密集线性台阵地震背景噪声速度成像及其在湖南沃溪金钨锑矿勘探中的应用

多道面波分析技术在近地表勘探领域有着广泛应用,准确的提取频散曲线成为面波勘探成像的关键。文章介绍了一种新的地震背景噪声互相关面波频散成像方法——拓距相移法。该方法在传统相移法的基础上,利用阵内相移对小孔径范围的面波中高频信号进行提取,并利用阵外相移对大孔径范围的面波中低频信号进行提取,然后将两部分频散曲线融合从而得到更宽频带的面波频散曲线用于地下速度结构的反演。该方法在保证对近地表结构进行较高分辨率成像的同时,大大增加对深部结构的有效约束。2019年9月到10月期间,作者在湖南沃溪布设了8条密集测线,进行了1个月的地震背景噪声数据采集,并利用上述拓距相移法提取了0.1~2 s的瑞利面波宽频带相速度频散曲线。通过初步反演其中3条测线的背景噪声数据,获得了该矿区深度2.5 km以浅的地震横波速度结构。经与已知地质资料比对,160测线的地震横波速度反演结果与断层、岩性分界面及矿脉有着较好的对应关系,表明获得的沃溪矿区地震横波速度结构较好地反映了控矿构造、岩性分界以及矿体的分布位置等信息,为该区中—深部找矿提供了重要依据。该研究利用实际数据检验了拓距相移法的有效性,为今后深部找矿提供了一个有效的高精度成像方法。     

被动源面波勘探在金属矿区的应用探索

紫金山悦洋县多金属矿区岩层县三层结构,已开采多年存在较强的游散电流和电磁场干扰,尝试采用被动源面波勘探法进行分层以,以探明目的层。试验结果表明,基于天然源瑞利波频散曲线提取技术的被动源面波勘探方法。可有效地寻找、追索层状、似层状简单结构的矿体。含矿岩体或岩层,是一种可行的间接找矿方法。     

天然源面波法在西藏扎西康矿区采空区勘察中的应用

天然源面波勘探是从自然界的各种微小振动中提取出瑞雷面波,经过面波频散曲线的反演得到岩层速度结构,达到推测地下岩层和构造分布状况的目的。该方法克服了人工源激发困难的问题,对场地适应性强,有效探测深度较大,探测结果具有分辨率高、抗干扰能力强等特点。文章以扎西康矿区采空区勘察中的应用为例,介绍了天然源面波法特点、优势及应用效果。     

微动探测技术在隧道工程勘察中的应用

微动探测技术是一种天然源面波勘探方法,具有绿色环保、探测效率高、抗干扰性强等特点,在工程勘察中应用越来越广泛。本文以隧道勘察为例,通过布置“一”字型台阵采集微动数据,借助ESPAC法提取微动数据的面波频散曲线,通过对面波频散曲线进一步反演,获取地层的速度结构,划分隧道围岩类别。结果表明,微动探测技术在隧道勘察中具有一定效果和实际应用价值。     

天然源面波勘探采集参数对比试验及工程应用

为对比天然源面波勘探中不同采集参数的勘探效果,总结探测结果的可靠且便于野外施工采集参数,在乌鲁木齐市八道湾第四系覆盖区采集了不同参数的天然源面波方法场地实验数据,并对各种结果数据使用空间自相关法提取相应的频散曲线,通过反演得到试验点地下浅层横波速度结构模型。结果表明,在同一试验点应用不同采集参数所获取的频散曲线在探测深度及分辨力方面均有差异。其中,测站最大边长长度越大探测深度越大;采样间隔为5 ms的频散曲线纵向分辨力更高且受干扰影响越小;随迭代次数的增加,频散曲线逐渐收敛直至稳定。据试验成果选择确定合适的方法采集参数,通过工程应用证实探测精度和结果的可靠性。     

被动源面波勘探方法与应用

被动源面波源于自然界和人类活动所产生的各种振动,通过分析被动源面波的频散特性可推断地下横波速度结构。介绍了被动源面波的特征及被动源面波勘探的基本流程;阐述了从被动源面波数据提取频散曲线的SPAC与F—K等两种方法,通过数字模拟对两种方法进行了对比;列举了采集被动源面波数据的技术要求;给出几个应用实例,说明其效果。     

遗传算法在瑞雷面波勘探中的应用

在瑞雷面波勘探中,根据频散曲线反演地下介质模型的问题仍未完善解决。遗传算法(Genic Algorithm)作为一种全局性搜索方法,具有不依赖初始模型,不需要偏导数等优点。通过理论模型试验研究,发现遗传算法反演频散曲线的效果优于最小二乘法、广义逆算法,并结合工程实例探讨了遗传算法在瑞雷面波勘探中的实际应用效果。结果表明,遗传算法反演频散曲线的效果理想,具有一定的发展前景。     

高密度电法和天然源面波在渣土场不稳 定评价勘查中的应用

近年来,渣土场滑坡地质灾害时有发生,对人民的生命财产造成了很大威胁,因此加强渣土场地质灾害的勘查和防治显得尤为重要。高密度电法和面波法是对渣土场进行探测的有效手段,本文讨论了两种方法相结合在济南市龙洞(R3线停车场)渣土场不稳定评价勘查项目中的应用效果,并结合钻孔资料推断了渣土体形态及埋深,取得了较好的勘探效果,为后期治理提供了可靠的地球物理依据。利用高密度电法和天然源面波法来勘查渣土体不仅效率高、成本低,而且结果直观、地质效果明显,是地质灾害勘察中有效的地球物理勘查技术。     

综合物探方法在天津地区地热勘查中的应用

在常用物探方法分析天津地热勘查的基础上, 建立了适宜天津地区地热勘查的物探方法组合: 对砂岩孔隙型热储层, 宜采用重力勘探、人工地震勘探和大地电磁测深的物探方法组合; 对基岩岩溶裂隙型热储层, 宜采用重力勘探、磁法勘探、人工地震勘探和大地电磁测深的物探方法组合, 建立的物探方法组合在天津周良庄地区的实际应用中取得了良好效果, 同时探讨了深部地热勘查的有效物探方法, 大地面波(微动) 测深在深层基岩地层勘探中具有较好的效果。     

赣中新余式铁矿地面和井中磁测资料综合处理解释

江西赣中铁矿位于江西省新余市,属沉积变质型铁矿,围岩均不具有磁性,具备磁法勘探找矿的物性基础。赣中铁矿矿体具有薄且深的特点,以往对矿区磁法勘探的资料解释工作未取得较好效果,勘探工作多以地质勘查和钻探为主。在充分了解研究区工作现状的基础上,利用小波分析方法对杨家桥矿区磁异常进行了多尺度分解,提取了深部场并加以解释;将重磁异常边界识别技术应用到磁测资料的解释中,划分了深部找矿远景区;最后,应用井中三分量磁测资料解释技术对松山工区62勘探线进行了精细反演解释,提供了定量解释结果,指出井中三分量磁测是寻找深部矿的有效方法,为赣中铁矿深部及外围找矿提供了新的工作思路。     

天然源槽波勘探的可行性研究

常规炸药震源在高瓦斯矿井受到了十分严格的管制,迫切需要一种新型非炸药震源的槽波勘探方法作为替代。基于此,开展了矿井中天然源槽波勘探方法的可行性实验研究。通过理论分析和数值模拟实验,论证了煤层具备天然源槽波发育的地球物理基础。通过构建“三随机”天然源槽波模型,即震源的空间位置随机、震源初始激发时刻随机和震源的振幅随机,成功实现了天然源槽波的时间域数值模拟实验。采用相移法对天然源槽波数值模拟数据进行了频散谱计算,结果具有明显的频散特征。数值模拟实验结果证明了理论模型中天然源槽波的存在,且基阶和高阶形态均发育。在安徽淮南某煤矿工作面进行实测实验,成功采集到天然源槽波三分量数据,对实测数据进行频散谱计算,结果表明3个分量均具备频散特征,其中X分量频散曲线能量脊较为清晰,达到了验证天然源槽波存在的预期目标。总的来说,数值模拟结果表明天然源槽波的地球物理基础和形成机理是正确的,现场实验结果证明了天然源槽波在煤层中自然存在,该方法在矿井地质勘探中具有可行性和潜力。     

利用正演模拟实现面波衰减

瑞雷波是分布在自由表面附近的P-SV面波,具有强振幅、低频、频散的特征,常用于工程物探,而在油气勘探及深部探测中常作为一种"干扰"波,会影响地震资料的信噪比,需要将面波净化处理。为实现面波衰减,本文将工程物探方法和石油物探技术相结合,通过面波频散曲线反演获得高精度的近地表模型,在三维近地表横波速度模型基础上进行面波正演,利用面波模型自适应匹配相减的方法将其减去,在不伤及有效波的情况下将面波的影响降至最低,一定程度上避免了常规面波衰减方法伤及有效波、损失低频弱信息、导致资料有效频带变窄、对地震构造解释及反演造成负面影响等缺点。最后应用实际数据验证了本研究方法的有效性。     

WD智能天然源面波数据采集处理系统及其应用试验

我国自主研发的WD智能天然源面波数据采集处理系统,改变了迄今为止现场仪器只采集天然微振动波形记录的现状。该系统利用大数据计算、筛选、叠加、归一化等技术,创先性研制出现场仪器在采集微震信号的同时,可直接显示勘探成果的面波频散曲线;信号采集过程中,无需震源,无需人工控制;装置系统安置在地面,10~30min可获得上百米深度地层的面波频散曲线,得知土层软硬。在不同岩性地区的试验结果证实,该系统能快速、准确地进行地层划分,操作便捷,适应性强,为天然源面波勘探广泛应用于工程勘查提供了技术保障。     

综合物探方法在深部找矿工作中的应用

在深部矿产资源勘查中,地球物理勘探是最重要的技术手段之一,应用综合物探方法在寻找深部金属矿中取得了显著的地质效果。通过几个典型案例的介绍,综合物探在深部找矿工作中具有较高的推广应用价值。     

短时傅立叶变换和广义S变换用于提取面波频散曲线效果对比研究

瑞雷面波勘探作为一种无损原位检测方法,已越来越多的应用于岩土工程测试与环境工程中,其中频散曲线的提取则是得到面波速度的重要一步。这里将短时傅里叶变换与广义S变换两种线性时～频分析方法用于瑞雷面波的频散曲线提取,并加以对比分析它们的应用效果。通过理论模型与实际地震记录分析得出:①短时傅里叶变换只能对浅部能量较强的高频部份的瑞雷面波的频散曲线提取效果较好,而对低频能量较弱的部份提取效果则不佳;②广义S变换通过λ和p两个参数的引入,使其能根据信号频率的高低自动调解窗函数的形态与大小,具有多分辨的特性,使其同时对高频、低频的瑞雷面波信号有更好的处理效果,从而有利于提高瑞雷波的勘探深度。     

双源面波数据采集与处理系统及其应用效果

双源面波数据采集与处理系统融两种勘探方法的硬件性能和软件功能于一体,既能采集与处理主动源面波数据,又能采集与处理被动源面波数据。同一测线上的双源面波联合勘探,既能兼顾浅层勘探分辨率的要求,同时也可以达到更大的勘探深度,取得良好的地质效果。对于同一场地,不同类型观测台阵、不同采集时间数据的被动源频散曲线具唯一性;排列的布设与空间位置无关,主动源面波采集数据重现性良好。     

黄土塬煤层采空区弹性波多波波场特征

黄土塬已知煤层采空区的弹性波多波波场研究表明,反射波、散射波、天然源面波和人工源面波等各种弹性波波场显示出表征性特点。借助于这种波场特征,对于煤层采空区的地震勘探具有一定的指向意义。     

湘东北仁里矿区西侧X荧光异常特征及找矿意义

湖南湘东北幕阜山地区新发现了仁里超大型钽铌矿床,为寻找伟晶岩型稀有金属矿床提供了新的研究思路。研究表明湘东北地区是铌—钽—锂—铍稀有金属矿重要的成矿区域,项目在仁里矿区西侧找矿勘查区开展了遥感—地球物理—化探—X荧光—地气分析综合探测研究工作,以建立南方高植被覆盖区伟晶岩型稀有金属找矿高效、快速勘查技术方法体系。本次研究利用X荧光勘查技术,对工作区布设的3条共长3000 m的测线,共153个测点的土壤样品进行了分析,每个测点获得了Nb、Ta、Rb等重要成矿元素的含量。通过矿致X荧光异常特征的分析,确定了工作区内异常的性质,与已获得的勘查成果比较,符合程度较好,并且在一条测线上推测可能存在未探明的含铌钽矿伟晶岩脉,为后续的勘探工作提供线索。同时也表明了X荧光勘查方法具有良好的找矿效果,可以为找矿提供参考和指示作用。     

湘东北仁里矿区西侧X荧光异常特征及找矿意义

湖南湘东北幕阜山地区新发现了仁里超大型钽铌矿床,为寻找伟晶岩型稀有金属矿床提供了新的研究思路。研究表明湘东北地区是铌—钽—锂—铍稀有金属矿重要的成矿区域,项目在仁里矿区西侧找矿勘查区开展了遥感—地球物理—化探—X荧光—地气分析综合探测研究工作,以建立南方高植被覆盖区伟晶岩型稀有金属找矿高效、快速勘查技术方法体系。本次研究利用X荧光勘查技术,对工作区布设的3条共长3000 m的测线,共153个测点的土壤样品进行了分析,每个测点获得了Nb、Ta、Rb等重要成矿元素的含量。通过矿致X荧光异常特征的分析,确定了工作区内异常的性质,与已获得的勘查成果比较,符合程度较好,并且在一条测线上推测可能存在未探明的含铌钽矿伟晶岩脉,为后续的勘探工作提供线索。同时也表明了X荧光勘查方法具有良好的找矿效果,可以为找矿提供参考和指示作用     

被动源面波线形台阵在路基采空区勘查中的应用

被动源面波勘探又称作微动勘探,以其野外采集布设灵活、抗干扰、环境适应性强等优点,在城市工程勘察中的应用效果越发明显。文章以某地城市道路交通施工前期的采空区勘探工作为例,开展了被动源面波法线性台阵在探测路基下方采空区的应用效果研究,采用Atlas节点地震仪布置线形台阵采集微动数据,利用SWAINS面波处理软件提取微动数据的频散曲线,进而反演地下介质视横波速度剖面。试验结果表明,线形台阵被动源面波法适合于城市道路复杂场地环境下的采空区探测,钻探验证率高。