基于交叉梯度结构约束的大地电磁主轴各向异性并行三维反演

各向异性介质对大地电磁观测数据的影响往往不可忽略,因此需要提高大地电磁各向异性三维反演的可靠性和有效性.为了满足大地电磁各向异性三维反演的需求,本文研究了一种基于交叉梯度结构约束的大地电磁主轴各向异性并行三维反演算法.根据大地电磁平面波理论假设,正演方程采用背景场与二次场分离的计算方式,二次场利用交错网格有限差分法求解.由于各向异性反演的多解性,本文将各向异性介质简化为主轴各向异性,并在此基础上进一步采用有限内存拟牛顿LBFGS法实现三维各向异性反演.为了提高各向异性反演的分辨率,反演目标函数中引入交叉梯度项,利用先验的结构信息,对三个方向的电阻率参数进行结构约束,最终的反演进一步利用MPI(Message Passing Interface,消息传递接口)技术实现分频并行计算,测试结果显示并行接近线性加速比.     

罗斯海海域大地水准面异常的成因研究

本文利用数值法求解瞬时地幔对流问题以模拟大地水准面异常.利用两个较新的S波速度异常层析模型SEMUCB_WM1和TX2019slab,将其转换为密度异常作为控制方程的浮力驱动项;采取的黏度结构模型中,上下地幔的黏度比为1∶50.为了研究地幔不同结构对罗斯海海域大地水准面异常的影响,分别提取上、下地幔的密度异常正/负值,作为对流控制方程的输入项,计算相应的模拟大地水准面异常.将模拟大地水准面异常与观测值进行对比,发现罗斯海海域的大地水准面异常主要来自下地幔及上地幔的负密度(波速)异常,下地幔正密度异常对该区域大地水准面负异常也有一定的贡献.本文认为,地幔密度负异常在罗斯海海域大地水准面异常的形成中占据主导作用,地幔对流的动力学效应对该区域大地水准面异常的形成影响较弱.     

大地电磁场源效应特征分析及其校正研究

大地电磁法一直以来基本都遵循场源为平面电磁波的假设,这种假设普遍适用于中高频的大地电磁研究,但在具有显著非平面波场特性的区域或开展长周期大地电磁研究时,则对场源平面波的理论基础带来了挑战,若不满足理论假设,将会导致深部探测的可靠性降低,勘探目标定位风险增高.本文通过选择线状、片状及非规则场源模型来模拟极光电集流、赤道环电流和横向波动的波数场源,开展了大地电磁场源效应的模拟研究,对比分析了非平面波模式和平面波模式的响应差别.模拟表明大地电磁场源效应强度与模型平均电阻率正相关,与频率和测点与源水平距离负相关,且与场源的高度、宽度和横向波长等参数均有关系,非平面波模式和平面波模式正演响应在一些情况下具有超过10％的差异.基于场源效应特征,归纳并提出了五种场源效应校正方法,一是计算极限模型来截断场源效应影响频段的频域截断法,二是对多个同步观测的邻近测点进行平均的测点平均法,三是延长测点观测时间的时间域延长法,四是剔除较强垂直磁场分量所对应场源效应较强段数据的时间域剔除法,五是直接考虑场源的反演,五种方法均能一定程度上降低大地电磁场源效应的影响.对于受场源效应影响的大地电磁数据,若直接采用平面波方式进行反演则可能在深部产生较大畸变,若在获知场源相关参数的基础上,可开展考虑场源的大地电磁反演来消除场源效应影响.     

新资深大断裂变质带特征、成因及活动演化

在前人研究成果和野外调查基础上,对新资深大断裂变质带特征进行系统总结,从宏观构造、显微构造与组构、岩石矿物学、年代学和地球化学等多学科角度综合研究,分析了新资断裂带各类岩石组构成因,并建立了其活动演化期次。新资深大断裂变质带构造岩主要包括定向组构系列岩石和块状系列岩石,主要是由早期的韧性变形变质作用阶段和晚期的脆性破碎作用阶段先后作用形成。越城岭岩体西侧规模巨大的花岗片麻岩带应属新资深大断裂变质带的一部分,属早期活动的产物,其原岩为越城岭岩体,为断裂变质和动力热流变质作用形成。韧性剪切系列岩石按变形变质强度可分为高温高压韧性剪切带和中温高压韧性剪切带,表明韧性剪切作用具有多期性。新资断裂带活动演化主要经历了四个阶段,始于加里东期,至喜山期均有活动,现在的新资断裂带是经过多个阶段不同类型变质作用由东向西不断迁移和相互叠加的结果。     

纳如松多矿集区电性结构特征及对成矿作用的约束

为了研究西藏纳如松多矿集区的电性结构特征和对成矿作用的约束,对覆盖矿集区的大地电磁测深数据进行全面的数据处理分析,得到了可靠的二维电性结构模型.研究结果表明,分别在深度为40~50 km,20~30 km和10 km处见高导体,推测这些高导体可能为部分熔融和水流体共同所致.由于纳如松多矿集区内矿床为岩浆-热液型,深部岩浆的上涌在成矿作用中起到关键作用,所以壳内高导体可能为与成矿有关岩浆房的电性痕迹,将这些高导体连起来可能代表着深部热液向上运移的古通道.电性结构主要体现了壳内高导体与区域成矿动力作用的关系,向上运移的富矿岩浆也可能通过局部的隐伏构造运移到Pb-Zn和Fe-Cu矿床的位置,再演化形成矿体.     

青藏高原申扎-双湖剖面岩石圈电性结构特征及其含义

为了研究班公湖-怒江缝合带的壳幔电性结构及构造特征,并为其俯冲极性提供电性约束,对青藏高原中部申扎-双湖大地电磁测深剖面进行全面数据处理分析,获得了可靠的二维电性结构模型,研究表明:沿剖面上地壳分布的是规模不等的高阻体,底面埋深在10~25 km变化,高阻层之下发现由不连续的高导体构成的中下地壳高导层.通过对电性结构的分析,认为班公湖-怒江特提斯洋的俯冲消亡极性可能是双向的,随后拉萨-羌塘地体碰撞带处的上地壳高阻体发生拆沉,以上两次动力学事件可能共同作用于缝合带处的壳幔高导体,同时北拉萨地体的壳幔高导体还可能体现了构造作用、岩浆活动和成矿作用之间的关系.     

高密度电阻率法与CSAMT法在江西会昌县坝背地热勘查中的综合探测

地热资源是一种绿色低碳、极具竞争力的可再生能源。江西省会昌县坝背地区断裂构造密集,地热异常广泛发育。为了查明勘查区各断裂构造的产状、规模及深部变化特征,为寻找地热水钻孔布置提供依据,项目组首先在已知温泉位置布置3条高密度试验测线,接着在已知温泉位置以南布置4条高密度测线,然后在高密度电阻率法资料初步解释成果的基础上再施工可控源音频大地电磁测深法（CSAMT）,得出其中两条深大断裂是温泉主要的导水导热构造、断裂深切至基底界面、基底界面起伏明显的结论。同时圈定了4个低阻异常区,其中低阻异常范围最大的区域长约1000 m,宽约240 m,高约200 m,是含水最为有利区域,亦是寻找地热水的直接依据,建议在其正上方布设钻孔进行验证,孔深约800 m,满足深大断裂和基底对低阻区的深度控制。     

缝网间距对高温岩体储留层温度影响规律模拟

为研究高温岩体储留层注水过程中缝网间距对储留层岩体温度的影响规律,建立了考虑热对流和热传导效应的热流固耦合力学模型。以水平井多簇缝网地热开发为例,将缝网及其周围岩体简化为等效的多孔介质,利用ABAQUS二次开发功能实现了流固耦合和热对流耦合。模拟结果表明：储留层岩体温度的变化按注水持续时间分为3个阶段：初温保持阶段,该阶段储留层岩体温度保持原始温度,缝网间距的不同对储留层岩体整体温度无影响;快速降温阶段,该阶段储留层岩体温度下降随注水时间呈现负指数变化规律,缝网间距与储留层岩体温度呈正相关关系;温度缓慢下降平稳阶段,该阶段初期缝网间距与储留层岩体温度的关系和快速降温阶段一致,但后期缝网间距与储留层岩体温度呈负相关关系。空间上,在岩体温度高的区域,缝网间距越小,岩体温度变化梯度越大;在岩体温度较低的区域,缝网间距越小,岩体温度变化梯度越小。     

为文物保护注入测绘力量

河南地处中原腹地,是华夏文明诞生和发展的中心,是中华文明多元一体格局形成的关键地区,构成了中国历史的血脉筋骨,承载着中华民族的辉煌与荣耀。从旧石器时代到明清时期,悠久的历史在中原大地留下了丰富的文物古迹,甲骨、《周易》讲述古老的故事,洛阳、开封记录王朝的兴衰,大运河、古丝绸之路见证商业的繁荣,还有二里头遗址、灵宝西坡、明周懿王墓、汝州张公巷窑址等,无一不记录着历史,镌刻着河南独特的文化基因。正所谓“两手一摸春秋文化,双脚一踩秦砖汉瓦”,中原大地处处都是宝,拂尘能见金。     

RTK测量对传统大地测绘方法的影响及精度分析

随着RTK测量技术的不断发展,其在测量模式、效率及精度等方面都对传统大地测绘方式提出了挑战,而且其特殊的基站与流动站测量模式使某些工程测量手段的实现更加方便有效。本文从RTK定向、替代导线测量、工程放样、地形图测量等几个方面对RTK技术方法的应用进行了概述,通过对比分析实验数据得出了两种测量方式的效率和精度特点。