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2001年 第23卷 第2期    刊出日期：2001-06-05

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地震地质2001年第23卷第2期目录

2001, (2):  0-0. 

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科研简报

序

刘光鼎

2001, 23(2):  129. 

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第五届中国国际地球电磁学术讨论会于 2 0 0 0年 1 1月 6～ 9日在北京成功举行 ,本专辑刊载的是会议上交流的一部分论文。这些论文基本上反映了近些年来 ,尤其是自第四届大地电磁学术讨论会以后 3年来 ,中国在地球电磁法领域研究的最新进展 ,其中也刊载了与会国外专家的部分论文。本专辑的 2 8篇论文和 2篇简讯 ,包括大地电磁、瞬变电磁、地磁测深、电磁法测井、直流电法、自然电位法等方面的内容 ,以及近年发展起来的大地电磁网 (Ｎｅｔｗｏｒｋ -ＭＴ)、电磁阵列剖面法 (ＥＭＡＰ、ＣＥＭＰ)和参考道方法研究和应用的新成果。由我国最近自主研制完成的海底大地电磁测深仪器和技术、分布式被动源电磁系统的成果也在本专辑中发表。各种电磁法数据处理、反演和成像的新技术、新方法近年来有了较快发展 ,有关研究成果体现在本专辑中 ,如用于大地电磁数据处理的小波分析技术、用于成像的曲线对比反演技术、偏移成像技术、用共轭梯度法进行三维电阻率反演和电阻率成像的新技术等。瞬变电磁法的广泛应用促进了新技术的发展 ,如关于关断电流影响及其对策的研究、瞬变场响应滞后现象的研究、瞬变电磁资料和大地电磁资料联合反演的研究及其在矿床勘探和地质

新仪器技术

我国海底大地电磁探测技术研究的进展

魏文博, 邓明, 谭捍东, 金胜

2001, 23(2):  131-137. 

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几年以前,我国尚未独立开展过海洋电磁探测,没有获取海洋岩石层电性资料的技术手段。然而,地下岩层的电性参数较之其他物性参数能更好地反映岩石的性质以及岩石所处的物理状态,因此迫切需要发展海底大地电磁探测技术。海底大地电磁探测是把仪器布置在海底,采集海底大地电磁场数据,从而研究海底以下不同深度上介质导电性的分布规律,达到了解地下不同深度地质情况的目的。经过两年的努力,我们已基本实现了海底大地电磁探测技术的研究目标。

分布式被动源电磁法系统及其应用

林品荣, 赵子言

2001, 23(2):  138-142. 

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分布式被动源电磁法系统,简称DPEM。DPEM利用天然电磁场或人文电磁场作为源场,研究大地的电磁响应,探测地下电性分布及地质结构,可适应各种复杂的地理地质环境。主要特点有:同步阵列遥测不同地理坐标点的电磁场,具有高信噪比、高分辨率和高效率;主机-子机系统,为非封闭挂接式,可按使用要求配置子机数量(坐标点数),一次实现面积性同步覆盖测量;频率范围16kHz～0Hz,实现浅自近地表、深至1km、直至上地幔的不同地质目标的探测;可提供视电阻率、阻抗相位、异常相位等地电学参数。文中介绍了3个工作实例。

大地电磁法研究与应用

用大地电磁网法在长春等地探测上地幔电导率结构

赵国泽, 汤吉, 梁竞阁, H. Utada, M. Uyeshina, M. Ichiki, 马明志, 黄之维, 王洪歧

2001, 23(2):  143-152. 

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使用长周期大地电磁测深网(Network-MT)等技术,在长春和三岔河等地对太平洋板块弧后的上地幔电导率结构进行了探测。用陆地电话线或电缆接收长基线的电场,由设置在长春地磁台的三分量磁通门磁力仪记录磁场变化,得到Network-MT等观测资料的最长周期可达10⁵～10⁶s,反演结果的深度可达约1000km。1)在两个区的100～200,300,500～600km深度附近存在电性间断面;2)长春测区的850km深度存在电性间断面;3)平滑模型的电导率随深度增大而单调增加;4)三岔河测区600km深度、长春测区850km深度的电导率达到1S/m。上述结果表明,地幔内存在不连续界面和不均匀性,有些结果可与岩石学的研究结果对比。

欧洲中部地壳和上地幔的电导率

V. Červ, S. Kováčiková, J. Pek, J. Pěčová, O. Praus

2001, 23(2):  153-165. 

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根据捷克和斯洛伐克电磁台站的数据,得到波西米亚块体地壳和上地幔的电阻率分布模型。估计电阻率时特别使用了短周期和长周期的电磁数据以及用连续谱方法对固定台站数据的分析结果。根据欧洲地磁感应矢量分布绘出了显著的地电不均匀带的地图,将波西米亚块体的视电阻率与中欧有关台站的感应标量长度与W₁响应做了比较,并根据电阻率/深度图估计了电导率范围,该图与替代性理想导体反演相对应。

波西米亚块体西部长周期电磁研究

V. Červ, J. Pek, O. Praus

2001, 23(2):  153-165. 

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在波西米亚块体西南部做了一条长周期电磁剖面,它靠近德国超深钻的位置。用一个二维合成模型对数据做了大体的拟合,模型走向东西,近地表盖层高度地不均匀畸变。畸变层显示强烈的各向异性,优势电导方向为NW-SE至NNW-SSE。讨论了深部区域结构的几个不同的模型,其中一个模型可以解释由MT和GDS数据显示的主方向的偏差,还讨论了沿特别剖面得到的结果与区域地电结构的关系。

三河-平谷8级大震区地壳上地幔电性结构特征研究

邓前辉, 王继军, 汤吉, 詹艳, 孙洁, 李国深, 肖思东, 洪飞, 叶青

2001, 23(2):  178-185. 

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用电磁阵列剖面法(EMAP)、大地电磁测深方法(MT),沿三河-平谷8级大震震源区,作了318km长的EMAP探测和两条总长15005km共36个点的MT探测。获得了研究范围内的地壳上地幔电性结构、高导层特征和陡变带、高导异常体、断裂展布、岩石圈结构等结果,为搞清地震危险区的深浅构造关系、从电性结构特征推测发震模式和预测未来强震的可能地点提供了介质电性的多种参数。

黑龙江镜泊湖火山地区电性结构初步研究

朱仁学, 付维洲, 孟令顺, 陈洪洲, 赵谊

2001, 23(2):  186-190. 

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在黑龙江镜泊湖火山地区做了30个点的大地电磁测深工作。结果表明:测区为非一维结构,中部为二维结构,走向为北东向。上下大致可分为3个电性层,电阻率上部为中阻,中部为高阻,下部为低阻。测区四周电阻率高,中部有一个截面不规则的北东向拉长的低阻立式柱状体,该柱体的电阻率从上到下也呈“中-高-低”形式。

长白山天池火山区电性结构和岩浆系统

汤吉, 邓前辉, 赵国泽, 李文军, 宣飞, 晋光文, 白登海, 詹艳, 梁竞阁, 蒲兴华, 王继军, 李国深, 洪飞, 马明志, 陈风学

2001, 23(2):  191-200. 

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在长白山火山区及其附近,沿5条伞状测线和1条北西向测线进行了61个大地电磁测深点的观测。用Robust等方法对观测资料进行了处理;应用阻抗张量分解方法消除了局部不均匀体的影响;计算了反映地下横向不均匀性的地磁感应矢量。利用RRI二维自动反演等技术对资料进行了解释。结果表明:在近地表存在低阻体,并分别与长白山天池水体、聚龙泉温泉、锦江温泉及长白山山门附近的地下水相对应。在长白山天池及其以北和以东地区,约12km深处存在电阻率很低的地质体,电阻率为10到几十Ω·m,可能是地壳岩浆囊。在测区范围内,地壳电性结构在南北方向存在着明显的横向变化,而东西方向相对均匀,变化比较平缓。

西部山区CEMP采集方法技术试验研究

何展翔, 江纹波, 罗卫峰, 宋群会, 李伟丽

2001, 23(2):  201-206. 

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西部山区CEMP数据采集技术与其它地区相比具有其特殊性,如果采用常规方法往往难以实施,或采集数据质量难以保证。根据近年来结合生产开展的试验,对一些具体技术,如电极距如何灵活选择,采集记录时间如何掌握,测点位置对资料品质的影响,磁站布设的疏密程度以及远参考、近参考的作用等,作了对比分析。此外,还总结了西部山区CEMP施工的一些技术特点及规律,指出了西部山区CEMP采集方法研究的重要性。

连续电磁剖面法在古潜山构造勘探中的应用

孙卫斌, 张长江, 员智能

2001, 23(2):  207-211. 

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随着电磁法勘探技术的发展,其应用已由传统的矿产普查工作过渡到地下异常体的目标勘探上,构造勘探精度也由提供构造大框架的粗放式阶段向较精细的刻画构造阶段发展。在简单介绍高密度连续电磁剖面法(CEMP)的基础上,重点展示了该方法在古潜山构造勘探中的应用效果。

大地电磁测深远参考处理原理及效果分析

黄哲

2001, 23(2):  212-216. 

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介绍了大地电磁方法中远参考观测方式的基本原理。通过实例证明了远参考方式的有效性,并给出了不同频段远参考点和本地测点之间的一个合理的距离。在高频段远参考点至本地点相距10～20km为好,中频段50～100km比较合适;低频段应大于100km.

由实测资料看天然电磁场的平面波特性

陈木森, 王友胜, 叶柏元

2001, 23(2):  217-221. 

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在大地电磁测深资料处理中发现,同时观测的多个测点的磁道信号在一定距离范围内互换,电磁测深曲线形态变化微小。通过实际资料处理结果研究了天然电磁场平面波的某些量化特性,其结果显示,在一定范围内的天然磁场信号满足平面波的特性。该研究结果为大地电磁测深勘探中合理布设磁场探测器,提供了实际依据。

MT时间序列的小波去噪分析

何兰芳, 王绪本, 何展翔, 李成方

2001, 23(2):  222-226. 

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从本质上说,MT时间序列中噪声的强度与类型是能否取得MT响应参数无偏估计的决定性因素。当MT时间序列中磁场和电场中都含有相关噪声时,传统的去噪方法已无能为力。结合小波分析与MT时间序列的特征,提出了一种基于小波分析的MT时间序列去噪方法,讨论了基于小波分析的噪声识别,分析了理论数据通过小波分解与重构实现的去噪处理,探讨了对实测时间序列的固定源和随机干扰的去噪处理。

带相位信息的一维大地电磁曲线对比反演法

张大海, 徐世浙

2001, 23(2):  227-231. 

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在大地电磁连续介质曲线对比法反演的基础上,引入了相位信息,即在反演的模型视电阻率的修改量中加入了相位改正量,从而提高了收敛速度,稳定了反演过程。与其他方法的模型研究比较,加入相位信息的曲线对比法反演的结果,能够较真实地反映模型的电性分布,并可为多维反演提供初始模型。

二维MT快速曲线对比反演方法的可行性研究

张大海, 徐世浙

2001, 23(2):  232-237. 

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最近开发了一种针对二维大地电磁野外数据进行处理解释的新反演方法。该方法以加入阻抗相位信息的一维大地电磁连续介质曲线对比法为基础,把一维反演得到的电阻率和相位的数据集作为二维反演的初始模型,使用二维有限单元法做正演模拟。在程序的后继迭代中,深度方向上用一维反演修改模型的电阻率和深度值,沿测线方向由二维有限元作修改,反演结束可得到一个接近真实电性分布的电阻率数据集,并绘制成电阻率断面图。对模型的反演实验结果显示,该反演方法能够较真实地反映地下电性分布,而且避免了偏导数矩阵的计算,其原理简单,计算速度快,表明该反演方案是可行的。

大地电磁偏移成像技术的研究进展及其解决复杂地质问题的能力

于鹏, 王家林, 吴健生, 陈冰

2001, 23(2):  238-244. 

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总结和分析了大地电磁场成像技术的研究现状,在Zhdanov等对偏移电磁场的研究和成像技术基础上,提出了改进的有限差分法大地电磁场偏移成像技术,使差分方程精度和成像分辨率有了明显的提高,将前人大地电磁场偏移成像的模型试验研究推进到适用于复杂地电模型和实际资料处理解释的阶段,并通过松辽盆地大地电磁测深资料的偏移成像处理和解释展示了该方法的有效性和实用性。

瞬变电磁法研究与应用

瞬变电磁法中两种关断电流对响应函数的影响及其应对策略

白登海, Maxwell Meju

2001, 23(2):  245-251. 

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关断时间是影响瞬变电磁资料处理和解释质量的一个重要因素,也是衡量TEM仪器性能的一个关键参数。提出了一种直接数值校正方案,并通过对线性和指数关断电流的校正描述了该方案的实施过程。根据文中提出的方案,只要仪器记录了一次场的衰减曲线,就可以进行较为精确的校正,并不必要假设线性衰减或指数衰减,这一结论无论是对TEM的仪器设计还是数据处理都具有重要意义。

二维地质体的瞬变电磁场响应特征

陈明生, 闫述, 石显新, 解海军

2001, 23(2):  252-256. 

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直接从时间域出发,应用时域有限差分方法(FDTD)分析地下和地面的瞬变响应。由于二维情况便于图形表示,采取了线源二维地电模型。通过对二层均匀地电结构和含二维低阻体时地面垂直感生电动势曲线的计算,说明瞬变场响应有滞后现象,即异常地质体一旦引起瞬变响应,就会往后延时,并使响应延续较长时间。在实际的工程勘察中,曾用3～5ms以后的延迟时间探测过较浅的异常体,如20m至150m深度范围内的地下老窑采空区,并取得了较好的探测效果,上述数字模拟结果为以往的实践提供了理论依据。

利用TEM测深校正MT静态偏移的技术问题

姚治龙, 王庆乙, 胡玉平, 刘俊昌

2001, 23(2):  257-263. 

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由近地表电性不均匀体引起的静态偏移严重地影响了MT资料解释的质量。研究表明,利用时间域电磁测深(TEM)可以有效地解决这个问题。重点讨论了利用TEM做MT静改时需要解决的3个技术问题,并以实例说明了应用效果。

PROTEM-37瞬变电磁测深系统及应用实例

詹艳, 赵国泽, 梁竞阁, 汤吉, 邓前辉, 李文军, 赵俊猛, 范宏瑞, 赵永贵, 李群

2001, 23(2):  264-270. 

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PROTEM-37仪器具有分辨率高、动态范围大、抗干扰能力强、探测深度较大等优良性能。简要介绍了该仪器的测深原理、工作装置、野外施工步骤以及资料的处理解释。对TEM和MT资料的联合反演作了有益的尝试。介绍了该仪器在探测地下洞穴、勘察金属矿以及煤田水文地质调查等方面的3个实例。

长偏移距瞬变电磁测深法在碳酸盐岩覆盖区落实局部构造的应用效果

严良俊, 胡文宝, 陈清礼, 胡家华

2001, 23(2):  271-276. 

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详述了长偏移距瞬变电磁测深法(LoTEM)在碳酸盐岩地区进行局部构造落实的试验与效果。选择了面积约200km²的湖南桑植-石门复向斜中的四望山构造区作为试验区。工区地形复杂,地表地质条件以高陡构造为主;表层为灰岩覆盖,电阻率一般大于500Ω·m,目标层为志留系泥岩,电阻率在10Ω·m左右,埋深一般为1～2km。试验布设场源2个,测线8条,共完成物理点212个。测网基本均匀,线距2km,点距500m。尽管测区内文化干扰十分严重,由于LoTEM法具有较强的抗干扰能力,资料质量的优良率达到了80%以上,单点电动势曲线1s以前可靠,确保了资料解释质量。通过资料处理与反演,获得了该区各测线的电阻率深度剖面图,与工区内地震剖面对比的一致性较好,表明该方法能在如此复杂的地区进行局部构造落实。

综合研究

电测量在中国地震预报中的应用

赵玉林, 卢军, 张洪魁, 钱卫, 钱复业

2001, 23(2):  277-285. 

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唐山等大地震地电阻率中期下降系压缩应变积累所致,为基线缩短、井水位下降所支持。地电阻率、自然电位对起潮力的异常响应及自然电位快急始、慢衰减特殊图象与废油井喷油同步等短临前兆,与中期前兆相反显示出向震中迁移的规律,表明能量积累从震中向外围传播,而能量释放从外围向震中传播。海城地震时喷砂冒水可引起自然电位垂直分量跃变及地光。IIMT法和过剩海洋电流H极化结果表明,唐山地震与地壳高阻层及其中存在深大断裂有关。

根据地球热历史研究得到的地幔温度模型

行武毅

2001, 23(2):  286-291. 

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通过求解全球能量平衡方程,得到地幔温度剖面。中地幔过渡带有一个温度突然增加,因此不能根据近地表数据向下做简单的外推。这个问题可以通过研究地球的冷却过程解决。目前地幔底部的温度值是2940K,中地幔过渡带温度为2040K,穿过这个带有一个310K的突变。上部边界层底部的温度为1610K。

电位法井间监测技术

张金成

2001, 23(2):  292-300. 

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在简要阐述电位法井间监测技术的基本理论及测试方法的基础上,通过大庆油田采油四厂杏7-2更24井调剖工艺效果评价、大港油田港西三区一断块注水井注水推进方位测试及山西吉试1井煤层压裂裂缝方位测试等现场应用实例,证实了电位法井间监测技术在油田开发、工艺措施评价及在煤层气勘探开发领域所发挥的重要作用,同时也进一步说明了该技术的实用性及今后的推广前景。

计算全三维电磁测井响应的有限元程序

杨韡

2001, 23(2):  301-306. 

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同时考虑电导率和位移电流的影响,导出了基于A-Φ的一个新泛函表达式,并开发了能在宽频段内模拟电磁测井响应的三维有限元程序。计算了水平磁偶线圈和垂直磁偶线圈的场分布,也给出了倾斜井中感应测井的响应,最后分析了线圈半径和各向异性的影响。

松辽盆地北部深层综合物探方法先导性研究

徐学军, 张立恩, 严洪瑞, 姜继莲, 田晓冬

2001, 23(2):  307-313. 

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首先对岩石的速度、密度、磁化率、电阻率等物性资料进行统计分析,寻找它们之间的内在联系,在此基础上综合各种有用信息建立统一的物理-地质模型。在统一的物理-地质模型之上,进行重、磁、电、震单一方法的反演,分析各种物探方法反演结果的相容性与相背性,重新修改模型并进行重、磁、电、震的联合反演,最终确定深部地层的地质属性。

摄动求解Fréchet导数的电阻率层析成像方法

刘国强, 陶果, 柯式镇, 杨慧珠, 蒋继娅

2001, 23(2):  314-320. 

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针对电阻率层析成像,比较了求解Fréchet导数的4种方法,并提出摄动方法计算该导数,使得每一次迭代过程只计算一次正演。井间电阻率成像的数值模拟结果表明了该方法的稳定性和高效性,实际资料的处理证明了方法的有效性。

利用共轭梯度方法的电阻率三维反演若干问题研究

吴小平, 汪彤彤

2001, 23(2):  321-327. 

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利用共轭梯度方法的电阻率三维反演是近几年才发展起来的,尚有诸多问题有待探讨。主要讨论了拉格朗日因子λ、共轭梯度迭代次数对三维反演结果的影响,以便获得良好的三维反演效果。

科研简讯

用大地电磁测深法研究华南地区岩浆活动及深部结构

孙洁, 晋光文, 江钊, 王继军

2001, 23(2):  328-329. 

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华南地区(指福建、广东一带)位于中国的东南部,东临菲律宾板块与太平洋板块,是岩浆多期次的强烈活动区。在加里东、印支、燕山等各构造旋回期均有岩浆侵入活动,特别是燕山期更为强烈。研究区岩浆岩覆盖面广,占测区总面积的80%以上,是开展火山岩浆活动规律、岩类组分、内部结构特征研究的较好场所之一。

利用Arc/View事件处理方法在地图上快速标定震中位置

刘治, 屈春燕, 汤彦红, 王立红, 戴丽思

2001, 23(2):  330-333. 

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Arc/View是一个功能丰富且易于掌握和使用的地理信息系统,应用其事件处理功能,只需7个主要的操作步骤,就可以在地图上准确地标定震中位置,并可进行有关数据的查询。在对地震进行快速反应的工作中,这是一个值得推广应用的技术。