地磁梯度测量及其在金属矿勘查中的试验——以拉依克勒克铜铁矿为例

随着超高灵敏度和高精度磁力仪的技术进步,磁梯度测量也成为可能,并在非爆炸物探测等工程物探领域中得到了广泛应用.为了解实测磁梯度与计算磁梯度的差异及其在金属矿上的应用效果,在新疆东准噶尔拉依克勒克铜铁矿开展了1:5000比例尺的磁梯度测量试验.对比了实测磁梯度与计算磁梯度的异同,发现实测磁梯度与计算磁梯度两者宏观趋势基本一致,但在异常细节上存在差异;在点距和线距不相等的情况下,计算磁梯度测线效果明显,在特定方向磁异常有沿测线方向拉长的现象;不同强度异常区计算梯度与实测梯度存在差异,特别是垂向梯度差异最大.实测磁梯度对埋藏浅异常大的地质体有相对明显的探测优势,并且可以获得更多的地质体边界和位置信息,对于低缓异常,由于地形等条件限制了探头之间的距离,获得磁异常较弱.结合拉伊克勒克磁铁矿勘探成果分析,认为实测磁梯度对局部异常探测比较灵敏,对围岩是有磁性的火山岩等矿床,地磁梯度测量有利于圈定磁性体边界.实测磁梯度的二维和三维矢量图也可以区分异常体的性质等,为找矿预测提供指示.     

16阵元微带天线馈源阵列研制及测试

基于新疆天文台南山25m射电望远镜, 设计了工作在1.25GHz的4 × 4矩形排布16阵元微带天线馈源阵列, 阵元间距为0.7倍波长, 2 × 2子阵合成一个波束, 可实现偏轴扫描一个波束宽度, 瞬时可形成9个波束. 经阵列样机加工后的实验室测试, 得到阵列各端口回波损耗均在-10dB以下, 阵元间耦合度均在-30dB以下, 独立阵元、2 × 2子阵和4 × 4全阵均匀赋权合成后波束增益分别为3.64、14.7和18.5dBi. 通过在不同扫描方式下选择对应阵元按照共轭匹配法进行赋权, 并将馈源阵列的实测结果导入仿真软件模拟25m反射面下的各项性能, 最终得到天线增益在30dBi左右, 旁瓣电平在-20dB以下, 轴向波束的波束宽度为0.61°, 波束扫描角度为1.6°. 上述实测数据与仿真结果的差异, 与阵列加工以及幅相调整和测试平台精度有关, 相关工作为相控阵接收机前端馈源阵列设计及实测积累了经验, 对未来更多阵元数量的阵列设计及性能验证具备较好的指导意义.     

蒙冀辽交界地区地壳应力场研究

利用2008年1月1日—2021年12月31日发生在蒙冀辽交界地区的472个地震的P波初动符号资料,应用综合震源机制解法获得了蒙冀辽交界地区0.25°×0.25°精细应力场,所得应力场结果基本覆盖整个蒙冀辽交界地区。应力场反演结果显示: ①蒙冀地区受拉张应力体系作用,主压应力场为东向,源自青藏高原东北边缘的强烈挤压作用。综合震源机制解类型主要为正断层和走滑型,P轴整体呈NE、NNE向,T轴整体呈NW或NNW方向,与前人研究该区域活动构造运动和地块受拉张和裂陷作用相符合。②蒙辽交界地区P波矛盾比较大,震源机制界面较为散乱,蒙辽或冀辽交界地区辽宁一侧震源机制解以逆断层为主,辽南地区震源机制以正断性质为主。     

基于岩心室应力应变和不确定度分析的致密储层氦孔隙度测量方法

致密油气层的物性（孔隙度和渗透率）较差.针对致密储层,目前常用的氦气法孔隙度测量方法存在两个不足：器壁压变性参数G定义不明确;膨胀前压力设置普遍偏小.本次基于氦气法孔隙度测量装置岩心室的应力应变力学分析和不确定度理论分析,开发了一种面向致密储层的氦孔隙度测量方法.本次提出的方法给出了器壁压变性参数G的解析式,并基于G的解析式推导出了新的孔隙度计算公式,将刻度系数减少到1个,简化了刻度过程.其次,基于不确定度理论得到的孔隙度测量不确定度表明：氦气法测量致密储层孔隙度的膨胀前压力大于2 MPa基本可以将孔隙度绝对误差控制在0.5%以内.与高压压汞法孔隙度测量结果对比发现,该方法测量孔隙度的相对偏差在14%以内,远低于常规氦气法测量孔隙度的相对偏差（50%）.

     

含水采空区全空间瞬变电磁响应分析

针对含水采空区全空间瞬变电磁响应信号识别问题,采用有限元数值模拟及现场实测方法,基于电动势—视电阻率及对应时深转换关系,获取了全扇面视电阻率随深度变化的空间分布规律,提取了低阻异常区测点感应电动势衰减曲线,得出了测点随探测角度变化的电动势量化变化规律.基于上述研究,开展了井下钻探验证及钻孔窥视,并对现场钻孔出水水样进行了水质分析.结果 表明:含水采空区的瞬变电磁响应横向角度对应一致性高于纵向深度;其感应电动势升幅与感应电动势差值变化趋势相反,呈现出在二次场观测初期急剧增大而后趋缓的特征,最大升幅可达10倍以上.钻探工程及化探分析进一步验证了物探成果.     

CORS系统在航空重力测量地面GNSS基站解算中的应用

航空重力测量是以飞机为载体,快速、高效获取大面积中、高频地球重力场信息的航空物探测量方法.航空重力测量技术的商业化运行归功于动态差分GNSS定位技术的成熟,使得载体的动态定位、动态测速和加速度解算精度大大提高,而差分GNSS技术解算载体动态定位的精度又依赖于地面基准站坐标精度.在实际作业中,通过组建控制网并设立地面GNSS基站,联测国家GNSS控制点,不仅需要花费较多的经济成本和时间成本,而且在人迹罕至的沼泽、高原、荒漠无人区以及远离大陆的海岛礁地区,这种方法都面临很大的困难.随着我国CORS站建设的不断深入,CORS系统精度和网度不断提高,利用CORS站数据,通过GAMIT等软件进行地面GNSS基站解算来确定其准确坐标位置的方法成为一种新趋势.本文以某测区实际数据为例,对比分析了两种方法得到的基站坐标精度及对重力测量结果的影响,介绍了CORS系统在航空重力测量地面GNSS基站解算中的应用效果,说明利用CORS系统解算不仅满足航空重力测量精度要求,而且能够提高工作效率.     

疏松砂岩气藏低阻气层成因及识别研究——以柴达木盆地涩北气田为例

涩北气田为第四系湖湘沉积的生物气藏,埋藏浅、成岩差,储集层存在“高孔隙度、高矿化度、高黏土含量、含(黄/磁)铁矿高电导”等“四高”背景,形成了低阻气层和特殊的特低阻气层.本文基于低阻气层测井曲线电性响应特征,研究其空间展布与对生产特征的影响,开展低阻气层成因与机理分析.研究表明:①高孔隙度、高矿化度、高黏土含量等地质背景,是导致涩北气田气层电阻率低的主要因素,砂泥岩薄互层也有一定程度影响;②特殊导电矿物的存在则是异常低阻气层的直接原因;③提出自然伽马—电阻率交会方法,有效识别地质背景、储层特性形成的低阻气层,而侧向、感应测井双电阻交会剖面提升了薄砂体的识别效果;④在测井精细解释的基础上加强研究铁矿质层平面展布,通过试气手段利用动态法形成平面监测,提高低阻气层解释的精度.     

基于构造导向滤波的高斯束层析速度建模方法及其应用

高斯束层析速度建模方法利用高斯束传播算子计算层析核函数,能够提高速度模型反演的精度与稳定性,但尚未引入地质先验信息有时会导致反演结果缺乏地质意义.基于此,通过引入预条件模型正则化算子,推导得到构造导向滤波约束下的高斯束层析速度建模方法,该方法的关键是构造导向滤波算子的构建.本文通过地震剖面计算构造的结构张量,利用各向异性光滑算子加入地质构造特征作为反演的正则化约束条件.该方法完全基于数据驱动,实现了对层析反演的\"软约束\",既缓解层析反演求解的多解性,同时又提高反演分辨率,得到更加符合地质认识的高精度速度模型.数值模拟实验及实际数据应用验证了构造导向滤波下的高斯束层析速度建模的有效性与实用性.     

基于TK能量的峰值频率在沉积旋回划分中的应用

沉积旋回分析在地层学理论研究和石油勘探开发中起着重要的作用.依据测井曲线的形态定性划分是常规的沉积旋回划分方法,在井点位置处这种旋回划分较为准确,但在无井之处的沉积旋回划分则主要依靠地质认识,具有较强的主观性.地震资料中蕴含了丰富的与沉积旋回有关的信息,利用其时频属性曲线可以进行沉积旋回划分.本文选用具有较好时频分辨能力的广义S变换方法计算时频属性曲线,并将该方法应用于正旋回、反旋回、正反旋回以及反正旋回四种沉积旋回模型,模型的旋回划分结果验证了时频谱峰值频率属性进行沉积旋回划分的有效性;但在实际地震资料应用中,时频谱的时间分辨率不高.基于时频谱的Teager-Kaiser能量谱,提高了时频分析结果的时间定位性和聚焦性,基于Teager-Kaiser能量谱属性的沉积旋回划分可以更好刻画地质结构的变化和薄互层结构.将该方法应用于新疆某油田侏罗系的沉积旋回划分,其划分结果与井资料的沉积旋回划分结果吻合较好,验证了方法的可靠性.     

鄱阳湖湿地土壤中Fe、Mn的迁移特征及其与水位周期变动的关系

对鄱阳湖地区蚌湖水下沉积物、滩地草甸土柱状样品不同深度土壤的酸度、氧化还原电位进行了现场测定;对剖面各层次的Ｆｅ、Ｍｎ总量,还原性Ｆｅ、Ｍｎ含量,以及有机质等进行了分析。实验表明：鄱阳湖湿地土壤中Ｆｅ、Ｍｎ有其独特的分布规律和迁移特征。元素Ｆｅ仅在水土界面轻微富集,Ｍｎ则向界面和深层双向富集;还原性Ｆｅ、Ｍｎ受氧化还原边界层的控制呈垂向分布。另外,元素Ｆｅ、Ｍｎ的水平迁移与水位变动相关,退水时Ｆｅ