基于谱元法的频率域三维海洋可控源电磁正演模拟

高精度、快速有效的正演模拟算法是三维电磁正反演的前提.为了提高海洋电磁三维数值模拟的精度和效率,本文提出利用基于Gauss-Lobatto-Chebyshev（GLC）基函数的谱元法进行海洋可控源三维电磁正演模拟.谱元法结合有限元法和谱方法的优点.我们通过应用伽辽金加权残差法离散二次电场矢量亥姆赫兹方程,在单元内选择混合阶GLC多项式的张量积作为高阶矢量插值基函数,在求解大型稀疏线性方程组时利用直接求解器进行快速求解,从而实现了三维海洋可控源电磁快速高精度正演模拟.一维和三维模型正演结果验证了本文算法的有效性和准确性.典型模型的数值结果表明谱元法是一种有效的三维海洋可控源电磁正演数值方法,能在稀疏网格剖分情况下获得精确的海洋电磁正演模拟响应.     

南大西洋洋中脊附近沉积物中烃类分布和组成研究

我们利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)测试了南大西洋洋中脊附近采集的沉积物样品中烃类的分布和组成。通过分析发现,样品中烃类表现出明显的双峰分布,同时明显的富集3-甲基烷烃、8-甲基烷烃以及2,4,(n-1)-三甲基烷烃,这可能是海底微生物代谢作用的结果。样品中也富集萜烷、藿烷和甾烷等生物标志物,这也支持样品中烃类主要为微生物来源的观点。样品中沥青和烃类显示出距离热液区近的2V-TVG10和26V-TVG05站位含量高,而距离热液区远的22IV-TVG01、22V-TVG11和22V-TVG14站位含量低的趋势,暗示出样品中沥青以及烃类的分布和组成可能受到海底热液活动的影响。     

滨海软土超大城市地质环境健康度表征方法、评价体系及应用

城市地质环境,作为城市可持续发展的重要载体,能够为人类的生产生活提供必要的土地、矿产等资源;然而另一方面,仍存在一系列的不良地质现象,例如地面沉降、滑坡等,严重威胁着城市的健康与安全。在此基础上,需要一种全新的评价方法用于城市日常管理,明确城市各区域当前的具体状态,据此提出了城市地质环境健康度的基本概念。对其评价需要综合运用地质学的理论与实践方法,从城市建设与管理、居民生活与安全的角度出发,在对地质环境做出全面且系统的调查与分析的基础上,给出定量的评价,确定城市不同区域的健康等级。在本文中,主要工作是完整构建出城市地质环境健康度的理论体系,明确城市地质环境健康度的概念、解释其内涵与外延、分析其影响因素、建立相应的评价体系,并给出该评价体系的使用方法,具体以上海市为例,运用建立的体系评价上海各区域的地质环境健康度等级。     

山东牟乳成矿带金青顶矿区三维综合找矿模型的构建及深部预测

探讨山东牟平-乳山成矿带金青顶金矿区成矿元素地球化学场三维分布特征,总结成矿规律,建立三维综合找矿模型,为金矿深部成矿预测提供更为丰富的信息,指导矿山生产与发展方向。针对金青顶矿区深部找矿问题,在全面收集已有地质、矿产资料的基础上,结合野外实地调查,应用三维建模与可视化技术、构造叠加晕及地质统计学理论与方法,构建矿床地质、地球化学场等方面的三维综合找矿模型,将金青顶矿床的预测评价研究拓展到三维空间,揭示了区内成矿地质特征和地球化学异常表征,据此探讨了矿体及地球化学场的三维空间分布规律。并在此基础上,开展了矿区的地质-地球化学综合信息分析与深部预测评价,减少了深部预测的不确定性。矿体三维模型显示,矿体呈现中间宽两端窄的形态,有向深部尖灭的趋势。三维地球化学场分布特征显示,Au、As、Sb、Hg、Cu、W、Sn、Co、Ni元素及组合因子主要分布于矿体浅部,向深部呈现元素场强度下降的趋势;Mo、Bi元素主要分布于矿体深部;Ag、Pb、Zn元素分布较分散,存在多个矿化中心。地质-地球化学三维模型显示,组合因子高得分区域与组合矿物富集区域相符合,Au成矿作用主要发生于矿体浅部,深部成矿作用减弱。应用格里戈良分带指数法求取Ⅱ号金矿体的原生晕垂向分带序列为Sb-Cu-Ni-Au-Sn-W-Hg-As-Co-Ag-Zn-Pb-Mo-Bi,该序列与单一期次成矿垂向分带序列进行对比无明显反常现象,指示Ⅱ号矿体当前开采深度以下成矿潜力不高。研究结果显示,在综合找矿模型指导下,基于三维地球化学空间场晕模型的三维地质、地球化学异常信息的展示、提取与综合分析,可以有效地评价深部成矿潜力,为深部成矿预测研究提供了新思路,有利于指导矿山工作的部署。综合分析认为金青顶Ⅱ号主矿体在-1 200 m以下找矿潜力一般,不宜继续进行大规模的深部探矿。      

湖北泉水河流域水化学特征和硝酸盐来源示踪

目前针对喀斯特山区及平原过渡带天然河流硝酸盐的来源识别与追踪的研究鲜有报道,也较少考虑湿润气候区反季节性干旱气候特征对硝酸盐迁移规律的影响.以汉江二级支流泉水河流域为例,分析了从源头喀斯特地区、中间过渡区、平原区地表水和地下水硝酸盐含量及组成的空间变化,采用氮氧同位素识别地表水和地下水硝酸盐来源,利用SIAR模型定量计算各污染源的贡献率.结果表明:土壤有机氮、污水粪便、化肥和大气沉降对地下水硝酸盐来源贡献占比分别为31.4%、20.0%、29.6%和19.0%,对地表水硝酸盐来源的比例分别为32.0%、30.0%、25.0%和13.0%,污水粪便对地表水硝酸盐贡献比例较地下水增高;坝上水样因水体较大,自净能力较强,受污水粪便的影响很小（仅为9.0%）,坝上水样硝酸盐土壤有机氮、大气沉降和化肥的贡献占比分别为43.0%、11.0%和37.0%.枯水期河水主要由地下水缓慢补给,无地表径流汇入,土壤有机氮为河流主要的硝酸盐来源,河流中下游更易受人类活动影响,生活污水和化肥对河流硝酸盐贡献增大.      

叠前弹性参数反演及FFP分析技术在东海A气田开发中的应用

东海盆地西湖凹陷A气田主力储层为浅水三角洲分流河道沉积砂体,储层横向变化快,非均质性强,实施开发井存在较大风险,且目的层段砂岩与泥岩纵波阻抗值叠置,基于叠后地震的属性分析及纵波阻抗反演技术无法区分岩性和进行烃类检测。在岩石物理分析确定岩性和流体敏感弹性参数的基础上,基于叠前弹性参数反演技术对岩性进行预测,进而通过基于多个弹性参数的FFP(Facies Fluids Probabilities)分析技术对含油气砂岩概率进行定量预测。2项技术在A气田开发中取得了良好应用效果: 通过纵横波速比(v_p/v_s)参数反演,清晰刻画了主力层河道砂体形态,据此指导水平井优化并获得高达95%的高砂岩钻遇率; 通过v_p/v_s和纵波阻抗双参数联合的FFP分析技术预测了含气砂岩空间概率分布,据此预测了潜力气层并指导调整井成功挖潜。这2项技术对于东海油气田砂泥波阻抗叠置区的储层精细描述、油气潜力预测具有良好的推广应用价值。     

黄土丘陵沟壑区岔巴沟下游泥沙传输时间尺度动态研究

泥沙动态研究目前仍然不够完善, 尤其是在黄土丘陵沟壑区, 有关泥沙传输时间动态的 研究论文还不多见。本文利用岔巴沟下游长达8 年的水沙资料, 探讨了该区不同时间尺度( 洪水 内、月和季节及年际尺度) 上泥沙传输动态。结果表明, 在洪水内时间尺度上, 洪峰超前于沙峰的 事件占洪水事件总数的63.2%, 洪峰和沙峰同时发生及洪峰落后于沙峰的洪水事件则各占 18.4%左右。受高含沙水流的影响, 洪水事件产流量- 含沙量呈现逆时针滞后环, 而与洪峰和沙峰 出现的先后顺序无关。在月和季节尺度上, 存在着可蚀物质“储备- 释放”的过程, 即在晚秋(10 和 11 月份)、冬季和春季可蚀物质是一个积聚过程, 在夏季和早秋( 9 月份) 是泥沙输出流域的释放 过程。在年际尺度上, 含沙量和产沙量年际变化大, 主要与年内发生的洪水事件次数和幅度有关。     

电磁勘探中各向异性研究现状和展望

电各向异性广泛存在于自然界中,已成为电磁勘探资料解释中不可忽视的因素.特别是在一些沉积岩地区,由于层理发育导致地下介质电阻率随电流方向发生变化,表现出很强的各向异性导电性.此时,利用各向同性模型进行电磁数据解释将引起很大的误差.本文回顾了电磁勘探中电各向异性研究的历史,简要介绍电各向异性成因、数值模拟中的数学描述及电各向异性介质中电磁场正反演模拟方法等研究现状,总结电各向异性在大地电磁、可控源电磁、航空电磁和感应测井等方面的最新研究进展及未来的挑战.随着多维电磁数据采集及正反演模拟技术的进步和计算能力的提高,给电各向异性信息提取和应用带来了新的契机.电各向异性研究将在矿产资源勘查、油气存储与运移特征分析、地下水和地热、环境工程地质调查、大地构造及地质灾害预测等方面发挥积极作用.     

曲流串沟型江心洲形成机制与演化探讨

曲流串沟型江心洲是现代河流水利学研究关注的重要河流要素,不同于曲流河点坝和辫状河心滩,但在油气储层沉积学研究中鲜有关注。选取现代松花江典型河段,开展基于水动力学的沉积数值模拟,恢复曲流串沟型江心洲的演化过程,建立了曲流串沟型江心洲演化模式。研究结果表明:1）洪水期曲流河发生漫滩冲刷,串沟发育扩张,截弯取直,形成分汊河道及江心洲地貌;2）分汊偏移角、相对梯度优势可用于预测短期汊道存在的稳定性;3）串沟型江心洲形成于曲流点坝残余沉积之上,发育洲头侵蚀、洲尾加积、翼部双侧积,但垂向加积主要发育在顶部,不构成沉积主体结构。通过上述研究建立了曲流江心洲沉积模式,揭示了曲流河江心洲内部结构及分汊河道水动力特征,对现代河流治理和地下河流沉积储层刻画有指导意义。     

河流-三角洲相不同厚度储层的地震沉积学研究

C油田钻后揭示砂体横向变化快,需利用地震沉积学刻画储层平面展布,进一步落实储层.通过地震沉积学技术,识别了曲流河、辫状河、三角洲前缘及平原三类沉积体,理清了花上段垂向沉积演化规律.垂向上由三角洲平原演变为三角洲前缘、辫状河,最后演变为曲流河.研究区发育薄层、厚层及互层三类储层,不同类型的储层需采用不同策略去刻画.对于薄层,要小时窗提取属性,同时多属性融合刻画;对于厚层,要大时窗提取属性刻画;对于互层,要抓重点层合并刻画,反演地震和常规地震相结合分析.在落实储层的基础上,对C油田进行潜力搜索.H4层在C-A1井西侧储层上倾尖灭,具备发育岩性圈闭的条件,是下一步挖潜的主要方向.