地球物理勘查方法簡(jiǎn)介

1、地球物理勘查方法簡(jiǎn)介地球物理勘查簡(jiǎn)稱物探 是地球物理學(xué)的一個(gè)分支。 它是以物理學(xué)理論為基礎(chǔ)， 以地球?yàn)橹饕{(diào)查研究對(duì)象；具有快速、遙測(cè)、信息量大等特點(diǎn)，較易吸收現(xiàn)代科 學(xué)技術(shù)，是深部地質(zhì)調(diào)查的基本方法，也是礦產(chǎn)資源勘查、評(píng)價(jià)不可缺少的手段。 基于物理學(xué)的原理、方法和觀測(cè)技術(shù)，物探方法一般劃分為：磁法、重力法、電法 （含電磁法）彈性波法（含地震法和聲波法） 核法（放射性法） 、熱法（地溫法） 與測(cè)井等 7 大類，和地面，航空、海洋，地下 4 個(gè)工作空域。地震勘探技術(shù)地震勘探是地球物理勘探中重要的方法之一，它具有高精確度、高分辨率，探 測(cè)深度一般為數(shù)十米到數(shù)千米。目前的石油、天燃?xì)夂兔禾骄孜坏拇_

2、定均以地震 勘探資料為重要依據(jù)，在水文工程地質(zhì)調(diào)查、沉積成層礦產(chǎn)的勘查、城市活斷層探 測(cè)以及地殼測(cè)深等工作中，地震勘探也發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。最新的研究成果 表明：對(duì)于不規(guī)則塊狀硫化物金屬礦體，采用散射波地震方法能夠開(kāi)展非沉積型金 屬礦勘查。地震勘探的物理基礎(chǔ)是巖石的彈性差異。地震勘探就是通過(guò)人工方法激發(fā)地震 波，研究地震波在地層中的傳播情況，查明地下地層和構(gòu)造的分布，為尋找礦產(chǎn)資 源、探測(cè)城市活斷層及其它勘探目的服務(wù)的一種地球物理勘探方法。地震勘探方法比較復(fù)雜，其基本原理可用回聲測(cè)距來(lái)說(shuō)明。當(dāng)我們前面不遠(yuǎn)處 有一座直立的高山時(shí)，為了解我們到高山的距離，簡(jiǎn)單的辦法是大喊一聲，測(cè)定我 們從發(fā)聲

3、開(kāi)始到耳朵聽(tīng)到回聲的時(shí)間，根據(jù)聲音在空氣中傳播的已知速度，就可以 計(jì)算出高山離我們的距離。用地震勘探方法探測(cè)埋藏在地下的目標(biāo)，其原理大體也 是這樣，只不過(guò)是地下巖層和土壤要比空氣不均勻的多，因而地震勘探也遠(yuǎn)比回聲 測(cè)距困難復(fù)雜的多。根據(jù)地震方法的特點(diǎn)，地震勘探需要在背景比較平靜的環(huán)境下開(kāi)展，為使該方 法技術(shù)能夠在城市強(qiáng)干擾條件下開(kāi)展工作，物化探所研究開(kāi)發(fā)出了抗干擾高分辨率 地震勘探技術(shù)，解決了常規(guī)地震勘探方法無(wú)法解決的地質(zhì)問(wèn)題。物化探所長(zhǎng)期從事彈性波場(chǎng)探測(cè)和復(fù)雜條件下地震方法技術(shù)的研究和勘查工作， 擁有先進(jìn)的地震儀器配套設(shè)備和專用地震數(shù)據(jù)處理軟件。 主要研究和服務(wù)領(lǐng)域包括： 城市活斷層探測(cè)、重

4、大基礎(chǔ)建設(shè)工程選址勘查、水文工程地質(zhì)調(diào)查、地質(zhì)災(zāi)害防治 工程勘查、金屬礦勘查、煤田和淺層油氣地震勘探等。電法勘探技術(shù)電磁法勘探技術(shù)，是以天然電磁場(chǎng) /人工建立電磁場(chǎng)為源場(chǎng)，采用相應(yīng)的觀測(cè)儀 器和工作手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)地下介質(zhì)電性特征的探測(cè)，并結(jié)合地質(zhì)背景，經(jīng)綜合分析， 最終達(dá)到對(duì)探測(cè)目標(biāo)（如斷裂構(gòu)造、多金屬礦資源、地下水及地?zé)豳Y源、油氣資源 等）信息資料的獲取。由太陽(yáng)、磁層、電離層、大氣層與地球間相互耦合作用等自然條件所形成的電 磁場(chǎng)為天然電磁場(chǎng)，而通過(guò)發(fā)射裝置所建立的電磁場(chǎng)為人工電磁場(chǎng)。在地球物理勘 探中，通過(guò)觀測(cè)天然及人工電磁場(chǎng)進(jìn)行資源勘查和解決地質(zhì)問(wèn)題的方法有：音頻大 地電磁測(cè)深法（ AMT

5、）、大地電磁測(cè)深法（ MT ）、可控源音頻大地電磁測(cè)深法（CSAMT）、瞬變電磁法（TEM ）、激發(fā)極化法（IP、SIP、CR）、甚低頻法（VLF ）、 自然電位法（SP）、大地電場(chǎng)巖性測(cè)深技術(shù)等。 不同的電磁法技術(shù)從不同側(cè)面來(lái)獲取 地下地質(zhì)體的電性信息（電阻率信息、激電信息等） ，在復(fù)雜地形、地質(zhì)條件下的資 源勘查，應(yīng)采用多方法技術(shù)相結(jié)合，以獲取由淺至深的電磁法多參量數(shù)據(jù)信息，為 資源勘查提供詳實(shí)的地球物理資料。電磁法勘查技術(shù)，在儀器研制、數(shù)據(jù)處理、反演解釋上不斷取得新的進(jìn)展。如 國(guó)外開(kāi)發(fā)了 GDP32、V8 、TEM67 等多功能電磁法系統(tǒng)，物化探所研制了天然與人 工電磁場(chǎng)結(jié)合互補(bǔ)的陣列電

6、磁法綜合探測(cè)系統(tǒng)（DEM-川）、瞬變電磁系統(tǒng) （IGGETEM-20 ）等，并開(kāi)發(fā)了實(shí)用的一、二維正反演解釋技術(shù)。電磁法勘查技術(shù) 已廣泛應(yīng)用于多金屬礦資源、地下水地?zé)豳Y源、油氣資源的勘查工作中，并取得顯 著的應(yīng)用效果。磁法勘探技術(shù)地球表面和周圍存在的磁場(chǎng)， 稱為地磁場(chǎng)。 地球物理勘查中的磁力勘查或磁法， 是涎生最早、應(yīng)用范圍最廣的一類物探方法。它是以地下巖（礦）石的磁性（磁化 率和剩余磁化強(qiáng)度）為基礎(chǔ)，通過(guò)觀測(cè)研究其恒穩(wěn)磁場(chǎng)（靜磁場(chǎng)）的空間分布，變 異特征，獲取有用信息；進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查、找礦勘查，預(yù)報(bào)地震等。根據(jù)其數(shù)據(jù)采集 的空域，又分為地面磁法和航空、海洋井中磁測(cè)。在我國(guó)金屬礦物探中，大都把

7、磁法作為直接找礦或間接找礦綜合物探方法中的一種， 特別是在磁測(cè)精度提高之后。 磁法的應(yīng)用和發(fā)展主要以數(shù)據(jù)采集和處理、 反演技術(shù)的進(jìn)步為基礎(chǔ)。 在數(shù)據(jù)處理、 反演技術(shù)方面，我國(guó)基本和國(guó)外同步發(fā)展。我所成立初期，研究創(chuàng)立的適合我國(guó)中 低緯度地區(qū)的斜磁化條件下磁測(cè)資料解釋理論，當(dāng)時(shí)具有國(guó)際領(lǐng)先水平；其中斜磁 化條件下旋轉(zhuǎn)和三軸橢球體磁異常理論曲線圖冊(cè)，是我國(guó)物探使用計(jì)算機(jī)的開(kāi)端。 此外，對(duì)于復(fù)雜磁異常的處理解釋，和空間域、波數(shù)域位場(chǎng)資料處理方法，以及一 些特殊的反演方法，人機(jī)交互任意形體可視化正、反演技術(shù)等研究，有許多創(chuàng)新和 發(fā)展。物化探所現(xiàn)擁有自行研制的 Y12 航空物探（電磁）綜合站系統(tǒng)、 CZ

8、J-1 井中質(zhì) 子磁力儀，和多臺(tái) GSM19T 質(zhì)子磁力儀、 G-858 銫光泵磁力儀，并成功的開(kāi)發(fā)了磁 法資料三維解釋技術(shù)?？沙袚?dān)地面、航空磁法勘查和調(diào)查的各類科研、生產(chǎn)等技術(shù) 服務(wù)工作。重力勘探技術(shù)地球的引力和自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力，其合力稱為重力。地球物理勘查中的重力勘 查或重力法，主要是研究反映地下巖（礦）石密度橫向差異的重力變化，用以提供 構(gòu)造和礦產(chǎn)等地質(zhì)信息，進(jìn)而作出定性、定量的解釋推斷。這種在地表上引起的重 力變化，稱之為重力異常；其規(guī)模、形狀和強(qiáng)度，取決于具有密度差的物體大小， 形狀及深度。重力法可應(yīng)用于油氣、煤炭、金屬非金屬礦及地下水勘查和區(qū)域、海洋、深部 及環(huán)境調(diào)查等領(lǐng)域。需采用

9、靈敏度高、精度高、適合復(fù)雜工作環(huán)境的專門儀器進(jìn)行 采集數(shù)據(jù)。我所重力法的應(yīng)用研究已有近五十年的歷史，承擔(dān)過(guò)多項(xiàng)礦產(chǎn)勘查和地質(zhì)調(diào)查 任務(wù)，參與了“區(qū)域重力資料整理、處理和成圖自動(dòng)化系統(tǒng)”研究，編制出版了 1:250萬(wàn)和1:400萬(wàn)全國(guó)重力圖；研制成功淺海重力測(cè)量系統(tǒng)；開(kāi)展過(guò)航空定點(diǎn)重 力測(cè)量系統(tǒng)試驗(yàn)。在重力異常分離、增強(qiáng)及處理方面，提出了：小波變換多尺度分 析、三度體重力歸一化總梯度算法、優(yōu)化濾波等方法，并基本完成了自動(dòng)迭代三維 反演與體視化成像技術(shù)。現(xiàn)擁有 Lacoste-G型、CG-5 CG-3型高精度重力儀，和海 底高精度重力測(cè)量系統(tǒng)；可承擔(dān)地面、淺海重力勘查和調(diào)查的各類科研、生產(chǎn)等技 術(shù)

10、服務(wù)工作。I lhcb某地重力資料三維反演解釋結(jié)果EH4 電磁系統(tǒng)和高密度電法聯(lián)合找礦效果好最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，某單位運(yùn)用 EH4 和高密度電法儀，短短三年間在覆蓋區(qū)和 危機(jī)礦山深部，成功探獲黃金資源量 100 余噸。EH4 全稱 StratagemEH4 電磁系統(tǒng)， 是基于電磁原理的一種地球物理探礦手段， 垂 直探測(cè)深度超過(guò) 1000 米，用于確定礦化系統(tǒng)深部宏觀的構(gòu)造格架和產(chǎn)狀。 可直接對(duì) 野外測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行二維處理及 EMAP 修正。 EH4 測(cè)量的低阻異常帶反映的是導(dǎo)礦、 容礦通道。StingSwift 高密度電法儀，是目前國(guó)際上最先進(jìn)的高密度電法儀之一，可同時(shí)進(jìn) 行充電率參數(shù)、激發(fā)極化法

11、測(cè)量，其分辨率更為細(xì)致，主要用于探明 170 米深度以 上地質(zhì)體的三維空間形態(tài)，能直觀、形象地反映出地下電性分布斷面，為工程驗(yàn)證 提供可靠的設(shè)計(jì)依據(jù)。不同地質(zhì)體之間的電性差異， 提供了 EH4 、高密度電法儀測(cè)量的物性前提。 通過(guò) 典型剖面實(shí)驗(yàn)與實(shí)際地質(zhì)剖面對(duì)比，提取巖石、礦石的電阻率和充電率，參照該地 區(qū)物性數(shù)據(jù)庫(kù)有關(guān)參數(shù)， 建立礦區(qū)物探數(shù)據(jù)圖像地質(zhì)解釋的地質(zhì) 地球物理模型。2006 年，針對(duì)哈西金礦區(qū) 8 號(hào)脈僅限于地表淺部工程控制，對(duì)其深部延伸情況 不甚了解的情況，他們通過(guò) EH48 條剖面、高密度電法 5 條剖面的測(cè)量工作，證明 在兩條規(guī)模較大的高阻帶 F1、F2中間夾有一條連續(xù)性較好的相對(duì)低阻帶F3,沿走向貫穿測(cè)區(qū)東西，深度在 500 米以上，推測(cè)為低阻破碎蝕變帶。 F1 規(guī)模大，產(chǎn)狀較 陡，延深400米1000米以上，地質(zhì)上對(duì)應(yīng)為硅化較強(qiáng)、夾石英脈的奎依汗斷裂位 置,與 EH4 測(cè)量吻合較好。另外,與 F3 對(duì)應(yīng)有連續(xù)性較好的充電率高值異常 J1, 推測(cè)為破碎蝕變帶和成礦的有利部位