地质与勘探论文范文

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第1篇

关键词：花岗岩型铀矿，CSAMT场

 

随着找矿勘探难度的不断增大，在大比例尺构造控矿特征研究以及隐伏矿体定位预测方面,开展新技术、新方法攻关已成共识。针对南方复杂地形地质条件下的深部矿和隐伏矿勘探，如何有效地利用当代地球物理探测技术进行大比例尺构造控矿特征研究，并指导找矿预测工作,具有重要的理论和现实意义。

本课题与生产实际需求紧密结合，针对广泛应用于多个领域、颇有发展前景的可控源音频大地电磁测深法(CSAMT)进行应用研究，尤其对于热液型等构造控矿明显的矿床，此技术方法在开展隐伏构造—矿化带的空间定位、控矿构造基本格局分析和找矿有利部位定位预测等方面，应用效果明显，值得进一步推广。

关键词

CSAMT；花岗岩型铀矿；低阻体；构造控矿

1. 引言

中国核工业地质局制定了《铀矿地质科研“十五”计划实施意见》，提出实施“产、学、研”相结合，运用新理论、新技术、新方法创新性地开展铀矿地质科研工作，努力开展攻深找盲的系列物探技术方法研究。要求开展对不同地区和不同铀矿类型，因地制宜并有选择性的开展复杂地形条件下非常规地震勘探技术、非线性区域物(化)探成矿信息提取技术、铀成矿深部定位的高精度磁法探测技术和电磁勘探技术、大深度的井中地球物理探测技术、航空放射性测量定量解释方法技术以及车载伽玛全能谱测量方法技术等方面的研究。

近年来，随着找矿勘探深度的不断增大，地-物-化-遥联合攻关，已经成为地质研究的基本技术途径。在中小比例尺构造控矿规律研究方面，航磁、重力资料及遥感技术方法已在区域性控矿构造格局研究方面得以广泛的应用。然而，针对具体的矿区和矿床而言，尤其是针对南方山区（复杂地形地质条件），大比例尺控矿构造格局研究的难度很大，一般地球物理和遥感资料分辨率偏低。因此，在南方山区探索控矿构造格局研究的方法，有重要的现实意义。

可控源音频大地电磁法(CSAMT法)是以有限长接地导线为场源，在距偶极中心一定距离r处同时观测电、磁场参数的一种电磁测深方法。

2.工区地质与地球物理特征

工区位于贵东岩体的东部,在区域构造上处于华夏古陆西缘、加里东隆起西南缘与湘、桂、粤北海西—印支坳陷的结合部，南岭纬向构造带中带，是地壳浅部地质构造急剧变化的地带。区内燕山晚期细粒花岗质小岩体及中基性岩脉(墙)极为发育,并有火山岩、次火山岩出露,岩性较复杂，是我国南方重要的铀矿成矿集中区。

区内铀成矿活动有早晚两期,都发生于晚期岩浆演化过程之中。早期铀矿化主要赋存于NWW向断裂带与NE(含NNE、NEE)向断裂带的交汇部位和次火山花岗岩内外接触带及其产状变异且向内凹陷的部位;晚期铀矿化则与NNE 向断裂带关系密切。论文参考网。通常富铀矿的形成多为早晚两期铀矿化活动叠加的结果。

工区岩矿石物性参数经测定统计，见表2-1。论文参考网。论文参考网。

表2-1 工区物性参数特征表

 

岩石名称 取样位置 密度g/cm3 电阻率Ω.m 细粒白云母花岗岩 帽峰岩体  

 

2.56 59960 中粒斑状黑云母花岗岩 贵东岩体  

 

2.61 5890 变质岩 岩体北部  

第2篇

【关键词】水文地质，勘察方法，找水，综合运用

中图分类号：P331文献标识码： A 文章编号：

一、前言

伴随着现代科学技术的日新月异，水文地质勘察人员在工作中需继承和发展传统技术基础上，也要关注并结合新技术、新理论，这样才更有利于进行找水工作，才可以使找水技术不断的更新发展。目前，我国人均淡水资料拥有量不足2 200m3，世界排名109位，而30年后，人均淡水资源拥有量将不足1 700 m3。因此用现代的水文地质勘查方法来找水减缓各区域供水压力已成为当务之急。以下分别详细介绍了遥感技术勘察法、地球物理测井勘察法、地面核磁共振勘察法的工作原理及在水文地质勘察工作中的具体应用。

二、现代水文地质勘察方法在找水中的应用

随着我国经济的快速发展，我国总体而言，水资源的利用形式逐渐严峻，以许昌市为例，许昌市水资源严重短缺,人均水资源量仅204立方米,相当于全国人均水平的1/10。市区由于过量开采地下水,已形成面积达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,地面最大沉降量超过277 mm。为了满足城市居民生活和工农业生产用水需求,在许昌麦岭水源地综合运用现代水文地质勘察方法找水勘察,取得了多种地质信息,基本查清了供水目的层的埋藏条件、边界条件以及地下水动态特征。笔者将从下面几个方面简述现代水文地质勘察方法在找水中的应用。

1.物探和钻探

(一)物探。在水文地质调查的基础上,结合研究区的水文地质情况,采用对称四极电测深法对勘察区西部的补给断面进行探测,共做电测深点203个,电测深剖面8条;利用EH-4电导率成像系统,对勘察区西部、南部边界和北汝河河道进行了探测,共完成9条物探剖面, 96个物理点,剖面长度54.55km;对18眼探采结合井和4眼勘探井进行视电阻率和自然电位物探测井,划分地层,进行排管。通过这些工作,基本查明了西、南边界和北汝河河床的地层结构和含水层的分布规律,为拟建水源地的供水孔和布置钻探工程量提供了科学依据。

(二)钻探。根据遥感水文地质调查、物探资料,结合以往地质、水文地质资料,在补充分析勘察阶段成果的基础上布置钻探工作量。勘探施工勘探抽水孔4眼,进尺291.4 m;地质孔4眼,进尺362 m;观测孔12眼,进尺1 071.55 m;探采结合井18眼,进尺2 242.2 m。共施工勘探孔和探采结合井38眼,总进尺为3 967.15 m。根据物探、钻探工作分析,麦岭水源地第四系孔

隙含水层的形成和分布受北西向的茨沟—姜庄凹陷和襄城大断裂等构造控制。同时根据区域水文地质条件及水源地地层时代、岩性、成因及富水性,新近系湖积层及第四系下更新统冰水沉积层的富水性差,集中供水意义不大;中更新统埋藏型冲洪积卵砾石层颗粒粗,厚度大,富水性强,不易污染,是城市集中供水的理想水源地。

2.遥感技术在地下水资源勘察中应用

遥感技术即从远处探测、感知特体各事物的技术，它技术先进、探测范围大、信息量大，并可实施动态监测。遥感勘察方法就是在勘察区范围内进行的航空遥感勘察,它是一种采用展片和航片目视解释,结合野外验证与水文地质补充调查的水文地质勘察方法。遥感勘察方法可分为4种：热戏外监测法、水文地质遥感信息法、环境遥感信息分析法和遥感模型法。

（一）热红外监测法。热红外监测法主要就是用热红外波段的遥感图像资料，通过测定地面温度来确定地下水的存在。特别适应于干旱、半干旱地区的水资源的寻找。其工作原理是：地下水可在过毛细管作用、热传导作用及地表强烈蒸发作用下可导致干旱或半干旱地区的地表湿度和温度发生变化，从而导致冷热异常的现象，此现象便可在热红外遥感图像上显示出

来。利用红外遥感数据再配合一定的航片作为基本的遥感资料便可实施地下水资源的探测工作。

（二）水文地质遥感信息分析法。水文地质遥感信息分析法就是运用水文地质理论对从遥感图像获取的地层岩性、构造、水文等水文地质信息进行分析，从而确定有利的蓄水构造，判断地下水的贮存情况。

（三）环境遥感信息分析法。环境遥感信息分析法就是根据遥感图像上提取的与地下水有关的植被、湖泊、水系等环境因子与地下水的依存、制约关系来判断地下水系统的贮存情况。其工作原理是：在干旱区域，植被的生长状态因受到气候、性、地貌、水文地质条件等因素的制约，其中区域浅层地下水对植被的影响最大。地下水水水位埋深、矿化度、水化学类型控制着被群、植被覆盖度。可通过这些信息来判断地下水的排泄点(区)的水位埋深、矿化度和水化的学类型等相关信息。

（四）遥感模型法。

通过分析遥感图像得知与地下水密切关系的水文因素状况，并建立监测地下水位的定量评价模型，对地下水资源进行估测的方法叫遥感模型法，它是遥感与数学、模型学相结合的一种新的研究方法。此种方法主要用于评价地下水位分布状况。

3.地球物理测井方法

地球物理测井是物探方法的一种，主要是配合地质钻探对钻孔内的水文地质状况进行精确探测。地球物理测井方法是以严密的物理数学原理为基础，主要用于分析地下水的分布，判断地下水质量，探测岩溶洞，分析地层构造等。地球物理测井主要工作内容及工作原理如

下：

（一）正确地划分含水层并确定层位及厚度，研究它们之间的相互关系。

（二）对地下水进行地下水矿化度进行测量。地层水的矿化度越高，地层电阻率值越低

（三）判断裂隙及其泥质含量。裂隙存在的判断标准：声波时差较大，电阻率较小，密度偏低。如果裂隙存在，那么裂隙中填充的泥质越多，自然伽马测井值就越大。

（四）岩溶水勘察。裂隙层位可由声波曲线直接反映；当溶洞中含水时，自然伽马曲线幅值略低，以此来可判断其富水性；在岩溶、裂隙发育处，会出现井径扩大的现象，因此，岩溶裂隙发育程度也可用井径曲线来判断。

（五）划分钻孔地层岩性。根据不同岩石的密度，电阻率，波阻抗，孔隙度等参数的差异，并综合电阻率测井、声波测井、密度测井、中子孔隙度测井等资料就可以划分钻孔的岩性剖面。

4.地面核磁共振法

地面核磁共振法就是利用不同物质原子核特性差异产生的核磁共振效应，通过观测、研究地层中水质子产生的核磁共振信号的变化规律，来判断探测区地下水的分布情况。它是目前世界上唯一可直接找水的地球物理方法,可量化含水层信息，勘探的深度小（目前最大勘探深度小于150m），适合北方地表较干燥地区使用。其工作原理就是水中的氢核质子在地磁场的作用下，处在一定的能级上，再以具有拉摩尔频率的交变磁场对地下水中的质子进行激发，这样原子核能级间就会产生跃迁即产生核磁共振。核磁共振信号的强弱或衰减的快慢直接与含水层中氢质子的数量、含水层孔隙大小相关，核磁共振信号的幅值越大，所探测区域内水含量就越丰富。从而，可以根据由小到大的核改变激发脉冲矩来推断由浅到深含水层的贮存状况，达到实现直接寻找地下水的目的。

地面核磁共振法属于直接找水法，在有效的勘探深度范围内，有水就有核磁共振信号显示，以此来探测各类型的地下水。主要用于探测其他物探方法难以寻找的地下水，主要应用在以下4个方面：黄土孔隙、裂隙水探测；寻找碎屑岩类浅层风化裂水和层间承压裂隙水；确定基岩裂隙带的富水性；判断灰岩区溶洞、裂隙含水或是泥质充填。

三、结束语

随着近年来科技的不断发展，以及勘探技术的不断提升，在继承了老一辈水文勘探人员的技术和知识后，新一代的工作者更要与时俱进，不断的研究并熟悉新的理论和技术，从而将新老结合，挖掘开拓出更加优良的勘探方法，从而方便找水工作，使得找水的相关技术得到不断的提升和发展。

参考文献：

[1]-张少勇，刘伟超，田慧娟，李倩倩 现代水文地质勘察方法在找水中的综合运用[期刊论文] 《中州煤炭》 -2010年1期

[2]-邹慧峰 找水中现代水文地质勘察方法的综合应用[期刊论文] 《黑龙江科技信息》 -2011年12期

[3]-贤世荣 水文地质勘察方法在找水中的应用[期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 -2011年20期

[4]-赵实 现代水文地质勘察方法在找水中的综合应用[期刊论文] 《技术与市场》 -2010年9期

第3篇

关键词：瑞雷波频散曲线；正演计算；正演参数

1 概述

面波，在地球物理勘探中我们通常称之为地滚波，反射波记录下来的大多数都是瑞雷波[1]。瑞雷波在多层介质中所产生的相速度随频率变化的现象被称为瑞雷波的频散[2]。而频散曲线正是瑞雷波勘探获得的直接成果。瑞雷波勘探技术作为一种新兴的地球物理勘探方法，以其特有的优势被广泛应用于工程地质勘察、复合地基检测等领域。但是在实际应用过程中也暴露了许多问题，这些问题主要体现在如下几个方面：①瑞雷波的反演方法较多，但是这些方法均建立在一维模型基础上，与被探测的三维目标体存在较大的差异。因此如何实现瑞雷波的二维反演甚至是三维全空间反演是目前瑞雷波研究的重点内容。②目前的面波数据处理采用的是基阶面波，而高阶面波的应用将会大大改善目前的勘探精度和勘探效果。因此如何提取高阶面波，以提高勘探精度特别是软弱夹层的勘探能力，是摆在面波数据处理方面的一个难题。③瑞雷波解释成果存在较大的多解性，特别是解释结果随着道间距、偏移距以及采集通道数出现较大的差别，这也是目前瑞雷波勘探所面临的迫切需要解决的技术问题。

针对上述问题，本论文利用瑞雷波正演计算程序，采用数值模拟的方法研究层状分布的岩土体的纵波速度对岩土体中瑞雷波频散曲线的影响规律。为进一步优化瑞雷波正演算法提供基础资料。

2 基本原理

Knopoff快速计算法计算的是角速度为ω，相速度为VR的地震波在几个水平、均匀介质组成的层状空间中的传播问题[3]。我们知道应力与位移的关系式为：

δm=ρm（γm-1）cosPmAm-iρm（γm-1）

sinPmβm+ρmγmγβmcosQmCm-iρmγβmsinQmDm

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

对于自由表面，我们仅考虑地表面应力不存在时的情况，则上式中的δ0=τ0=0，又有z=z0=0，所以P0=Q0=0，那么化简上式可以得到：

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

上式（2）提供了内部任意界面在m层中的边界条件。因为在第m层界面处有位移及应力连续条件，所以我们将（1）式与（2）式联立得到一个齐次方程，其形式为：Λ（m）V（m）=0。对该方程进行一系列理论推导与求解，最后我们可以得到频散函数：

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

Knopff快速计算法计算频散函数的关键部分是不断由层参数去递推新的矩阵元素，根据m的矩阵元素推出m+1层的矩阵元素直到频散函数计算到n-1层为止。

3 数值模拟研究

本论文利用基于Knopoff快速计算法的瑞雷波正演计算软件，模拟过程中采用三层地质模型，通过对比分析研究岩土层纵波速度和横波速度对频散曲线的影响规律。对于纵波速度的影响，我们分层进行讨论。岩土体模型的参数设置如表1所示。

在以上参数设定基础上，保持第二、第三层参数不变，将第一层纵波速度VP1依次设为330m/s、250m/s、200m/s、167m/s和143m/s，这样保证每次输入的岩土体参数代表的岩土体横波速度与纵波速度之比VS / VP依次为0.3、0.4、0.5、0.6和0.7。得到第一层岩土体纵波速度对瑞雷波频散曲线的影响如图1所示。

图1 第一层岩土体纵波速度对瑞雷波频散曲线的影响

从图中可以明显看出，第一层纵波速度从330m/s变化到143m/s，其变化量达到57%，但是正演得到的瑞雷波频散曲线在形态上是基本相同的，瑞雷波速度只是存在一定的变化，最大超过25m/s，其差值百分比达到30%。

第二层岩土体的纵波速度对瑞雷波频散曲线的影响如图2所示。

图2 第二层岩土体纵波速度对瑞雷波频散曲线的影响

从图上可以清楚地看出，第二层岩土体纵波速度值从500m/s变化到214m/s，其变化量达到57%。但是正演得到的瑞雷波频散曲线形态基本上相同，瑞雷波速度只是在低频段出现较大的变化，最大变化量可以达到将近40m/s。

综上所述，岩土体纵波速度对瑞雷波频散曲线的影响较小，但是随着岩土层埋藏深度的增加，其纵波速度对瑞雷波频散曲线的低频段速度值的影响程度逐渐增加。

参考文献：

[1]顾功叙.地球物理勘探基础[M].北京：地质出版社，1990.

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