地質與勘探論文范文

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第1篇

關鍵詞：花崗巖型鈾礦，CSAMT場

 

隨著找礦勘探難度的不斷增大，在大比例尺構造控礦特征研究以及隱伏礦體定位預測方面,開展新技術、新方法攻關已成共識。針對南方復雜地形地質條件下的深部礦和隱伏礦勘探，如何有效地利用當代地球物理探測技術進行大比例尺構造控礦特征研究，并指導找礦預測工作,具有重要的理論和現實意義。

本課題與生產實際需求緊密結合，針對廣泛應用于多個領域、頗有發展前景的可控源音頻大地電磁測深法(CSAMT)進行應用研究，尤其對于熱液型等構造控礦明顯的礦床，此技術方法在開展隱伏構造—礦化帶的空間定位、控礦構造基本格局分析和找礦有利部位定位預測等方面，應用效果明顯，值得進一步推廣。

關鍵詞

CSAMT；花崗巖型鈾礦；低阻體；構造控礦

1. 引言

中國核工業地質局制定了《鈾礦地質科研“十五”計劃實施意見》，提出實施“產、學、研”相結合，運用新理論、新技術、新方法創新性地開展鈾礦地質科研工作，努力開展攻深找盲的系列物探技術方法研究。要求開展對不同地區和不同鈾礦類型，因地制宜并有選擇性的開展復雜地形條件下非常規地震勘探技術、非線性區域物(化)探成礦信息提取技術、鈾成礦深部定位的高精度磁法探測技術和電磁勘探技術、大深度的井中地球物理探測技術、航空放射性測量定量解釋方法技術以及車載伽瑪全能譜測量方法技術等方面的研究。

近年來，隨著找礦勘探深度的不斷增大，地-物-化-遙聯合攻關，已經成為地質研究的基本技術途徑。在中小比例尺構造控礦規律研究方面，航磁、重力資料及遙感技術方法已在區域性控礦構造格局研究方面得以廣泛的應用。然而，針對具體的礦區和礦床而言，尤其是針對南方山區（復雜地形地質條件），大比例尺控礦構造格局研究的難度很大，一般地球物理和遙感資料分辨率偏低。因此，在南方山區探索控礦構造格局研究的方法，有重要的現實意義。

可控源音頻大地電磁法(CSAMT法)是以有限長接地導線為場源，在距偶極中心一定距離r處同時觀測電、磁場參數的一種電磁測深方法。

2.工區地質與地球物理特征

工區位于貴東巖體的東部,在區域構造上處于華夏古陸西緣、加里東隆起西南緣與湘、桂、粵北海西—印支坳陷的結合部，南嶺緯向構造帶中帶，是地殼淺部地質構造急劇變化的地帶。區內燕山晚期細粒花崗質小巖體及中基性巖脈(墻)極為發育,并有火山巖、次火山巖出露,巖性較復雜，是我國南方重要的鈾礦成礦集中區。

區內鈾成礦活動有早晚兩期,都發生于晚期巖漿演化過程之中。早期鈾礦化主要賦存于NWW向斷裂帶與NE(含NNE、NEE)向斷裂帶的交匯部位和次火山花崗巖內外接觸帶及其產狀變異且向內凹陷的部位;晚期鈾礦化則與NNE 向斷裂帶關系密切。論文參考網。通常富鈾礦的形成多為早晚兩期鈾礦化活動疊加的結果。

工區巖礦石物性參數經測定統計，見表2-1。論文參考網。論文參考網。

表2-1 工區物性參數特征表

 

巖石名稱 取樣位置 密度g/cm3 電阻率Ω.m 細粒白云母花崗巖 帽峰巖體  

 

2.56 59960 中粒斑狀黑云母花崗巖 貴東巖體  

 

2.61 5890 變質巖 巖體北部  

第2篇

【關鍵詞】水文地質，勘察方法，找水，綜合運用

中圖分類號：P331文獻標識碼： A 文章編號：

一、前言

伴隨著現代科學技術的日新月異，水文地質勘察人員在工作中需繼承和發展傳統技術基礎上，也要關注并結合新技術、新理論，這樣才更有利于進行找水工作，才可以使找水技術不斷的更新發展。目前，我國人均淡水資料擁有量不足2 200m3，世界排名109位，而30年后，人均淡水資源擁有量將不足1 700 m3。因此用現代的水文地質勘查方法來找水減緩各區域供水壓力已成為當務之急。以下分別詳細介紹了遙感技術勘察法、地球物理測井勘察法、地面核磁共振勘察法的工作原理及在水文地質勘察工作中的具體應用。

二、現代水文地質勘察方法在找水中的應用

隨著我國經濟的快速發展，我國總體而言，水資源的利用形式逐漸嚴峻，以許昌市為例，許昌市水資源嚴重短缺,人均水資源量僅204立方米,相當于全國人均水平的1/10。市區由于過量開采地下水,已形成面積達67 平方千米的水位下降漏斗漏斗中心水位埋深24.0m,且仍以每年1.5~2.0 m的速度下降,地面最大沉降量超過277 mm。為了滿足城市居民生活和工農業生產用水需求,在許昌麥嶺水源地綜合運用現代水文地質勘察方法找水勘察,取得了多種地質信息,基本查清了供水目的層的埋藏條件、邊界條件以及地下水動態特征。筆者將從下面幾個方面簡述現代水文地質勘察方法在找水中的應用。

1.物探和鉆探

(一)物探。在水文地質調查的基礎上,結合研究區的水文地質情況,采用對稱四極電測深法對勘察區西部的補給斷面進行探測,共做電測深點203個,電測深剖面8條;利用EH-4電導率成像系統,對勘察區西部、南部邊界和北汝河河道進行了探測,共完成9條物探剖面, 96個物理點,剖面長度54.55km;對18眼探采結合井和4眼勘探井進行視電阻率和自然電位物探測井,劃分地層,進行排管。通過這些工作,基本查明了西、南邊界和北汝河河床的地層結構和含水層的分布規律,為擬建水源地的供水孔和布置鉆探工程量提供了科學依據。

(二)鉆探。根據遙感水文地質調查、物探資料,結合以往地質、水文地質資料,在補充分析勘察階段成果的基礎上布置鉆探工作量。勘探施工勘探抽水孔4眼,進尺291.4 m;地質孔4眼,進尺362 m;觀測孔12眼,進尺1 071.55 m;探采結合井18眼,進尺2 242.2 m。共施工勘探孔和探采結合井38眼,總進尺為3 967.15 m。根據物探、鉆探工作分析,麥嶺水源地第四系孔

隙含水層的形成和分布受北西向的茨溝—姜莊凹陷和襄城大斷裂等構造控制。同時根據區域水文地質條件及水源地地層時代、巖性、成因及富水性,新近系湖積層及第四系下更新統冰水沉積層的富水性差,集中供水意義不大;中更新統埋藏型沖洪積卵礫石層顆粒粗,厚度大,富水性強,不易污染,是城市集中供水的理想水源地。

2.遙感技術在地下水資源勘察中應用

遙感技術即從遠處探測、感知特體各事物的技術，它技術先進、探測范圍大、信息量大，并可實施動態監測。遙感勘察方法就是在勘察區范圍內進行的航空遙感勘察,它是一種采用展片和航片目視解釋,結合野外驗證與水文地質補充調查的水文地質勘察方法。遙感勘察方法可分為4種：熱戲外監測法、水文地質遙感信息法、環境遙感信息分析法和遙感模型法。

（一）熱紅外監測法。熱紅外監測法主要就是用熱紅外波段的遙感圖像資料，通過測定地面溫度來確定地下水的存在。特別適應于干旱、半干旱地區的水資源的尋找。其工作原理是：地下水可在過毛細管作用、熱傳導作用及地表強烈蒸發作用下可導致干旱或半干旱地區的地表濕度和溫度發生變化，從而導致冷熱異常的現象，此現象便可在熱紅外遙感圖像上顯示出

來。利用紅外遙感數據再配合一定的航片作為基本的遙感資料便可實施地下水資源的探測工作。

（二）水文地質遙感信息分析法。水文地質遙感信息分析法就是運用水文地質理論對從遙感圖像獲取的地層巖性、構造、水文等水文地質信息進行分析，從而確定有利的蓄水構造，判斷地下水的貯存情況。

（三）環境遙感信息分析法。環境遙感信息分析法就是根據遙感圖像上提取的與地下水有關的植被、湖泊、水系等環境因子與地下水的依存、制約關系來判斷地下水系統的貯存情況。其工作原理是：在干旱區域，植被的生長狀態因受到氣候、性、地貌、水文地質條件等因素的制約，其中區域淺層地下水對植被的影響最大。地下水水水位埋深、礦化度、水化學類型控制著被群、植被覆蓋度。可通過這些信息來判斷地下水的排泄點(區)的水位埋深、礦化度和水化的學類型等相關信息。

（四）遙感模型法。

通過分析遙感圖像得知與地下水密切關系的水文因素狀況，并建立監測地下水位的定量評價模型，對地下水資源進行估測的方法叫遙感模型法，它是遙感與數學、模型學相結合的一種新的研究方法。此種方法主要用于評價地下水位分布狀況。

3.地球物理測井方法

地球物理測井是物探方法的一種，主要是配合地質鉆探對鉆孔內的水文地質狀況進行精確探測。地球物理測井方法是以嚴密的物理數學原理為基礎，主要用于分析地下水的分布，判斷地下水質量，探測巖溶洞，分析地層構造等。地球物理測井主要工作內容及工作原理如

下：

（一）正確地劃分含水層并確定層位及厚度，研究它們之間的相互關系。

（二）對地下水進行地下水礦化度進行測量。地層水的礦化度越高，地層電阻率值越低

（三）判斷裂隙及其泥質含量。裂隙存在的判斷標準：聲波時差較大，電阻率較小，密度偏低。如果裂隙存在，那么裂隙中填充的泥質越多，自然伽馬測井值就越大。

（四）巖溶水勘察。裂隙層位可由聲波曲線直接反映；當溶洞中含水時，自然伽馬曲線幅值略低，以此來可判斷其富水性；在巖溶、裂隙發育處，會出現井徑擴大的現象，因此，巖溶裂隙發育程度也可用井徑曲線來判斷。

（五）劃分鉆孔地層巖性。根據不同巖石的密度，電阻率，波阻抗，孔隙度等參數的差異，并綜合電阻率測井、聲波測井、密度測井、中子孔隙度測井等資料就可以劃分鉆孔的巖性剖面。

4.地面核磁共振法

地面核磁共振法就是利用不同物質原子核特性差異產生的核磁共振效應，通過觀測、研究地層中水質子產生的核磁共振信號的變化規律，來判斷探測區地下水的分布情況。它是目前世界上唯一可直接找水的地球物理方法,可量化含水層信息，勘探的深度小（目前最大勘探深度小于150m），適合北方地表較干燥地區使用。其工作原理就是水中的氫核質子在地磁場的作用下，處在一定的能級上，再以具有拉摩爾頻率的交變磁場對地下水中的質子進行激發，這樣原子核能級間就會產生躍遷即產生核磁共振。核磁共振信號的強弱或衰減的快慢直接與含水層中氫質子的數量、含水層孔隙大小相關，核磁共振信號的幅值越大，所探測區域內水含量就越豐富。從而，可以根據由小到大的核改變激發脈沖矩來推斷由淺到深含水層的貯存狀況，達到實現直接尋找地下水的目的。

地面核磁共振法屬于直接找水法，在有效的勘探深度范圍內，有水就有核磁共振信號顯示，以此來探測各類型的地下水。主要用于探測其他物探方法難以尋找的地下水，主要應用在以下4個方面：黃土孔隙、裂隙水探測；尋找碎屑巖類淺層風化裂水和層間承壓裂隙水；確定基巖裂隙帶的富水性；判斷灰巖區溶洞、裂隙含水或是泥質充填。

三、結束語

隨著近年來科技的不斷發展，以及勘探技術的不斷提升，在繼承了老一輩水文勘探人員的技術和知識后，新一代的工作者更要與時俱進，不斷的研究并熟悉新的理論和技術，從而將新老結合，挖掘開拓出更加優良的勘探方法，從而方便找水工作，使得找水的相關技術得到不斷的提升和發展。

參考文獻：

[1]-張少勇，劉偉超，田慧娟，李倩倩 現代水文地質勘察方法在找水中的綜合運用[期刊論文] 《中州煤炭》 -2010年1期

[2]-鄒慧峰 找水中現代水文地質勘察方法的綜合應用[期刊論文] 《黑龍江科技信息》 -2011年12期

[3]-賢世榮 水文地質勘察方法在找水中的應用[期刊論文] 《城市建設理論研究（電子版）》 -2011年20期

[4]-趙實 現代水文地質勘察方法在找水中的綜合應用[期刊論文] 《技術與市場》 -2010年9期

第3篇

關鍵詞：瑞雷波頻散曲線；正演計算；正演參數

1 概述

面波，在地球物理勘探中我們通常稱之為地滾波，反射波記錄下來的大多數都是瑞雷波[1]。瑞雷波在多層介質中所產生的相速度隨頻率變化的現象被稱為瑞雷波的頻散[2]。而頻散曲線正是瑞雷波勘探獲得的直接成果。瑞雷波勘探技術作為一種新興的地球物理勘探方法，以其特有的優勢被廣泛應用于工程地質勘察、復合地基檢測等領域。但是在實際應用過程中也暴露了許多問題，這些問題主要體現在如下幾個方面：①瑞雷波的反演方法較多，但是這些方法均建立在一維模型基礎上，與被探測的三維目標體存在較大的差異。因此如何實現瑞雷波的二維反演甚至是三維全空間反演是目前瑞雷波研究的重點內容。②目前的面波數據處理采用的是基階面波，而高階面波的應用將會大大改善目前的勘探精度和勘探效果。因此如何提取高階面波，以提高勘探精度特別是軟弱夾層的勘探能力，是擺在面波數據處理方面的一個難題。③瑞雷波解釋成果存在較大的多解性，特別是解釋結果隨著道間距、偏移距以及采集通道數出現較大的差別，這也是目前瑞雷波勘探所面臨的迫切需要解決的技術問題。

針對上述問題，本論文利用瑞雷波正演計算程序，采用數值模擬的方法研究層狀分布的巖土體的縱波速度對巖土體中瑞雷波頻散曲線的影響規律。為進一步優化瑞雷波正演算法提供基礎資料。

2 基本原理

Knopoff快速計算法計算的是角速度為ω，相速度為VR的地震波在幾個水平、均勻介質組成的層狀空間中的傳播問題[3]。我們知道應力與位移的關系式為：

δm=ρm（γm-1）cosPmAm-iρm（γm-1）

sinPmβm+ρmγmγβmcosQmCm-iρmγβmsinQmDm

τm=iρmγmγαmsinPmAm-ρmγmγαmcosPmBm-iρm（γm-1）sinQmCm+ρm（γm-1）cosQmDm（1）

對于自由表面，我們僅考慮地表面應力不存在時的情況，則上式中的δ0=τ0=0，又有z=z0=0，所以P0=Q0=0，那么化簡上式可以得到：

-ρ（γ1-1）A0-ρ1γ1γβ1C0=0 ρ1γ1γα1B0-ρ1（γ1-1）D0=0（2）

上式（2）提供了內部任意界面在m層中的邊界條件。因為在第m層界面處有位移及應力連續條件，所以我們將（1）式與（2）式聯立得到一個齊次方程，其形式為：Λ（m）V（m）=0。對該方程進行一系列理論推導與求解，最后我們可以得到頻散函數：

F=（ω，VR）=[U（n-1），iV（n-1），W（n-1），R（n-1），iS（n-1），-U（n-1）]Tn （3）

Knopff快速計算法計算頻散函數的關鍵部分是不斷由層參數去遞推新的矩陣元素，根據m的矩陣元素推出m+1層的矩陣元素直到頻散函數計算到n-1層為止。

3 數值模擬研究

本論文利用基于Knopoff快速計算法的瑞雷波正演計算軟件，模擬過程中采用三層地質模型，通過對比分析研究巖土層縱波速度和橫波速度對頻散曲線的影響規律。對于縱波速度的影響，我們分層進行討論。巖土體模型的參數設置如表1所示。

在以上參數設定基礎上，保持第二、第三層參數不變，將第一層縱波速度VP1依次設為330m/s、250m/s、200m/s、167m/s和143m/s，這樣保證每次輸入的巖土體參數代表的巖土體橫波速度與縱波速度之比VS / VP依次為0.3、0.4、0.5、0.6和0.7。得到第一層巖土體縱波速度對瑞雷波頻散曲線的影響如圖1所示。

圖1 第一層巖土體縱波速度對瑞雷波頻散曲線的影響

從圖中可以明顯看出，第一層縱波速度從330m/s變化到143m/s，其變化量達到57%，但是正演得到的瑞雷波頻散曲線在形態上是基本相同的，瑞雷波速度只是存在一定的變化，最大超過25m/s，其差值百分比達到30%。

第二層巖土體的縱波速度對瑞雷波頻散曲線的影響如圖2所示。

圖2 第二層巖土體縱波速度對瑞雷波頻散曲線的影響

從圖上可以清楚地看出，第二層巖土體縱波速度值從500m/s變化到214m/s，其變化量達到57%。但是正演得到的瑞雷波頻散曲線形態基本上相同，瑞雷波速度只是在低頻段出現較大的變化，最大變化量可以達到將近40m/s。

綜上所述，巖土體縱波速度對瑞雷波頻散曲線的影響較小，但是隨著巖土層埋藏深度的增加，其縱波速度對瑞雷波頻散曲線的低頻段速度值的影響程度逐漸增加。

參考文獻：

[1]顧功敘.地球物理勘探基礎[M].北京：地質出版社，1990.

[2]Rayleigh L. On Waves Propagated Along the Plane Surfaceof an Elastic Solid[J].Proceedings of the London Math-ematic Society，1887.