【摘要】：國(guó)內(nèi)外礦業(yè)實(shí)踐表明,已開(kāi)發(fā)礦山的深部和外圍是發(fā)現(xiàn)新礦床、擴(kuò)大資源儲(chǔ)量的重要途徑。近年來(lái),各礦業(yè)大國(guó)都加大了深部尋找大型富礦的地質(zhì)勘查工作力度,并且取得了重大進(jìn)展。在國(guó)外加拿大、澳大利亞等國(guó),地-井TEM(Borehole Transient Electromagnetic Method)被廣泛地應(yīng)用于深部找礦勘查中,并取得了許多令世人矚目的找礦成果。井中瞬變電磁法通常是指在地面發(fā)射,利用專(zhuān)用探頭在鉆孔(井)中接收瞬變電磁響應(yīng)的裝置形式。由于探頭深入地下更加接近礦體,能夠獲得更加可靠的礦體信息。由于井中受近地表的干擾小,且利用鉆孔進(jìn)行探測(cè),接收裝置更加接近深部礦體,因而能獲得鉆孔周?chē)鷶?shù)百米范圍內(nèi)的有用地質(zhì)信息,從而提高了見(jiàn)礦率和找礦效果。在地面電磁法工作因礦體深度太大,或者受電性干擾因素(如導(dǎo)電覆蓋、淺部硫化物、地表礦化地層等)影響大的地區(qū),井中TEM法的優(yōu)勢(shì)就更加突出。但是由于井中瞬變電磁理論的復(fù)雜性,目前的數(shù)據(jù)處理解釋方法仍以定性和半定量為主,難以滿(mǎn)足實(shí)際定量化需求。而且,在實(shí)際解釋推斷中單個(gè)鉆孔信息往往只能指示鉆孔附近礦體大致方位,難以提供更加準(zhǔn)確的礦體信息,并且依賴(lài)于再次打鉆才能實(shí)施下一次測(cè)量和解釋推斷。為解決以上問(wèn)題,本論文中提出了利用地-空瞬變電磁法面上數(shù)據(jù)和鉆孔中瞬變電磁數(shù)據(jù)聯(lián)合解釋的方法。地-空瞬變電磁法是在地面發(fā)射,搭載飛行平臺(tái)在空中接收的一種半航空瞬變電磁方法,能夠快速獲取目標(biāo)區(qū)域內(nèi)有效地質(zhì)信息,其數(shù)據(jù)具備較高的信噪比,尤其適合在地形復(fù)雜之山區(qū)開(kāi)展作業(yè)。充分利用地面發(fā)射源,同時(shí)開(kāi)展井中和空中TEM數(shù)據(jù)采集,并進(jìn)行綜合解釋,能夠同時(shí)在縱向和橫向上獲取更高的分辨能力,從而提高解釋的可靠程度。論文中圍繞地-井TEM資料解釋方法,針對(duì)目前數(shù)據(jù)處理解釋中存在的問(wèn)題開(kāi)展了相關(guān)研究,主要包括發(fā)射場(chǎng)源的特性分析、電性源地-井瞬變電磁全域視電阻率定義方法研究、空井聯(lián)合三分量矢量交會(huì)以及基于等效電流環(huán)的空井聯(lián)合快速解釋方法。文中給出了地-井、地-空瞬變電磁數(shù)值模擬方法,包括全空間一維模型的正演模擬方法和FDTD三維正演模擬方法。對(duì)磁性源和電性源地下、空中場(chǎng)的分布特征進(jìn)行了分析研究,并通過(guò)正演模擬來(lái)研究均勻半空間瞬變場(chǎng)的空間分布以及一維、三維模型鉆孔中的三分量瞬變響應(yīng)特征。理論模型計(jì)算結(jié)果表明,相對(duì)于磁性發(fā)射源,電性發(fā)射源系統(tǒng)可以通過(guò)加大發(fā)射功率,增大輻射面積,具有良好的深部找礦的探測(cè)潛力,電性源地-井TEM方法三分量瞬變響應(yīng)曲線對(duì)于電性界面、異常體具有良好的反應(yīng)。野外實(shí)際工作中可以參考文中場(chǎng)源特征分析結(jié)果,根據(jù)實(shí)際情況選擇適宜裝置開(kāi)展測(cè)量。為研究電性源地-井TEM的解釋方法,首先給出了層狀介質(zhì)電偶極子在地下的TEM響應(yīng),進(jìn)而通過(guò)電偶極子疊加的方式獲得了電性源條件下的TEM響應(yīng)。利用感應(yīng)磁場(chǎng)與均勻半空間電阻率的單調(diào)關(guān)系通過(guò)反函數(shù)定理進(jìn)行了全域視電阻率定義。計(jì)算結(jié)果顯示,不同深度測(cè)點(diǎn)的視電阻率曲線首支不同,而尾支基本一致。這說(shuō)明了全域視電阻率是測(cè)點(diǎn)周?chē)邢薹秶鷥?nèi)介質(zhì)的綜合反映,所以不同深度測(cè)點(diǎn)的視電阻率曲線首支所反映的范圍是不同的。文中提出了空井聯(lián)合矢量交會(huì)的方法,同時(shí)利用空中和井中數(shù)據(jù)進(jìn)行三分量交會(huì)。理論模型計(jì)算結(jié)果表明,空井聯(lián)合矢量交會(huì)結(jié)果與理論模型吻合良好,相較于單獨(dú)地-空或地-井瞬變電磁法具有更高的解釋精度。針對(duì)磁性發(fā)射源,文中提出了基于等效電流環(huán)的空井聯(lián)合解釋方法。理論表明受激發(fā)的導(dǎo)電體產(chǎn)生的渦旋電流早期分布在邊緣或表面,之后向中心位置移動(dòng),即渦旋電流可以用不同時(shí)刻的等效電流環(huán)來(lái)等效,早期的電流環(huán)反映異常體的邊界,晚期的電流環(huán)主要反映異常體的中心。因此通過(guò)反演不同時(shí)刻等效電流環(huán)的幾何參數(shù),可以獲得目標(biāo)地質(zhì)體的幾何形態(tài)和空間參數(shù)。而利用等效電流環(huán)的場(chǎng)同時(shí)擬合空中和井中數(shù)據(jù),其反演所獲電流環(huán)參數(shù)更加準(zhǔn)確可靠。野外實(shí)測(cè)資料數(shù)據(jù)處理解釋表明,本文提出的空井聯(lián)合矢量交會(huì)與基于等效電流環(huán)的解釋方法具有良好的實(shí)用性。本文針對(duì)磁性源條件下的地-井和地-空瞬變電磁方法,建立了相應(yīng)的空井聯(lián)合的解釋方法,方法快速、可靠、準(zhǔn)確,可以為我國(guó)進(jìn)一步深部找礦提供技術(shù)支撐。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：P631

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 許顥礫;王大慶;劉志新;鄧正棟;于景惃;丁志斌;;地面-井下雙源瞬變電磁立體探測(cè)模擬研究[J];地質(zhì)與勘探;2018年03期

2 閆文超;李博凡;王繼礦;李萍;田小超;;礦用孔-巷瞬變電磁系統(tǒng)在煤礦的試驗(yàn)應(yīng)用[J];煤礦安全;2018年06期

3 高剛剛;;瞬變電磁技術(shù)在金辛達(dá)煤業(yè)防治水工作中的應(yīng)用[J];陜西煤炭;2018年03期

4 郭元欣;何慧;李松營(yíng);王康;;瞬變電磁勘探技術(shù)在義馬礦區(qū)的應(yīng)用與有關(guān)思考[J];能源技術(shù)與管理;2017年01期

5 馬晨;肖軍;;瞬變電磁地質(zhì)礦產(chǎn)探測(cè)儀發(fā)射系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];中國(guó)錳業(yè);2017年01期

6 王叢山;張旭;杜習(xí)成;;礦用本安型瞬變電磁儀在礦井超前探的應(yīng)用[J];山東煤炭科技;2017年02期

7 安百新;劉紅蘭;楊柳;曲曉峰;黨博;;基于積分電路的瞬變電磁信號(hào)噪聲抑制方法[J];電氣應(yīng)用;2017年05期

8 許新剛;岳建華;張瑩;;礦井瞬變電磁探測(cè)幾個(gè)問(wèn)題探討[J];煤炭與化工;2017年04期

9 秦善強(qiáng);付志紅;朱學(xué)貴;籍勇亮;;遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的瞬變電磁視電阻率求解算法[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2017年12期

10 高嵩;王金梅;張良;曹彬;李晨;;半航空瞬變電磁接收機(jī)的測(cè)試裝置研制[J];地球物理學(xué)進(jìn)展;2017年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 武欣;李巨濤;劉麗華;劉富波;方廣有;;航空瞬變電磁研發(fā)進(jìn)展[A];2017中國(guó)地球科學(xué)聯(lián)合學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（三十七）——專(zhuān)題69：利用人工震源探測(cè)地下介質(zhì)結(jié)構(gòu)及其變化、專(zhuān)題70：地球物理探測(cè)前沿技術(shù)[C];2017年

2 劉富波;李巨濤;劉麗華;耿智;張啟卯;武欣;方廣有;;半航空瞬變電磁系統(tǒng)研制進(jìn)展[A];2017中國(guó)地球科學(xué)聯(lián)合學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（三十七）——專(zhuān)題69：利用人工震源探測(cè)地下介質(zhì)結(jié)構(gòu)及其變化、專(zhuān)題70：地球物理探測(cè)前沿技術(shù)[C];2017年

3 任秀艷;殷長(zhǎng)春;劉云鶴;蔡晶;;基于有限體積法的地空瞬變電磁響應(yīng)計(jì)算[A];2015中國(guó)地球科學(xué)聯(lián)合學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（十五）——專(zhuān)題41環(huán)境地球物理方法技術(shù)與研究進(jìn)展、專(zhuān)題42淺地表地球物理進(jìn)展、專(zhuān)題43工程地球物理技術(shù)進(jìn)展與應(yīng)用[C];2015年

4 李賀;李貅;姚偉華;劉文韜;;三維矢量有限元瞬變電磁直接時(shí)間域正演[A];2015中國(guó)地球科學(xué)聯(lián)合學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（十五）——專(zhuān)題41環(huán)境地球物理方法技術(shù)與研究進(jìn)展、專(zhuān)題42淺地表地球物理進(jìn)展、專(zhuān)題43工程地球物理技術(shù)進(jìn)展與應(yīng)用[C];2015年

5 李貅;趙越;;航空瞬變電磁合成孔徑多尺度信息提取[A];2016中國(guó)地球科學(xué)聯(lián)合學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（二十）——專(zhuān)題41：環(huán)境地球物理方法技術(shù)與研究進(jìn)展、專(zhuān)題42：淺地表地球物理進(jìn)展[C];2016年

6 呼彥樸;嵇艷鞠;;基于虛擬波動(dòng)場(chǎng)的三維瞬變電磁帶地形快速正演[A];2016中國(guó)地球科學(xué)聯(lián)合學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（十五）——專(zhuān)題32：電磁地球物理學(xué)研究應(yīng)用及其新進(jìn)展、專(zhuān)題33：盆地動(dòng)力學(xué)與能源[C];2016年

7 王顯祥;底青云;唐靜;;電性源瞬變電磁初探[A];中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所2015年度（第15屆）學(xué)術(shù)論文匯編——工程地質(zhì)與水資源研究室[C];2016年

8 李貅;戚志鵬;劉銀愛(ài);汝亮;吳瓊;馬炳鎮(zhèn);;航空瞬變電磁合成孔徑快速成像方法研究[A];中國(guó)地球物理2010——中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第二十六屆年會(huì)、中國(guó)地震學(xué)會(huì)第十三次學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2010年

9 史淵;肖恒訓(xùn);;瞬變電磁探測(cè)技術(shù)在煤礦水患探測(cè)中的應(yīng)用[A];創(chuàng)新推動(dòng)新型煤炭工業(yè)體系建設(shè)和安全健康發(fā)展——2010年湘贛皖閩蘇等多省（市）煤炭學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)交流暨湖南省煤炭科技論壇論文集[C];2010年

10 趙希剛;賀建國(guó);趙翠萍;婁漢生;;應(yīng)用瞬變電磁測(cè)量資料分析麻黃泉地區(qū)地層結(jié)構(gòu)及沉積環(huán)境[A];中國(guó)核科學(xué)技術(shù)進(jìn)展報(bào)告——中國(guó)核學(xué)會(huì)2009年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（第一卷·第1冊(cè)）[C];2009年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 周建平;我國(guó)海底硫化物三維勘探實(shí)現(xiàn)突破[N];中國(guó)海洋報(bào);2017年

2 張宏新邋李志勇;白莊礦瞬變電磁勘探填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白[N];經(jīng)理日?qǐng)?bào);2007年

3 王洪濤邋牛秋福;瞬變電磁技術(shù)破解礦井透水難題[N];中國(guó)企業(yè)報(bào);2007年

4 李曉玲;航空瞬變電磁勘查技術(shù)落戶(hù)新疆[N];中國(guó)礦業(yè)報(bào);2016年

5 本報(bào)記者;總局物探院完成三個(gè)瞬變電磁勘探項(xiàng)目[N];中煤地質(zhì)報(bào);2010年

6 張素琴;瞬變電磁儀助山西212隊(duì)競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)項(xiàng)目[N];地質(zhì)勘查導(dǎo)報(bào);2010年

7 梁文君邋　王洪濤　牛秋福;瞬變電磁技術(shù)破解煤礦井下防探水難題[N];中華工商時(shí)報(bào);2007年

8 本報(bào)特派記者 趙寧;收官之戰(zhàn)：再測(cè)海洋微塑料[N];中國(guó)海洋報(bào);2018年

9 通訊員 牛秋�！⊥鹾闈� 記者 常素莉;“含水陷落柱瞬變電磁井下監(jiān)測(cè)技術(shù)”填補(bǔ)國(guó)際空白[N];河北經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào);2009年

10 記者 劉園園;給海底做CT，，大洋科考設(shè)備又升級(jí)[N];科技日?qǐng)?bào);2018年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 武軍杰;地—井與地—空瞬變電磁聯(lián)合解釋方法研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2018年

2 陳魁奎;煤礦復(fù)雜采空區(qū)瞬變電磁響應(yīng)及解釋方法研究[D];河南理工大學(xué);2016年

3 王川;煤點(diǎn)錘擊破壞瞬變電磁信號(hào)特征實(shí)驗(yàn)研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京);2015年

4 李琳琳;半航空瞬變電磁發(fā)射機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];成都理工大學(xué);2015年

5 嵇艷鞠;淺層高分辨率全程瞬變電磁系統(tǒng)中全程二次場(chǎng)提取技術(shù)研究[D];吉林大學(xué);2004年

6 鄧曉紅;定回線源瞬變電磁三維異常特征反演[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）;2006年

7 李慧;海洋瞬變響應(yīng)理論計(jì)算及淺海底瞬變電磁探測(cè)技術(shù)研究[D];吉林大學(xué);2007年

8 姜志海;巷道掘進(jìn)工作面瞬變電磁超前探測(cè)機(jī)理與技術(shù)研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2008年

9 趙越;航空瞬變電磁三維成像解釋方法研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2016年

10 宋汐瑾;生產(chǎn)井瞬變電磁探測(cè)理論與方法研究[D];西安電子科技大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 鄧宇;瞬變電磁在淺水區(qū)異常體探測(cè)中的應(yīng)用研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2018年

2 朱通;基于Hilbert-Huang變換的瞬變電磁噪聲壓制研究與應(yīng)用[D];長(zhǎng)安大學(xué);2018年

3 劉凱;回線源地空瞬變電磁有限差分?jǐn)?shù)值模擬[D];長(zhǎng)安大學(xué);2018年

4 成鑫;超低空航空瞬變電磁實(shí)時(shí)成像方法研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2018年

5 劉航;陣列源瞬變電磁堤壩探測(cè)研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2018年

6 雷陽(yáng);瞬變電磁三分量框外定源測(cè)量方法研究[D];東華理工大學(xué);2017年

7 劉曉妍;有限導(dǎo)體瞬變電磁特征響應(yīng)的測(cè)量與分析[D];吉林大學(xué);2018年

8 宿傳璽;淺層巖溶半航空瞬變電磁響應(yīng)規(guī)律與試驗(yàn)研究[D];山東大學(xué);2018年

9 陳兵兵;基于回線源地空瞬變電磁系統(tǒng)應(yīng)用研究[D];吉林大學(xué);2018年

10 張生林;瞬變電磁法救援井井下探測(cè)與定位系統(tǒng)研究[D];西安石油大學(xué);2018年

本文編號(hào)：2604578