地面核磁共振的联合反演与垂直电测深
应用地球物理杂志50 (2002) 179 - 191
地面核磁共振的联合反演与垂直电测深
Marian Hertrich*, Ugur Y aramanci1
应用地球物理系，柏林工业大学，Ackerstrasse 71-76, D-13355柏林，德国
摘要
地面核磁共振方法（NMR）提供了一个非常新的技术，直接确定地下水的分布。水分子的微观磁化用于获得来自SNMP探测含水量和孔径信息。所观察到的相似性和SNMR解释含水层结构和电阻率分布之间的协议从垂直电测深（VES），导致我们的目标，共同反转使用基于阿尔奇定律广义岩石物理模型两个数据集。执行这两种方法的反转，模拟退火（SA）的技术应用于。由于一个非常快的数值解可以同时用于地球物理方法，这种引导随机搜索算法比承诺最小二乘法更好的性能。发达倒置算法已应用在许多不同的合成数据，以研究其性质，并证明其可靠性。其中，这两种方法都最后进行了公知的测试地点调查证明真实的数据联合反演的有效性。地下模型的解释可能超出一个增强空间分辨率进行优化，以之比的定量解释移动和粘附水分含量，从地球物理调查的水文参数预测。 D2002保留Elsevier科学B.V.所有权利。
关键词：地面核磁共振（SNMR）；垂直电测深（VES）；联合反演；模拟退火
1.简介
地球物理技术在地下水资源调查中的应用日益重要。由于水的特性作为电导体，电气和电子ctro mag遗传方法是其勘探的主要方法。所得到的模型给出的图像的空间电阻率分布，因此一些指示的位置上的油气藏，但量化不能单从这些测量值导出。对于电特性岩石模型和它们的水含量依赖试图改进解释。实验室详细的研究改进岩石物理，但结果仍然不足以大规模地球物理AP-应用。地面核磁共振（SNMR）的方法，现在又承诺，因为它允许直接测定水在地下的数量来弥补这一差距。水分子的磁矩被用来从SNMR探测派生水含量。
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电子邮件地址：hertrich@geophysik.tu-berlin.de (M. Hertrich), yaramanci@tu-berlin.de (U. Yaramanci). 0926-9851/02/$ -见前页D2002Elsevier科学B.V. 保留所有权利
在这地球物理测量这一独特的新信息通过提供关键参数，即孔隙率补充了岩石模型。
自从SNMR的方法由俄罗斯科学家研制出来（希洛夫等，1991;人Levchenko和Shushakova，1998年），多项调查都证明了这种方法的适用性地下水前瞻性化（Goldman等，1994）。柏林技术大学和中国地质和矿产资源（BGR）柏林联邦保护研究机构土特地下水地球物理工作组集中他们的SNMR研究和与其他方法的应用的可用性在BGR，广泛的电和电磁方法和装备精良的岩石实验室，包括实验室-NMR商用仪器允许集成地下水调查。自1996年以来，在SNMR几个方法的研究已经在此工作组完成的这些措施包括1D和1D反演模拟退火（SA）（蒙克，1999）建模算法以及一个建模ING例程3D
配水
（Eikam，1999）。在Haldensleben的考点（亚拉曼齐等人，1999年），瑙恩（亚拉曼齐等人，1999
年b）和纳米比亚（兰格等人，2000年）已经很详细的研究。 MOD-由SNMR测量和电阻率的方法ELS的地下之间的良好的协议导致的思路与垂直电测深（VES）联合反演SNMR一个共同的地下模型含水层的特性的改善的预期。模拟退火的反演方法通过蒙克（1999年）已经应用于SNMR探测，这提供了本工作的基础。
2.原理
对SNMR和VES及其数值实现方法的原理，给出了部分的岩石物理模型和反演方法；注意向量值的特征字符。
2.1.地面核磁共振 (SNMR)
表面磁共振方法基于水分子的行为，作为核与磁偶极矩，与明显的磁场（希et al.，1991年）进行交互。在均衡中，偶极子的轴对齐与静态磁场，与特定频率绕自己的轴旋转。这个频率是当地的Larmor 频率xL，由旋磁比为质子cp 和强度的静态字段|B0|为：
与电子的电荷和mp 质子的质量。静态字段的结果中诱导的磁化的偶极矩的对齐方式。这磁化是太小了，在地球物理应用程序中直接确定。若要获得可衡量信号，偶极矩 m 可以被迫退出平衡由外加磁场 BS 的扭矩
外部磁场采用天线回路在地球的表面，因此显示的一般情况及导电介质椭圆极化。对于进一步考虑适度电阻率的土工材料（Goldmann et al.，1994年），可以忽略产生的正面和负面导向的偶极矩的不同的激励效果。质子偶极子的人被迫离开平衡由外部应用的领域。关掉这一领域后,
到初始方向质子衰变的强迫的激励与静态字段对齐。这给出了通常记录的核磁共振信号。放宽受水分子相互作用和内部表面的岩石，即毛孔。信号的初始振幅是由地下移动水的数量决定的。弛豫时间给出孔隙结构有关的其他信息。SNMR
信号源自地下水分布取决于磁场条件(Shushakov，1996 年;蒙和Yaramanci，2000 年;Weichmann et al.，1999，2000年）。通过给出信号振幅 E 配方
与q 应用的激励强度(即q = s 是我插入的电流和励磁时间)，t 时间变量，T 近似平均弛豫时间，f (r) 移动水和BS 的数量吗？人工施加磁场垂直分量。请注意，个别特定弛豫时间T(r) 为每个体积元dV 有助于整个的弛豫时间T 的记录的信号。录制的原则，这个时间常数密切相关的T2 *-在储层物性常数。在正弦表达式中的参数确定激励角度H 的质子从其初始方向。在联合反演的地下电阻率范围，被认为是只有初始振幅E0。式(5)，从而简化了对
假定一维水分布随深度，即 f (z) 在直角坐标系中的体积积分的积分的顺序可以更改为︰
因为x –y 平面上积分的内在部分是独立的水含量和唯一由已知值确定，它可以表示由内核函数 K(q,z)
这可以是预先计算每个具体的探测。为初始振幅值可以因此被确定由集成在产品的内核函数和水分布与深度即
为数值实现，Eq(9) 可以写成︰
每个执行的脉冲时刻齐初始振幅E0 计算需要一个二维矩阵与一维脉冲时刻和磁场条件和激励在另一个角度。提供足够的空间分辨率，同时保持足够快的计算，分工地下分为基本层的 Dz = 0.5 m 厚度证明了给出最佳结果（蒙，1999年）。为了比较水分布及常见的地下模
型与有限数目的均质层电阻率，基本层概述在每个模型层的厚度分别，导出双总和︰
此方法提供了一个非常快的SNMR 振幅的正演计算工具，用于在本文中的所有进一步的 SNMR 信号测定。
2.2.垂向电测深 (VES)
斯伦贝谢测用于地下电阻率的测定，是广泛存在于地球物理应用程序。它的简单性和速度的调查使其最常用的直流测量阵列。基于均匀的拉普拉斯方程的潜力电场的径向对称的圆柱坐标
并给出了由均匀地测量电极之间的电位差
与q1的第一层，电阻率为这个系统的微分方程是发现。这个微分方程可以解决潜在 v
通过分离变量 r 和
z。整个解决方案可以由这两种解决方案，叠加和相对均匀的分层地球边界条件，它会导致称为Stefanescu 积分 (Koefoed，1979年) 的方程︰
根据此表达式中，可以应用数字线性滤波的Ghosh (1971) 的方法。表达式（通常称为 Slitchers 内核函数）
的电阻率传递函数，H1(k)，是由电阻率和模型层的深度决定的。J0(kr)
零阶贝塞尔函数可以表示数字滤波器。通过正演，视电阻率可以测定电阻率传递函数中数字滤波器的应用︰其中 f (j) 是数字滤波器 Nfilter 系数和 t (j i + Nfilter) 是电阻率的转换函数。一旦为一个特定的布局设计了数字滤波器，情商 (15)
为电阻率测深正演计算提供了一个快速数值的工具。为这项工作，使用的算法是由穆恩
（发表在折弯机，1985年）
开发的。应用数字滤波器包含 20
系数;电阻率的转换函数是由 Perkeris 复发关系(Koefoed，1979年)
所决定的。视电阻率为固定的布局与六个点，每十年计算，则由三次样条插值确定为任何布局。
2.3.电气特性的岩石
为连接地下电阻率与水分含量，采用了多孔岩石的广义的模型。应用的原理基于阿尔奇法，在表面电导率可以忽略不计。然后测定多孔岩石的电学性质
r0 在哪里完全饱和的岩石，F
的电导率的形成因素及 rw
的孔隙流体的电导率。介绍对孔隙度和阿奇指数 m 的形成因素的依赖。
延长这一提法为部分饱和岩石，饱和因子 S
和饱和度指数 n
必须包含。岩石电导率表达式由以下确定
在地电场和 SNMR
数据之间的比较中，水含量原来是要确定的重要参数。从情商 (20) 中的给定参数，此水内容 G
可以由派生出来
它提取水含量和饱和度表达，导出
这一公式构成岩石电导率和水含量（即饱和）
消失的表面电导率的影响的假设下，阿尔奇依法基本依赖。关于马 [1.3,2.5] 和 [1.4,2.2] 钠通常范围（肖伯尔，1982年），事实证明他们的差异消失了，和因此，长期 Sn m
的办法统一。这一假设为沉积寄主岩含水层天然条件下的适用性已经由 Hertrich （2000
年）。引入这种简化，含水量 G、阿奇指数 m
和电导率的孔隙流体 rw 作为，就可以编写出Eq (24):
或像往常一样在地球物理电阻率的倒数作为应用
水分含量都进一步转换层电阻率在这项工作中，采用这一提法，觉察到它有限的有效性对多孔岩石。
2.4.模拟退火和联合反演算法
任务的联合反演的 SNMR 和 VES
的主要是确定不同的地下参数和由阿尔奇法律实证关系连接构成要求苛刻的运动对反演算法。强大的工具，甚至为这种复杂的系统的全局优化的模拟退火法给
出。其原理指导的随机搜索保证收敛到全局最优解的系统由只解决提出的问题。方法的模拟退火算法，从热力学上考虑，借由模型参数方差有效指导避免过于庞大而昂贵的计算。从任何任意的模型出发，在某一步长度内寻求任何进一步评价模型的模型参数。这一步的长度动态调整过程中这样评价的模型并适合要求比前面一个好其概率为
0.5。任何符合给定的数据比前一个到目前为止被认为是最佳的模型。为了避免捕获中的局部最小，以一定的概率，由大都市标准决定接受了上山的动作。类似于退火晶体中的低熵状态，模型参数变化等，达到了成本函数的最低值，减小上坡移动概率在降低系统温度，即数据偏差。被雇用的算法是算法的由 Goffe 等人（1994 年）
提供修改后的版本。反演方案的关键参数是模型评价来确定一个新步长度向量，与当前的步长的试验次数和系统温度的冷却速率的数目。建议由电晕等人（1987 年）
的参数值已经适应这项工作的要求。
发达国家的反演方案包含上面导出的方法部分。地下的模型要调整由有限数量的模型层组成，每个假定为均匀的厚度、移动水含量、
胶粘剂的含水量、
液电阻率和阿奇指数的单个值。VES 和 SNMR
然后进行正演模拟的测深曲线。根据他们的依赖，SNMR
振幅计算对层及其移动水内容的深度。斯伦贝谢测第一层电阻率由层、
总和的移动和胶粘剂的含水量、
孔隙流体和阿奇指数，电阻率深度，然后视电阻率计算法解释过。从这两种方法估计的测深曲线然后被比作实测。为确保公正的度量数据适应，每个点的偏差百分比确定和计算其
RMS。这两种测深曲线的平均 RMS
然后提供成本函数的值。SA
例行调整新的模型参数和步长在这个计划中节模拟退火算法和终止该过程，如发现有成本函数没有重大改善。图 1
给出了反演方案详细的说明。与不同的随机种子铅重复反演跑到不同的终止点。反演参数和终止条件必须保持固定，这样保证收敛。终止点的依赖项的模型数目的插图在图 2
中的示例数据集的评价显示必须达成的收敛的范围。
3.结果
SNMR 和 VES
的方法论原则的全局优化方法应用提供了一种反演方案，以确定指定的地下模型使用他们测深曲线。为了调查首选的设置和能力发展的方法，进行了该算法的一般评估。冷却时间表和终止准则的反演设置了适应给定的要求在地球物理调查中的应用。
3.1.合成数据集
几种复合 SNMR 和 VES
中地下结构估计显示协议的调查。因此基于地质设置在测试网站 Nauen （Y aramanci et al.，1999a）
上找到的联合反演的详细调查合成模型。地下被假定包含三个不同层次。第一层有 0%移动和
5%胶粘剂水，第二个 30%移动和也
5%胶粘剂水和第三层有 5%移动和
35%的胶粘剂水。在移动和胶粘剂的分数和相应的测深曲线的假定的水分布如图 3 所示。
模拟现场条件下，合成数据点都受到噪声的污染。有一种噪音这样折磨的数据点位于高斯分布范围与原始数据点作为均值和标准偏差作为噪音的大小。5%噪声的数据集进行了反演设置调查。因为 SA 收敛在重复运行的不同点，反演与不同的随机种子，以获取信息的重现性和稳定性的反演过程进行了16 次。
3.1.1. 噪音
合成数据上的噪声量贬值的重现性重复反演运行。平均估计的模型仍然是最原始的一个，但在模型估计方差会相应增加。在图 4 中给出两个例子为1%和10%的噪音。模型评价满足终止准则的数目而增加的噪音量。
3.1.2.加权
在这项工作执行模型的优化，成本函数表示这两个探测数据适应。在他们的可靠性和数据质量方
面，他们对结果的贡献可以不同加权。此外，可以特别重视根据他们个人的敏感度，到一定深度的方法之一。在调查的综合模型，转身 SNMR
测量是对最初的几米，导致包气带中 SNMR
探测低分辨率不敏感。因此，差异不显著的共含水量之间完全饱和砂土和碛导致 VES
测定此边界中的失败。VES
主要重量因此更喜欢与单层模型自适应的饱和的区和底层耕。这两个效应变得可见在图 5
中，在那里联合反演与 SNMR VES 比为 70: 30 和30: 70，分别进行。
3.1.3.层数
等效模型的抑制是预期的联合反演的结果之一。反演，因此，受到考验的层数是不同于那些合成模型。执行反演与两个模型层导致收敛与要么适应的渗流区不检测砂 / 直到边界或适应的沙子 /
直到边界，不解决渗流区。定义模型层高于合成一
并不影响的地下估计能力调整的数。该算法将调整任何附加层的深度超过 80
万，其中任何方法都包含明显的灵敏度。图 6
中三和五个反演层重现性的正确模型。
3.1.
4.先验信息
与固定的地下参数模型自适应的性能。正确捆绑参数只是减少值来调整并减少计算时间的数量。有趣的功能是固定在相应的搜集和错误值的参数与性能。原来固定值错误不会影响反演性能。多个反演运行始终显示高重复性精度高。水分含量由如算法调整，以补偿的含水层，主要与这两种方法确定曲线形状的不同扩张。测深曲线主要是显示从初始的数据点的重大转变，但准确地转载。错误的先验信息还可以通过坏的数据，适合不同曲线的形状，即使令人满意的反演性能看似指向合适的好模型来识别
3.2.实际数据集
3.2.1.测试站点哈尔登斯莱
在测试站点在哈尔登斯莱（Y aramanci et
al.，1999b），出现一个大的含水层系统的位置，在专上沉积物进行了详细的地球物理调查。地下水位举行 20
米的深度，北临钱柜的含水层中，底部层在广泛的地球物理数据索取 1 D 和 2D geoelectrics、雷达和SNMR，辅之以地下水钻钻孔登录一些 40 米。
类似于在测试站点 Nauen
调查，地电场单一反演是不能够检测砂 /
直到产生小电阻率对比度 (图 7a)
的边界。最小平方 SNMR
反演点地面积的高移动水内容但明显界限不能确定(图 7b)。
这两种方法联合反演进行假设 1.5 Archie
指数。虽然从测井液电阻率指向一些 29.7 V m
的值，反演设置固定在电阻率 14.8 V
m.广泛评价模型设置的证明这一假设。开展联合反演的六个模型层产量稳定收敛到出色地适合两测深曲线模型。数据拟合与相应的估计地下模型计算结果显示在图 7 c 和解释如下。
发现模型的确定的层边界能可靠地代表来自钻孔数据的地下条件。含水层的上部边界是调整这种以同样适合这两个测量和符合预期的地下水。在假定范围内适当地确定低边界直到层。
胶粘剂水含量的测定提供了独特的新信息。根
据推定的合理的液电阻率和适度的阿奇指数，胶粘剂水含量决心要砂和直到层的预期值。
联合反演，导致移动水分布比单 SNMR
反演的更可靠。
VES
反演中的一些模型等价性被抑制联合反演的应用。
3.2.2.测试网站 OmDel
改进的模型估计和解释数据记录在纳米比亚已成功执行。在 Omaruru 三角洲 (OmDel)
的位置，进行了详细的调查。在这些设置，人为地会从 Omaruru 河三角洲沉积成充电地
水。这些沉积物包含一些
5%孔隙度过于花岗质地下室。在某些图层，高盐含量发生因此地下水设置从电阻率推导失败。分散的盐聚合和低植被在表面，导致横向不均匀性及因此扭曲的 VES 测深曲线。传导的 SNMR
调查受到低地磁强度和低含水量低信号。单一的反演的这两种方法并不提供独特的地下模型。VES 反演结果很合适的曲线形状，但获得的模型并不反映假设地表地质。SNMR
单一反演结果表明强化水区域内容在假定的深度，但重复反演运行类似数据拟合与产量几个不同的模型。
联合反演在从本站测试这两个数据集上的进行了四个模型层。在流体的电阻率和沉积特征（即Archie 指数）
高品种的本地设置不允许详细的岩石物理特性的测定。实现的特定图层深度是联合反演行使的主要焦点。没有一个单一的反演并未产生任何合理的模型估计和联合反演结果表现不令人满意的数据拟合。来自电数据最小平方反演的先验信息执行最后收益率与合理的地下模型这两种测曲线的适应。反演结果和相应的模型图 8
所示。以下的事实是，在模型的解释中指出。
尽管数据质量差、
模型可以仍然找到适合这两种测深曲线。因此，没有一个单一的反演导致一致地下估计，对层深处的先验信息介绍确实成功地提供了一个令人信服的模型。
推定液电阻率和阿奇指数在任意值导致不合理的总水分含量。损失对这些参数的其他信息，可以做上水含量的数量没有增强的解读。
源自于共同的地下模型预测的 VES
测深曲线显示高偏差从实测比单一的反演结果。由于调查的横向不均匀性的影响表现类似的效果(Basokur，1999年)，是获得的模型可以作为一个可靠的地下近似接受。
电阻率分布与深度解释产生令人惊讶的结果。包含在移动水（即含水层）
上的最高金额的深度图层包含覆盖层和下卧层高电阻率对比。盐渍孔隙流体的流动淡水给出了合理的解释这一现象，但这仍在调查衰减的影响。
4.结论
联合反演算法的 SNMR 和 VES
的发展的确成功地共同模型估计的可靠方法。层电阻率测定总水分含量的基本假设仍然约束解释由于简化的阿尔奇法律效力有限。然而，某些地质设置获得唯一新的信息。胶粘剂水分含量估计提供不能通过任何单个反演技术派生的改进含水层表征。超出此额外的参数，案例研究做了底线扩展的模型表征方面层深度和模型等价性的能力。模拟退火算法的优化方法并表明其像噪音数据、
不同层数的和先验信息的几种条件下的可靠性。S A
作为只基于现在正演模拟的不同方法的优化方案的原则允许新的地球物理应用程序的实现。执行其他方法测定电阻率来调整模型层深度更好也是在conideration 下孔隙大小敏感方法喜欢 SNMR
水深松弛常数和诱导极化
(IP)，以获得进一步的岩石物理和水文参数。底层的岩石模型，连接水含量和电阻率或甚至 IP
效果是提高的主要议题之一。
鸣谢
作者感谢同事对 SNMR
在柏林技术大学工作组中有价值的讨论，特别是对O.Mohnke 对他的支持。此外，我们想感谢 https://www.wendangku.net/doc/a28399335.html,nge 和 K.Kno¨del
从联邦研究所地球科学和自然资源，组织和进行实地测量，并协助许多实地考察，美国诺尔支持测量在纳米比亚，A.I.阿尤请纠正英语，和编辑器以及两个匿名评论者的评论和建议的人。
引用
Basokur, A.T., 1999. Automated 1D interpretation of resistivity soundings by simultaneous use of the direct and iterative methods. Geophysical Prospecting 47, 149–179. Bender, F., 1985. Methoden der Angewandten Geophysik und mathematische Verfahren in den Geowissenschaften, Angewandte Geowissenschaften. Band 2. Ferdinand Enke Verlag, Stuttgart. Corona, A., Marchesi, M., Martini, C., Ridella, S., 1987. Minimizing multi-modal functions of continuous variables with the ‘simulated annealing’ algorithm. ACM Transactions on Mathematical Software 13, 262–280. Eikam, A., 1999. Modellierung der Amplituden von Oberfla¨chen NMR Messungen an 2D und 3D Strukturen. MSc Thesis, Technical University Berlin. Ghosh, D.P., 1971. The application of linear filter theory to the direct interpretation of geoelectrical resistivity sounding measurements. Geophysical Prospecting 19, 192–217. Goffe, W.L., Ferrier, F., Rogers, H., 1994. Global optimization of statistical functions with Simulated Annealing. Journal of Econometrics 60, 65–100. Goldman, M., Rabinovich, B., Gilad, D., Gev, I., Schirov, M., 1994. Application of the integrated NMR-TDEM method in groundwater exploration in Israel. Journal of Applied Geophysics 31, 27–52. Hertrich, M., 2000. Joint inversion of surface nuclear magnetic resonance and geoelectrical sounding. MSc Thesis, Technical University Berlin. Koefoed, O., 1979. Geosounding Principles: 1. Resistivity Sounding Measurements. Elsevier, Amsterdam.
Lange, G., Hertrich, M., Kno¨del, K., Yaramanci, U., 2000. SurfaceNMR in an area with low geomagnetic field and low water content—a case history from Namibia. Proceedings of the 6th Meeting of Environmental and Engineering Geophysics. Legchenko, A.V., Shushakov, O.A., 1998. Inversion of surface NMR data. Geophysics 63, 75–84. Mohnke, O., 1999. Entwicklung und Anwendung eines neuen Inversionsverfahrens fu ¨r Oberfla¨chen-NMR Sondierungen. MSc Thesis, Technical University Berlin. Mohnke, O., Y aramanci, U., 2000. Inversion of Surface-NMR amplitudes and decay times—examination of smooth and block inversion. Proceedings of the 6th Meeting of Environmental and Engineering Geophysics. Schopper, J.R., 1982. Electrical conductivity of rocks containing electrolytes. In: Landolt-Bo¨rnstein, Group V, Physical Properties of Rocks, vol. 1b. Springer Verlag, Berlin. Shirov, M., Legchenko, A.V., Creer, G., 1991. A new direct noninvasive groundwater detection technology for Australia. Exploration Geophysics 22, 333–338. Shushakov, O.A., 1996. Groundwater NMR in conductive water. Geophysics 61, 998–1006. Weichmann, P.B., Lavely, E.M., Ritzwoller, M., 1999. Surface nuclear magnetic resonance imaging of large systems. Physical Review Letters 82 (20), 4102–4105. Weichmann, P.B., Lavely, E.M., Ritzwoller, M., 2000. Theory of surface nuclear magnetic resonance with applications to geophysical imaging problems. Physical Review E 62 (1), 1290– 1312, Part B. Y aramanci, U., Hertrich, M., Lange, G., 1999a. Examination of surface NMR within an integrated geophysical survey in Nauen. Proceedings of the 5th Meeting of Environmental and Engineering Geophysics. Y aramanci, U., Lange, G., Kno¨del, K., 1999b. Surface NMR within a geophysical study of an aquifer at Haldensleben (Germany). Geophysical Prospecting 47, 923–943.
综合物探反演解释方法在南京横溪 示范区中的应用
第36卷第2期地质调查与研究 Vol.36No.22013年06月 GEOLOGICAL SURVEY AND RESEARCH Jun.2013 综合物探反演解释方法在南京横溪-小丹阳 示范区中的应用 黄宁1,刘国辉2,刘一1 （1.中国地质调查局南京地质调查中心，南京210016；2.石家庄经济学院，石家庄050031） 摘 要：基于南京横溪-小丹阳示范区区域重磁数据、CSAMT 和地形、地质资料，并综合区内物性特征，建立了初始地 质-地球物理模型。在地质、钻孔资料的约束下，利用重磁电数据处理与反演软件系统，对区内典型重力、磁法、电法测线数据进行综合物探联合反演,通过不断修改地质-地球物理模型，使重、磁正演拟合数据和实测异常数据达到最佳拟合状态。结果表明，利用多种物探方法相互验证和综合解释方法，开展地质异常体的联合反演，能有效提高重、磁解释精度。 关键词：重磁电联合反演；综合物探；地质找矿中图分类号：P613 文献标识码：A 文章编号：1672－4135（2013）02－0146-05 收稿日期：2013-01-23 基金项目：中国地质调查项目:长江中下游地区深部矿勘查方法技术示范（1212011120854）作者简介：黄宁(1983-）,女，硕士，助理工程师，2009年毕业于石家庄经济学院矿产普查与勘探专业，主要从事地球物理勘探方 向的工作和研究，Email:wtgz2012@https://www.wendangku.net/doc/a28399335.html,。 地球物理勘探具有应用范围广、信息量大和高效快捷等特点，可以多层次、多角度提供大量有用的地下隐伏地质信息[1]，因此，它在地质工作的各个方面和各个领域发挥着越来越重要的作用。 在实际地质工作中，由于单一的某种地球物理异常场的分布可能对应于地下多种地质现象，因此，当对地球物理场的观测资料进行推断解释时，应注意反演问题的多解性[2-3]。在资料解释过程中，我们除了应用已有的各种物探资料外，还要综合分析工区内的其他资料，如钻孔、地质等资料，尽可能地增加已知条件和约束条件，以避免或减少反演问题的多解性或得到唯一解[4]，提高解释精度。此外，还应充分考虑到异常目标体沿走向的端点效应，才能有效地通过物探资料的解释精度，发挥物探方法在地质找矿中的优势。为此本文利用RGIS 重磁电数据处理与解释软件系统对南京横溪-小丹阳示范区某条重力、磁法和可控源音频大地电磁法（简记CSAMT 法）剖面进行了联合反演解释，取得了较好的效果。 该区处于宁芜断陷盆地，地质构造比较复杂。由于磁测受地面干扰如电线、房屋等影响较大，在资料解释中容易存在干扰异常而造成判断上的错误，而重磁存在纵向分辨率比较低、对浅部地质体的解 释精度不高等缺点，浅部的密度不均匀体或磁性不均匀体对深部有意义的异常影响很大，深部的地质体往往得不到很好的异常反应，为了获取较为真实的地下地质-地球物理模型，常采用联合反演的方法，定性和定量解释相结合，可有效限制反演问题的多解性，对产生异常的地质体从空间上做出合理而正确的地质解释和推断。 1地质及地球物理特征 1.1地质概况 横溪-小丹阳示范区是长江中下游深部矿勘查方法技术示范找矿实践的示范区之一，位于江苏省南京市西南郊，在南京市与安徽省当涂县交接地区，距南京市区约35km 。区内主要为第四系覆盖，局部有侏罗系上统龙王山组地层出露。区域内发育较多的地层有侏罗系的中下统象山群（J 1-2X n ），上统西横山组（J 3x ）、龙王山组(J 3l )和大王山组（J 3d ）；白垩系下统姑山组（K 1g ）和上统娘娘山组(K 2n )、浦口组（K 2p ）。 该区处于宁芜北东-北北东向构造岩浆带上，主要受方山-南山断裂、方山-小丹阳断裂及其伴生的纵向断裂以及晚期的横向断裂控制[5]。区内所见岩
物探设计(激电中梯与激电测深)
第三节物探工作 一、工作内容和工作量 1、测地工作 包括控制网测量、基点放样、基线布设、测线和测点布置以及高程测量。2、激电中梯扫面 扫面面积：3.5km2，工作比例尺：1：0000，测网密度：100米×20米。基线方向：正东，测线方向：正北。测线测点布置见图： 3、大功率激电测深 在激电中梯扫面异常部位布置6-8条激电测深剖面，每条剖面长度300-600米，以剖面连线覆盖异常，端点向异常两侧延伸至背景区为宜。点距20米，异常部位加密至10米点距。 4、物性参数采集 采用标本测定法和露头小四极测定法。尽可能收集岩芯标本或在可以采集到规则标本的露头点采集合格标本回实验室测定物性参数，在无法采集标本的露头点采用小四极获取物性参数。尽量保证异常部位的每种岩性所采物性参数不少于30组。 二、技术依据 参照中国地质调查局的有关地质工作质量管理的技术标准和要求，本次激电测深野外施工执行下列标准： 1.《地质调查GPS测量规程》(DZ／T2002)。 2.《电阻率测深法技术规程》(DZ/T 0072 - 1993)； 3.《时间域激发极化法技术规定》(DZ/T 0070 - 1993)； 4.《物化探工程测量规范》(DZ/T 0153 - 95)； 三、仪器设备 1、测地工作仪器设备 包括中海达V60 GNSS RTK系统一套，GARMIN 60CSX 手持GPS六套、100 米测绳和50 米皮尺各两根。 其中，中海达V60 GNSS RTK系统主要用于控制测量、基点放样、基线布设和测线端点布设。其性能参数如下： A、信号跟踪 系统内核：v60采用国际一流的天宝PCC品牌多星多系统内核 BDS：B1、B2 GPS：L1C/A、L2E、L2C、L5 GLONASS：L1C/A、L1P、L2C/A（仅限于GLONASSM）和L2P GALILEO：升级预留 SBAS：WAAS,MSAS,ENGOS
核磁共振成像实验报告
中国石油大学 近代物理实验 实验报告 成 绩： 班级： 姓名 同组者： 教师： 核磁共振实验 【实验目的】 1、理解核磁共振的基本原理； 2、理解磁体的中心频率和拉莫尔频率的关系，并掌握拉莫尔频率的测量方法； 3、掌握梯度回波序列成像原理及其成像过程； 4、掌握弛豫时间的计算方法，并反演 T1和T2谱。 【实验原理】 一．核磁共振现象 原子核具有磁矩，氢原子核在绕着自身轴旋转的同时，又沿主磁场方向B 0作圆周运动,将质子磁矩的这种运动称之为进动，如图1所示。 图1 质子磁矩的进动 在主磁场中，宏观磁矩像单个质子磁矩那样作旋进运动，磁矩进动的频率符合拉莫尔（Larmor ）方程：. 0/2f B γπ= 二、施加射频脉冲后(氢)质子状态 当生物组织被置于一个大的静磁场中后，其生物组织内的氢质子顺主磁场方向的处于低能态而逆主磁场方向者为高能态。在低能态与高能态之间根据静磁场场强大小与当时的温度，势必要达到动态平衡，称为“热平衡”状态。这种热平衡状态中的氢质子，被施以频率与质子群的旋进频率一致的射频脉冲时，将破坏原来的热平衡状态。施加的射频脉冲越强，
持续时间越长，在射频脉冲停止时，M离开其平衡状态B0越远。 如用以Ｂ０为Ｚ轴方向的直角座标系表示Ｍ，则宏观磁化矢量Ｍ平行于ＸＹ平面，而纵向磁化矢量Ｍｚ＝０，横向磁化矢量Mxy最大，如图2所示。这时质子群几乎以同样的相位旋进。施加180°脉冲后，Ｍ与Ｂ０平行，但方向相反，横向磁化矢量Ｍｘｙ为零，如图3所示。 图2 90°脉冲后横向磁化矢量达到最大 图3 180°脉冲后的横向磁化分量为0 三、射频脉冲停止后（氢）质子状态 脉冲停止后，宏观磁化矢量又自发地回复到平衡状态，这个过程称之为“核磁弛豫”。当90°脉冲停止后，Ｍ仍围绕Ｂ０轴旋转，Ｍ末端螺旋上升逐渐靠向Ｂ０，如图4所示。 图4 90度脉冲停止后宏观磁化矢量的变化 1. 纵向弛豫时间（T1） 90°脉冲停止后，纵向磁化矢量要逐渐恢复到平衡状态，测量时间距射频脉冲终止的时
重磁电勘探读书报告
《重磁电勘探》结业作业 学生姓名：周昆 专业班级：资工（基）11202 班级序号：35号 指导教师：刘启民 时间：2014.12.5
中国重力勘探技术及方法的发展与展望 [摘要] 本篇文章是对新世纪里的重力勘探的仪器、数据处理技术、解释理论与方法、应用领域等方面的发展进行了分析与展望。开展卫星重力测量,综合卫星、航空、地面重力测量资料研究地球结构与构造;发展高精度数据处理技术；发展复杂条件下三维重力场多参数综合反演可视化技术以及快速自动反演技术。 [关键词]中国重力勘探技术；发展；前景与展望 1引言 在中国，以地质构造为主要研究对象的重力勘探方法已经历了一个长期和成功的历史。从50年代初期，重力勘探开始应用于我国的地质找矿试验工作，此后随着地质工作的不断深入开展以及现代数学物理理论与计算机科学的迅速发展，促使重力勘探在仪器、方法技术、解释理论以及实际应用等各方面得到了全面系统的发展。重力勘探已成为研究地质构造的重要手段，在解决以下地质问题中取得了肯定的效果:(1)大地构造单元划分;(2)基底起伏和内部结构;(3)追索大的构造破碎带和断层;(4)圈定沉积盆地范围和内部构造;(5)侵入岩的空间分布和深部形态;(6)岩石圈均衡状态和上地慢密度横向不均匀性，详细重力测量在地质填图和矿产勘查中也发挥了重要作用。当前，重力勘探已在区域地质调查、能源和固体矿产普查、工程地质调查，以及深部构造研究中得到广泛应用，这与方法技术上的进步是密切相关的。重力勘探方法如何进一步发展以适应科学研究和经济发展的需要是当前面临的关键问题。 文章在分析当前重力方法进展的基础上，从现代数理理论与计算机科学的发展和新的需求角度,对重力方法从仪器、数据处理技术、解释理论与应用等方面进行了评估与展望。 2重力勘探技术的改进和发展 2.1高精度重力勘探技术的应用 高精度重力勘探技术是建立在位场理论、电子技术和计算机技术高度发展的基础上。它的野外工作方法是在小面积范围内采用大比例、密测网和小点距工作。该技术的发展及其特征如下: ①较早的外国重力仪有诺加、握尔登重力仪，后来发展到精度较高的索丁和拉科斯特(:Lacoste)重力仪。1991年我国引进了使用亚菲尼特(Affinity)仪的美国艾菲系统;1993年西北地质研究所从俄罗斯引进了使用THY一B型重力仪的GONG 技术。拉科斯特D型、G型重力仪由美国70年代研制成功，是目前国内外使用最广的一类重力仪。它以零点漂移小，精度高、重量轻和操作方便而著称。②高
激电方法
第一章 野外工作方法和技术 3.1 频率域激电工作程序 3.1.1 踏勘 根据地质任务在选择测区时，应组织力量进行踏勘，踏勘的目的在于了解测区的地质特点和地球物理前提以及接地条件、干扰水平、生活驻地、交通运输等情况。 3.1.2试验工作 对新的工作测区，在编写设计时应在典型的地质剖面上或具有代表性的地段，做一定数量的试验工作，具体实验工作量以能对测区的地球物理特征有一定的了解为宜。 3.1.3草查与普查 对于１：５万～１：２.５万的大面积草查与普查时，其工作方法的选择以偶极法或近场源法（ＡMＢN）为宜。就某一具体测区而言，应根据地质任务，通过分析所掌握的地质及以往的物化探资料或通过试验，确定一个适当的极距进行面积性的工作，以迅速得到面积性的资料，达到发现异常的目的。 3.1.4 详查 在普查所发现异常的基础上，开展１：１万～１：２千的详查工作，这时可用中梯装置扫面。建议采用一线供电多线测量的工作方式，以
便在短时间内圈出异常的形态、做出成果的解释推断以及对异常进行轻型山地工程揭露。 对精测剖面，可采用偶极装置，根据不同极距（一般４－６个）的观测结果勾绘出断面图，以判断矿体的埋深、倾向和形态，然后根据综合解释结果建议施钻验证，进而达到对异常的再解释。 在上述工作的同时，还要进行岩矿石物性测定和幅频特性的研究。一、联合剖面法 图2-10 联合和剖面装置 如图2-10所示，装置系数计算方法和三极装置相同 联合剖面法是两个三极排列AMN∞和MNB∞的联合。所谓三极排列是指供电电极之一位于无穷远的排列。采用联合剖面装置时，可以用A 电极，也可以用B电极供电，而A和B有一个共同的无穷远电极C。也就是当A或B供电时，供电迴路中另一电极C位于无穷远。如果以O表示测量电极M和N的中点，则在联合剖面装置时，四个电极A、M、N和B极位于同一直线上（这条直线就是测线），且AO=BO。无穷远极C一般铺设在测线的中垂线上，与测线之间的距离大于AO的五倍（CO ＞5AO） 工作中将AMNB四个电极沿测线一起转动，并保持各电极间距离不变，中点O就作为测点的位置。在每个测点上分别测出AMN∞排列和MNB∞排列Fs、ρs。对于同一极化体，AMN、BMN的测量结果将在极化体上方形成交点。利用这种交点性质和曲线的不对称性可判断极化体的产状、形态。
激电测深在云南某多金属矿区的勘查应用
激电测深在云南某多金属矿区的勘查应用 本文主要介绍了激发极化法在云南某多金属矿区的应用效果。简要叙述了该工作区的地球物理特征和工作方法，然后对激电剖面曲线进行分析，并针对IP3异常进行了推断解释。根据激电测深反演图件，大致判断出矿（化）体的倾向、埋藏深度以及断裂构造的位置，为地质找矿工作提供了依据。 标签：激电测深反演拟断面 1前言 云南地区自然资源丰富，种类多，储量大，以锡矿、铜矿以及钛矿、锑矿，在全国都名列前茅。 笔者在云南某区铜多金属矿区开展电法找矿工作，在该区投入了激电中梯、对称四极激电测深的工作方法，常规对称四极测深应用比较广泛，找矿效果比较好，本文主要介绍激电测深的应用效果。 2矿区地质概况 2.1地层 勘查区位于华南地层大区之兰坪—思茅地层分区的景谷地层小区，以中生界红色地层为主。测区出露地层主要为二叠系中统那箐组（P2nq）、三叠系上统挖鲁八组（T3wl）和第四系（Q）地层分布零星，总体呈北北西—南南东向展布。 二叠系中统那箐组（P2nq）：下部岩性以灰、深灰色块状泥晶灰岩为主夹泥质灰岩，底部为厚数米的灰色块状生物碎屑灰岩，中部夹多层灰黑色亮晶生物碎屑灰岩，局部含炭质。那箐组（P2nq）为区内铜、铅锌矿主要赋矿地层。 三叠系上统挖鲁八组（T3wl）：岩性以深灰、灰黑色板岩、粉砂岩夹细砂岩为主，含黄铁矿、菱铁矿结核。与区内其他地层呈断层接触。 第四系（Q）：工作区第四系主要为沿沟系分布的残坡积物，厚度0～10m。 2.2构造和岩浆岩 受印支期拗陷、燕山期走滑、喜山期拉分等三个主要地史发展阶段影响，区内构造发育且复杂，。背斜形态多被轴部纵向张断裂破坏，后期经历近北东东向断裂走滑错移，形成区内较为复杂的似网格状构造格局，为区内铜铅锌多金属矿的形成提供了极好的储矿空间。区内岩浆岩不发育。 2.3矿体围岩蚀变的特征
电阻率法和电磁法联合反演进展
电阻率法和电磁法联合反演进展 地球物理反演过程是一个将观测数据转换为地质-地球物理模型的过程，其首要解决的问题之一就是尽可能的减少地球物理场的多解性，从而得到一个可靠的地质模型。然而，地球物理方法所采集到的数据集通常受到地表干扰或方法自身缺点的影响，使得反演结果难以全面的认识地下地质概况。直流电阻率法( DirectCurrent Ｒesistivity，DC) 在浅层勘探中具有较高的灵敏度，但是由于装置展布的限制和深部传导电流受到极大的削弱，因此很难获取到深部的有效信息。电磁法，受到地形起伏和近地表横向电性分布不均匀，易产生静态效应，极易混淆真假异常，增加地质解释的难度。由此可见，单一地球物理方法的反演容易造成地下地质解释的模糊性。在综合地球物理中同时运用多种地球物理数据进行同步、顺序、剥离、伸展等方式计算同一地质体的物性特征和几何展布称为联合反演，联合反演是综合地球物理工作中不可或缺的一种重要的定性和定量解释工具。结合多种地球物理数据进行联合反演能够有效的减少模型解空间。这主要是由于: (1) 不同地球物理方法获得的解空间不尽相同。利用不同地球物理方法的优势，一种方法中的零空间可以通过联合反演在另一种方法中得到补充。 (2) 不同地球物理方法测量的物性参数不尽相同。地下岩矿石包含了多种物理属性，通过在同一区域对不同物性参数的测量，从不同的侧面提高对该区域岩性及其范围的识别。 (3) 不同地球物理方法所受的干扰因素不尽相同。某种方法部分受到强干扰的数据可以用另一种方法的数据经行校正，有时比单一方法采集更多数据更为有
效。 自1975年V ozoff和Jupp首次提出进行MT和DC数据联合反演(V ozoffandJupp，1975)以来，中外学者对联合反演从理论到应用都做了许多研究:Sasaki(1989)、Sharma(SharmaandKaikkonen，1999；SharmaandVerma，2011)等对大地电磁和直流数据进行了联合反演研究。Zeyen和Pous(1993)进行了带有先验模型的磁法和重力联合反演研究。Hering等(1995)详细论述了DC与浅层地震的联合反演算法。Bosch等(2006)运用蒙特卡洛方法进行了三维重磁的联合反演研究。Moorkamp等(2011)提出了一种适用于地震、MT和重力的三维联合反演框架。国内学者对联合反演也做了许多贡献，于鹏等(2007)利用改进的全局寻优的快速模拟退火算法，实现了重力和地震资料的约束同步联合反演。万玲等(2013)提出地面磁共振MＲS与瞬变电磁(TEM)联合反演方法，提高了解释结果的准确度。彭淼等(2013)研究了基于交叉梯度耦合约束的大地电磁与地震走时资料的三维联合反演算法。陈晓等(2010)采用非线性模拟退火方法实现了加入有效模型约束的大地电磁与地震的同步联合反演，使反演的解更实际更稳定。陈华根等(2012)在实际资料处理中应用了MT和重力的模拟退火联合反演并取得了较好的效果。刘彦等(2012)在对国内外大地电磁与地震数据联合反演的研究现状分析的基础上，总结了电震联合反演算法的类型。 回顾联合反演的发展历史，联合反演是综合地球物理定量解释的重要工具，是未来地球物理学的一个发展方向。从总体上来说国内的联合反演主要集中在重磁电磁与地震方法的结合，而更具有合理性的基于相同物性基础的联合反演较为少见。
物探设计(激电中梯与激电测深)
第三节物探工作 一、工作内容与工作量 1、测地工作 包括控制网测量、基点放样、基线布设、测线与测点布置以及高程测量。2、激电中梯扫面 扫面面积:3、5km2,工作比例尺:1:0000,测网密度:100米×20米。基线方向:正东,测线方向:正北。测线测点布置见图: 3、大功率激电测深 在激电中梯扫面异常部位布置6-8条激电测深剖面,每条剖面长度300-600米,以剖面连线覆盖异常,端点向异常两侧延伸至背景区为宜。点距20米,异常部位加密至10米点距。 4、物性参数采集 采用标本测定法与露头小四极测定法。尽可能收集岩芯标本或在可以采集到规则标本得露头点采集合格标本回实验室测定物性参数,在无法采集标本得露头点采用小四极获取物性参数。尽量保证异常部位得每种岩性所采物性参数不少于30组。 二、技术依据 参照中国地质调查局得有关地质工作质量管理得技术标准与要求,本次激电测深野外施工执行下列标准: 1.《地质调查GPS测量规程》(DZ／T2002)。 2.《电阻率测深法技术规程》(DZ/T 0072 - 1993); 3.《时间域激发极化法技术规定》(DZ/T 0070 - 1993); 4.《物化探工程测量规范》(DZ/T 0153 - 95); 三、仪器设备 1、测地工作仪器设备 包括中海达V60 GNSS RTK系统一套, GARMIN 60CSX 手持GPS六套、100 米测绳与50 米皮尺各两根。 其中,中海达V60 GNSS RTK系统主要用于控制测量、基点放样、基线布设与测线端点布设。其性能参数如下: A、信号跟踪 系统内核:v60采用国际一流得天宝PCC品牌多星多系统内核 BDS:B1、B2 GPS:L1C/A、L2E、L2C、L5 GLONASS:L1C/A、L1P、L2C/A(仅限于GLONASSM)与L2P GALILEO:升级预留 SBAS:WAAS,MSAS,ENGOS
水泥浆体中可蒸发水的_1H核磁共振弛豫特征及状态演变
水泥浆体中可蒸发水的1H核磁共振弛豫特征及状态演变 姚武1，佘安明1，杨培强2 (1. 同济大学，先进土木工程材料教育部重点实验室，上海 200092；2. 上海纽迈电子科技有限公司，上海 200333) 摘要：利用低场质子核磁共振方法研究了硬化水泥浆体中可蒸发水的横向弛豫特征及其状态演变。结果表明：随着龄期的增长，可蒸发水的弛豫时间分布逐渐趋向于短弛豫时间，主峰平均弛豫时间降低，凝胶水相对含量不断增大，毛细水含量降低。由于浆体内部水化产物的填充使得孔结构细化，可蒸发水集中在小孔隙中，并主要以凝胶水的形式存在。 关键词：水泥浆体；可蒸发水；核磁共振；弛豫时间 中图分类号：TU5 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2009)10–1602–05 1H-NMR RELAXATION AND STATE EVOLVEMENT OF EV APORABLE WATER IN CEMENT PASTES YAO Wu1，SHE Anming1，YANG Peiqiang2 (1. Key Laboratory of Advanced Civil Engineering Materials, Ministry of Education, Tongji University, Shanghai 200092; 2. Shanghai Niumag Corporation, Shanghai 200333, China) Abstract: Transverse relaxation time t2 and state evolvement of evaporable water in hardened cement pastes were investigated by means of low field 1H-nuclear magnetic resonance. The results show that as the curing time increases, the t2 distribution peaks shift gradually to the short t2 values combined with the weighted mean t2 of predominance peaks decrease. In addition, the relative content of gel water increases in correlation with the decrease of capillary water. As the results of hydration production filled the space be-tween particles in the hardened cement pastes, the evaporable water became concentrated in the micropores and existed mostly as gel water. Key words: cement paste; evaporable water; nuclear magnetic resonance; relaxation time 水泥基材料作为一种多相复合材料，其水化硬化过程中的相组成和转变一直是人们关注的热点。水作为水泥基材料的重要组分，与水泥粉体混合后初始以液相状态填充在水泥颗粒的间隙，在随后的水化硬化过程中，一部分参与水化反应变成化学结合水，成为凝胶产物微晶的一部分，这部分水通过干燥蒸发的方法也不能去除，因而也被称为不可蒸发水；其余可蒸发水则继续残留在硬化浆体微结构中，并根据所在孔的大小不同分为毛细水和凝胶水。现代水泥基材料科学的研究表明，不可蒸发水的含量与材料水化反应的程度和产物的晶体结构相关，而可蒸发水的含量及其状态与材料的抗冻性、抗腐蚀性、徐变、干燥收缩等性能关系密切。[1–2]由于水泥水化反应随时间变化的连续性，不可蒸发水和可蒸发水的含量及状态也在不断变化。由此可见，研究水泥基材料中水的相转变，探索不同状态的水的演变规律，对于充分认识水泥基材料的组成和结构，揭示材料的劣化机理具有重要意义。 对于硬化浆体中的不可蒸发水，可以采用将样品高温灼烧的办法精确测定，而现有的对可蒸发水的研究方法，诸如对样品进行真空干燥、热处理或进行冷冻的方法，虽然可以测定可蒸发水的总量，[3]但从对样品的非破坏性、[4]连续测量、操作便利性考虑缺陷明显。近年来，低场核磁共振技术对多孔介质中水的研究应用已逐步从生命科学、地球物理等领域扩展到建筑材料领域，[5–7]该方法可在不破坏样品的前提下，利用水分子中质子的弛豫特性研究水含量及其分布的变化，具有快速、连续、无损的优势。 收稿日期：2009–04–28。修改稿收到日期：2009–06–18。 基金项目：国家“973”计划(2009CB623105)资助项目。 第一作者：姚武(1966—)，男，博士，教授，博士研究生导师。Received date:2009–04–28. Approved date: 2009–06–18. First author: YAO Wu (1966–), male, Ph.D., professor. E-mail: yaowuk@https://www.wendangku.net/doc/a28399335.html, 第37卷第10期2009年10月 硅酸盐学报 JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol. 37，No. 10 October，2009
时间域三极激电测深在金矿勘探中的应用效果
时间域三极激电测深在金矿勘探中的应用效果 本区域矿产以金、铜、铁为主，次为钨、钼等，区域上，矿床的分布，严格受岩性及构造控制。由于受多期多种成矿地质要素，包括沉积作用、构造运动、岩浆活动、变质作用及热液活动的叠加，形成有变质岩带、中酸性侵入岩带、韧性剪切变形带及与之有密切成生联系的铁、铜、金及多金属成矿带或矿化集中分布区，它们控制着各种矿产的形成与分布。已发现矿床和矿（化）点达多处。文章介绍了时间域三极激电测深在金矿区的勘查应用效果，在简述矿区地质概况的基础上，分别介绍了矿区的地层、构造、岩浆岩情况，阐述了时间域三极激电测深的工作原理、工作方法、数据反演，并利用地质、物探资料，指导钻孔定位，经钻孔施工，找矿效果明显。 标签：金矿；时间域；激电中梯；三极激电测深 1 区域地质背景 本区太古-早元古代地层区划属华北地层大区-晋冀鲁豫地层区-阴山地层分区-阿拉善右旗地层小区；中、新生代地层区划属阿拉善地层区潮水地层分区。区内多数地层因断裂发育和多期次岩浆侵入而造成顶底不全和内部关系紊乱。区内出露地层主要为早元古界北大山岩群（Pt1B），其次为新近系苦泉组（N2k）及第四系（Q）。勘查区区域断裂构造十分发育，构造线主要有东西向、北北西向、北北东向及南北向四组断裂。 勘查区内侵入岩发育广泛，主要为石炭纪、二叠纪酸性侵入岩体、三叠纪酸性侵入岩体、古元古代超基性岩及各类脉岩。石炭纪侵入岩为闪长岩。二叠纪以云英闪长岩为主，分布面积较广。勘查区区域发育为数众多的中性岩脉、伟晶岩脉、酸性岩脉。中性脉岩有细粒闪长岩脉、二长闪长岩脉、花岗闪长岩脉等；酸性脉岩主要见有钾长花岗岩脉、花岗细晶岩脉及石英脉等。 2 激电异常解释 2.1 激电异常的平面特征 图1为勘查区激电中梯扫面视极化率平面等值线图，测区视极化率一般在2.0%～2.5%之间，最高值达到3.37%，该异常呈中、高阻-高极化特性，地表出露为下元古界北大山群地层，走向大致为南北向，异常区宽度约为1200m。该异常闭合，结合地质资料显示，该处异常地表出露基本为片岩、片麻岩为主，异常区东部出露面积较大的黑云母花岗岩，在异常区中部地表可见断裂，结合地质资料及与已知矿点的对应，认为本异常区为成矿有利区域，推断异常区可能与侵入岩体和一些黄铁矿化（体）有关。 2.2 激电异常剖面特征
二三维联合反演技术应用
二三维联合反演技术应用 发表时间：2018-11-24T15:30:21.957Z 来源：《防护工程》2018年第22期作者：王丹丹[导读] 结合甘肃省南康地区地质地球物理资料及磁测数据，通过简单的地球物理反演进行异常解释。 甘肃省地矿局第一地勘院甘肃天水 741020 摘要：结合甘肃省南康地区地质地球物理资料及磁测数据，通过简单的地球物理反演进行异常解释。根据磁异常等值线图及三维曲面图的形态特征，推断该区两处较大磁异常断裂，并结合地质地球物理对其成因作出相应解释，推断异常体的位置关系；根据磁测剖面数据估计了异常体的形态特征、走向以及延伸。 关键词：异常体；断裂；岩浆侵入 引言 运用磁法可以圈定断裂带、破碎带，因为断裂的产生或者改变会改变岩石的磁性，沿断裂会伴有后期及同期的岩浆活动，或者沿断裂两侧具有不同的构造特点，因磁异常特征的不同在划分断裂时也有所不同，整体而言断裂可分为“干断裂”与深大断裂。“干断裂”因断块活动复杂程度的不同，所引起的异常特征有所不同。在破碎范围较大，构造应力比较复杂，且有垂直变位、水平变位以及扭转现象时，会造成雁行排列的岩浆活动通道。在断块活动比较复杂区域，有放射状异常带组，每一线性异常代表一断裂岩浆活动线。在深大断裂中往往可能是一个巨大的金属或者成矿带，如郯城-庐江深大断裂。因此，通过磁法找断裂，确定相应的断裂特征，在找矿中有重要的意义。 1 地质概况 1：10000磁法普查区位于西秦岭南带的东段，地层分区属巴彦喀拉－－秦岭区、南秦岭分区、同德－－武都地层小区。大地构造位置位于秦岭印支期近东西向褶皱带与北东向断裂带的复合部位。区域上出露地层有志留系、泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系、白垩系及第三系。与成矿关系密切的岩石地层主要有志留系、泥盆系及石炭系，在区域位置上从南向北依次分布。区内岩浆活动强烈，主要为印支期中酸性岩浆岩，中酸性小岩株、岩脉，岩株和岩脉的侵位均与断裂活动有关。区内的岩浆和热液活动与铜、金矿化作用关系非常密切，区内断裂构造在晚古生代地层内异常发育，纵横交错。主要有近东西向、北东向、北西向及近南北向四组，以近东西向断裂为主，规模大，常为不同时代地层或构造单元分界线。 2 磁测异常等值线图及异常解释 2.1磁异常等值线图 在地球物理数据资料中，等值线图可以较为准确的反应出异常体的走向、延伸以及在区内的大致分布情况，其应用比较广泛。图1是南康1：10000磁测区内部分磁异常数据的等值线图，此等值线图未经过圆滑处理，等值线僵直，严重受测网中测点坐标位置的影响，在实际资料中影响对异常体的圈定以及解释。
磁场梯度测量及重磁联合解释与应用
磁场梯度测量及重磁联合解释与应用 近二十余年来，磁测技十发展十分迅速，出现了高精度的光泵磁力仪和超导磁力仪，为开展磁场梯度测量打下了物质基础。在某些地质条件下，磁场梯度测量有可能解决一般磁测难于解决的复杂问题，可以查明场源的更多特点和细节。 标签：超导磁力仪磁场梯度重磁异常等 1概述 磁场梯度测量：测量磁场在空间的变化率（单位为纳特/米或纳特/千米）称为磁场梯度测量，在生产实际中应用的有垂直梯度测量与水平梯度测量两种。垂直梯度测量的接收部分为两个垂直安置的探头。如果在飞机上测量，探头的垂直距离可以设计得较大，约30～60米，测量仪器一般选用极高灵敏度的光泵磁力仪，两个探头同时读数。如果在地表测量，探头的垂直距离约为2米，测量仪器以核子旋进磁力仪为主。在地表测量中，为了克服两个探头激发时产生的磁场相互干扰，常采用上、下两个探头分两次激发读数，间隔为2秒。用两个探头读数值除以探头间距离即为该点上的垂直梯度。局部磁异常的垂直梯度变化比区域异常的明显，故垂直梯度测量适合于在具有强区域干扰地区实施，以便获得有用的局部异常的信息。水平梯度测量常见于海上，接收部分同样是两个探头，但为水平放置。同时记录两个探头的读数，其瞬时差就是水平梯度。 2重磁联合反演的应用 磁力勘探是发展最早，应用广泛的一种地球物理勘探方法，也是最为经济，快捷的方法之一。早在两千多年以前，我们的祖先就知道并利用了天然磁石的吸铁性和指极性。中国古代的四大发明之一的指南针传入欧洲后，人们开始关注地磁现象，并开始应用磁力探测仪器来寻找铁矿。 随着现代科学技术的进步，磁力勘探仪器已从机械式发展到电子式，磁力勘探的范围也逐渐扩展到空中、海洋。在上世纪60年代发展起来的高灵敏度磁力传感器，使得人们能够快速、准确地测量地磁总场的幅值。在地球物理工作中根据利用的不同类型的物性差异课将具体方法分为重磁电震等，重磁是位场属于同源场，往往利用单一方法进行探测工作时会因为问题的复杂性而无法得到较好的解，因此采用重磁这两种同源场，同时联合处理反演会得到较好的结果，而且他们都是位场，联合反演的结果也更趋向于真实。 联合反演是地球物理数据分析的理想工具，它包括同步反演、顺序反演、剥离法反演和伸展法反演。前人针对MT与地震联合反演开展了相关研究，利用了最速下降法、遗传算法、广义逆法等手段。一般认为，顺序反演优于单独反演，而同步反演效果最优，且非线性反演法比广义线性法更优越。 重磁异常是同源场，可通过重磁联合反演来减少重、磁单一方法反演的多解
激电测深法勘查效果的对比解析
激电测深法勘查效果的对比解析 发表时间：2018-11-29T17:58:58.710Z 来源：《防护工程》2018年第22期作者：王树祥 [导读] 激电测深法是一种典型的地球物理勘探方法，在金属矿勘探及地下水勘查中起着十分重要的作用。 中陕核工业集团二一四大队有限公司陕西省 710000 摘要：激电测深法是一种典型的地球物理勘探方法，在金属矿勘探及地下水勘查中起着十分重要的作用。本文在研究区域内通过激电测深法，获得了研究区域的视电阻率数据，并通过广义线性反演方法对采集的数据进行处理解释，获得了视电阻率的反演成果图，从中圈定出了异常带位置，为后期的钻探工作提供了可靠的支撑。 关键词：激电测深法；广义线性反演；视极化率 矿产资源是社会发展与国民经济建设的物质基础，但随着勘查的深入，近年来露头矿、易识别矿，地表矿、浅部矿越来越少，找矿工作难度越来越大。潜在的资源主要是难识别的和埋藏较深的隐伏矿床（体），这就需要新技术、新理论和新方法的应用，来探测和圈定有利的金属成矿地段，确定钻孔的孔位，提高钻孔见矿率。激发极化法可以根据岩石、矿石的激发极化效应来寻找金属和解决水文地质、工程地质等问题，是一种电法勘探方法。在多金属硫化物矿床的勘查中，激发极化法是一种公认的、极其有效的勘查手段。 1、地质概况和地球物理特征 1.1 地层 某地区矿区,区内铜矿等矿化明显受断裂-裂隙构造控制。目前发现的铜铁矿（化）体多产于北西向、北北东向、近东西向等断裂构造中，构造交汇部位往往矿化规模和强度增强。矿石中金属矿物主要为孔雀石，其次为蓝铜矿、硅孔雀石、氯铜矿、斑铜矿、黄铜矿、镜铁矿、褐铁矿等。而含铜铁矿中金属矿物主要为磁铁矿、褐铁矿等，另有少量的孔雀石、镜铁矿等。 1.2 构造 某地区点矿区区域大地构造位置属南北向DOMEYKO走滑断裂带构造单元中，区域内以断裂构造为主，构造线呈北东向、北西向及近南北向展布，具有向北撒开、向南收敛的“入”字型帚状断裂构造特征，目前所发现的矿产点就赋存与“入”字型构造的夹持部分。即不同相的构造岩块分布区内。其中含断裂主要呈北北西―北西向展布。 1.3 地球物理特征 某地区矿区在面状蚀变和围岩接触部位多见受构造控制的脉体或网脉群，脉体规模较大，长约700～1000m，宽约10m～50m，脉体边部见角砾岩化，角砾岩中含铜矿化。有些脉体具褐锰矿化、黄铁矿化，推测为金、银矿脉。 含铜矿磁铁矿具有较强的极化率，总体来说，矽卡岩、安山斑岩极化率较高、电阻率较低，其余围岩极化率平均较低。综上所述，从区内地球物理特征分析可以看出，该区具备投入电法的地球物理前提条件。 2、激电测深数据处理解释方法 本次工作投入的仪器主要是WDFZ-10大功率发射机，WDJS-9型激电接收机和GPS。各测区面积性电法工作采用激电中梯方式，AB最大极距1500m，MN为50m，一共设计了7条剖面，采集激电物理点1659，检查点55个，质检率为3.31%，视电阻率3.46%，视极化率相对误差1.91%，各精度满足规范要求。实测的视极化率和视电阻率是收-发电极周围电性分布特征的综合反映，收-发极距越大，影响范围越大，所以勘探深度越深，达到测深的目的。反演解释的目的就是将地表实测的视电阻率和视极化率通过一定的数值模拟计算方法，获得地下各测点不同深度介质的电阻率值和极化率，这一过程也称之为定量解释，它给出勘探剖面地下的电性分布断面。 2.1 某地区矿区L0激电测深剖面 L0号剖面激电测深电阻率断面，极化率断面。在电阻率断面中主要分布三个高阻区，分别位于水平标记-275m～40m之间（1号高阻体），190m～520m之间（2号高阻体），710m～910m之间（3号高阻体）。在1号高阻体和2号高阻体之间、2号高阻体和3号高阻体之间以及3号高阻体的北侧表现为相对低阻特征，推测应为断裂破碎带的反应，此外断面显示浅部为低阻特征，并且断面由南至北高阻体埋深由深变浅。其中1号高阻体和2号高阻体之间的低阻异常、2号高阻体和3号高阻体之间的低阻异常均对应极化率断面的高极化率异常，高极化率异常分别位于极化率断面的约80m处（1号极化率异常）和550m处（2号极化率异常），断面中显示1号极化率异常范围较小，异常强度弱，反演极化率极值>3%，延深约120m，倾向北。2号极化率异常范围较大，强度较高，反演极化率极值>5.7%，延深约170m，倾向南。该断面中两处异常均为低阻高极化异常，认为由位于破碎带中的含硫化物矿化体引起，为找矿有利异常部位。 2.2 激电测深三维反演及综合分析 ①激电测深二维反演结果显示，测区内发现两个主要的高极化率异常带，地表对应均有矿化显示。极化率异常反应，北部异常带异常范围和强度均高于南部异常带。其中尤以L1号剖面异常强度最高，其次为L3剖面和L4剖面。②极化率异常三维反演结果显示，在北部异常带的中部，极化率异常明显错位，西部北移，东部南移，表明测区存在近南北向平移断层，该断层的西侧，极化率异常强度和范围均高于东侧。③极化率异常三维反演结果采用反演极化率3%圈定异常的异常为两条近东西向（北西西）条带状异常，当采用反演极化率2.7%圈定异常时，极化率异常向深部有合拢趋势，预示两条极化率异常带之间的深部可能存在含硫化物岩体。 3、地质成果解释 本区的矿种以铜为主，伴生矿种多为金、银等。矿物类型以金属硫化物（辉铜矿、黄铜矿、黄铁矿为主，其次为蓝铜矿、斑铜矿、孔雀石、褐铁矿等。矿石类型则以块状金属硫化物、侵染状金属硫化物、细脉状金属硫化物矿石为主。矿床类型近地表以浅成低温热液型铜（金）矿为主要表现特征，深部则有曼陀型铜矿或IOCG型铜金矿产隐伏的大概率存在，同时也不排除小型斑岩型铜矿的隐伏产出。上述矿种、矿产类型均是物探激发极化法具有良好应用前提条件的典型类型。 通过目前的工作不仅圈定了一些较好的矿化异常，也取得了该区岩矿石物理特性的大量基础数据，更是积累了许多矿体、含矿构造破碎带的电阻率、极化率电性特征，这对今后的物探解释提供了非常有用的信息条件。由于该地区地表的矿体多以小型的脉状、透镜状、豆
火山盆地三维重磁数据反演
火山盆地三维重、磁数据反演 一、三维重、磁反演的可行性分析 大量的研究工作表明火山盆地的变质基底和火山岩盖层间之间存在明显的密度和磁化率差异：变质岩基底为高密度、低磁性，而火山岩则为低密度、相对高磁性，因此可以利用重力和磁法数据圈定火山盆地的变质基底、火山通道等区域构造格架。 二、拟开展的主要工作 1、岩石标本采集与测试 根据研究区的具体情况，争取本着钻孔岩芯标本为主，地表岩石标本为辅的原则，每种地质单元（岩性至少采集50块标示进行密度、磁化率和电阻率测试。 2、重磁资料的收集整理 为开展区域重、磁数据三维反演，必须收集研究区1：5万地面高精度重力和磁力测量原始数据或经数据预处理后的网格化数据和数字化的研究区地形资料，以及深钻孔编录资料和研究区主要岩石的物性资料。 3、三维重、磁数据反演 （1）、重、磁场特征分析 （2）、重磁三维物性反演 三维物性反演拟采用UBC-GIF反演软件。UBC-GIF软件是由英国哥伦比亚大学地球物理反演工作室研制的带稀疏先验信息约束的3D 重磁物性反演软件，分为MAG3D和GRAV3D两个模块。该软件灵活
性比较好，可以将不同的地质勘探阶段所获得的地质信息加入反演中，进行约束反演，从而使反演结果能够拟合观测数据，而且与已知的地质信息相吻合，更好地反映地下真实的地质信息。 具体反演流程： （3）、三维地质-地球物理模型构建 三维地质-地球物理模型的构建的思路是利用三维重磁物性反演获得的物性属性数据体，获取各个方向的切片图，以切片图为基础，综合各种地质地球物理资料，构建合理的二维地质地球物理初始模型，然后将所有的2D模型组合成3D地质地球物理模型，以此模型作为约束属性模型进行再反演计算，直止反演精度满足要求，且模型与地质认识相一致。 具体建模型流程为：
四极梯度电测深剖面野外工作方法及其效果_高建东
四极梯度电测深剖面野外工作方法及其效果 高建东 中国冶金地质总局山东正元地质勘查院
对称四极电测深 n在我国，对称四极电测深是最常用的一种电测深方法。 n优点：对称四极电测深剖面的拟断面图可比较直观地大致反映目标体断面形态。 n不足：对称四极电测深的工作效率低，在大深度、大极距的对称四极电测深工作中，其工效低下的缺点尤为突出。
探索和研究 n2008年，中国冶金地质总局山东正元地质勘查院开展了“偶极＋三极＋四极”排列的混合电测深野外试验，取得了较好的效果。试验成果以“非常规电极排列在大功率激电测深中的应用”为题发表在《长春工程学院学报(自然科学版)》2009年01期，李忠平；n2012年，中国冶金地质总局山东正元地质勘查院开展了“标准对称四极电测深”与“四极梯度电测深”的野外对比试验，后面将介绍这次野外对比的成果。n桂林理工大学（葛为中、吕玉增）、河南有色地矿局7队（丁云河）、黑龙省有色金属地质勘查706队（王式东）等人先后也开展了这方面的研究。
B 电极 “偶极＋三极＋四极”混合电测深A 电极A 电极A 电极A 电极A 电极A 电极A 电极A 电极A 电极A 电极A 电极A 电极A 电极A 电极A 电极A 电极A 电极A 电极A 电极
多道激电仪多极距中间梯度剖面 A 电极 A 电极A 电极A 电极B 电极B 电极B 电极B 电极
四极梯度电测深 n将多极距对称四极剖面和多极距中间梯度剖面综合到一起，可构成一种由对称四极和亚对称四极排列组合的四极梯度电测深剖面。 n中间梯度电测深的电极排列处在对称四极和亚对称四极的状态，异常的拟断面图特征接近于对称四极测深，可以使用拟断面图作粗略解译，精细解译可通过计算机反演断面图完成。 n中间梯度电测深可达到与对称四极测深几乎相同的效果，但是它的工作效率可大幅度提高，极距越大，效率提升幅度越明显。
液体T2弛豫时间测量CPMG磁共振脉冲序列实现与应用
Hans Journal of Biomedicine 生物医学, 2017, 7(4), 73-78 Published Online October 2017 in Hans. https://www.wendangku.net/doc/a28399335.html,/journal/hjbm https://https://www.wendangku.net/doc/a28399335.html,/10.12677/hjbm.2017.74012 The Implementation and Application of CPMG NMR Pulse Sequence for Measuring T2 Relaxation Time with Clinical MRI Scanner Zijian Zhao1, Jinxi Wang1*, Bin Nie2, Changzheng Shan1, Yang Pan1, Jin Liu1 1Department of Radiology, Taishan Medical College, Tai’an Shandong 2Department of Medical Information Engineering, Taishan Medical College, Tai’an Shandong Received: Sep. 18th, 2017; accepted: Oct. 2nd, 2017; published: Oct. 9th, 2017 Abstract Objective: To implement Carr-Purcell-Meiboom-Gill pulse sequence for T2 relaxation measuring in i_Open 0.36T clinical MRI scanner. Methods: Pascal language is engaged to edit source code. Waveform, phase, amplitude and maintaining time of the excited RF pulse, spacing time of echoes, number of times of data sampling, sampling points, sampling time, and so on are all controlled by sequence parameters. Data logging form was arranged to meet the need of T2 inversion. Source code of sequence was compiled to executable file and is loaded to RINMR software. Comparison was taken between measuring time of sample of CuSO4 solution with our pulse sequence and the given standard value. Results: Source code of CPMG sequence was done as well as the exe file can run with commercial MRI instrumentation. The measuring T2relaxation time of sample was 197.479 ms. Conclusion: The T2 value computed with our data acquired by our CPMG sequence is consistent with the given nominal value. The CPMG sequence adequately satisfies the practical ap-plication and the method can be used to implement the pulse sequence. Keywords Nuclear Magnetic Resonance, Pulse Sequence, CPMG, Implementation and Application 液体T2弛豫时间测量CPMG磁共振脉冲 序列实现与应用 赵子剑1，王进喜1*，聂斌2，单常征1，潘洋1，刘锦1 1泰山医学院放射学院，山东泰安 *通讯作者。