分布式电磁探测系统在深部地下水资源勘查中的应用

可控源音频大地电磁法（CSAMT）是一种有效的地下深部资源勘探方法,但现有仪器分段分时的工作方式使得其观测精度受不同排列观测条件差异的影响。为了提高测量精度和效率,研制了一种实现整条测线多点同步观测的分布式电磁探测系统。系统由级联式大功率发射系统和分布式多通道接收系统组成,通过移动发射源位置实现CSAMT和激发极化法2种测量功能;仪器采集的多道原始数据经过干扰噪声抑制后提取出反演参数。利用该系统在吉林松江河地区开展了深部地下水资源勘查,并与同类仪器GDP32II的勘探结果进行了对比。结果表明：分布式电磁探测系统多点同步观测方式不但提高了工作效率,而且有效地克服了时变性、区域性外界噪声产生的横向异常影响。根据勘查结果在该地区成功预测了深部地下水的有利赋存位置并得到了钻井验证。     

深部巷道围岩变形破坏机制分析

采用弹脆性本构模型以及滑移破坏理论,对深部围岩应力分布以及变形破坏机制进行分析。计算结果表明,开挖卸荷将引起剪应力的增长,滑移剪切变形的发展将围岩划分成具有一定尺度的块体（或条带）,它们之间的相互摩擦决定着残余强度的大小;在各向不均匀压缩的作用下,深部围岩能够产生区域拉伸破碎,使围岩开挖断面监测到的位移大大超出按连续介质理论计算得到的数值。采用考虑扩容的计算模型可以得到围岩产生区域拉伸破碎的条件,计算得到的该条件与岩体力学性质以及破碎尺度密切相关。     

深部中-高煤级煤储层孔隙结构与吸附性

为了探讨中-高煤级深部煤层孔隙结构特征和吸附性,以陕西宜川和山西柿庄地区埋深100~1 800 m的中-高煤级样品为研究对象,对样品进行了煤岩煤质分析以及压汞法、核磁共振、低温液氮和等温吸附等测试,结果表明：(1)随着深度的增加,煤层吸附孔含量增多,渗流孔含量减小,渗透性降低,储层物性变差。(2)比表面积和总孔体积在1 000 m附近出现高值区域,随后才出现如前人所述的随深度逐渐降低的趋势,这与小孔的贡献率一致,可见比表面积和总孔体积并非完全由微孔决定,小孔作用显著。(3)深部煤层吸附性是压力的正效应与温度的负效应共同作用的结果,随着压力的增高,吸附量明显增加,温度每升高1 ℃,吸附量平均减少0.25 cm³/g;兰氏压力并不是简单地随温度递增而递增,而是存在随温度变化的拐点(35 ℃),大于拐点温度时,兰氏压力才呈现增高趋势。     

渭河盆地深部构造活动的地裂缝孕育机理

渭河盆地是我国乃至世界上地裂缝最发育、灾害最严重的地区。基于渭河盆地深部构造模式,采用有限元数值分析方法,分析了上地幔上隆、中地壳流展和上地壳拉张3种深部构造作用下盆地浅表岩土介质的应力和变形响应特征,从而揭示了渭河盆地深部构造活动与该区域地裂缝群发之间的孕育关系。结果表明：上地幔的隆起和中地壳侧向流展形成了浅部拉张应力环境,这种效应与盆地周边块体运动形成的伸展引张构造应力场叠加,再附加断裂伸展倾滑形成的局部拉伸应力场构成了地裂缝形成的主要动力来源。     

再论鄂尔多斯盆地寒武纪岩相古地理及沉积构造演化

鄂尔多斯盆地深部是目前我国石油领域研究的热点。在构造控制沉积的思想指导下,运用层序地层学理论,以野外露头观察、岩心观察、测井和地震剖面研究为基础,以单因素分析-综合编图为方法,以盆地寒武纪构造-沉积演化为主线,以储层-成藏为目标,首次编制了三级层序地层格架下的鄂尔多斯盆地寒武纪岩相古地理图。本区寒武纪具有一个由清水与浑水交替出现的碳酸盐岩缓坡向台地、局限台地演化的动态过程,而且古气候也有一个由干旱向相对潮湿演变的趋势。早期近南北分异,晚期近东西向分异。早期南部存在奥拉谷。中晚期除北部和西缘部分地区外,鄂尔多斯古陆基本被海水覆盖,完成了从陆到海的转变,形成了以陆表海浅水台地为主要特点的古地理格局。“古鄂尔多斯海”的形成是环境变化的转折点。晚期西部发生隆起,这是鄂尔多斯盆地“中央古隆起”的雏形。该隆起走向近南北,与奥陶纪中央古隆起范围基本相同。通过构造沉积-演化分析,首次明确了“中央古陆”最早的形成时间为寒武纪芙蓉世到早奥陶世,也明确了鄂尔多斯盆地寒武纪早期潮坪相为优势相带、而张夏组鲕粒滩具环陆分布特点、三山子多孔白云岩主要发生于寒武系上部,具有全区分布特点。怀远运动是寒武系顶部遭受风化剥蚀而发生岩溶作用的主因。祁连洋的俯冲作用是鄂尔多斯古陆发生变异的主要动力。怀远运动形成的寒武系顶部（包括部分下奥陶统）不整合面可能是最重要的深部勘探方向。     

科技成果

我国跻身世界地壳深部探测大国行列据介绍,深部探测技术与实验研究专项启动于2008年,是"地壳探测工程"的培育性计划项目。5年来,国土资源部组织近万名科学家和工程技术人员及一线施工人员参与专项并取得丰硕成果:全面完成了6000多公里的深反射地震剖面,使我国跻身世界地壳深部探测大国行列;第一次建立了覆盖全国大陆的大地电磁标准网和地球化学基准网;第一次系统建立了复杂大陆岩石圈、地壳深部立体探测技术体系,初步形成了大型矿集区立体探测技术方法体系和示范区,矿集区"透明化"技术日臻完善;第一次在我国建立了最大规模的地球动力学数值模拟平台,建立了青藏高原东南缘现今深孔地应力监测区域网,为我国地壳     

媒体广场

我国深部探铀技术获重大突破中国核工业集团公司日前宣布,我国铀矿第一科学深钻以2818.88米的钻探刷新此前1200多米的纪录。这一突破填补了我国铀矿深部找矿技术的空白,对提高国内天然铀保障程度、满足核电发展需要具有深远意义。这也对我国目前最大的铀矿田做了一次"地质CT扫描"。除了找矿深度刷新纪录外,此次深部找矿在装备上采用自主研发的钻探设备,其智能化、数字化水平填补了国内空白;在钻探工艺方面也取得了首次发现铀铅锌铜多金属矿、首次创建岩芯矿化蚀变高光谱识别技术等     

大别山北缘深部结构的高精度重磁电震解析

大别山北缘位于大别造山带与华北陆块会聚地带,其深部精细结构还存在一些争议问题.根据近年来在研究区域内采集的地球物理数据,通过OMEGA、OASIS和FUGRO-LCT等多个重磁电震软件处理,获得了深部信息丰富的多种地球物理属性图像.本文从中选取了2条平行的电法和地震剖面,辅以高精度重磁数据,揭示了大别山北缘深部地质结构总体呈现华北陆块南向俯冲、北淮阳构造带向北逆冲的特征,并可清楚地识别大别山北缘造山带、肥南山前坳陷带和肥北斜坡带.其特征分别如下:①大别山北缘造山带,地震反射杂乱,电性高阻大于2000Ωm,以磨子潭-晓天断裂为界分为北大别杂岩带和北淮阳构造带,主要由大别群、卢镇关杂岩和佛子岭群组成,沿舒城-信阳断裂逆冲于中、下侏罗统之上,浅部发育北倾的金寨-龙门冲滑覆断裂.②肥南山前坳陷带,上部为中、新生界,呈现中低阻特征,地震反射界面清楚,断面波明显;下部为华北型前中生界沉积岩(上部可能残存古生界),电性特征为低阻(5~50 Ωm),地震反射较连续,内部反射弱.以六安断裂为界分为舒城凹陷和肥中断裂带,其北侧边界为肥中断裂.③肥北斜坡带,上部主要为侏罗系,呈现中低阻、水平层状地震反射特征;下部主要为霍邱群,电性为高阻,地震反射杂乱;中间为华北型前中生界沉积岩,向北逐渐减薄、直至缺失.上述认识将为华北陆块南向俯冲、南北板块碰撞缝合线和油气资源勘查等研究提供深部地质约束.     

先验地质信息约束下的三维重磁反演建模研究 ——以安徽泥河铁矿为例

安徽泥河铁(硫)矿床是近年发现的大深度隐伏矿床,它的发现再次引发了庐枞地区深部找矿的热潮.建立矿区的三维精细地质模型,对寻找深、边部隐伏矿体,深入认识深部成矿、控矿规律意义重大.本文以泥河矿区为实例,开展先验地质信息约束的三维重磁建模研究,获得了矿区面积5.6 km²(2.8 km×2.0 km)、深度1.2 km内的三维地质模型.在三维可视化平台上对该模型进行了地质解释,全面分析了矿体、地层与次火山岩之间的空间分布及对应关系,发现铁矿主要赋存于闪长玢岩与砖桥组火山岩之间,且在玢岩穹窿地段矿体厚大,这对认识"玢岩型"铁矿的成矿模式具有重要的实际意义;三维模型的重磁正演响应基本拟合了实际重磁异常,说明在建模区域内已没有新的矿体;本文提出的三维地质建模流程可为其它地区开展类似工作提供借鉴,同时研究表明地质信息约束下的三维重磁建模研究在深、边部找矿和重磁异常的精细解剖等方面具有潜在的价值和广阔的应用前景.     

构造叠加晕研究在平度市大庄子金矿床深部找矿中的应用及探讨

通过对平度市大庄子金矿床矿床特征和地球化学特征的分析,论述了矿区构造叠加晕特征:大庄子金矿床具有多期多阶段叠加成矿成晕以及多种形式叠加的特点。根据其叠加晕特征,建立了大庄子金矿床深部第二富集带预测及构造叠加晕理想模式,确定了矿区深部盲矿预测标志以及找矿标志,并提出预测靶位,且在预测靶位取得了良好的找矿效果。