微动探测：地层分层和隐伏断裂构造探测的新方法

微动探测作为地层分层和隐伏断裂构造探测的物探新方法,已成为盆地结构调查、地热井位选址和隐伏地质构造探测的重要物探手段.微动测深确定岩性差异较大的地质界面,如新生界地层底界、侏罗系与二叠系地层分界面、二叠系-石炭系灰岩顶界面等,深度误差可控制在5％左右.断层破碎带/隐伏断裂构造在微动视S波速度剖面上显示为低速异常或明显的速度差异,易于识别、解释.二维微动剖面技术已在探测隐伏地质构造(断层、陷落柱等)方面取得较好地质效果.本文介绍其原理、方法和应用实例.     

高密度电阻率成像法与微动谱比法探测岩溶区塌陷的地质背景——以广东省高要市蛟塘镇塱下村塌陷区为例

塌陷已成为岩溶区最主要的地质灾害。本文以广东省高要市蛟塘镇塱下村岩溶塌陷区为例,结合钻探资料,应用高密度电阻率成像法与微动谱比法联合探测塌陷区背景地质结构和构造。通过区内外14个已知钻孔旁的微动测量,建立了微动特征频率与覆盖层厚度的数学关系,并应用于塌陷区覆盖层厚度的估算。高密度电阻率成像反映出岩土电阻率在水平方向和垂直方向上的变化,揭示了地下地质结构;微动谱比法揭示了探测场地的基岩起伏形态,结合地层岩性推断了古河道的存在并确定了其边界及延伸方向,与高密度电阻率成像法联合进行地质解译,推断了基岩内断层发育的空间位置、走向等特征。综合该两类物探技术探测成果和钻探资料表明,塌陷位于古河道内,并沿古河道方向发育,其方向与区域北东向构造走向方位一致。     

基于SPAC法探测松科二井深层地热储水构造

微动探测技术作为一种获取地下地层速度结构和探测隐伏断裂构造的方法, 具有无须人工源、勘测过程便捷、抗干扰能力强的优势, 在城市、村庄浅层勘探中很受青睐。为进一步探索松辽盆地北部深层地热资源潜力, 在黑龙江省安达市南部松科二井及周边, 布设了一条微动探测剖面, 以获取该区嫩江组至坳陷层底部登娄库组地层的横波速度结构。基于空间自相关法(SPAC)从微动信号的垂直分量中提取S波频散曲线, 通过内插、光滑与反演计算, 获得了一条长9 km、探测深度达到地下4000 m的二维S波速度结构剖面。探测结果表明: 研究区地下S波速度总体呈现西高东低的趋势, 在松科二井西侧100 m、东侧2300 m、东侧3700 m处, 深度1400~2800 m范围内存在三个明显的低速异常带, 推测这些位置很可能存在断层或隐伏断裂构造。结合地层分层资料, 在该深度范围内以泉头组和登娄库组为主, 岩性多为砂岩和泥岩互层, 是良好的水热储层。本研究探索了基于空间自相关法的微动探测在识别深层地热储水构造的适用性, 为松辽盆地北部清洁能源调查指明方向。     

综合物探方法在凤阳石灰岩地区水资源勘查中的应用

凤阳县石灰岩地区地下水勘查,主要是通过物探方法识别有储水条件的构造断裂、岩溶及地下暗河。通过合理布设物探测线,利用电阻率联合剖面法和高密度电法相结合,能够有效识别断层、地层界线、软弱夹层、岩溶等不良地质体,是凤阳县石灰岩地区地下水勘查工作中值得推广的物探组合方法。本文以凤阳县西泉镇某工业园区地下水资源勘查工作为例,介绍...     

利用微动探测研究城市地下空间结构

微动探测技术采用台阵方法来接收天然场源微动信号,提取瑞雷波频散曲线获取面波相速度;通过频散曲线反演获得地层的横波速度,进而分析地下介质的结构特征,最后对土类型进行分层。本文介绍了微动勘探在广西北海市地下空间调查中的应用情况,通过嵌套式等边三角形布置对微动数据进行采集,并利用专业软件提取频散曲线,通过对频散曲线进行反演获得地层的横波速度,对城市软硬土划分、建筑场地类别划分提供了地球物理依据,以此推断城市地下空间结构,并对微动探测的应用进行了探讨。最终根据对北海软硬土的划分分析了北海市坚硬土顶界面起伏情况,为北海地区地下空间资源利用、城市规划建设、城市安全性及重大工程建设等工作提供地质科学支撑,更为我国其他沿海地区开展城市地质调查工作提供示范。     

组合物探方法在浅覆盖区1:50000区域地质调查中的应用——以额济纳旗地区为例

浅覆盖区地表地质露头少,岩体、地层、构造以及矿产(化)等重要地质无法通过地表露头直接观察,而地球物理方法对覆盖层之下的地质体具有较好的穿透探测能力,已成为在浅覆盖区区域地质调查工作中的主要技术手段.这里结合额济纳旗地区的地质背景和岩石地层的物性特征,综合分析各类物探方法的技术优势,提出了"重磁测量先行覆盖,电法剖面重点...     

基于地震环境噪声的油页岩勘探

作为重要的非常规油气资源,油页岩的勘探开发日益受到重视。利用地震环境噪声(微动)对地下介质的横波速度成像是一种无源、高效、低成本的地震勘探方法,是更符合"环保"要求的潜在油页岩勘探新方法。本文首次利用共中心面元空间自相关微动勘探方法,在松辽盆地开展了含油页岩地层识别研究。研究结果表明,共中心面元空间自相关微动勘探方法的观测系统可根据实际情况灵活多变,横波速度剖面与测线位置钻孔编录结果对应较好,能很好地划分主要地层,主要含油页岩的嫩江组二段呈现低横波速度特征。     

音频大地电磁法在二连盆地伊和高勒地区砂岩型铀矿勘查中的应用

为查明二连盆地伊和高勒地区地层结构特征、砂体分布情况,探讨音频大地电磁法(AMT)在玄武岩覆盖区铀矿勘查中的应用效果,项目组在该区域布设两条测线,通过数据反演得到两条剖面的电性分布特征,经推断解释电性剖面,圈定了深部砂体,分析了基底起伏、断裂展布等地质要素。经钻孔资料验证,本次AMT探测结果可靠,可以清晰地反映盆地基底起伏、地层结构及砂体分布情况,为伊和高勒地区铀资源潜力预测及评价提供了重要依据。     

基于线形台阵的高精度微动技术在城区岩性地层精细划分中的应用

微动探测技术被广泛应用于构造、孤石、溶洞等勘查,但是,以常规圆形、嵌套三角形台阵等为代表的测量方式在城区施工会受到现场条件限制,难以实现长剖面数据的高效、高密度采集。针对这一问题,提出一种基于线形台阵多次覆盖的高效数据采集技术,该技术借鉴地震勘探多次覆盖观测系统的思想,布设一次线形台阵可以同时得到多个测点数据,可大大提高单台站数据的利用率。为了研究该采集技术的可行性和有效性,开展了单点频散曲线对比实验和横波速度剖面对比实验,并将其应用于福州城区岩性地层探测实验。实验结果表明:该技术极大地提升了微动数据采集的效率和测量密度,有效改善了探测精度和探测深度,为城市复杂地面环境下开展岩性地层精细划分提供了一种新的台阵布设方案。     

微动技术在堤坝渗漏探测中的应用

堤坝是重要的水利工程,其安全性至关重要。坝体渗漏是常见的安全隐患之一,对坝体渗漏位置、程度以及坝体结构变化的探测一直是重要的物探课题。微动勘探作为一种新兴的物探手段,应用范围正逐步拓展,通过某水库大坝渗漏检测实例,展示频率-波数法微动线性点阵剖面测量进行大坝渗漏检测的效果,该技术通过提取频散曲线及视S波速度成像,刻画地层速度结构并圈定异常,可实现对大坝渗漏快速精确的无损探测,具有一定的方法优势和广泛的应用前景。     

黄陵一号井快速堵水工程中的综合物探技术

使用地面高分辨电测深法与稳态瑞利波法为主,浅层地震和流量监测为辅的快速综合物探技术,对黄陵一号井小煤窑突水通道进行多方法、多参数、多方位聚焦快速综合探测,克服了单项物探多解性的缺点,大大提高了探测准确度。按照该物探结果进行地面注浆,堵水率达到95%以上,取得了良好的经济效益和社会效益。      

物探资料在安徽淮北地区煤田预测中的应用

在新生界地层巨厚覆盖区没有钻孔控制的情况下,可利用以往重力、电法等物探资料进行煤田预测。首先根据邻区资料分析区域构造和成矿条件,还原岩相古地理、聚煤期构造及聚煤后构造变动,对预测区的含煤地层进行评价;然后根据已有的电法资料分析曲线类型,与相邻区比较后确定含煤地层电法曲线类型,作定量、半定量分析,并根据重力资料,反演计算出新地层底界与灰岩(寒武—奥陶系)顶界的深度,再结合其它物探资料和邻区相关地质资料,对煤田前景进行预测。     

利用正演模拟实现面波衰减

瑞雷波是分布在自由表面附近的P-SV面波,具有强振幅、低频、频散的特征,常用于工程物探,而在油气勘探及深部探测中常作为一种"干扰"波,会影响地震资料的信噪比,需要将面波净化处理。为实现面波衰减,本文将工程物探方法和石油物探技术相结合,通过面波频散曲线反演获得高精度的近地表模型,在三维近地表横波速度模型基础上进行面波正演,利用面波模型自适应匹配相减的方法将其减去,在不伤及有效波的情况下将面波的影响降至最低,一定程度上避免了常规面波衰减方法伤及有效波、损失低频弱信息、导致资料有效频带变窄、对地震构造解释及反演造成负面影响等缺点。最后应用实际数据验证了本研究方法的有效性。     

Application of MASW in road failure investigation

Multichannel analysis of surface waves (MASW) survey was conducted to measure shear wave velocities in order to ascertain the likely causes of road failure along LASU-IBA expressway in Alimosho local government area, Lagos, Nigeria. MASW data were acquired along the express road. The acquired dataset was processed and transformed into two-dimensional structure reflective of depth and surface wave velocity distribution within a depth of investigation using SurfSeis software. The MASW shear wave velocity data were compared to geophysical data that was acquired along the same profile. The comparison was also done with geotechnical data that had been acquired prior to the study some meters away from the study area. The correlation between N values to measured shear wave velocity using MASW was generated. The comparison illustrates the accuracy and consistency of MASW-derived shear wave velocity profiles. We concluded that (1) the low-velocity region that varies between 100 and 250 m/s at surface down to 4 m beneath the surface is characterized by loose/peat materials and may have been responsible for the road failure within the study area; this region depicts a very loose compaction area. (2) The MASW technique is a time–cost-effective tool for obtaining reliable shear wave velocity profiles, and (3) the MASW is particularly attractive in areas that cannot be readily assessed by other geophysical and geotechnical tools.     

地球物理方法在塔里木盆地孔雀河斜坡带砂岩型铀矿预测评价中的应用

对塔里木盆地孔雀河斜坡带主要地质单元(岩石)的电性、密度、地震波阻抗等参数特征进行了分析研究,将地面γ能谱测量、土壤氡法、瞬变电磁测深、浅层地震勘探等方法,在这一地区找铀矿的应用效果综合评价后,认为本区具有开展多种地球物理方法的物性前提。孔雀河斜坡带北部盖层产状平缓,具有冲积扇-河流相沉积体系,且有放射性元素富集的迹象,是砂岩型铀矿成矿的有利地区。     

综合地球物理勘探在夏日哈木矿区的应用研究

文章通过选用高精度磁测剖面测量、激电中梯剖面测量、高精度重力剖面测量、可控源音频大地电磁测深等方法对青海省夏日哈木铜镍矿床开展地球物理方面的研究,探讨各种物探手段对该区矿床勘查的有效性及适用性,丰富区内物探资料,为区内同类型矿床勘查提供借鉴.研究表明,高精度磁测剖面测量在大范围寻找矿体较为有效,但难以表达矿体的形态特征...     

煤矿电法集成勘探系统及其应用研究

为解决现有煤矿电法探测技术存在的电测深、电剖面、电透视需分多次施工且采集数据量少等方面的不足, 借鉴并行电法数据采集思路, 应用“矩形波型”电极布置方式结合“多装置数据提取”技术, 设计一种电法集成勘探系统。实验结果表明:应用该系统可一次布线、一轮供电完成电测深、电剖面、电透视等多种电法施工方式的原始数据采集工作, 提取出多种电法工作方法和装置类型的测量数据, 综合处理得到多种地电场的三维勘探结果, 同时相同施工条件下多种成果相互对比, 提高物探成果解析的精细度和可靠性。研究成果对现有的传统直流电法、高密度电法、并行电法、电透视法等电法技术取长补短、融合创新、集成应用, 实现工作面煤岩层富水性的高效、精细、立体探测。      

综合物化探技术在中-南祁连山察汗诺北部航磁异常检查中的应用

文章以青海中-南祁连山察汗诺北部的青C-2012-280和青C-2012-281号航磁异常检查为例,在综合前人地质、物化探和矿产资料的基础上,采用地质剖面测量、高精度磁法剖面测量、岩石磁参数测量和岩石地化剖面测量方法进行航磁异常地面检查。分析磁异常形成的地质原因,对航磁异常做出定性判断,对异常的成矿潜力进行评价,对下一步的工作提出了建议。综合物化探方法在青海省中-南祁连山的航磁异常检查和找矿工作中取得了良好的效果。     

永吉县金家乡三道埠子地区金矿床地质特征及找矿潜力分析

区内发育古生界浅变质岩系和中生界陆相火山岩系,华力西期—燕山期的岩浆活动强烈而频繁,形成一系列的侵入岩和火山岩。依据区域地质和遥感、物探、化探异常研究结果,运用新理论、新技术、新方法在申请工作区开展金及多金属矿调查工作,确定成矿有利地段,圈定找矿靶区,为进一步找矿提供依据,对本区地质特征进行总结,具有十分广阔的找矿远景。     

综合物化探方法在地质找矿“攻深找盲”中的应用

物化探找矿方法面临着新形势下复杂地质条件中找矿的新挑战,单一物化探分析方法很难具有说服力,综合各种地质信息和勘探方法显得尤为重要。笔者结合河南省某矿床的找矿实践,介绍了高精度磁测、X荧光土壤分析和EH4测深等物化探综合分析方法,在工作区内发现了与成矿有关的物化探异常,经查证与地表地质现象吻合较好,说明该综合物化探评价技术方法在该矿床的应用是成功的,显示了其快速、高效和精准的特点。