理论教育 海洋中电磁场应用案例的可行性验证及多功能优势

海洋中电磁场应用案例的可行性验证及多功能优势

时间:2023-10-14 理论教育 版权反馈
【摘要】:图5.49示出了视电阻率的拟断面图,S7和S9之间的一个区域表现出高视电阻率,相对远离接收机的源电极C4~C7的视电阻率明显高于源电极C1~C3的电阻率。调查结果如图5.51所示,给出了平面的视电阻率切片图和极化率异常图。图5.51视电阻率和视极化率测量结果该项工作验证了借助ROV开展海底DCR工作的可行性,展现了水下ROV作业的灵活性及多功能优势,为硫化物调查提供了电阻率和极化率参数。

海洋中电磁场应用案例的可行性验证及多功能优势

1)日本海水合物调查

图5.48 作业工区图(图片源自Goto,2008)

2008年,JAMTSTEC在日本海Joetsu海域开展了DCR的水合物调查工作。作业工区图如图5.48所示,在3.5 km的测线上布设了9个测点(S1~S9)。MH1和MH2是已知的水合物发现点。

图5.49示出了视电阻率的拟断面图,S7和S9之间的一个区域表现出高视电阻率(>0.6Ω·m),相对远离接收机的源电极C4~C7的视电阻率明显高于源电极C1~C3的电阻率。在两个狭窄区域MH1和MH2以下,C1~C3源电极上也具有非常高的视电阻率值。在S1附近、S4和S6之间的区域得到了低视电阻率值(<0.5Ω·m),这些区域的DT和电缆高度为20 m以上,因此低视电阻率值被认为由低电阻率的海水导致,代表海底电性结构的信息较少。在S7和S9之间的区域中,C4~C7的源电极也获得高视电阻率值(>0.6Ω·m),由于在该地区拖曳高度小于10 m,这些源偶极子呈现出更深的电阻率信息,认为这种高阻体与非暴露的深层水合物有关。

图5.49 DCR测量拟断面图(图片源自Goto,2008)

MH层深度的估计并不简单,如果拖曳高度较低,则从源电极与接收机间的距离可以推断出海底下近似探测深度。源极C4~C7的高视电阻率(在S7和S9之间的区域)意味着MH层的顶部可能比海底以下几十米深。另外,在已知水合物暴露点MH1和MH2区域,C1源电极非常高的视电阻率意味着MH区的顶部距海底将小于几十米。因此从定性解释可以推断MH区顶部深度的非均匀分布

以上DCR方法给出的电阻率拟断面图,与两个已知水合物冷泉的位置吻合较好,另外还新发现了深部可能的甲烷区域,为水合物调查提供了有效的地球物理手段。因此海底DCR方法被视为一种新的海底甲烷水合物结构的成像工具。(www.daowen.com)

图5.50 基于ROV的海底DCR作业示意图(图片源自Goto,2012)

2)日本近海硫化物勘探

2011年,日本京都大学的Goto等人开展了基于ROV的海底DCR方法研究,旨在为多金属硫化物调查提供新技术手段。如图5.50所示,ROV用来部署海底电场接收机,ROV自带电偶源作为供电模块,同时还增加了CTD测量、岩石取样和海底摄像功能。

调查结果如图5.51所示,给出了平面的视电阻率切片图和极化率异常图。发现的低阻(<0.32Ω·m)区域和已知烟囱区域较吻合,另外一个明显的高阻(>0.40Ω·m)区域为中心喷口。高极化率区域分布与喷口位置接近。

图5.51 视电阻率和视极化率测量结果(图片源自Goto,2012)

该项工作验证了借助ROV开展海底DCR工作的可行性,展现了水下ROV作业的灵活性及多功能优势,为硫化物调查提供了电阻率和极化率参数。面向海底浅部水合物和硫化物探测的DCR方法展示了其应用效果,具有作业效率高、适合小范围详查的优势,同时受限于供电电流及收发距,探测深度有限,信号衰减迅速,信噪比难以保证。

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