高分辨地电阻率探测与互联网络远程监测煤田火烧区

为发现、治理、监控煤田火烧区,将互联网的创新成果深度融合于传统地勘技术领域之中,开发了具有探测火烧区范围和中心温度、连续采集、高温传感、远程遥控等主要功能的永久性的无线传感器网络远程监测系统.研发出新型传感器节点,能够与单极-偶极装置互联储存并发送探测数据,同时将高温探头直接放置于地下火烧区巷道进行监测;通过带保护电路的太阳能供电装置,为现场数据采集网络提供了持续充足的能源;由移动通信网和互联网将信号传送到监测中心,实现远程控制监测;在新疆地区的12个火烧区同时部署了所研发的监测系统,至今已工作45个月,表明采取的技术措施可以保障监测系统的免维护长期稳定运行.乌鲁木齐监测中心收到110多万条现场信息,授权后可任意查询、永久保存,为新疆大面积煤田自燃火区的治理和保卫治理成果,提供基础数据.研究结果表明,充分发挥互联网在地球物理探测监测中的优化和集成作用,对提升煤田地质基勘查的创新和生产能力,具有重要的意义.     

宁波舟山港气象灾害风险及服务效益评估

近年来海洋经济和港口快速发展,港口吞吐量不断增长,气象灾害对港口的安全生产和经济效益影响日益显著。对港口气象风险及气象服务效益的评估不仅能促进公众对气象事业的认知,也是各部门制定相关工作规划的重要参考。采用国际减灾战略风险评估模型,基于1974—2019年气象数据和2013—2019年港口险情事故数据,讨论浙江省宁波市舟山港不同重现期下的灾害危险性、承载体脆弱性、自然灾害风险指数。采用对比分析法构建服务效益评估模型,基于致灾因子综合强度指数、港口管制数据、码头计划兑现率数据、气象监测数据,对模型进行量化。评估结果表明,2016年、2019年港口自然灾害风险偏高。2017年以来,气象服务通过提高作业效率、增加作业时间,为港口产生上亿元的服务效益。提出的评估技术已在宁波业务应用,对类似港口有一定借鉴。      

大回线源瞬变电磁接收装置的改进

针对当前瞬变电磁勘探中存在的接收有效面积较小的问题,提出使用接收有效面积更大的磁棒代替传统的接收面积较小的空心线圈,并在山西大同进行了试验,取得理想的探测结果。将改进装置用于西藏某钼矿勘探中,探测深度达到1 000 m,远远超过原有装置的探测深度,为大回线源瞬变电磁应用于更深度空间探测矿和石油提供了可行性借鉴。     

瞬变电磁勘查中圆回线模拟方形回线的误差分析

在瞬变电磁勘探中,矩形回线的场响应不存在解析解。以往主要使用圆回线近似模拟矩形回线装置。为此,分别从两种源激发的一次场和地表感应的二次场的角度,分析圆回线近似模拟矩形回线可能带来的误差;尤其是对于二次场的计算,圆回线内场的计算采用超几何分布函数,矩形回线场以一定的比例系数作为控制因子进行电偶极子叠加计算。给出两种源框内场分布对比结果,增加了对圆回线和矩形回线装置的场分布的定量认识。     

利用瞬变电磁法监测煤矿含水采空区

为了调查和监测山西省中部某个变电站周边采空区的活动情况,使用瞬变电磁中心回线法前后三次进行探测,探测结果显示每次采空区范围在不断扩大,地面出现明显的下沉和塌陷,说明该地区极不稳定。通过瞬变电磁法可以快速获得浅部至中、大深度地层的电性信息,能够较好地解释采空区地质问题,取得令人满意的探测结果。     

西藏首例独立钼矿——冈底斯沙让大型斑岩钼矿的发现及其意义

近年来西藏冈底斯斑岩成矿带找矿取得了一系列重大突破．迄今冈底斯带上的斑岩-矽卡岩铜钼矿床蚀变及矿化年龄主要集中在30～12Ma,形成于印度与亚洲大陆晚碰撞伸展环境或陆内后碰撞造山挤压向伸展走滑转换的过渡环境．但是与碰撞背景有关的独立斑岩钼矿还未见报道。笔者通过对沙让钼矿的多次考察和钻孔岩心的系统观察编录,主成矿岩体为花岗斑岩,强烈蚀变地段可达9km^2。根据矿床的含矿斑岩（花岗斑岩）、热液蚀变类型及分带、脉系与矿化特征,认为沙让钼矿应归为独立的斑岩钼矿,产于碰撞环境的主碰撞阶段（55Ma）。并基于与同类矿床蚀变矿化范同、强度的对比和TEM、激电探测,矿化延伸可达800m深度．成矿条件优越．具有很大的找矿潜力。沙让独立斑岩型钼矿类型的确立将进一步丰富冈底斯这一巨型斑岩成矿带的成矿谱系．具有重要的区域找矿意义和研究价值．     

多辐射源地空瞬变电磁响应三维数值模拟研究

地空瞬变电磁法结合地面和航空电磁法的优点,可实现探测深度和工作效率的平衡.当前地空瞬变电磁法采用单一线源激发电磁辐射场,仅能从一个侧面与地质体耦合,难以获得地质体的全息影像.采用多辐射源是解决这一问题的途径.本文采用三维矢量有限元法对两个不同地质体多个辐射源情况下的地空瞬变电磁响应开展了模拟研究,分析了多辐射源在不同辐射方向、不同飞行高度电磁响应的分布特征.研究表明,由多辐射场源作为地空电磁法的发射源,通过分散布设的线源,可以在地下激发与地质体多方位耦合的电磁场,能够获得地下地质体多方位不同高度情况下的耦合信息.同时,多辐射场源能够增强源电磁场的辐射强度,减少单一线源体积效应影响,飞行高度较低时可获得较强的响应幅值,研究结果为多辐射地空瞬变电磁法深部精细探测提供理论依据.     

富含煤层气储层的叠前地震反演预测方法研究——以山西晋东南测区为例

叠前地震反演技术能够将地震中振幅、偏移距和入射角等多种有效信息与油气的敏感参数结合起来,在有效识别油气藏"甜点"方面虽发挥了重要的作用,但对于煤层气的有效预测仍需研究.针对煤层气与石油天然气的赋存地质条件不同,本文以山西沁水盆地煤层气地震资料为例,借鉴叠前地震反演技术的多参数预测思想,通过模型正演和实测资料处理,得到纵波、横波速度和密度等不同的数据体,利用数据体和弹性参数关系式,采用AkiRichard近似公式与叠前宽角度反演联合的方法,寻找出富含煤层气储层的敏感参数.从而实现富含煤层气储层的有效预测.经与测井曲线结果对比,吻合率较高,说明了该方法具有可行性与实用性.     

瞬变电磁场时域格林函数解

近源时间域电磁场具有信号强、探测深度大、精度高等优点,但传统勘探电磁场理论中偶极子近似在近源会引起较大误差,导致这一优势的发挥受到了制约.开展直接时间域电磁场解析式研究,是解决这一问题的途径之一.本文提出在点电荷微元假设下,引入时域格林函数,求取瞬变电磁场时间域解析解.采用积分运算法,把电磁场阻尼波动方程的求解问题转化为求其格林函数积分形式解的问题;建立辅助路径解决奇点问题,利用复分析中的约当引理、留数定理和广义函数等理论和方法,推导计算出时间域格林函数的时空四重广义积分.得到达朗贝尔方程的直接时域格林函数精确解析式,与传统方法“比拟”出的公式具有相同的形式,验证了本文推导的时域格林函数解析公式的正确性;推导出扩散方程的直接时间域解析解.通过与时变点电荷源时间域的电磁响应近似表达式进行对比,得出本文所推导的公式计算精度较高的结论;建立了全空间回线源瞬变电磁场问题的直接时间域求解公式.为解决全场区瞬变电磁场精细探测直接时域解析问题提供了基础理论.     

矿井瞬变电磁法超前探测合成孔径成像研究

在矿井瞬变电磁超前探测数据处理和解释中,为了更好地识别巷道前方含水体电性分界面,利用扩散场与波动场间的函数关系,将矿井瞬变电磁法超前探测中瞬变电磁波场转换为拟地震波场,实现波场转换.同时,为了解决波场转换后信号幅值偏弱,以增加信噪比利于解释,利用雷达的合成孔径方法对波场转换后的拟地震信号进行相关叠加处理.将矿井瞬变电磁法巷道超前探测的同一测点不同探测方向的数据作为孔径数据进行合成孔径成像,以突出弱异常而提高信噪比,结合应用实例验证了方法的效果.研究表明,矿井瞬变电磁法合成孔径成像方法能够提高电性界面信息的信噪比和界面几何分辨率,对矿井瞬变电磁法精细超前探测含水构造具有重要的理论意义和应用价值.