电磁法勘探

电磁法勘探（精选三篇）

电磁法勘探 篇1

综合地质勘探法顾名思义为一种综合性方法, 它是在综合了多种勘探方法的基础上形成的。多种物探法、地面测绘法以及钻探等方法的优点它都进行了利用, 具体是先糅合这些方法, 然后再进行合理组织, 取长补短, 进行点、线、面多方位结合, 进而实现立体化、多参数化、多层次化勘探。具体在应用综合地质勘探法时, 应按照先地面后地下的原则, 勘探地面时, 先钻探后物探的原则, 进行地下勘探时, 应采用物探、钻探相结合的原则, 进行综合勘探作业。

2 综合地质勘探中的主要技术手段及它们的优缺点

2.1 地球物理勘探

我们把地球物理勘探法简称物探法, 它主要是根据岩石与矿体物理特性, 通过仪器发生与接受信号, 对物理场的变化进行研究, 进而详细了解地质构造, 寻找各种矿床。通常物探法中, 应用较多的两种方法为地震法与电阻率法, 应用这两种方法, 可获得很多地层资料, 有效勘探矿产资源。

在勘探矿产资源时, 借助物探技术, 可详细了解各种地质问题, 地质构造, 以及矿产埋藏深度, 同时还可估算矿产含量, 可加快矿产普查与勘探速度, 减少工人作业量, 提高勘探质量。

2.2 坑探工程

我们开挖岩土处取大尺寸原状土样与扰动土样进行实验室试验这就是我们通常所说的坑探。坑探的探坑一般能进入一人以上, 可获得详细的地层资料, 这种勘探方法比较可靠。勘探工程可细分为探槽、探井、探巷、小窑调查以及清理等。可采用人工或机械设备开挖探槽, 在开挖时应距原状土位置一定距离, 应依据原状土周围环境情况与地质条件来确定开挖尺寸。对于深层开挖的探坑, 可把坑壁与坑底挖垂直, 用钢板支护探坑壁, 这样可更好的保障探坑与探槽壁的稳定, 同时也比较经济。对于浅层开挖的探坑, 可把坑壁挖成倾斜状, 这样更经济。

坑探工程是地质勘探的一种重要手段, 通常我们在地质填图前实施坑探工程, 这样可更好的研究地表地质情况, 使地质图的测绘更精确, 加深研究深度。

2.3 钻探工程

钻探主要是在待勘查处钻垂直、倾斜或水平钻孔, 来取岩层原状土样, 进而划分岩层类型与测定岩层工程性质。钻探在矿产勘查中应用较多, 它主要是借助转动的钻探机械带动钻杆与钻头, 向地下钻凿小直径深圆孔, 来采集各种地层样品, 进行观察, 最终获得各种地质资料信息。

按照场地环境、地层条件以及土种类别的不同, 我们可对钻进方法进行分类, 具体可分为:连续钻进、冲击钻进、锤击钻进、回转钻进等。在钻孔过程中我们主要用到的钻探设备有:电动机、水泵、空压机、绞车以及钻架等。在具体钻探时, 我们应重点注意孔壁坍塌与孔底隆起等问题。其中影响孔壁坍塌的主要因素有钻土层的性质、孔深与地下水情况。通常为实现稳定钻孔, 特别是当钻孔深度低于地下水位时, 可采用套管、水泥浆等进行稳定处理。

在普查与勘查矿产资源时, 初始勘探阶段, 大多会应用到钻探工程, 通过地质预测推测出的含矿区, 具体的验证、圈定可借助钻探工程来完成。如勘探一些上覆土层较厚的平原地区与旧矿区的深底部, 表层土含水较多区域等都需要使用钻探技术。为使钻孔勘探效果达到最优, 应把收集、整理以及反馈钻孔地质资料的程序建立健全, 及时更新各类钻孔探明的地质情况, 以更好的服务地质勘探工作。

2.4 地质填图

对于各种有用的地质体与地质现象我们应按一定比例或技术要求, 及时描绘在地理图上, 以形成地质图, 我们把此过程叫做地质填图。地质填图属于一项基本的地质调查工作。

进行地质填图应按照一定程序进行:

1) 应尽全面的收集待填图区域的地质资料, 了解其地质情况, 并把填图单位确定好。

2) 按照事先布置的路线, 实施野外实地填图。

3) 进行室内综合整理工作。主要是缩放处理前期绘制的草图, 合理衔接、补充野外图幅间的地质界线, 绘出完整地质图。

2.5 遥感地质调查

遥感地质调查属于一种新兴地质勘探法, 是近年来发展起来的, 它主要是借助遥感技术来进行地质科学研究。判读像片是遥感技术的主要应用。实践证实, 遥感技术能准确判读可见光航空像片与多光谱卫星像片, 可把找矿标志与地质构造准确辨别出。其中遥感摄影、遥感电视、红外遥感以及雷达激光遥感等是要按地质技术在地质勘探中的主要应用。遥感技术具有很多优点, 如可准确探明地表与某一深度的地质情况;可克服地面物体的干扰, 实现连续观察;可实现自动化处理, 进行现代化编录, 减少人工劳动。但这种勘探技术也有一定局限性, 如极易受到天气气候条件影响, 遇阴霾多云天气, 会对遥感成像造成影响, 清晰度差的遥感像片, 会影响后期地质信息的读取, 降低勘测准确率。

对以上几种地质勘探法进行综合, 我们发现每种方法都有自身优缺点, 适用区域不尽相同。如物探法, 可适用大部分地层, 可为地质勘探提供准确资料, 但对于一些复杂地层仅能把大致地质信息勘查出来。坑探工程主要用来勘探一定厚度表层的地层信息, 不适宜勘探较多地下水区域或松软区域, 当坑探法可直观获得土层岩层信息, 具有很高精度。而钻探法较适宜勘查深区域, 但实际钻探需要到很多设备, 钻探具有一定技术性, 复杂繁琐。地质填图可把区域地质情况直观反映出来, 如矿产厚度, 储量等, 但它对前期地质资料要求较高。遥感地质调查, 可客观反映地表与一定深度的地层信息, 但容易受天气状况影响。

3 结语

总之, 各种地质勘探法各有优缺点, 应用单一地质勘探法很难准确、详细的了解矿区地质情况, 在具体勘探时, 可根据具体区域环境有针对性的综合2种或多种技术进行综合勘探。这样可更全面详细的了解矿区地质情况, 更好的做好地质勘探工作。

参考文献

[1]H.F温特科恩, 方晓阳.基础工程手册[M].北京:中国建筑工程出版社, 1983.

电磁层析成像下的石油勘探论文 篇2

在石油勘探的过程中，需要对不同的岩层的电磁层析成像声波进行准确的分析，将分析结果作为石油勘探中图像重构的主要依据。重构结果的好坏直接影响到后续的工作:其详细原理如下:

1)针对所有的石油勘探中电磁层析成像信号进行信号分解，可以获取信号波变换值x(n，p)。

2)通过运算获取电磁层析成像信号分解尺度S(n，p)，根据下述公式可以计算上述成像信号分解结果的关联性:

3)针对所有的电磁层析成像信号分解结果进行归一化变换，能够得到下述结果PS(n，p)=S(n，p)Qx(n)Qs(n)，q=1，2，…，q(1)在上述公式中，Qx(n)=∑px(n，p)2QS(n)=∑pS(n，p)2

4)将PS(n，p)与x(n，p)的绝对值进行比较，假设|Ps(n，p)||x(n，p)|，则可以判断该位置的信号变换值是由初始的电磁层析成像信号中分离出来的，此时，需要将x(n，p)赋予xg(n，p)，同时将S(n，p)置零。否则，需要保留x(n，p)的初始值。

5)根据上面的阐述能够得知，x(n，p)都是由电磁层析成像信号中的声波引起的，则Qx(n)/(M-1)是信号变换尺度上对声波的均方差进行估计的结果。利用下述公式可以计算声波无偏差估计结果μ=Qx(n)/(M-1)ζn(2)将上述无偏差估计结果与阈值进行对比，假设大于阈值，则返回步骤(2)继续执行，否则，结束迭代处理。6)根据xg(n，p)进行电磁层析成像信号声波的信号逆变换处理。假设μ>1，能够得到sin(μ-1)>0，假设μ1，能够得到sin(μ-1)0。根据上述特性，可以得到最理想的估计结果如下所述d→d+sin[β(μ-1)](3)在上述公式中，β能够用来描述石油勘探中电磁层析成像信号步长调整因子。在第一次迭代处理的过程中，设置d的取值是1，假设μ1，则可以得知sin(μ-1)0，能够利用上述公式进行迭代处理，不断缩小d的取值，并且用该取值乘以对应的关联性系数，减少抽取样本的数目，直至μ的取值趋近于1。假设μ>1，则可以得知sin(μ-1)>0，根据上述公式进行迭代处理，d的取值将不断增大，将该取值乘以关联性系数，可以增加样本的数量，减少声波过滤的误差，直至μ的取值趋近于1。根据上面的阐述能够得知，假设在石油勘探电磁层析成像复杂结构声波过滤过程中，信号系数方差与声波的方差相等，则能够得到理想的声波过滤效果。在过滤过程中，为了保证声波过滤过程的稳定性和提高过滤时的收敛速度，需要将调整因子引入到过滤的过程中，假设该调整因子的取值比较大，则收敛速度得到大幅度提升，但是过滤的效果比较差，反之，收敛速度虽然会降低，但是过滤的效果更佳理想。根据上述内容，能够得到调整因子计算公式如下所述ζn2=ζ2×‖i0*i1*…*ik-2*hk-1‖2(4)根据上面阐述的方法，能够得到电磁层析成像声波过滤时的调整因子，完成声波过滤，得到高质量的成像信号，实现石油勘探中的电磁层析成像声波过滤。但是，通过声波对石油岩层进行勘探形成稳定图像一直存在一个难题，石油区域的岩层结构复杂，电磁层析成像技术在复杂的岩石结构中会产生声波图像变异，形成图像干扰。传统的石油勘探电磁层析成像技术在这种干扰下，正常电磁层析成像会造成干扰损失，影响成像效果。

2成像信号中声波过滤优化方法理论

利用传统算法进行石油勘探中电磁层析成像中声波过滤，假设勘探目标的岩层过于复杂，将导致成像信号中掺杂大量的声波，对成像信号造成干扰。为此，提出基于加权小波分析算法的石油勘探中电磁层析成像复杂结构声波过滤方法。

2.1计算成像信号的权重

针对石油勘探过程中采集的电磁层析成像信号，能够得到对应的非线性方程如下所述yl=gl(yl-1，xl-1)zl=il(yl，wl{)(5)在上述公式中，wl能够用来描述电磁层析成像信号概率密度函数。对上述成像信号中的声波进行过滤的详细流程如下所述

1)对成像信号进行初始化处理，在l=0时，需要使样本符合yj0～Q(y0)分布。

2)在l=1，2，…，U时，需要选择一组成像信号作为样本。

3)根据随机向量计算对应的.权重，随机向量是wj，j=1，2，…，P。4)利用下述公式，对电磁层析成像信号进行更新处理p(yl|Zl)≈∑Pj=1wjlε(yl-yjl)j=1，2，…，P(6)在上述公式中，ε是狄拉克函数。

2.2实现成像信号重构

现阶段，小波分析方法已经应用到各种不同的行业中，发挥着越来越重要的作用。将加权方法与小波分析方法相结合，能够完成成像信号声波的过滤。利用下述公式能够进行小波变换处理XUg(b，c)=1|b|∫-g(y)ζ*(y)dy=g，ζb，{}cζb，c(y)=1|b|ζ(y-cb)b，c∈S，b≠{0(7)在上述公式中，ζb，c(y)能够用来描述小波母函数，b能够用来描述尺度变换算子，c能够用来描述成像信号采样时间。石油勘探中电磁层析成像信号的时间与对应的位置关系密切，ζ*(u)能够用来描述ζ(u)的共轭函数。利用下述公式能够对石油勘探中电磁层析成像信号进行离散变换处理2k2ζ(2ky-l)(8)即:b=12kc=l2{k利用下述公式能够进行石油勘探中电磁层析成像信号分解处理dk，l=∑ni(n-2l)dk-1，nek，l=∑nh(n-2l)dk-1，{n(9)其中，n=0，1，2，…，P-1。利用下述公式，能够对所有的成像信号分解因子进行重构处理:dk，n=∑ldk+1，li(n-2l)+∑lek+1，lh(n-2l)(10)根据上面阐述的方法，能够进行成像信号声波过滤，获取清晰的石油勘探中电磁层析成像信号。

3实验结果分析

为了验证基于加权小波分析算法的石油勘探中电磁层析成像复杂结构声波过滤方法的有效性，需要进行一次实验。在实验的过程中，以岩层回波电磁信号为基础，采集的电磁波成像信号。利用传统算法进行电磁层析成像信息采集，得到的信号成像采集结果能够用图2表示。利用改进算法进行成像信号声波过滤，得到的成像信息采集结果能够用图3表示。根据上述两帧图像能够得知，利用改进算法进行成像信号声波过滤，获取的结果与实际情况更加接近，极大的提高了成像信号过滤结果的真实度。将上述实验数据进行整理分析，能够得到不同算法获取的成像信号真实度对比结果如下所述:根据上述两个表中的数据可以得知，利用改进算法进行石油勘探中电磁层析成像信号声波过滤，极大的提高了成像信号的真实度，降低了成像信号中的信噪比。

4结论

电磁法勘探 篇3

关键词：磁法勘探；地球物理；克尔塔乌；铁矿床；磁异常

Abstract：Magnetic exploration is a geophysical exploration method to study the structure and mineral distribution in the case of the magnetic anomalies caused by different magnetic properties of different rocks. Magnetic prospecting equipment is portable， fast and high efficiency exploration， exploration. As one of the most classical geophysical exploration methods， it explains the theory of mature， suitable for application of iron deposit exploration. Magnetic prospecting plays a very important role in the practical application of Kertawu mining area in Turpan.

key words：magneticprospecting；Geophysics；Kertawu；irondeposit；magnetic anomalies

克尔塔乌铁矿磁法勘探的目的是通过磁测扫面工作，查明该区的磁异常分布，了解磁异常的强度，规模，磁异常分布范围及磁异常体的深部变化情况，扩大找矿范围，圈定新的矿化异常带，扩展已有的地质成果经过地质测量新发现的矿体[1]，进行追索、圈定，查明其规模、品位、产状变化特征、分布范围，寻找深部矿体，为进一步工程布设及矿业开发提供物探依据。

一、区域地质背景

克尔塔乌铁矿矿区位于新疆维吾尔自治区吐鲁番市大河沿镇东北约45KM处。从地质构造上看，属于博格达山晚古生代的一个岛弧边缘盆地内，准噶尔中间地块的南面，那拉提早古生代岛弧链的东侧，整个矿区附近的区域地质构造比较复杂。区域构造线以北东走向的博格达复背斜为骨架，北东相接于准噶尔坳陷，西南相邻依连哈比尔尕复背斜。区域内露头地层包括泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系等。在下、中石炭统，中、上石炭统之间与石炭系与二叠系之间，侏罗系与白垩系之间均见地层不整合[2-4]。区域内火山活动非常强烈，岩性主要为石炭纪和早二叠世的酸性、基性火山岩。火山侵入活动比较微弱，没有见到大型的花岗岩基，见到的多是以辉绿岩为主的浅成或超浅成层状侵人岩体，另外在背斜轴部也见有少量花岗斑岩体的出露，呈岩株状产出。

二、矿区地质特征

1、地层。克尔塔乌铁矿矿区地层属于石炭统博格多群下亚群第二组，岩性为弱蚀变安山岩和破碎化岩屑角砾凝灰岩。弱蚀变安山岩呈暗灰绿色，斑状一玻晶交织结构，块状构造，主要分布于勘探矿区南部，面积占近40%[2-4]。破碎化岩屑角砾凝灰岩呈灰绿色，角砾凝灰结构，块状构造，主要分布于矿区中部，沟谷以西向东延伸。

2、构造。克尔塔乌铁矿矿区内断裂构造并不发育，只发现了一条断层，位于矿区的南部，断层走向接近东西向，高角度南倾，分布于浅灰色细粒二长岩中，为一条层间断裂。地表形成了一条方向近东西向的断裂破碎带，方向88度。断层中见到断层角砾，角砾平均为5mm大小，分选性比较差。角砾主要是由浅灰色细粒二长岩组成，断层中还能见到断层泥。断层呈压扭性，断层壁光滑，热液作用中的矿体沿断裂带产出。

3、岩浆岩。克尔塔乌铁矿矿区内侵人岩的种类很多，主要以弱蚀变细粒石英二长岩、细粒二长岩、石英闪长岩与花岗岩为主；分布范围也很广，侵入岩岩体在矿区内广泛分布，呈岩基、岩株状形态产出[5]。

细粒二长岩是本矿区规模最大，最为发育的侵入岩。细粒二长岩的颜色呈浅灰绿色，细粒结构，块状构造，矿区东北部靠近南部都能见到，产出呈岩基与岩株状。

弱蚀变细粒石英二长岩、细粒花岗岩与石英闪长岩的规模都比较小，弱蚀变细粒石英二长岩与石英闪长岩都出露于矿区的北部，弱蚀变细粒石英二长岩的颜色为浅肉红色，粒状结构、块状构造。石英闪长岩的颜色为灰色，似斑状结构，块状构造，主要呈岩株状产出。

细粒花岗岩主要分布于矿区东部，靠近矿区北部，其颜色主要为浅肉红色，花岗结构，块状构造，局部呈岩株产于细粒二长岩中。

三、技术方法及工作成果

1、技术方法。本区磁法勘探测网的坐标采用北京54坐标系。在实地布设测网时采用GPS卫星定位仪，根据本地区区域地质及目标地质体的分布特征，测区内测线南北向布置，采用手持GPS进行定点，工作比例尺1：2000。点、线号的编排方法如下：布设了101条测线，测线方位0°，线距20米，点距10米。测线线号由西向东为0-200线；测线点号由南向北为10-210，一个号代表5米。同时为保证点位相对误差小于3米，工作中卫星数量不少于5颗。测量网度为20×10米，对于每条测线端点和每个测点进行插标标记。磁测工作采用WGL-2磁力仪进行野外观测，观测人员严格“去磁”，未携带任何铁磁性物品，每次观测时探头高度保持一致[6]。每天野外工作都以校正点为基准，结合结合1：5万地形和图在实地定点，在仪器读书稳定后才进行读书。对于磁场突变的值进行往返读数；遇到场值突变时，采取加密测点的方法来保证异常形态的完整。

2、矿区岩石矿石的磁性特征。从本区采集的物性标本的测定结果看，本地区主要的岩性为安山岩、花岗岩、辉绿玢岩等，辉绿玢岩磁性较强（如表1），主要是因为其中富含磁铁矿，显示为强磁，磁铁矿为本区主要异常源，磁性较高，可引起较高的磁异常。其它岩性如安山岩、花岗岩等磁性为中磁。区内目标地质体与围岩有较为明显的物性差异，磁测工作的开展有较好的物性前提[7]。

3、磁性异常带解释及推断。通过本次物探工作，对矿区的地球物理参数有了一个初步的认识，通过工作发现了多处磁异常和单点异常（如图1），对幅值较大的磁异常（1500nT）进行了编号，共三处有意义的磁异常（带），分别编号为1-3号异常（带）。1号异常：从工作区西北部24线的160-180号点附近向南东方向一直延伸至114线的70-90号点附近，异常形态为带状，呈北西-南东向，长大约900米、宽大约100米，异常幅值4467nT，从剖面平面图上看，异常宽大，连续性好，说明异常体有一定的规模，向深部有一定的延伸。异常带中分布有7个异常中心，幅值从1519-4467nT不等，反映出异常带中局部异常的不均匀性。

对1号异常带的50线部署了精测剖面测量，对剖面Ⅰ进行了向上延拓，上延50米后，异常还有一定的幅值，说明异常向深部有一定延伸（如图2）。

2号异常带：位于工作区东部128线的80-100号点附近向东方向一直延伸至188线的120-140号点附近，异常形态为面状，呈东西向，长大约600米、宽大约400米，异常幅值2635nT，从剖面平面图上看，异常宽大，连续性好，说明异常体有一定的规模，向深部有一定的延伸。异常带中分布有3个异常中心，幅值从1554-2635nT不等，反映出异常带中局部异常的不均匀性。该异常带主要异常位于工区东部的172-188线的120-140号点附近，该地段异常宽大，北部为明显的负磁异常带，值得关注。

3号异常带：位于工作区北部100线的176-180号点附近，异常形态为圆状，长大约60米、宽大约60米，异常幅值5163nT。从剖面平面图上看，异常尖锐，说明异常体埋藏较浅，向深部延伸有限。其他区域没有发现有较大规模的磁异常，说明本区除上述异常带以外，其他区磁性体规模有限。

从磁法等值线平面图看，工作区整体磁性变化强烈，磁场值大都在-800-2000nT左右；工作区发现的多处较为明显的异常（带），负磁异常一般沿沟系分布，而强磁异常分布山脊部位（如图3）。一条由工区南西向东北转成东西向的负磁异常带将工区分为南北两部分，总的来说，南侧磁性较强，客观上反映出工作区磁性物质的分布情况。

四、工作结论

通过分析判断，初步认为克尔塔乌矿区内的1、2号磁异常带有可能为矿致异常，可进行下一阶段的找矿工作。同时必须重点关注已知矿体附近的弱异常点或者单点异常区域，可以利用钻探等手段进行工程揭露，进一步判断这些区域的含矿性。由于除上述异常带以外的其他区磁场变化都非常平稳，克尔塔乌矿区的其他区可以排除寻找铁矿的可能性。克尔塔乌铁矿的磁法勘探工作证明磁法勘探仍然是兼具经济性与科学性的重要勘探手段，对于铁矿的勘探具有重要意义。

参考文献

[1] 张卫东. 磁法勘探在铁矿勘查中的应用[J]. 长春工程学院学报：自然科学版， 2012，（03）：64-66.

[2] 任灏. 新疆吐鲁番市伊热达坂南铁矿点地质特征、找矿标志及下一步找矿方向[J]. 新疆有色金属， 2014，（3）：17-19.

[3] 郭金城. 中国吐鲁番盆地的演化[J]. 国外油气勘探， 1995，（2）：155-163.

[4] 郑勇， 孙文， 郭新成，等. 新疆博格达构造带的构造属性及造山机制[J]. 东华理工大学学报（自然科学版）， 2014， （02）：199-206.

[5] 周斌. 新疆吐鲁番克尔塔乌铁矿床成因及找矿标志初探[J]. 新疆有色金属， 2014， （05）：68-69.

[6] 胡昌安. 磁法勘探大别山区探矿中的应用[J]. 科技广场， 2012，（02）：73-76.