广东韶关某地找矿的多种地球物理方法综合应用

综合地球物理方法可以发挥各种勘探方法的优势,补充单一方法的不足,并且对于单一方法无法解释的异常给出新的理论支持.依据地质资料,位于广东省韶关始兴良源矿区成矿母岩主要为黑云母花岗岩,以及黑云母花岗岩蚀变后形成的白云母花岗岩或云英岩化花岗岩.母岩在电性上均体现为高电阻率;另一方面,高电阻率的花岗岩一般具有低磁性的特征,而围...     

开发地球物理——辽河油田开发与地球物理结合实践

开发地球物理（Exploitation Geophysics）是在油气田开发阶段应用的地球物理理论方法技术.中国科学院地质与地球物理研究所油气资源研究重点实验室与辽河油田合作,在辽河油田开发过程中应用地球物理技术取得了初步成果.实践表明,油田开发与地球物理相结合,能够产生显著效果.希望地球物理家能够和油田专家深入合作,把油气田开发阶段工作做的更好,为我国油气资源开发提供技术保障.     

工程地球物理方法技术研究现状综述

从工程地球物理的方法技术角度，结合相应的地球物理理论，综述了工程地球物理方法在各种工程领域的应用现状和发展，并具体讨论了各领域中存在的问题。     

无线电磁法(WEM)在地球物理勘探中的初步应用

无线电磁法(WEM)是上世纪90年代发展起来的一种新的人工源电磁探测技术,它通过一个固定大功率发射台发射0.1~300 Hz超低频/极低频电磁信号来探测地下地质结构.国内对WEM法的应用已做了大量的理论和实际试验工作,例如,大功率发射台辐射的电磁场计算,不同距离电磁信号发射接收试验,油田深部结构探测试验等.从试验的结果看,WEM法在提高电磁测深数据质量上具有很大的优势.     

地球物理联合反演研究的现状与趋势分析

本文从回顾和分析地球物理联合反演的必要性、分类方式,以及基本原理入手,通过分析和总结前人的研究思路,讨论了联合反演研究和应用中的关键性问题,归纳出联合反演研究的三个基本环节,即模型参数化、目标函数构造和反演算法选择,并对其加以讨论, 同时指出非线性联合反演方法和模型参数化研究将成为未来联合反演研究的主流和热点.     

地球物理研究的国际动态

1卫星低频电磁辐射效应的研究 自从20世纪70-80年代利用卫星进行地球固有磁场测量以来,全球地磁场及其变化的测量中断了20余年时间.直到1999年2月丹麦航天局发射了奥尔斯太特2号卫星,又掀起地球磁场重力场测量热潮,推动了国际地球位场研究10年的活动(1998-2008年).     

铁矿采空区的地球物理探测

由于铁矿采空区围岩导电,给采空区的有效识别造成一定的困难.本文根据瞬变电磁的电磁场理论和磁法勘探原理,对铁矿采空区的综合地球物理特征进行研究,结合测区内铁矿采空区的特点,给出铁矿采空区的评判原则,认为充水后的铁矿采空区的瞬变电磁响应会表现为低电阻值特性,同时,磁异常特性会表现为高磁背景下的相对低磁响应.使用V8电法仪对...     

面向对象技术在地球物理电磁成像可视化中的应用

面向对象技术作为一门新兴、热门的程序设计技术,当前被广泛应用到大规模数值分析、各种复杂可视化研究等领域.面向对象技术包含的类型继承、函数重载机制、虚函数多态机制成为设计完整、良好的电磁成像系统非常有利的因素.电磁成像系统需要大量的功能单元,数据的可视化需要功能完整的成像功能,这些需要都可以由面向对象技术中的对象得以表示、完成.另一方面,电磁成像系统的可视化优良性决定了地球物理电磁勘探结果的正确性,因此,十分有必要设计良好的电磁可视化系统.基于上述目的,本文基于面向对象技术,采用C++语言讨论了设计地球物理电磁成像系统可视化的方法结构,阐述了成像系统可视化设计中涉及的重要内容,并简述本文设计的可视化系统的应用.     

地面电磁探测系统(SEP)研究

近年来,大地电磁法作为深部找矿与地球电性探测的感应类电法有了迅猛的发展,国内电磁法仪器基本上都是美、加、德三国地球物理公司所生产,中国已进口了几百套这些设备.随着中国国力的增强,地面电磁探测系统的自主研制被提到议事日程.从2010年开始,中国科学院地质与地球物理研究所牵头,联合中科院院内及高校等单位在国土资源部探测技术与实验研究专项(SinoProbe)中承担了《地面电磁探测(SEP)系统研制》项目的研究,目前已取得阶段性成果.本文详尽地论述了大地电磁法仪器发展现状、系统研究目标和总体设计,SEP发射系统、感应式磁传感器、分布式电磁数据采集系统、3D EM数据正反演成像软件和可视化数据管理软件、SEP系统集成和野外测试结果,最后对地面电磁探测系统研究进行了讨论、总结和展望.     

大同台地球物理台网观测数据跟踪分析

大同中心地震台地球物理台网观测数据跟踪分析自2014年1月1日以来,已累计产出分析条目约千条.通过对常见的典型干扰事件进行分类梳理,能够直观了解影响该观测数据质量的主要因素,也可为仪器更新改造、备机备件购置、观测数据异常核实及观测环境改造提供参考依据.     

Observational results of electromagnetic radiation caused by explosion of small dimension rocks in field experiments

ＯｂｓｅｒｖａｔｉｏｎａｌｒｅｓｕｌｔｓｏｆｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｒａｄｉａｔｉｏｎｃａｕｓｅｄｂｙｅｘｐｌｏｓｉｏｎｏｆｓｍａｌｄｉｍｅｎｓｉｏｎｒｏｃｋｓｉｎｆｉｅｌｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓＡＮＺＨＯＮＧＪＩＮ１）（金安忠）ＱＩＡＮ...     

从瞬变电磁测深数据到平面电磁波场数据的等效转换

中心回线源装置的瞬变电磁场是一种涡流场,在地下主要以扩散形式传播.平面电磁波在地下介质中传播时具有反射、折射等电磁学特性,为了借鉴平面电磁波场测深成熟的解释方法,文中开展了从瞬变电磁涡流场测深数据到平面波场数据的快速等效转换的研究.通过大量的理论模型的正演计算、曲线对比,误差统计,对瞬变电磁场、平面波场在地下传播机制特性的分析,建立了一种由瞬变电磁测深视电阻率数据向平面波场测深视电阻率数据转换的时间-频率等效对应关系.利用这一关系式,把扩散场数据快速转换成等效平面波场测深数据. 为进一步进行瞬变电磁拟平面波成像解释打下理论基础.     

地球物理学中的电磁场正演与反演

本文在近年来众多的地球物理研究者的研究基础上,总结了当前地电磁模型正反演已有成果,定量分析了各种主要正反演的性能测试,指出不同正反演法的优点、缺点以及应用范围局限,提出了各种方法的发展趋势以及当前计算地球物理领域的核心内容,指出了计算地球物理领域的数值模拟发展方向.     

瞬变电磁场资料的联合时-频分析解释

本文充分利用瞬变电磁（TEM）信号包含的信息,采用联合时-频分析方法解释了TEM资料。文章选取了Wigner-Ville分布和Gabor展开的联合时-频分布（或表示）,将一维时间域信号拓展到时-频二维平面上,不仅将不同地电断面的响应成功地分开来,而且所显示的信号特征与地层电性结构之间有着明确的物理意义,从时间和频率两个方面同时描述了瞬变涡流场在地层中的激发和衰减的过程。利用时间窗数据和频率窗数据所进行的联合时-频反演,缩小了拟合差,提高了定量解释精度。     

喜马拉雅西构造结区深部地球物理场特征剖析

本文基于喜马拉雅西构造结地带区的重力场、电磁波场和地震波场特征,从不同学科的角度对喜马拉雅西构造结区深部地球物理场做了分析.不同学科的研究成果表明,西构造结区不仅存在着令人瞩目的中、深源地震,而且其重力场、电磁波场和壳、幔地震速度结构存在着高度的非均匀性.这不仅表明其在不同演化阶段和不同物质组成先后参与了岛弧与大陆、大陆与大陆碰撞的造山过程及其导致的横向结构特征的显著差异上,同时也反映出这种复杂过程在对深层演化进程所带来的影响,故导致了西构造结区的形成和长期演化的复杂过程.显然西构造区的介质属性、构造格局和深层过程均制约着、并强烈影响着高原西北缘及其西部的深、浅构造组构和运动学与动力学响应.故在青藏高原的动力学模型构建中占有着重要地位.由于西构造结区深部结构和动力学研究工作尚少,而又因自然条件和政治环境的制约,故该区深部物质与能量的交换和其物理-力学过程等核心问题尚有待于加强研究和探索.     

交流高压输电线工频电磁场精确计算与特性分析

交流输电线产生的工频电磁场及其谐波成分一方面会对传统电磁法的观测信号造成极大干扰, 另一方面也可将其利用进行大地电性结构探测.电力行业以及传统地球物理领域在计算输电线工频电磁场时都存在诸多近似和假设, 计算精度较低.本文同时考虑输电线实际排列形式和大地电导率, 给出了输电线工频电磁场的准确计算方式, 并对其特性进行分析.结果表明, 实际输电线产生的电磁场与传统上基于单条无限长导线获得的结果并不一致, 各相线空间位置会导致叠加后的电磁场在多处存在变号现象, 使得电磁场随距离增大并不是光滑衰减, 且实际输电线产生的电磁场随距离增大整体上衰减的速度更快, 但在几千米范围内其强度仍不可忽略.本文提出的特定输电线系统产生的工频电磁场计算方法对规避或利用该电磁场都具有重要意义.

     

瞬变电磁横磁场响应特征与探测能力分析

瞬变电磁法是重建地下电阻率等电性结构的重要方法.传统磁性源和电性源瞬变电磁法主要观测横电极化场,横电极化场仅对良导目标敏感,对高阻目标的分辨能力有限.横磁极化场对高阻目标具有较强的分辨能力,但未得到有效利用.双线源瞬变电磁法可以增强观测电场中横磁极化场的占比,但对该方法的响应特征和分辨能力缺乏系统性的研究.为此,本文以双线源为例开展瞬变电磁横磁场响应特征与分辨能力分析.双线源瞬变电磁水平电场的响应强度要小于传统接地导线源,在发射源的中垂线上,层状大地模型的响应为零,观测的水平电场响应只能由地下的三维目标体产生.分别提取双线源和传统接地导线源激发电磁场中的横磁场和横电场,双线源瞬变电磁场中的横磁场占比要大于传统接地导线源,特别是在中晚期,横磁场远大于横电场,横磁场占比得到明显增强.通过均方根差和三维数值模拟的计算,双线源瞬变电磁水平电场显示出相较于传统接地导线源更强的高阻目标分辨能力,特别是在赤道向,水平电场对高阻目标分辨能力的增强效果更加明显.

     

基于BSWT-DDTFA方法的地球天然脉冲电磁场震前信号时频分析研究

地球天然脉冲电磁场（ENPEMF）信号,可理解为地球天然变化磁场的瞬间扰动,携带了大量有用的地质构造及其动力学信息.研究ENPEMF信号所蕴含的时间-频率联合分布特点,有利于深入了解目标对象的地球物理现象及其地质动力学原理.本文针对ENPEMF信号的非平稳特点,在数据驱动时频分析方法（DDTFA）的基础上提出了基于二值化同步压缩小波变换的改进算法（BSWT-DDTFA）.该算法可以实现数据驱动初始相位自动赋值的功能,具有自适应性.实验仿真和实际数据均证明了该改进算法不仅能够得到较为精确的频率曲线和更加清晰的时频分布,而且具有较强的抗噪声能力.以2013年芦山M_S7.0地震为例,利用BSWT-DDTFA方法提取ENPEMF信号的时频特性,结果表明ENPEMF信号的时间-频率-幅度分布在震前有明显的异常特征.

     

均匀半空间瞬变电磁场直接时域响应数值分析

近源时域电磁场具有信号强、探测深度大和精度高等优点,但传统瞬变电磁场理论中偶极子近似在近源区会引起较大误差,推导瞬变电磁场直接时域解析式是解决这一问题的关键.本文在点电荷微元假设下通过时域格林函数,采用分离变量等方法推导出了上半空间一次有源波动场和反射波的时域解析式和下半空间二次无源波动场的时域解析式,结合均匀半空间瞬变电磁场的边界条件给出了均匀半空间瞬变电磁场的直接时域解析式,进而利用第一型曲线积分,通过沿回线源叠加推导出圆回线源在瞬变电磁场中的直接时域解析式.然后在半空间表面上,与传统的电偶极源假设下的表达式作了比较.数值结果表明两者在远源区的计算结果相差甚微,而近源区则存在很大误差.本文利用真正点元（点电荷）严密推导给出的均匀半空间表面上瞬变电磁场的直接时域解析式适用于全场区探测,克服了偶极子假设下只适用远场区的不足,为瞬变电磁法的进一步发展和实际勘探提供了新的理论基础.

     

水平n层导电介质中时谐垂直电偶极子的电磁场

对于包含n层线性、均匀、各向同性的水平成层导电介质,本文应用汉克尔变换及其逆变换推导求得了位于顶层导电媒质中的时谐垂直电偶极子在该层产生的电磁场的表达通式．通过这些表达式能够很方便地求得包含任意多层导体半空间中的电磁场．文中最后计算了导电半体空间和二层导电介质中时谐垂直电偶极子产生的电磁场,验正了本文所得结果的正确性。