综合物探调查晋祠断裂对晋祠泉流域岩溶水控制作用效果分析

研究晋祠断裂特征及其对晋祠泉流域岩溶水的控制作用,可为晋祠泉流域岩溶水运移规律的分析提供依据。本文利用可控源音频大地电磁法（CSAMT）、音频大地电磁法（AMT）、大地电磁法（MT）和大功率充电法等物探方法对晋祠断裂西南段断裂特征及其对晋祠泉流域岩溶水控水作用进行调查与研究。研究结果显示,晋祠断裂西南段走向北东—南西,倾向南东,倾角自浅至深由大变小,断裂带宽约250 m,影响深度大于1 km;晋祠断裂南东侧存在相对阻水地层,致使大部分岩溶水未进入太原盆地,推断该断裂为张性导水断层;在西山山地存在两个与晋祠断裂平行的岩溶水强径流带,其宽度在150~300 m之间。岩溶水通过晋祠断裂和强径流带对下游补给。      

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。      

应用布格重力异常研究太行山地区地壳密度结构

在深地震测深(DSS)资料约束下,使用做过地形校正的重力资料对太行山山前地区的深部构造进行研究.在4条测线上通过分层剥离的方法分别得到沉积层和莫霍面的空间图像以及深部密度界面的形态分布特征.研究结果表明,在太行山山前断裂带两侧地壳结构明显不同,西面高原地区沉积层较薄,平均在4 km以下;东侧华北平原地区多数在5 km以上,且起伏剧烈,对应于华北平原地区一系列次级的凹陷与隆起构造.莫霍面和康氏面在两侧均相对平缓,康氏面从东部的大约18 km增加到西北部山区的28 km左右;莫霍面深度从东南侧平原地区的大约34 km左右向西北侧埋深陡然增加到42～43 km.太行山断裂带表现为太行山重力梯级带,并在太行山山前地壳内各界面均发生错断,莫霍面和康氏面错断距离达4～5 km,这还证明太行山山前断裂带的确是深大断裂.     

基于最小二乘的岩石频谱参数反演初始值选取的讨论

频谱激电法作为地球物理勘探的有效手段,在寻找激电异常体以及探寻深部矿产方面有重大贡献,岩石频谱参数的确定是实现该方法的重要步骤。在利用最小二乘法对复电阻率、相位参数进行反演时,各频谱参数初始值选取不同对反演效果影响较大,选取不好甚至会发散。在各频谱参数所属范围内采用随机选取初始值的方法进行反演,对复电阻率幅值曲线以及相位曲线拟合效果较好,不易陷入局部极小值的特点,能克服了较为盲目选取初始值而对结果带来的不良影响。     

井中电磁波CT场源的时域特性分析

设计了一种ＬＲＣ电路控制的瞬变垂直磁偶极子场源,该场源可通过线路中的电阻Ｒ调节其振荡频率和衰减速率,以获取高能量、穿透能力强的时域电磁波信号。理论分析表明接收波形随距离衰减的程度远大于随电阻率减小而衰减的程度;当观测距离大到一定程度或电阻率小到一定值时,记录的时域波形近似为源信号的包络线,这样就相对简单且易于测量其峰值旅行时,从而达到高分辨率成像的目的。