柴達木盆地花土溝-獅子溝地區位於西部坳陷中段英雄嶺褶皺沖斷帶西南緣，地表地形起伏劇烈，沖溝縱橫交錯。在400平方公裏的範圍內，地形在2800至3700米之間波動，相對高差為900米..復雜的地形和構造特征制約了該區勘探的進展，特別是地震資料深層成像的準確性和可靠性。尋找和開發新的地球物理勘探方法和技術並改進勘探技術可能成為當務之急。
大地電磁測深具有探測深度大、不受高阻屏蔽影響、對低阻層敏感等優點。自20世紀50年代提出以來，特別是七八十年代，隨著計算機和信號處理技術的發展，理論和技術不斷突破，方法不斷改進，應用效果明顯提高。大地電磁測深已應用於許多領域，如油氣、深部地質、地熱和水資源調查等。在油氣勘探中，主要用於研究高阻基底的起伏，劃分沈積地層，圈定局部構造，研究區域構造格局。
通過對盆地電阻率層特征的分析，表明不同電阻率層具有壹定的差異性，具備應用大地電磁測深的地球物理前提，值得探索研究。
隨著近年來大地電磁測深儀器的發展，在集成化、便攜化、多樣化、遙測遙控等方面取得了可喜的進展，施工效率大大提高。三維大地電磁測深已經成為可能。本項目實施過程中，針對復雜的地表條件，結合地質目標、礦山和居民區的人文環境，采取了以下技術對策，對區域內的電磁幹擾源進行了詳細了解和分析:
1.數據收集
(1)認真探索和制定技術方案。
針對偵察情況和施工難點，采取以下對策:①設置遠基準點，宜布置在背景幹擾少、地面開闊平坦的地方；(2)延長有效采集記錄時間，提高低頻數據質量；(3)調查測試幹擾源的影響範圍，確定合理的偏移距離；④對於信噪比低的測點，及時了解磁暴的發生周期，可以提前調整生產安排。
(2)通過實驗工作，獲得了合理的采集參數。主要進行了極距、采集時間、磁場穩定性試驗和高差極距比試驗。
(3)對於低信噪比地區的部分測點，采用延長記錄時間、合理應用穩健和遠參處理技術、強信號周期采集數據等方法提高數據質量。
(4)及時監視各儀器系統的工作狀態，保證系統正常工作，及時分析電阻率和相位曲線的質量，壹旦發現不合格記錄，立即補測。
(5)在該測量區域安排了55次重復物理點檢查，另壹方面動態監測儀器的工作性能。
上述技術措施的實施，有效地保證了該區三維大地電磁數據的采集質量。
2.數據處理
針對復雜的地表條件和復雜的地表巖性，采取了以下針對性措施和新的處理方法和技術:①變密度校正技術；②特殊處理——異常剝離技術；③重磁三維線性約束反演技術；④三維空間域統計濾波靜校正。
3.室內解說
采用以下新方法和新思想:
(1)三維MT反演結果在地標解釋工作站上進行可視化解釋。實現了電磁資料和地震資料統壹平臺解釋的可能性，為直觀展示電磁法成果、提高綜合解釋能力奠定了重要基礎。
(2)在物性資料分析的基礎上，系統研究了研究區密度、磁化率、電阻率的變化特征，以及淺、深層的結構特征。
(3)建立研究區的構造模型。
(2)技術特征
花土溝-獅子溝地區(1)高精度重磁三維電法勘探是我國第壹個復雜油氣勘探區重磁電三維采集處理解釋壹體化項目。
(2)在PC集群上開發了三維大地電磁反演並行算法軟件，在國內率先實現了實際大地電磁數據的三維處理和反演。
(3)實現了三維MT反演數據在Landmark工作站上的三維可視化解釋，直觀地展示了電磁法結果，提高了綜合解釋能力和效果；實現與地震資料相同平臺解釋。
(三)應用效果
根據項目研究需要，2006年在柴達木盆地西部獅子溝地區開展了高精度重磁三維電法勘探。主要地質任務是了解重磁電異常分布特征，了解深部構造發育特征和發育規律，為進壹步勘探和鉆探部署提供依據。
1.效果比較
與傳統的二維反演方法相比，三維反演結果可靠合理。
在(1)三維反演過程中，全區均勻網格的MT測點結果全部參與反演，反演結果中測線間不存在閉合差，避免了2D反演中主測線和聯絡測線反演結果不閉合，無法求解側向效應的局限性(圖9-16)。
圖9-16 2D與三維電法主測線及聯絡測線反演閉合差對比圖
(2)三維反演考慮了每個測點的體積效應。對局部構造異常更敏感；更精細地描述局部結構；地下室倒置式電氣結構更合理；這與已知的油井數據非常吻合。
對比MT22線二維反演剖面和三維反演剖面(圖9-17)，發現中深層存在構造異常，但在三維反演結果中，電性層構造異常突出，為進壹步解釋深部構造提供了重要依據。
圖Mt22線17 2D和三維反演剖面對比
(3)三維反演結果與鉆井揭示的地層波動趨勢壹致。圖9-18顯示了石國23井等多口井的三維反演剖面。各井沿剖面揭示的地層波動與反演電性層波動有很好的相關性。
綜上所述，本區三維大地電磁反演比2D反演更合理、更明顯，體現了三維大地電磁反演的先進性，三維大地電磁反演結果為綜合解釋奠定了基礎。
2.主要地質成果
(1)三維重力反演
三維重力反演利用目標的重力異常，采用相對密度差反演方法。三維模型在縱向、橫向、垂向等間距劃分為立方復合模型，模型劃分單元為250 m× 250 m× 250 m，反演采用多次叠代、逐次逼近的方法，采用極值範圍和反演空間範圍約束的方法。
圖9-19為三維重力反演求解的不同高度的三維密度分布水平切片，圖中所示水平切片埋深約為3000~5000m m，從反演結果可以看出，從3000m到5000m，地下密度分布有明顯變化。在工區中部，深部密度分布呈現出較為清晰的南北向構造形態，局部密度高的橫向位置也由淺至深發生變化。初步對比表明-625 ~-1125m的水平密度切片與三維電法反演解釋的E32底界構造圖對應良好。
圖9-18石獅23井及其他井MT22測線三維反演剖面圖
圖9-19獅子溝地區三維重力反演密度水平切片
(2)三維磁反演
三維磁反演利用磁化極異常，將三維模型在垂直、水平、垂向上劃分為等間距的三次復合模型，模型劃分單元為250 m× 250 m× 250 m，反演采用多次叠代逐次逼近的方法，采用極值範圍和反演空間範圍約束的方法。
圖9-20獅子溝地區三維磁力磁化率反演水平切片
圖9-20顯示了三維磁反演得到的不同高度的三維磁化率分布水平切片。圖中所示的水平切片深度是從近地面到8000米埋深的磁性變化。從反演結果可以看出，地下巖層巖石的磁分布從近地表到8000米深度有明顯變化，淺層磁性較弱。深度達到5000米後，地層磁性增強，差異很大，顯示基底磁性的差異變化。這種變化與基礎結構有關。
(3)3)MT數據的3D反演
MT資料三維反演處理的目的是獲得工區地層電阻率的縱向和橫向空間分布，通過分析反演電性層的異常分布和變化規律，進壹步追蹤該區的地質構造特征和地層沈積分布。
1)三維反演結果顯示(圖9-21，圖9-22)地層電阻率由淺至深的大小變化呈現高阻、低阻、次高阻、高阻的電性特征，宏觀變化規律與鉆井揭示的地層電性變化規律壹致。通過對鉆井地層電測井結果的標定，反演結果中主要的低阻層為下部油砂山組，電阻率範圍為5 ~ 1.2ω·m，低阻層較厚的區域還包括上部油砂山組，幹柴溝組主要對應次生高阻層。
圖9-21 MT03標定井三維反演電阻率剖面圖石北1
圖9-22石23井標定MT23線三維反演電阻率剖面圖
2)淺層反演電阻率的平面異常分布與淺層不同地質露頭的分布有很好的相關性。圖9-23為反演深度為227m的深度電阻率切片圖，與該區地質圖相比，第四系出露區明顯對應高電阻率分布區。油砂山組出露段為反演電阻率低阻分布區，對應該套地層的電性特征。工區東南角的低阻異常區與該區地表沼澤地貌有關。上述特征表明，三維反演結果客觀地揭示了淺部地層的電阻率分布規律。
圖9-23三維反演電阻率227米深度切片
3)電阻率16ω·m的埋深三維反演平面圖基本反映了本區低電阻率沈積地層底界的分布特征和厚度變化(如圖9-24)。主要特點是工區中部從嶽36井到石20井為南北向薄低阻沈積區，底界埋深達到1300 ~ 2600 m，而厚低阻沈積地層位於工區東西兩側，底界埋深達到4500m以上..
4)海拔60ωm電阻率的埋深平面反演基本反映了該區深部高阻基底頂面的起伏(如圖9-25所示)。其特征類似於低電阻率層底部邊界的埋深。工區內嶽36井至石20井南北向分布的高阻基底隆起區，隆起區分別以石25井、油深3井和沈戩1井為中心，形成三個明顯的構造圈閉，高點埋深分別約為4400m、4400m和5000m，反映了該隆起區深部構造發育的特點。反演結果與定性資料揭示的構造異常分布規律相呼應。
60ωm高度的反演電阻率等值線的區域異常趨勢變化在工區西部更為突出，西部等值線走向為NE-SW，反映基底明顯受NE-SW向斷層控制，與定性資料反映的特征壹致。
5)反演結果表明電性層的起伏與地層的分布有關，幾口井的地質分層與三維反演電阻率剖面對比表明基本壹致。因此，大地電磁反演電阻率剖面上的電性層橫向起伏對構造和斷層的綜合地質解釋具有重要的參考價值。
圖9-24低阻層底界高程埋深三維反演圖
圖9-25深部高阻層頂面高程埋深三維反演圖