基于并行处理的CSAMT拟二维反演解释

为提高野外CSAMT测深数据的反演解释效率,提出了将并行计算技术引入CSAMT测深一维自动迭代反演中进行CSAMT拟二维反演解释的思路,基于多处理器多核工作站,结合多进程和多线程并行编程技术,形成相应并行算法和程序。采用该并行计算方法进行实测数据反演解释,结果表明,CSAMT拟二维反演解释并行计算技术能较大幅度地提高CSAMT测深数据的反演解释效率。     

张量CSAMT数据处理技术初步研究与示范应用

面对大深度和三维探测,标量CSAMT(controlled source audio-frequency magnetotellurics)已显力不从心,而张量CSAMT正逐渐成为研究热点。在前人研究基础上,笔者就张量CSAMT数据处理方面提出Mohr圆分析和传统坐标旋转两种处理技术,并首次创新性地使用我国自主研发的综合电法仪开展了张量CSAMT示范应用。结果表明:Mohr圆分析和传统坐标旋转法相结合应用效果良好,可定性挖掘地下地质体的纵向和横向构造特征,主轴方位的视电阻率和阻抗相位与目标体对应良好,并且电阻率反演结果与钻孔等地质资料综合分析对建立试验区的地质地球物理模型是有益的。     

CSAMT一维自动迭代和人机联作方式交替反演进行拟二维反演解释

为提高野外CSAMT测深数据的反演解释效率,基于一雏全区反演,提出了CSAMT一维自动迭代与人机联作方式交替反演进行拟二维反演解释的思路。该方法在自动迭代反演中,将BOSTICK反演结果作为自动迭代反演的初始模型。这里详细介绍了该方法的反演流程,并将该方法应用于实际资料的反演,反演结果与钻探资料基本吻合,证实了该方法是有效的。     

三维张量CSAMT响应特征研究

张量CSAMT(可控源音频大地电磁法)能完整地描述三维的地电信息,更适应复杂地质条件下的地质勘探。采用将总场分解为一次场和二次场的策略,用差分近似微分形成大型线性方程组,通过解方程组得到张量CSAMT三维正演结果。通过计算低阻和高阻目标体的响应,发现卡尼亚视电阻率和视阻抗相位对低阻体表现为低值异常,对高阻体表现为高值异常,视阻抗相位达到极值时的频率比视电阻率达到极值时的频率要高。张量CSAMT对低阻体比高阻体更灵敏,在同样条件下,高阻体的异常区位置相比于低阻体会上移。某工区的勘察案例表明,根据卡尼亚视电阻率异常能定性地判断地下异常体的存在,为解决地质类问题提供了依据。本研究为张量CSAMT三维反演提供了基础。     

用正演方法模拟张量CSAMT法的场源效应

研究可控源音频大地电磁(CSAMT)法的场源效应对电阻率异常的影响,有助于提高识别CSAMT电阻率异常特征的能力,帮助我们去伪存真、准确地进行资料的地质推断。利用张量CSAMT二维正演方法,对三种地电模型的场源效应进行了研究,并给出了场源效应的电阻率异常等值线断面图。在实际CSAMT法工作中,由于场源位置不同造成观测结果中有可能存在场源效应的影响,在对CSAMT资料作地质解释时,应考虑场源效应的影响。     

CSAMT在固原市硝口岩盐矿中的应用

宁夏固原市硝口岩盐矿是近年来在宁夏境内发现的一座大型沉积型岩盐矿,为了进一步探测地下复杂地质结构,拟采用可控源音频大地电磁法为勘查手段。经可行性试验后,使用收发距10 km、发射距1 km、测点距200 m的野外观测装置,野外数据经过圆滑滤波、静态校正及二维反演后,以二维反演剖面图为依据,结合工区地质资料及物性参数,圈定了断层的产状与形态,划分了各地质界面。经后期钻孔验证,证实了方法在本测区的应用效果。     

深岩溶区浅部结构CSAMT探测解译方法探索 ——以桂林兴安县谢必湾村—上界富坪村段为例

利用CSAMT(可控源音频大地电磁法)对桂林市兴安西部地区的岩溶地质结构进行了探测研究.为了获得更多的岩溶地质信息,通过设定不同深度的反演参数,对比分析了网格剖分大小对反演结果分辨率的影响,以此获得较高分辨率的数据反演方法.利用小网格剖分反演获得的浅部地质结构,比利用大网格反演获得的浅部地质结构的分辨率高,通过小网格可...     

CSAMT法张量与标量测量在已知铁矿区上的对比试验

在安徽省两个已知磁铁矿区上进行了可控源音频大地电磁法(CSAMT)张量测量与标量测量的对比试验,根据已知地质勘探剖面进行了应用效果的对比工作。试验结果表明,在一维层状电性结构条件下,张量测量与标量测量的找矿效果相近;在电性结构复杂情况下,张量测量的找矿效果优于标量测量结果。同时,指出可CSAMT法张量测量工作需进一步探讨和亟待研究的一些问题。     

基于物探数据的内蒙古哈达门沟金矿三维地质体建模

目前,可控源音频大地电磁法(CSAMT)的数据处理多以测线(断面)进行,以二维反演断面图作为成果输出,难以清晰、直观地显示三维地电结构的分布特征。以内蒙古哈达门沟CSAMT二维勘探数据为基础,结合当前三维地质体建模技术,利用三维建模软件,采用插值方法得到哈达门沟三维地质体模型,实现了多角度、多层面展现地下地质体的分布特征。应用这种三维可视化手段能较好地反映异常区域的分布、空间位置与形态,通过对良导体和相关构造的空间分布形态进行基本勾画,对矿产资源的进一步勘探、开发具有较好的找矿指导作用。     

高速公路隧道岩溶区地质结构电磁法精细探测研究

在岩溶区修建隧道时,需要获知隧道洞线附近的地质结构,特别是要了解是否有岩溶和破碎带的发育,这些不良地质结构体对于隧道安全施工有着重要的影响。在勘查深埋长隧道不良地质体的研究中,可控源音频大地电磁法（CSAMT）是比较有效的一种方法。本文结合频率-电阻率测深曲线,将之与钻孔标本的电阻率相比较,检验原始数据的可靠性和真实性。然后对CSAMT数据进行了反演及地质解释和验证。研究结果表明,CSAMT法在岩溶区进行隧道围岩地质结构探测具有很好的效果,对于隧道施工有着一定的指导意义。     

复杂地形条件下的可控源音频大地电磁测深数据二维反演技术及应用效果

复杂地形严重地影响可控源音频大地电磁测深(CSAMT)的解释结果,为此,笔者考虑了地形的影响,将地电断面模型经过精细剖分,对模型正演计算的数据进行CSAMT二维反演,得出的结果与正演模型的形态基本一致,获得的电性断面能很好地反映地下地质结构,与实际地质资料相吻合,证实了该方法的正确性和有效性。     

砂岩型铀矿床地浸开采过程电法监测原理与应用

依托于中核集团内蒙古二连盆地某在役砂岩型地浸铀矿山,利用可控源音频大地电磁法(CSAMT)与激发极化法(中间梯度装置)(TDIP)对砂岩铀矿地浸过程进行监测试验研究。获得了一套完整的浸出过程的CSAMT和TDIP监测数据,对这些数据进行处理和反演,获得了试验井场的地下二维反演模型、极化率剖面平面图和极化率平面等值线图,并对溶浸范围的形成和变化机理进行了研究和阐述。初步确定了一组专门针对砂岩型铀矿地浸开采的监测方法。     

基于边界约束有限内存的拟牛顿CSAMT一维反演及应用

可控源音频大地电磁法（CSAMT）正演具有计算耗时、精度低的特点;常规的反演方法边界处理简单,占用内存大,搜索方向也难以精准,严重影响反演效果。为了实现CSAMT快速高精度正演,改善边界处理方法以减少内存占用,优化搜索方向以减少迭代反演次数,提出基于边界约束有限内存的拟牛顿CSAMT一维反演方法。首先,在CSAMT正演中基于高斯积分与并行算法实现了一维介质模型条件下有限长导线源激发的水平电场快速高精度计算。其次,在反演方法中,分别构建了基于相对误差和绝对误差的两种目标函数,并引入光滑模型约束,采取自适应正则化策略更新正则化因子,并采用基于边界约束的有限内存拟牛顿算法（LBFGS_B算法）,实现了CSAMT一维准确快速反演。以含低、高阻薄层的多层地电模型的水平电场E_x振幅为反演数据进行直接反演和模型检验。结果表明,该方法能够反映出地层电阻率随深度变化的趋势,并对高、低阻薄层有较好的分辨能力,低阻薄层分辨效果更佳。实际CSAMT资料的反演剖面的分辨率优于常规的连续介质反演方法,地质效果明显,表明该方法具有良好的应用前景。      

安徽铜陵舒家店铜矿的电磁法试验研究

安徽铜陵地区是长江中下游铜-金-铁-硫成矿带内的一个重要成矿区,成矿类型主要为矽卡岩和热液型,成矿作用与岩浆岩活动密切相关,而舒家店斑岩型铜矿是近年来在该地区新发现的矿床类型,矿体主体主要赋存在靠北西接触带的岩体中,铜矿化与舒家店辉石闪长岩密切相关。针对该类型矿床开展的电磁法找矿有效性试验对本地区寻找同类型的矿床具有重要意义。本文首先在该矿区开展了可控源音频大地电磁测深和复电阻率两种电磁法野外测量工作,接着对两种试验的数据进行反演,并结合该区地质与钻孔资料对剖面进行了地质解释。CSAMT反演结果基本反映了该矿区的地电结构,电阻率从高到低依次为:花岗闪长斑岩、闪长岩、辉石闪长岩、石英闪长斑岩和志留系下统坟头组砂岩及粉砂岩地层。铜矿体位于高阻(闪长岩)和低阻(辉石闪长岩)的过渡带上,处于高阻闪长岩的右侧。虽然CSAMT的结果不能直接反映铜矿体,但可以通过追踪CSAMT各线中高阻体的位置来大致推测矿体的存在位置与走向。复电阻率法获得了零频电阻率,极化率,时间常数和频率相关系数4个反演断面图。在零频电阻率反演断面图中,辉石闪长岩电阻率表现中等,花岗闪长斑岩和闪长岩的电阻率比较高,这与CSAMT反演的结果相同。在矿体处,电阻率表现较小,极化率中等,时间常数和频率相关系数较大。本文最后得出如下结论:可控源音频大地电磁测深能够获得深部电阻率结构,对找矿提供间接信息,而复电阻率法通过反演的零频电阻率、极化率、频率相关系数和时间常数可以为斑岩型铜矿提供直接找矿信息。     

CSAMT拟二维反演并行计算程序设计

可控源音频大地电磁法（CSAMT）拟二维反演并行计算程序,基于多进程与多线程方式实现程序的并行化,并形成相应的算法和程序。采用该并行计算程序,在多处理器多核工作站上进行实测数据的计算测试,结果表明,CSAMT拟二维反演并行计算程序可以有效提高反演效率。     

CSAMT与AMT数据“拼接”处理——以湖南仁里铌钽矿床7号剖面为例

音频大地电磁测深(AMT)与可控源音频大地电磁测深(CSAMT)均为深部勘查常用方法。AMT方法采集频带较宽,但存在“死频带”,在“死频带”范围无法完全得到地质体响应。CSAMT信噪比高,但通常受发射功率的限制,收发距离一般放置不够远,容易过早进入“近区”。本文展示了将两种方法数据拼接组合的一种处理方式:首先在前人理论研究的基础上,利用CSAMT和AMT均匀半空间模型进行了正演计算,结果表明,CSAMT远区与AMT数据拼接具有可行性;选择湖南仁里铌钽矿床7号剖面的野外实测数据进行实验,将同测点位置的CSAMT远区数据和AMT同测点同模式数据相“拼接”,合成新AMT数据;最后进行反演,反演结果与钻探结果对应较好,表明该方法具有一定的效果。     

层状介质下张量CSAMT最小收发距研究

可控源音频大地电磁法按照观测方式可分为标量CSAMT与张量CSAMT。由于施工方式与电阻率计算方法的差别,标量CSAMT中划分远区的最小收发距已不能精确地适用于张量CSAMT。因此,根据张量视电阻率与大地电磁视电阻率相对误差,分别计算了均匀大地模型、两层模型下的相对误差,并精确给出不同误差限下的最小收发距。结果表明对于两层模型来说,当首层厚度小于3倍趋肤深度时,不能直接应用均匀半空间的结果,对于G型模型引起误差较大。对于多层结果可由二层模型使用等效电阻率近似估计。研究结果对张量CSAMT野外施工有一定的意义。     

CSAMT法和TEM法在铜陵龙虎山地区隐伏矿勘探中的应用

CSAMT法是深部隐伏矿勘探工作的重要手段之一。将CSAMT法用于铜陵龙虎山地区隐伏矿勘察,在深入认识研究区的成矿规律和控矿因素的基础上,对该区的CSAMT数据进行了预处理和反演,对比TEM法反演结果,电性特征的统一性验证了CSAMT法反演结果的可靠性。联合CSAMT和TEM反演结果成功地分辨出侵入岩体和岩浆热液的运移通道,为该区寻找隐伏矿提供了有效的勘探手段。     

CSAMT场源效应试验研究

在可控源音频大地电磁法（CSAMT）野外勘查中,往往会存在场源效应的影响,而且场源效应也是长期以来困扰CSAMT野外施工和数据处理解释的难题。因此,识别场源效应,分析场源效应的影响特征,对CSAMT的实际应用效果非常重要。这里采用野外试验的方法。对场源效应进行了试验对比,初步总结了CSAMT场源效应对其视电阻率和阻抗相位的影响特征。     

可控源音频大地电磁法在新疆某地面物探项目中的应用

骑马山上海紫园地面物探测量项目位于乌鲁木齐骑马山附近,为查明该项目区地质构造及岩层性质,运用可控源音频大地电磁法(CSAMT),在项目区指定剖面位置开展物探勘查。通过CSAMT方法探测地下2 000m以内电性分布特征,通过二维反演显示,CSAMT剖面反映电性特征明显,浅部地电变化频繁,深部电性层相对完整,通过电阻率梯度变化分别对浅部和深部进行了异常区域划分,通过多次采集,利用预处理软件可以进行圆滑曲线模拟,发现勘查区电磁干扰严重,对数据反演成图有较大影响,物探成果以定性参考为主,为地质工作勾画断层位置提供参考依据,不建议做定量解释使用。