音频大地电磁法(AMT)在永胜县程海—宾川断裂跨断层监测选址中的应用

牛顿力NPR锚索监测钻孔应设置在尽量靠近深大断裂的最佳位置，使用音频大地电磁法(AMT)对目标断裂进行探测，准确地探测出深大断裂在地下的分布情况，为钻孔选址提供准确可靠的地球物理参数.文章首先阐述了音频大地电磁法(AMT)的基本原理，介绍了Aether大地电磁系统，然后结合工程实例，探讨了方法在永胜县程海—宾川断裂中的实际应用效果.实践表明，音频大地电磁法(AMT)具有数据采集时间短、探测深度大、能够有效地反映断裂在深部的视倾向、视倾角等优点.     

山西晋祠泉复流——地球物理应用研究

1994年晋祠泉断流后,广大人民群众热切期盼千古名泉能早日重现昔日风采,晋祠泉复流工程由此提上议程,明仙沟位于晋祠泉西北侧,是复流工程最重要的研究区之一。地球物理方法在查明主要渗漏段含水层岩性、分布范围、埋藏深度及富水地段,探测基岩埋藏深度及基岩面起伏形态,寻找地下隐伏地质构造和破碎带,评估主要渗漏区的岩溶发育情况、地下水运移方向、渗漏补给性能等方面能提供非常有价值的信息。音频大地电磁法在探测明仙沟深大断裂结构特征、基底构造及其影响范围等方面取得了良好的效果;高密度电法推断了明仙沟150 m以浅的次级断裂发育情况、地下水水位、基岩面起伏形状以及岩溶的发育情况;充电法查明了仙沟地下水流向和流速,推断明仙沟与晋祠泉的水力联系;音频大地电磁法与高密度电法反演所得电阻率断面图显示的主要断裂构造与该区1∶50 000地质图较好吻合,边山断裂响应明显且对边山断裂位置和倾向刻画清晰。地球物理方法综合解释表明明仙沟与晋祠泉之间存在较好的水力联系,为该区生态补水工程选址提供了地球物理依据,认为明仙沟是晋祠泉比较适宜的近源补给区,且蓄水坝应该尽量修建在明仙沟的距离沟口远的深部。     

物探方法在找水工作中的应用

本次物探找水应用音频大地电位法通过在地表测量和分析某些频段组合场Ef的信号特征,区分出异常电场,达到探测低电阻异常区。低频率曲线反映深部电阻率信息,高频率曲线反映浅部电阻率信息。甚低频电磁法测量某些参数的畸变,发现地下的良导体或磁性感应体的存在。圈定矿体、岩溶发育带,地下河,含水或矿化断裂带,隐伏构造,以及进行快速电阻率填图。电阻率测深法采用不同极距的视电阻率对应于不同深度电阻率值,由各测深点的不同极距视电阻率值,绘出断面等值线图,判断低阻带的空间分布及倾向特征,结合水文地质资料,推断含水区位置。     

甘肃漳县盐井镇盐岩矿CSAMT法应用效果

可控源音频大地电磁测深(CSAMT)法是国内目前应用较广泛、成熟的一种先进的电磁测深法。从20线电阻率断面的地电结构分析入手,通过其它断面的类比分析,基本确定了本区含盐盆地的空间结构和盐系地层与围岩的相对关系。     

基于综合地球物理方法的隐伏线性构造探测

地球物理勘探技术经过多年的发展，方法越来越多，技术越来越成熟，其在水文地质、矿产勘查中的地位与作用也越来越明显，而隐伏线性构造作为重要的导矿、导热、导水空间，一直是地质工作的重点和难点.研究以综合地球物理方法在山东省某第四系覆盖区的应用效果为例，对不同物探方法的应用效果做了对比分析，并进行了综合解释和成果推断.项目在隐伏区开展了音频大地电磁法、电阻率测深法、联合剖面法和高密度电阻率法探测，通过综合分析不同方法得到的视电阻率分布特征确定了断裂的位置及产状，划分了工作区的地层结构，为地热井的选址和结构设计提供了可靠的地球物理依据.结果表明，采用合适的综合地球物理方法，可在一定程度上减小数据反演的多解性和误差，提高隐伏线性构造探测的准确性和成功率.     

CSAMT电场单分量视电阻率定义在地热资源勘探中的应用

可控源音频大地电磁法(CSAMT)是目前地热资源勘探中主要的地球物理方法之一,通过计算相互垂直的电磁场分量的比值来定义卡尼亚视电阻率,进而实现远场情况下的中、深部目标体的探测。但是,对于强干扰地区,当电场分量和磁场分量受到的干扰差别较大时,卡尼亚视电阻率会引起较大的计算误差。利用电场或磁场单分量定义视电阻率能更准确地解释地下的电性结构。从理论模型和野外实践两方面证明单分量视电阻率定义的可行性,取得了理想的效果。     

综合物探方法勘查福建贵安地热田

福建东南沿海地热田主要受断裂控制，温泉多为中低温水热系统，适用于直接供热。在该区典型地热田之一的贵安地热田进行了４种物探方法试验研究：大地电流和声频大地电磁测深、自然电场法、地面磁测、一米测温。由于温度并非是影响电阻率变化的唯一因素，因此仅仅根据电阻率值并不能区别高温带与低温带。研究表明：大地电流和声频大地电磁测深资料的定性和定量解释所获取的电阻率分布可确定断裂构造在地表以及向地下延伸分布特征；另外３种方法在某种程度上反映构造或温度变化，可以有效地圈定热田中心部位。例如，构造破碎带可以引起负磁异常；自然电位正异常与上涌泉相关；浅孔测温高值带与热田最高温泉相对应等。     

云桂线富宁隧道物探与钻探对比分析

富宁隧道是云桂线重点隧道之一,地质条件复杂.在地质测绘的基础上,勘察主要采用可控源音频大地电磁法(CSAMT)和深孔钻探对隧道进行探测,较详细地查清了隧道区的地层岩性、地质构造、水文地质条件、围岩等级及异常带等.通过对物探和钻探的对比分析,发现可控源音频大地电磁法对岩性的解译准确率较高,对隧道围岩等级的划分较好,对断层的解译准确率相对较低,在对岩溶强烈发育或岩性变化所致的岩体极破碎、极软弱或富水等异常带因物性特征相似,物探难以区分,需综合分析后确定.可控源音频大地电磁法比较适合复杂长大隧道的勘察,但需结合地质测绘、钻探进行综合解译.     

EH-4低频模式在楚雄盆地页岩气地质调查中的试验效果

页岩气常分布于泥岩、页岩及粉砂岩类夹层中,储气层相对于围岩电阻率普遍较低,故寻找低阻层可指示泥、页岩层位分布.云南楚雄地区1∶5万页岩气地质调查中安排了音频大地电磁(AMT)剖面测量,使用EH-4低频模式(0.1~1 000 Hz)进行数据采集,经剖面视电阻率反演,结合2001年云参1井地层柱状图,对AMT反演电阻率剖面进行了地电断面划分,研究了剖面内地下电性结构、各构造单元地质构造、断裂,及调查区与页岩气有关的上三叠统舍资组、下寒武统筇竹寺组富有机质层中心起伏变化和盆地内部构造,为页岩气地质调查提供基础资料,对后期综合研究取得了较好的试验效果.     

基于CSAMT结果的川东大池干井构造浅部电性结构特征分析

为揭示川东大池干井构造的浅部地质构造及岩石的电性特征和电磁响应规律,探索电磁法在油气探测中的应用,将可控源音频大地电磁法(CSAMT)应用于大池干井构造油气区,采用多种新技术进行CSAMT数据处理,获得地下电性体真实的电阻率特征,揭示该区的构造具有横向分段、纵向分层的电性特征。研究结果表明:东南部高陡背斜核部表现出相对高阻,此部分侏罗系地层较薄,主要是三叠系和二叠系地层呈层性分布;控制背斜的断层在电阻率上表现出次低阻的特性;西北翼表现出大范围低阻特性,主要是相对较厚的侏罗系上统和中统地层;在中部明显反映出单斜存在,主要表现为次高阻的侏罗系下统和三叠系上统地层。通过CSAMT法研究电性差异并结合地质构造可达到探测油气藏的目的。本工作可为大池干井构造地区从电性资料识别油气构造圈闭提供参考。     

磁化率对大地电磁响应影响异常规律研究

为探究地下介质的磁化率性质对大地电磁观测数据的影响,本文在常规大地电磁的正演过程中引入磁化率这一物性参数,利用有限单元法实现了同时考虑电阻率和磁化率的二维大地电磁正演算法。通过建立不同模型进行正演计算,详细分析了磁性体的磁化率值、背景电阻率值、埋深等参数对大地电磁正演结果的影响,总结出两种判定地下磁性体是否会对大地电磁数据产生影响的方法：若已知地下磁性体的规模,可根据磁性体的埋深与边长的比值系数判定;若未知地下磁性体的规模,可根据地磁测资料磁异常的幅值变化判定。     

大地音频测深在玉泉山区地热勘查中的应用

本文叙述了大地音频测深在地热普查中,电性特征很好地反映出异常区及与之对应的水文地质单元,同时根据电性分布特征,解决深部构造问题的应用效果。大地音频电磁测深相对于传统的直流电法勘探具有不受高阻层屏蔽、勘探深度大等优点。在玉泉山区地热勘探中,利用大地音频电磁测深资料,为测区的进一步开发提供了可靠的地球物理信息。     

二维直流电阻率与音频大地电磁自适应渐进联合反演

开展了非结构化三角网格条件下的二维直流电阻率与音频大地电磁自适应渐进正则化联合反演研究。通过研发以模型灵敏度信息为依据的反演网格自适应优化技术,构建由粗网格到细网格逐步反演的自适应渐进反演策略,减少了反问题对稳定因子的依赖,进而降低了正则化因子搜索的计算量;通过最小二乘算法求解非结构化三角网格的模型粗糙度,构建了非结构化网格条件下的最小结构稳定因子;采用高斯-牛顿法优化求解正则化反演目标函数,通过双共轭梯度稳定算法求解高斯-牛顿方程,确保反演稳定性,同时有效减少了反问题对内存的需求。理论模型与实测数据的联合反演试算表明,直流电阻率与音频大地电磁数据联合反演能够有效减少反演多解性,提高反演效果,实现音频大地电磁静态效应异常体的直接反演。     

应用AMT确定月牙泉回灌治理中的导水构造

 随着敦煌地区经济发展和人口增长,对地下水的巨量需求导致过度抽取,地下水位急剧下降,沙漠奇观月牙泉面临干涸的困境。查明敦煌月牙泉地区的水文地质条件,弄清该地区地下水的循环规律,及时保量向月牙泉补充地下水源,是一个亟待解决的问题。根据断层、导水古河道和围岩之间的物性差异,结合现有的水文地质资料,利用音频大地电磁测深法,查明了月牙泉导水构造的分布,为月牙泉地质环境治理提供可靠的基础资料。勘查结果显示月牙泉及其附近地区分布有明显的断层和导水古河道,应用音频大地电磁测深法确定断层、导水古河道的分布具有明显的地质效果,为月牙泉地下水回灌工程的开展提供科学依据。     

基于并行电法的重阳木根系空间分布探测试验研究

探测树木根系的空间分布,对了解树木的生长及移栽等具有重要的作用。利用并行电法技术进行树木根系三维空间分布特征探测试验,通过在重阳木周边7.5 m×9.5 m范围内布置观测系统进行数据采集,对采集到的数据进行多测线联合反演得到三维电阻率图像。结果表明:探测范围内的根系分布呈现出南测密集,北侧稀少的特征;探测区域根系根径范围主要分布在200~300 mm;深度为0.46 m位置处根系量最大且根系生物量最多;重阳木根系下方土壤中含水充足,结果图呈现了根系与地下环境间的相互关系。该成果在研究树木根系空间分布范围及特征方面具有良好的应用前景。     

冀东都山地区富锶矿泉水锶的运移与赋存特征分析

为了研究冀东都山地区锶的运移和矿泉水体的赋存特征,通过收集资料和水文地质调查,采用岩矿鉴定试验和PHREEQC模型确定矿物成分,分析锶的运移路径,都山岩区深部构造裂隙水中锶的含量主要受垂向地下水补给影响,水平向地下水径流对锶含量的影响较小.基于此,分析含锶矿泉水的分布特征,并结合可控源音频大地电磁测深法和氡气测量法,探讨了矿泉水体的赋存特征.结果表明:研究区岩体锶的含量高是物质基础,锶通过化学变化,可以随钙等离子一起迁移、分异和富集;都山断裂构造较发育,为矿泉水体提供了赋存空间和径流通道;在高温、高压等特定环境下,地下水的长期径流及与岩石的溶滤、混合、水解和变质等作用下,锶随水体沿裂隙带不断向地下深部运移、富集形成锶型矿泉水体.最后,成井后水质和水量满足锶型矿泉水开采条件.通过分析该地区锶的运移和矿泉水体的赋存特征,为矿泉水规模化开发利用提供科学依据.     

太行山缺水地区变质岩裂隙水水文地质特征及其电性响应-以阜平县为例

太行山缺水地区变质岩裂隙水水文地质特征与其电性响应之间关系的研究是长期困扰地质学者的一个大难题。根据区域地质资料,进行了阜平县变质岩地区水文地质研究,查明了该地区的地层、地质构造和变质岩裂隙水的赋存规律。在此基础上,采用音频大地电场法、放射性法、音频大地电磁法和激电法对比研究了变质岩裂隙水水文地质特征的电性响应;并布置地质钻孔验证了水文地质特征与电性响应之间的对应程度。结果表明,阜平县变质岩裂隙水地区水文地质特征与其电性响应之间具有明显的一一对应关系。     

大地电磁测深法探测山区深埋隧道隐伏构造——以安石隧道探测为例

隧道掌子面前方与上方存在的隐伏构造在隧道施工过程中具有极强的致灾性.针对云南凤庆安石隧道具有长、大、深埋,且其地表起伏大的特点,采用大地电磁测深法对隧道上方隐伏构造进行探测.首先对观测数据进行静态效应校正等预处理;随后进行带地形的基于光滑约束最小二乘反演,得到了隧道轴线及平行轴线的视电阻率剖面图;最后利用反演结果并结合研究区的区域地质构造、岩性特征以及水文地质条件等,揭示出与隧道斜交的两条隐伏构造的空间展布,该成果与后期钻探结果吻合,表明大地电磁测深法可以有效地探测出山区深埋隧道前方与上方隐伏构造的位置与姿态,为隧道安全施工与地质灾害防治提供了重要的参考依据.     

大地电磁资料三维傅里叶变换偏移方法及其应用

利用傅里叶变换及内插外推方法对三维大地电磁资料偏移成像问题进行了研究。首先将大地电磁场满足的三维亥姆霍兹方程降维分裂成两个二维响应方程,然后对每一个二维方程进行傅里叶变换,使二维方程变为一维方程,通过大地电磁场垂向方向的导数在地面上所满足的边界条件,确定外推方程中的两个待定系数,从而得到一维外推方程的解。对横向非均匀地电介质,利用分段傅里叶变换方法进行偏移,同时将每一段内电阻率的平均值作为背景值。为了解决纵向介质的不连续问题,取相邻两频点的电阻率值的外推结果进行加权内插。对于横向各段的衔接,采用内插平滑处理。应用该方法对伊朗项目中T01-010测线资料进行了偏移处理,偏移结果除了反映浅层和基底明显的分界面之外,还能较好地反映局部地电异常体引起的异常。     

青藏高原清水河地区地质特征及其地球物理响应

青藏高原多年冻土层地质特征与其地球物理响应之间关系的研究是长期困扰地质学者的一个大难题。根据区域地质资料,进行了清水河地区地质研究,查明了该地区的地层、地质构造和多年冻土层地下水特征;在此基础上,采用音频大地电磁法(AMT),对比研究了地质特征的地球物理响应;并布置地质钻孔验证了地质特征与地球物理响应之间的对应程度。结果表明,青藏高原清水河地区地质特征与其地球物理响应之间具有明显的一一对应关系。