核磁共振测深方法的新进展

核磁共振测深(MRS)方法是目前唯一直接探查地下水的新方法.本文概要介绍了参加第二届核磁共振测深(MRS)国际学术研讨会的主要收获.阐述了核磁共振找水仪的研制和进展以及扩大了MRS方法的应用领域方面的情况.在应用MRS方法探测地下水取得很大成效的此基础上,我们率先用MRS方法进行了三峡滑坡监测和秦始皇陵考古工作,又取得了新成果.     

羌塘盆地冻土层结构核磁共振信号响应研究与实践

为了了解羌塘盆地冻土层的结构,利用核磁共振测深(MRS)技术对羌塘盆地的两个研究区进行了野外勘探。结合室内实验及野外实际资料,冻土层基本无法引起仪器核磁共振响应是划分冻土层和探测水合物的重要证据。在钻井附近进行的MRS方法对试验点进行测量并采集到了NMR信号,分析认为是天然气水合物处在亚稳定状态,分解产生水或者液态烃,形成水-水合物-气三相共存的情况,引起了NMR反应。实践表明可以将MRS方法运用于探测陆域冻土带分布以及冻土带,该方法对于冻土层的结构划分具有十分重要的科学意义和应用价值。      

地面核磁共振方法在马海钾矿区卤水勘查中的应用效果分析

马海钾矿区位于柴达木盆地台坳陷中,钾矿区内卤水绝大部分为晶间卤水和孔隙卤水.地面核磁共振物探方法在该区具有物性前提,为合理布置勘探工程寻找卤水提供依据.地面核磁共振方法在该区的应用,取得较好的效果.本文在简要介绍地面核磁共振方法原理的基础上,以马海钾矿区卤水勘察为例,着重对该方法的资料解释和应用效果进行了分析讨论.     

CSAMT测深和重力测量技术在哈密白山钼矿深部找矿和远景评价中的应用

针对隐伏金属矿产勘查的深度逐渐加大、勘查区逐渐向工作程度相对较低、情况更加复杂的山区转移,常规的单一的物探方法在勘探深度及精度等方面都已经无法满足目前勘查的需要.本文提出可控源音频大地电磁测深法(CSAMT)与重力测量(GS)的技术组合,并将其运用于新疆哈密白山钼矿勘查实践中.哈密白山钼矿深孔在1400m以下的深部验证了隐伏花岗岩体的存在,证实白山钼矿属于斑岩型钼矿.岩体顶盖碎裂角岩化带是热接触变质的产物,含矿物质来源于深部岩浆热液.CSAMT测深和重力测量能较好地反映隐伏花岗岩体的就位空间和大致的侵入界线,深部隐伏花岗岩显示高阻高重力异常,中低阻异常围绕高阻高重异常周边分布,钻探验证在高阻异常顶部200～2500Ωm中低阻异常区间对应的是钼矿层位.依据钻探工程对隐伏花岗岩和钼矿层的控制,对应CSAMT测深剖面似电阻率等值线区间,大致推断隐伏花岗岩的侵入顶界和定位预测深部的钼矿赋存空间.白山钼矿的预测远景资源量可达200万吨以上.     

应用核磁共振技术分析干盐湖地区地下卤水空间分布特征——以昆特依干盐湖为例

昆特依干盐湖位于柴达木盆地西北部,为特大型综合盐类矿床.大盐滩是昆特依干盐湖内最大的盐滩,地下赋存有一定量的卤水矿床,但该矿床的水文地质条件差,主要卤水矿层含水性弱,开采难度大.核磁共振找水方法作为当今世界上唯一的直接找水地球物理新方法,具有高分辨力、高效率、信息量丰富和解的唯一性等优点,本文运用该方法对昆特依干盐滩地区地下卤水空间分布特征进行研究,通过对核磁共振数据进行处理与反演,结合已有的地质与钻井资料,对测点进行综合地质-地球物理解释,获得以下认识:1)大盐滩0~130 m深度范围内,共存在3个卤水含水层,主要呈扁平状或漏斗状、近似层状展布,W1为晶间潜卤水层,渗透系数较大,颗粒较粗,单位体积含水量为0.4%~2.7%,W2和W3为晶间承压卤水层,渗透系数较小,颗粒较粗,单位体积含水量分别为0.2%~1.1%和0.1%~0.8%;2)大盐滩地区存在两个卤水富集区,分别为研究区西南部沉积盆地中心的Ⅰ号富卤区和盆地东北部的Ⅱ号富卤区;3)根据区域内卤水富集分布以及构造情况,划定大盐滩向斜沉积中心、大盐滩北侧F1~F8及遥F6断裂发育区和冷湖构造带为区域内主要的找矿找水远景区;4)GMR核磁共振系统在干盐滩地区理论探测深度为130 m,该系统不仅可以有效地探测自由水,而且可以依据束缚水的分布解译地下各类含水盐类矿物和含水黏土矿物的存在与分布.     

综合物探方法在地热勘查中的应用

本文介绍了利用CSAMT(可控源音频大地电磁测深法)和MES(高精度电磁频谱探测法)相互结合的综合物探方法,首次应用在广东惠州花岗岩地区地热资源勘查项目中并取得了良好的效果。该方法对区内断裂构造做出了准确的刻画,对含水层的判断提供了充分的依据。经推荐成功钻探地热井一口,井深2000米,水量1000m^3/d,水温53℃,达到勘探要求,具有良好的社会效益和经济效益,对本方法在地热资源勘查中的推广应用也有较好的借鉴意义。     

二维阵列线圈核磁共振地下水探测理论研究

核磁共振法(Magnetic Resonance Sounding,MRS)是一种直接探测地下水的地球物理方法,目前只能对水平层状的含水层进行一维测深,对于尺寸小于线圈直径的二维或三维含水构造成像时,其灵敏度和横向分辨率很低.本文从研究二维阵列线圈核磁共振地下水探测方式的可行性出发,推导了地面发射线圈产生的椭圆极化激发...     

宁芜地区地质——地球物理综合探矿模型

本文在从事多年综合物探方法找矿的基础上,结合宁芜地区地质矿产及其地球化学特征,总结出了一套地质——地球物理综合探矿模型:用高精度磁测查明断裂构造,圈定矿体和矿化体异常带,利用电法对成矿有利地段的地球化学异常开展激发极化法异常查证,配合电测深和电磁测深法查明异常体的地下展布,合理布置钻探工作。利用该探矿模型在尖山～荞麦山勘查区取得了较好的找矿效果,对宁芜地区寻找多金属矿有较好的指导意义。     

基于实例研究的磁共振探测估算含水层导水系数准确性提升方法

磁共振探测(MRS)是目前唯一直接找水的地球物理方法,常被用于估算含水层导水系数.与传统的通过抽水试验获取导水系数值相比,该方法具有低成本及非侵入等优点,但其估算误差较大,准确性有待提升.本文以蒙古国伊和塔拉盆地的MRS为具体实例,通过比较常用计算公式不同参数取值下MRS估算的导水系数与抽水试验计算值的差异,定量探讨了MRS推断含水层深度的准确性、计算公式中关键参数的取值等主要因素对估算结果的影响,并以此为基础在多个环节对原有方法进行了改进.结果显示:(1)MRS推断含水层深度的平均误差为4.85 m,存在随深度增加误差增大的现象.(2)C_P的正确取值是控制误差在合理范围的关键,C_P取最优值,估算的平均误差为15.53%,且其在取值范围内取最大值或最小值,误差均小于原有方法的常用取值.(3)计算公式中关键参数a、b的取值,Seevers公式(a=1、b=2)的估算效果优于Kenyon公式(a=4、b=2).通过比较发现,改进后的方法较原有方法能明显提升估算结果的准确性,具有很好的适用性.     

物化探方法在隐伏活动断裂探测中综合研究——以安宁河秧财沟断裂为例

利用地球物理方法寻找隐伏活动断裂,是解决工程地质问题的重要方法手段之一.本文在综合分析、研究了隐伏活动断层物化探技术方法的基础上,优选高密度电阻率法、大地电磁测深和氡气测量等3种综合物化探方法技术组合,结合地质、钻探资料进行综合处理与解释,准确地对安宁河东支秧财沟隐伏活动断裂进行定位.物化探方法技术组合综合解释推断的结果与钻孔实际情况基本吻合,证明该方法组合能经济、快速、有效地确定隐伏活动断裂位置、深度和产状,为后期工程地质勘察提供技术支撑.本文首次提出安宁河东支断裂的地球物理勘探模式,为后期开展相关工作提供技术支撑.     

确定探采结合井位的综合物探方法技术研究——以乌蒙山区为例

乌蒙山区水资源严重缺乏,找水难度大.本文综合分析、研究了当前山区物探找水方法的现状,总结各物探找水方法的优点、缺点;以经济、高效为原则,优选出高密度电阻率成像、密集型激电测深和视电阻率测井等3种综合物探方法组合,开展探采结合井位确定;从定性─定量─验证等三层次,提出有效地地球物理找水方法技术组合:采用高密度电阻率法定性分析地层,密集型激电测深工作定量分析含水地层,视电阻率测井资料进行验证.利用反射系数法、衰减度等新技术进行资料综合处理与解释,准确地对探采结合井进行定位.高密度电阻率法和密集型激电测深得到的含水层与钻孔实际深度误差均小于5%,证明该方法组合能经济、快速、有效地确定基岩、含水性地层的深度;计算了高密度电法、激电测深得到的地层层位深度转换为真深度的校正系数,为该区物探找水勘查积累了经验,为该区域地下水勘查起到一定的示范作用.     

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.     

综合地球物理方法对金矿深部找矿靶区的验证

联合采用浅层地震、瞬变电磁测深、大地电磁测深3种地球物理勘查技术,本文对黑龙江乌拉嘎金矿深部找矿靶区进行了验证.针对矿区复杂的施工条件,改进了数据果集和处理方法,取得了多种地球物理资料相互约束的满意效果,为优选深部找矿靶位,进而实施钻探工程验证提供了依据.     

地球物理在中国金属资源勘查中的发展任务

本文根据我国金属资源勘查的现状,提出了地球物理在隐伏矿勘查阶断的发展对策.在近期,着眼于方法综合和技术配套,使总体找矿能力达到300—500 m深度,满足当前找矿的需要.同时依靠科技进步加速基础研究,着眼于地球物理大三维全空间的勘查能力,重点发展高分辨率大深度勘查的高新方法,作为改造传统推动金属资源勘查的发展动力.力争在十年左右的时间里,总体勘查能力达到1.5—2 km.笔者认为,解决金属资源问题,最终取决于对金属资源与地壳上地幔深部结构(包括良导层)关系的认识.据此,建议在大型矿山进行深部矿根构造的MT调查,可能会有重要的突破.     

时间域激电测深在坦桑尼亚金矿床勘查中的应用例析

铁建造(BIF)型金矿和构造蚀变岩型金矿是坦桑尼亚绿岩带中主要金矿床类型,应用时间域激电测深获得了这两种类型金矿床内、由探测目标体和目的物引起的良好异常,了解了它们在地下半空间内的电性分布特征;依据激电测深显示的"低阻高极化"断面异常对含矿标志层(条带状含铁建造)、含矿构造(蚀变带)和金矿(化)体进行空间定位,为钻探工程布置、进而发现隐伏-半隐伏金矿床提供了充分依据.以坦桑尼亚绿岩带内近几年发现的典型金矿床为实例,分析时间域激电测深在这两种类型金矿床中的应用效果,以期为成矿地质条件类似地区通过激电测深手段寻找金矿产提供借鉴.     

物探方法在寻找地下水中的应用

本文介绍了综合地球物理勘探方法寻找地下水的地质效果,根据可控源大地电磁、浅层地震两种物探资料综合分析结果,对安徽地热资源勘查区的地质特征进行判断,从而布置钻孔有利靶区。后期的钻探效果满足钻探目的。     

柴达木盆地卤水型Li、Rb关键金属矿产元素分布特征及富集机制

针对柴达木盆地卤水型锂(Li)和铷(Rb)关键金属矿产资源分布规律不清、富集机制不明的问题,全面调查了盆地第三系古卤水和第四纪现代盐湖卤水中的Li、Rb资源分布规律.研究显示,大风山、南翼山、油泉子、尖顶山、碱石山含油背斜构造古卤水Li、Rb资源禀赋较好,Li平均含量达81.1~128.9mg L^?1,Rb平均含量达4.5~29.2mg L^?1,均具有很好的开发利用前景;柴达木盆地东台、西台、一里坪盐湖及涩聂湖中,除已知的较好Li资源禀赋外,Rb含量最高可达12.5mg L^?1,亟需关注Rb资源的开发利用.基于水体氢、氧和硼同位素特征进一步查明了卤水Li和Rb资源的富集机制,第三系古卤水δD、δ¹⁸O平均值为?40.7‰和2.84‰,多数富Li、Rb古卤水的δD、δ¹⁸O与岩浆水接近;低于河水而与地热流体接近的δ¹¹B值说明,除蒸发作用和水-岩反应外,深部岩浆热液流体的补给才是古卤水矿种元素超常富集的关键机制.而现代盐湖卤水Li、Rb资源的超常富集与火山地热水的补给密切相关,盆地西部盐湖晶间卤水相对高的Li、Rb含量和垂向上随深度增加而Li、Rb含量有所增加的规律,则是由局部古卤水沿断裂带上涌补给造成.     

磁共振测深技术的发展历程与新进展

磁共振测深(Magnetic Resonance Sounding,MRS)技术作为目前唯一能够实现地下水直接定量探测的地球物理高新技术已有近30年的历史,最近10年,MRS技术在仪器、正反演理论、信号影响因素、实际应用等方面都取得了一系列进展.死区时间不到10ms的商用型多道磁共振测深仪的推广使用,大幅改善了MRS方法的找水效果和仪器的抗干扰能力;正反演研究的重心已由简单的一维层状假设理论转入更符合实际情况的复杂地质条件下的高分辨率2/3D磁共振成像研究;信号影响因素与机制的研究也更加深入、全面;特别是实际应用方面,正在由单纯的地下水探测向水文地质调查、地下水管理与污染监测、灾害水源的超前探测等多个领域拓展.随着磁共振测深技术的进一步发展与完善,它定将在更多领域更好地造福于人类.     

腾格里沙漠盐湖氯同位素地球化学特征

δ~(37)Cl值可以用来指示盐湖演化过程中卤水的蒸发浓缩程度、可能的补给来源和控制因素,本文对腾格里沙漠地区12个代表性盐湖卤水样品开展了氯同位素组成研究.结果表明,研究区内沙漠盐湖卤水的δ~(37)Cl值变化范围为-0.10‰~1.36‰,平均值为0.55‰;其中,硫酸钠亚型卤水的δ~(37)Cl值范围为-0.10‰~1.36‰(平均值为0.56‰),硫酸镁亚型卤水的δ~(37)Cl值范围为0.14‰~0.82‰(平均值为0.48‰).对比柴达木盆地现代盐湖分析数据,发现区内沙漠盐湖的δ~(37)Cl平均值明显大于柴达木盆地盐湖的δ~(37)Cl平均值,并且,硫酸钠亚型卤水δ~(37)Cl最高,硫酸镁亚型卤水次之,氯化物型卤水最小.基于不同盐湖地下水咸化程度以及盐湖卤水中δ~(37)Cl值与Br/Cl系数关系的研究,揭示了研究区东部和东北部盐湖可能受到第三系地层咸水的补给,而其他盐湖主要受蒸发浓缩作用影响.δ~(37)Cl值分布特征则显示,腾格里沙漠地区部分盐湖在形成过程中可能受到区域构造活动诱发的第三系深部水补给及水-岩作用等多重因素的影响.     

测井技术的应用及其在科学钻探研究中的意义

测井技术是从上世纪20年代发展起来,60年代渐趋成熟,现已被广泛应用于油田、煤田等地质勘探工作中.上世纪开始的DSDP(深海钻探)、ODP(大洋钻探)I、CDP(国际大陆科学钻探计划)、KTB(德国的大陆科学钻探计划)等项目采用测井曲线研究古环境、古气候,确定地层性质等方面取得了进展,极大的拓展了地球物理测井在地质上的应用范围,使测井技术由油气、煤炭测井的地层分析上升到测井地质的成因研究,也渗透到提取古气候信息的领域上.我们在柴达木盆地盐湖科学钻探工程中也采用了测井技术,旨在通过与岩芯多指标对比分析,探索应用其指示意义测井技术在石油、盐类资源普查及古环境研究中.