地球物理理论

地球物理理论（精选12篇）

地球物理理论 篇1

作为近几十年来迅速发展起来的一门新兴学科——小波分析, 经实践证明具有广泛的应用范围和深刻的理论意义。同时, 小波分析是一种具有多分辨分析以及在时频都具有表征信号局部特征的特点。小波还具有多分辨分析的功能, 可以在不同尺度上对图像和信号同时进行分解, 并且在小波区域进行相关压缩和去噪处理, 最终得到去噪和压缩后的信号和图像。此外, 相比于传统的傅立叶变换, 将小波分析运用于图像和非平稳信号的处理方面优势明显。因此, 在小波分析出现的短短十年间, 就能够广泛运用到例如信号信息处理、地球物理勘探、故障诊断、雷达信号分析以及语音分割与合成等领域, 并取得了良好的应用效果。

1 小波变换的基本原理

小波函数的基本思想是将L2中的函数f (t) 表示为一系列逐次逼近表达式, 其中每一个f (t) 都是经过平滑后的形式, 它们分别对应不同的分辨率。然而, 多分辨分析是建立在函数空间概念基础上的理论, 其思想方法是从工程中获得的, 同时又与多采样率滤波器组有共同之处, 使我们又可将小波变换同数学滤波器的理论结合起来。所以, 对于正交小波变换理论, 多分辨分析在其中发挥着不可替代的作用。

设f (t) 为一信号, 则它在位置b以及尺度的小波变换如下所示:

其中, g (t) 是小波函数, 她与加窗傅立叶变换中的窗函数很相像, 主要是加窗傅立叶变换中的窗函数形状与大小是一个不变的常量, 其中只有时间的变动。而在小波变换中, 小波函数要通过平移和伸缩构成一组基

上式b为位置参数;s为尺度参数。小波变换的方法主要是依靠这组小波基对信号进行分解而成的。

2 小波理论在地球物理勘探中的应用分析

2.1 实现信号分离

研究表明, 在全波列声波测井中, 地层的岩性、孔隙度与斯通利波息息相关, 所以, 通过小波理论对全波列声波测井信号分离出斯通利波具有广泛的运用前景。对声波全波列信号进行小波分析得到信号的时一频特性曲线, 然后利用不同的波到达时间上的差异以及频谱特性的不同进行信号分离, 从而将一改传统的低效率的信号模式, 并为地球物理勘探工作提供更可靠的途径。

2.2 进行去噪处理

一直以来, 物探资料处理所追求的目标主要是有效提高物探资料的信噪比和分辨率。因而, 在地球物理相关资料的处理中通常随机干扰和有规则干扰两大类。随机干扰分布在整个物理空间, 通过利用小波理论的时频两域的特点, 对信号进行多尺度分解同样可有效地压制随机干扰。该方法已成功运用于包括大地电磁、地震勘探以及瞬变电磁测量等领域;而有效信号与规则干扰主要表现在空间位置上的差异, 由于这种差异在小波变换域中会一直存在, 所以利用这个差异在小波变换域压制规则干扰非常容易, 据报道并已有许多成功的运用。

2.3 提高地震资料的分辫率

对于进行地震相关资料数据分析时, 我们可以将地震信号做相应的小波变换, 使之分解成不同的频带成分, 同时对分频后的记录进行增益控制, 使各频带记录的振幅谱叠加结果逼近于例如雷克子波的标准子波振幅。从而达到压制干扰、达到增强有效波以及消除地层对地震波高频成分的吸收的效果, 进而提高地震记录分辨率和信噪比的目的。

2.4 进行油气预测

在进行地球物理勘探工作过程中, 寻求地壳物质物性参数的奇异性已经成为人们追崇的目标并具有非常重要的意义。例如, 在地壳介质的分界面处, 地震波的传播会在地底下产生速度和方向的变化以及断层会使重力异常等地球物理信号的奇异性, 人们通过小波分析可以有效地判断出奇异性的分别和大小。同时, 在应用中人们通常将模式识别理论以及分形几何理论与小波变换的突变点原理有机结合起来, 进而检测地震道的奇异性, 并预测储层所在的具体位置。所以, 人们可以通过提取小波变换域的地震特征参数来建立相关维数或地震的特征参数与含油气的关系, 从而有效地识别出油气井的确切位置。

2.5 对地震数据进行压缩

通过小波变换后, 人们可以将地震记录的结果去除大量接近于零的值, 从而作阑值量化, 用一定的记录方式把结果存储起来, 以达到压缩的目的。当需要再利用这些地震数据时, 又可以通过作小波逆变换恢复原来的地震记录, 进而提高了地震数据的有效利用率, 并能够有效降低人民生命财产在地震中的损伤率。

3 结语

综上所述, 由于小波理论具有其广泛的运用前景, 从它一出现就显示出其强大的生命力。同时, 依靠其在时间域和频率域对信号进行局部化分析的特点, 使得其发展速度比其他许多理论要快速得多, 从而说明此方法在具有较强的理论性基础的同时还能够体现出其实用性的价值。随着小波分析的不断发展, 相信在不久的将来其必将更加广泛、有效地应用于图像处理、信号处理、地震勘探、量子场论、语音识别与合成、分形以及数字电视以及机械故障诊断与监控等领域, 并将呈现出其惊人的运用价值。

摘要：随着人们对小波理论的分析越来越透彻, 使得小波小波理论在各行各业不断得到推广与应用, 本文主要是对小波理论在地球物理勘探领域中的应用现状进行探讨分析, 从中找出问题所在, 并提出相应的解决措施, 希望有助于加深人们对小波理论的了解。

关键词：小波理论,地球物理勘探,应用

参考文献

[1]向锋.小波理论在地球物理勘探中的应用[J].内蒙古石油化工, 2008, (13) .

[2]林营.基于小波变换的刑事图像处理研究[D].山东科技大学, 2010.

[3]钱光萍.基于分形维地震道初至拾取方法研究[D].成都理工学院, 2001.

[4]邓华.小波变换在路用雷达信号处理中的应用研究[D].郑州大学, 2002.

地球物理理论 篇2

地探学院

地球物理是一个什么样的学科？

通过在吉林大学地探学院大一一年和小学期对地球物理的学习，使我对这个专业有了更多的认识。

地球物理学是地球科学的主要学科, 用物理学的方法和原理研究地球的形成和动力，研究范围包括地球的水圈和大气层。地球物理学研究广泛系列的地质现象，包括地球内部的温度分布；地磁场的起源、架构和变化；大陆地壳大尺度的特征，诸如断裂、大陆缝合线和大洋中脊。现代地球物理学研究延伸到地球大气层外部的现象(例如，电离层电机效应、极光放电和磁层顶电流系统，甚至延伸到其他行星及其卫星的物理性质。

地球物理学，如果狭义的理解，指的就是固体地球物理学。这一般又可分为两大方面：研究大尺度现象和一般原理的叫做普通地球物理学，利用由此发展出来的方法来勘探有用矿床和石油的，叫做勘探地球物理学（或物理探矿学）。应用于工程地质勘探、工程检测的发展为工程地球物理学，应用于环境探测和监测及环境保护而形成的环境地球物理学。地球物理学形成了独立的分支学科：地震学、重力学、地电学、地磁学，还有正在发展可能形成地热学。

本专业培养具备坚实的数理基础和较系统的地球物理学基本理论、基本知识和基本技能，受到基础研究和应用基础研究的基本训练，具有较好的科学素养及初步的教学、研究能力，能在科研机构、高等学校或相关的技术和行政部门从事科研、教学、技术开发和管理工作的高级专门人才。业务培养要求：本专业学生主要学习地球物理学方面的基本理论和基本知识，受到基础研究和应用基础研究方面的科学思维和科学实验训练，掌握地球深部构造、地震预测、地球物理工程、能源及矿产资源勘察等研究与开发的基本技能。

2.地球物理学习涉及到的知识？

地球物理学是应用物理学的原理和方法研究海洋、陆地和大气的性质、形态及物理过程的科学，是与天文学、地质学、物理学、化学相交叉形成的学科。

按照国际上最常见的划分方法，地球物理学的内容包括：气象学、水文学、海洋学、地震学、地磁学、火山学、地电学、地壳构造学、重力测量学、地热学、地球宇宙物理学以及地质年代学等一系列分支学科。由此可见：地球物理学的研究范围大致可以分为固体地球物理学和空间物理学。

它是以地球为研究对象的一门应用物理学，是天文学，物理学与地质学之间的边缘学科。

地球物理学应用物理学的原理和方法研究地球形状，内部构造，物质组成及其

运动规律，探讨地球起源，形成以及演化过程，为维护生态环境，预测和减轻地球 自然灾害，勘探与开发能源和资源做出贡献。包扩地震学，地磁学，地电学，重力 学，地热学，大地测量学，大地构造物理学，地球动力学等。

研究特点：1.交叉学科 地球物理学由地质学和物理学发展而来，随着学科本身的发展，它不断产生新的分支学科，同时促进了各分支学科的相互交叉，加强了它与地球科学各学科之间的联系。2.间接性 都是通过观测和研究物理场的信息内容实现地质勘查目标，研究的不是地质体本身，而是其物理性质。3 多解性正演是唯一的，而反演存在多解。不同的地质体具有不同的物理性质，但产生的物理场可能相同。不同的地质体具有相似的物理性质，由于观测误差，物理场的观测不完整以及物理场特点研究不够，产生多解。不同的地质体具有相同的物理性质，即使知道了地质体的物性分布，也无法确定其地质属性。

3.地球物理是如何开展工作的？

地球物理工作的开展是在对地球物理知识，地质结构知识的基本了解上，进行大量的野外实验，利用地球物理仪器进行大量数据采集，数据处理，数据分析等，从而经过一系列的步骤来得出想要的数据和分析结果。地球物理工作是需要大量人力，物力，财力来支持的，它应用着几乎最先进的技术为社会带来最根本的需求—资源，所以说地球物理工作是需要许多人共同合作完成的。

4.地球物理包括哪些方法技术？

地球物理主要包括四大方法：重力勘探，磁法勘探，电法勘探，地震勘探。

（1）重力勘探是利用组成地壳的各种岩体、矿体间的密度差异所引起的地表的重力加速度值的变化而进行地质勘探的一种方法。它是以牛顿万有引力定律为基础的。只要勘探地质体与其周围岩体有一定的密度差异，就可以用精密的重力测量仪器（主要为重力仪和扭秤）找出重力异常。然后，结合工作地区的地质和其他物探资料，对重力异常进行定性解释和定量解释，便可以推断覆盖层以下密度不同的矿体与岩层埋藏情况，进而找出隐伏矿体存在的位置和地质构造情况。

测量与围岩有密度差异的地质体在其周围引起的重力异常﹐以确定这些地质体存在的空间位置﹑大小和形状﹐从而对工作地区的地质构造和矿产分布情况作出判断的一种地球物理勘探方法。

运用领域

在区域地质调查﹑矿产普查和勘探的各个阶段都可应用重力勘探﹐要根据具体的地质任务设计相应的野外工作方法。

应用条件

应用重力勘探的条件是﹕被探测的地质体与围岩的密度存在一定的差别﹔被探测的地质体有足够大的体积和有利的埋藏条件﹔干扰水平低。

（2）磁法勘探：

自然界的岩石和矿石具有不同磁性，可以产生各不相同的磁场，它使地球磁场在局部地区发生变化，出现地磁异常。利用仪器发现和研究这些磁异常，进而寻找磁性矿体和研究地质构造的方法称为磁法勘探。磁法勘探是常用的地球物理勘探方法之一。它包括地面、航空、海洋磁法勘探及井中磁测等。磁法勘探主要用来寻找和勘探有关矿产（如铁矿、铅锌矿、铜锦矿等）；进行地质填图；研究与油气有关的地质构造及大地构造等问题。我国建国以来大多数铁矿区、多金属矿区及油气田等都进行

了大量的磁法勘探工作，取得了良好的地质效果。磁法勘探也是基本地球物理手段，国家已纳入在全国范围内进行系统测量的计划，并已基本覆盖了全国重要地区。

测量地磁异常以确定含磁性矿物的地质体及其他探测对象存在的空间位置和几何形状﹐从而对工作地区的地质构造﹑有用矿产分布及其他情况作出推断。

磁性岩体及矿体产生的磁场叠加在地球磁场之上﹐引起地磁场的畸变。这种畸变一般称为地磁异常。

在造岩矿物中﹐只有磁铁矿﹑钛磁铁矿﹑磁黄铁矿和磁赤铁矿等少数矿物具有强磁性(见岩石物理性质)。因此﹐岩石及矿石的磁性强弱﹐主要决定于上述矿物的含量及分布情况。

根据测定﹐沉积岩的磁化率比岩浆岩和变质岩的磁化率低几个数量级。在岩浆岩中﹐基性及超基性岩的磁性最强﹐酸性岩是弱磁性或无磁性的。变质岩的磁性决定于原岩的成分及变质过程中的化学变化。如果原岩是花岗岩及泥岩等﹐则变质后的岩石一般无磁性﹔如果原岩是基性喷出岩或侵入岩等﹐则变质后的岩石一般具有中等磁性。

（3）电法勘探:

是根据岩石和矿石电学性质（如导电性、电化学活动性、电磁感应特性和介电性，即所谓“电性差异”）来找矿和研究地质构造的一种地球物理勘探方法。它是通过仪器观测人工的、天然的电场或交变电磁场，分析、解释这些场的特点和规律达到找矿勘探的目的。电法勘探分为两大类。研究直流电场的，统称为直流电法，包括有电阻率法、充电法、自然电场法和直流激发极化法等；研究交变电磁场的，统称为交流电法，包括有交流激发极化法、电磁法、大地电磁场法、无线电波透视法和微波法等。按工作场所的差别，电法勘探又分为地面电法、坑道和井中电法、航空电法、海洋电法等。根据地壳中各类岩石或矿体的电磁学性质（如导电性、导磁性、介电性）和电化学特性的差异，通过对人工或天然电场、电磁场或电化学场的空间分布规律和时间特性的观测和研究，寻找不同类型有用矿床和查明地质构造及解决地质问题的地球物理勘探方法。主要用于寻找金属、非金属矿床、勘查地下水资源和能源、解决某些工程地质及深部地质问题。

地壳是由不同的岩石、矿体和各种地质构造所组成，它们具有不同的导电性、导磁性、介电性和电化学性质。根据这些性质及其空间分布规律和时间特性，人们可以推断矿体或地质构造的赋存状态（形状、大小、位置、产状和埋藏深度）和物性参数等，从而达到勘探的目的。电法勘探具有利用物性参数多，场源、装置形式多，观测内容或测量要素多及应用范围广等特点。电法勘探利用岩石、矿石的物理参数，主要有电阻率（ρ）、导磁率（μ）、极化特性（人工体极化率η和面极化系数λ、自然极化的电位跃变Δε）和介电常数（ε）。

（4）地震勘探：

是近代发展变化最快的地球物理方法之一。它的原理是利用人工激发的地震波在弹性不同的地层内传播规律来勘探地下的地质情况。在地面某处激发的地震波向

地下传播时，遇到不同弹性的地层分界面就会产生反射波或折射波返回地面，用专门的仪器可记录这些波，分析所得记录的特点，如波的传播时间、振动形状等，通过专门的计算或仪器处理，能较准确地测定这些界面的深度和形态，判断地层的岩性，是勘探含油气构造甚至直接找油的主要物探方法，也可以用于勘探煤田、盐岩矿床、个别的层状金属矿床以及解决水文地质工程地质等问题。近年来，应用天然震源的各种地震勘探方法也不断得到发展。

利用地下介质弹性和密度的差异，通过观测和分析大地对人工激发地震波的响应，推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法叫作地震勘探。地震勘探是钻探前勘测石油与天然气资源的重要手段，在煤田和工程地质勘查、区域地质研究和地壳研究等方面，也得到广泛应用。

在地表以人工方法激发地震波，在向地下传播时，遇有介质性质不同的岩层分界面，地震波将发生反射与折射，在地表或井中用检波器接收这种地震波。收到的地震波信号与震源特性、检波点的位置、地震波经过的地下岩层的性质和结构有关。通过对地震波记录进行处理和解释，可以推断地下岩层的性质和形态。地震勘探在分层的详细程度和勘查的精度上，都优于其他地球物理勘探方法。地震勘探的深度一般从数十米到数十千米。

爆炸震源是地震勘探中广泛采用的非人工震源。目前已发展了一系列地面震源，如重锤、连续震动源、气动震源等，但陆地地震勘探经常采用的重要震源仍为炸药。海上地震勘探除采用炸药震源之外，还广泛采用空气枪、蒸汽枪及电火花引爆气体等方法。

地震勘探是钻探前勘测石油与天然气资源的重要手段。在煤田和工程地质勘察、区域地质研究和地壳研究等方面，地震勘探也得到广泛应用。20世纪80年代以来，对某些类型的金属矿的勘查也有选择地采用了地震勘探方法。

5.地球物理怎样服务社会？

地球物理对人类社会有着重要的作用，对资源开发利用至关重要，还有灾害防护，环境保护，工程预测等十分广泛的应用。

1．从事地质类专业勘查，以科研工作为主要方向，通过各种地球物理方法从事地质研究。包括复杂地质条件下大型岩体工程稳定性分析的理论与方法；地震正反演及地震数据处理中的热点问题研究；重大工程建设和城市发展中的环境工程地质问题；灾害环境下重大工程安全性问题的基础研究，滑坡形成机理与预测预报等。可以到地质调查局、海洋局等相关单位就职或科研院所，大专院校做相关的研究，教学工作。

2、预测自然灾害，利用数字地震台网和台站观测数据为基础，结合重力、形变等地球物理观测手段，通过震源运动学与动力学、近断层地面运动和重力变化场等方面的研究，为地震发生机理研究与地震预测提供理论指导。开展工程与城市防震减灾基础理论和应用技术研究；开展地震区别理论研究，编制地震区划图；开展强震观测、震

害调查场地勘测与工程机构测试与分析;开展城市灾害预警和减灾技术、地震紧急救援技术与方法研究。

3．从事工程探测类，通过地球物理方法，探测工程、建筑进行水文工程地质、城市环境与建筑基础以及地下管线铺设情况的勘查等，通过工程地质、浅层地球物理与岩土力学的理论、实验研究和工程实践及其信息综合集成，认识地球表层物质、结构、状态及其在自然和工程作用下变形破坏机理与过程，评价工程岩土体的稳定性及其环境效应，寻求相应的工程技术与处理措施，保证重大工程的安全构筑与运行，实施工程建设与环境保护、改善相互协调。

4．用以勘查石油与天然气和煤田地质构造，寻找金属与非金属矿产，可以到涉及到煤田、油田、矿井性质的国有大中型企业做相关技术性工作，中石化，中石油，中海油等大型国企都有大量的地球物理学专业人才。

5．做相应的地球物理软件程序设计，地球物理仪器开发等工作，广泛应用于环保、城市给排水、地质、冶金、卫生防疫、商业，农业，渔业及教育科研等多个领域，这是在国内较为紧缺的行业。

6．其他工程应用。提供区域地质；矿产地质；工程地质勘察，地球物理勘察水文凿井；城市地下管线勘测及系统建设；路、桥、基桩质量无损检测；地质灾害防御与治理；地形测量、工程测量；管道测漏；地球信息系统建设；专题地图制作；农业地质；旅游地质；非开挖管线铺设；岩矿测试；矿产品开发等服务。总之，地球物理专业主要致力于开展战略性、综合性、先导性的应用基础创新研究，以解决国家在进行水电、矿山、油气勘探、铁路、交通、国防等部门工程建设中所提出的各种工程地质力学，地质学结构、勘探地震资料处理难题。随着国民经济的快速发展，随着市场需求的不断增长，地球物理专业有着越来越广阔的发展空间！

所以说，我们的专业地球物理对人类社会的发展是有着很大作用的，我们的前途是一片光明的。从现在开始为我们的未来，为地球物理的未来，为人类社会的未来，一起努力吧！

地球物理勘探技术现状与发展 篇3

关键词：地球物理;勘探技术;应用;现状;发展

0 引言

目前来说我国的油气资源开发具有很大的潜力，但是由于大型油田都进行了开发之后勘探的难度越来越大，如何进一步进行勘探工作就需要技术的不断创新和完善，新理论和新技术的应用将带动油田的发现和发展，为油田公司的效益增长提供技术基础，其中地球物理勘探技术是石油勘探中较为常见的一项技术措施，是石油公司效益的技术保障。在物探技术的发展中逐渐由跟随向领跑转变，这是一个漫长而艰难的发展过程，在这个过程中我们面临着巨大的挑战需要从我国的整体战略布局出发，对研发管理进行实施与控制，从而不断地实现技术的发展和开采的完善。

1 地球物理勘探技术的现状

我国的石油勘探技术采取了战略导向和市场导向的方式，虽然取得了一定的成果但是目前来说，由于发展时间较短，中国石油的物探技术在很多方面和国际先进水平相比仍是比较落后，总的来说我国的陆上常规勘探技术已经达到了成熟，但是一些复杂地形包括海洋的非常规勘探技术还较为初级，不能做到科学高速。

尤其表现在装备方面，虽然我们拥有了10万道带道能力的地震仪器、1.5～120Hz带宽的可控震源、噪声水平50ng的数字检波器，存在技术壁垒的现象，但海洋勘探设备几乎全部依赖进口，这就对我国的地球物理勘探技术造成了阻碍。

随着科技化的不断发展软件内容越来越多的应用到石油勘探工作中来，软件的应用方面来说我国基本上已经实现了海陆采集和分析的一体化，实现了对于一些常规的高密度数据的收集和解释，对于一些多波、VSP数据处理、叠前深度偏移等基本已经能够自主研发，但是例如三维速度建模、全波形反演技术等功能模块仍处于开发的前期，很多方面不够成熟，需要进一步的研究和完善。

2 地球物理勘探技术的发展

在中国石油物探工作中，从经营范围、业务结构以及社会责任上都有所不同，需要根据我国的特有特点进行完善，不能对国外的技术照搬照抄，在未来的发展中，物探技术的发展总体目标是信息化、数字化的发展，这是一个基本方向，如何提升大数据的管理工作，适应目前的大数据时代就需要对物探技术、软件以及装备进行完善，实施技术领先战略，对自主知识产权软件不断推广，强化装备、软件和技术，尽快地促进一体化的发展。

2.1 技术创新 在企业的发展中，技术创新是一项具有长期性、层次性和风险性的重大规划，在创新领域需要根据竞争态势对创新进行一个科学的分类，其中包括了技术领先战略和技术跟随战略，技术领先作为一种攻势战略具有更强的竞争力，能够最早地推出新的产品，保持竞争优势。油气勘探的不断发展对物探技术提出了更高的要求，未来的物探技术基本的发展区属就是三维采集更为高密度，大数据的处理方式都更为完善，重磁电震的应用更为广泛等，综合三维地震技术、全波形反演技术、自动搜索引擎技术等。

2.2 标准一体化 目前来说虽然我们已经基本实现了数字油田，但是在数字油田的发展中数字系统与核心业务软件系统的整合还存在一些问题，很多软件并行使用并没有一个统一的标准作为规范，并且对于新型软件的适应并不顺利，这就需要一个标准的数据情况作为协调，对数据的采集、传输、处理以及加工等问题进行有效的汇总和分析，从而真正的实现一体化生产和交流，在日常管理中要根据具体的规范要求和技术要求对计算机软件制度不断完善，加强对设备以及软件的维护工作，从而更好地提高工作效率和质量。

2.3 行业保护 在国际物探行业的发展中，由于全球化的发展趋势以及竞争的不断加强，在国际竞争中对于油气价格敏感，行业需求并不稳定，技术和资本密集，风险性和竞争能力成正比加大等特点，在国际物探公司来说，如何提高竞争力是一个非常重要的工作，常见的是从并购、资源争夺与划分、市场重组等方面，避免行业的恶意竞争，实施行业利润保护措施。

2.4 加强非常规油气和特殊地形的勘探工作 由于油气勘探工作的不断进行，很多油藏已经经过了开发，剩余的一些非常规油气勘探要加大力度，提高常规油气勘探精度，保持我国业务优势，从分辨率、目标层预测精度误差、复杂山地构造深度上进行控制，促使非常规油藏的储层勘探工作精度大大提高，这种物理勘探工作能够基本满足非常规勘探的开发要求，一些海洋的地震资料也能进行有效的处理和研究，在海洋地震数据的采集中物理勘探已经做到了一定程度上的突破，在煤层气、威震检测、页岩气等技术和装备上逐渐形成了适应我国自身地质条件的方式，能够对先进技术有效的吸收，融合我国自身实际真正的对物探技术有所提升，提高物探技术对于开采的服务能力。

2.5 设备和技术的不断完善 目前来说我国的地震仪器已经能够在效率、质控和数据管理上达到领先水平，对于路上超高密度采集能力不断提升，在地震软件中要对复杂区的采集设计、静校正、去噪、叠前偏移、属性及反演等特色技术进行校正和完善，提高物探软件先进性和特色功能，实现全波形反演、弹性波叠前偏移、地震导向钻井、微地震监测等前沿技术在业界实现工业化应用，占领技术制高点，引领产业进一步发展。

2.6 配套服务的加强 在油藏物探发展中除了油藏本身勘探技术的发展之外还要对油藏的配套服务不断加强，针对油藏的勘探精细描述和動态监测，以高密度、时移等为特色，形成油藏描述和开发管理一体化研究的平台，钻井工程中的地质、岩石、物理等方面进行服务，提高钻井工程和提高储层钻遇率，提高物探技术的应用和发展。

3 结语

综上所述，通过几项核心技术的不断推进，相信能够解决我国目前的勘探难题，提高我国勘探技术，逐渐实现勘探技术的一体化，与国际先进技术接轨，为全球发展的竞争奠定基础。

参考文献：

[1]张春贺，乔德武，李世臻，等.复杂地区油气地球物理勘探技术集成[J].地球物理学报，2011，54（2）：374-387.

[2]赵大军，李文华，孙友宏，等.工程地球物理勘探随钻测量钻机的研制[J].吉林大学学报（地球科学版），2012，42（1）：144-149.

[3]滕吉文.石油地球物理勘探的发展空间与自主创新[J].石油物探，2007，46（3）：213-225.

地球物理理论 篇4

1.1 区域地质特征

大地构造位于哈萨克斯坦板块内的准噶尔南缘~北天山陆缘活动带, 哈尔里克复背斜和北山向斜和三塘湖山间坳陷。地层:区内出露地层主要有古生界石炭系、新生界第三系、第四系。构造:区内构造形迹比较明显, 以断裂为主, 褶皱次之。具多期次, 主要划分为北西向、近东西向和北东向。岩浆岩:区内岩浆活动频繁, 主要发生在古生代石炭世, 具多次喷发和侵入。

1.2 区域地球物理特征

航磁特征:

1.2.1 区内磁场以大面积平静的负磁场为主, 局部为正磁场;

在测区有一些低缓磁异常, 异常值达500-800n T, 磁场总体走向为北西向呈带状分布, 负磁场的分布一般与大断裂带、现代沉积盆地和地质时代的沉积岩相一致, 区内的三塘湖山间坳陷北缘大断裂, 航磁表现为明显的近东西的负异常带也与中酸性岩浆岩密切相关, 正异常与各类侵入岩和中基性火山岩相吻合。另从地磁△Ζ异常与航磁异常走向一致, 为北西-南东向, △Ζ曲线呈锯齿状跳跃, △Ζmin=-3400r, 一般值在-1500r左右跳动, 异常对应是一套中基性火山喷出岩。具有中等磁性, 而且磁性变化范围大。因此利用磁异常可间接寻找与火山机体有关的矿产。

1.2.2 重力场特征

区域处于一个整体重力较低的背景上, 未形成明显的重力梯度带。在区内仅见有若干条规模不等的重力梯级带, 为近东西和北西向构造形迹。

1.3 区域地球化学特征

从1:20万资料可看出, 区内Au及多金属元素丰度值普遍高于其他地球化学分区。区内中石炭系和中泥盆系地层中Au、Ag、Sn、Sb、Pb、W、Mo在中石炭系和中泥盆系地层中明显高于全域的丰度, 标准离差大于全区。说明这些元素易富集形成局部化探异常。区内金及多金属元素异常, 多分布在断裂带附近, 尤其是断裂交汇处更为有利, 石炭系次火山岩地层及花岗岩、花岗闪长岩体的外接触带附近。这些突出的地质条件, 在某种程度上是元素富集成矿有利场所。

1.4 区域矿产特征

区内矿产丰富, 目前已发现矿产有:金、铜、铅、锌、铁、银、煤等, 其中铜、金具有工业价值。矿床集中分布于北山一带, 其成因类型主要为热液型, 其次为沉积型。热液型又分为气化-高温热液充填型-中-低温热液填充型。

2 工作区地质、地球物理、地球化学特征

2.1 地质特征

地层:主要为古生界石炭系下统第二分层和中上统第一分层, 新生界第四系全新统。构造:区内构造发育, 从构造形迹上看, 主要为北西向和近东西向, 以断裂为主。岩浆岩:区内岩浆活动频繁, 主要为华力西期侵入岩, 其次是派生岩脉。侵入岩分两个侵入次, 呈岩基、岩株状分布。岩脉:石英脉为后期侵入的派生岩脉, 多呈脉状分布于华力西期花岗闪长岩体及石炭系地层中。石英脉为灰白色、灰褐色, 隐晶质结构, 块状构造。局部脉裂隙面见有褐铁矿 (黄铁矿) 。

2.2 地球物理特征

激电中梯异常特征:工作区大部分地区电阻率在600欧姆以下, 只有在工作区西北部及东南部有1000~2000欧姆的高阻电性体分布, 有的达到数千欧姆。工作区大部分区域极化率都在1%~2%之间, 没有发现较为明显的弱极化异常区, 局部有一些单点异常, 分析认为, 这些单点类的异常只能指示出局部的硫化物富集, 找矿意义不大。

2.3 地球化学特征

该区1:1万岩屑测量面积9.36平方千米, 共圈出单元素异常143个, 共圈出组合异常12个。从单元素异常特征可以看出, 主元素Au-1、Au-5、Au-8、Au-9、Au-14、Au-16、Au-17 Au-20、Au-21、Au-23。Ag-1、Ag-5, Cu-1、Cu-5、Cu-9、Zn-3、Zn-4、Zn-5、Mo-1 Mo-5、Mo-6、Mo-9 Mo-13Mo-15具面积大, 强度高特点大多数具中内带。前缘元素As-5、As-9、As-11、As-13、As-16、As-17、As-18、As-19, Sb-9、Sb-12、Sb-14、Sb-18, Bi-1、Bi-12、Hg-3 Hg-8 Hg-9等也具有一定规模和强度高特点, 而且具中内带。排序较前的为:09Hy-3、09Hy-12、09Hy-10、09Hy-6、09Hy-9。现将前五位的组合异常解释评价叙述如下:

2.3.1 09Hy-3号异常

该组合异常分布在测区北部, 总体呈东西向展布, 面积约2.15平方千米, 组合异常排序第一位。从组合异常特征看, 以Au、为主, 伴有Cu、Pb、Ag和As、Sb、Hg、Bi元素异常, 套合较好, 东部和西部有两个异常浓集中心, 其中Au-5、Au-8、Au-9、具规模大, 强度高等特点, 具中内带。异常在石炭系中上统凝灰质砂岩、凝灰岩内, 岩石具硅化、碳酸盐化、绿帘石化和少量的褐铁矿化。异常北东部在华力西期花岗闪长岩体内, 推断该异常为由Au为主等多金属矿化引起的矿致异常。

2.3.2 09Hy-12异常

该组合异常分布在测区西南部, 总体呈北西向展布, 面积约0.65平方千米, 以Au为主, 伴有Ag、Pb和前缘元素As、Sb、Hg、Bi元素组合在一起, 套合较好, 其中:Au-22、Au-23和前缘元素As-18、As-19、As-20、Sb-14、Sb-17、Sb-18, Hg-8、Hg-9, Bi-12等异常具规模大、强度高特点, 具中内带。

异常在石炭系中上统凝灰质砂岩与花岗闪长岩体接触带内, 岩石具强硅化、碳酸盐化、绿帘石化和和铁矿化。异常区北西向构造破碎带发育。推断该异常由Au矿化引起的矿致异常。

2.3.3 09Hy-10号异常

该组合异常分布在测区东南部, 总体近北西向展布, 面积约0.4平方千米, 以Au、Zn为主, 伴有Cu和前缘元素As、Sb元素异常组合在一起, 套合较好, 其中:Au-21、Cu-9、Zn-4、Zn-4和前缘元素As-16、As-17, Sb-12、Sb-13等元素异常具规模大、强度高特点, 并具中内带, 异常位于的石炭系中上统凝灰质砂岩与花岗闪长岩体接触带上。岩石具强硅化、碳酸盐化、褐铁矿矿化, 推断该异常由Au、Zn为主多金属矿化引起的矿致异常。

2.3.4 09Hy-6号异常

该组合异常分布在测区西部, 靠西侧未封闭, 总体近北西向展布, 以Au、为主, 伴有Cu、As、Sb元素异常, 套合紧密, Au-16、Au-17, As-11、Sb-9 Sb-10具中内带, 并具有一定规模, 异常在石炭系中上统凝灰质砂岩与花岗闪长岩体接触带上, 岩石具硅化、碳酸盐化、绿帘石化和褐铁矿化。异常区北西向断裂带发育, 推断该异常由Au矿化引起的矿致异常。

2.3.5 09Hy-9号异常

该组合异常分布在测区靠南中部, 总体近北西向展布, 以Au、为主, 伴有Cu、Zn和前缘元素As、Sb异常, 套合紧密, 浓集中心明显。Au-19、Au-20, Cu-5、Zn-3、As-14、Sb-11具中内带, 并具有一定规模, 异常在华力西期花岗闪长岩体内, 岩石具硅化、绿泥石化和褐铁矿化。异常区北西向断裂带发育。推断该异常由Au矿化引起的矿致异常。

2.4 矿化蚀变特征

经地质简测工作在工作区发现1条强硅化、绢云母化、褐铁矿化蚀变带, 长约300米, 宽100米至200米, 产于花岗闪长岩体与下石炭统第二亚组凝灰岩、凝灰质砾岩接触带。表现为:总体呈带状分布, 走向为近东西向, 北倾, 倾角40O-65O, 岩石具强硅化, 岩石断面、裂隙面具有褐铁矿, 多呈浸染状、蜂窝状、胶状及粉沫状, 并以黄铁矿假像产出。

矿产地球物理勘查设计编写要求 篇5

来源:地调局发布时间:2007-10-30

本要求适用于 1:5万及更大比例尺矿产地球物理勘查任务设计书的编写。

一、设计书编写+的准备工作

（一）充分收集、分析与任务有关的资料，含以往地质、物探（含物性）、化探、遥感等资料。做到充分利用以往资料，不做重复工作；分析在以往工作成果基础上获得新成果的可能性和新成果的价值；分析方法的有效性；充分利用先进适用的方法技术获取最大的地质找矿成果。

（二）认真领会任务书的各项要求，特别是有关地质效果的要求。若认为任务书中某些要求不明确，应及时向下达任务书的单位进一步阐明。若认为任务书中某些要求难以达到或不甚合理，应与任务书下达单位协商调整。

（三）必要时，应在设计前进行现场踏勘和方法有效性试验。

二、设计书编写的依据

（一）任务书

（二）有关法规

（三）承担单位现有的方法技术

（四）有关质量管理标准和技术标准

1、GBT/19000质量管理和质量保证系列国家标准

2、DZ/T0171-96大比例尺重力勘查规范

3、DZ/T0071-93地面高精度磁测技术规程

4、DZ/T0070-93时间域激发极化法技术规定

5、DZ/T0072-93电阻率测深法技术规程

6、DZ/T0073-93电阻率剖面法技术规程

7、DZ/T0081-93自然电场法技术规程

8、DZ/T0084-93地面甚低频电磁法技术规程

9、DZ/T 水文测井工作规范（报批稿）

10、DZ/T 地球物理勘查名词术语（报批稿）

11、GB/T14499-93地球物理勘查技术符号

12、DZ/T0069-93地球物理勘查图式图例及用色标准

13、其它新颁布的有关行业技术标准和中国地质调查局颁布的部门技术标准

（五）勘查登记证书

三、设计书编写遵循的原则

（一）符合国家法律法规

（二）符合任务书要求

（三）方法技术选择及工作量安排兼顾有效、先进、经济三方面要求

四、设计书内容与格式（见附录设计书编写提纲）

五、设计书文字应通顺、条理简练，文图并茂

六、允许并鼓励提供多方案，以便对比

附：设计书编写提纲

第一章 前言

1、项目来源及任务书全文

2、勘查登记情况

3、工作区交通位置及自然、人文地理概况；仅叙述与野外作业、生活有关的部分。要特别说明野外作业的通行和森林条件，自然与人文障碍物、干扰源和与作业有关的地方法规（如青苗、牧场和森林赔偿等）

4、以往有关工作的工作程度：列出项目名称，工作年份，工作单位及本次工作有关的工作成果

第二章 工区地质概况及地球物理特点

1、简述区域地质特点（大地构造位置、地区、岩浆岩、构造、矿产）

2、详述待查矿产的矿床、矿体特征（埋深、大小、产状、方位等）和控矿因素

3、详列以往或邻近地区或类似条件的物性资料和干扰因素。并分析方法的有效性（能解决什么地质-矿产问题及解决到何种程度和存在什么天然和人工干扰）

4、若工区以往进行过相同或类似方法的勘查工作，应描述矿体异常特征及干扰体异常特征

第三章 野外工作部署、方法选择及技术指标

1、工作部署及依据：含测区选择比例尺和测网选择精测剖面布置等。测区选择要满足有足够正常场和在最小冗余原则下尽量规整的要求。比例尺和测网选择要满足发现最小有意义及测线垂直主构造线方向等要求。精测剖面要布置在异常地段且满足定性、定量反演的要求。还应说明与地质工作、化探工作的衔接关系或配合关系。

2、工作方法技术选择及依据：根据任务要求、不同岩矿物性特点、测区自然景观条件等选择先进适用的物探方法和测地方法。单方法定性难度大时，应投入综合物探方法或与化探方法综合。综合方法可以同测网、同面积测量，也可以一种方法为主，其他方法只查证主方法发现的异常。

当方法的有效性不能确认或某些技术不能肯定时，应在设计过程中进行试验或写明开工前进行试验，依据实验结果选择方法与技术。

技术指标、技术要求选择及依据：凡有行业技术规范和中国地质调查局技术规范的，可直接引用规范中规定的技术指标和技术要求。尚没有行业技术规范和中国地质调查局技术规范的，或有特殊要求的，应设定技术指标和技术要求，并说明其依据。

技术指标应列全。

3、物性工作：应满足异常定性、定量反演的要求。在照顾到均匀分布的情况下，凡能采集到标本时，都应在主要异常中心部位采集标本。磁法应采集定

向标本。物性工作除部署标本采集与测定外，有条件时应通过其它方法获取物性资料，例如收集测井资料、井旁测深等。

4、质量检查方法与要求：含均匀（时间、空间）分布，检查比例、检查方式（一同三不同等）、超差处理原则等。

5、主要工作量

第四章 资料整理、处理与解释推断

1、资料整理方法与要求：含资料整理、图标方法与要求、室内质量控制方法、计算及图示错误率指标等。

2、数据处理方法的选择、要求及依据：每一种处理方法应有明确的目的；应有资料处理后的质量控制和质量检查要求。

3、解释推断：含定性、定量反演。定性解释应贯彻每一个编号异常都要解释的原则和室内对比与野外现场踏勘相结合的原则。凡有定量反演可能性的资料，均应进行定量反演。定量反演方法的选择应列出依据。应有定性、定量反演质量控制与质量检查要求。

4、报告编写：含报告编写要求、报告内容格式（参见相应规范）及预计提交成果。

第五章 预期提交成果

主要阶段性和最终成果内容（报告、图件、数据等）及提交时间。

第六章 质量管理与进度安排

1、进度安排：含野外、室内各项工作的进度安排。

2、质量管理：含质量管理模式（应符合中国地质调查局的要求）、质量保证措施。

第七章 组织管理及人员编制

人员编制：含分工、责任、每个人的工作量满载情况等。

第八章 经费预算

按《中国地质调查局项目设计预算编制暂行办法》的要求编写。

附件：项目预算编制说明

《大比例尺重力勘查规范(DZ/T 0171-1997)》由中国标准出版社出版。目录

前言

1范围

2引用标准

3常用术语

4技术设计

5仪器准备

6野外工作

7资料整理及精度评价

8成果提交

附录A（提示的附录）改变中间层密度计算布格重力异常值的简化公式附录B（提示的附录）重力固体潮校正

附录C（标准的附录）重力仪野外观测中的常用资料整理方法

附录D（提示的附录）重力基点网条件平差

附录E（提示的附录）地形校正计算方法

附录F（标准的附录）重力基点档案格式

附录G（标准的附录）××地区重力×级基点网重力基点成果表格式附录H（标准的附录）重力测区索引表格式

附录J（标准的附录）布格重力异常成果计算表格式

附录K（提示的附录）石英弹簧重力仪水泡测定记录本格式

附录L（提示的附录）重力测量基点（小循环观测法）观测和计算记录本格式附录M（提示的附录）石英弹簧重力仪重力测点观测和计算记录本格式附录N（提示的附录）拉科斯特重力仪重力测量记录本格式

附录P（提示的附录）岩（矿）石密度标本采集及测定记录本格式

附录Q（提示的附录）近区重力地形校正野外记录本格式

附录R（提示的附录）成果报告质量评级标准

区域重力调查设计编写要求

来源:地调局发布时间:2007-10-30

本要求适用于1:10万及更小比例尺区域重力调查设计书的编写。

一、设计书编写的准备工作

1、认真领会任务书的各项要求，特别是对有关地质效果的成果要求。若认为任务书中某些要求不明确，应及时向下达任务书的单位进一步阐明。若认为任务书中某些要求难以达到或不甚合理，应与任务书下达单位协商调整。

2、收集工作区地质、地理资料。

二、设计书编写的依据

（一）任务书

（二）有关法规

（三）实施单位现有的方法技术

（四）有关质量管理标准和技术标准

1、DZ/T0082-93区域重力调查规范

2、GB/T14499-93地球物理勘查技术符号

3、DZ/T0069-93地球物理勘查图式图例及用色标准

4、其它新颁布的有关行业技术标准和中国地质调查局颁布的部门技术标准

三、设计书编写遵循的原则

（一）符合国家法律法规

（二）符合任务书要求

（三）方法技术选择及工作量安排兼顾有效、先进、经济三方面要求

（四）设计书内容与格式（见附录设计书编写提纲）

（五）设计书文字应通顺、条理简练，文图并茂

（六）允许并鼓励提供多方案，以便对比

附：设计书编写提纲

第一章 前言

一、目的任务

阐明项目来源、任务、工作时间及有关要求。

二、工作区范围、交通位置及自然地理环境

主要包括地理位置、行政区划、坐标范围、自然地理、气候概况等。附工区位置图。

第二章 地质概况及地球物理特征

一、工作区地质及物化探研究程度

主要包括以往工作程度成果和问题、野外踏勘的成果。

二、区域地质概况

主要包括地层、构造、岩浆岩、矿产等。

三、区域地球物理特征

主要包括区域构造、地层、岩性特征以及岩矿石的物性参数（密度、磁性、或电性等参数）。

第三章 野外工作方法及技术要求

1、工作方法

主要包括：测网选择与布设；方法技术的选择，仪器设备的配置、调试及标定；参数选择与测定；观测精度、基本观测方法及技术要求；原始资料的检查验收方法及技术要求；与其它工种的配合等。

2、测地工作

主要包括：GPS测定方法及技术（GPS接收机准备、GPS控制点选择与联测、测点GPS观测）、高程测量方法技术等。

3、物性工作

主要包括：标本的采集、标本的测定等。

第四章 资料整理及报告编写

1、主要数据处理方法与技术

2、图件编制方法

3、报告编写

第五章 人员编制和管理

1、项目组人员编制及分工

2、项目管理

3、质量保证措施

包括组织措施、质量保证和安全保证措施等。

第六章 预期提交成果

包括提交的阶段性和最终成果内容、类型（报告、图件、数据等）及时间等。

第七章 实物工作量

1、主要实物工作量

主要实物工作量和使用的仪器设备等。

第八章 经费预算

按《中国地质调查局项目设计预算编制暂行办法》的要求编写。

浅谈应用地球物理矿业类课程教学 篇6

【关键词】应用地球物理;物探;矿业;教学

0.引言

《应用地球物理》课程是河南理工大学资源环境学院地质科学与工程系和地球信息科学与技术系以及水文与水资源工程系的必修课。该课程是一门以地球为研究对象的应用物理学，它利用物理学的力学、电学、磁学、热学等方面的原理与方法，通过观测和研究地球内部各部分的物理条件、物理性质和物理状态，从时间和空间两方面找出它们之间的联系和规律，从而达到认识地球，借以实现地质勘查和找矿目标，减少地质灾害[1]。

对于河南理工大学等以煤炭资源为主要主导的矿业类高校来说，本科毕业的学生大部分进入到煤炭系统工作，如何合理地设置应用地球物理课程内容对于学生以后所从事工作具有重要的指导意义。

1.应用地球物理课程现状

应用地球物理课程主要讲授内容包括以下三个部分：一是应用地球物理方法的物质基础及地球物理场的基本概念；二是应用地球物理分析的正演方法；三是应用地球物理的各类勘探方法和应用，包括重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探、地球物理测井和放射性勘探等。其中，第一、二部分是应用地球物理学的基础，第三部分是课程讲授的重点。

由于應用地球物理课程内容庞杂、知识面广、理论公式繁琐、内容抽象，学生在学习过程中普遍反映难度偏大，抓不住重点，难以理解地球物理概念。这已经不适应当前高速发展的矿产资源开发对人才的要求。一个完整、合理的应用地球物理课程，应该同时具有理论性和实践性。既能传授学生相应的学科科学理论体系，又要顾及生产单位对人才的要求，要具有一定的实用性，使得学生工作后能尽快融入到工作环境中，并能把课本上的理论知识应用到实际中去，能够解决生产单位面临的实际问题。

目前，我校应用地球物理课程主要面临如下的实际问题：

（1）课程内容相对陈旧。21世纪以来，应用地球物理学科发展迅猛，各种新技术、新方法层出不穷。例如物探数据处理技术早已融合了现代信号处理的思想、概念和方法。而课堂上讲授的仍是传统数据处理内容，且部分技术方法已经被生产单位所抛弃，学生在学校所接受的知识过于陈旧，不能满足快速发展社会的需要。

（2）基础课程开设偏少，导致应用地球物理概念理解困难。应用地球物理具有广泛的理论体系，涉及到数学、物理、电子、信号等领域。如果学生之前没有学过这些基础课程，在听课时，对应用地球物理课本中出现的理论公式难以段时间内消化，造成学习的困难。

（3）计算机技术对于应用地球物理来说具有举足轻重的地位，尤其是现代地球物理处理技术，更是离不开计算机。例如目前绝大多数地球物理处理软件都是基于UNIX或LINUX平台，而学生普遍缺乏该系统的理论学习，与生产单位发展需求脱节。

（4）实验课对于学生提高应用地球物理的感性认识作用明显，尤其是对实践性很强的应用地球物理课来说，需要大量的实际操作才能深入理解。而目前实验教学大多属于观察、验证性类型，缺少实际地区的实际数据采集、处理和解释的训练，导致学生动手能力差。

2.教学内容改革探讨

针对以上教学过程中出现的问题，结合多年应用地球物理教学经验，提出以下几个课程教学内容改革的想法。

（1）作为以煤炭为主导的矿业类高校，本科毕业的学生大多进入到煤炭系统工作。因此，在教学过程中，因充分考虑煤矿企业对物探技术的需求。如增强地震勘探在解决煤田构造方面的内容，以及电法勘探对煤矿富水区和采空区的探测内容，使得学生在学校所学到的知识能够跟上现代社会发展的步伐。

（2）由于课时有限，而应用地球物理覆盖的物探专业知识领域广泛，因此在授课过程中，应有所取舍对。对于应用面较窄的放射性勘探、地热勘探等可作为课余了解内容，而探测效果明显的地震勘探、电法勘探和重力勘探等需要详细讲解。

（3）课程内容应该与时俱进，保持行业先进性。在保留传统基本理论的基础上，增加应用地球物理新技术、新方法的讲解。将现代信号处理、计算机处理的信息传授给学生，扩大学生的知识面，增强学生就业竞争力。

（4）重视应用地球物理数值正演模拟。地球物理正演模拟是反演的基础，通过正演模拟可以使得学生更好的理解地球物理场的变化特征，避免空洞的公式推导，提高学生学习的兴趣，使学生更容易掌握地球物理的概念。同时，还能增强学生计算机编程能力，让学生自己上机进行运算模拟，提高对正演模型的理解。

3.结语

应用地球物理课程对于资源勘查、地质等本科专业是一门非常重要的基础课程，是煤矿企业的一项重要的技术手段。作为培养人才的矿业类高等院校，应注重学科发展的动向，保持与实际生产密切结合，避免理论与实践脱节，为培养新世纪人才不断努力。

应用地球物理是实践性很强的一门课，在课程学习过程中，实践教学对学生认知地球物理是一个不可缺少的重要环节。通过实践教学，使得学生把课本上说学到的理论知识和实践应用相结合，培养学生的实际操作能力。

【参考文献】

［１］赖旭龙,金振民,国外地质类专业课程体系研究[M].武汉:中国地质大学出版社,2002.

［２］张平松,刘盛东.地球物理勘探课程设计性综合性实验实施与思考[J].中国地质教育,2005(4):97-99.

［３］孙爱群,牛树银.探索教学方法、讲究授课艺术[J].中国地质教育.2006,(3):43-45.

浅析煤田的地球物理勘探技术 篇7

关键词：煤田,地球物理,勘探,技术

0 引言

现在随着社会的不断发展,经济的不断进步,人们对于资源的利用和开发也越来越多,在此之中,煤炭资源是比较重要的一个部分,可以为很多地区提供热能,为人们的生活带来了很大的方便。煤炭资源的储备量相比于其它的地质资源来讲,是比较丰富的,而且分布的情况也是比较的广泛,在中国的很多地区,都有着较为丰富的煤炭资源储备。一般的来讲,煤炭资源的储备是取决于当地的地质构造状况,而又由于煤田的地质结构比较的复杂,所以其可能存在于山区、水源或者是沙漠之下,煤炭资源相关的物理性质以及相关的条件等等都会发生一系列的变化,这也就在一定程度上加大了煤田资源的物理勘探难度。所以,很好地分析煤田资源的分布以及地质结构状况,对相关的技术特点和过程有着全面详细的掌握,对于有效地开发煤田资源,有着极为重要的作用和意义。煤田资源的地球物理勘探,相关的勘探方式有许多种,而且对勘探技术的操作以及精度有着极为细致的要求,必须在工作过程当中进行严格的把控,再加上地质环境一般比较复杂,又加大了相关工作的难度,所以需要对相关的技术及应用进行详细地分析才能保障工作的顺利进行。从多个方面多层次地对煤田的地球物理勘探技术进行解析,力求加强相应的应用和操作,加强工作的质量和效率。

1 地球物理勘探技术概述

分析地球物理勘探技术在煤田地质方面的应用,需要先对地球物理勘探技术的具体分类进行详细地解析,一般来讲,地球物理勘探技术分为3大类,即地震反射勘探技术、地震折射技术以及磁法及电法勘探技术,下文将对这3种主要技术进行细致地分析和阐述。

1.1 地震反射勘探技术

此项技术一般的情形下是使用在煤田以及石油天然气等的勘探方面,同时,在地壳的研究以及地质工程的勘探等方面,也有着一定的使用,实际操作效果比较好。地震反射勘探技术主要依据就是根据地震波的折射原理,通过一系列对大地对人工的地震波影响的观测进行详细地分析,对地下的岩层性质以及形态等方面进行细致推测的一种地震勘探的方式。根据地震反射勘探技术的使用,可以有效地在地层下面波阻抗高于上面波阻抗的情况之下,对地质的主要结构情况以及相关的情形进行详细地分析和勘探,基本上符合沉积层的沉积层序。所以一般的来讲,在地震物理勘探的技术当中,实际使用的效果最佳、操作最为便捷的就是多次的覆盖反射波勘探技术。但是此项技术也有其相应的缺点,其获取的地震反射有效信息无法有效地提升,一直都在100 ms以下,此项技术在地层浅层的露头追踪方面表现不是非常好,不能满足现今工作的需要以及浅层地区的探测效果[1]。

1.2 地震折射技术

此项技术使用的主要原理就是地震波的折射,利用一系列的技术手段和方法,将人工激发的地震波传导至地下,然后其遇见不同类型不同性质的介质将会产生折射进而可以进行地下岩层的性质、结构、形态以及类型的分析,还可以进行一系列的地震预测。一般的情形之下,这种技术主要用在速度高于上层速度的岩层,在实际的操作和应用当中,此项方式也有其相应的劣势所在,地层速度的结构、勘探的深度以及效率等等的因素都会限制其发挥和使用。

1.3 磁法以及电法技术

磁法技术原理是根据对地下岩层的异常进行一系列的勘探,观察岩石以及矿石等的勘探对象在磁性等方面的不同而造成的一系列的磁异常,进而得以明确地质的主要状况,来进行下一步的地质构造研究以及煤矿资源分布的分析。而电法技术,就是以地壳当中各种不同类型不同性质的岩石所具有的导电性、导磁性等等性质作为主要的依据,逐步地观察、分析电场当中的分布规律以及相对应的时间特性,来对有价值的矿床进行逐步的勘探,掌握地质构造的主要情况,解决实质性的问题[2]。

2 煤田地球物理勘探技术的应用

根据对上述地球物理勘探的主要技术的解析,可以帮助更加详细全面地掌握其中的技术特点以及不同方法所使用的依据原理等等,在实际操作和使用过程当中,可以使得效率和质量大大提升。下文将根据实际例子,对照上述主要技术方法,对煤田地球物理勘探技术的主要应用情况作详细的分析。

2.1 地震反射勘探技术的应用

中国某地的矿井是一个年产量达到八百吨以上的现代化的大型的矿井,其储存的煤炭具有发热量动力较高、煤层埋藏不深以及特低硫等特点,且还有2°～4°的倾斜角,相关地区的地质构造和岩层结构等不是非常复杂。根据实际观察和测量,将使用地震反射勘探技术来进行煤矿的开采以及发掘。根据当时实际情况,一共布设了七条地震测线,检测除了4条断层以及十八个断点,在此之中,有三条断层的落差最大值已经超过了10 m,另外一条断层的落差最大值在10m以内。在实施了相关的技术和手段之后,根据现场的示意图以及报告,其中的两条断层分别向东北方向和西南方向出现了偏移,另外一条断层向东南方向出现了约为500 m的延伸。此外,煤层的剥蚀边界沿着西南方向,有着将近170 m的外推,实际的操作效果比较明显。

榆神矿区在榆林市的北部65 km处,进行具体物理勘探的位置在东南部的边缘地区。根据对该地区的实地考察和勘探,采用地震反射技术,取得了一系列的成果。首先对可采煤矿实际深度以及起伏状况有了明确的掌握,根据对地质钻孔结果进行详细的对比分析,可以保持相对误差最大值在1.75%以下;其次,通过对煤层当中反射波进行参数综合解释,明确了煤层的整体结构特征,真分岔的实际位置也得以明确;最后,解决了煤层厚度定量解释的困难,得出了煤层具体厚度的示意图,且精度较好。

2.2 地震折射技术的应用

中国的活鸡兔矿井是一个规模比较大的现代化矿井,设计年产煤量至少是600×104t,地质构造以及岩层结构等相比于其它矿井,不是非常复杂,其存在的相应问题主要有3个方面:a)煤层埋藏深度不是非常深,较浅,且上层覆盖的基岩比较薄,存在有非常不均匀的砂石;b)在沙层当中还含有非常大量的水分;c)其第四系度的厚度差别比较大,在其中还有古冲沟以及一些河道的分布,这一系列的条件因素制约导致勘探工作不能很好地进行,不能很精确地对其相关详细情况有着细致的掌握。在根据实地考察和分析之后,主要使用地震波折射技术,对其进行了细致勘察。在进行了主要的物理勘探技术之后,取得了较为显著的成果,明确了其中各个不同地区的第四系地层当中古河道、古冲沟的主要分布状况,明确了其各个区域范围之内的潜水以及基岩的准确埋藏深度,这样各个区域当中松散层的实际厚度就可以被详细地掌握,进而可以在矿井当中采用相关对策,来对首采工作进行一系列合理的布置,避免了由于不熟悉情况和地质环境而造成的工作上的失误以及工作效率的降低[3]。

2.3 磁法以及电法技术的应用

在实际操作和使用当中,此项技术的使用主要是在一些煤层的自燃边界确定方面。在中国,许多煤田都存在着不同程度的自燃问题,而这种问题的存在,极大地影响了地质的勘探以及矿井的建设。在中国陕北地区的某煤田,就存在着这一方面的问题,在进行具体的勘探过程当中,技术人员就利用一系列的设备以及手段对此煤田进行磁法勘探,并且在之后的实践当中逐渐的开发出一套完整的应用程序,总结得出此地区结构及特征,将异常特征点法与正反数字模拟的技术相互结合,保持边界的摆动在规定的合理范围之内。根据对相关资料的统计结果,八成成对的控制煤层自燃边界,而两成以3个孔来控制煤层的自燃边界。

3 结语

综上所述,根据对地球物理勘探的主要技术进行详细的分析,可以得出各种技术的特点以及相应的适用范围,然后加以实际的操作例子进行逐一地说明和阐述,力求在实际的使用当中可以提升工作的效率和质量,更好地对煤田的勘探方面作出贡献,为社会和人民获取更大的利益。

参考文献

[1]宋杰.浅析煤田的地球物理勘探技术[J].现代工程建设,2002(3):108-109.

[2]张亚君.浅析地球物理勘探技术的主要特点[J].中国油气,2005(6):28-30.

地球物理勘查技术与应用研究 篇8

1 地球物理勘察技术的发展分析

640年, 瑞典人首次尝试用罗盘寻找磁铁矿, 开辟了利用磁场变化寻找矿产的新途径。1870年, 瑞典人泰朗 (Thalen) 和铁贝尔 (Tiberg) 制造了万能磁力仪后, 磁法勘探才作为一种地球物理方法建立和发展起来 (刘天佑, 2007) 。电法勘探是从19世纪初开始进行实验研究的, 1835年, P.佛克斯开始试图用电法寻找金属矿, 直到20世纪初自然电场法才较正规投入生产找矿 (傅良魁, 1983) 。1957年前苏联首先研制出第一台用于大地电磁测探法的地磁仪, 之后许多不同的频率域和时间域电磁 (FEM和TEM) 勘探系统先后被开发出来, 用于圈定块状硫化物矿床引起的低电阻率异常。20世纪60年代和70年代的斑岩铜矿勘查时期, 许多地球物理勘探方法都获得了不同程度的成功。如重力、磁法、激发极化法和自然电位法等, 至今这些方法仍在使用。近20年来, 随着电子技术的高速发展, 这些方法技术特别是电法/电磁法和地震勘探技术, 具有了更高的精度和灵敏度。例如, 激发极化法 (IP) 从传统时间域演变成为复电阻率或频谱多频IP技术, 并用于区分蚀变、硫化物类型和人工引起的电磁耦合异常。垂直测深法, 如可控源音频大地电磁测深法 (CSAMT) 和瞬变电磁法 (TDEM或TEM) , 用来圈定地质结构和块状硫化物矿体;井中物探技术, 特别是跨孔地球物理层析成像技术, 用于评价孔间矿化和蚀变带的空间分布特征;地震仪器和数据处理解释技术的发展, 大大增加了深部和浅部勘探的分辨率和解释能力。

2 高温超导磁强计

自上世纪八十年代末, 我国开始研究高温超导磁强计在地球物理中的应用, 时至今日以自主研发出三代高温超导磁强计, 并已成功应用于瞬变电磁法、大地电磁测探法以及远偏移瞬变电磁法中。

对于高温超导磁强计技术, 由于其噪声指标达到了100ft/√Hz, 摆率达到0.8m T/S, 这使得其具有可直接测量磁场、低噪声、宽频带、低频响应好的特点。较传统的感应线圈, 高温超导磁强计作为电磁法仪器的接收传感器时, 可有效的促进电磁法勘探深度和测量精度的提高。因此, 作为一项寻找油气资源、深部金属矿资源等新勘察技术, 高温超导磁强计具有广泛的应用功能。

以陕西某铜矿区野外试验为例, 将高温超导磁强计应用于PEM瞬变电磁系统中, 并利用瞬变电磁法中心回线装置, 其发射电流15A, 发射线框200m×200m, 测量点距为50m。通过运用高温超导磁强计测量的感应磁场数据对电阻率断面进行二维电性成像, 研究发现较传统感应线圈, 高温超导磁强计的应用有效的促进了该PEM瞬变电磁系统的勘探深度。

3 复杂条件下的金属矿地震勘探技术

对于金属矿地质勘查来说, 由于其形成与岩浆岩、火成岩、变质岩等相关的区域密切关联, 这使得波阻抗界面的物性差异较小, 导致金属矿地质勘查复杂性较石油地震勘探大, 一些常规的勘查技术如散射波、VSP、地震层析成像以及反射波等技术无法应用。因此, 针对金属矿这种复杂的地理地质环境, 开发了一系列金属矿地震勘探技术, 其中最为典型和应用效果最理想的技术方法就是地震方法, 其优势在于具有探测深度大、分辨率高和探测结果准确可靠等特点, 可广泛应用与深部隐伏矿的勘探。

对于地震方法的相关技术, 其对地质构造信息的勘查是由浅到深的, 探测地下结构较为精细而全面, 有效的实现了多目标深度勘探的目的。由此可以看出, 在解决寻找隐伏岩体和侵入岩体及喷发岩筒、#探测沉积金属矿床或层控金属矿床、研究基岩起伏和探测深部构造以及探测控矿构造等地质问题时, 地震方法技术存在着明显的优势, 保证了探测地质情况的准确性。

4 航空磁测技术

对于部分矿产资源其所处区域位于高度相差大于500m和海拔在1000m左右起伏的山区中, 类似这种地理环境, 使得矿产勘探技术在实施过程中遇到了更多的问题。基于此, 开发了一种适用于中高山区的矿产勘探技术-高精度航空磁测方法, 其是利用高山区获得高精度磁场的数据进行数据处理和解释方法的技术总称。

对于航空磁测方法来说, 其长配套在Y12和呼唤型飞机上使用, 并与DS-II型收录系统、XXH型电子补偿器、HC-2000K型氦光泵磁力仪等设备连用, 形成了一套高精度航空磁测系统, 并且其具有飞行高度低、灵活轻便、勘探成本低等优点。

由于航空磁测方法具有上述特点, 其主要在中高山区地段应用, 在样本采样频率方面约10次/s, 平面定位精度在5m以内, 且磁测总精度在3nt以下。根据金属矿勘探需求, 航空磁测方法通过对样本数据进行采集和处理, 为其勘探工作的顺利开展提供宝贵参数。

5 多频相位激电测量系统

对于多频相位激电测量系统来说, 其是在阵列天然场电磁法系统和混场源电磁探测技术系统基础上发展起来, 集先进高效的分布式阵列观测技术和高精度同步检测技术于一体, 实现了一机供电、多机多通道同步测量的阵列式绝对相位测量。

多频相位激电测量系统主要由发射机和接收机两部分组成, 其中发射机最大功率为900W, 最大电压和最大电流分别为600V和1500m A, 频率范围在128Hz-1/128Hz间, 并且其由于采用蓄电池供电, 具有多种供电波形, 因此可达到TDIP/FDIP各项供电技术要求;接收机其频率与发射机相同, 具有2个通道, 且采样率在256k SPS, 因此其具有宽频带大动态范围和自动测量特点, 实现了全频段24位连续采样。

6 地下电磁波层析成像技术

作为地球物理勘探技术的一个重要组成, 地下电磁波层析成像技术实现了深孔大透距 (>500m) 勘探技术, 并且对深部矿产资源勘查提高探矿分辨率, 实现对矿体的精确定位具有重要的现实意义。由于地下电磁波层析成像技术具有有抗干扰能力强、探测准确、描述精细等特点, 其可以有效的利用坑道和钻孔等勘探条件, 实现对各种金属矿的勘查, 并且对于未见矿钻孔间的盲矿体具有找矿效果, 同时有利于矿体的延伸、连接、倾角等矿体空间形态的确定以及矿体勘查的效率与预判准确性的显著提高。

总而言之, 作为当前深部找矿工作的一个重要技术手段, 地球物理勘查技术的研发与应用有效的促进了深部矿产资源勘探质量与效率的提高。特别是以高温超导磁强计、高精度航空磁测技术、多频相位激电测量系统以及地下电磁波层析成像等技术的开发与应用, 对于国内地球物理勘查技术研究具有积极的推动作用, 是未来地质勘探发展的重要助力。

参考文献

[1]马林.地球物理勘查技术及其应用[J].科技展望, 2015 (17) .

论地球物理勘查技术及其应用 篇9

1 高温超导磁强计

磁场变化特点进行测量, 是地理界常用的技术特点。高温超导磁强计便是利用地球磁场的典型物理勘查技术。作为电磁法勘查仪器, 它可以接收磁场的传感信息, 较多应用在勘查深部金属矿与油气资源方面。

中国在1989 年开始着手高温超导磁强计的应用研究, 对大地电磁测深法、瞬变电磁法、远偏移瞬变电磁法的科研取得了良好的实效。尤其在国土资源项目支持下, 高温超导磁强计取得创新性发展。在许多野外试验中, 高温超导磁强计接收磁场的准确度与灵敏度, 比传统感应线圈要好得多。高温超导磁强计在实际应用中也得到许多国家和企业的青睐, 如加拿大CRONE公司研发的PEM瞬变电磁系统, 中国科学院的IGGE-20 瞬变电磁系统等。同为瞬变电磁法, 高温超导磁强计提高了感应线圈的勘探深度。

2 电法工作站软件

经过近十年的研发, 电法工作站软件技术已经演变成为电法专业综合处理软件系统, 技术版本发展走向成熟, 从原来1. 0 试用版本进化到先进的2. 5 版本。电法工作站软件技术综合性能比较高, 包括幅相激电法; 磁性源瞬变电磁法; 大地电磁法; 常规电阻率/激电法等五种电法测量方法。同时, 它也表现出许多功能, 比如一维人机交互正演、数据处理、起伏地形二维正演等, 可以勘测图片进行解释, 普遍应用在矿产勘查、工程勘测、水文调查等方面。

电法工作站技术模块包括方法技术、图示与人机交换、系统互助。方法与技术模块负责处理数据、正反演解释等, 图示与人机交换呈现二维地电模型、人际交互修改、勘查曲线与剖面曲线等, 系统互助进行联机帮助。电法工作站技术具有方法多、功能强、实用化程度高、可视化与人机交互功能强等勘查特点, 在国家工程发展的形势下, 应用范围比较广泛。尤其是其数据处理与解释的功能, 在很大程度上推动其在行业中的应用。

3 重磁三维反演解释技术

重磁三维反演解释技术是通过模拟地下物性的空间变化规律, 构建模型反映这种变化的勘查技术。它包括物性分布优化迭代反演方法和异常体交互正反演方法两部分内容。物性分布反演, 是利用X, Y, Z三维数轴, 将地下空间分割成为长方体网格单元, 进而获取单个单元格内的密度与磁场强度, 模拟地下磁场的变化规律。异常体交互正反演方法, 参照勘测的数据资料, 进行人机交互分析, 合理修改模型的形状与物理参数, 确定异常磁场数据的空间形态。两者各有特点, 前者适合快速勘查地下密度与磁场强度, 形成初步情况分析, 后者则可以实现更加精细的解释和定量分析。在实际应用中, 通常是先利用前者确定地下基本运动情况, 再利用后者进行数据处理。

重磁三维反演解释技术的功能特点如下: 进行位场转换处理、实现曲面延拓、异常体交互反演、三维物性参数反演。在波数空间中, 完成对地理数据的常规处理, 对任意复杂地质进行正演计算, 进而形成对应的地理参数与目标函数公式。利用共轭梯度算法最优化迭代计算, 逐步剖解地理单元的物理属性数值, 进而用重磁数据进行三维模型解释。可以实现重磁性面积的数据计算分析, 完成体积填图。现实应用案例有, 对塔河航道地理磁性三维物性推演, 确定区域酸性岩体分布情况。对内蒙布墩花航磁异常进行解释, 利用了地质体三维模拟解释技术。包括测量秦皇陵地磁数据的工程环境, 构建出夯土模型, 可以整体透视皇陵的地场与磁场情况。重磁三维反演解释技术, 对于地球磁场科学处理与分析决定了它在地质工程勘察, 绘制三维地图方面发挥出巨大功能。

4 地下电磁波层析成像技术

作为重要的地下物理探测技术之一, 地下电磁波层析成像技术对我国进行深部矿产勘查发挥了巨大的作用。利用电磁波仪器, 可以有效处理钻孔深度浅、透视距离小等问题。中国地下电磁波层析成像技术在提高探矿分辨率上取得不错的应用研究, 提高了对矿体定位的准确度。在进行勘探时, 表现出了较强的抗干扰能力, 精确探测、精细描述的特点。地下电磁波层析成像技术可以利用施工中钻孔与坑道的条件, 勘查许多有色金属, 确定矿体的空间分布情况, 进行推断解释。

地下电磁波法, 是利用孔道与其周边异常体出现较大的高频电性, 如矿产金属、断裂岩石地带、地下暗河等, 进而对其进行定位, 分析其边界、形状、延伸情况, 可以进行有效的地下物理探测, 是一种精准度较高的勘测方法。利用这个方法, 勘测出来地下矿场有: 罗布莎铬铁矿、新疆小热泉子铜矿、池州马头铜钼矿等。

因此, 地下电磁波层析成像技术的应用范围也比较广泛, 尤其是探寻能源方面。地下电磁波层析成像技术相比其他勘查技术而言, 定位精度更加具体, 并可以分析出矿体的空间分布状况, 对于一些地形复杂的山地地区的勘查就更加便利科学。

5 结语

可以看出, 地球物理勘查技术一直都在不断发展, 并且形式丰富。主要是地球地理环境多样化, 并且人们勘查目标也不尽相同, 这些因素推动利用磁场、电法与磁法等技术原理进行实用研究, 诞生了相关的勘探技术。在未来发展中, 地球物理勘查技术一定更加多元, 对地理数据分析也更加透彻, 应用范围也会更大化。

参考文献

[1]陈晓东, 赵毅, 林天亮.高温超导磁强计在电偶源瞬变电磁法中的应用[J].物探与化探, 2012, 36 (1) :65-68.

[2]林品荣, 郭鹏, 石福升, 等.大深度多功能电磁探测技术研究[J].地球学报, 2010, 31 (2) :9-15.

地球物理理论 篇10

工作区位于中天山古板块伊犁星星峡弧盆带Ⅲ级构造单元依格孜塔格晚古生代岩浆弧, 北以红柳河大断裂为界与星星峡古生代岛弧带相邻, 南以茅头山大断裂为界与塔里木古板块南天山弧盆带Ⅲ级构造单元印尼卡拉晚古生代裂谷相邻。

1.1 区域地质特征

区域上地层有震旦系、寒武系、奥陶系、二叠系、第三系及第四系。

区域内岩浆活动强烈, 侵入岩分布广泛, 主要以古生代岩浆岩为主。

脉岩发育, 基性脉岩-酸性脉岩均发育。

构造分东西向构造和北东向构造。

东西向构造带中褶皱轴向和断裂延伸方向一致。褶皱以短轴褶皱为主, 且具有背斜较紧闭, 向斜较开阔的特征。断裂多为高角度的冲断层。

北东向构造带是叠加在东西向构造带之上的一个构造带。区内北东向构造带萌芽于尼盆纪或石炭纪, 成熟于石炭纪至二叠纪。

岩浆活动强烈, 在石炭纪、二叠纪, 尤其二叠纪侵入体广泛分布, 其展布方向均为近北东向。北东向褶皱多为较紧密的线状褶皱, 次级褶皱多具有明显的拖曳现象。断裂构造十分发育。断裂之间长形成较大的构造透镜体。

北西向构造:北西向构造不发育, 仅局部见有其构造形迹, 其方向为北西300度左右。组成的褶皱轴向和层间断裂亦为北西向。褶皱为中等紧密的向斜、背斜;断裂为与褶皱轴向一致的压性结构面。

1.2 区域地球物理特征

区内大致可分为南北两个不同的磁场特征, 南部为一平稳的0-100γ的正背景场, 对应一套古老的片麻岩、片岩;在此背景场上有一EW向带状局部异常, 而北部为NEE向的正负跳跃强烈的磁场区。对应于中基性、中酸性火山岩出露地段。区域性局部升高正磁场可能覆盖的中酸性侵入岩体的反映, 根据相邻地区的规律, 区域性的负磁场可能是前寒武变质岩系的反映;异常带处于海西中期花岗岩与石炭系火山碎屑岩地层相接部位, 形成一向北突出的弧状, 异常强度较大, 一般在数百个γ以上, 经地面检查异常带由火山岩引起。

1.3 区域地球化学特征

1:20万组合异常中Cu元素异常在本区分布面积较大, 反应了Cu元素总的变化情况:西北部高, 中部偏高, 出现两个高中心, 由北向南, 由东南向西北, 由中部向东、西两侧, Cu的含量由高变低, 最高含量66PPm, 最低含量6PPm。

Pb元素分布普遍, 总的变化趋势与Cu基本一致, 最高含量44PPm, 最低含量18PPm。

Zn元素分布普遍, 反应的变化趋势与Cu、Pb基本一致, 最高含量68PPm, 最低含量14PPm。

Cr元素分布普遍, 图幅西北部高, 东北部和中部偏西及东南部较高, 向东西逐渐降低, 最高值266PPm, 最低值90PPm。

Co元素分布普遍, 自图幅西北部向东南出现似反“S”形, 自15.8PPm到9.8PPm到10.6PPm至15.8PPm高面值, 在其西侧出现两个6.2PPm和7.4PPm的低中心, 东部形成一个2.6PPm的低中心。

1.4 区域矿产分布

区域目前发现矿床、矿点较多, 有铁、锰、金、石膏、食盐矿产, 矿床、矿 (化) 点共19处, 航磁异常86个、重砂异常25个、金属异常41个、放射性异常1处。

2 工作区的地质、地球物理、地球化学特征

2.1 地质特征

区域出露的地层为第四系。

工作区断裂构造不发育, 次一级断裂为北东向或近东西向。

工作区内未见大面积岩浆岩, 只有两个辉长岩脉, 辉长岩脉呈北东向展布。

2.2 地球化学特征

工作区地貌类型主要为低山区, 丘陵地形, 相对高差不大, 天然露头较少, 植被不发育。区内水系较发育, 沟谷开阔平坦, 由于各种风化作用改变了元素的存在形式, 在搬运过程中都发生不同程度的元素迁移或富集, 通常物理风化作用在本区起主导作用, 化学作用和生物化学作用为辅助作用。

2.3 地球物理特征

2.3.1 磁法特征

测区出现了明显的局部磁异常四个, 分别为西南部磁异常C1、中部异常C2、东部异常C3、东南部异常C4。C1、C2、C3三个异常从走向看, 处在同一个带上, 应属于同一类磁性体, 磁异常的不相连, 说明该磁性体在走向上不连续, 形成多个透镜状的磁性体独立存在。从C2异常的曲线特征来看, 磁性体呈宽度不大的脉状产出, 且东部宽, 向西逐渐收缩尖灭, 曲线的南缓北陡, 说明磁性体向南倾斜, 倾角大约60°左右。有一定埋深, 顶板埋深约20~30米, , 根据地表所见有基性-超基性岩出露, 推测磁性体也有可能为岩体所引起的。

2.3.2 激电中梯特征

工作区大部分地区电阻率在80欧姆以下, 推测西部的中阻异常应为岩体的综合反映。

工作区大部分区域极化率都在1%以下, 其他异常范围较小, 从异常形态上分析, 均为一些局部的弱极化异常。

16线的30-50号点之间及20线的50号点之间的磁异常与激电异常对应关系较好, 激电测深工作反映极化体向下有一定的延伸。对磁异常进行反演表明, 磁异常主体由基性超基性岩体引起, 磁化率为6000*10-64лSI、8000*10-64лSI。弱激电异常分布在岩体南北两侧的接触带部位, 是寻找铜镍多金属矿的有利部位。

综上所述, 从地、物、化等综合资料研究认为该区是东疆地区重要的铜镍矿成矿有利区段。具有较大的找矿潜力。

摘要：头吊泉西山铜矿通过地质、物探、化探工作大致查明区内地层、构造和侵入岩的分布情况, 在测区局部地段发现的磁异常与激电异常对应关系较好, 激电测深工作反映极化体向下有一定的延伸。对磁异常进行反演结合地质背景认为磁异常主体由中基性、超基性岩体引起, 是寻找铜镍多金属矿的有利部位。

地球物理理论 篇11

摘 要：针对地质工程专业地球物理勘探课程的授课对象的专业特点以及课程本身理论实践并重的特点，从教学内容、教学手段、实验和考核四个环节分别进行探索，提高地球物理勘探课程在地质工程专业的教学效果，通过教育改革的具体实施办法，旨在为实践教育课程的蓬勃发展提供有力理论与实践依据。

关键词：地质工程；地球物理勘探课程；教学研究

随着我国经济建设的快速发展，工程地质人才得到广泛重视。但传统的工程地质勘探方法已不能很好地满足现代工程设计与高效施工的要求，地球物理勘探方法被越来越多地运用到地质工程领域中。

在目前的地质工程专业中，地球物理勘探课程教学产生了一些问题。首先，地球物理勘探课程包含内容多，涉及物理知识面广，是一门数理基础要求很高并与计算机技术等紧密联系的课程，但课时设置相对较少。其次，地质工程专业物探课程的实验环节仪器数量有限，造成许多学生对实践环节认识不深刻。另外，作为当代大学课堂教学的通病，大量移动智能终端的使用使得部分学生有效课堂学习时间少，而地球物理勘探课程内容难度大，会加重这种现象的发生。为了扭转这一局面，提高课程质量，需要根据地质工程专业特点对地球物理勘探课程进行改进，本文从教学内容、教学手段、实验环节以及考核四个方面分别谈一些体会。

一、教学内容的优选

地球物理学涉及大量的数学物理方程，比较抽象，逻辑性也强。但是，地质工程专业的学生很多并不具备地球物理专业的数理基础，因此，在教学内容上应重视培养学生的应用能力，而避免把重点放在烦琐的公式推导上。在课程内容的选取上，应当体现地质工程专业物探学的特点，即地球物理勘探课程教学应突出地质工程专业的特点。地质工程专业学生就业面比较广，因此，高校应根据自身的实际情况，考虑行业的实际需要，突出地球物理勘探课程的特色教育。

对于中国矿业大学的地质专业来讲，很多学生的就业方向以服务矿山为主，因此在课程授课过程中要突出资源和矿产方面的物探知识，兼顾工程物探方法的介绍。授课内容偏重于矿井物探中的最常用的技术与方法——地震勘探、电法勘探以及测井技术。在教材的选取和课程讲授中，大量吸收地球物理勘探方面的新理论、新成果、新信息，特别注重介绍满足现代矿井地质工作需求的矿井地球物理勘探新技术，及时引入国内知名矿井物探专家的最新科研成果充实教学内容，拓宽学生的知识面。

二、教学手段的优化

教学方法及手段的改革是教学改革的重要方面，是培养学生创新精神、实践能力和学习能力的有效举措。地球物理勘探教学中有很多感性认识的内容，应充分利用现代化多媒体手段进行教学。多媒体教学不是简单地将教案搬到计算机上，而是要充分利用多媒体的优势提高教学生动性。由于计算机技术的发展，地球物理勘探所利用的各种物理场的变化规律都可以利用各种数值模拟软件进行仿真，很多研究生都对这类问题展开了研究，所获取的各种模拟成果都可以拿到课堂给学生展示，增加他们对所学知识的直观认识，加强理解。例如：讲述地震波的传播规律时，利用时距曲线公式来描述，讲起来很空洞，学生不容易理解，这时候就可以借助数值模拟的动画进行演示，调动学生的听课热情。再如，讲地震勘探野外施工的时候，播放一段野外施工过程的录像，学生印象很深，很容易就记住了教学内容，增加了课程的直观性和可理解性。

地球物理勘探课程最终的教学目的是应用，在理解基本原理的基础上，可以增加案例教学的比例。案例教学要讲究方式方法，如果不进行引导，直接将案例内容讲给学生，学生当时听个热闹，课后在理解消化上就存在滞后的问题。因此可以在讲述案例前先把问题抛给学生，由学生根据当堂学习内容提出自己的解决方法，或者利用分组的形式来对案例进行讨论，然后可根据学生的解决方法分析存在的问题加以点评。

目前，电子产品的广泛使用及校园网络的便捷，给学生生活带来方便的同时也严重影响了听课效果。对待这个问题，部分学校的做法是上课前收通信工具，下课后返还，这种方式并没有从源头上解决问题。究其原因，主要是学生的课堂积极性没被调动起来。可以将课堂教学分为教学+考核的方式，每次课堂拿出10分钟用来进行课堂测验，考核结果纳入课程最终总评，从而改善听课的效果，同时这样做也使教师最终对每个学生的学习评价更加科学合理。

充分利用微信等带来的便捷，开设课程微信群，既方便为学生答疑，又能方便学生相互学习讨论。教师还可在微信公众平台上发起话题，师生互动讨论，并利用微信的点评和积分功能给予学生激励，这样做促进了师生之间及生生之间观点的碰撞。

三、实践教学的改进

地球物理勘探课程是一门实践性很强的课程，为了保证教学效果，实现教学目标，就要把加强教学实验环节作为课程教学的重要一环。学生通过实验室中各种实验的锻炼，可以加深对理论知识的理解和掌握，也能提高动手能力。但是地质工程专业学生众多，而实验室仪器数量有限，为了避免学生扎堆实验、走马观花，解决学生多、仪器少的矛盾，采用分批、分小组的实验方法。教师应充分利用各种仿真软件在实验之前先给学生演示，并要求学生实验前提交实验方案，使学生对实验内容预先熟悉。

纯粹的实验室教学与实际的工程环境是千差万别的，没到过工地去体验，学生还只是仪器操作员。野外实习能够提升学生处理实际工程问题的能力，然而野外实习需要很大的成本，而且学生的安全也是最让人担心的一个问题。建设固定的校内教学实践基地能够较好地解决野外实习学生的安全问题，而且成本也较低。校内场地实验受实验环境的影响，采用的方法有局限。例如，地震勘探只能采用锤击震源的方法，勘探深度有限，这样很多时候无法获得满意的典型记录信号，缺乏说服力，因此可在校内实验场地预先设计一些典型地质结构埋置于地下，实验数据可以和已知地质模型对照分析，以便更好地实现实验的预期效果。

四、考核方式的改革

地球物理勘探课程的授课对象为大三年级的学生，很多学生开始对课程的投入精力不如低年级基础课多，甚至有部分学生认为考前突击就可以解决问题，这种快餐式的学习方法对知识的长久掌握和理解非常不利。为了提高课程学习的长期效果，我们将随堂考核纳入课程考核体系，使学生带着压力听课，可显著地提高学生的听课效果，同时很大程度上避免了考前突击现象的发生。

互联网的普及使学生能够随时获取大量信息，而且网络让师生在信息获取上趋于同步，这时教师在教学信息资源的掌握上不再具有绝对优势。教师要想更好地利用这些海量信息，就要更多地担任教学内容引导者的角色。除了随堂测试以外，鼓励学生利用课外时间多探索更具时效性的新技术方法。地球物理勘探课程所讲授的内容相对独立，这时教师就可以针对每个不同的勘探方法分别布置课外专题阅读任务，并以学生讲学的方式纳入考核体系。研讨式的教学方式既激发了学生自主学习的热情，又是对课堂教学内容的丰富。

五、结语

教育既要遵循既有的教育规律，又要根据形势变化及时调整教育方法。通过以上几方面的努力，地质工程专业地球物理勘探课程的教学效果得到明显改善，学生专业综合素质得到明显提高，这对增进学生的自信心、培养其独立解决问题的能力有很好的促进作用。良好的学风会在各年级间传递，形成良性循环，从而进一步提升整体教学效果。

参考文献：

[1]李勤.地球物理勘探课程在地质工程专业教学的探索[J].大学教育，2014（4）：111-112.

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[3]潘纪顺.地质工程专业地球物理勘探课的教学改革[J].河南教育（中旬）， 2010（8）：63.

[4]刘向红，张平松，等.应用型示范本科高校实践课程的设计研究[J].中国地质教育，2012（4）：123-125.

基金项目：中国矿业大学教育教学改革与建设课题（2015YB15），江苏高校优势学科建设工程资助项目（PAPD）。

作者简介：许永忠，副教授，主要从事地球物理勘探的教学和科研工作。

地球物理理论 篇12

1 物探技术方法的基本特点

1.1 直接找矿。 勘探对象为矿体, 如磁法勘探磁铁矿, 重力法勘探盐岩, 激电探测硫化物矿等;

1.2 间接找矿。 勘探对象为控矿地质体, 如磁法寻找矽卡岩型铁多金属矿、重力法寻找钾盐, 地震法探测油气构造, 电法圈定含金破碎带或蚀变带等;

1.3 物探资料解释的多解性, 不同的地质体, 可形成相似的异常, 如磁铁矿和基性火山岩均可引起强磁异常, 铜多金属矿与黄铁矿、石墨都能形成激电异常。

1.4 物探成果的等效性, 如地质体较小、物性差异大与地质体规模较大、物性差异小的地质体, 在一定的埋藏条件下也能形成相似异常, 为异常解释造成影响。

1.5 物探异常存在的干扰因素, 如地形对物探异常形成的干扰, 石墨化、黄铁矿化等非成矿蚀变地质体, 同样可形成激电异常, 对激电异常解释和探测形成干扰, 基性火上岩- 玄武岩、中性火山岩-安山岩对磁异常解释和勘探形成的干扰等。

2 物探技术方法及其应用

物探方法按工作原理主要分为重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探、放射性勘探等。

2.1 磁法勘探, 是以自然界中各类岩 ( 矿) 石间的磁性差异而引起地磁场强度变化来进行矿产勘查和解决地质构造问题的一种物探方法。 此法工作效率高, 成本低。

主要用于直接寻找具有磁性的金属矿体, 如磁铁矿、磁黄铁矿等;间接寻找无磁性的金属矿与非金属矿, 如铅锌矿、铜矿、石棉矿等;地质填图和大地构造研究, 如岩体、断裂的圈定、结晶基底的起伏了解等。

2.2 重力勘探, 是通过研究由岩 ( 矿) 石密度差形成的重力场变化来研究地质构造和矿产勘查的一种物探方法。

广泛应用于区域地质的研究, 如划分断裂或隆起、凹陷等, 尤其与有色金属矿关系密切的隐伏花岗岩体, 为成矿预测提供依据。 如:哀牢山推覆构造、澜沧江东侧裂陷带等。 重力勘探也用于金属矿勘查, 可用来圈定岩体、划分断裂带及查明各种构造等地质填图工作, 尤其是勘探含铁石英岩型铁矿及铬铁矿床和沉积矿床 ( 如盐、钾矿) 。

2.3 电法勘探, 是利用天然的和人工建立的直流或交流电 ( 电磁) 场来研究地质构造和矿产勘查及水文勘察的一种物探方法。 电法的种类很多, 现简要介绍几种常用的方法:

①直流电阻率法, 利用人工建立的直流电场来解决地质构造、矿产勘探及水文勘察的一种电法分支方法。 但异常受地形影响大。

②直流时间域激发极化发 ( IP) , 以地壳中各种不同岩 ( 矿) 石激电效应差异为物质基础, 采用某种特定装置, 断续向地下供入正、负电流, 进行地下电场的观测和研究, 来探测某种目标体的一种电法分支方法。 对侵染状硫化金属矿体效果好 ( 如斑岩铜矿、铜矿等) , 块状硫化物矿床效果更好。 在矿产勘查应用中相比而言, 激电法对寻找有色金属矿效果最好。 在地下水、地热勘查和划分含金破碎带中也有广泛的应用。 优点:激电观测结果受地形影响较小。 缺点:仪器较笨重, 探测深度较小, 一般200 米以内。

③瞬变电磁法 ( TEM) 利用不接地回线向地下发送脉冲式电磁场, 观测由地下地质体产生的感应电磁场的时间和空间分布, 来解决相关地质问题。 优点:仪器轻便, 探测深度较大 ( 500 米以上) , 观测结果受地形影响小, 穿透高阻能力强、随机干扰小等, 主要用于金属矿勘查 ( 块状硫化物) 、断裂的寻找、岩性层的划分等。

④可控源音频大地电磁 ( CSAMT) :观测天然电磁场, 来研究地质构造和矿产勘查。 优点: 工作效率高, 探测深度大 ( 数十m至2- 3km间) , 垂向及水平方向分辨力较高, 观测结果受地形影响小, 高阻屏蔽作用小等, 主要用于研究断裂构造、岩体的分布和产状, 也用于深部金属矿产及地下水的探测。

⑤电导率张量测量 ( EH4) :观测人工和天然电磁场进行找矿和研究地质构造的一种物探方法。 优点:探测深度可达1000 米, 仪器较轻便, 应用领域跟CSAMT相似。

2.4 放射性勘探, 是研究地壳内天然放射性元素脱变时放出的α、β、γ 射线的一种物探方法, 主要用于寻找放射性矿产。 方法简便效率高, 放射性能谱测量可划分岩浆岩岩相带。

2.5 地震勘探, 利用人工激发 ( 如爆炸) 产生的弹性波在地层中的传播情况, 用来研究地质构造、地层分层及岩石弹性。 主要应用于油气田、煤田方面的构造地质问题及区域地质问题的解决, 如大地构造单元的划分;工程勘探广范的用来解决浮土厚度、基岩的埋深及基岩面的形状等。

3 地球物理勘查学发展的对策及建议

3.1 地球物理勘查技术发展的主攻方向。 地球物理勘查学科涵盖了地质、矿产、工程等多个领域, 近期和今后发展的主攻方向是提高探测目标的空间几何分辨率, 增强识别、区分、描述尺度更小和结构更复杂的探测目标的能力, 区分物性反差较弱的探测目标的能力, 提高适应在复杂地形、地貌、不利地表条件及各种人文干扰条件下的工作能力, 提高资料综合解释的能力。 要研究煤矿、金属矿, 特别是深部铁矿找矿方法, 地热资源调查方法, 适应福建省地质条件的地质、地球物理、地球化学、遥感等综合找矿评价方法, 工程地质综合勘察方法和工程病害综合最佳判别方法等。

3.2 开展新方法新技术研究与应用。 为了更好地为提高我国经济建设, 应当提高各种基本物探方法技术解决问题能力的研究, 同时引进新技术新方法, 用以解决当前深部地质矿产和工程建设方面的问题。 建议重点开展以下几方面的研究:①高精度磁测资料精细处理和复杂地质构造三维反演方法技术;②区域地温场调查方法技术;③可控源音频大地电磁测深、瞬变电磁法等方法技术在探测覆盖层下地质体的应用技术;④在高阻地电条件下激发极化法测量技术;⑤建筑工程结构检测方法技术。

综上所述, 随着地球物理勘查技术的发展和地质、矿产、工程对地球物理勘查的需求逐渐增加, 地球物理勘查的服务对象逐渐增加, 除了服务于解决地质、矿产传统问题外, 使用于解决工程地质及工程结构等问题越来越广泛。 拓宽地球物理勘查学科的服务领域, 促进本学科的自身发展, 多方位地为经济社会发展服务将成为地球物理勘查的重点内容。

参考文献

[1]赵永贵, 中国工程地球物理研究的进展与未来[J].地球物理学进展, 2002 (17) .