基于混合网格有限元的直流电阻率法三维正演研究

直流电阻率法因效率高、成本低等特点广泛应用于有色金属、煤田等矿产资源勘探和地质调查行业。但在井–地、地–井电阻率法勘探过程中,钻孔因素(井液电阻率和钻孔孔径)对不同探测模式下视电阻率响应的影响尚未明确,是否影响视电阻率资料的解释是值得探讨的一个问题。因此,提出采用混合网格有限元法实现直流电阻率三维正演。给出异常电位法满足的边值问题及有限元变分问题,应用三棱柱和四面体混合网格实现对计算区域的快速离散,并建立2种网格的线性插值基函数和单元系数矩阵;采用SSOR–PCG迭代算法求解异常电位满足的大型线性方程组,得到各观测点的响应。在保证计算精度的前提下,应用混合网格有效地离散钻孔地电模型,探讨钻孔因素对井–地、地–井观测方式视电阻率数据的影响特征。对于井–地观测方式:钻孔附近视电阻率受钻孔因素影响最大,严重影响视电阻率资料的合理解释,但随着测点收发距的增加,视电阻率响应逐渐趋于围岩电阻率;而且随着发射源深度的增加,钻孔对地表视电阻率响应的影响也逐渐减小。对于地–井观测方式:钻孔因素对浅部数据影响较大,对深部数据影响小,相比于井液电阻率,视电阻率响应更易受钻孔孔径的影响。直流电阻率法混合网格有限元三维正演算法的提出,对实际井–地、地–井电阻率法勘探具有理论指导意义,可结合钻孔信息进行正演模拟分析,选择合适的收发距,有效压制钻孔因素对实测资料的影响。      

井下瞬变电磁法在煤矿陷落柱探测中应用

潘三矿12318面在回采过程中发现一陷落柱,为查明其分布范围、赋水、导水情况,采用井下瞬变电磁法进行探测。基于矿井内切眼、风巷、机巷的位置,采用U型观测系统布设了三条测线。将不同方向视电阻率断面图进行对比,解释该陷落柱距风巷的垂直距离在70m左右。依据视电阻率断面图高阻值在面内延伸的形态,确定了该陷落柱的长轴方向及分布范围,并断定其无富水异常。经钻孔验证,与解释结果一致,表明瞬变电磁法应用于井下进行陷落柱探测具有较高的准确性。     

Detecting Active Faults in Quaternary Basalt Areas by the High - Density Electrical Method : An Example of the West Branch of the Fusong Section of Yalüjiang Fault Zone in Northeast China北大核心CSCD

覆盖区活动断裂探测往往需要选择合理的物探方法以确定断裂位置,高密度电法具有数据采集效率高、探测精度高等优点,已在覆盖区活动断裂探测中得到广泛应用。本文利用高密度电法在长白山玄武岩覆盖区进行断裂探测,对实测数据进行反演,分析了NE向鸭绿江断裂带抚松段西支断裂在松江河镇北东侧第二松花江畔的展布形态,同时,利用钻探对断裂探测结果加以验证。视电阻率剖面表明完整基岩主要呈现出高阻值,断裂破碎带由于含水丰富则呈现为低视电阻率异常值。而断层内较为破碎,且富含水,故在视电阻率剖面上呈现明显低阻异常,这些结果能够与钻孔揭露地层实物资料较好对应。钻孔的断层样品¹⁴C测年结果显示,西支断裂在松江河镇兴隆林场为晚更新世活动断裂。     

物探测井在柬埔寨水井施工中的应用

以《中国援助柬埔寨乡村供水项目》水井施工为例,介绍了综合物探测井在解释含水层的重要性;结果表明,自然伽马测井曲线均为正向偏移形成的异常、自然电位均为负异常,视电阻率的均表现为低阻异常,利用这三种曲线组合能很好的解释含水层。对于隔水层,三种曲线均表现为正异常,而与含水层对比有很好的极差响应。根据测井解释成果与地质水文资料结合分析,主要的含水层为基岩裂隙水为主,其次为第四系与基岩接触带,本文分别解释了具有代表性磅清扬省CACW-61钻孔和磅士卑省CACW-379钻孔,为后续水井成井提供科学依据。     

广域电磁法在上宫金矿集区的应用研究

上宫金矿集区位于豫西熊耳山地区,地处华北陆块南缘,区内发育多处构造蚀变型金矿床。结合区域地质、物探等资料,对上宫金矿集区采用了广域电磁法测量,对广域电磁数据进行了系统的数据处理与定量反演计算,并进行了综合地质解释,综合分析了广域电磁法对探测金矿的效果。根据反演剖面,推断区内存在中低视电阻率电性特征为新太古界太华群石板沟岩组片麻岩类,高视电阻率电性特征为中元古界熊耳群许山组安山岩类,中高视电阻率电性特征为元古宙闪长岩侵入岩体。依据视电阻率拟面图、反演剖面成果图及相关地质资料,推断划分了8条断裂构造带,2条构造蚀变带,其中F1、F5两条构造破碎带,延伸长度大,具有较好的深部找矿空间和潜力,在其深部圈定了2处成矿有利区。     

浅议测井曲线在松树头煤矿含水层解释中的应用

以松树头煤矿水文地质勘查为例,介绍了测井曲线在含水层解释中的应用。实例表明,自然伽马、自然电位和视电阻率三种曲线对含水层具有明显的异常反应,在含水层中,前二种曲线表现为负异常,后者表现为正异常;对于隔水层,前二种曲线则表现为正异常,而视电阻率表现为负异常。根据测井解释成果与钻孔消耗量、岩心及抽水试验资料相互印证,解释松树头煤矿ZK5-2钻孔368.30～406.42m段,从上到下依次为含水层、隔水层、含水层、隔水层四段。另外,从实例应用的三种曲线可知,视电阻率曲线对于岩石粒度及含水层具有明显的响应特征,极差高达117Ω.m。     

高密度电阻率法在隧道超前勘探中的应用效果分析--以韶关市芙蓉山隧道为例

本文阐述了高密度电阻率法的基本原理、仪器设备及其在韶关市芙蓉山隧道超前勘探中的应用。总结了工作区内构造破碎带、老硐及岩溶的视电阻率分布特征, 在此基础上解释出 7条构造破碎带、7个老硐与 3处岩溶。验证表明: 电测资料解释成果与钻探、开挖结果吻合很好。最后分析了该方法的特点及应用前景。     

深圳北西向断裂分布特征及其活动性研究

深圳地区断裂以北东向五华-深圳断裂带和北西向珠江口断裂带多条次级断裂相互切错的断裂空间分布特征为主,同时多组东西向断裂穿插其间组成复杂的"棋盘格子状"断裂系统。北东向和北西向断裂是现今活动的发震构造,自有地震记录以来在深圳市及其周边发生的多起微震事件表明北西向和北东向断裂活动仍在持续,尤其是近百年来珠江口断裂带发生的多起中强震更是佐证了这一观点。针对深圳南山区及周边北西向断裂的第四纪活动性研究,从露头区实地断层追索、断层特征的考察以及已有钻孔和地球物理资料收集等方法入手分析总结了深圳地区北西向主要断裂的分布特征和活动性:深圳地区北西向断裂在空间上控制了珠江口断陷,区域上切割北东向断裂,空间分布连续性较差;北西向断裂最新活动于晚、中更新世,部分断裂表现为老断裂新活动,最新活动时间存在明显分段特征。全新世以来活动性明显减弱,部分次级断裂属于弱活动或不活动断裂。      

京张地区延矾盆地北缘活动断裂带桑园镇隐伏段综合地球物理及钻孔地层剖面研究

京张高铁预选路线跨越延矾盆地北缘活动断裂隐伏段,隐伏活动断裂的产状、活动性对高铁设计、建设和运营具有直接影响。针对盆地隐伏活动断裂的复杂性特征,利用可控源音频大地电磁测深(CSAMT)、浅层地震、高密度电阻率综合地球物理探测,以及钻孔地层剖面记录等方法,分析延矾盆地北缘活动断裂隐伏段特征,结果表明:(1)延矾盆地北缘活动断裂隐伏段由两条次级断层组成(F2-1、F2-2),二者大致平行分布,走向N56°E,倾角为50～70°,平面上,与地表出露段共同呈右阶雁列分布;(2)F2-1次级断层可分辨上断点埋深约10 m,其晚更新世以来垂直滑动速率大约0.12 mm/a,应是重大工程建设重点设防对象,次级断裂F2-2可分辨上断点埋深约30 m,晚更新世以来活动性弱;(3)通过钻孔地层剖面记录与地球物理探测成果对比,CSAMT法与浅层地震勘探对基岩顶界面探测可靠有效,高密度电阻率法对于该地区浅部第四系松散堆积物探测效果显著,比较直观地反映出电性异常体的形态和规模,通过综合地球物理探测,能够做到优势互补,减少隐伏活动断层解译的不确定性。     

地震多属性反演预测煤层顶底板富水性

根据地震多属性反演预测煤层顶底板富水性的原理,在重点分析岩石高孔隙度变化特征及分布范围的同时,参考岩石波阻抗、视声波速度及岩石视电阻率的变化特征,在强富水区域遵照三低一高的解释原则(岩石的波阻抗减小、视速度减小、视电阻率减小、视孔隙度增大),以10煤层为例进行煤层顶底板富水性强弱的划分,同j时对陷落柱富水性进行了定性解释:1勘探区南部断层F2发育的边界部位、西部边界至井底车场、北部边界属富水性较强区域;2在陷落柱发育部位、研究区东北部边界属富水性中等区域;3研究区中部属岩石弱富水性区域。     

综合物探方法在广西柳州隐伏断裂探测中的应用

据野外地震地质调查研究,柳州市柳北区存在多条隐伏断裂带,这些断裂带的具体位置尚未确定,这对柳北区的建设发展存在极大隐患。为此,在地质调查的基础上,本文采用高密度电法和地震映像综合方法来探测柳北区隐伏断裂带的具体位置,通过钻探验证和地质调查研究,确定了隐伏断裂带的具体位置,为柳州市柳北区的建设发展提供安全保障。     

高密度电阻率法与CSAMT法在江西会昌县坝背地热勘查中的综合探测

地热资源是一种绿色低碳、极具竞争力的可再生能源。江西省会昌县坝背地区断裂构造密集,地热异常广泛发育。为了查明勘查区各断裂构造的产状、规模及深部变化特征,为寻找地热水钻孔布置提供依据,项目组首先在已知温泉位置布置3条高密度试验测线,接着在已知温泉位置以南布置4条高密度测线,然后在高密度电阻率法资料初步解释成果的基础上再施工可控源音频大地电磁测深法（CSAMT）,得出其中两条深大断裂是温泉主要的导水导热构造、断裂深切至基底界面、基底界面起伏明显的结论。同时圈定了4个低阻异常区,其中低阻异常范围最大的区域长约1000 m,宽约240 m,高约200 m,是含水最为有利区域,亦是寻找地热水的直接依据,建议在其正上方布设钻孔进行验证,孔深约800 m,满足深大断裂和基底对低阻区的深度控制。     

利用可控源音频大地电磁法勘探富水陷落柱

河北某矿区内水文地质条件复杂,含水层多,富水性强,断层裂隙发育,电阻率与岩性、构造相关性强。在可控源音频大地电磁法施工中采用赤道偶极装置,利用PHOENIX公司的V6-A电磁测深仪,测量Ex和Hy,经对采集的原始数据进行剔值、去噪、滤波、校正处理,及反演成像,得到了每条测线反演的电阻率数据,并绘制出各其电阻率反演断面图。解释结果经矿方打钻验证,物探资料可靠。     

高密度电法在信阳市燃气混气站场地隐伏断裂探测中的应用

叙述了高密度电法在河南省信阳市燃气混气站场地隐伏断裂探测中的应用，介绍了高密度电法电极排列、数据测量、数据反演处理等的基本原理及其对第四系覆盖层的探测，断裂分布规模情况的确定。钻孔结果对高密度电法揭示的隐伏断裂进行了验证，表明高密度电法工作的有效性。     

南海东北陆坡断裂特征及其对盆地演化的控制作用

南海东北陆坡断裂发育,主要有北东、北西、近南北和近东西向的4组断裂,按性质分则有张性、压性和走滑等。主干基底断裂有F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8、F9、F10等,这些断裂规模较大并决定了珠江口盆地白云凹陷、尖峰北盆地、笔架盆地和台西南盆地发育和演化。受主干断裂的控制,尖峰北盆地经历了断陷、坳陷、区域沉降3期演化,发育两套构造层;而笔架盆地则经历了渐新世断陷、渐新世末—中中新世坳陷和晚中新世—全新世构造反转3期演化,发育两套构造层。     

Delineation of contamination plume around oxidation sewage-ponds in Southwestern Nigeria

Integrated surface electrical resistivity and electromagnetic (EM) surveys were conducted in a hard-rock terrain of Southwestern Nigeria in the vicinity of active oxidation sewage treatment ponds. The aim was to detect soil contamination due to the spread of sewage effluent, locate possible leachate plumes and conductive lithologic layers, and access the risk of groundwater pollution in the vicinity of the sewage-ponds. Dipole–dipole resistivity profiling and very low frequency (VLF) data were acquired at 10-m intervals along five 200-m long east-west geophysical traverses. Resistivity sections obtained revealed four subsurface geologic layers comprised of lateritic clay, clayey sand/sand, weathered/fractured bedrock, and competent bedrock. A distinct low resistivity zone corresponding to the contamination plume (labeled B) was delineated from all the resistivity sections. This low zone extends into the weathered bedrock and possibly suggests contamination of this layer. The filtered real component of the processed VLF data detected three distinct anomaly zones that are representative of fractured zones filled with conductive fluids and/or lithologic boundaries that possibly serve as conduits for the movement of contaminated effluents. The results obtained from the two methods suggest possible contamination of the subsurface soil layers and groundwater in the vicinity of the sewage-ponds. The existence of this contaminated plume poses a serious threat to the ecosystem and health of the people living in the vicinity of the sewage-ponds.     

电成像与浅层地震联合在浅覆盖区隐伏断层探测中的应用

为了避免单一物探方法在地质反演解释中存在的多解性弊端,本文介绍了以电成像法为主、浅层地震反射波法为辅的综合物探方法对隐伏断层进行探测的应用实例,首先,通过电成像法查找断层破碎带的位置走向,然后利用浅层地震反射波法精确查明断层的产状、性质、位置及断距等地质参数,并对两种方法的探测成果进行综合对比分析,推断该隐伏断层为走向近东西向,倾向近南北向的正断层,断层落差约4.2m,其上断点埋深约17.9m。经钻孔验证表明,电成像与浅层地震联合方法在浅覆盖区隐伏断层探测中具有精确、可靠、经济的优势,该方法具有较强的应用价值。     

Logging Data High-Resolution Sequence Stratigraphy

INTRODUCTIONOutcrop,core ,and logging data sequence stra-tigraphy began in the early 1980s . The developmentis founded on the use of petrogeological informationto verify seismic sequence stratigraphy (Van Wagon-er et al .,1990 ,1988 ; Posamentier and Vail ,1988 ;Vail , 1987) . Research has continued to progress ,and outcrop, core , and logging data have advancedresearch methods in sequence stratigraphy . Thisstudy presents“logging data high-resolution sequencestratigraphy”, whichis ba…     

On the problem of destructive Iranian earthquakes and their causative faults

This article is devoted to evaluating destructive earthquakes (magnitude >6) of Iran and determining properties of their source parameters. First of all, a database of documented earthquakes has been prepared via reliable references and causative faults of each event have been determined. Then, geometric parameters of each fault have been presented completely. Critical parameters such as Maximum Credible Rupture, MCR, and Maximum Credible Earthquake, MCE, have been compiled based on the geometrical parameters of the earthquake faults. The calculated parameters have been compared to the maximum earthquake and the surface rupture which have been recorded for the earthquake faults. Also, the distance between the epicenter of documented earthquake events and their causative faults has been calculated (the distance was less than 20 km for 90% of the data). Then, the distance between destructive earthquakes (with the magnitude more than 6) and the nearest active fault has been calculated. If the estimated distance is less than 20 km and the mechanism of the active fault and the event are reported the same, the active fault will be introduced as a probable causative fault of that earthquake. In the process, all of the available geological, tectonic, seismotectonic maps, aerial geophysical data as well as remote sensing images have been evaluated. Based on the quality and importance of earthquake data, the events have been classified into three categories: (1) the earthquakes which have their causative faults documented, (2) the events with magnitude higher than 7, and (3) the events with the magnitude between 6 and 7. For each category, related maps and tables have been compiled and presented. Some important faults and events have been also described throughout the paper. As mentioned in this paper, these faults are likely to be in high seismic regions with potential for large-magnitude events as they are long, deep and bound sectors of the margins characterized by different deformation and coupling rates on the plate interface.