金属矿地球物理勘探技术与设备:回顾与进展

地球物理勘探技术是深部矿产资源勘查的主要技术手段.长期以来,我国地球物理勘查技术和仪器严重依赖国外进口,国产勘查技术无论仪器设备,还是方法、软件尚不能满足日益增长的深部矿产勘查需求."十二五"国家高技术研究发展计划（863计划）资源环境技术领域设立了"深部矿产资源勘探技术"重大项目,以提高深部矿产资源探测的深度、精度、分辨率和抗干扰能力为目标,研发高精度重磁探测技术、电法及电磁探测技术、地震探测、钻探和井中探测技术和装备.经过4年的攻关研究,突破了高精度微重力传感器、铯光泵磁场传感器、宽带感应式电磁传感器等10余项关键技术;研发、完善和升级了地面高精度数字重力仪、质子磁力仪、大功率伪随机广域电磁探测系统、分布式多参数电磁探测系统等18套勘探地球物理仪器设备;创新和完善了20余项勘探地球物理数据处理、正反演方法,研发和完善了2套适合金属矿数据处理及解释的大型软件系统,和8套其他专用软件系统,大幅度提升了我国地球物理勘探技术水平.本文旨在介绍项目取得的主要成果,首先回顾我国地球物理勘探技术的发展历程,然后再重点介绍"深部矿产资源勘探技术"重大项目取得的主要成果和进展,最后对发展我国地球物理勘探技术提出作者的看法和建议.     

基于MATLAB的SSMT-2000大地电磁资料批处理技术

资料处理是大地电磁测深工作中的重要环节。在野外测量数据量大,并且要求相互做远参考处理的情况下,由于SSMT-2000大地电磁资料处理软件在批处理上的限制,室内资料处理的工作量巨大。为了提高工作效率,节约成本,通过研究SSMT-2000的参数文件格式、文件操作及内部模块调用方式,以MATLAB脚本语言为基础编写接口,实现了时间序列傅氏变换,单点阻抗张量ROBUST估计,固定测点或固定参考点的多点远参考阻抗张量RO—BUST估计以及多个测点相互远参考阻抗张量ROBUST估计的批量处理。采用批量处理,可为室内人员节省大量时间,更能为整个大地电磁测深工作节约资源。     

海底MT探测仪器的结构可靠性设计

海底大地电磁探测仪器在严酷的海洋环境下工作．为保证海上作业的效率和海底探测的成功率,一方面应注意尽量小仪器的重量和体积,同时也应保证其结构的可靠．在高可靠度前提下求得最省的材料用量是本仪器系统的设计目标．根据可靠性设计理论,通过对仪器的主要结构部件进行力学验算,从抗压、抗拉、抗剪以及抗变形等技术角度确定出各结构部件的材料配置．海洋试验的结果表明,本仪器系统的结构可靠性设计方案基本合理。     

固定点源测深法定量解释研究

本文在简要介绍由B.A.柯马罗夫近年提出的“用固定点源测深资料作地电断面图”的定量解释方法(相对强度法、积分参数法和微分参数法)基础上,重点讨论了球体、板状体及组合板状体上用计算机对其理论计算、数值模拟和物理模拟视极化率测深曲线进行定量解释(确定埋藏体中心深度、产状、上界面位置及轮廓)的效果。并以一个野外试验结果说明了方法的有效性。     

华北煤田瞬变电磁勘探深度研究

为研究瞬变电磁勘探在华北煤田的勘探深度,利用瞬变电磁感应电压晚期段表达式,通过指定仪器最小可分辨电压,推导出瞬变电磁勘探最晚可检测出有效信号时间及最大探测深度表达式,计算了特定情况下的极限探测深度和最晚有效信号检出时间:在发射磁矩为10002×20 A.m2,地层电阻率分别为10和100Ω.m时,瞬变电磁勘探最晚有效信号检出时间为209.6 ms和52.6 ms,最大探测深度为1823 m和2889 m;以实测典型华北煤系地层瞬变电磁曲线为例,其计算机反演深度达1400 m;结果表明:采用合适的仪器和正确的工作装置,瞬变电磁勘探可以满足华北煤田目前开采深度的勘探需要.     

井地大地电磁非线性共轭梯度二维反演研究

本文提出并验证了地下大地电磁测深数据的正、反演算法和程序,为井地大地电磁测深和井地可控源音频大地电磁测深这一前沿研究课题提供了地球物理解释方法.使其更加完善和有效.在Rodi(2001)发表的大地电磁场二维NLCG反演理论和算法的基础上,推导了井地大地电磁场二维NLCG反演算法,改编反演的代码,开发出二维NLCG反演程...     

散乱离散点数据的三角形网格化快速成图

提出了一种基于三角网格的等值线成图线性插值方法。常规等值线成图都是基于矩形网格进行网格化插值的,三角网格能够更好地逼近地球物理场的形态和散乱离散点数据的边界,得到的等值线图更加光滑。通过搜索边界、三角网格化剖分、线性插值、搜索等值线、Bezier曲线光滑等值线等5个步骤,可以对任意散乱离散点数据进行快速成图。实际数据的成图结果表明:该方法插值效果好,不进行数据外推,得到的等值线图能直接反映散乱离散点数据的空间位置且成图速度快,可大大提高实际工作效率。     

对流地幔上涌的方式及其大陆动力学意义

近年来,大陆动力学研究吸引了越来越多的关注,地球科学各分支学科的学者纷纷以自己熟悉的视角阐释大陆动力学过程.谈论地质过程的驱动机制时,多数学者都将注意力转向深部过程,特别是对流地幔的上涌.因此,正确理解对流地幔上涌的机制是大陆动力学研究的重要前提之一.     

西藏中,南部壳内高导体与热结构特点

以ＩＮＤＥＰＴＨ－ＭＴ发现的西藏中，南部壳内高导体分布特征为依据，结合西藏地热学研究资料进行综合分析，探讨了喜马拉雅构造带与冈底斯构造带的地壳热结构特点。认为藏南喜马拉雅地区是以横向发育的中深层区域性热变异带迭向延深的局部热异常带为其地壳热结构特点。而藏中冈底地区则以宽阔热背景叠覆较大面积熔融或局部熔融层为地壳热结构特点。就热量来源而论，喜马拉雅地区以构造生热作用为主，而冈底斯地区则来源于炽热软流     

ARM嵌入式系统在海底大地电磁信号采集中的应用研究初探

按照现代地电探测仪器的特点和技术要求,首次将ARM嵌入式系统引入地电信号探测领域．建立了基于ARM的海底大地电磁数据采集系统．面向系统开发过程。提出ARM嵌入式系统实现的硬件和软件设计方案。初步尝试实现了地电信号数据采集仪器的低功耗、小型化和智能化。