- 刘银波;潘冀川;
本文以冀中能源东庞矿西庞井为研究对象,利用瞬变电磁(Transient Electromagnetic Method,TEM)正反演试验指导老窑采空区的精准探查。首先通过分析研究勘查区地电特征,构建了煤层、积水采空区、空腔采空区三种理论模型,开展了煤层与积水采空区、煤层与空腔采空区两组TEM正演响应对比试验,明确了积水、空腔两类采空区的TEM响应特征。然后以地球物理反演理论为基础,利用正演理论模型及响应数据,开展一维正则化反演优化试验,分析了初始模型、协方差矩阵、正则化权重等参量在西庞井采空区探查中的优化方法。最后在此基础上,对西庞井勘查区观测数据进行反演解释,圈定了空腔采空区2处、积水采空区2处,经钻探验证,与实际地质情况吻合。结果表明,本文研究内容能够精准探查小煤窑采空区空间分布,对保障煤炭资源安全开采具有重要意义。
2025年03期 v.22 317-327页 [查看摘要][在线阅读][下载 2029K] - 赵荣春;张智;吕玉增;陆杰明;潘泓序;
岩溶塌陷作为一种严重的地质灾害,对各类工程设施及周边环境构成显著威胁。微动探测具有受场地限制小、探测深度较大、分层能力强等特点,但由于微动信号中高频成分的能量相对较弱,导致其对超浅层地质体的识别能力有限;高密度电法成本较低、效率可观,对电性差异明显的地质体分辨率较高,但其在城区的应用中,测线布置极易受到场地的限制,从而影响其探测的深度。结合两者的特点,本文介绍了在岩溶塌陷探测中两者的联合应用,微动良好的分层能力可提供地下深部的整体结构信息,而高密度电法可以弥补微动浅部探测能力的不足,两者相辅相成,有效提高了岩溶塌陷探测的准确性与可靠性。在本文的案例应用中,ZK1与ZK3所揭露的岩芯样本与综合物探所推定的塌陷区深度匹配良好,综合准确度可达90%以上,为岩溶塌陷的预防、治理提供了科学依据,具有良好的推广应用前景。
2025年03期 v.22 328-337页 [查看摘要][在线阅读][下载 1559K] - 种衍飞;冯英明;张昊;曲彦丞;李斌;赵玉敏;
淡水是制约海岛资源综合开发利用的主要因素之一,如何高效、绿色地勘探海岛淡水资源也是地质工作面临的重点和难点问题。本文以山东省日照市桃花岛的淡水资源勘探实践工作为例,采用无人机航空磁法、高密度电阻率法及音频大地电磁测深法相结合的综合地球物理方法进行联合探测,首先获取了桃花岛及周边海域的低空磁场,据此分析解译了桃花岛及邻域的断裂分布特征,针对目标断裂F3,在地面开展高密度电阻率测深和音频大地电磁测深工作进行查证研究,综合分析推断了找水有利区段,并经水文地质钻探验证了赋水断裂分布,获得了SZK1和SZK2淡水井,其最大涌水量分别为0.65 L/s和0.19 L/s,取得了找水工作的成功,证明了该套综合地球物理方法的有效性,相关研究可为类似海岛淡水资源勘探提供参考借鉴。
2025年03期 v.22 338-346页 [查看摘要][在线阅读][下载 4913K] - 周维;
查明隧道前方不良地质对隧道建设安全至关重要,相较于工程地质测绘与钻探等传统地表勘察手段,隧道超前地质预报能在施工期连续探查掌子面前方的地质情况。然而,泥水平衡盾构与钻爆法隧道、TBM(Tunnel Boring Machine)隧道不同的是,其盾构管片将隧道内部与地层完全隔离开,传统超前地质预报方法难以实施。为了避免或减少盾构隧道在施工过程中姿态偏离预定位置、刀盘异常磨损、地表塌陷等地质灾害,本文以位于深圳市区的龙岗隧道为例,首先以工程地质测绘查明区域性地质构造,随后以地表高密度电法探测与地质钻探查明沿线地层岩性及不良地质带,结合盾构环境地震波超前地质预报方法,提出了盾构环境综合超前地质预报方法,进行不良地质地表-洞内综合解译,实现了盾构掌子面前方F1断层的较准确探测,为盾构机顺利通过复杂地质段提供了较准确的地质变化信息。
2025年03期 v.22 347-353页 [查看摘要][在线阅读][下载 1639K] - 乐昭;闫海涛;李志华;杨永龙;叶辉;张伟;金文涛;
岩溶地区地质条件复杂且不稳定,易引发地面塌陷、地裂缝等地质灾害。通过探测岩溶分布情况,能够有效识别潜在的地质隐患,从而降低公路建设与运营中的安全风险。岩溶在发育过程中,其导电性质会逐渐发生变化,这为电法勘探提供了物性基础。本文采用高密度电法与多测道频率域激电法,对某岩溶区公路路基进行了综合探测和对比研究。结果表明,高密度电法具有工作效率高、成本低等优势,能够有效查明基岩面深度、划分溶蚀范围,并圈定大规模溶洞,但其对小规模溶洞的探测效果有限;多测道频率域激电法可提供更丰富的地电信息,能有效圈定岩溶及裂隙带范围,在岩溶的精细化探测中具有良好的应用前景。
2025年03期 v.22 354-361页 [查看摘要][在线阅读][下载 1249K] - 张红梅;黄佳坤;殷勇;
滑坡是我国的主要地质灾害之一,微动探测技术凭借其野外采集的灵活性、高分辨率及环境适应性强的特点,在边坡地质工程探测中展现出显著优势。通过分析岩土体的微动信号,可精准获取边坡的地层速度结构与岩土分层信息,为滑坡预测、防治工程设计及监测网点布设提供关键地质依据。以重庆某高陡倾顺向岩质边坡治理为例,本研究采用高分辨率频率-波数算法,结合H/V谱比分析,合理、有效地推断该边坡岩体破碎区域及潜在深部滑动面。微动探测结果与钻孔数据高度吻合,验证了该方法的可靠性。相较于传统钻探,该技术可大范围探测隐伏断裂与低速异常区,且不受地形限制。通过微动数据分析,揭示了滑动面与软弱结构带的关联性,为分析成灾机理、进行灾情评估提供科学支撑。该案例表明,微动探测技术能够动态监测边坡变形趋势,结合长期数据,可为地质灾害预警与风险评估提供实时依据。
2025年03期 v.22 362-371页 [查看摘要][在线阅读][下载 3792K]
- 黄诚;桂文杰;龚伟;廖茂辉;张文文;南舒;顾汉明;
针对顺北地区多类型缝洞储层地震识别模式缺乏系统性对比、地质模型与地震响应映射关系不明确等问题,基于典型碳酸盐岩缝洞储层的地质特征,采用地震地质建模与波场正演模拟技术,系统分析不同类型缝洞储层的地震波场响应规律。建立了四类储层地震识别模式:(1)穹隆构造顺层裂缝储层表现为同相轴隆起伴杂乱反射与局部“串珠”;(2)断控纵向叠置缝洞储层呈现多相位强振幅长“串珠”反射;(3)鹰山组层状白云质灰岩周缘缝洞储层具有“两谷一峰”型串珠反射,且与同相轴同步发育特征;(4)台内滩基质孔隙储层显示丘状异常体内部杂乱反射。研究成果明确了地质模型与地震响应的映射关系,为顺北地区超深层缝洞型油气藏的高精度勘探提供了理论依据与技术支撑。
2025年03期 v.22 372-385页 [查看摘要][在线阅读][下载 3501K] - 索孝东;李燕丽;孙喜明;李凤霞;石东阳;王辉;杨战军;董卫斌;
石炭系是巴彦浩特盆地主要勘探目的层,为寻求盆地深层油气勘探快速突破,整体开展了高精度重磁和电法剖面勘探工作。针对盆地石炭系地质结构不清,地层分布难以落实的问题,平面上通过采用滤波法与延拓法相结合的针对性处理技术对石炭系重力异常场进行分离提取,明确了石炭系重力异常近南北向成带分布特征;纵向上开展针对石炭系的电磁反演、最优化分层及电磁-重力-地震联合反演解释,明确了石炭系的电性异常特征及分布规律。研究结果表明,石炭系主要分布在巴彦浩特盆地东部坳陷,整体南厚北薄,存在多个近南北向展布的厚度中心,具有垒堑相间的裂陷盆地结构,得出了盆地西南部是石炭系勘探的有利地区。
2025年03期 v.22 386-394页 [查看摘要][在线阅读][下载 3556K] - 程怀蒙;陈松;李贤军;王思桐;许欢;
勘查区钒矿(化)体主要产出于下寒武统黑色岩系中,含钒岩系及钒矿体深部延伸受烟棵冲倒转向斜控制。为大致查明烟棵冲倒转向斜形态特征,推测含钒岩系或钒矿体深部延伸情况,布置了激电测深及音频大地电磁测深工作。经方法试验,激电测深法受勘查区含碳地层低阻屏蔽影响,无法开展,转用音频大电磁测深(Audiofrequency Magnetotelluric Method,AMT),利用其天然场源受低阻屏蔽影响较小的特性,采集到了正常的视电阻率/相位曲线,从而解决了因勘查区含炭地层影响导致人工场源电法无法开展的问题。利用自适应正则化算法(Adaptive Regularized Inversion Algorithm,ARIA)对AMT测深数据进行一维反演,建立初始模型,然后利用非线性共轭梯度算法(Non-Linear Congestion Control,NLCG)进行二维反演分析,初步查明了烟棵冲向斜轴线、核部、两翼、转折端等要素特征,推断了含矿岩系(向斜转折端)底部延伸情况,与钻孔资料比对,结果高度吻合。说明在新的物探方法和设备频出的当下,传统的如大地电磁(Magnetotelluric Method,MT)、音频大地电磁等天然源电磁法在地质勘查中依旧具有不可替代的优势。
2025年03期 v.22 406-415页 [查看摘要][在线阅读][下载 2037K]
- 聂明涛;刘洋;齐永飞;魏铁;翟立新;王懂;
动圈式速度型检波器是当前陆上地震勘探应用最广泛的设备。为了确保检波器处于最佳工作状态并有效记录不同目的层反射到地表的振动信息,地震采集过程中要求检波器埋置应符合“平、稳、正、直、紧”的标准。然而,在沙漠等松软地表施工时,外部因素(如风)常导致部分检波器处于非垂直地表工作(平躺或倾斜)。由于当前大道数、高覆盖地震采集过程中,允许存在一定比例的坏道,所以总是存在一定数量地震道内部分检波器未按要求姿态正常工作。为研究此类地震道采集资料品质及其对叠加成像的影响,以常用Sercel SG10(3×3)检波器组为例,首先,对动圈式检波器工作原理和倾斜度测试(Tilt)进行理论分析。然后,利用实验室振动台对包含不同数量平躺检波器的检波器串输出特性进行标定。最后,采用脉冲重锤和连续扫描可控震源激发,开展不同数量检波器平躺野外试验、采集数据以及叠加剖面数据分析。研究结果表明,组合检波中部分检波器平躺对采集数据和输出特性均有不同程度的影响,当平躺检波器数量大于1只时,不能满足宽频地震勘探的需求。研究为指导数据采集过程中设定质量控制标准和后期资料精细化处理过程中设定坏道剔除标准提供参考,对提高地震采集数据质量具有重要的应用价值。
2025年03期 v.22 426-437页 [查看摘要][在线阅读][下载 7720K] - 陈松;阳亮;李宏涛;彭云;
针对低应变反射波法检测基桩完整性存在无法定量识别基桩缺陷程度的问题,为了提高低应变法的识别精度和可靠度。本文提出了一种基于经验学习算法的基桩缺陷定量识别方法,采用Matlab软件构建反演程序,预设参数包括经验学习参数(Iter_(max),N_p,X_(max),X_(min))、Abaqus模型固定参数(R,h,d,t,l,n,E_1,E_2,v_1,v_2,ρ_1,ρ_2,c,φ,C_1,C_2)和Abaqus模型变化参数(N,T,β,μ,ξ)。采用Abaqus软件进行桩-土有限元建模与前后处理工作,迭代计算不断优化模型变化参数,最终识别出管桩缺陷位置和程度。开展室内比对试验,设计了5根单一均质覆土空心预应力混凝土管桩模型,对比分析传统方法和新方法的识别效果。结果表明,基于经验学习算法的基桩缺陷识别反演方法准确地反演出了模型桩缺陷的位置范围和程度,得到定量的识别数据(包含激振力振幅N、脉冲宽度T、完整性系数集合β、桩土摩擦系数μ、桩周土阻尼比ξ),其中完整桩识别数据与理论值误差为2.3%,缺陷桩误差平均值为9.13%。本方法反演精度高,收敛速度快,可精准识别缺陷位置和大小,基本实现管桩缺陷定量识别分析。
2025年03期 v.22 438-450页 [查看摘要][在线阅读][下载 1667K] - 蔡存军;路交通;瞿维迎;王志红;汪涛;
微机电系统(Micro-electro Mechanical System,MEMS)数字检波器因成本高昂,限制了其在油气勘探中的大规模应用。然而,随着技术进步,融合无线节点仪器优势的数字节点仪器应运而生,为低成本获取低频信号开辟了新途径。本文基于两种数字节点仪器,深入分析了加速度域数据转换为速度域数据的技术细节及其对地震数据的影响。结果表明:(1)加速度信号中的原始低频噪声是积分噪声的主要来源;(2)积分转换会增强低频噪声,从而在一定程度上降低信噪比,但当高频干扰显著且中低频段有效信号占优时,转换后的速度域信号仍能维持较高的信噪比;(3)与自然频率为5 Hz的模拟节点相比,数字节点经转换后的速度域数据在1～6 Hz频段能量显著增强,尤其在1.5 Hz处增幅最大;(4)结合实践经验,建议在处理阶段而非采集阶段进行积分转换。本研究成果为数字节点仪器在低频信号获取与处理中的应用提供了技术支撑与实践指导。
2025年03期 v.22 459-467页 [查看摘要][在线阅读][下载 4409K] - 殷勇;安志国;
利用瑞利波椭圆率及SH波传递函数的数值计算,探讨了两层模型和含3个强阻抗界面模型中峰值频率与深度的关系及形态特征。定义峰值频率与深度的关系为H=K_0V_(se)×(4f_0)~(-1),对幂指数模型中K_0值进行了详细的分析。单组幂指数模型中,K_0取值区间为0.95～1.54;双组幂指数模型中,K_0取值区间为0.68～1.58。然后引入瑞利波相速度和椭圆率深度敏感核,对幂指数模型瑞利波相速度深度波长因子K_1及瑞利波椭圆率深度波长因子K_2进行了详细的表述,即随着频率变低和深度增大,K_1和K_2均呈变小趋势。在微动HVSR勘探中,提出了利用深度敏感核来评估频率与深度关系的方案,即对HVSR代表性测点进行圆形台阵布设,由台阵微动数据计算测点频散曲线,利用频散曲线和水平-垂直谱比法(Horizontal-to-Vertical Spectral Ratio,HVSR)曲线联合反演测点地层速度结构,从而计算速度模型椭圆率深度敏感核,在敏感核色阶图上拾取测点频率深度关系曲线,这一方案是将HVSR曲线中频率转换成深度较为合理的方案。
2025年03期 v.22 468-484页 [查看摘要][在线阅读][下载 4421K] 下载本期数据