic Pluton. To facilitate the integration of the different data, geostatistical simulation algorithms are applied to interpolate the relatively sparse structural (hard) control data conditioned to abundant but indirect 3-D (soft) seismic tomographic data. To effectively integrate geologic and tomographic data, 3-D migration of the velocity model from the time domain into the depth domain was essential. The resulting 3-D model constitutes an image of the fault zone architecture within the granitic massif that honours hard and soft data and provides an evaluation of the spatial variability of structural heterogeneities based on the computation of 3-D experimental variograms of Fracture Index (fault intensity) data. This probabilistic quantitative 3-D model of spatially heterogeneous fault zones is suitable for subsequent fluid flow simulations. The modeled image of the 3-D fault distribution is consistent with the fault architecture in the Mina Ratones area, which basically consists of two families of subvertical structures with NNE–SSW and ENE–WSW trends that displaces the surfaces of low-angle faults (North Fault) and follows their seismically detected staircase geometry. These brittle structures cut two subvertical dykes (27 and 27′ Dykes) with a NNE–SSW to N–S trend. The faults present high FI (FI>12) adjacent bands of irregular geometry in detail that intersect in space delimiting rhombohedral blocks of relatively less fractured granite (FI<6). Both structural domains likely correspond with the protolith and the damaged zone/fault core in the widely accepted model for fault zone architecture. Therefore, the construction of 3-D grids of the FI in granitic areas affected by brittle tectonics permits the quantitative structural characterization of the rock massif.     

岩柱中水体入渗过程的高密度电阻率成像法研究

本文应用高密度电阻率成像法探讨了室内实验尺度岩柱中的这一人渗过程。首先建立了电法勘探的电位场数学模型，用有限元法进行了电位场正问题的求解。然后应用基于序列二次规划(SQP)方法的电阻率反演算法，由测量数据反演得到了岩石电阻率在二维空间上的分布。由岩柱中水体人渗过程的电法测量数据反演得到的电阻率图像反映了岩柱中水分的空间变化过程。岩柱中电阻率的空间分布及其随时间的变化表明水体的人渗是不均匀的，在岩柱周边渗流较快，而在中部存在滞后现象。得到的相对电阻率图像也反映了岩柱周边存在的微裂隙。     

Geophysical investigation of a mineral groundwater resource in Turkey

The hydrogeological conditions in Uludag (Nilufer River catchment, Bursa, Turkey) were assessed, using time-domain electromagnetic soundings, electrical resistivity and induced polarisation tomography, to detect the most promising zones for new water-well siting, in order to increase the quantity of water for bottling. The hydrogeological model is quite complex: deep mineral and thermal water rises from a main vertical fault which separates two lithological complexes. The highly mineralised (deep) water is naturally mixed with low mineralised water at a shallow depth, 30–40 m; the mixed mineral water is found in some surface springs and shallow wells, while the highly mineralised water is found at depth in some unused deep wells located close to the main fault. All the water points (springs and wells) are located inside a “mineral water belt” on the north side of the Nilufer River. The geophysical survey confirmed the hydrogeological model and highlighted four promising zones for well siting (zones with very low electrical resistivity and high induced polarisation anomalies, corresponding to the main water-bearing faults). One of the geophysical anomalies, the furthest from the exploited sources, was verified by means of a test well; the drilling results have confirmed the water mixing model.     

Magnetotelluric soundings and crustal architecture at Century mine,northern Australia

Magnetotelluric soundings were obtained along two traverse lines to the north and west of the Century mine in northwest Queensland. The survey was designed to cross the Termite Range Fault, a major structure on the Lawn Hill Platform, and to provide insights into the crustal-scale architecture that may have controlled the location of this world-class zinc deposit. The projected surface trace of the Termite Range Fault is coincident with a major change in resistivity character that extends to a significant depth. A relatively flat-lying, stacked series of resistive/conductive layers occurs on the northeastern side of the fault , while on the southwestern side the resistive/conductive layers are much less evident. The major contrast in resistivity is interpreted as due to a steep northeast-dipping Termite Range Fault that may extend to 20 km depth. To the southwest of the Termite Range Fault, a second major fault, the Riversleigh Lineament, is inferred from geology and gravity data, although there is no corresponding resistivity contrast seen across this fault in the magnetotelluric-derived model. This fault is interpreted as a buried structure, as distinct from the reactivated Termite Range Fault, and the two faults together may have created a wide damage zone (with an associated strike change) in the crust. A regional-scale 3D geological model of the Lawn Hill Platform provides a basis for correlating the resistive/conductive layers with major lithological units in the area. The stacked layers in the 2D resistivity inversion model of the Termite Range Fault hangingwall are reasonably well correlated with lithological units, particularly in the near-surface. A key point is that although similar geological units occur on either side of the Termite Range Fault, the contrasting electrical properties of these units are pronounced and their source is not well constrained; increased carbonaceous material in the Termite Range Fault hangingwall units is implied. In addition, there is a strong gradient in the Bouguer gravity field in the region of the Termite Range Fault and Riversleigh Lineament structures. This gradient provides supporting evidence for a northeast-facing fault structure in the basement and cover architecture. Newly acquired seismic data in the area has yet to be evaluated and compared with the magnetotelluric model. These results demonstrate an important role for magnetotelluric soundings in determining resistivity contrasts relating to the configuration of geological units and the architecture of deep-seated mineralising faults.     

综合地球物理勘探方法在安徽范水洼地区金矿找矿中的应用

滁州范水洼地区是皖东重要的铜金矿找矿远景区,微细浸染型金矿是其重要的金矿成矿类型。前人在综合电磁方法解释和推断方面的工作较为薄弱,为了在该区实现找矿突破,在与范水洼矿区主要构造的垂直方向上布设综合物探地质剖面,包括重磁、音频电磁测深、可控源音频大地电磁法和时间域激发极化法,研究结果表明: ①范水洼矿区西侧黄破断裂上部较陡,在深度约500 m处变缓,而后在深度1 500 m处又转变为陡倾; ②矿区深部存在两处较为明显的隐伏断层,倾向南东,倾角70°~75°。两隐伏断层之间可能存在隐伏岩体,该隐伏岩体埋深较浅(400~500 m)。而后在成矿有利部位施工了1个1 500 m的直孔钻探工程,结果表明黄铁矿化强烈的构造角砾岩是该区微细浸染型金矿的主要赋矿位置。但因地层中碳质成分的影响,通过极化率寻找该成矿有利部位效果不佳,宜通过寻找电阻率梯度带,进而推断断裂构造发育的位置,再圈定有利于成矿的构造破碎带。通过结合该区的岩石物性结构、成矿地质特征以及控矿地质条件,解译了矿区深部构造地质特征,明确了找矿有利块段,为下一步金矿找矿工作指明了方向。     

粤北地区乳源-潮州MT剖面深部电性结构及地学意义

为了揭示粤北地区岩石圈深部结构、深大断裂性质及花岗岩分布规律等科学问题,布设了乳源-潮州宽频带大地电磁探测剖面。由二维反演得出的电性结构,讨论了粤北地区岩石圈导电性结构特点。沿剖面存在3个花岗岩分布区,呈现不同的类型,可能代表不同的成因模式。沿剖面划分3条北东向断裂带:吉安-四会断裂、赣江断裂于韶关东形成宽度近20km的低阻区域,其间形成断陷盆地;河源-邵武断裂带,其两侧发育壳幔高导层并发育壳幔混合型花岗岩,深部电性结构复杂,可能为壳幔剧烈作用的场所;丽水-海丰断裂带,控制了燕山晚期花岗岩的分布。韶关、连平之间和龙川、丰顺之间50～150km存在2个巨大的低阻体,可能是地幔物质底侵作用的"通道";且底侵方向指向连平和龙川之间的区域,由于底侵作用力贡献,发育了一系列的壳内和上地幔高导层。粤北地区岩石圈从西向东逐渐减薄,从100余km减薄到60km,反映了太平洋板块对欧亚板块的消减作用。潮州100km深度以下的中-低阻特征,推断为太平洋板块俯冲作用留下的"洋壳"物质。     

天津市重力数据反演解释

重力数据反演是获取地下地质信息的有效手段。本文通过对天津市全区密度和电性参数的统计分析,了解天津市地层的物性分布规律。在对研究区布格重力异常数据采用归一化总水平导数垂向导数（NVDR-THDR）技术处理的基础上,对断裂构造进行了识别,对构造单元进行了划分。然后结合研究区地质资料,应用Geosoft软件中的密度界面反演模块对各构造单元内的密度界面起伏进行反演。并以GOCAD软件为平台,构建了天津市三维可视化地质模型,借助大地电磁（MT）测深点虚拟钻孔,实现了对主要地质界面和构造的标定。最后利用布格重力异常数据拟合同位置地质剖面,验证了模型的可靠性。应用上述反演成果,结合区内地质认识,推断宝坻断裂（F₁）、蓟运河断裂（F₂）、F₃、杨柳青断裂（F₄）、F₇在中生代后活动性较强,沧东断裂（F₆）和天津断裂（F₃₀）在古近纪后活动性较强。