裸露岩溶区地下河管道综合地球物理方法探测研究

本文选取桂林市海洋乡裸露岩溶区地下河管道分别进行了可控源音频大地电磁法、三极电测深法和充电法试验对比研究,其综合成果得到了钻探验证.试验研究表明,充电法对具有出口、进口或天窗的地下暗河定位追踪准确,效果明显.可控源音频大地电磁法探测深度大,横向分辨率高,对寻找深部构造破碎带具有独特的优势.三极测电深法受场地条件、高阻围岩和地形起伏影响较大,不能满足对地下暗河的定位要求.     

可控源音频大地电磁法在隐伏活动断裂探测中的应用

根据已有地质和地球物理研究结果,北京东部平原地区存在多条第四纪隐伏活动断裂。为了查明该区基岩面的起伏情况、断裂的空间展布以及深部断面的延伸情况,2010年初,在北京顺义区庙卷村和朝阳区孙河地区附近完成了2条可控源音频大地电磁测深剖面。文中介绍了可控源音频大地电磁法(CSAMT)隐伏活动断裂勘探的特点、资料采集过程及数据处理方法,结合区域地质资料对研究区域进行了综合地质解释。结果表明:CSAMT法在隐伏活动断裂探测中能给出工区内断裂的构造位置、倾向、断距以及发育规模,为地质分析工作提供可靠的基础资料。CSAMT法已经成为隐伏活动断裂探测中一种重要的地球物理手段,在城市活动断裂探测中发挥着重要的作用。     

可控源音频大地电磁测深法勘查深度研究

可控源音频大地电磁测深法的勘查深度问题在理论研究和实际工作中都得到了广泛的关注,本文分析了水平层状大地电磁正反演方法的基本原理,说明了可控源音频大地电磁测深法在深部勘查方面具有可靠性.通过建立两个三层地电模型,并对吉林某地区的CSAMT实测数据进行了带源反演成像,与已知钻井资料对比分析表明,可控源音频大地电磁测深法对地下1000~2000 m深度的反演较为准确,能够反映地下电性的垂向变化.     

CSAMT法在煤矿隐伏断层探测中的应用

隐伏断层在我国煤矿大量存在,对煤矿的施工设计带来了很大的困难,威胁着煤矿生产安全。本文介绍了可控源音频大地电磁测深法的工作原理,并对隐伏断层的电性特征进行了正演计算。通过在山西某煤矿的实地探测分析可知,隐伏正断层的异常表现一般为横向电阻率等值线发生错断、并伴有同向扭曲现象,有比较明显的密集梯度带。此探测方法是煤矿隐伏断层探测的又一种新的手段和方法。探测结果证明利用此种方法进行煤矿隐伏断层超前预测是可靠的。     

可控源音频大地电磁三维共轭梯度反演研究

可控源音频大地电磁法在资源勘探等领域中发挥着重要的作用.我们把有限差分数值模拟方法用于可控源音频大地电磁三维正演,结合正则化反演方案和共轭梯度反演的思路,将反演中的雅可比矩阵计算问题转为求解两次"拟正演"问题,得到模型参数的更新步长,形成反演迭代,实现了可控源音频大地电磁三维共轭梯度反演算法.该反演算法可用于对有限长度电偶源激发下采集到的可控源音频大地电磁全区(近区、过渡区和远区)视电阻率和相位资料进行三维反演定量解释,获得地下三维模型的电阻率结构.理论模型合成数据的反演算例验证了所实现的可控源音频大地电磁三维共轭梯度反演算法的有效性和稳定性.     

可控源音频大地电磁法在隐伏煤矿区的应用

应用可控源音频大地电磁法在福建隐伏煤矿区进行了勘探研究.针对"三下找煤",在试验区做了CSAMT探测,分析原始数据,结合各矿区相关的地质资料,比对反演结果,进行了地层划分,圈定了靶区.研究结果表明,在隐伏煤矿区应用CSAMT法探测煤系地层有切实可行的效果.     

瞬变电磁法和可控源音频大地电磁法在煤矿采空区勘查中的应用

从煤矿采空区的危害及治理的意义出发,介绍了瞬变电磁法和可控源音频大地电磁法的方法技术,结合我国内蒙古赤峰市某煤矿的勘查实例,研究总结了采用瞬变电磁法和可控源音频大地电磁法两种物探方法,在该矿采空区勘查中的应用效果。     

瞬变电磁法对隐伏岩溶探测的影响因素研究

发育于地下灰岩地区中的隐伏岩溶给隧道、桥梁以及高速公路等工程的建设与运行带来了极大的安全隐患.城市中常见的路面塌陷情况,多数也是由于岩溶发育导致.利用岩溶与其周围灰岩之间的物性差异,多种地球物理探测方法对隐伏岩溶结构进行有效探测.瞬变电磁法由于其探测效率较高、勘探成本低且对低阻异常体灵敏等特点,近年来在地下隐伏岩溶探测...     

CSAMT三维正演数值模拟研究进展

可控源大地电磁(CSAMT)资料的三维正、反演问题已成为国际地球内部电磁感应领域研究的前沿课题.本文介绍了可控源音频大地电磁法中三种主要的数值模拟正演方法,即有限元法、有限差分法,积分方程法,比较了这三种方法的优缺点.积分方程法只需对异常区进行剖分,仅需计算小体积异常区的场,计算速度快,但只适合模拟简单模型,精确度也较低;有限元法与有限差分法虽然精确度较高,但要求对全部区进行离散化,占用的计算机容量较大,计算时间长,因此基于并行算法的三维电磁场正演研究可能是可控源音频大地电磁法未来的发展趋势.     

可控源音频大地电磁法多通道观测的电容耦合效应与电容去耦研究（英文）

可控源音频大地电磁法通常采用多通道模式进行数据采集,而多通道的多条接收导线和接收电极与大地之间经常形成一种电容耦合效应,导致观测的视电阻率和相位曲线出现畸变。本文用等效电路模型对观测模式的电容耦合进行正演模拟,通过几个典型模型的正演模拟,分析了接收导线长度、电极接地电阻对电容耦合效应的影响特征。研究了可控源音频大地电磁法观测装置的电容去耦方法,并应用于辽宁省红透山矿区的实测数据处理,有效地削弱了电容耦合效应,提高了观测质量,反演结果与已知地质信息吻合较好。本文通过试验验证了电容去耦方法的可操作性,为规范可控源音频大地电磁法数据采集技术提供了科学依据。     

综合物探技术在煤矿采空区勘察中的应用

煤矿采空区勘察是场地建设适宜性评价的基础,物探是采空区勘察的重要手段,瞬变电磁法和可控源音频大地电磁法在采空区的勘察中应用广泛。文章论述了瞬变电磁法和可控源音频大地电磁法的工作原理、参数选择和解译原则等,以济南市章丘某煤矿采空区勘察为例,对2种物探方法采集结果进行对比分析得到:①2种方法视电阻率变化趋势接近;②视电阻率总体范围变化不大;③采空区和断裂异常反映略有不同。2种方法推测结论基本一致,经钻孔验证,物探结果与钻探结果基本吻合,表明瞬变电磁法和可控源音频大地电磁法能有效查明采空区的分布情况,获得较好的地质勘察效果。     

综合物探方法在山北地区花岗岩型铀矿勘查中的应用研究

广德县山北地区位于下扬子地块皖南褶断带绩溪穹褶断束北缘,属于典型的花岗岩型铀矿(化)分布区.为研究该地区的铀矿(化)分布特征,寻找隐伏铀矿体,本文通过开展地面伽玛能谱、可控源音频大地电磁测深(CSAMT)、土壤氡气等综合物探方法,有效地发现与成矿有关的地球物理异常,结合地质资料,推断了与矿化体有关的岩体接触带和构造发育情况,圈定找矿靶区,并于后期开展的钻探验证工程中辅以伽玛测井定量确定异常铀矿化分布情况.研究结果表明,地面伽玛能谱测量能有效圈定与铀成矿有关的异常靶区;可控源音频大地电磁测深垂向分辨力高,能较准确探测花岗岩体厚度,推断断裂构造发育情况;土壤氡气测量能准确指示深部铀矿化信息.因此合理选用多种物探方法有助于提高地质找矿效果.     

等值反磁通瞬变电磁成像技术及工程应用

为了实现对可溶岩区公路路线范围内的隐伏岩溶发育规模及形态进行高精度勘察,为后期处治设计提供翔实可靠的地质依据,在公路塌陷区域岩溶勘察中引入了一种新技术——等值反磁通瞬变电磁成像技术.文中首先对等值反磁通瞬变电磁成像技术的基本原理进行简述;然后论述了该方法的4种主要技术特点;紧接着对该方法的质量控制原则及数据处理流程等关键技术进行分析;最后利用该方法在惠清高速公路岩溶塌陷区探测中进行实际应用,成像结果准确地反映出了岩土界面的位置及变化形态,精确探测出了岩溶发育区的形态及规模,为后期塌陷区域的处治设计提供了可靠的基础资料.通过理论分析及实际应用结果表明:等值反磁通瞬变电磁法可对公路穿过区域隐伏岩溶发育情况进行精确成像,可快速准确的为岩溶塌陷区的后期处治设计提供基础资料.     

基于南水北调西线工程岩性特征的CSAMT法有限元三维数值模拟研究

有限元法是地球物理数值模拟中常用的方法,本文采用三维可控源音频大地电磁法(CSAMT)有限元数值模拟的程序,根据南水北调西线工程岩性的地球物理特征,设置了不同的三维模型,并对其进行了有限元数值计算分析,从三维空间中模拟场的规律,探索了不同地质异常体的特征,为提高可控源音频大地电磁法在南水北调西线工程深埋藏隧洞探测地质异...     

多种频率域电磁法在冷水坑矿集区的应用效果对比

江西省冷水坑矿集区具有浅部斑岩型矿体与深部层控叠生型矿体的复杂组合.利用现代地球物理方法对矿集区地下深部结构进行了探测,对圈定地下容矿、示矿地质信息和认识地下深部成矿过程具有重要意义.本文以位于江西省贵溪市境内的冷水坑银铅锌矿田为试验研究区,开展了混场源音频大地电磁测深法(EH4)、音频大地电磁测深法(AMT)以及可控源音频大地电磁测深法(CSAMT)三种不同频率域的探测试验,研究和总结了频率域方法以及不同仪器电磁法数据采集特点和应用效果,为频率域电磁法勘探提供借鉴和参考.通过对冷水坑矿集区典型勘探线上三种电磁方法的数据处理,绘制了视电阻率和相位单点测深曲线、原始拟断面及二维反演断面图.发现单点曲线形态基本一样.由于AMT在低频段受矿区工业干扰,视电阻率曲线呈45°上升;视电阻率、相位拟断面对地下电性分层结构基本一样,总体可分为三层,且分层结构较清晰;二维反演断面能够较好反映地下高低阻异常响应,但响应效果有所差异且CSAMT法效果较好.因此在干扰严重地区,建议选用人工源发射的可控源音频大地电磁测深法(CSAMT).     

利用电磁方法探测内蒙古塔木素高放废物预选场址岩体的内部构造

高放废物地质处置库选址要求围岩完整稳定,它与岩体深部地质结构密切相关,因此是场址评价中必须考虑的因素.在高放废物储库选址新区内蒙阿拉善塔木素岩体,采用可控源音频大地电磁法进行了剖面探测.分析了典型测深曲线,区分了地质构造和完整围岩的响应特征;针对高放废物预选场址的特点,对原始数据进行了处理;结合已有地质、钻井及测井资料完成了解释;结果表明,利用可控源音频大地电磁法有效地查明了该地岩体内部结构,该岩体存在裂隙和破碎,完整性欠佳.     

代县盆地可控音频大地电磁浅层电性结构探测

为研究代县盆地及其断裂的空间展布以及深部的延展情况,东南跨过五台山北麓断裂带,西北至恒山山前黄土丘陵区,布置了一条NW向穿过代县盆地的可控音频大地电磁(CSAMT)测深剖面,全长12.55km.共完成可控源音频大地电磁测点246个,观测频率为8533.333 ～1.333333Hz.视电阻率、相位曲线具有明显的分段特征...     

沁水盆地北部煤层气富集区CSAMT勘探试验研究

在分析沁水盆地北部煤层气富集与地下水和地质构造之间的关系基础上,采用大地电磁法探测地下水分布以及有利和不利煤层气富集影响因素、间接探测煤层气相对富集区;根据煤层气富集地质模型设计了地球物理模型,利用有限单元法开展典型薄层模型正演模拟,讨论了探测方法的可行性;选择山西沁水盆地北部煤层气勘探区开展可控源音频大地电磁探测技术试验,结合已有地质、钻井及测井资料完成了试验资料的处理与解释;试验结果表明,利用可控源音频大地电磁法能有效获得地层电性结构,推断含水、富水区,结合煤层气有利富集地质条件和影响因素,可以实现间接预测煤层气的有利富集区.     

可控源与天然源音频大地电磁法对比应用研究:以云南北衙铁金矿为例

北衙铁金矿具有我国西南地区最大的金矿储量,地处三江成矿带,且拥有巨大的深部勘探潜力.通常地,常规直流电法很难在了解深部地质构造和勘探深度上满足深部找矿的需求,而可控源大地电磁测深(CSAMT)和天然源大地电磁测深(AMT)的成果能反映深部构造、地层及含矿岩系特征,预测隐伏矿体的走向.本文以北衙铁金矿为实例,结合已知地质和钻孔资料,对比研究两种方法的应用效果及优缺点,证实了北衙铁金隐伏矿床的走向,为外围远景区找矿和合理优化勘探工程布置提供了依据.     

分布式电磁法仪器系统设计及实现

本文介绍一种采用大功率稳流发射、低噪声测量、宽频带接收以及分布式同步等技术,自主研制的分布式多功能电磁法仪器系统.系统包括大功率电磁法发射机、分布式电磁法接收机、磁场传感器、整流源等设备.采用ARM芯片和FPGA芯片进行发射机的整机控制和信号整形发射,采用PC104工控机和FPGA芯片进行接收机的整机控制和信号处理.在人工场源模式下实现了可控源音频大地电磁法（CSAMT）、谱激电法（SIP）和时域激电法（TDIP）等测量功能;在天然场源模式下实现了大地电磁法（MT）、音频大地电磁法（AMT）的测量功能.发射机在满功率发射的情况下连续可靠运行时间大于12 h,接收机的动态范围大于120 dB,接收机可接收信号频率范围是0.001 Hz~32 kHz.通过典型矿区的野外实验和应用,表明本系统的性能总体上达到了国际先进水平.