云南景谷M_S6.6地震震源区深部电性结构及其孕震环境

2014年10月7日云南景谷地区发生M_S6.6地震,震源机制显示此次地震为逆走滑型,地震断层面走向140°,同时余震分布显示破裂面走向也为NNW向。文中对1条横穿景谷震区,与地震破裂面垂直的大地电磁测线数据进行了由定性到定量的全面分析,通过二维非线性共轭梯度(NLCG)反演得到了震源区较为详细的地壳电性结构。结果表明:1)震源区电性结构可以分为4层:地表以下约4km为相对低阻层,主要由中、新生代盆地沉积岩组成,电阻率10~100Ω·m;地下5~10km为相对高阻层,可能由元古界变质岩系组成,电阻率1000Ω·m;15~30km为中下地壳低阻层,电阻率10Ω·m;30km以下为壳幔过渡层,电阻率值约为30Ω·m。2)景谷地震主震发生在高阻层和壳内低阻层的分界面上。3)对余震的震源深度统计发现5km和10km两个深度范围内余震较多,与电性梯度带的位置相对应。     

琼东南盆地天然气水合物及其成藏模式的海洋可控源电磁研究

南海琼东南盆地是天然气水合物重要远景区之一.由于盆地大部分地区海底地形平缓、地层近于水平,增加了利用地震反射剖面识别似海底反射（BSR,bottom simulating reflector）的难度,从而影响了对水合物的评价.为了进一步开展琼东南盆地水合物调查研究,本文在研究海域进行了海洋可控源电磁探测试验,将自主研发的10台接收机以500 m的间距,投放至水深约为1360 m的海底,完成了一条4.5 km剖面的电磁数据采集.通过对采集的数据进行处理与二维（2D）反演,获得了研究剖面海底的电阻率断面图.反演结果显示,研究区海底60~330 mbsf（meter bottom of seafloor）的地层中,存在多个横向不连续分布的高阻异常体,电阻率介于2~10 Ωm之间;在海底330 mbsf之下,横向上发育了电阻率为2~4 Ωm的3个高阻体.根据研究区热力学条件,本文估算了生物成因气与热成因天然气的水合物稳定带（GHSZ,gas hydrate stability zone）厚度,结合高阻体的分布特征推断了地震剖面上BSR的位置.在此基础上,对反演的电阻率断面进行解释,推断了研究区水合物的分布及游离气运移通道.研究表明,勘探区具有形成天然气水合物矿藏的地质与地球物理条件,其成藏模式可能属于"断层、裂隙输导的下生上储型",水合物的气源为生物成因气.     

用EH4、GDP-32Ⅱ预测内蒙新民煤田煤系地层空间特征

目标勘查区煤层赋存规律不清,难以通过地表调查和常规的技术方法准确搞清煤系地层控制因素、空间位置、形态等重要参数.本文采用EH4电导率成像系统、GDP-32Ⅱ多功能电测系统,结合亚米级差分GPS开展测量.针对研究区地质特征,结合研究区物探异常特殊形态,预测了研究区可能的煤系地层空间分布.研究区煤系地层EH4测量电阻率具有较低特点（100~300Ωm）、GDP-32Ⅱ激电测量具有明显高充电率特点（最高可达38%）,为下一步研究工作及工程验证提供指导.实践证明,采用EH4、GDP-32Ⅱ能够高精度预测煤系地层的空间分布特征,值得推广.     

基于电阻率敏感性函数的随钻电磁波测井探测特性研究

为研究地层电性变化时不同区域对电磁波测井响应的贡献分布,从响应信号对地层参数求偏导的角度,给出一种新的电阻率敏感性函数定义,引入模式匹配法对纵向成层、径向非均匀介质敏感性分布进行快速模拟;通过对敏感性函数纵、横向积分给出了单发双收线圈系纵、横向探测范围,研究了井眼、频率、背景地层电阻率等对探测特性的影响.结果表明:敏感性函数能够定量表征响应对地层纵向与径向微观与宏观敏感性,幅度比与相位差敏感性分布形态类似,幅度比较广较深,而相位差分辨率高,敏感范围小;敏感性函数进行径向积分后可表征仪器的探测深度,与伪几何因子对比达到了同样的效果;背景地层电阻率在1~100Ωm变化时,工作频率2 MHz下幅度比探测深度约为0.6~2.3m,相位差为0.3~0.8m,幅度比50%纵向积分敏感性层厚约为0.3~1.6m,相位差约为0.2~0.6m;异常体与背景地层电阻率对比度在1~50变化时,引起的探测深度与敏感性层厚差异约为0.1~0.2m,远小于地层电阻率的影响.     

岩溶区地下溶洞综合物探探测试验研究——以福建省永安大湖盆地为例

基于隐伏岩溶区地下溶洞的发育特征对城市开发建设的影响,利用综合物探方法开展灰岩区地下溶洞探测试验研究,获得地下溶洞探测物探方法的有效性具有重要的理论意义和应用价值.通过对包括福建永安大湖盆地内两处岩溶国家地下水监测井钻孔旁在内的三条综合物探剖面选用电测深法、高密度电法和微动探测法进行试验,并与钻孔资料进行对比分析、总结各种方法的岩溶物性特征,为探测地下溶洞提供物理依据.试验结果表明:区内地下溶洞在电测深和高密度电法勘探结果上主要表现为低阻异常,在微动探测成果上表现为S波速度低速异常;视S波速度为300～850 m/s及视电阻率小于100Ω·m的半圈闭低阻异常,可作为研究区判断地下溶洞的地球物理依据.上述三种地面物探方法探测地下溶洞的有效性依次是:电测深法高密度电法微动探测法.对隐伏岩溶大范围进行地面探测时应结合测区的实际条件(如地质构造、地下水、溶洞充填物等情况)选用综合物探方法,并进行对比映证,从而揭示研究区的隐伏溶洞的分布发育规律,以此来指导岩溶区工程勘察,为钻探孔布置提供地球物理依据,减少钻探工程量和缩短探测周期.     

EH4在危机矿山隐伏金矿体定位预测中的应用研究

EH4连续电导率成像仪是快速高效的第四代数字化大地电磁探测仪器,基本配置(10Hz～100kHz)能测量地表向下1000m深度范围内地质体的连续视电导率值,我们对25个不同类型金属矿床进行了隐伏矿定位预测,取得了显著的效果.2D模式图能清晰地反映不同电性体的精细电阻率结构,经钻孔验证后显示:(1)火山晚期热液型金矿床,很好地反映了火山机构控矿的漏斗状形态,体现了矿体的垂向延深大于水平延长的成矿规律,矿化异常的电阻率较低(1～150Ω·m);(2)剪切带型金矿床,明显区分了矿化蚀变构造带和围岩,确认矿化异常在围岩中呈脉状分布,电阻率小于260Ω·m;(3)隐爆角砾岩型金矿床,清晰地反映了隐爆角砾岩体控矿所形成的对称矿(化)体,区分了隐爆角砾岩体和矿化蚀变带,矿化异常的电阻率较高(1000～2000Ω·m).     

半航空瞬变电磁法在古河道结构探测中的应用

嘉陵江河曲发育,古河道分布广泛,复杂的地形、地貌环境限制了其研究精度.半航空瞬变电磁法具有效率高、成本低、适应性强的特点,具有广阔的应用前景.为查明古河道地层结构特征,本文以南充市石梁乡境内的嘉陵江古河道为例,首次将无人机半航空瞬变电磁法应用于古河道结构的探测.首先,通过对该区域的无人机半航空瞬变电磁探测数据进行预处理和反演解释,获得了研究区古河道"低-高"模式的二元电性结构以及三雏空间结构模型,从而可推断出古河道地层结构主要有W型、U型两种形态,河道中间松散堆积层厚度平均为20 m,两端变薄,平均为5m.其次,基于现场地质地貌调查和钻探资料,结合等值反磁通瞬变电磁法、综合测井等地球物理方法所获得的探测结果对无人机半航空瞬变电磁数据推断的古河道地层结构特征进行综合标定与验证,结果表明半航空瞬变电磁法应用于古河道结构的探测是可行的,并且半航空瞬变电磁法获得的物性参数与地质特征结合,可快速、准确获得古河道地层结构,对研究其沉积环境和演化具有重要的支撑作用.     

利用EH4、GDP-32Ⅱ预测内蒙新民煤田煤系地层空间特征

目标勘查区煤层赋存规律不清,难以通过地表调查和常规的技术方法准确搞清煤系地层控制因素、空间位置、形态等重要参数,本文采用EH4电导率成像系统、GDP-32Ⅱ多功能电测系统,结合亚米级差分GPS开展测量,针对研究区地质特征,结合研究区物探异常特殊形态,预测了研究区可能的煤系地层空间分布,研究区煤系地层EH4测量电阻率具有较低特点(100～300Ωm)、GDP-32Ⅱ激电测量具有明显高充电率特点(最高可达38%),为下一步研究工作及工程验证提供指导.实践证明,采用EH4、GDP-32Ⅱ能够高精度预测煤系地层的空间分布特征,值得推广.     

滇西三江构造带电性结构特征——以福贡—巧家剖面为例

为查明滇西三江构造带及邻区复杂的构造特征,并揭示该区深部电性结构,沿福贡—巧家布设了一条长约410 km的大地电磁剖面.共观测到61个物理点,其中宽频大地电磁测点41个,长周期大地电磁测点20个.通过对采集到的数据进行一系列的处理、反演,得到了沿剖面的壳幔电性结构模型.并结合研究区内区域地质资料及其他地球物理资料,对剖面所经过的各个主要地质构造单元及主要断裂带进行了综合解释.电性结构模型揭示沿剖面地壳电性层次复杂,深部电性结构由西往东呈分块展布,横向变化大,壳内广泛发育低阻异常.在中甸构造带(香格里拉地块)和盐源—永胜构造带深部壳幔存在大规模低阻异常,这可能与地下局部熔融体和地热流有关;康滇构造带壳幔存在大规模高阻异常,表明地壳中曾经有地幔物质侵入;在大凉山构造带地下10~50 km深处存在一呈横向“半月形”展布的低阻体,电阻率值不满10Ωm,结合地质资料与前人的研究成果,推测该低阻体成因应与青藏高原东南缘“地壳管道流”有一定关联.     

劣质地下水区地球物理勘查技术模式探讨

在自然界,高氟、高砷、高矿化度劣质地下水(简称"三高地下水")一般多为伴生关系,且多赋存于以黏土、亚黏土等细颗粒为主的沉积岩地层中,细颗粒岩性及高矿化度地下水表现为低电阻率的地球物理特征。因此,通过圈定低电阻率值的分布范围划分出细颗粒岩性地层与高矿化度地下水的分布范围,从而达到在劣质地下水区中圈定出可饮用地下水分布范围的目的。文中通过对地层电阻率、地下水电阻率与地下水孔隙度、地下水矿化度之间数学关系的研究,建立了以高分辨率电法为主的在劣质地下水区勘查可饮用地下水的地球物理勘查模式,并在新疆等地进行了应用,取得了较好的效果,为在劣质地下水区勘查可饮用地下水提供了一种新的技术思路。     

辽吉古裂谷三维地质结构重磁电综合解释

辽吉古裂谷的三维地质结构对于认识研究区的成矿规律,寻找隐伏矿体具有重要意义..本文首先分析了研究区内采集标本的密度、磁化率和电阻率三种物性资料,然后对4条非震地球物理剖面的数据进行了处理与反演,结合地质资料,对各剖面进行了综合地质地球物理解释,获得了如下结论:1)各主干断裂表现为明显的电性梯度带,切割深度为5~7 km;2)不同时代地层和岩体具有不同的地球物理特征,例如太古代变质岩系地球物理特征表现为"三高".即密度大、磁性高、电阻率高,而古元古代辽吉花岗岩地球物理特征表现为密度较大、略带磁性、电阻率值较高的特点:3)古元古界在有些地方埋藏较深。如在草河口镇附近厚度大于10 km,其它地区厚度较小,且多被中新生代岩体侵位而残存于地表;4)侵入岩体与围岩地层的关系比较复杂,有些岩体存在继承性。有些岩体与地层相互叠置;5)辽吉古裂谷中央凹陷区以辽吉花岗岩为结晶基底.太古代结晶基底在该区域因后期改造而缺失.     

斑岩铜矿床及控矿构造的3D电性结构——以沙溪铜矿为例(英文)

庐枞矿集区内的沙溪斑岩铜矿床是长江中下游成矿带中一个典型的岩浆热液型矿床。为了查明沙溪斑岩铜矿床深部岩体范围及控矿构造空间特征,作者在矿区进行了AMT探测,经过数据去噪处理和反演得到了18条电阻率拟二维断面图。反演结果表明受背斜控制的石英闪长斑岩体与志留系地层电性差异明显,呈现高阻特征;通过对电阻率值进行3D克里金(Kriging)插值及可视化显示,建立了石英闪长斑岩3D电阻率模型,揭示了深部岩体的形态和空间分布,为矿区及外围找矿提供了参考依据。     

西吉县西南山区典型黄土地震滑坡高密度电法物探解译分析

本文运用高密度电法对宁夏西吉县西南山区典型的黄土地震滑坡进行了探测,并结合钻探资料进行验证分析,目的是查明滑坡区域的地层结构、黄土厚度、基岩埋深、富水地段以及空间展布等特征.结果表明:电阻率参数能够很好的反应研究区的地层分布特征,表层疏松干燥的黄土为高阻反映,随着埋深增加,含水量较大的黄土呈现出低阻反映,在黄土与泥岩接触带饱水区呈现低阻反映;滥泥河流域典型的黄土梁斜坡具有阳坡黄土沉积薄、富水层薄、基岩埋深浅的特征,而在阴坡则表现出黄土沉积厚、富水层厚、基岩埋深大的特征.探测结果可有效的应用于黄土地震滑坡的勘察,为进一步开展黄土地震滑坡的成因机理和防治研究提供参考数据.     

郯庐断裂带南段及邻区地震b值的空间分布特征

郯庐断裂带是位于中国东部地区的一条主干断裂带,切穿了中国东部不同大地构造单元,控制着东部地区的构造活动。本文收集中国地震台网中心1970~2010年的地震目录,将研究区划分成1°×1°的网格,分别求出每个网格的b值,最后得出研究区b值的空间分布特征。研究结果发现:郯庐断裂带及周边地区为低b值区,由于郯庐断裂附近的小震活动性比较弱,因此低b值可能反映了研究区内大震周期长的特征;断裂带两侧的苏鲁和大别造山带的b值分布特征与高压超高压变质带相似;华北中央造山带地区为高b值区,地震大多沿断裂带分布,地震频度高。通过结合已有地质和地球物理研究,发现b值的分布与岩性或介质物性参数的分布有一定的对应关系,说明研究区内的b值分布(即地震活动特征)与该地区地壳介质不均匀性密切相关。     

高密度电阻率法在海底金矿含水构造探测中的应用

海底金矿上覆岩层中含水直接对矿床的开采构成威胁,选择山东三山岛金矿新立矿区海底-135m水平沿脉巷道,采用地球物理高密度电阻率法对该巷道635m测线以下200m深度范围内岩体中的含水构造进行了坑道探测,利用三种装置(温纳装置(Wenner)、偶极装置(Dipole-Dipole)、Schlumberger装置)进行实施,相互验证,取得了很好的探测结果.温纳、偶极和Schlumberger三种装置的视电阻率反演结果反映在测线(-135m沿脉巷道)以下至30m深度为一高阻层,表明自-135~-165m的岩体中已不含水或含少量的水;测线以下30~60m段为低阻层,反映-165~-200m的岩体中含基岩裂隙水;测线以下大于60m的地段为特高阻层,反映-200m以下岩体含水性逐渐变差.该探测结果与矿区水文地质结构调查分析结论具有很好的一致性,表明了坑道高密度电阻率法探测含水构造是可行的.     

基于地球物理方法预测二连盆地及邻区晚古生代潜在烃源岩分布

二连盆地及邻区是我国油气勘探的重点区域之一,普遍认为烃源岩层主要分布在中生代地层,对其晚古生代地层的烃源岩潜力研究较少,本文对研究区内晚古生代碳酸盐岩及泥岩进行了有机地球化学实验并分析其烃源岩潜力,评价结果表明二连盆地及邻区内晚古生代地层具有一定的生烃潜力,受高成熟度的影响,剩余潜力以生气能力为主.依据研究区内电法剖面、布格重力异常特征及磁性资料认为晚古生代潜在烃源岩层具有"低电阻、高密度、弱磁性"的地球物理性质,并初步预测了二连盆地及邻区晚古生代的深度大致分布在3～5km的范围内,进一步利用优化后的小子域滤波重力异常分离技术对晚古生代地层进行了厚度预测,刻画其平面分布特征,认为研究区内的晚古生代地层具有两个分布中心,其中心区厚度范围为1000～2000m之间,与野外地质剖面的厚度基本一致,晚古生代潜在烃源岩的平面预测可以为二连盆地油气勘探工作提供新方向.     

地球物理方法在含油工业污水管道渗漏探测中的应用

基于含油污水管道渗漏形成土壤污染区的物性改变，利用高密度电阻率法、自然电位法、探地雷达的方法对污染区进行了探测，试图通过污染区的分布特征确定渗漏点的存在.基于异常区布设的钻孔取样分析资料显示，含油污水的侵入会引起地下粘土层的电阻率增高，随着侵入量的增大电阻率越大，相应的探测电剖面异常区表现为高阻特征；相应位置的自然电位曲线显示低电位特征，探地雷达图像则表现为低频，高幅的特征.基于异常区的分布特征可以确定渗漏点的分布位置.研究结果证实了地球物理方法对此类工业污水污染区探测的可行性.     

基于阵列感应与自然电位联合反演地层水电阻率

原状地层水电阻率是重要的储层参数,也是进行精细储层评价的基础.基于泥浆侵入数值模拟与侵入过程中井周岩石物理特征分析,确定了薄膜电位的产生位置,针对储层高、低侵等不同侵入特征,提出了可适用于包括存在"低阻环"等不同侵入特征时储层电阻率分布的"五参数"地层模型,基于几何因子理论与有限元方法,建立了阵列感应与自然电位测井联合反演算法,实现了地层电阻率参数反演,重构了地层径向电阻率剖面,进而精确求取了地层水电阻率.通过对实际资料处理表明:反演算法稳定可靠,"五参数"模型能很好地表征储层电阻率分布形态,重构储层电阻率剖面,确定薄膜电位产生位置;基于阵列感应与自然电位的联合反演,能精确计算原状地层水电阻率,为储层评价与流体性质识别提供依据.     

综合物探方法在淮河滨河浅滩岩溶塌陷调查中的应用研究

淮南市八公山区原肥皂厂近些年出现大规模的岩溶塌陷地质灾害,为了查明该调查区地下溶洞、裂隙管道等不良地质体的发育位置,笔者采用高密度电测深法、音频大地电磁法和地震折射法对塌陷区进行野外实验研究,研究结果显示:受滨河浅滩第四系淤泥低阻覆盖层的影响,高密度电测深法和音频大地电磁法测量的视电阻率值偏小,普遍小于200Ω·m,对低阻异常体识别度很低,很难通过视电阻值大小来准确判定基岩与低阻异常体之间的相对空间位置,相比之下,地震折射法受低阻覆盖层的影响较小,覆盖层与基岩之间纵波速度相差很大,实验得出,河床淤泥层纵波速度小于1000 m/s,第四系含砂黏土层纵波速度在1000～2200 m/s之间,基岩纵波速度大于3000 m/s,基岩与覆盖层之间的溶蚀层位纵波速度介于2200～3000 m/s之间.研究结果表明,在滨河浅滩第四系淤泥层等低阻覆盖层的影响下,高密度电测深法和音频大地电磁法测量的视电阻率值偏小,仅仅依靠视电阻率值来判定基岩与低阻异常体之间的相对空间位置不够严谨,在此基础上采用地震折射法,利用基岩、低阻覆盖层与溶蚀层之间的纵波速度差异,能够更加准确的划分并圈定覆盖层、溶蚀层和基岩面的空间位置.     

定源回线瞬变电磁法在煤矿富水区调查中的应用

瞬变电磁法(TEM)广泛的应用于煤矿富水区勘探.本文基于富水地层的电阻率相对不含水地层呈现低阻的地球物理前提,利用定源回线瞬变电磁法对鄂尔多斯盆地某煤矿进行富水区勘探.分别抽取了底板平面、地板平面上延50米和下延50米的视电阻率平面等值线图,进行断面图和平面图的共同解释,依据电阻率的高低分析富水异常区的分布规律.推测工区底板上覆地层的富水区面积小于下伏地层的富水区面积,富水区的走向大致呈南西、北南方向,随着层位深度的加大,富水区的连通性变好.推测勘探区的西北部有大片的富水区,在勘探区的西南部存在两处较小的富水区域.