大地电磁测深不同反演方法的应用效果对比--以安徽皖江地区页岩气调查为例

在安徽皖江地区页岩气地质调查中,开展了大地电磁测深(magnetotelluric sounding, MT)剖面研究,通过对比4种不同反演方法和不同极化模式的反演结果,分析各方法的优缺点。4种反演方法各有特点,不同极化模式也具有不同的反演效果。地质与钻孔资料表明,二维带地形共轭梯度反演TM极化模式的电性特征清晰,迭代收敛效果最佳,与地质资料吻合较好,可成功识别二叠纪泥页岩低阻异常。初步推断了皖江地区断裂空间展布特征及页岩气目标层分布,可为其他类似地区大地电磁测深勘探反演方法的选取提供参考。     

山东胶东半岛焦家断裂带南缘电性结构研究

胶东半岛是中国金矿最集中的区域,焦家金矿带则是胶东半岛最重要的三条金矿带之一,在该带中已探明新城、焦家、河西等特大型金矿床。焦家金矿带受焦家断裂控制,成矿带基本与断裂带吻合,焦家断裂带北部位置和形态基本探明, 但其南部因史家以南地区的第四系覆盖层而难以追踪。为了解焦家断裂带南部延伸特征,我们在史家地区开展了面积性音频大地电磁测深（AMT）工作,获得了23条电阻率模型剖面,并构建了研究区拟三维电阻率模型。结合区内岩矿石电性参数以及以往的研究成果,初步厘定了焦家断裂带南延位置和形态,认为该断裂带自史家以南受后期NW EW向断裂改造影响,出现错断现象,并且向南拆分成东、西两组断裂。而焦家断裂的低电阻率特征,说明断裂发育于引张或挤压-引张应力背景之下,并且是岩浆活动的浅部通道,岩浆热液的进入使断裂带内发生蚀变硅化、钾化等蚀变作用,金元素局部富集,最终可能在断裂带隐伏有利部位成矿。     

可控源音频大地电磁法在徐州贾汪地区地热资源勘查中的应用

资源型城市不可避免会面临资源枯竭、城市转型发展和采空区治理等问题,而地下采空区的密集分布,成为运用物探手段探明地下地质情况的障碍。以江苏徐州贾汪地区为例,运用可控源音频大地电磁测深法进行地热资源勘查,通过变换收发距及位置,查明了区内地层结构、热储层埋深及断裂构造位置,经钻探验证,钻孔地层、含水层与物探推断结果基本吻合,井口水温为48 ℃,涌水量为43 m3/h。研究结果为采空区物探方法的运用提供了依据。     

湘西北民乐毗邻区深部电性结构及其地质意义

为揭示湘西北民乐毗邻区南华纪大塘坡组含锰沉积地层结构,深化对地堑-地垒成锰地质空间的认识,实现地球物理深地探测技术对南华纪沉积型锰矿床的找矿指导,对区内经过民乐锰矿的大地电磁测深剖面进行了处理和解释,结合地质信息反演了南华纪古盆地地层构造格局。首先通过频率域大地电磁探测数据进行了阻抗张量和相位张量分解分析,揭示了湘西北民乐地区在高频区(大于0.01 Hz)主要呈现二维构造特征;其次利用Swift分解和相位张量分解结果对剖面所有测点数据进行了电性主轴分析,判断了剖面主要构造走向总体上呈北偏东37°,计算了TE、TM两个极化方向的卡尼亚视电阻率和相位;最后针对TE、TM两个模式利用Occam反演方法分别进行了单独和联合反演,得到了民乐地区深部电性分布并进行了地质解释。研究结果表明:湘西北民乐地区由浅至深电性结构比较简单,地层由新到老分层性较好,大体可分为高台组白云岩中阻层、清虚洞组灰岩高阻层、石牌组—牛蹄塘组低阻层、留茶坡组—陡山沱组较高阻层、南沱组—大塘坡组低阻层、古城组和富禄组中阻层6层;大地电磁反演电阻率模型等值线图中的“凹中凹”地层结构是圈定成矿靶区的主要地球物理标志;民乐—花垣一带为古天然气渗漏口的过渡相和边缘相,含锰地层具有越往东北向埋深越浅、厚度也越来越薄的特点。     

EH4高频大地电磁测深法在公路隧道勘查中的应用

九石公路地处四川甘孜藏族自治州九龙县境内,地质构造情况复杂,工程勘察设计中需要对岩体完整性及断裂破碎带进行分析评价。根据EH4高频大地电磁法对隧道进行勘察的反演结果,将电阻率反演异常分为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ等三类异常,其中Ⅴ类异常电阻率小于100Ω·m的区域划分为物探,对应为极破碎岩体(V级围岩);Ⅳ类异常电阻率值在100～300Ω·m,对应为破碎岩体(Ⅳ级围岩);Ⅲ类异常以电阻率大于300Ω·m为划分依据,对应为较破碎岩体(Ⅲ级围岩)。综合地表路线踏勘与地质剖面、钻孔资料,对所测大地电磁测深剖面紧张综合解释推断,初步查明九石公路长海子隧道轴线附近岩性、断层破碎带、富水地段等位置;根据《工程地质手册》中对围岩完整性分级要求,对隧道轴线经过岩体进行围岩等级划分,为下一步工程施工提供基础地质资料。经钻探等资料验证,EH4高频大地电磁法达到预期效果。     

二连盆地白音查干凹陷和乌里雅斯太凹陷岩石热导率测试与分析

岩石热导率是地热理论和应用研究中十分重要的参数,对于地热资源评估、大地热流分析、深部热状态及岩石圈热结构等相关研究提供了基础数据支撑。本文从二连盆地白音查干凹陷和乌利亚斯太凹陷采集了98块基本覆盖白垩系各地层的钻井岩芯样品,在实验室条件下对它们进行了岩石热导率测试,并收集了前人对31个样品的测试结果,进而结合孔隙度、钻孔实测温度和深度数据,对实验室条件下的测试数据进行了饱水校正和温压校正。测试样品包括泥岩、砂岩、砾岩、片岩和玄武岩,孔隙度在2%~20%之间,采样深度在117.8~3159.5m范围内,对应的温度和压力范围分别为13.5~118.6℃、2.89~77.41MPa。实测结果表明5种不同岩性岩石样品的热导率变化范围为0.89~4.91W/(m·K)。经过饱水和温压校正后,泥岩、砂岩、砾岩、页岩和玄武岩的平均热导率分别为2.08±0.36W/(m·K)、2.28±0.50W/(m·K)、2.53±0.44W/(m·K)、4.16±0.76W/(m·K)、1.33±0.09W/(m·K)。5种岩性中片岩平均热导率值最大,玄武岩平均热导率值最小,沉积岩介于两者之间,总体上具有随深度增大而增加的趋势。饱水、温度和压力校正后的热导率比干样热导率高。结合研究区内各个地层砂岩和泥岩所占比计算得到白音查干凹陷和乌里雅斯太凹陷白垩系地层热导率分别为2.00W/(m·K)和2.17W/(m·K)。结合钻孔测温数据,计算得到二连盆地大地热流值介于74~85mW/m^2,明显高于中国大陆地区平均热流值61.5mW/m^2。本文的研究成果对二连盆地以及华北北缘的地热资源,深部热状态和岩石圈结构都有意义。     

基于Molodensky边值理论的似大地水准面计算模型改化及分析检验

针对源自现代Molodensky边值理论的似大地水准面计算模型适用性问题,首先分析研究了Molodensky级数解计算模型的技术特点,提出了3种特定计算模型的实用改化方法,同时设计了4种分步改化模型检验方案,使用超高阶位模型EGM2008作为数值模拟标准场,对分步改化模型的计算效果进行了数值精度检核,并开展了数据观测噪声影响评估检验,得出了一些有参考和实际应用价值的研究结论。在一定条件下,使用改化Molodensky方法计算似大地水准面可获得1cm的内符合度。