综合地球物理勘探在齐齐哈尔地区低温地热系统调查中的应用——以HLD1井为例

随着我国"蓝天保卫战"打响,以及快速经济社会发展对清洁能源的需求急剧增加,地热资源因资源量巨大、分布广泛、清洁、可再生、利用率较高等优点,逐渐成为人们关注的热点.本文针对齐齐哈尔龙安桥地区的地热资源开展综合地球物理调查研究,方法包括有可控源音频大地电磁测深、大地电磁测深与反射地震勘探,通过对地热能控热要素——盖层、热储层、热源与导热通道的综合分析,查明了控热要素的空间配置关系,确立了该地区地热系统的成因模式,为该区低温地热资源调查提供有益的指导.通过研究发现,盖层主要为白垩系嫩江组与明水组的泥岩层,盖层厚度大,其中以嫩江组为主的低阻盖层主体埋深范围620 ～ 1020 m;热储层主要为白垩系泉头组、青山口组和姚家组的砂岩层,热储层厚度中等,主要埋深范围1050～ 1350 m;热源——盆地下部与基底的花岗岩、花岗斑岩等酸性岩体富含放射性元素,其衰变生热,以及下部幔源热向上热传导产生的热量;导热通道为热储层内部及下部断裂构造,这些断裂为热量的传导及热液的运移提供了运输通道.最后提出了该区的低温地热系统的成因模式为"层控热盖热储-岩体放射生热与地幔热共同供热-热传导与断裂通道共同导热"的热水系统成因模式.     

基于经验模态分解法与小波变换的长周期大地电磁信号去噪方法

针对大地电磁信号具有非线性、非平稳和非最小相位的特点,提出了一种基于经验模态分解法结合小波变换的联合信号去噪方式,将时间序列信号通过经验模态分解,利用连续均方误差准则确定原始信号能量转折点,进而再使用小波阈值去噪法对剩余固有模态函数分量进行去噪,最后重构出消噪信号。通过对实测信号处理前后结果的对比,表明了本方法能够有效地应用于信号时域去噪。     

稀疏矩阵快速回代的Cholesky分解法

采用一维压缩存储正演计算中的对称稀疏矩阵,进行Cholesky分解,利用分解后二个矩阵的对称性和稀疏性,对占用时间较多的回代过程采用先消去列的方法,实现快速回代.算例表明,采用该方法,对于点源场的求解与传统顺代回代求解法对比可以提高五倍的速度,对于大地电磁的正演问题,提高了二倍的速度.     

微电极高密度电法探测在文物保护中的应用研究

高密度电法探测是一种分辨率较高的物探方法,这里结合石质文物表层劣化程度检测及石窟渗水构造探测研究,介绍了微电极高密度电法探测系统的精细成像原理及物理模型试验结果.在山西云冈石窟文物近表层和洛阳龙门石窟潜溪寺地表,进行了微电极高密度电法探测.经测试结果表明,微电极高密度电法探测系统,能有效地评价文物近表面微构造(裂隙)发育、含水情况和划分风化带,说明微电极高密度电法探测系统在文物监测、保护领域能发挥重要的作用.     

整合GIS的生态环境建模与EDSS研究进展

围绕生态环境的空间问题建模及模型集成机制,综合评述了环境建模及其应用软件的研究现状和发展趋势,对比分析了生态环境模型与GIS集成的多种方式,重点讨论了当前环境决策支持系统的开发策略和研究热点,并结合本体技术和语义网服务展望了未来环境决策支持系统解决方案的特征。     

基于多元信息约束的隐伏矽卡岩型铁矿床的定位——以云南北衙金矿区红泥塘矿段为例

矽卡岩型矿床是云南北衙金多金属矿区的一种主要矿床类型,受岩体、构造及层位等控制,其有利找矿空间为中酸性岩体与碳酸盐岩的接触带.以岩石物性为纽带,实现目标地质体与地球物理场的转换,提取有效信息.接触带中低电阻率、岩体的低密度性、铁矿的高磁性和高极化率等都是矽卡型铁矿床的特有地球物理属性.通过地质地球物理等多元信息的层层约束,解析不同级次的成矿要素问题,实现对隐伏矽卡岩型铁矿床的定位,建立地球物理勘探模式,并在矿区外围开展方法有效性的验证,取得了良好的勘探效果,提出一套适应于北衙地区及类似成矿地质背景下的隐伏矽卡岩型铁矿床定位预测方法.     

AMT法在四川广元宝轮地区中浅部地质调查中的应用

音频大地电磁法(AMT)作为一种中浅部勘探技术,相较于传统直流电法,具有工作效率高、不受高阻层屏蔽和对低阻层分辨率较高等优点。本文基于四川广元宝轮地区深部地质调查的需求,依托研究区物性测试成果和地质构造背景,建立包含逆冲断层、飞来峰构造和岩体构造的典型地电模型,使用正演软件开展大地电磁正演模拟,分析了方法的有效性;然后在垂直构造走向的方向开展AMT勘探工作,采用NLCG反演技术获取高精度二维电性剖面,结合研究区物性测试成果和地表地质调查成果,开展地质地球物理综合解释并建立沿剖面方向的地质模型,查明了梨树坝断层的深部展布特征、飞来峰构造及主要地质体的深部边界与规模等地质问题。研究结果表明:音频大地电磁法是开展中浅部地质调查的有效手段,能较好分辨出中浅部具有电性差异的不同规模地质要素。     

大地电磁二维自适应地形有限元正演模拟

复杂地形对大地电磁测深法(MT)的影响非常大。文中在吸收和修正前人工作基础上,提出了一种自适应地形四边形网格剖分、单元内电磁场双二次插值数值模拟方法,能更好地模拟出复杂地形和场值分布,并推导出复杂地形条件下有限元数值模拟算法、单元辅助场的计算和TM模式视电阻率的局部定义法。模型计算表明,该数值模拟方法计算速度快,有较高的计算精度,能很好地模拟MT复杂地形影响和异常体影响。     

三轴磁通门探头球型反馈线圈的设计方法研究

长周期大地电磁测量要求三轴磁通门传感器具有低的噪声水平及高稳定性,根据实际需求设计一个尺寸合适的球型反馈线圈可以有效提高反馈磁场的均匀性,进而降低磁通门传感器的噪声水平.本文首先分析了非均匀反馈磁场引入磁通门噪声的机理,然后根据毕奥-萨伐尔定律和矢量叠加原理,以等间距多个单匝线圈构成单轴绕组的形式,建立了球型反馈线圈轴线上的轴向磁场分布及磁场均匀度数学模型,在给定磁场均匀度和球型反馈线圈直径的条件下,运用控制变量法确定了球型反馈线圈的单匝线圈数量和间距等关键结构参数.我们把设计的结构参数代入球型空间磁场分布数学模型,验证了本设计方法的正确性.最后,按照设计的结构参数制作了基于球型反馈线圈磁通门探头的三轴磁通门传感器,通过与体积相近的基于亥姆霍兹型反馈线圈磁通门探头的三轴磁通门传感器对比测试噪声水平,结果表明球型反馈线圈磁通门探头能够使得三轴磁通门传感器具有更稳定和较低的噪声水平.     

青藏高原东缘龙门山逆冲构造深部电性结构特征

通过对汶川地震前观测的碌曲—若尔盖—北川—中江大地电磁剖面的数据处理和反演解释,揭示了沿剖面的松潘—甘孜地块、川西前陆盆地、龙门山构造带及秦岭构造带50 km深度的电性结构特征及相互关系,表明青藏高原东缘向东挤压,迫使向东流动的地壳物质沿高原东缘堆积,并向扬子陆块逆冲推覆.龙门山恰好位于松潘—甘孜地块与扬子陆块对挤部位,主要受松潘—甘孜地块壳内高导层滑脱和四川盆地基底高阻体阻挡的约束,地壳深部存在着西倾且连续展布的壳内低阻层,表明龙门山深部确实存在着逆冲推覆构造,其逆冲断裂系中的三条断裂不仅以不同的倾角向西北倾斜,并且向深部逐渐汇集,但茂县—汶川断裂可能在深部与北川—映秀断裂是分离的.龙门山两翼的四川盆地和松潘甘孜褶皱带的电性结构既具有明显差异性,又具有一定的相关性.四川盆地显示巨厚的低阻沉积盖层和连续稳定的高阻基底的二元电性结构,而松潘—甘孜地块则表现为反向二元结构,即上部大套高阻褶皱带,下部整体为低阻的变化带,龙门山逆冲构造带本身又表现为松潘地块逆冲上覆在四川盆地之上,构成上部高阻褶皱带、中部低阻逆冲断裂带和底部盆地高阻基底的三层电性结构.对比龙门山逆冲构造断裂带的西倾延伸上下盘两侧的两个反对称的二元电性结构,松潘区块深部推断的结晶基底与龙门山断裂带下盘推断的下伏盆地结晶基底又存在某种内在对应关系,推断可能存在一个西延至若尔盖地块的泛扬子陆块.因此,龙门山构造带地壳电性结构研究对于揭示青藏高原东缘陆内造山动力过程,探索汶川大地震的深部生成机理都具有重要意义.