时间域航空电磁系统探测深度研究

时间域航空电磁系统探测深度与采样时间、发射磁矩、大地电导率、仪器背景噪声和灵敏度等诸多因素相关。本文基于时间域航空电磁一维正演对时间域航空电磁系统探测深度进行研究。正演算法从麦克斯韦方程出发,结合准静态近似条件,得到一维层状介质上空中心回线频率域电磁场响应的垂直分量,并采用汉克尔积分进行计算,进而通过时-频变换获得时间域电磁场响应。探测深度研究参考仪器背景噪声水平,通过设定最小可识别信号阈值（本文设定为系统背景噪声三倍）获取最大可探测分离时间,进而利用该分离时间结合平均电导率求取最大探测深度。最后本文以VTEM系统为例,对不同层状介质模型以及不同发射磁矩、背景噪声、发射脉宽和飞行高度下的时间域航空电磁系统最大探测深度进行分析和讨论。     

水力层析法刻画非均质含水层K与S采样时间优化设计

水力层析法(hydraulic tomography,简称HT)是一种高精度刻画含水层非均质性的抽水试验新技术,通过在不同地点及深度进行多组抽水试验并收集含水层水位变化资料,进行地下水流数值反演,对水文地质参数的空间分布做详细的识别。由于观测水位数据随着时间变化与渗透系数K、储水系数S的相关性不断变化,因此运用不同时刻水位数据反演参数K与S精度不一样。基于水力层析理论,采用剖面二维承压含水层数值模型研究了时间采样对估计参数K与S精度的影响。研究结果表明,随着采样时间的增大,渗透系数K的估计逐渐变好,最后趋于一个稳定值;在K已知条件下,采样时间t0(t0定义为JACOB直线图解法中s-lgt曲线直线段的延长部分与lgt轴的交点所对应的时间)时刻之前,储水系数S的估计随着采样时间的增加而变好,t0之后随着采样时间的增加反演效果变差。     

有限差分偏移截断误差及其传递因子相角分析

讨论截断误差与误差传递因子相角的影响与决定因素 ,以寻求有限差分波动偏移的合理采样步长。用三种波场函数来模拟实际波场进行理论计算。结果表明 :时间采样步长Δt是截断误差的主导因素 ,空间采样步长Δx(横向 )和Δz(深度方向 ) ,尤其是Δx影响甚小。依据空间点变化时截断误差的变化规律 ,提出了变步长偏移法。分析误差传递因子相角等因素对有限差分波动方程偏移造成的相位畸变问题 ,找到相应规律。综合考虑截断误差及误差传递因子相角 ,给出了合理采样步长。     

轻便机动惯性泵在CMT监测井采样中的应用研究

针对CMT监测井监测通道内径小引起的采样困难的问题,研究了一种新型的轻便机动惯性泵,并对轻便机动惯性泵的可靠性进行了分析,对电机转速、采样深度、通道内径和采样管规格对采样速度的影响进行了试验研究,为后续轻便机动惯性泵的改造奠定了基础,为小口径监测井采样提供了借鉴。     

矿区及外围土壤地球化学测量采样深度与粒度方法试验——以江西省九江市城门山铜矿为例

土壤地球化学测量是在重要成矿带开展深部及外围地球化学找矿的重要方法之一。为了获取无人为活动扰动的自然的、清晰的成矿和成晕信息,又要在一定程度上控制工作量,开展矿区及外围土壤剖面的深度与粒度采集试验是必须的。对江西九江城门山铜矿湿润低山丘陵景观条件下土壤剖面的深度与粒度的采样试验研究表明：①土壤采样的深度以40～50cm为宜;②土壤各层Cu元素没有明显的富集粒级,为此野外仅采集-20目(<0.84mm)的样品即可满足工作要求。     

机载水质定点分层采样装置设计与实现*

为了提高水质采样的自动化、精准化以及信息化水平,针对传统水质采样（人工采样和无人船采样）的低效率、高成本、周期长以及难以到达采样地点等问题,提出了利用无人机技术取代传统的水质采样方式,该装置由旋翼无人机、采样装置以及标准取水容器组成,其采样过程首先是通过拨动无人机遥控器上的开关按钮预先设置好采样深度,然后在无人机地面站输入经纬度信息使得无人机能够飞行到指定的采样地点,进而拨动遥控器上的一键采样按钮自动完成取水操作,最后再一次拨动遥控器上的返航按钮使得无人机自动返航回到初始位置。该方法相比于传统方式具有安全性高、成本低等优势,有利于推动水文仪器现代化发展。     

国外地下水监测采样设备综述

国外地下水监测用采样设备大致分为4类：取样筒式采样器、惯性式采样器、气体驱动式采样器和潜水电泵式采样器。取样筒式采样器原理简单、制作方便、成本低,受监测井井径、采样深度影响较小;惯性式采样器外径小,可应用于小口径地下水监测井,采样深度可达到90 m;气体驱动式采样器结构较复杂,适用范围广,适用于大部分地下水监测井,采样效率较高。潜水电泵式采样器采样效率很高,适应井径较大。     

水系沉积物与土壤取样工作方法及技术要求探讨

根据近年在四川的金矿勘查工作实践,探讨了水系沉积物与土壤采样中应注意的问题,包括取样的季节和位置,取样的网度及深度等.     

地外天体采样任务特点及关键技术发展建议

地外天体采样是研究地外天体起源、演变的重要手段。详细介绍了国内外地外天体采样技术的发展情况,从资源约束、对象特性、重力与温度环境等方面,分析了地外天体采样任务的特点,梳理了钻取采样、铲挖采样、地面验证等方面的关键技术,研究结果可以为我国地外天体采样技术的发展提供参考。     

鄱阳湖现有水环境监测点时空分布特征分析

水环境监测布点的科学性直接影响水环境评价,如何评价鄱阳湖水环境现状和演化趋势,在时间、空间和频次上构建科学合理的时空监测体系是评价鄱阳湖水环境健康的关键。通过分析环保、水利和科研院所等单位现有的布点和监测数据,鄱阳湖水环境监测布点应按以下原则设定:(1)鄱阳湖水环境全年应设监测点35个,监测断面29个;(2)鄱阳湖采样时间频率上至少每月一次,具体采样时间避开采砂等人类生产活动的影响,采样时间一般定在每月下旬,且在采样当天前5d没有下雨且透明度在30 cm以上;(3)鄱阳湖空间异质性高,水质监测需分区采样,监测点的水质数据仅代表分区水质状况;(4)鄱阳湖需逆水流方向采样,确保采集不同水样;(5)鄱阳湖水环境监测需与水文监测同步进行,监测指标至少不能少于常规监测的营养盐及物理参数等。     

论强化垂直聚焦测深法

本文首先讨论了强化垂直聚焦测深法（简称聚焦测深法）的视电阻宰表达式,提出了在实际工作中代换该法的简单装置及其观测方案。其次,详细分析了利用线性滤波法计算的聚焦测深法ρs理论曲线,指出了似增层性质及多种因素对ρs曲线的形状和特征点极距的影响作用。最后阐明了聚焦测深法在地质效能上不具有定勘探深度的原因。     

高频垂直磁偶极子电磁场勘探深度的研究

研究了均匀半空间电阻率和介电常数对高频电磁法（100kHz-50MHz)的勘探深度的影响。通过对高频垂直磁偶极子在两层地电模型与均匀半空间模型产生的磁场的计算比较，得出结论：均匀半空间的电阻率越大，勘探深度也越大，同亲，介电常数越大，勘探深度也越大。这对仪器设计和正确分析对象深度有重要意义。     

物探技术在多年冻土探测方面的应用

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。     

Geophysical and hydrogeologic investigation of groundwater in the Karoo stratigraphic sequence at Sawmills in northern Matabeleland,Zimbabwe: a case history

Geophysical and hydrogeological investigations have been carried out around Sawmills in Zimbabwe, Africa. The investigations are components of a larger investigation to assess the groundwater potential of the Karoo sedimentary basin with regards to supplying water to Bulawayo City. The Sawmills area was selected due to the availability of borehole logs indicating favourable stratigraphy for groundwater availability and due to the high yields from the aquifers measured from these boreholes. Data collected using two geophysical methods are presented here: transient electromagnetic (TEM) and continuous vertical electrical sounding (CVES) data. The data have also been processed using laterally constrained inversion (LCI). Because the CVES provides greater detail in the shallow subsurface, whereas TEM is more effective at depth, a more accurate image of the entire subsurface profile is provided based on using both methods. The results suggest that LCI of CVES and TEM data, in the subsurface at the required depths at Sawmills, is able to provide a substantially more accurate image of the subsurface than either method alone. The hydrogeological interpretation of the geophysical data is valuable for determining the depth to and thickness of the potential aquifer horizon(s) and for identifying the position of potential recharge zones.     

回线源瞬变电磁法在地质灾害调查中的应用

针对工程与地质灾害调查要求解决精细构造的问题,投入了近年来广泛应用于工程勘测的回线源瞬变电磁探测。分析了瞬变电磁测深的特点,该方法体积效应小,等值作用范围较直流测深和频率测深窄,故横向和纵向分辨率高。通过2个实例的成功应用,说明回线源瞬变电磁在探测构造破碎带、煤田采空区等方面的应用效果。     

Delineation of saline groundwater and sea water intrusion zones using transient electromagnetic (TEM) method, Wadi Thuwal area, Saudi Arabia

In the coastal western part of Saudi Arabia at Thuwal area located close from the Red Sea, the shallow groundwater specific electrical conductivities measured at the drill holes range from 6 to 13 mS/cm. In order to study the origin of this salinity, a good knowledge is required of the aquifer geometry with depth. Ninety nine transient electromagnetic (TEM) soundings were carried out over an area of about 100 km². From the TEM profiles, a conductive substratum with a resistivity of 1–13 Ωm was identified at most of the sites at depth ranging from 50 to 150 m. This substratum is related to Oligocene–Miocene sediments (Shumaysi Formation) which are mainly red clay-rich formation containing brines at coastal zones. Clayey sediments are more likely present in the southeastern part and along the faults that run NE–SW across the study area and parallel to the Quaternary volcanic which runs NW–SE. The study demonstrated the effectiveness of the TEM sounding method to map conductive zones.     

应用综合物探方法探测新疆萨尔苏克外围及深部金铜矿床

新疆萨尔苏克外围金铜矿床位于新疆阿舍勒大型铜矿床西部,处于多拉纳萨依弧沟间隙构造带与阿舍勒岛弧构造带之间,两个构造单元以F6-1玛尔卡库里深大断裂为界。依据本区成矿规律及地层特点,在萨尔苏克外围采用地面高精度磁测、激电中梯、激电测深、CSAMT、TEM组合勘探,在钻孔定位依据上利用激电测深圈定中浅部矿化体,通过研究CSAMT方法成果在浅部与激电测深成果对应关系,进一步研究CSAMT成果对深部矿化体的反应规律。依据CSAMT方法,大致了解了深部可能存在的隐伏岩体、控矿构造、硅化带等的规模和产状变化情况,从而提供深部找矿信息。在萨尔苏克外围Ⅱ号矿化蚀变带上布设的两个钻探验证孔均见铜矿体,预示萨尔苏克外围及深部找矿潜力巨大。     

电偶源瞬变电磁测深研究（三）——大地表面瞬变电磁场

由逆拉普拉斯变换将均匀大地面上的电偶极子源谐变电磁场转换为瞬变电磁场,并计算出B_z(t)/t瞬态曲线;对分层大地面上的瞬变电磁场,采用折线逼近法计算余弦变换得出H_z(t)瞬态曲线。从计算结果分析可知,瞬变电磁测深可实现较小极距探测较大深度。      

关于频率电磁测深几个问题的探讨(二)——频率电磁测深探测深度的几个问题分析

分析了天然源频率电磁测深(MT/AMT)及人工源频率电磁测深(FEM/CSAMT)的探测深度及评估方法。人工源频率电磁测深在观测点侧面有发射源,分析其探测深度的有关问题比较复杂,除受地电断面和发射频率的影响外,收-发距(偏移距)的作用很大。考虑实际应用,在探测对象已定和仪器频率范围已知情况下,通过模拟计算研究了偏移距对探测深度的影响。将偏移距和频率、地电断面参数同时考虑,综合反映出场区对探测深度的影响,通过模拟计算出典型频率电磁测深曲线。曲线特征说明:近区场仅能做几何测深,只有满足远区或中区(过渡区)的条件才能实现频率电磁测深。人工源频率电磁测深探测深度的影响因素较天然源频率电磁测深多了偏移距的作用,其深度评估式应是经验的。所阐述的频率电磁测深的探测深度及评估方法是偏重理论的,并以此指导施工设计或作半定量解释;要更准确得出频率电磁测深的探测深度应通过正确的反演解释。      

对瞬变电磁测深几个问题的思考（四）——从不同角度看瞬变电磁场法的探测深度

从几个方面阐述了瞬变电磁（TEM）场法的探测深度,引用“烟圈效应”的等效电流环向下扩散深度,推导平面波场极大值扩散深度,并通过时频（T-F）分析阐明时间域、频率域探测深度的联系与区别。TEM场的扩散深度主要取决于延迟时间,地面实际探测到同样深度的信息所需时间至少是单向扩散深度时间的2倍,即双程时;根据电磁感应、电磁波的反射、频率测深曲线的假极值现象以及拟地震转换波的慢度等几个方面论述了此结论。论述的TEM探测深度的理论可为其应用扩展思路。