Magnetic measurements in electrical prospecting by resistivity methods

The electrical resistivity and induced polarization (IP) methods are widely used in geological mapping, prospecting and exploration of mineral deposits, engineering geology, hydrogeology, archaeology, and geotechnical and environmental applications. Historically, these methods have formed the basis of the electrical prospecting technique. In these methods, a DC or low-frequency AC electrical current is introduced into the earth through a grounded transmitter line. The measured quantity is the electric field. However, if the earth’s resistivity or chargeability changes horizontally, this change gives rise to an anomalous magnetic field, which is studied by the magnetometric resistivity (MMR) and magnetic induced polarization (MIP) methods, respectively. Along with advantages, some shortcomings are inherent in the MMR and MIP techniques. Apparently, the main drawback of these methods is that the magnetic fields of both the transmitter line wire and ground electrodes on the surface are several orders of magnitude greater than the anomalous magnetic field response. This introduces a significant “noise” to magnetic-resistivity data. We investigate the potential of using a circular electric dipole (CED) in magnetometric resistivity techniques. It has been found that the application of a CED, instead of a conventional transmitter line, dramatically enhances the signal-to-noise ratio.     

高密度电法在草炭土分布特征调查中的应用

为了更好的研究草炭土湿地基本信息,获取草炭土分布特征,选择吉林省东部沼泽草炭土湿地为研究对象,运用高密度电阻率法,对比不同装置下探测结果的差异,再与已知的探槽资料做对比,得出温纳—施伦贝格装置为最可靠、最合理的探测装置。再将该装置运用到其他草炭土地区,得出对草炭土湿地的探测为浅层地质问题,草炭土的视电阻率为50~300Ω·m,深度为1.2~3.9 m,在反演图像中表现为低阻体部分,各地层间层状结构明显,电性界限分明。     

几种梯度场计算的数值算法及其地学应用

梯度作为标量场在空间上最重要的微观变化特征,能较好地反映其在空间上的变化趋势。本文介绍了中心差分算子、相邻梯度因子和Sobel梯度算子三种梯度数值算法。以点电荷在三维空间中产生的电势场构造了一标量场,通过理论公式求解了其梯度值,并将理论梯度值与三种数值算法的结果进行了对比与统计分析,验证了三种梯度数值算法的有效性和适用性。结果表明,排除场源的影响后,Sobel梯度算子相较其它两种数值算法更逼近于理论梯度值。最后,利用Sobel梯度算子求取了某铜矿区可控源音频大地电磁法(CSAMT)三维视电阻率场的梯度场,用梯度场刻画了视电阻率在空间上的变化趋势,提高了对三维地下空间的电性分布规律和地质情况的认识。     

高密度电阻率法在莱芜市泉河地区岩溶地质勘查中的应用

岩溶不仅会导致基岩面起伏很大,而且会产生较多的溶蚀带、溶洞、土洞等岩溶地质特征,灰岩分布区发生的地面塌陷等地质灾害,对建筑物安全及社会经济发展造成了严重的危害,高密度电阻率法是岩溶地质调查的重要物探手段。文章根据高密度电阻率法的基本原理及特点,对莱芜市泉河地区进行了岩溶地质勘查,通过对视电阻率二维成像图异常形态、高低阻等的反演分析,推断了该地区岩溶分布范围、大小和埋深。经钻探验证,推断结果与钻探资料吻合,为该地区岩溶塌陷地质灾害防治提供参考价值。      

九寨沟“8.8”地震背景下火花海钙华坝体无损探测分析

为研究震后九寨沟钙华景区的溶洞、裂隙、暗流等地质特性,丰富钙华景区岩溶洞穴无损探测技术,探讨了多物探技术在多孔疏松钙华地区作业的可靠性。首次运用地质雷达法及高密度电法相结合的无损探测技术,在九寨沟景区火花海特定区域进行了现场勘查和无损探测试验。结合对比两种无损探测成果与测区内出露地质剖面3组勘探数据,结果发现:高密度电法与地质雷达法相结合,两者能优劣互补,相互佐证,在解决钙华区域浅部溶洞、暗流、裂隙等工作中,对探测目标体具有极高的识别度。两种方法探测数据与震后出露剖面地质特征保持极高的一致性,验证了两种无损检测方法在多孔疏松介质条件下数据的真实可靠性,解决了多物探技术在多孔疏松介质地区施工的疑点和难点,丰富了工程物探领域技术。      

2004年印尼8.7级强震前昌黎台的远场电性异常特征探讨

分析了在2004年12月26日印尼8.7级地震前河北昌黎台记录到的自然电位及电场异常, 结果显示昌黎台自电位、 电场正常时段观测到的半日、 半月潮汐波周期变化在震前1个多月发生畸变, 周期消失, 变化幅度相应减小, 震后快速恢复, 且潮汐波记录比震前正常时段更加清晰。 该台地电阻率的观测结果显示起始下降变化比较平缓, 震前一周左右, 变化加剧, 出现多次阶变。 究其原因, 在强震发生前断层的蠕滑作用导致孔隙压力变化, 产生一种可以在岩石中传播的应变波, 由于台站下方岩土层对小应变信号具有很好的放大作用, 所以记录到了这种小幅度的应变波, 也就是远场的静态应变效应。 随着地震临近, 应力作用加强, 远程应变波引起台站下方水位、 水化学性质以及岩石孔隙度、 渗透率等的改变, 导致电阻率、 电场大幅度的阶变, 这反映了远场应变波的动态效应。 当然就异常幅度而言, 应变波的效应还嫌弱一些, 因此昌黎台异常变化可能还叠加了震源区激发的电磁波。     

井资料高分辨率层序地层学

在准层序中进行层组一级地层单元的识别和对比是高分辨率层序地层学研究的主要难点.提出了一种综合应用井资料进行层组界面识别和对比的新方法.通过测井曲线形态特征、岩心观察、铸体薄片、X衍射、扫描电镜分析、FMI测井资料, 对工区内钙质夹层成因、泥岩电阻率差异、储层电阻率和海拔深度关系进行了研究.结果表明: 钙质夹层单层厚度在0.5~2m之间, 靠近风化壳和断层位置单层厚度大, 分布在水下分支河道底部和河口坝顶部; 低阻泥岩(4~5Ω·m)和高阻泥岩(> 10Ω·m) 分别来源于不同的沉积物源或者形成于不同的沉积相带; 储层电阻率随着海拔深度的增加而增加.因此, 钙质夹层可以作为层组界面识别和对比的标志, 利用泥岩电阻率差异可以确定层组的叠置关系, 判断储层连通性.据此, 建立了准噶尔盆地石南地区西山窑组含油层段等时地层格架, 确定了格架内储层的连通性及油水界面, 并且通过MDT测井资料进行了验证.在此等时地层格架内, 层组的发育顺序、叠置关系、空间展布形态、以及彼此之间的连通性都被定性、定量的表征出来.      

非常规电测深法在工程地质勘查中的应用

本文提出了“非常规电测深法”的概念及实际操作过程,阐述了其应用条件和效果.存在高阻屏蔽层时电法解释较为困难.针对这一情况,本文提出了高阻屏蔽层影响的校正方法,提高了电法解释的精度和效果.     

综合物探方法在堤防质量检测中的应用

在堤防质量检测中,地球物理方法能够实现快速、无损的探测,但采用单一物探方法对堤防隐患的判别易形成多解,也很难对堤防质量做出准确分类.本文中应用探地雷达、高密度电法、地震勘探等综合物探方法对大源渡堤防质量进行检测,并以龙荫港以例,通过综合三种物探方法互相参照、相互验证,互为补充,查明了堤防隐患的分布位置与埋深,为堤防质量检测提供一种新的工作方法.     

低渗透储层的径向电阻率特征及含油性 ——以鄂尔多斯盆地洛河油田延长组长61为例

鄂尔多斯盆地中部洛河油田长61低渗透油层由于含油饱和度变化大、油层非均质强,再加淡水钻井液侵入,造成油层电阻率径向分布不均且变化大。通过双感应-八侧向测井与阵列感应测井响应特征对比分析,认为水层的径向电阻率均为增阻侵入,油层、油水同层的径向电阻率普遍具有减阻侵入、低阻环带、高阻环带特征或相关趋势。其中,减阻侵入有助于识别高含油饱和度、高电阻率油层和油水同层,低阻环带和高阻环带有助于识别低电阻率油水同层。另外,部分油水同层的双感应-八侧向测井径向电阻率组合具有“增阻侵入”且深感应电阻率低的特征,推测可能是受双感应-八侧向测井探测范围限制,为低阻环带靠近井眼附近遭受淡水钻井液侵入影响的结果,深感应测井反映的是侵入带电阻率而不是油水同层的电阻率,容易被误解释为水层。因此,对于双感应-八侧向测井中具有“增阻侵入”特征且深感应电阻低值的储层,其流体性质有水层、油水同层这两种可能性,需要结合深探测测井资料或油藏地质特征进一步分析,以提高油层、水层的识别率。