航空瞬变电磁TS150测量数据的校正分析

在航空电磁测量工作中发现,由于地面障碍物的存在以及气流的变化,吊舱离地的高度会发生起伏变化,同时伴随有吊舱姿态的变化,并产生干扰航电异常;据此航空瞬变电磁测量的原始数据需要进行高度校正和姿态校正,但目前引进的国外航空电磁测量系统未配有姿态测量设备。本文根据航空瞬变电磁理论分析吊舱的离地高度和姿态的变化对电磁响应影响的变化情况,通过2条测线数据的校正效果,证明高度校正和姿态校正的有效性及必要性,提出航空瞬变电磁测量系统加装吊舱姿态测量设备的建议。     

航空瞬变电磁数据一维Occam反演

分析了奥克姆(Occam)反演法的原理和计算方法,并将其应用于时间域航空电磁一维反演中,给出了一种简便的正则化参数搜索方法,对迭代过程进行了改进,大大提高了反演速度,5次迭代约20s。在反演初始模型中,电阻率数据由原始感应电动势数据通过自动迭代法转换而来,深度数据由初始电阻率计算得出。经算例表明,收敛过程中满足拟合差最小的拉格朗日乘子μ值随迭代次数增加而递减;反演过程非常稳定,一般5次迭代至10次迭代就能达到收敛,对低阻层的反演深度和电阻率值都接近真实值,但对高阻层的反演深度和电阻率值误差较大。     

航空瞬变电磁合成孔径成像算法关键技术研究

将等效导电平面快速算法与合成孔径相关叠加技术相结合,实现了航空瞬变电磁快速成像解释算法。为了进一步获得更好的成像效果与更优的分辨率,对合成孔径算法中的关键技术进行了研究。首先给出最佳孔径尺寸的求取方法,并通过多个模型进一步验证孔径尺寸对于成像效果的显著影响;接着利用大量数值模拟结果分析孔径大小与异常体埋深、围岩与异常体电阻率比值等因素之间的关系,总结规律利用数值拟合方法求取其函数表达式,并根据函数表达式直接确定最佳孔径尺寸的大小;最后,利用多个模型示例证实合成孔径成像方法能够有效圈定异常范围、提高横向与纵向的目标分辨率,并且该方法不受海量航空数据的影响,计算速度快、可用于实时成像。以上研究成果进一步提高了航空瞬变电磁法的解释精度,为丰富航空瞬变电磁解释方法、提高勘探效率提供了理论依据。     

半航空瞬变电磁一维聚焦反演研究

半航空瞬变电磁法(SATEM)是一种采用地面发射—空中接收的新兴地球物理勘探方法,具有灵活、高效的特点。目前应用于SATEM的反演方法往往基于最大平滑准则,使反演结果较平滑,无法较好地识别具体的层界面信息。本文将聚焦反演理论引入到半航空瞬变电磁一维反演中,通过选择合适的聚焦因子和正则化因子来确定聚焦反演稳定器,然后对包含聚焦反演稳定器反演目标函数进行求解,使得反演结果更能清晰识别层状地层突变的界面。设置多个层状地电模型验证聚焦反演的可靠性,同时与Occam反演结果进行对比,突出了聚焦反演识别界面的优势。对某地区地下水探测的实际数据进行聚焦反演计算,与水文地质资料、测井信息进行综合分析,查明了该区域地下含水层的位置及其空间展布情况,同时验证了半航空瞬变电磁对地下水探测的可行性。     

航空瞬变电磁数据背景场去除研究

与地面瞬变电磁法相比,航空瞬变电磁法受不同的噪声类型影响较大,如天电噪声、运动噪声等,并且背景场对数据的影响也是不可忽略的。由于背景场中含有一次场信息,使得背景场幅值远大于含有地质信息的二次场信号。为较清晰地获得地下电性结构,需找到可以高效去除背景场的方法。本文提出利用线性插值方法来对背景场问题进行研究。首先,获得前、后高空飞行的测线数据,经过叠加、平均计算得到叠加周期内相同采样时间道的响应值,然后,利用插值原理针对每个采样时间道建立一个插值函数,最后,根据飞行时间来计算工区每条测线上采集数据的背景场值,从而达到去除背景场的目的。实测数据背景场去除的算例表明,该方法可较好地去除背景场对二次场异常的掩盖,去除后可较清晰地判断异常出现的位置。时间域航空电磁数据预处理包含较多处理模块,该方法的提出为高效的数据处理奠定了基础。     

瞬变电磁法中的斜阶跃波效应及常规的几种校正方法分析

关断时间校正是瞬变电磁资料处理中的一个重要方面,针对常用的中心回线法,详细分析了瞬变场的斜阶跃波效应。斜阶跃波相对阶跃波高频迅速振荡衰减,斜阶跃波效应主要影响瞬变场的早期,表现为幅值较低,关断时间越长,影响越大。同时对常规的几种关断时间校正方法进行对比分析,结果表明:对于“全期”段数据校正宜选Eaton法,对“晚期”段数据可选Eaton法,也可选坐标移动法。在选用Fitterman法时要注意是否满足使用条件,坐标移动法的“晚期”条件,可根据实际地电参数,通过模拟实验来确定。     

半航空瞬变电磁法响应特征分析及反演方法研究

半航空瞬变电磁法(Semi-Airborne Transient Electromagnetic Method)是一种新兴物探方法,可以在地形复杂的区域进行大面积的地毯式勘探,具有良好的发展前景。本文基于半航空瞬变电磁的一维正演理论,对半航空瞬变电磁的实际生产中采集的E_x分量和V_z分量进行了模拟响应分析,指出了E_x分量和V_z分量具有分布简单、均匀的特点。接着对阻尼最小二乘反演算法进行改进,加上正则项约束,降低对模型的依赖,通过改进的阻尼最小二乘约束反演方法进行模拟测算,得出该方法能较为准确的反映出地下电阻率,且对高阻探测能力有一定程度的提高的结论。     

瞬变电磁法测量中地形改正方法探讨

瞬变电磁法在工程、水文及金属矿产勘探等方面正日益得到广泛的应用。在地形复杂地区,物探异常的准确定位不可避免地受地形因素的影响。笔者通过大量的工作实践,提出了用法线进行地形改正的方法。对重叠回线装置而言,法线是垂直于回线平面、并通过线框中心点的一条直线。通过专用软件换算出每个测点上的各道电位值所对应的视深度和视电阻率值,沿法线方向投影到作图面上,从而达到地形改正的目的。     

圆锥型场源瞬变电磁法试验研究

圆锥型场源是一种新型瞬变电磁发射装置,前期理论研究结果显示该装置具有诸多优点。为了进一步验证该装置的实际探测能力,制作了2种装置在地面和煤矿巷道两种环境下开展了试验研究。地面试验结合高密度电阻率法的探测成果,将圆锥型场源和多匝小回线的探测结果进行比较,结果显示,圆锥型场源对不同地层的电性特征刻画更为准确,识别出的1条断层与高密度电阻率成果更为吻合。矿井超前探测试验结果显示,圆锥型场源的低阻区划分更为精细,尤其在工作面方向显示出更强的低阻分辨能力,多匝小回线探测成果中存在1个低阻连通区,经圆锥型场源探测证实为2个不连通的低阻异常。此外,圆锥型场源的发射和接收线框形状和面积更为稳定,对提升瞬变电磁法工作效率和数据质量有较大的帮助。      

航空瞬变电磁法在阿奇山铅锌矿床的应用效果及找矿意义

正航空瞬变电磁法(简称航电)是近年来国际上普遍使用的一种多金属矿探测技术,该方法测量速度快、效率高、受地形影响小。随着我国矿产资源勘查难度的加大,新方法新技术的应用变得尤为重要。航空瞬变电磁法在黑龙江、内蒙、新疆等地试验性开展工作,获得较好找矿效果。新疆东天山成矿带是新疆最重要的成矿带地区之一,为了加快阿奇山-黑尖山一带多金属矿找矿步伐,该地区引入     

胶东北部大柳行金矿田成矿构造的广域电磁法勘查及对深部找矿的指示

大柳行金矿田位于胶东金矿集区三大成矿带之一的栖霞-蓬莱金矿带内,成矿构造研究一直是找矿工作的基础和前提。通过实施8条广域电磁测深剖面,进行一维反演和水平方向导数的求取,推断解释了大柳行金矿田的深部地质结构和断裂空间分布,并以此为基础分析了断裂控矿规律和找矿方向。在视电阻率剖面上,浅部出现大面积的低阻异常区,深部高阻异常较明显,水平方向一阶导数图显示NE—NNE向的带状视电阻率异常出现错断或扭折现象。推断解译表明,研究区浅表部主要为晚白垩世花岗岩,深部主要为早前寒武纪变质基底岩系,区内断裂构造非常发育。推断解译的虎路线断裂倾角较陡,断裂南段和北段延深约在-2000 m标高以上,中段延深至少可达-3000 m标高;NNE走向的4条主要控矿断裂倾角均较陡,并在标高-600 m左右和-1600 m左右均有明显变缓表现,断裂延深均超过-2000 m标高,最深处超过-3000 m;推断了5条NW向成矿后断裂,其中2条是新发现的断裂。综合分析认为,区内控矿断裂为虎路线断裂的次级断裂,而且前者可能是金成矿的导矿断裂;研究区南部4条主要控矿断裂2000~3000 m深度范围、虎路线断裂深部倾角波状变化部位和主要控矿断裂旁侧与其平行、等间距分布的小规模断裂、裂隙是今后找矿的重点方向。     

用广域电磁法勘查深层地热资源

使用广域电磁法勘查了江苏省仪征市捺山地区的深层地热资源,查明了工区的第一热水储层和第二热水储层,钻遇储层出水量大、温度高.勘查结果显示广域电磁法是一种高效的深层地热能资源地球物理勘查方法,具有深度大、分辨率高、野外数据采集快等优点,勘查深度超过1 500 m,是深层地热能资源勘查主要的地球物理勘查方法.     

胶东金矿成矿深度的构造校正测算及成矿预测

成矿深度测算对于矿床学理论研究和深部找矿都有重要意义。经典的成矿深度“压力/比重”计算方法,缺乏考虑构造应力在成矿过程中的影响。前人按照“压力/比重”的计算方法,提出胶东蚀变岩金矿是6 000~8 000 m深的元古宙成矿,石英脉型金矿是深度在3 000 m左右的中生代成矿,并据此建立了金矿垂直五层楼的分带模式。依据该模式指导的深部预测勘查效果不好。“成矿深度构造校正测算”是近几十年逐渐成长起来的一个新方法,即先减去“构造附加压力”后再进行成矿深度测算。本文介绍“成矿深度构造校正测算”的计算方法,指出其应用条件和预测意义。开展成矿深度构造校正测算需要以下条件:(1)确定成矿模式;(2)开展野外构造变形岩相测量;(3)测量岩石矿物应变,恢复成矿构造应力场,计算构造附加静水压力;(4)测算成矿深度。根据“成矿深度构造校正测算”方法已经获得胶东多个典型金矿成矿深度的测算结果:(1)夏甸金矿成矿深度为-1 979.51~-3 014.72 m;(2)焦家金矿成矿深度为-1 632.4~-2 331.6 m;(3)大尹格庄金矿成矿深度为-2 775.4~-4 164.5 m;(4)新城金矿成矿深度为-1 781.29~-2 750.0 m;(5)玲珑金矿成矿深度为-720.55~-3 454.97 m。根据以上典型金矿成矿深度的测算结果,本文认为胶东金矿属于深-1 000~-4 500 m的浅成热液剪切带型矿床,由此推断胶东典型金矿矿体主要部分仍然赋存在深部。按照“构造校正测算”方法得到的成矿深度,结合地质、物探和化探信息,预测金矿发育“深部第二富集带”,已经得到胶东金矿勘查工作的证实。     

强干扰矿区中广域电磁法与CSAMT探测效果对比

安徽某铜矿区由于电磁、人文干扰严重,传统的电磁法无法取得有效的数据,抗干扰能力较强的CSAMT法在该区检查点数据均方相对误差达到了53.6%,勘探效果较差。将广域电磁法应用到该矿区,取得了质量较高的数据,平均相对均方误差为5.6%。与相同剖面上的CSAMT法反演结果相比,广域电磁法的反演结果与地质资料吻合,深度误差小于10%,矿体的位置与钻孔信息相符。试验结果表明,广域电磁法具有较强的抗干扰能力,可用于强干扰矿区探测。     

Simulink在瞬变电磁场暂态过程分析中的应用

为了研究瞬变电磁场分布变化规律,在理论上推导了不同阻尼状态下的瞬变电磁暂态响应方程,并采用Simulink对瞬变电磁场暂态过程进行模拟仿真,设计开发了激励电流、发射回线、地质异常体、接收回线等效电路模块和互感关系模块;系统研究了电感、分布电容和电阻对发射和接收回线等效电路的影响。结果表明：发射回线的阻尼状态决定了瞬变电磁场激励波形特点,接收回线的阻尼状态则直接影响瞬变电磁场的衰减特征和观测质量。电路仿真结果对于抑制非地质因素的影响和指导瞬变电磁观测系统设计具有重要意义。     

电磁测深在鲁西地区绿岩带型金矿勘探中的应用

在山东省泰安市周家庄地区金矿勘探中进行电磁测量方法试验, 获得了高分辨率的电性剖面和较可靠的地质解释资料, 经钻探验证发现了隐伏金矿体。测量结果表明, 在岩层深部高电阻率背景下的低值电阻率异常带是寻找金矿化带的有利部位, 低阻异常带的空间展布范围揭示了金矿化带的延伸趋势。      

成矿构造物理化学场结构预测法及其应用——以山东河东金矿为例

以“构造－物性－物质组合控矿”理论为方法学基础,提出并讨论了隐伏矿体定位预测中的成矿构造物理化学结构预测方法,并以典型脉状金矿床为例,进行山东河东金矿成矿构造应力场结构,激电异常场结构,原生晕异常场结构,成矿构造物理化学场组合结构分析和矿区外围找矿靶区优选及深部隐伏矿体定位预测准则的实例剖析。     

广域电磁法在郑州地区深部地热资源勘查中的应用

应用广域电磁法对郑州地区深部寒武-奥陶系岩溶型热储进行探测研究,共布设了4条NNE向广域电磁测深剖面,获得了415个测深点。通过对广域电磁测深数据的处理、分析和反演,获得了研究区内4000 m以浅的二维电性结构模型。综合区域地质资料,地层由新到老依次划分为第四系-新近系、三叠系、二叠系-石炭系、奥陶系-寒武系、元古界。推断了新郑-太康断裂、大隗镇断裂、张庄断裂、推断断裂F4和李粮店断裂的位置、产状等信息。其中,新郑-太康断裂为新郑凸起与薛店-尉氏南次凹带的分界断裂,控制了三叠系沉积。基于地层和断裂分布特征,推断了7个深部寒武-奥陶系岩溶型热储的有利部位,认为位于新郑-太康断裂的DR1热储部位成热条件最好。     

线圈耦合距对坑道瞬变电磁场的影响与校正方法

目前,地面瞬变电磁法凭借其优势已被广泛用于煤矿水文地质勘查中,然而,在野外实际勘探中,复杂地形环境常导致发射源几何形状的改变与信号接收偏差,降低了勘探精度。为此,采用理论分析、数值模拟和实际地形数据分析相结合的方式,系统研究了复杂地形条件下电性源与磁性源瞬变电磁场的响应特征。首先,基于二阶后退欧拉离散的矢量有限元正演模拟技术,详细探讨了山峰和山谷地形位于接收点和发射源位置时,对两种源系统的影响规律。结果表明：电性源系统会出现响应变号现象,源导线位置高于周围地形时响应增强,反之则被削弱;而磁性源无变号现象,但响应变化规律与电性源类似。其次,利用实测地形数据,采用四面体网格建立与实际地形高度吻合的三维正演模型。模拟结果显示：早期响应曲线能够清晰反映地形细节,曲线形态与地形特征一致;而晚期响应则逐渐趋于平缓,体现了深部背景的影响。研究成果可为复杂地形条件下瞬变电磁法的勘探装置布设、数据采集、处理和解释提供理论指导,对提高煤矿水文地质勘探精度具有重要意义。

     

胶东焦家金矿带招贤金矿床的原位黄铁矿热电性特征及找矿指示意义

胶东金矿集区是中国最大的黄金产地,焦家金矿带是重要的成矿亚带之一,产出了一系列超大型、大型金矿床,资源量占整个胶东地区的1/4,招贤金矿床为焦家带深部的大型金矿床。对招贤金矿床深部成矿潜力的评价可为焦家金矿带乃至胶东地区的金矿床深部找矿预测提供科学依据。文章选取了招贤金矿床3个钻孔6个不同标高的矿石样品,进行了详细的矿物学、成矿元素以及黄铁矿热电性特征研究。通过扫描电镜及半定量成分分析,鉴别了银金矿是主要的金矿物,常以包体的形式赋存于黄铁矿中或其裂隙中。金矿床围岩蚀变分带明显,显示了较强的矿化作用,其矿物共生组合和多阶段的成矿特征与胶东其他超大型金矿床相似。通过Au等成矿元素分析,笔者认为Au及其相关性高的元素具有规律性的垂向变化特征,元素沉淀具有垂向间断性。利用原位黄铁矿热电性测试方法,精准测定了黄铁矿热电性参数,并通过热电系数离散程度、热电性导型、形成温度、延伸指数等计算分析,综合讨论了金矿床成矿潜力,认为招贤金矿床及焦家金成矿带的深部具有较好的找矿前景。