地球物理勘探技术的探讨

地球物理勘探技术的探讨

林方旺

海南省核工业地质大队 海南海口 570206

摘要：地球物理勘探的主要任务是应用地球物理原理和方法开展资源勘探与开发、地震灾害预防预测、地球环境的保护和污染检测，方法手段包括地震勘探、重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地球物理测井、遥感技术和海洋地球物理，本文对其逐一进行分述，地球物理勘探通过综合地质解释获得地下的结构构造和矿产分布。

关键字：地球物理勘探、重力勘探、地球物理测井

一、前言

地球物理学是地球科学中的新兴学科，也是人类深入认识地球的主要工具。地球物理学以物理学研究的发展为依托，运用物理学的理论和方法探索地球内部的结构，动力系统及演化，其范围涉及地壳、地幔和地核，尤其是岩石层和软流层发生的各种物理现象，成因及其过程。地球物理学由固体地球物理学、应用地球物理学、大地测量学、空间物理学、大气物理学、海洋地球物理学等分支学科组成，其中应用地球物理学是地球物理学的主要学科，主要任务是应用地球物理原理和方法开展能源、资源的勘探与开发，地震灾害预防预测、地球环境的保护和污染检测。方法手段包括地震勘探、重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地球物理测井、遥感技术和海洋地球物理，并通过先进的地球物理测量仪器，测量来自地下的地球物理场信息，对测得的信息进行分析、处理、反演、解释，进而推测地下的结构构造和矿产分布，即地球物理资料解释，通过地球物理资料解释，人类已达到深入认识地球、造福人类的目的。依据工作空间位置的不同，又可划分地面物探、航空物探、海洋物探、井中物探等。按照勘探对象的不同，可划分为金属与非金属、石油与天然气、煤、工程与环境物探、水文等。

二、地球物理勘探技术

(一)地震勘探

地震分为天然地震和人工地震两大类,其中地球物理勘探主要利用人工地震进行资源勘探。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，分析所得记录波的特点，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。

在复杂地区,地表起伏变化较大，表层速度横向变化剧烈，岩性多变，表层结构复杂，基岩出露。复杂地表必然引起地震采集激发和接收问题，同时给地震资料处理带来复杂的静校正问题。 静校正问题是目前复杂地球地震勘探所面临的一个主要问题，它在很大程度上决定着资料处理的质量，影响叠前深度偏移及水平叠加的成像效果。传统的野外静校正量估算、初至折射静校正都是建立在有一个相对稳定基准面基础之上的。今后的发展是在老地层出露地区，没有一个相对稳定的折射界面，而地表速度横向变化剧烈的情况下，采用什么样的方法对波场进行校正，走时层析反演近地表模型结构以及不规则观测面上的波动方程延拓及其层替换有可能得到较广泛的应用，成为静校正技术的发展方向。由于地表条件复杂和近地表速度变化显著，给近地表速度模型的反演工作带来了很大的困难。层析成像方法可以较好地模拟介质横向和纵向的速度变化，能同时考虑直达波、透射波、回折波、折射波等初至波，为确定近地表速度结构提供了有效的工具。

(二)重力勘探

重力勘探是地球物理勘探方法之一。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。

(三)磁法勘探

磁法勘探也是地球物理勘探方法之一。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，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。

(四)电法勘探

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。

(五)地球物理测井

测井也属于应用地球物理方法，也叫地球物理测井或石油测井，简称测井，是利用岩层的电化学特性、导电特性、声学特性、放射性等地球物理特性，测量地球物理参数的方法。石油钻井时，在钻到设计井深深度后都必须进行测井，又称完井电测，以获得各种石油地质及工程技术资料，作为完井和开发油田的原始资料，这种测井习惯上称为裸眼测井，而在油井下完套管后所进行的二系列测井，习惯上称为生产测井或开发测井。其发展大体经历了模拟测井、数字测井、数控测井、成像测井四个阶段。通常地球物理测井，把利用电、磁、声、热、核等物理原理制造的各种测井仪器，由测井电缆下入井内，使地面电测仪可沿着井筒连续记录随深度变化的各种参数，通过表示这类参数的曲线，来识别地下的岩层，如油、气、水层、煤层、金属矿床等。

(六)遥感技术

遥感技术是地球物理寻找地球资源的方法之一。遥感技术是从人造卫星、飞机或其他飞行器上收集地物目标的电磁辐射信息，判认地球环境和资源的技术。它是60年代在航空摄影和判读的基础上随航天技术和电子计算机技术的发展而逐渐形成的综合性感测技术。任何物体都有不同的电磁波反射或辐射特征。航空航天遥感就是利用安装在飞行器上的遥感器感测地物目标的电磁辐射特征，并将特征记录下来，供识别和判断。把遥感器放在高空气球、飞机等航空器上进行遥感，称为航空遥感。把遥感器装在航天器上进行遥感，称为航天遥感。完成遥感任务的整套仪器设备称为遥感系统。 航空和航天遥感能从不同高度、大范围、快速和多谱段地进行感测，获取大量信息。航天遥感还能周期性地得到实时地物信息。因此航空和航天遥感技术在国民经济和军事的很多方面获得广泛的应用。例如应用于气象观测、资源考察、地图测绘和军事侦察等。

(七)海洋地球物理

海洋地球物理学是由海洋地球物理勘探发展而来的。海洋地球物理学是海洋科学的重要分枝，海洋勘探有海洋重力测量和海洋地磁测量，海洋勘探在海洋地学一些重大理论的建立、海洋油气资源勘探、天然气水合物探测、海洋国土划界等方面发挥着重要的作用。

三、结束语

总之，地球物理学在资源勘探、资源开发、灾害预防预测、环境监测、重大工程建设等方面发挥这十分重要的作用。随着经济的飞速发展，城市化建设进程不断加快，它在城市建设过程中的影响力也越来越大，地球物理勘探技术将在城市规划、建设和管理等其他更多的领域为社会主义经济发展做出更大的贡献。

参考文献：

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