基于地震反演方法的奥陶系顶部含隔水层探测

在山西阳泉泊里矿区,太原组K₂灰岩是15号煤层上部主要的含水层,查明其富水分布特征对上下组煤层安全开采至关重要。为了准确得到K₂灰岩的富水分布区域,首先,利用常规的波阻抗反演获取精确的K₂灰岩空间展布特征。然后,结合皮尔逊相关系数法与交叉验证−逐步回归法优选出9种地震属性,构成网络的训练数据。此外,引入适合于时序数据处理且能够捕捉测井曲线前后相关性的长短期记忆神经网络(LSTM),构建智能化、多变量LSTM视电阻率预测模型,以精确地预测研究区视电阻率进而得到地层富水性分布特征。同时,分别利用常规多属性回归算法与多变量LSTM模型在井点位置建立电阻率测井曲线与地震属性井旁道之间的映射关系。最后,将井点处训练好的网络模型推广至无井区得到全区视电阻率体,根据视电阻率值的高低、矿区地质构造与陷落柱发育情况圈定灰岩富水区。实际数据的测试结果表明：与常规多属性回归算法相比,多变量LSTM模型预测误差小,与测井相关系数高,说明多变量LSTM模型可以更加精确地预测出工区视电阻率,在含煤地层的富水性预测中有较好的应用价值。\t\t\t\t

     

高密度电法在广西大石山区三种不同岩性地层的找水应用

广西大石山区、抗旱找水及贫困地区精准扶贫等找水打井工程项目,主要找水地层岩性为纯碳酸盐岩、碳酸盐岩夹碎屑岩、碎屑岩。通过3个实例总结了高密度电法在这三种典型地层中找水的数据分析方法及应用：纯碳酸盐岩区,岩溶相对较发育且连通性较好,含水层实测为大范围似层状低阻异常;碳酸盐岩夹碎屑岩区,地下电性结构随着碎屑岩沿测线分布范围的无规律变化,依据电阻率特征很难准确区分碳酸盐岩、碎屑岩及低阻含水层,应结合其他电性参数如极化率异常综合分析,排除无效异常;碎屑岩区岩性单一,电性特征与地层岩性基本一致,含水异常应主要追踪断层、裂隙等含水构造。异常推断解释,先数据反演定性了解测区电性结构,在视电阻率断面呈“U”、“V”型异常初步确定位置,最后将电测深曲线为“H”、“A”、“KH”、“HA”等类型的低阻异常测点排除低阻岩组干扰后推断为地下水有利异常测点,为设计井位、井深提供依据。通过实例对比,钻探异常深度比测深极距定量解释深度最大约浅10%,故设计井深宜定在测深曲线异常最低点的定量解释深度即可,含水层以下多余的井深可作为沉砂段使用,有利于成井的成本控制。这些数据分析方法和经验的成功应用,可为今后广西开展高密...     

常规直流电法在黄河水库南屯地质灾害评价中的应用

黄河水库南屯进行勘查的主要目的就是通过物探方法初步查明地下溶洞存在的情况以及区内的地质概况,为该区地质灾害的评价提供必要的参考依据。通过多种物探方法实验,发现激电中梯、激电联剖及视电阻率测深效果相对较好。由于区内地下水较发育,而且已知塌陷部位都不同程度的含水,水导电性能好.。因此,在地表观测时呈现视电阻率低阻趋势。当溶洞中没有地下水存在时,视电阻率呈现高阻异常。这样就可以通过视电阻率的反映来发现地下溶洞。     

大地电磁资料处理中有效视电阻率的利用

有效视电阻率与大地电磁响应阻抗张量矩阵的模相对应,是坐标旋转不变量,在一维条件时有效视电阻率等于常规视电阻率ρα,在二维条件时等于ρTE和ρTM的几何平均,具有降维特征。因静态效应不影响有效视电阻率的曲线形态,所以可用平移法进行静校正,由于与旋转轴无关,对有效视电阻率进行二维反演可避免因极化模式判别不准确而带禾的反演结果偏差。经系统的讨论,认为在大地电磁测深资料处理解释中,可充分利用有效视电阻率发挥作用。     

直流电测深法优化组合在河西走廊山前戈壁区的找水效果

不同水文地质条件下地下水的分布规律对各种物探勘查方法可能存在不同的地球物理响应。经对水文物探方法的试验研究,在山前戈壁不均匀含水区寻找可采第四系地下水,采用井旁测深试验、垂向电阻率测深扫面、激电测深详查和水文电测井等方法的直流电测深法优化组合勘查,取得了找水效果新的突破。研究结果表明:电阻率测深参数视电阻率(ρs)、激电测深参数极化率(ηs)、衰减时(St)、综合参数(Z)等的变化,与地层岩性结构、地下水矿化度高低及含水地质构造的分布相关;激电测深参数与地下水富水程度关系更为密切。     

利用电测井方法确定含水层及相互间补给关系

利用井液与地层水之间存在的电阻率差,采用人工盐化井液,测量其井液电阻率值的变化,以了解地下水的运动情况,进而划分含水层位置及其水力联系。实际操作中以盐化后井液电阻率为清孔后地层水电阻率的1/10为测量起点,并以一定时间间隔测绘电阻率曲线。根据电阻率测井曲线的变化形态,对一个含水层与二个含水层的位置进行了解释,并推断其含水层位的渗透性及补给关系。     

太行山北段岩溶裂隙水的富水性及其电性特征

为揭示太行山北段岩溶裂隙水富水性分布规律,采用电阻率、极化率、半衰时和偏离度分析不同含水层介质结构、不同含水岩组和不同地下水系统岩溶裂隙水与电性参数的关系,探讨研究区岩溶裂隙水富水性的影响因素及其电性响应特征。结果表明：含水层介质结构按照溶蚀孔洞型→断层型→褶皱型→岩体阻水型的排列顺序,半衰时值分布范围依次降低,而偏离度值分布范围依次升高;四种电性参数对奥陶系含水岩组、蓟县系含水岩组具有较强的分辨能力;极化率、半衰时和偏离度难以识别拒马河、界河－唐河以及瀑河－漕河三种岩溶裂隙地下水系统类型;奥陶系含水岩组的富水性优于蓟县系含水岩组;就含水层介质结构而言,溶蚀孔洞型富水性最佳,断层型和褶皱型次之,岩体阻水型富水性最差。     

郑州市城区地热地球物理特征

地球物理勘探是地下水勘查的重要手段,通过分析郑州市城区地热地球物理特征,为开发利用本区域的地热资源提供地质资料依据。郑州市区激电测深勘探范围内,浅部100 m以上地层视电阻率和极化率比较高,是第四系含水砂层和砂砾石层的反映。新近系地层视电阻率和极化率较低,含水性不均。三叠系顶板埋深由西、南向东北逐渐增大,南阳路以西,火车站、郑汴路以南,三叠系顶板埋深600～900 m,南阳路以东,火车站、郑汴路以北,三叠系顶板埋深大于1 000 m,北环路以北大于1 200 m。即郑州市区京广铁路以东,郑汴路以北地区三叠系顶板埋深大,新近系深部含水层储水性能较好。     

测井与地震资料联合反演预测K2灰岩及其含水性

阳煤五矿主要可采煤层15号煤层顶板发育的K₂灰岩不是良好的地震波反射界面,常规地震剖面很难连续追踪。测井曲线上的K₂灰岩表现为高密度和高视电阻率异常,采用密度与视电阻率两种测井曲线融合生成拟密度曲线,基于模型反演得到地层岩性数据体,从而识别灰岩的赋存形态与厚度;采用概率神经网络反演的方法,优选出9种地震属性,构成神经网络训练样本,对灰岩的孔隙度和视电阻率进行神经网络反演,预测灰岩的富水性。     

时域激电单极～偶极测深数据转换为施伦贝格尔测深数据及其二维反演

这里简述并图示了单极～偶极和对称四极装置测深原理及野外布极方式。根据单极～偶极装置视电阻率与施伦贝格尔装置视电阻率存在的内在关系,以及"等效电阻率法",给出了施伦贝格尔装置视极化率与单极～偶极装置视极化率的数学式,即时域激电单极～偶极装置测得的电性参数数据,可以转换为施伦贝格尔装置电性参数的数据,并对这两种测深装置视电阻率、视充电率分别进行二维反演、成图及对比,结合测区简单的地质特征,显示出两种装置测深具有相同的地质勘探效果。     

视电阻率及其差分曲线在找水中的应用

视电阻率差分曲线具有比视电阻率曲线更高的分辨率。根据渭北工区含水层的视电阻率及其差分曲线特征,采用小极距直流电阻离测深方法,在该区进行地下水探测,取得了较好的效果。     

和村-孙庄盆地富锶矿泉水赋存地质条件

和村-孙庄盆地锶矿泉水属低钠低矿化度含锶重碳酸钙镁型中性低温矿泉水。通过对盆地构造、岩溶发育、地下水动态等特征的分析与研究认为,奥陶系中统峰峰组二、三段岩溶裂隙含水层为盆地内的主要富锶矿泉水地层,锶元素来源于碳酸盐和岩浆岩,矿泉水中氚浓度（33．86±3．44TU）含量表明,该矿泉水形成年龄为10～20a,具有远源补给、深层循环特征。     

辽河三角洲地区地下水动态监测研究

辽河三角洲处于陆地和海洋的结合部,蕴含丰富的资源,具有十分重要的战略地位。项目通过三年的时间,查明了辽河三角洲地区主要含水层结构:第四系含水层系统(Q)、明化镇组含水层系统(Nm)、馆陶组含水层系统(Ng)。通过设立动态监测网,建立、完善地下水动态监测体系,实现地下水位和水质的实时监测;地下水水位动态:第四系松散岩类孔隙水较为稳定,水位动态变化不大;上新近系明化镇组和馆陶组地下水,受人类活动影响较大,由于多年连续大量开采,地下水位逐年下降,已形成了2个区域性地下水降落漏斗。地下水水质动态:第四系上更新统(Q3)浅层水Cl-、SO42-、Na+及矿化度持续升高,高矿化度水分布面积扩大,水化学类型复杂化,氯化物型和钠型水分布面积增大,向周边扩散;明化镇组和馆陶组地下水,水质优良,变化不大。针对地下水超采,注重水资源合理配置,适当减少新近系地下水资源的开采,充分利用地表水资源的对策。     

激发极化法在东溪金矿接替资源勘查中的应用

东溪金矿是北淮阳构造带东段最早被发现、最早被开采的金矿,因矿石缺乏硫化物,激电测量是否有效曾有争议.通过电阻率测量,辅以极化率测量,发现这些常用的物探技术在贫硫化物的东溪-南关岭金矿接替资源勘查中有效,视电阻率异常指示含金石英(碳酸盐)脉,视极化率异常可能暗示与成矿有关的脉岩及断裂构造.激电测量为探求控矿构造,尤其为实施钻探工程提供了强有力证据.     

内蒙古蓬勃山地区金矿地质特征及找矿地球物理标志

蓬勃山地区位于内蒙古自治区额济纳旗北西部,处于北山成矿带东段。石炭系绿条山组与白山组为主要赋矿地层,金矿化类型为石英脉型,石英脉产出受断裂构造控制。工作组对蓬勃山地区1、2号测区展开激电中梯测量工作,发现数条规模较大的高阻异常带,暗示着其下隐伏石英脉,视电阻率在600~1 200Ω·m为识别隐伏石英脉的物探标志。多数高阻异常带并不具有明显的视极化率异常,因此其异常表现为无矿或弱矿化石英脉,但在1号测区的Ⅰ号高阻带出现较高的视极化率异常,具有高阻高极化异常特征,推测该隐伏石英脉可能含有较多的金属硫化物,具有较好的找矿前景。     

Electrical imaging of the groundwater aquifer at Banting,Selangor, Malaysia

A geophysical study was carried out in the Banting area of Malaysia to delineate groundwater aquifer and marine clay layer of the alluvial Quaternary deposits of Beruas and Gula Formations. The Beruas Formation is formed by peat and clayey materials as well as silt and sands, whereas the Gula Formation consists of clay, silt, sand and gravels. Both Formations were deposited on top of the Carboniferous shale of the Kenny Hill Formation. A 2-D geoelectrical resistivity technique was used. Resistivity measurement was carried out using an ABEM SAS 4000 Terrameter. The 2-D resistivity data of subsurface material for each survey line was calculated through inverse modelling and then compared with borehole data. The resistivity images of all the subsurface material below the survey lines show similar pattern of continuous structure of layering or layers with some lenses with resistivity ranging from 0.1 to 50 Ωm. The upper layer shows resistivity values ranging from 0.1 to 10 Ωm, representing a clay horizon with a thickness up to 45 m. The second layer with depth varies from 45 to 70 m below surface and has resistivity values ranging from 10 to 30 Ωm. Borehole data indicate coarse sand with some gravels for this layer, which is also the groundwater aquifer in the study area. The lowermost layer at a depth of 70 m below ground level shows resistivity values ranging from 30–50 Ωm and can be correlated with metasedimentary rocks consisting of shale and metaquartzite.     

Delimiting a saline water zone in Quaternary fluvial–alluvial deposits using transient electromagnetic: a case study in Punata,Bolivia

The semiarid Punata alluvial fan is located in the central part of Bolivia. The main activity of this region is the extensive agriculture, and groundwater is the main water supply. Local villagers who use groundwater reported that in some places groundwater has a salty taste. In order to investigate the origin of this problem, several TEM soundings were performed in the study area, and they were complemented with ERT surveys. The results show top layers with resistivity values ranging from 30 to 200 Ωm and a bottom layer with resistivity values ranging from 1 to 20 Ωm, which might be interpreted as the main aquifer and a layer with high clay content, respectively. Between the top and bottom layer, a transition zone with saline water has been identified, with resistivity values ranging from 0.1 to 1 Ωm. The origin of this closed-basin brine might be a product of the evaporation of paleolakes during the lower Pliocene, where saline clays were deposited. This study demonstrated the effectiveness of TEM sounding for mapping very low resistivity zones such as saline water.     

电阻率法和激发极化法在地下水勘查中的应用

依据提供的物性参数的不同,广泛应用于找水工作的电法手段可分为电阻率法和激发极化法两大类,其中电阻率法提供电阻率参数,主要解决与赋水有关的构造问题(如赋水层位或断裂构造)。方法上有常规电法、电磁法,可根据地区赋水部位的不同选择适当的方法。激发极化法则利用含水层的激发极化效应进一步确定目标层位或构造的赋水性。电阻率法和激发极化法相互配合,在找水工作中相得益彰。     

湘西北民乐毗邻区深部电性结构及其地质意义

为揭示湘西北民乐毗邻区南华纪大塘坡组含锰沉积地层结构,深化对地堑-地垒成锰地质空间的认识,实现地球物理深地探测技术对南华纪沉积型锰矿床的找矿指导,对区内经过民乐锰矿的大地电磁测深剖面进行了处理和解释,结合地质信息反演了南华纪古盆地地层构造格局。首先通过频率域大地电磁探测数据进行了阻抗张量和相位张量分解分析,揭示了湘西北民乐地区在高频区(大于0.01 Hz)主要呈现二维构造特征;其次利用Swift分解和相位张量分解结果对剖面所有测点数据进行了电性主轴分析,判断了剖面主要构造走向总体上呈北偏东37°,计算了TE、TM两个极化方向的卡尼亚视电阻率和相位;最后针对TE、TM两个模式利用Occam反演方法分别进行了单独和联合反演,得到了民乐地区深部电性分布并进行了地质解释。研究结果表明:湘西北民乐地区由浅至深电性结构比较简单,地层由新到老分层性较好,大体可分为高台组白云岩中阻层、清虚洞组灰岩高阻层、石牌组—牛蹄塘组低阻层、留茶坡组—陡山沱组较高阻层、南沱组—大塘坡组低阻层、古城组和富禄组中阻层6层;大地电磁反演电阻率模型等值线图中的“凹中凹”地层结构是圈定成矿靶区的主要地球物理标志;民乐—花垣一带为古天然气渗漏口的过渡相和边缘相,含锰地层具有越往东北向埋深越浅、厚度也越来越薄的特点。     

岩溶含水介质充填水和泥识别的地球物理勘查技术探讨

岩溶含水介质中充填物性质(水或泥)的正确识别是目前制约岩溶水有效勘查与开发利用的主要“瓶颈”之一。充填物为泥或水时,均反映为低电阻率特性,无法区分充填物到底是水还是泥,从而往往造成打井的失败。作者在近几年岩溶区地下水地球物理勘查工作初步发现,利用水和泥的极化差异识别含水介质充填物性质具有较大的可行性。本文分别讨论了具有与水和泥极化特性相关的核磁共振找水法、激发极化法、频谱激电法三种物探方法识别含水介质充填水或泥的基本原理、野外试验效果。当岩溶含水介质充填水时,核磁共振找水法就会有核磁共振(NMR)信号反映,激发极化法中的极化率参数、频谱激电法中的时间常数均具有高值特征;当岩溶含水介质充填泥时,NMR信号无反应,激发极化法中的极化率参数、频谱激电法中的时间常数均具有低值特征。上述结论经几个不同类型的含水介质实例得到验证,效果明显。