巴西巴拉那盆地水文地质研究：2D TEM建模揭示深层连接

"这篇文章主要探讨了在巴西巴拉那沉积盆地进行的二维瞬变电磁（2D TEM）建模在水文地质研究中的应用。研究区域位于圣保罗州北部，涉及两个含水层系统：浅层沉积含水层和深层结晶含水层。由于深层结晶含水层的高开采率用于灌溉导致地震活动增加，研究人员利用2D TEM技术来理解其复杂的地质结构。" 在本研究中，科研人员采用2D TEM技术对圣保罗州北部的巴拉那沉积盆地进行了深入的水文地质研究。这一技术是地球物理勘探的重要工具，尤其适用于探测地下含水层和地质构造的细节。通过这种方法，可以获取地下的电阻率分布信息，从而推断地质环境的特性。 研究区域的地下水主要依赖于两个不同的含水层：一个是较浅的沉积层，另一个是较深的结晶层。结晶含水层由塞拉热拉尔组内的玄武岩构成，深度大约为120米。为了获取数据，共进行了86次TEM测深，但有9次发现数据无法用传统的1D地电模型解释，这反映出该地区的地质结构异常复杂。 科研人员运用FDTD（时域有限差分）算法进行2D地电建模，以解释横向电阻率变化，这种变化可能反映了地质环境的横向不连续性。通过对每个测深点生成2D模型并与1D反演模型及井下直接信息对比，他们发现了塞拉热拉尔组玄武岩层上界面的垂直变化，大约在10至30米之间，这些变化通常发生在距离测深中心约60米的地方。 这些2D结构的发现对于理解地下水流动系统至关重要。它们可能表示着浅层和深层含水层之间的连接通道，类似导管，这可能是导致当地地震活动的原因之一。这些连接可能促进了水体在不同深度间的流动，影响了地下水动态和地质稳定性。 2D TEM建模为巴拉那沉积盆地的水文地质研究提供了重要的新视角，揭示了地下的复杂地质结构，对于水资源管理、地震风险评估以及未来地下水开发策略的制定具有重要意义。这项研究强调了地球物理方法在解决复杂地质问题上的潜力，并为类似的水文地质研究提供了参考。