地球物理勘探基础知识
一、基本概念
1．石油
石油是一种液态的，以碳氢化合物为主要成分的矿产品。原油是从地下采出的石油，或称天然石油。人造石油是从煤或油页岩中提炼出的液态碳氢化合物。组成原油的主要元素是碳、氢、硫、氮、氧。
2．石油成因的学说
主要有无机成因和有机成因学说。多数学者认为石油主要是有机成因的。
3．生油岩
按照有机成因学说，大量的微体生物遗骸与泥砂或碳酸质沉淀物埋藏在地下，经过长时期的物理化学作用，形成富含有机质的岩石，其中的生物遗骸转化为石油。这种岩石称为生油岩。
4．储集层
是指能够储存和渗滤油气的岩层，它必须具有储存空间(孔隙性)和储存空间一定的连通性(渗透性)。储集层中可以阻止油气向前继续运移，并在其中贮存聚集起来的一种场所，称为圈闭或储油气圈闭。
5．油气藏
圈闭内储集了相当多的油气，就称为油气藏。
6．油气田
在地质意义上，油气田是一定(连续)的产油面积内各油气藏的总称。该产油面积是受单一的或多种的地质因素控制的地质单位。
7．油气聚集带
油气聚集带是油气聚集条件相似的、位置邻近的一系列油气藏或油气田的总和。它具有明确的地质边界区，形成年产原油430万吨和天然气3.8亿立方米生产能力。8．含油气盆地
在地质历史上某一时期的沉降区，接受同一时期的沉积物，有统一边界，其中可形成并储集油气的地质单元，称做含油气盆地。
9．生油门限
生油岩在地质历史中随着埋藏在地下的深度加大，受到的压力和温度增加，其中的有机质逐步转变成油或气。当生油岩的埋藏到达大量生成石油的深度(也是与深度相应温度)时，叫进入生油门限。
10．油气地质储量及其分级
油气地质储量就是油气在地下油藏或油田中的蕴藏量，油以重量(吨 )为计量单位，气以体积(立方米)为计量单位。地质储量按控制程度及精确性由低到高分为预测储量、控制储量和探明储量三级。地处豫西南的南阳盆地，矿区横跨南阳、驻马店、平顶山三地市，分布在新野、唐河等8县境内。已累计找到14个油田，探明石油地质储量1.7亿吨及含油面积117.9平方公里。1995年年产原油192万吨。
11．油(气)按储量可分
按最终可采储量值可分成4种：特大油(气)田：石油最终可采储量大于7亿吨(50亿桶)的油田。天然气可按1137米3气=1吨原油折算。大型油(气)田：石油最终可采储量0.7～7亿吨(5～50亿桶)的油(气)田。中型油(气)田：石油最终可采储量710～7100
万吨(0.5～5亿桶)的油(气)田。小型油(气)田：石油最终可采储量小于710万吨(5000万桶)的油(气)田。
12．按圈闭类型划分油气藏
有构造油气藏、地层油气藏和岩性油气藏三大类。后两类比较难于发现，勘探难度大，称为隐蔽圈闭油气藏。
13．岩石分类
岩石分沉积岩、火成岩及变质岩三大类。多数油、气储存于沉积岩中，火成岩及变质岩中也可以储存油、气。常见的沉积岩有砂岩、砾岩、泥岩、页岩、石灰岩及白云岩等。
14．地层及其单位
岩石(特别是沉积岩)常常是由老到新呈现为层状排列的，因而把这些排列在一起的岩石统称为地层。地层的单位有大有小，因其成因和时代及工作需要可把排列在一起的岩石划分为不同的地层单位和系统。
15．地层时代划分
地层形成的年代有老有新，通常把地层的时代由老至新划分为太古代、元古代、古生代、中生代、新生代等，与“代”相对应的地层单位则称为“界”，如太古界、……新生界等。“代”可以细分为“纪”，如中生代分为三叠纪、侏罗纪、白垩纪，新生代分为第三纪、第四纪等，与“纪”相对应的地层单位称为“系”，如侏罗系、第三系等。“纪”和“系”还可以再详细划分，如油、气勘探开发工作中常用到的“×××组”和“×××层”，就是更小的地层单位。
16．三维地震勘探
由于地震勘探的测线只提供了二维的信息，要了解一定面积内的地下情况需要把各条测线的地震剖面进行对比，找出相关的信息推断测线之间的地下情况，才能形成整体概念，这就可能产生相当大的人为误差。三维地震是在一定的面积上采用地下地震信息的方法，它可从三维空间(立体的)了解地下地质构造情况。这种方法可以提供剖面的、平面的，立体的地下地质图构造图象，大大地提高了地震勘探的精确度，对地下地质构造复杂多变的地区特别有效。
17．高凝油
通常把凝固点在40℃以上，含蜡量高的原油叫高凝油。辽宁省的沈阳油田是我国最大的高凝油田，其原油的最高凝固点达67℃。
18．稠油
稠油是沥青质和胶质含量较高、粘度较大的原油。通常把地面密度大于0.943、地下粘度大于50厘泊的原油叫稠油。因为稠油的密度大，也叫做重油。我国第一个年产上百万吨的稠油油田是辽宁省高升油田。
19．天然气
地下采出的可燃气体称做天然气。它是石蜡族低分子饱和烃气体和少量非烃气体的混合物。天然气按成因一般分为三类：与石油共生的叫油型气(石油伴生气)；与煤共生的叫煤成气(煤型气)；有机质被细菌分解发酵生成的叫沼气。天然气主要成分是甲烷。20．干气和湿气
油田的伴生天然气，经过脱水、净化和轻烃回收工艺，提取出液化气和轻质油以后，主要成分是甲烷的处理天然气叫干气。一般来说，天然气中甲烷含量在90%以上的叫干气。甲烷含量低于90%，而乙烷、丙烷等烷烃的含量在10%以上的叫湿气。
21．天然气与液化石油气区别
天然气是指蕴藏在地层内的可燃性气体，主要是低分子烷烃的混合物，可分为干气
天然气和湿天然气两种。干气成分主要是甲烷，湿天然气除含大量甲烷外，还含有较多的乙烷、丙烷和丁烷等。液化石油气是指在炼油厂生产，特别是催化裂化、热裂化、焦化时所产生的气体，经压缩、分离而得到的混合烃，主要成分是丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等。
22．沉积相
指在一定的沉积环境下形成的岩石组合。在沉积环境中起决定作用的是自然地理条件的不同，一般把沉积相分为陆相、海相和海陆过渡相。
23．油气盆地数值模拟技术
油气盆地数值模拟技术主要是从盆地石油地质成因机制出发，将油气的生成、运移、聚集合为一体，充分研究各种地质参数，建立数字化动态模型，并形成一维～三维的计算机软件，全方位的描述一个盆地的油气资源形成及地质演化过程。
24．石油勘探
所谓石油勘探，就是为了寻找和查明油气资源，而利用各种勘探手段了解地下的地质状况，认识生油、储油、油气运移、聚集、保存等条件，综合评价含油气远景，确定油气聚集的有利地区，找到储油气的圈闭，并探明油气田面积，搞清油气层情况和产出能力的过程。
25．地震勘探
地震勘探是地球物理勘探中一种最重要的的方法。它的原理是由人工制造强烈的震动(一般是在地下不深处的爆炸)所引起的弹性波在岩石中传播时，当遇着岩层的分界面，便产生反射波或折射波，在它返回地面时用高度灵敏的仪器记录下来，根据波的传播路线和时间，确定发生反射波或折射波的岩层界面的埋藏深度和形状，认识地下地质构造，以寻找油气圈闭。
26．多次覆盖
多次覆盖是指采用一定的观测系统获得对地下每个反射点多次重复观测的采集地震波讯号的方法。它可以消除一些局部的干扰，有利于求得较准确的讯号。27．地震剖面
地震勘探方法是在地面上布置一条条的测线，沿各条测线进行地震施工采集地震信息，然后经过电子计算机处理就得出一张张地震剖面图。经过地质解释的地震剖面图就象从地面向下切了一刀，在二维空间(长度和深度方向)上显示了地下的地质构造情况。
28．地震勘探的数据处理
把记录采集到地震信息的磁带上的大量数据输入到专用的电子计算机中，按照不同的要求用一系列功能不同的程序进行处理运算，把数据进行归类编排，突出有效的，除去无效和错误的，最后把经过各种处理的数据以波形、线形的形式绘制在胶片上或静电纸上，形成一张张地震剖面。这个过程就称做数据处理。29．地震勘探中所说的速度
地震勘探所说的速度即是地震波的传播速度。常用的是平均速度，它是地震波垂直穿过某一岩层界面以上各地层的总厚度与各层传播时间总和之比，可以用来把地震记录的时间转换为深度(距离)。此外，还有层速度、均方根速度、叠加速度等。
30．水平叠加剖面
在用多次覆盖方法采集的地震资料处理过程中，把共同反射点的许多道的记录经动校正以后叠加起来，以提高讯噪比(高讯号与噪声的比例)，压制干扰，用
这种方法处理所得到的地震剖面叫水平叠加剖面。
31．叠加偏移剖面
在地震资料处理中，在水平叠加的基础上，实现反射层的空间自动归位，用这种方法处理得到的地震剖面，就是叠加偏移剖面。
32．垂直地震剖面
地震源放置于地面，接收的检波器置于深井中，地面激发震动后由不同深度的检波器接收地震波讯号，这种方法获得的地震波讯号是单程的，而不是反射或折射回来的，对分析和认识地下地质构造情况更为准确。
33．地震资料解释
地震资料解释是把经过处理的地震信息变成地质成果的过程，包括运用波动理论和地质知识，综合地质、钻井、测井等各项资料，做出构造解释、地层解释，岩性和烃类检测解释及综合解释，绘出有关的成果图件，对测区作出含油气评价，提出钻井位置等。
34．地震地层学
地震地层学是把地层学和沉积学特别是岩性、岩相的研究成果，运用到地震解释工作中，把地震资料中蕴藏的地层和沉积特征的信息充分利用起来，做出系统解释的方法。
35．地震层序
地震层序是沉积层序在地震剖面图上的反映。在地震剖面图上找出两个相邻的反映地层不整合接触的界面，则两个界面之间的地层叫做一个地震层序。但因为受不整合面影响，其间的地层即地震层序是不完整的，沿不整合面追踪到地层变成整合的之后，这个地震层序才是完整的。
36．层序地层学
层序地层学是在地震地层学基础上进一步发展的新学科，是综合地质、地震资料，详细划分并确立地下地层的层序，从而研究其构造活动、沉积环境的变化、岩相分布等。
37．地震相
地震相是指沉积物(岩层)在地震剖面图上所反映的主要特征的总和。地震相标志分为：内部反射结构；反射连续性；反射振幅；反射频率；外部几何形态及其伴生关系。
38．合成地震记录
合成地震记录是用声波测井或垂直地震剖面资料经过人工合成转换成的地震记录(地震道)。它是地震模型技术中应用非常广泛的一种，也是层位标定、油藏描述等工作的基础，是把地质模型转化为地震信息的中间媒介。
39．油气检测技术
油气检测技术是一种综合利用烃类存在的多种地震特性参数(速度、频率、振幅、相位等)来确定油气富集带的方法。这类技术有许多种，目前常用的有亮点技术和AVO技术等。
40．储集层预测技术
储集层预测技术是综合应用地震、地质、钻井、测井等各项资料对地下储集层的分布、厚度及岩性和物理性质变化进行追踪和预测的一项先进技术。41．地震横波勘探
地震波(弹性波)的传播有纵波与横波两种，纵波质点位移的方向与波的传播方向平行，横波的质点位移方向与波的传播方向垂直。现在通用的地震勘探方法
采集的是纵波的讯号，采集横波讯号的称做地震横波勘探。横波在判断岩性、裂缝和含油气性方面有其固有的优点。此种勘探方法在我国正处于研究和实验阶段。
42．重力勘探
各种岩石和矿物的密度(质量)是不同，根据万有引力定律，其引力也不相同。椐此研究出重力测量仪器，测量地面上各个部位的地球引力(即重力)，排除区域性引力(重力场)的影响，就可得出局部的重力差值，发现异常区，这一方法称做重力勘探。它就是利用岩石和矿物的密度与重力场值之间的内在联系来研究地下的地质构造。
43．磁力勘探
各种岩石和矿物的磁性是不同的，测定地面上各部位的磁力强弱以研究地下岩石矿物的分布和地质构造，称做磁力勘探。由于地球本身就是个大磁体，所以对磁力的预测值应进行校正，求出只与岩石矿物磁性有关的磁力异常。一般铁磁性矿物含量愈高，磁性愈强。在油气田区，由于烃类向地面渗漏而形成还原环境，可把岩石或土壤中的氧化铁还原成磁铁矿，用高精度的磁力仪可以测出这种磁异常，从而与其它勘探手段配合，发现油气田。
44．电法勘探
电法勘探的实质是利用岩石和矿物(包括其中的流体)的电阻率不同，在地面测量地下不同深度地层介质电性差异，用以研究各层地质构造的方法，对高电阻率岩层如石灰岩等效果明显。电法勘探种类较多，我国目前石油电法勘探一般用直流电测深、大地电磁测深、可控源声频大地电磁测深等方法，近期又发展了差分标定电法、大地电场岩性探测法等新方法。
45．地球化学勘探
根据大多数油气藏的上方都存在着烃类扩散的“蚀变晕”的特点，用化学的方法寻找这类异常区，从而发现油气田，就是油气地球化学勘探。油气地球化学勘探方法的种类比较多，常用的是土壤烃气体测量、土壤硫酸盐法、稳定碳同位素法、汞和碘测量法等，还有地下水化学法及井下地球化学勘探法。
46．地球物理测井
地球物理测井简称测井，是在钻孔中使用测量电、声、热、放射性等物理性质的仪器，以辨别地下岩石和流体性质的方法，是勘探和开发油气田的重要手段。47．测井系列
不同的测井仪器有不同的性能和作用，在某种地质条件和钻孔条件下，根据一定的地质或工程目的，采用多种有针对性的测井仪器组合起来进行测井，称为达到这种目的的测井系列。
48．电阻率测井
是在钻孔中采用布置在不同部位的供电电极和测量电极来测定岩石(包括其中的流体)电阻率的方法。通常所用的三电阻率测井系列是：深侧向、浅侧向和微侧向电阻率测井。
49．声速测井
声速测井是利用不同的岩石和流体对声波传播速度不同的特性进行的一种测井方法。通过在井中放置发射探头和接收探头，记录声波从发射探头经地层传播到接收探头的时间差值，所以声速测井也叫时差测井。用时差测井曲线可以求出储集层的孔隙度，相应地辨别岩性，特别是易于识别含气的储集层。
50．放射性测井
放射性测井即是在钻孔中测量放射性的方法，一般有两大类：中子测井与自然伽马测井。中子测井是用中子源向地层中发射连续的快中子流，这些中子与地层中的原子核碰撞而损失一部分能量，用深测器(计数器)测定这些能量用以计算地层的孔隙度并辨别其中流体性质。自然伽马测井是测量地层和流体中不稳定元素的自然放射性发出的伽马射线，用以判断岩石性质，特别是泥质和粘土岩。51．井温测井
井温测井又称热测井，它可以进行地温梯度的测量；可以在产液井中寻找产液的井段，在注入井中寻找注入的井段；对热力采油井，可以通过邻井的井温测量检查注蒸汽的效果；可以评价压裂酸化施工的效果等。
52．地层倾角测井
地层倾角测井是在钻孔中测量地层倾斜方向和倾斜角度的方法。根据测得的数据，可以研究地质构造与沉积环境，从而追踪地下油气的分布情况。
53．井径测井
井径测井仪是用来测量钻孔直径的。在未下套管的井中可以测量井径不规则程度，提供下套管固井施工所需要的水泥用量参数；还可根据钻孔的不规则形态，分析判断地下岩层裂缝的发育程度和裂缝的方向。在套管受损坏的井中，可以测量套管损坏的位置和变形情况。
54．自然伽马射能谱测井
自然伽马能谱测井是测量地层中放射性元素铀、钍和钾40的伽马射线强度谱，从而确定它们在地层中的含量，用于分析岩石及流体性质。
55．声波变密度测井
补偿声波测量的是接收到的声波波列的首波达到时间，用于测定地层的声波传播速度，源距较短，其资料用来计算地层孔隙度和确定气层。全波列声波测井记录的是接收到的声波全部波列，可测定岩层的弹性模量，其源距较长，用于求解岩层强度、检查压裂效果及固井质量等，在求解地层孔隙度及判断气层方面比补偿声波更为准确。
56．三孔隙度测井
指补偿中子、补偿密度及补偿声波测井。
57．测井解释的“四性”
“四性”是指地层的岩性、储集性(孔隙度、渗透率)、含油性和物理性。58．测井相
测井相又名电相，是从测井资料中提取与岩相有关的地质信息，并将测井曲线划分若干个不同特点的小单元，经与岩心资料详细对比，明确各单元所反映的岩相，即是测井相。在一个地区建立了测井相后，可以利用测井曲线解释出井的柱状岩性剖面图。
59．油藏描述
油藏描述是一种新技术，它把地震、测井、地质等多方面资料综合起来，运用计算机手段进行处理，定性、定量描述三维空间的油气藏，包括：构造、储层、储集空间、流体性质及分布、渗流物理特征、压力和温度、驱动能量和驱动类型、油气藏类型等，是对油气藏本身正确的认识。
60．井壁取心
井壁取心是使用测井电缆将取心器下入井中，用炸药将取心器打入井壁，取下小块岩石以了解岩石及其中流体性质的方法。
61．油气探井
为勘察地下含油气情况所钻的井称油气探井。探井一般有4大类。⑴参数井：了解一个地区(盆地或凹陷)生油岩和储集岩存在和分布的情况的井；⑵预探井：了解一个圈闭中是否含有油气和储集岩分布情况的井；⑶评价井：在预探井发现含油气储集层后，为探明这个圈闭(油气藏)含油气面积和地质储量所钻的井；⑷资料井：为获得油气藏油层参数(主要是使用特殊工具在钻进中取出整块，进行检测与分析)所钻的井。
62．地质录井
地质录井是配合钻井勘探油气的一种重要手段，是随着钻井过程利用多种资料和参数观察、检测、判断和分析地下岩石性质和含油气情况的方法。主要包括岩屑录井、岩心录井、钻时录井、荧光录井、钻井液录井及气测录井等。63．可燃冰
可燃冰是天然气水合物，其主要万分是CH4·H2O。它的形成与海底石油、天然气密切相关，是埋于海底地层的大量有机质分解形成石油和天然气时，其中的许多天然气被包进水分子中，在海底的低温与压力下形成一种类似冰的透明结晶。1立方米可燃冰释放的能量约相当于164立方米的天然气。目前国际上的公认全球可燃冰总量是所有煤、石油、天然气总和的2-3倍。我国南海海底已发现可燃冰带，估计能量总量相当于我国石油总量的一半。而对东海的调查也得出可燃冰蕴藏量可观的结论。还为新世纪使用高效新能源开辟了广阔的前景。
64．屏蔽
地震波传播到介质分界面后，一部分能量返回形成反射波，一部分能量透过界面继续往下传播，当遇到另一分界面时，一部分返回，另一部分透过界面继续传播。第二个界面往回返的能量遇到第一个界面时，一部分能量返回下部，另一部分能量透过界面回到地表，地面接收到的第二个界面反射的能量大大降低，我们称这种现象叫作屏蔽。上部界面的反射系数越大，则接收到的下部界面的能量越小，称屏蔽作用越厉害。
二、基本问题
1．什么是地球物理勘探
人类居住的地球，表层是由岩石圈组成的地壳，石油和天然气就埋藏于地壳的岩石中，埋藏可深达数千米，眼看不到，手摸不着，所以，要找到油气首先需要搞清地下岩石情况。怎样才能搞清地下岩石的情况呢？这要从岩石的物理性质谈起。岩石物理性质是指岩石的导电性、磁性、密度、地震波传播等特性，地下岩石情况不同，岩石的物理性质也随之而变化。各种物理性质都表现为一种或几种不同的物理现象，如导电性不同的岩石在相同的电压作用下，具有不同的电流分布；磁性不同的岩石，对同一磁铁的作用力不同；密度不同的岩石，可以引起重力的差异；振动波在不同岩石中传播速度不同等。运用现代技术，完全可以记录到上述物理现象的变化，进而可以了解地下岩石的性质及其分布规律，达到寻找地下油气的目的。我们把这种以岩石间物理性质差异为基础，以物理方法为手段的油气勘探技术，称为地球物理勘探技术，简称物探技术。
2．为什么说地球物理勘探是寻找油气的主力军和排头兵
地下油气不是到处都有的，它大多生成在称为沉积岩的地层中，储存于有利的构造（圈闭）内，只有将钻井打在含油气的构造上才能见到油气。油气田的地表多种多样，有平原、沙漠、戈壁、山区、湖泊和海洋；地下情况更加复杂多变，地层有起有伏，含油气地层厚薄不一，埋藏深浅相差悬殊，岩性也各不相同。我们通过什么来了解地下这些地质情况呢？尽管古代人早就发明了钻井技术，但钻井
成本太高，目前钻一口井少则上百万，多则数千万元，花费很大，而且打井只是一孔之见，难以全面掌握地下地质情况。在钻井之前，如能应用地球物理方法选准钻井的地方，这样做往往能比较快、比较省、比较好地解决这一难题。
地球物理勘探的方法很多，各有特点和长处。对一个地区来讲，首先要快速找到沉积盆地，并对盆地的地质结构有个总体的了解，这方面重磁电勘探有明显的优势，它不仅能快速划定沉积盆地的边界，提供盆地内的沉积岩分布及厚度等基本地质信息，而且还能概略地指出含油气有利区带和对油气资源进行初步评价，为下一步勘探做好向导。但是，要想找到油气仅凭重磁电勘探成果还不够，还需要对盆地进行详细勘查，这时，就需要开展精度更高的地震勘探工作。最后应用多种地球物理信息进行综合分析，进一步查明地下地质情况的细节，为钻探提供井位。从石油勘探到建成油气田，是一个较长时间的调查研究、反复认识的过程，在这个系统工程中，地球物理勘探作用很大，在勘探油气的诸多工种中地球物理勘探这道工序最靠前，因此被称为主力军和排头兵。
大庆油田的发现充分地说明了这一勘探过程。大庆油田位于松辽盆地，对它的勘探始于1955年。在对盆地的周边进行地质调查的基础上，首先开展了全盆地的地球物理勘探工作，通过多种资料的综合解释，对盆地的结构有了初步了解，发现盆地中央有一个大型的构造带。经反复论证，该构造带是储存油气的有利场所，并选择构造带上最有利的部位，部署了松基3井，钻探结果完全证实了物探工作的推断。松基3井的喷油，宣告了大庆油田的发现。大庆油田的开发，从根本上改变了中国石油工业的面貌，促进了石油工业的全面发展。尔后，在华北、环渤海湾以及西部诸多油气田等几乎所有油气田的发现和开发中，地球物理勘探工作都起到了主力军和排头兵的作用。
3．当今的油气地球物理勘探技术有哪些？
通过观测不同岩石引起的重力差异来了解地下地层的岩性和起伏状态的方法，称为重力勘探。油气生成于沉积盆地，应用重力勘探可以确定沉积盆地范围。
通过观测不同岩石的磁性差异，来了解地下岩石情况的方法，称为磁力勘探。在沉积盆地中，往往会分布着各种磁性地质体，磁力勘探可以圈定其范围，确定其性质。
通过观测不同岩石的导电性差异来了解地下地层岩石情况的方法，称为电法勘探，与油气有关的沉积岩往往导电性良好（电阻率低），应用电法勘探可以寻找和确定这类地层。
通过观测用人工方法（如爆炸）激发的地震波在不同岩石中的速度变化及其他特征来了解地下岩石情况的方法，称为地震勘探。在以上这四种方法中，重力、磁力、电法三种方法联合起来应用往往可以找出可能有油气的盆地在哪里？盆地中哪里是隆起，哪里是坳陷，哪里是可能最有利的构造等等。这种工作是在找油的开始阶段做的，一般叫做普查。
地震勘探是地球物理勘探最主要的一种勘探方法，具有勘探精度高，能更清晰地确定油气构造形态、埋藏深度、岩石性质等优点，成为油气勘探的主要手段，并被广泛应用。一般用于祥查阶段。
4．地震勘探的三种基本方法
根据震源激发出的振动（也称地震波）向四周传播的波型特征，地震勘探可分为三种基本方法。它们是反射波法、折射波法、透射波法。
（1）反射波法
日常生活中大家可能都有同样的感受：小时候在湖边玩耍时，将一粒石子投入湖
中，平静的湖面在激起浪花的同时，还会产生向四周传播的波纹。水波传到对岸或遇到障碍物时，又会掉转头来反向传播。又如站在山前喊话，顷刻间会听到山那边传过来自己的声音。以上的现象是因为水波和声波在传播时遇到障碍物会发生反射的缘故。与此相似，如果我们在离震源较近的若干接收点（1，2……，N）上布置检波器，就可以测出地震波从震源出发向地下传播遇到不同地层界面（Ⅰ、Ⅱ……）时反射回来的地震波及其依次回到地面各检波点的传输时间t1，t2……（t1，t2称为旅行时），旅行时的不同代表了浅、中、深地层在地下的埋藏深度的不同，运用这些微小差异就能直观地反映出地层的起伏变化。这就是反射波法地震勘探所依据的原理。
（2）折射波法
我们再做一个实验看看，将一根筷子插入盛水的玻璃杯中，咦！筷子入水后魔术般地变折了？从水中取出筷子仍然是直的，这种奇怪现象可能大家都曾见到过，这是光的折射现象。
现在让我们看一看如何进行折射波法地震勘探。炸药爆炸后，激发的地震波向四面八方传播，当遇地层分界面时，除有一部分反射波返回地面外，还有一部分地震波透过分界面并沿着该分界面在下面地层中传播。在一定条件下，这种沿分界面传播的地震波也会返回地面，这种地震波叫折射波。通过接收这种波来分析地层情况的方法就叫折射波法地震勘探。
（3）透射波法
如果我们将激发点和接收点分别放在地质体的两侧，直接接收透过地质体的波，这种勘探方法叫透射波法地震勘探。
目前，反射波法应用最广，折射波法次之，透射波法只作为辅助手段。
5．地球的磁场及磁化作用
说起磁性，大家一定会想到磁铁和指南针。一块磁铁能把铁钉吸引起来，说明它具有一种特殊的力?磁力。远在公元前4世纪的春秋战国时期，中国人就知道磁石具有这种特性?磁性。到了公元前250年的战国末年，中国的祖先用天然磁石做成汤匙状，然后放在刻有方位文字的光滑铜盘上，用它指示方向，这就是世界上最早的指南针，当时叫做“司南”。大约在公元838年，中国首先把指南针用于航海，而且在其他方面，指南针的使用也已相当盛行。直到公元12世纪，中国的指南针才由阿拉伯商人传到欧洲。指南针是我国古代四大创造发明之一，显示了中国劳动人民的智慧，为世界科学技术的发展做出了杰出的贡献。
中国指南针传入欧洲以后，英国人威廉?吉尔伯特进行了大量研究，他在1600
年通过实验提出，地球本身就是一个大磁铁，具有南北不同的极性，并在其周围形成了地磁场。这就解释了指南针一端指向地磁南极，另一端指向地磁北极的现象。磁铁没有跟铁钉接触，就能把铁钉吸了起来，就是通过这种看不见、摸不着的传递媒质?磁场发生作用的。地磁场的分布范围很广，从地核到地球以外几万千米的空间都存在。地磁场对地下岩（矿）石也会产生作用，可使没有磁性的岩（矿）石具有磁性，并形成了自己的磁场，这叫做磁化作用。
一些铁矿山周围存在很强的磁场就是这种磁化作用的结果。其实，这种现象也早为古人所知。相传“一代天骄”成吉思汗在率领他的骑兵奔驰在乌兰察布草原上时，看见远处一座高山，他们快马加鞭直到山前，却突然感到骏马行动缓慢，举蹄艰难，经一番催促到了山顶，居然定在了那里。后经武士们奋力营救，直至铁马掌全部脱落，骏马才恢复了行动自由。成吉思汗拿起乌亮沉甸的矿石，惊讶地称赞“白云博格都，白云博格都！”（意思是：“宝山啊，宝山！”）。虽然
白云鄂博铁矿吸掉成吉思汗马掌的传说无从考证，但白云鄂博铁矿确有非常强的磁性，堪称地壳中的一块大磁铁了。
人类是如何根据磁性的特征找到矿藏的呢？在实际中，最容易被磁化的，是那些含有铁磁性矿物的岩石，所以，在这类岩石形成的矿藏和储油构造周围就存在较强的磁场。同样，它又会对一些铁性物质产生影响，这说明地下存在磁力异常。人类就是根据地磁的这种特性，早在17世纪初就想到用罗盘寻找磁铁矿了，到了1915年，法国人制造了精度较高的磁秤，并在圈定磁性岩体、研究地质构造和寻找油气藏中得到了很好的应用。中国于1940年在玉门油矿进行了磁测试验，1952年成立了第一个油气勘探磁力队。此后，队伍不断发展，几十年来，磁力勘探配合其他油气勘探方法，为中国各大沉积盆地的油气勘探立下了汗马之功。
6．什么是重磁力勘探
当我们走进菜市场时就会发现熙熙攘攘的人群，人们正在购买各种食品和蔬菜。那些商贩们也乐得忙于用秤称这称那。可见，秤对于人们的日常生活是十分重要的。如果说物体的重量是用秤称出来的，没有人反对，但要说地球的重力也能称出来，可能有人会问，重力既看不见，又摸不着，怎么能称呢？其实，物体的重量就是地球重力作用的体现。
高低不平的地下“地形图”。科技人员就可以用它并结合其他物探资料来分析研究地下的地质结构，并推断出哪些地方可能会存在油气藏，这就叫重力勘探。20世纪初，匈牙利物理学家厄缶发明了测定重力变化率的扭秤，并首先在捷克、德国、埃及和美国用于寻找油气藏，且获得成功。1935年，第一台能直接测出重力差的重力仪正式投入使用。此后，不同类型的重力仪也得到迅速的发展。
磁力和重力一样，在地磁场的作用下，由不同地层所形成的地质构造就会呈现出不同的磁性，并产生磁力作用，因而，也就能用磁力仪（或磁秤）来测出不同地点的磁力值。用它记录的数据也绘成各种图件，同重力图配合使用，对寻找油气藏就能起到相辅相成的作用，这就叫磁力勘探。利用磁力找矿远在1870年，瑞典人泰朗和铁贝尔就制成了寻找铁矿的万能磁力仪（罗盘仪）。1915年，法国人施密特制成了磁秤，并在圈定火成岩体和探测油气藏方面得到广泛的应用。
7．什么是电法勘探
公元前6世纪就有关于人工产生电现象的记载。19世纪，电机、电话、电灯这三大发明促使了人类实现电气化。现在，世界进入了信息时代，无论在工业、农业、国防及日常生活的各个领域都已离不开电。
电也能用于找矿。借助于地表的岩石具有导电性能的特征，当我们在地面上两点供入直流电，地下立即会形成一个电场，如果地下的导电性是均匀的，电流线的分布就是规则的；如果地下埋藏着导电性与周围岩石不同的矿体，电场就会发生扭曲。人们通过分析地下电场的变化就可以发现矿体的存在，这就是人工电法勘探的基本思想。
电法勘探历史久远。20世纪20年代，法国科学家什柳姆别尔热等创立和发展了电法勘探的理论。1924年，在原苏联著名地球物理学家彼德罗夫斯基领导下，组成了世界上的第一个电法勘探队，并开展了多种电法方法的试验和研究，他们为推动电法勘探做出了重要贡献。
电法勘探是一个大家庭，根据供电电流的性质可分为直流电法和交流电法两类。如果将电法勘探比作一棵大树，可谓枝繁叶茂。直流电阻率法是电法勘探家族中的重要成员，在20世纪40年代就广泛应用于金属和油气勘探。还有一类方法叫交流电法，它们可利用天然的或人工产生的交变电磁场作为场源研究交变电磁场
的分布规律和时间的变化关系，并可用来解决地质问题和寻找矿床。
研究表明，地球是一个导电体，各岩层的电性（电阻率、极化率等）存在着差异，沉积岩的电阻率一般较低，变质岩和火成岩的电阻率较高，通过电法能较容易地确定沉积盆地范围、沉积岩厚度及其起伏形态。砂岩是很好的储层，当电阻率很高的石油侵入后，就会形成高阻层或高阻异常体，这就为寻找油气提供了电性异常以及有关的地质信息。中国大多数沉积盆地都开展过电法勘探工作，应用电法勘探结果不仅可以对盆地进行构造研究，也可以圈定油气有利富集区，为油气勘探作出积极贡献。随着电法勘探方法的更新、仪器精度的提高和计算机技术的进步，电法勘探能解决的地质问题越来越多，已成为探测油气不可缺少的手段。
8．地震勘探中的纵波与横波
自然界普遍存在着纵波和横波。如将一块石子扔到水中，在石子处产生的向四周传播的水波是纵波。又如将橡皮筋的一端绑在柱子上，沿水平方向拉直，然后向上拉其另一端后突然松手。这时，橡皮筋的每一点呈上、下运动，但看上去好像有个波沿皮筋方向传播，这种波叫横波。
纵波和横波有先后相继发生的现象。发生天然地震时，人们可能有这种感受：首先感到地面上下振动，这是垂直地面振动的、传播速度较快的纵波首先到达造成的；过后又会感到左右摇晃，这是平行地面振动的、传播速度较慢的横波接踵而来造成的。
地震勘探也不例外，它可用纵波进行勘探，也可用横波进行勘探。二者相同之处是均为用人工方法激发地震波，又都是接收由地下反射回来传到地面的波。所不同的是激发和接收地震波的形式不同，各有其专门的震源和接收器。
那么，怎样实现纵波地震勘探呢？在陆上进行勘探时，在井中用炸药放炮是激发纵波最常用的方法。近年来也采用非炸药震源的震源车在地面砸的垂直连续振动法（称纵波可控震源）激发纵波，同时用纵波检波器接收垂直地面振动的纵波。目前纵波地震勘探比较成熟并被广泛使用。
进行横波地震勘探时首先要激发横波（激发方式有炸药震源和非炸药震源两种），同时使用横波检波器接收平行于地面振动的横波。目前横波地震勘探正在崛起。
9．什么叫一维、二维、三维和四维地震勘探
我们生活的空间有一维、二维、三维和多维之说，地震勘探也是如此。地震勘探中的一维勘探是观测一个点的地下情况；二维勘探是观测一条线下面的地下情况；三维勘探是观测一块面积下面的地下情况；若在同一地区不同时间重复做三维地震勘探，则可称之为四维地震勘探。四维是观测同一块面积下面不同时间的地下变化情况。根据地质任务和达到的目的不同，可采用不同维的勘探方法。那么，怎样进行一维地震勘探呢？将检波器由深至浅放在井中不同深度，每改变一次深度在井口放一炮，记录地震波由炮点直接传到检波器的时间，这种只在一口井中观测的方法叫一维地震勘探。它能测出该井孔中地层的速度，借此可以确定各个地层的深度和厚度。
如何实现二维地震勘探呢？将多个检波器与炮点按一定的规则沿一直线（称测线）排列，在测线上打井、放炮和接收。采集完一条测线再采集另一条测线。最后得出反映每条测线垂直下方地层变化情况的剖面图（二维剖面图）。这种方法从20世纪20年代初期已开始使用直至今天。
如果你想看地下物体真实的立体图像就需要做三维地震勘探。它是由二维地震发展来的。三维地震主要在地下条件更复杂的地区或地表难以进行二维地震勘探的地区采用；另外，在已发现油田的地方，为优化油田的勘探开发方案可提出进行
三维地震。三维与二维的主要差别是激发点与接收点的相对位置不同。二维地震要求炮点和检波点沿同一直线；而三维地震则是将多道（必要时可达上千道、上万道）检波器布成十字状、方格状、环状或线束状等，炮点与检波点在同一块面积上，形成面积形状接收由地下返回地面的地震波。其效果可以大大改善记录质量，提高信号的清晰度和分辨率，从而提高解决地质问题的能力，能把油气田的位置确定得更准确。由于三维地震最后得到的是一组立体的数据，根据这个数据体就能给出地层的立体图像（三维立体图）。同时，也可给出由浅至深，一层层的水平切片图，将这些图制成动画，人们就能像看电影一样来解释地下地质情况，既省时、省力，又精确。这种方法在20世纪70年代一经提出就得到了广泛应用。四维地震勘探始于20世纪90年代初，是三维地震的延续。它要求在同一块工区不同时间（可能相隔几个月或几年，时间为第四维）用相同的采集和处理方法将所得到的三维地震勘探成果进行比较。犹如将人物传记的立体电影一帧帧放一遍，细看每帧之间的不同就可以看出人物的成长过程一样。用这种方法研究油气田开采前后三维资料之间的差异就能得出油田的开采情况，找出尚未开采或漏采的剩余油区，达到以少钻井、低成本（因为钻一口井少则上百万、多则几千万，非常昂贵）、多采油的目的。这种方法给石油开采商们带来很大经济利益，因此，他们都愿意开展四维地震观测。
10．为什么用地震勘探方法能找到油气
大千世界变化多。你能想到海拔几千米的喜马拉雅山在若干年前曾深埋在地下吗？你能想到北京十三陵高山上的岩层向南延伸到河北境内竟成为埋在地下几千米、高低起伏的地下山峰，并且其中含有大量的石油吗？那么，怎样才能找到这种深埋地下既看不见又摸不着的石油和天然气呢？在高科技迅速发展的今天，我们可以借助地球物理勘探，特别是地震勘探方法查看地下的奥妙，找出深埋在地下的油气藏。
为什么用地震方法能找到油气呢？地下沉积岩在沉积过程中是由老到新一层层沉积下来的，不同的岩层由于其沉积时代、岩层松软程度、岩石孔隙内所含流体（油、气、水）不同等等，使各岩层之间存在性质不同的岩性分界面。以后的构造运动又使这些分界面形成高低起伏的形状。遇适当条件时，油气就储存在起伏地层的高部位，它称为构造圈闭。那么，我们怎样找到这些构造呢？下图为储存油气的构造示意图。地面上O1点为炮点，S1、S2、S3……Sn为接收点。O1放炮时地震波传到地下构造顶点A1后又反射回到S1点被检波器接收，其接收到的时间为t1，同样，O1放炮经A2后S2接收到的时间为t2，S3接收到的时间为t3。很明显，t1比t2、t3反射时间短。在地震勘探过程中，在接收点处可以得到一系列的时间t，根据这些t值，就可以将地下构造反推出来，从而找到地下储存油气的构造。地震波在地下传播过程中如遇多个分界面就会形成一个个的地震反射波，由浅至深按顺序返回地面。这些波携带着很多与地层性质有关的信息，对这些信息的进行研究除可看到地下几千米深处地层高低起伏的情况外，还可以判断地下到底是什么地层，它的松软程度如何，孔隙中含有什么流体（是石油、是天然气还是水）等等。
在我国，自大庆油田发现以来，绝大多数新油田都是由地震资料提供构造而找到的。世界上的墨西哥湾油田、中东油田、里海油田等许多大中型油田也是如此。可以预料，地震勘探在寻找油气方面仍将发挥重大的作用。
可以说，如果没有地震勘探，现代油气勘探找油找气就很难进行。
11．在海洋里怎样进行地震勘探
大海下面蕴藏着丰富的石油和天然气。在茫茫大海中，我们怎样才能知道哪些地方有石油呢？解决这个难题最有效的手段还是用地震勘探方法。
那么，在海上怎样进行地震勘探呢？在海上航行时大家可能都有这样的感受：在没有任何标志物的情况下，分不出东、南、西、北，也不知道自己所处的位置，可见，寻找海下油气何等困难。然而，海上和陆上地震勘探的目的相同，方法原理和生产过程也没什么两样，只是在海上这一特殊条件下，定位系统、激发与接收地震波的方法有所不同。
在海上，显然无法用经纬仪等手段定位，只有用先进的导航定位系统，目前，除依靠无线电导航定位设备外，主要是采用精度较高的卫星导航定位技术（GPS）。利用人造地球卫星发射的电磁波导航定位具有全球覆盖、全天候和精度高的优点，自1968年开始在海洋石油勘探中使用以来，很快得到广泛使用，可随时确定航船及其拖着的震源和检波器的精确位置。
其次，在海上人工激发地震波与陆上也有所不同，在海上不能使用炸药作震源，炸药震源不仅对海洋造成大量污染，破坏环境，使大量海洋生物死亡。而且，在海水中爆炸容易产生气泡，造成冲击波，干扰有效波，使勘探失败。因此，针对海洋地震特别发展了非炸药震源，主要是空气枪震源。
海上接收地震波的设备也与陆上不同，接收地震波的海洋检波器（又称压电检波器或水听器）是密封在长拖缆中的，并放在水下一定深度上，由深度控制器保持其在记录时深度不变，由船拖着施工。现已发展成一套比较复杂的先进的水下等浮电缆接收系统。
在海上寻找油气时，由船拖着震源和检波器连续航行作业，不需要为放炮而钻炮眼，又因海上没有障碍物，可以保持连续施工和测线均匀分布，全部地震设备都装在一条船上，内有精密的记录仪器和处理计算机系统，有生活供应品、娱乐场所及数据存储装置，船上设雷达和导航系统，无论白天、黑夜，也不论晴天、雨天，均能全天候地连续工作，因此，海上地震工作速度快、成本低、质量好，便于找到海里的油气田。
12．什么是地震勘探的资料采集
现在我们已经知道了返回地面的地震波携带着很多与地层性质有关的信息，利用这些信息就可以知道地下地层的高低起伏情况，它们是硬地层还是软地层，其厚度如何，孔隙中所含的是石油、是天然气或是水，等等。那么怎样才能得到这些信息呢？很明显，要得到这些陆续从地下返回的地震波并将其展示出来绝非易事，这首先需要到野外将这些信息采集回来，也就是野外地震资料采集。
地震资料采集包括测量→钻浅井孔埋炸药（在使用炸药震源时）→埋检波器→布置电缆线至仪器车几个工序。测量的任务是定好测线及爆炸点和接收点的位置。钻井的任务是准备好可下入炸药的浅井，埋炸药就是向井中放入炸药，以在爆炸后产生出地震波。地震波遇岩层界面反射回来被检波器接收并传到仪器车，仪器车将检波器传来的信号记录下来，这就获得了用以研究地下油气埋藏情况的地震记录。
地震勘探野外资料采集主要讲的是怎样产生和怎样接收地震波并将其展示出来。首先，让我们看一看采集地震波的主要设备及方法是怎样发展过来的。
世界上一切事物都会经历由发生、发展到完善的过程。地震资料采集技术也不例外，它的发展主要体现在采集设备的进步上。因为在设备发展过程中，也贯穿着新技术、新方法的不断涌现，只有设备发展了，才能使各种先进方法得以实现。
早期的地震仪器采用电子管元件，体积大且笨重，用照相的方法将地震波在地下的传播过程用多条线记录在相纸上，这些线时而杂乱无章，时而又呈一条条一起向上跳（称波峰）和一起向下跌（称波谷）的曲线，这些线组成了光点地震记录。在记录上，人们只能惟一地利用地震信号的反射时间，由手工画图以推断地下简单的构造形态。运用这种方法，我国曾发现了克拉玛依油田和大庆油田。
从20世纪60年代开始，中国地震采集设备引入了电子计算机，当时制造的模拟磁带地震接收仪虽然应用时间不长，但它的可重复性观测为多次覆盖技术的发展创造了条件。多次覆盖就是对地下同一地段由只进行一次观测的单次观测技术变为进行多次重复性观测的多次观测技术。这项技术革命大大提高了地震资料质量及解决地质问题的能力。在这个时期发现了华北的任丘油田和渤海湾等油田。中国从20世纪70年代开始使用数字记录接收仪，采集方法上除继续延用多次覆盖技术外还开发了提高勘探准确性的三维地震勘探技术。在此期间，除扩大了渤海湾油田的储量外，还发现了新疆塔里木的大气田。
现在，采集设备开始采用遥控、遥测、多道（现已发展到千道以上）地震仪。采集方法除采用三维地震及更高覆盖次数观测的方法外还开发了能更好地解决复杂构造等地质问题的高分辨率和横波地震勘探技术。
目前，海洋地震发展也很快，已全部采用非炸药震源进行工作，勘探精度也随着卫星导航系统及一系列新技术的应用而大为提高。
今后，随着高新技术的应用会进一步为地震勘探的发展创造条件，如四维地震勘探技术和开发地震的应用将进一步扩大地震勘探的服务领域，能将以往由于技术所限而遗漏的剩余油气资源开采出来。
中国地震勘探工作虽然比发达国家开始的晚，但经过近20年的不懈努力，地震采集的绝大多数装备不仅能自己制造以满足国内地震勘探的需要，而且还打入了国际市场，中国的地震采集技术水平已跻身国际先进行列。
（1）．地震仪的结构是什么样的
地震勘探通过放炮产生地震波，再通过埋在地表下的检波器将由地下地层反射回来的信号接收下来再输送到地震仪器中。地震仪的作用是对信号进行记录、加工、处理，以便展示给我们看。那么，地震仪主要由哪几部分组成呢？
在日常生活中大家都听过收音机，收音机是将空中微弱的电磁波信号（电压）通过电压放大、再通过电流放大以推动喇叭工作，使我们听到声音；另一方面，通过选台我们就能听到不同频率的电台播出的节目。地震仪的结构与其相似，不过要比它复杂得多，主要有以下几部分。
第一部分为滤波器。滤波器的作用与收音机选台的作用有些相似，只不过它是滤掉干扰波信号，保留有效信号。地震仪中有多个滤波器，设计滤波器的线路不同，对信号所起的作用也不相同。在数字地震仪中还要设计去假频（去掉假的频率）滤波器。
第二部分是放大器。放大器必须能放大不同频率、不同振幅的信号。要做到在接收到最大信号的同时也能接收到最小信号。放大器采用多级放大以达到稳定放大并有很高放大倍数的目的。与收音机放大的原理相似，地震仪首先用前置放大器将由检波器输入的、微弱的电压信号放大，后续放大器的作用是将电流放大，以便带动光点偏转而照相或推动磁头运动而将信号记录到磁带上。
第三部分是显示系统。放大后的信号必须以能见到的形式展示在人们面前。以前将信号照在相纸上，在使用模拟和数字地震仪后，在将数据记录到磁带上的同时还可以得到一份模拟监视记录，供人们检查采集质量或做初步解释用。
（2）．怎样用人工方法产生地震波
在地震勘探中，怎样用人工方法产生地震波呢？过去很长一段时间内，陆上通常采用炸药爆炸的方法来产生地震波（甚至现在还在沿用）。那是因为它简单、易行。在日常生活中，大家可能都看过用炸药开山的情景：炸药引爆后会放出气体和高热，形成高压气团而急剧膨胀，形成冲击波并在很短的时间作用在周围的物体上。在爆炸中心，山上的岩石被炸得粉碎，形成破坏带；在离爆炸中心较远的地方，即破坏带以外，岩石因受轻微影响只振动而不破碎也不变形，称为振动带。这种冲击波就变成地震勘探所需要的地震波。在地震勘探工作中，一般将炸药下放到8～10米的浅井中，雷管引爆后产生的地震波向四周传播，然后由地面上的检波器接收地下反射回来的地震波。
随着勘探规模的不断扩大和技术的发展，人们逐渐发现用炸药作震源存在许多缺点。例如，钻炮眼和使用炸药费用较高；在工业区、人口稠密区和海上渔业区使用炸药爆炸很不安全而且对环境造成很大污染；在地下条件复杂的情况下，更无法控制产生出的弹性波频率；炸药和雷管的保管和使用都存在一定危险性等。为克服这些不利因素，人们研究出一种能控制能量和频率的非炸药震源，专业上称为可控震源
可控震源为什么能产生地震波又怎样进行工作呢？可控震源是利用先进的液压系统控制的机械装置，它控制重物连续地夯砸，并在地面上形成向下发射的地震波。它有两个特点，一是振动时间可长可短（一般从几秒到数十秒之间），而不像炸药爆炸那样只产生瞬时的一个脉冲波；另一个最大的特点是它在工作时其频率范围和振动的延续时间及方式都可事先制定并实时改变，使我们由定性控制能量变为定量控制。由于这种装置体积大，重量重，无法在海上使用。那么，在海上进行地震勘探时怎样产生地震波呢？由海上特殊条件所决定，地震勘探全部采用非炸药震源，主要有空气枪震源。它是通过一定装置使空气储集在一个高压容器中，经加压到一定程度后，突然在水中释放，产生强大的冲击波向水下和海底以下的地层传播。此外，在海上还使用套筒爆炸器和蒸气枪震源等。
（3）．什么是地震检波器
现在大家都知道了由地下深层反射回来的地震波的能量非常非常弱，我们怎样接收和测量这种能量呢？接收微弱地震波的第一步是用灵敏度很高的地震检波器，它甚至能将其旁边一根小草的摆动所引起的振动记录下来。检波器怎样将这种微小的振动接收下来，并展示给我们看呢？还是让我们做个最简单的实验吧！首先拿一块马蹄形磁铁固定在桌面上，然后用一个接有电流计的线圈在磁铁中间来回移动。这时，我们会发现，随着线圈的移动，电流计指针也随之偏转摆动，说明电流计中有电流流过，线圈移动越快，指针摆动越大。指针摆动的大小代表了电流的强弱，也代表了线圈移动的快慢。这是因为线圈在磁场中运动时能在线圈两端产生电动势，从而有电流流动。人们就是利用这种方法使机械振动能量变成容易测量并展示出来的电能。地震勘探用的电磁型检波器正是利用这种原理制作出来的。应用这样的检波器比直接测量地面机械振动容易得多，也便于记录、放大和显示。在地面上，按一定间距埋置众多检波器，并用它来接收地震波，多重记录和处理可制作成地震剖面。在剖面上不仅能看出地层高低起伏不平，还能看到由于地壳运动形成的断层。所以地震检波器是一种将机械振动转换为电能的机电转换装置。由于各种检波器的设计不同，因而，灵敏度和频率特性也不同，所以，形成了不同的检波器型号。现在陆地用的几乎都是动圈式电磁型检波器，目前又
开发了数字检波器，沼泽或海洋中使用的检波器都是压电式的，也有人将海洋地震勘探中使用的检波器称为水听器。
（4）．怎样看地震记录
为提高效率和精度，在野外采集时，每放一炮同时有很多个按一定规则排列的地震道，它们可以接收从地下地层反射回来的地震波。同时，所有这些地震道统称为一个接收排列。一个排列上从炮点到地震道之间的距离专业上叫做炮检距。一般一个排列少则有几十个地震道，多者达数百道甚至上千道。显示时一般按一个排列显示在一张记录纸上。这就形成多条并排着的黑线。各个地震道同时跳起来的波峰和波谷称同相轴。这些地震记录能提供何种信息以至于使工作人员如此仔细地分析研究它呢？大家都知道，当地下岩层存在分界面时，返回地面的反射波就会引起地面振动，这时，一个排列上所有地震道也就都会跳动，因而会在地震记录上出现波峰、波谷构成的同相轴。因此，如果我们在地震记录上看到的是一些杂乱无章的现象，可以说，这一层段不存在明显的反射界面；如果看到有一层一层的同相轴，说明这个层段存在有多个反射界面，波峰、波谷跳得越高，说明分界面上下岩层的性质差别越大。一般地层含油气后其与上下岩层差别较大，这时在地震记录上会出现振幅比较强的同相轴。在地震记录上不仅能找到可能的含油气地层（当然还要参考其他信息），还能计算出含油气层的倾斜角度及埋藏深度。所以，要研究地下地层的变化，就要学会看地震记录，研究地震记录。质量检验是控制产品质量的必要手段，不同的产品，其检验工具和手段是不一样的。地震勘探是面对几千米深的地下，各个环节来不得半点马虎，尤其是野外采集这道工序，采集质量的好坏直接影响下一步的处理质量和最后的解释效果，因而，必须把好野外数据采集的质量关。
那么，影响野外采集质量的有哪些主要因素呢？简单地说，一是地形，二是地下，三是设备。地震勘探工区有平原、沙漠、山地、海洋；地下的地层有平的、大起大落的、支离破碎的；野外采集使用的设备有20种左右。所有这些都会影响野外数据采集质量。不过，地震采集工作有个很大的特点，不管问题出在哪里都会反映在地震记录上。所以，目前比较科学的，全世界通行的检查采集质量的办法是：应用易于搬动的由高性能小型计算机和配有专门检测软件组成的现场处理系统对采集工作各个环节实施监控。监控的办法是：首先监控各类仪器是否工作正常，方法是将每日、每月仪器的检查记录送到现场处理系统进行处理，根据输出的数据和图表，分析合格不合格，不合格的仪器不能施工，要重新调校。其次是监控试验资料，要把试验资料及时送到现场处理系统进行处理，对处理结果进行分析后确定野外采集方法和施工参数是否合适，能完成地质任务时就可以按照试验阶段确定的方法和参数投入正式生产。最后，对正式生产资料进行监控，在正式生产期间，要随时将生产记录送到现场处理系统进行初步处理，根据处理结果，分析能不能完成勘探任务，如果有问题，应停产检查纠正。
中国于20世纪70年代末期将自己研制的现场处理系统投产使用，不仅保证了野外采集质量一年好于一年，也为中国打入世界地震勘探市场创造了有利条件。
（5）．地震勘探为什么要做多次重复性观测——浅谈多次覆盖技术
地震勘探的目的就是要得出能清晰地反映地下界面形态的地震资料，当地面或地下条件复杂时，为得到满足地质任务要求的高质量的地震记录，人们研究出一种多次覆盖技术。
那么，什么叫多次覆盖技术呢？如果对地下每个点只观测一次，则称为单次覆盖；若在不同接收点上，接收来自地下同一反射点上的反射波，即对地下界面上的每
个点进行多次观测，便得到多张地震记录，将这些记录叠加在一起称为多次覆盖。在地震勘探技术发展的初期，每个反射点只观测一次，产生单次覆盖记录。磁带地震仪的问世为推广多次覆盖技术创造了条件，地震勘探工作有了质的飞跃。多次覆盖技术为什么能提高地震记录质量呢？当地下存在反射界面时，地震记录上就会出现我们需要的同相轴。这些同相轴有时会受到干扰波的影响发生畸变甚至被破坏。为突出有效反射，必须将干扰波去掉。多次覆盖是将多张记录叠加在一起，其结果使反射波得到加强，干扰波被削弱甚至消除。所以应用多次覆盖技术就可以加强反映地下地层的有效反射。与单次覆盖相比，多次覆盖技术能明显提高地震资料质量，提高勘探效果。此法一经提出就成为全世界广为采用的工作方法，是地震勘探史上的一次重大突破。
现在，大多数地震记录的覆盖次数不小于12次（即对界面上每个反射点观测12次的结果相加），常用的为24次或48次，有的地区可超过500次，在实际工作中，可根据不同的地质情况采用合适的覆盖次数。
（6）．地震勘探为什么要用组合爆炸和组合检波
在地震勘探中，人工产生的地震波以球面形式向四周传播。那么，在接收点上，检波器都能接收到什么样的波呢？一种是向下传播的、遇地层分界面后反射回来的、反映地下地质情况的反射波（称有效波）；另外还有由震源产生的、沿地面水平方向传播的波（称面波）、爆炸声音产生的声波以及一些风吹草动引起的不规则的乱七八糟的干扰波等。除第一种是我们需要的有用波外，其他波均属于干扰波应去掉。
怎样压制干扰波呢？多年来，地震勘探工作者主攻的课题之一就是压制干扰波，突出有效波。虽然多次覆盖技术在增强有效波、提高资料质量及勘探效果方面有独到之处，然而，在多次覆盖技术出现之前，地震工作者一直使用组合检波和组合爆炸作为压制干扰的有效而又简单易行的手段，至今仍在沿用。
什么叫组合呢？所谓组合指的是用多个检波器组成一个地震道输入到地震仪器中，或多个炮点同时放炮构成一个总的震源。前者称组合检波；后者称组合爆炸。那么，为什么要用组合技术呢？因为将它们合理地组合在一起可以达到增强反射能量、削弱干扰的目的。由于组合检波成本较低，一般情况下多使用它。但在复杂工区，组合检波和组合爆炸同时使用。
人们不禁要问：多次覆盖技术能突出有效波、压制干扰、提高记录质量，组合的目的也是增强反射能量、削弱干扰，二者有何不同呢？组合检波的每一个地震道需要用很多检波器，这些检波器之间的连接方式和距离是根据这个地区干扰波的性质计算出来的。如果这个地区干扰严重或有好几种干扰波时，单一使用组合很难奏效，就应考虑同时使用多次覆盖技术，因为同时用两种方法压制干扰比仅用一种方法压制干扰效果好得多。经验证明，同时使用组合检波和组合爆炸可获得较好的地质效果。如果再加上多次覆盖就能获得很清晰的浅、中、深层反射地震记录
（7）．怎样提高地震勘探精度
以往的地震勘探只能接收到中、低频成分的地震波。地震波频率低，分辨能力就低，所以地震资料只能分出厚度为几十米到上百米的大套地层。随着勘探程度的提高，要求地震工作者不仅能搞清大套地层，而且还要准确地划分出十几米甚至几米厚的薄层，这就需要研究地震勘探的分辨能力，即分辨率问题。
一些仪器，如放大镜、望远镜等来分辨用裸眼不能分辨的物体，即提高了分辨率。为什么要提高地震勘探的分辨率呢？近年来，虽然地震勘探技术已在油气勘探上
发挥了不小的作用，但与研究油气储层的需要相比还有差距。目前，地震勘探在寻找油气层方面的分辨率还不是很高。当物体在地下的埋藏深度为3～5千米时，大约能分出10～15米厚的地层。然而，油气往往储存在几米厚的地层或反复出现的薄互层中间，要想查清这类地层，目前地震勘探的工作方法是无能为力的，这就需要提高地震勘探的分辨率。那么怎样提高呢？在日常生活中大家都有这样的体会，女同志唱歌、说话时的声音又尖又细，说明她的声音频率比男同志高。虽然传播距离较近，但声音清晰可辨，即分辨率高。从中可知，要想提高地震勘探的分辨率，就要提高地震波中高频成分的清晰度，也就是要从地震采集、资料处理和资料解释三方面入手。虽然精心处理可以使分辨率提高很多，但巧妇难做无米之炊，只有在采集时将高频信号接收下来才能谈到高分辨率的处理和解释。那么，怎样才能将微弱的高频信号记录下来呢？总的要求是努力激发并接收高频成分的地震波。激发时，在保证能量足够强的前提下，尽量减少炸药量。在接收时，一方面要用适合接纳高频的检波器；为防止风吹雨打等不规则干扰的影响，最好把它们插在坑中用土盖上或将其放在浅井中；为提高接收到的总体能量并防止外来干扰，可将几个检波器组合在一起接收。另一方面还要增加地震仪器的接收道数并减小采样之间的间隔。只要做到上述几点，就能把微弱的高频信号接收下来。分辨率提高后，我们就能找到更小的地质体，因而，可从更薄的地层、更小的断层及砂体中找到油和气。
1）垂直分辨率是指用地震记录沿垂直方向能够分辨的最薄地层的厚度，它主要取决于地震波长，当地层厚度小于1/4波长时，称为薄层。
2）当地层厚度大于1/4波长时能够从地震记录的波形特征分辨夹层顶、底界面的反射波。地层厚度等于1/4波长称为调谐厚度，此时顶底界面的反射波产生相长性干涉，振幅最大。
3）横向分辨率是指沿水平方向所能分辨的最小地质体的尺寸。一个深部的地质体必须有较大的延伸面积才能与一个埋深浅的小地质体产生相同的地震响应。只有地质体的尺度大于或等于第一夫列涅尔带，才能从地震记录上分辨该地质体的存在。
4）分辨率与频率成分的关系：提高分辨率需提高地震波的主频，并同时拓宽频带宽度，单频波的分辨率为零。
5）分辨率与信噪比之间的关系：地震记录的信噪比会影响地震记录的分辨率，提高信噪比的处理往往会降低分辨率。信噪比趋于零时，分辨率趋于零，一般信噪比保持在2~4之间较合适。
6）分辨率与大地滤波作用：了解大地滤波作用是衰减信号的高频成分，因而会降低分辨率，要提高地震记录的纵向分辨率，又要有较大的穿透深度，就要增大子波的频带宽度，即子波向低频端扩展。
（8）地震勘探工作参数选择
1）记录长度与时间采样率
采样点数乘以采样率（采样间隔）等于记录长度；
2）采样间隔必须小到不使预期的有效波的最高频率假频化，即满足采样定理。3）最大炮检距就是炮点距最远接收道之间的距离，经验上最大炮检距与目的层深度相近较合适，即xmax=(0.7~1.5)h。最大炮检距太大，会带来宽角反射的影响；
4）最小炮检距不应小于最小目的层深度，最小炮检距大一些，可以有效消除产生的噪声，减小面波、声波干扰。
5）最佳窗口技术，需通过野外试验工作确定，使近炮点道避开面波声波干扰，远炮点端不使反射波振幅和相位发生畸变。对复杂地质构造，应采用多次覆盖技术；
6）道间距又称空间采样率。一般道间距越小，分辨率越高；
7）有利于有效波的对比：选取道间距Dx要保证相邻接收道的波至时间差Dt 8）确保足够的空间采样率：即满足空间采样定理，不使陡倾界面假频化； 9）对反射界面进行充分采样：即在水平叠加时间剖面上，第一夫列涅尔带内至少有两道、四个CDP点。即道间距应小于第一夫列涅尔带半径。 （9）浅层地震勘探野外抗干扰技术 1）组合法是指一组检波器产生一道信号输入，是根据波传播方向的不同来压制干扰的一种方法。 2）规则波均匀线性组合：n个检波器组合后，会使视速度大的有效波落入通放带，组合后的输出振幅得到加强，振幅是组合前的n倍，组合使低视速度的干扰波落入压制带，振幅减小。最终突出了有效波。 3）组合具有频率滤波作用，当视速度无限大时，组合后没有频率滤波作用，当视速度小时，组合后对高频成分有压制，组合后波形产生畸变。为使有效波不产生频率畸变，应设法提高有效波的视速度。如采用近炮点接收、对倾斜界面采用下倾激发，上倾接收。 4）不规则波的组合特性： 如果组合内各检波点接收的不规则干扰波相互统计独立，则统计效应有最大值，即组合使地震记录的信噪比提高倍。 5）组合参数的选取：组合内的参数，如组合内道间距，组合基距L=(n-1)Dx，组合数目n，n增多，会使通放带变窄，对高频信号有抑制作用， 6）组合不利于提高分辨率，具有平均效应。 7）垂直叠加：是利用数字地震仪的信号增强功能，对多次激发信号进行叠加，经m次垂直叠加后，如果每次激发的随机干扰相互统计独立，将使地震记录的信噪比提高倍。 8）水平叠加：水平叠加是对共反射点道集内的信号进行叠加。它是基于多次覆盖观测系统数据。其作用主要是压制多次反射波，提高信噪比。叠加前首先对共反射点道集的记录道进行动校正，对有效波动校正后，可变成t=t0的水平同相轴，而对多次反射波，仍有剩余时差，叠加后有效波相对得到加强，多次反射波相对被削弱。 9）对不规则干扰波，经水平叠加后，信噪比提高倍，n是水平叠加次数。 10）偏移距m对叠加特性的影响：m增大，通放带变窄，因此小偏移距有利于提高分辨率； 11）道间距对叠加频率特性的影响：小道间距通频带变宽，提高分辨率需减小道间距；（13）短排列接收有利于提高分辨率； 12）覆盖次数n的变化对频率特性影响不大，但n大可提高信噪比，同时工作量增大；并可能增强多次反射波同相性。 13）影响叠加效果的因素：（1）界面倾斜；（2）动校正速度不准；（3）地表高程及地表起伏的影响。 （10）地震波速度的测定 1）ps测井：ps测井是p波、s波速度测井的简称，分跨孔法和下孔法（检层法），常用下孔法。目的是得到各地层的纵波和横波速度，并由此计算地层的动弹性模量。广泛用于地基勘查。 2）下孔法现场工作方法：包括1.打测孔；2. 震源设置；3.波动信号测 3)下孔法资料整理解释：将弹性波旅行时间换算成垂直时间，并作垂直时距曲线图，由垂直时距曲线拐点确定界面，由各折射线段斜率倒数求各层速度。 4）利用折射波测量求速度：主要根据相遇观测系统中的直达波斜率求表层速度，由折射波时距曲线斜率倒数求界面速度。 5）利用反射波测量求速度：x2—t2法求速度：在x2—t2坐标系绘制反射波时距曲线，利用斜率倒数并开平方得倒界面上方速度。 6）t—Dt法求速度：利用正常时差公式，换算反射界面上方覆盖层速度。一般是利用大炮检距的正常时差Dt计算波速，并利用大量计算结果取平均值 13．地震资料数字处理是怎么回事 资料处理是将来自地下同一反射点的多个信号进行动、静校正后，迭加在一起，并进行滤波、反褶积、偏移、振幅恢复和提高信噪比，以提供供解释的时间剖面（或数据体）的工作。资料处理也是地震勘探的关键环节。其质量好坏将直接关系到提交成果的优劣。 资料处理一般进行预处理、速度分析、静校正、动校正、迭加、DMO速度分析、DMO迭加、反褶积、滤波、振幅恢复、去噪、偏移等工作。 既然野外地震已经采集到了反映地下地质情况的地震记录，为什么还要进行地震资料数字处理呢？这是因为野外采集的地震记录仅仅是把来自地下地层的各种信息以数码形式记录在磁带上或光盘上，还不能直接反映出地下地层的埋藏深度及起伏变化情况，还需要将地震记录拿到室内输入到运算速度非常快、存贮量非常大、专业功能非常强的计算机系统中，在专家的指令下进行反复计算和分析，才能获得直接反映地下地层真实情况的数据和图像，专业上把这一过程叫做地震资料数字处理。这个过程有点像我们生活中使用的数码照相机（或数码摄像机）的显像过程，将数码照相机拍摄到的图像输入到室内的电脑上，根据需要，对显示在屏幕上的影像进行修改、调整、增加、删减，满意后可通过屏幕拷贝、彩色打印输出图片来，也可以录制到光盘上存贮以供调用，这个过程叫做编辑，也叫处理。不过地震资料的数字处理所用的硬、软件则要复杂得多。因为数码相机拍摄到的图像仅是几米到几十米远的景物，而地震资料数字处理要对从地面开始到地下五六千米甚至上万米深范围内的地震数据进行处理，不仅将上面第一套地层，还要将下面很多套地层逐层搞清楚。这些地层在不同地区形态都不一样，有的很平，有的像喜马拉雅山似的高山，有的像雅鲁藏布江似的河谷。可见地震数字处理要把地下数千米深的看不见、摸不着，又极其复杂的地层情况搞清楚，这是多么难的一门学科。 不过，近些年来由于将迅速发展起来的计算机技术、信息技术等许多高新科学技术引用到地震资料数字处理中，为搞清地下地层情况，寻找深埋地下的油气田提供了条件，提供了可能，而且提高了油气勘探的成功率。 经过数字处理后的成果有好几十种。专业上把反映地层的埋藏深度、厚度以及形态的图件叫做水平叠加剖面（简称叠加剖面）、偏移剖面。把反映地层岩石（砂岩、泥岩等）组成及其物理性质（速度高低、孔隙大小等）等的成果叫地震属性资料。将经过数字处理的这些剖面和属性资料录制到数字磁带或光盘上，可提供给下道工序（解释）使用。 《地球物理勘探》基本特点 （1）地球物理勘探是一种间接的勘探方法 用钻机或其它的机械手段从地下取出岩样来认识地质构造是直接的勘探方法（或称为侵入方法，invasive method)。 地球物理勘探无须从地下取出岩样，而是通过使用专门的仪器在地面（或钻孔中）观察由地下介质引起的某种物理场的分布状态， 收集和记录某些物理信息随空间或时间的变化，并对这些信息的分布特征作出解释和推断，从而揭示地球内部介质物理状态的空间变化和分布规律，以此来了解矿产资源的分布及赋存状态、查明地质构造。 （2）地球物理勘探工作具有效率高、成本低的特点以往的地球物理勘探工作为矿产资源的调查、水文地质及工程地质工作提供了大量的、获得实践检验的重要资料；尤其是在覆盖地区对研究地质构造、指导勘探、成井等方面发挥了重要作用，加快了勘探速度，降低了施工成本，提高了水文地质钻孔的成井率。 （3）地球物理勘探能更全面了解勘探目标的全貌，避 免钻孔勘探‘一孔之见’的弱点 在工程勘察中，尤其是在浅层岩溶勘察中，地球物理勘探工作能提供勘探区域内二维、甚至三维的地下岩溶分布状态，克服钻孔‘一孔之见’的局限性。 跨孔声波、电磁波透视法能了解两孔之间的岩体的完整性，能从整体上评价岩体的完整性与基础的稳定性。 （4）地球物理勘探的应用具有一定的前提条件（一）必要条件： 要有物性差异； （二）充分条件： 1、目前仪器技术条件下，能测出异常： （1）场源体要有一定的规模， （2）场源体要有一定的埋深比， （3）仪器灵敏度要高； 2、干扰要小或能分辨异常； 3、环境条件允许。 （5）反演解释具有多解性 同一物理现象（或者说同一性质的物理场的分布）可以由多种不同的因素引起。 例如，在电法勘探中，视电阻率的变化可以由被测目标体电阻率值的变化引起；也可能由于地形，产状等其他因素的变化引起。这反映了地球物理勘探资料解释具有多解性。 要克服地球物理勘探资料解释的多解性，就必须将其与钻井资料或地质资料相结合进行推断解释，必须掌握一定的地层岩矿石的物性参数。 地球物理学基础复习资料 绪论 一．地球物理学的概念，研究特点和研究内容 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近的物理性质，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。 地球物理学的总趋势：多学科综合和科学的国际合作。 二．地球物理学各分支所依据的物理学原理和研究的物性参数。 地震学：波在弹性介质中的传播。地震体波走时，面波频散，自由振荡的本征 谱特征 重力学：牛顿万有引力定律。地球的重力场和重力位 地磁学：麦克斯韦电磁理论。地磁场和地磁势。 古地磁学：铁磁学。岩石的剩余磁性。 地电学：电磁场理论。天然电场和大地电场 地热学：热学规律，热传导方程。地球热场，热源。 第一章太阳系和地球 一．地球的转动方式。 1.自转地球绕地轴的一种旋转运动，方向自西向东，转速并非完全均匀，有微小变化。 2.公转地球绕太阳以接近正圆的椭圆轨道旋转的运动。 3.平动地球随整个太阳系在宇宙太空中不停地向前运动。 4.进动地球由于旋转，赤道附近向外凸出，日月对此凸出部分的吸引力使地 轴绕黄轴转动，方向自东向西。这种在地球运动过程中，地轴方向发生的运动即 为地球的进动。 5.章动。地轴在空间的运动不仅仅是沿一平滑圆锥面上的转动，地轴还以很小 的振幅在锥面内,外摆动，地球的这种运动叫章动。 二．地球的形状及影响因素。 地球为一梨形不规则回转椭球体。 影响因素：1.地球的自引力---正球体；2.地球的自转----标准扁球体；3.地球内 部物质分布不均匀--不规则回转椭球体 地质勘探安全规程（一） 本标准的制定考虑了地质工作高度流动、分散的野外作业要求，规定了地质勘探作业安全生产条件和作业技术要求。 本标准覆盖了地质勘探技术手段和方法的安全生产技术要求，并考虑了国家有关安全生产、职业健康的现有文件的技术内容。 本标准无意包含地质勘探作业中所有必要的条款。使用者应对本标准的应用自负其责。使用者符合本标准的规定并不免除其所应承担的法律责任。 本标准由国家安全生产监督管理局提出并归口。 本标准由国家安全生产监督管理局组织制定。 本标准由国家安全生产监督管理局、中国地质调查局组织起草。 . 地质勘探安全规程 1 范围 本标准规定了地质勘探工作野外作业、地质测绘、地球物理勘探、地球化学探矿、地质遥感、水文地质、环境地质、工程地质、海洋地质和钻探工程、坑探工程、地质实验测试等方面的安全要求以及职业健康要求。 本标准适用于在中华人民共和国领域内的地质勘探工作设计、生产和安全评价、管理。 本标准不适用于使用地质勘探技术手段和方法从事其延伸业的设计、生产和安全评价、管理。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 中华人民共和国安全生产法（2002） 中华人民共和国民用航空法（1995） 中国民用航空探矿飞行工作细则（1975） 危险化学品安全管理条例（2002） GB 16424─1996 金属非金属地下矿山安全规程 GB/T 6067—1985 起重机械安全规程 GB/T 5972—1986 起重机械用钢丝绳检验和报废实用规范 GB 6722－2003 爆破安全规程 DZ/T 0141—1994 地质勘查坑探规程 GB 3787—1983 手持式电动工具的管理、使用、检查和维修安全技术规程 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1 地质勘探 exploration, prospecting 是指根据国民经济、国防建设和科学技术发展的需要，对一定地区内的岩石、地层、构造、矿产、地下水、地貌等地质情况进行重点有所不同的调查研究工作。包括地质测绘、地球物理勘探、地球化学探矿、地质遥感、水文地质、环境地质、工程地质、海洋地质和钻探工程、坑探工程、地质实验测试等。 3.2 艰险地区 是指海拔3000m以上无人居住的地质工作区。 4 野外作业基本规定 4·1 地质勘探单位，应建立地质勘探工作区安全档案，包括动物、植物、微生物伤害源，流 地球物理勘探与工程物探 一、地球物理勘探分类 （一）地球物理学 地球物理学是运用物理学的原理和方法来研究地球的学问，是一门横跨物理学和地质学的边缘、交叉科学。地球物理学所研究的对象极为广泛，上达数百公里高空的游离层，下至地球深处，包括重力、电场、地磁、地震和放射性等物性特征，都属于其研究的领域和对象。 （二）地球物理勘探 将研究地球的各种物理方法用来寻找地下矿藏，或者用来探测岩体的赋存状况，以满足工程建设的需求，就产生了应用地球物理学，或称为地球物理勘探，简称物探。地球物理勘探是以地下岩体的物理性质的差异为基础，通过探测地表或地下地球物理场、分析其变化规律，来确定被探测地质体在地下赋存的空间范围(大小、形状、埋深等)和物理性质，达到寻找矿产资源或解决水文、工程、环境问题为目的的一类探测方法。 （三）地球物理勘探分类 （1）按探测对象、应用领域的不同，物探可分为： ①石油物探 ②煤田物探 ③金属非金属物探 ④放射性物探 ⑤水文物探 ⑥工程物探 ⑦环境物探 （2）按工作环境的不同，物探可分为： ①地面物探 ②航空物探 ③海洋物探 ④地下物探 二、地球物理勘探方法 根据所探测对象（如岩溶、构造、矿体等各类目的体以及地层等）的物理性质的不同，可将地球物理勘探分为重力勘探、磁法勘探、电法勘探、放射性勘探、地震勘探、地球物理测井和地热勘探等多种方法。 （一）重力勘探 重力勘探是研究由地下岩层与其相邻层之间、各类地质体与围岩之间的密度差而引起的重力场的变化(即“重力异常”)来勘探矿产、划分地层、研究地质构造的一种物探方法。重力异常是由密度不均匀引起的重力场的变化，并迭加在地球的正常重力场上。 重力观测方法主要有动力法和静力法两种。 ⑴动力法是观测物体的运动，直接测定的量是时间。 ⑵静力法是观测物体的平衡，直接测定的量是线位移或角位移。静力法只能用于重力的相对测 什么是地球物理勘探 人类居住的地球，表层是由岩石圈组成的地壳，石油和天然气就埋藏于地壳的岩石中，埋藏可深达数千米，眼看不到，手摸不着，所以，要找到油气首先需要搞清地下岩石情况以及岩石的物理性质。 岩石物理性质是指岩石的导电性、磁性、密度、地震波传播等特性。地下岩石情况不同，岩石的物理性质也随之而变化。我们把以岩石间物理性质差异为基础，以物理方法为手段的油气勘探技术，称为地球物理勘探技术，简称物探技术。 通过观测不同岩石引起的重力差异来了解地下地层的岩性和起伏状态的方法，称为重力勘探。油气生成于沉积盆地，应用重力勘探可以确定沉积盆地范围。 通过观测不同岩石的磁性差异，来了解地下岩石情况的方法，称为磁力勘探。在沉积盆地中，往往会分布着各种磁性地质体，磁力勘探可以圈定其范围，确定其性质。 通过观测不同岩石的导电性差异来了解地下地层岩石情况的方法，称为电法勘探，与油气有关的沉积岩往往导电性良好（电阻率低），应用电法勘探可以寻找和确定这类地层。 通过观测用人工方法（如爆炸）激发的地震波在不同岩石中的速度变化及其他特征来了解地下岩石情况的方法，称为地震勘探。 在以上这四种方法中，重力、磁力、电法三种方法联合起来应用往往可以找出可能有油气的盆地在哪里，盆地中哪里是隆起，哪里是坳陷，哪里是可能最有利的构造等等。这种工作是在找油的开始阶段做的，一般叫做普查。 地震勘探是地球物理勘探最主要的一种勘探方法，具有勘探精度高，能更清晰地确定油气构造形态、埋藏深度、岩石性质等优点，成为油气勘探的主要手段，并被广泛应用。 什么是地球物理测井 井下地层是由各类岩石组成，不同的岩石具有不同的物理化学性质，为了研究各类岩石的物理性质及井下地层是否含有石油天然气和其他有用矿产，建立了一门实用性很强的边缘 学科---地球物理测井学，简称“测井”，它以地质学、物理学、数学为理论基础，采用计算机 信息技术、电子技术及传感器技术，设计出专门的测井仪器，沿着井身进行测量，得出地层 的各种物理、化学性质、地层结构及井身几何特性等各种信息，为石油天然气勘探、油气田 地球物理探矿法 一、地球物理探矿法的基本原理 物探的基本特点是研究地球物理场或某些物理现象。如地磁场、地电场、放射性场等，而不是直接研究岩石或矿石，它与地质学方法有着本质上的不同。通过场的研究可以了解掩盖区的地质构造和产状。它的理论基础是物理学或地球物理学，系把物理学上的理论(地电学、地磁学等)应用于地质找矿。因此具有下列特点和工作前提： (一)物探的特点 1．必须实行两个转化才能完成找矿任务。先将地质问题转化成地球物理探矿的问题，才能使用物探方法去观测。在观测取得数据之后(所得异常)，只能推断具有某种或某些物理性质的地质体，然后通过综合研究，并根据地质体与物理现象间存在的特定关系，把物探的结果转化为地质的语言和图示，从而去推断矿产的埋藏情况与成矿有关的地质问题，最后通过探矿工程验证，肯定其地质效果。 2．物探异常具有多解性。产生物探异常的原因，往往是多种多样的。这是由于不同的地质体可以有相同的物理场，故造成物探异常推断的多解性。如磁铁矿、磁黄铁矿、超基性岩，都可以引起磁异常。所以工作中采用单一的物探方法，往往不易得到较肯定的地质结论。一般情况应合理地综合运用几种物探方法，并与地质研究紧密结合，才能得到较为肯定的结论。 3．每种物探方法都有要求严格的应用条件和使用范围。因为矿床地质、地球物理特征及自然地理条件因地而异，从而影响物探方法的有效性。 (二)物探工作的前提 在确定物探任务时，除地质研究的需要外，还必须具备物探工作前提，才能达 到预期的目的。物探工作的前提主要有下列几方面： 1．物性差异，即被调查研究的地质体与周围地质体之间，要有某种物理性质上的差异。 2．被调查的地质体要具有一定的规模和合适的深度，用现有的技术方法能发现它所 引起的异常。若规模很小、埋藏又深的矿体，则不能发现其异常；有时虽然地质体埋藏较深，但规模很大，也可能发现异常。故找矿效果应根据具体情况而定。 3．能区分异常，即从各种干扰因素的异常中，区分所调查的地质体的异常。如铬铁矿和纯橄榄岩都可引起重力异常，蛇纹石化等岩性变化也可引起异常，能否从干扰异常中找出矿异常，是方法应用的重要条件之一。 二、地球物理探矿法的应用及其地质效果 (一)应用物探找矿的有利条件与不利条件 1．物探找矿有利条件：地形平坦，因物理场是以水平面做基面，越平坦越好；矿体形态规则；具有相当的规模，矿物成分较稳定；干扰因素少；有较详细的地质资料。最好附近有勘探矿区或开采矿山，有已知的地质资料便于对比。 2．物探找矿的不利条件：物性差异不明显或物理性质不稳定的地质体；寻找的地质体或矿体过小过深，地质条件复杂；干扰因素多，不易区分矿与非矿异常等。 (二)物探方法的种类、应用条件及地质效果简要列于表4—5。 物探方法的选择，一般是依据工作区的下列三方面情况，结合各种物探方法的特点进行选择：一是地质特点，即矿体产出部位、矿石类型(是决定物探方法的依据)、矿体的形态和产状(是确定测网大小、测线方向、电极距离大小与排列方式等决定因素)；二是地球物理特性，即岩矿物性参数，利用物性统计参数分析地质构 840-《地球物理学基础》考试大纲 一、试卷满分及考试时间 试卷满分为150分，考试时间为180分钟。 二、试卷的内容结构 地震学 60％ 地磁学 40％ 三、试卷的题型结构 填空题 20％ 分析题 80％ 四、考察的知识及范围 1、地震学 正确理解地震烈度、震级、地震频度、震中距、震源、震中、波阵面、射线、入射角、出射角、视入射角、视出射角、费马原理、球对称介质、本多夫定律、SNELL定律、高速层、低速层、正演、反演、传播速度、质点振动的位移、质点振动的速度和加速度、面波频散、相速度和群速度等概念。 在无源的情况下，建立无限均匀弹性介质中的波动方程及其解，掌握均匀平面波，非均匀平面波以及球面波之间的关系、矢量场分解及其运算，球面波的分解。掌握平面波在介质表面的折射和反射，非均匀平面波叠加形成面波的理论基础，以及自由表面瑞利面波和勒夫面波的频散特性。 以几何地震学为基础，分析近震射线及走时方程，建立首波的形成相关概念及波阵面方程。分析球对称介质中的射线特征与走时曲线的关系，确定地球内部速度分布的公式。 地震学以观测为基础，应了解地震仪的主要组成及工作原理，掌握摆的固有运动与地面运动之间的关系。另外，掌握地方震、近震、远震的射线传播路径、以及各类震相的运动学和动力学特征，学会识别简单的震相，以及利用地震记录定性判地震类别。再次，在测震学中，震级标定和用一个台或三个以上台进行地震定位是必须掌握的内容之一。 2、地磁学 地磁场的构成、地磁标势的通解、高斯系数的确定方法、高斯分析的本质内容；主磁场的起源、分布特点、西向漂移，磁极、地磁极；地壳磁异常特征、地磁异常的正演和反演、海底磁异常特征、居里温度；影响地磁场变化的因素、变化磁场的分类、地磁指数、Sq傅里叶系数确定球谐系数、典型磁暴的发展过程。 近地表地球物理勘探复习资料 一名词解释 1.近地表地球物理勘探：主要利用地球物理学的理论和方法，以地球物理场和地球物质的物理性质差异、分布规律为物质基础，通过观察和研究各种地球物理场的变化来研究和解决近地表人类活动所面临或遇到的工程、水文、环境等方面地质问题的一门应用学科。 2.近地表弹性波勘探：研究人工震源（锤击、炸药爆炸、超声波等）激发所产生的地震波在地下岩层、土壤或其他介质中传播来解决工程、水文、环境等近地表地质问题的方法。 3.地震观测系统：地震波的激发点和接收排列的相互位置关系。 4.波阻抗：地震波在介质中传播时，作用于某个面积上的压力与单位时间内垂直通过此面积的质点流量(即面积乘质点振动速度）之比，具有阻力的含义，称为波阻抗，其数值等于介质密度p与波速V的乘积。 5.地震测井：通过人工方法激发地震波研究地震波在地层中传播的情况以查明地下的地质构造力寻找油气田或其他勘探目的服务的一种物探方法。 6.地震子波：爆炸时产生的尖脉冲，在爆炸点附近的介质中以冲击波的形式传播，当传播到一的距离后，波形逐渐稳定，我们称这种地震波为地震子波，是地震记录中的基本单元。 7.垂向分辨率：它是指地震记录沿垂直方向能够分辨的最薄层的厚度。 8.横向分辨率：它是指地震记录沿水平方向能够分辨的最小地质体。 9.炮检距：炮点与检波点的距离。 10.杨氏模量：弹性体单位长度的变形ΔL/L称为应变，单位截面积上的弹性力F/A称为应力。杨氏模量就是应力与应变之比。E=(F/A)/(ΔL/L) 11.垂直地震剖面法：将检波器置于深井中,在地面激发,深井中不同深度的检波器依次接收后,便得到深度-时间剖面图即垂直地震剖面的方法。 12.泊松比：横向相对减缩ΔD/D和纵向上相对伸长ΔL/L之比。σ=（ΔD/D）/(ΔL/L) 13.面波：只在自由表面或不同弹性的介质风界面附近观测到，其强度随离开界面的距离加大而迅速衰减的波。 14.电法勘探：是以岩、矿石之间的电学性质的差异为基础，通过观测和研究与这些差异有关的电场或电磁场在空间或时间上的分布特点和变化规律，来查明地下地质构造和寻找地下电性不均匀体的一类勘察地球物理方法。 15.电阻率测深法：是探测电性不同的岩层沿垂向分布情况的电阻率方法，该方法采用在同一测点上多次加大供电极距的方式，逐次测量视电阻率ρs的变化。 16.电阻率剖面法：采用固定极距的电极排列，沿剖面线逐点供电和 一、名词解释 1地震勘探：是以不同岩石、矿石间的弹性差异为基础，通过观测和研究地震波 在地下岩石中的传播特性，以实现地质勘查目标的一种研究方法。 2震动图：用μ～t 坐标系统表示的质点振动位移随时间变化的图形称为地震波 的震动图。 3波剖面图：某一时刻 t 质点振动位移μ随距离 x 变化的图形称之为波剖面图。 4时间场：时空函数所确定的时间 t 的空间分布称为时间场。 5等时面：在时间场中，如果将时间值相同的各点连接起来，在空间构成一个面，在面中任意点地震波到达的时间相等，称之为等时面。 6横波：弹性介质在发生切变时所产生的波称之为横波，即剪切形变在介质中传 播又称之为剪切波或 S 波。 7纵波：弹性介质发生体积形变（即拉伸或压缩形变）所产生的波称为纵波，又 称压缩波或 P 波。 8频谱分析：对任一非周期地震阻波进行傅氏变换求域的过程。 9波前面：惠更斯原理也称波前原理，假设在弹性介质中，已知某时刻 t1波前面上的各点，则可把这些点看做是新的震动源，从 t 1时刻开始产生子波向外传播， 经过t 时间后，这些子波波前所构成的包拢面就是t1＋ t 时刻的新的波前面。 10视速度：沿观测方向，观测点之间的距离和实际传播时间的比值，称之为视 速度。 V* 11观测系统 :在地震勘探现场采集中，为了压制干扰波和确保对有效波进行√× 追踪，激发点和接收点之间的排列和各排列的位置都应保持一定的相对关系，这种激发点和接收点之间以及排列和排列之间的位置关系，称之为观测系统。 12水平叠加：又称共反射点叠加或共中心点叠加，就是把不同激发点不同接收 点上接收到的来自同一反射点的地震记录进行叠加。 13时距曲线：一种表示接收点距离和地震波走时的关系曲线，通常以接收点到 激发点的距离为横坐标，地震波到达该接收点的走时为纵坐标。 14同向轴：在地震记录上相同相位的连线。 15波前扩散：已知在均匀介质中，点震源的波前为求面，随着传播距离的增大， 球面逐渐扩展，但是总能量保持不变，而使单位面积上的能量减少，震动的振幅将随之减小，这称之为球面扩散或波前扩散。 二、判断题 1．视速度小于等于真速度。× 2．平均速度大于等于均方根速度。× 3.仅在均匀介质时，射线与波前面正交。× 4.纵波和横波都是线性极化波。× 5.地震子波的延续时间长度同它的频带宽度成正比。× 6.倾斜界面情况下，折射波上倾方向接收时的视速度等于下倾方向的视速度。× 7.折射波时距曲线是通过原点的直线，视速度等于界面速度。× 12．瑞雷面波是线性极化波。× 8.折射波的形成条件是地下存在波阻抗界面。× 9.对水平多层介质，叠加速度是均方根速度。√ 10.从各个方向的测线观测到的时距曲线极小点位置，一般可以确定反射界面的 大致倾向。√ 11.相遇观测系统属于折射波法的观测系统√ 中科院研究生院硕士研究生入学考试 《地球物理学》考试大纲 本“地球物理学”考试大纲适用于中国科学院研究生院固体地球物理与地球动力学等专业的硕士研究生入学考试。“地球物理学”是相关学科专业的基础理论课程，它的主要内容包括地震学、重力与固体潮、地磁学、地热学及海底扩张与板块构造等部分。要求考生对其基本概念有比较深入的了解，掌握基本原理、方法及一般应用。 一、考试内容 （一）介质弹性与波动理论基础 1．弹性介质、应力与形变 2．弹性介质中的波动传播方程 3．弹性介质中的平面波与球面波 4．界面的影响 5．射线理论 （二）地震学基础 1．断层错动和地震波激发 2．地震仪与地震观测记录，地震的烈度、能量和震级 3．地震发震时间与震源位置的基本确定方法 4．地震体波的走时、振幅与理论地震图 5．球面层中地震体波的走时和地球内部基本构造 6．各种常见震相标示规则及其射线路径 7．地震面波的波动方程、频散方程和上地幔结构 8．地球的自由振荡 （三）地球势理论基础 1．地球重力位与地球形状 2．地球重力异常与地球内部构造 3．地球的固体潮 4．地球磁场的一般性质 5．岩石磁性与古地磁 6．地磁成因 7．地磁感应与地球内部的电导性 （四）热流与地球内部温度 1．热传导、热对流与热辐射 2．大地热流 3．热流方程的简单应用 4．地球内部温度 （五）大陆漂移、海底扩张和板块构造 1．大陆漂移与洋底扩张学说 2．板块构造与运动的基本理论与方法 3．地幔对流的基本理论 二、考试要求 （一）介质弹性与波动理论基础 1、了解并掌握地震波的弹性介质理论基础：弹性力学对介质的四个基本假定，应力与形变的基本定义，应力方程的推导过程以及包括杨氏模量与泊松比在内的五个弹性常数之间的相互关系； 2、熟练推导弹性介质中的波动传播方程，掌握纵波与横波的传播特征，了解其速度与密度及相关弹性常数的相互关系； 3、掌握弹性介质中的平面波与球面波的传播特征，特别是在简谐波情况下的振动与传播特征的异同； 4、了解界面的存在对入射纵（横）波、反射纵（横）波及折射纵（横）波的影响，并且掌握平面纵（横）波转播过程中折射系数与反射系数、转换系数的推导； 5、了解地震波射线理论中的费马原理，Snell定律，射线常数、本多夫定律、首波路径、首波临界角等基本概念。 （二）地震学基础 1、了解天然地震基本成因和断层错动激发地震波的基本概念；了解地震仪与地震观测记录的基本原理；了解地震烈度、能量和震级的基本定义；掌握地震发震时间与震源位置的测定原理与基本方法； 2、对于单个水平界面、单个倾斜界面及多层界面，掌握直达波、反射波与首波的走时方程的推导过程；掌握非匀速介质中迴折波参数方程形式的走时公式的推导，了解在不同速度分布函数的形式下，走时曲线的特征；了解平面层中体波的能量与振幅的关系并掌握在平面简谐波情况下的推导，了解直达波、迴折波、反射波与首波情况下，传播过程中的能量发散过程，以及自由界面对入射平面波的能量分配过程的影响等；简单了解地震体波的振幅受到哪些因素的影响以及利用广义射线理论求解理论地震图的基本原理； 3、掌握球面层中地震体波的射线参数方程与本多夫定律等的推导，不同的速率—深度分布曲线情况下对应的地震射线及其走时方程的推导，并了解正常及特殊情况下的走时曲线特征，掌握走时反演的古登堡方法与赫格罗兹—贝特曼—威歇特方法的一般原理与推导过程； 4、了解并掌握常用地震震相的标示规则及其传播过程中的射线路径、走时及振幅特征； 5、了解地震面波与地震体波在传播过程中的异同点，掌握洛夫波与雷利波的传播特征及在一些简单模型下的波动方程和频散方程；了解地震面波的频散方程及其所反映的地球内部构造，了解并掌握群速度与相速度的基本概念及其相互关系推导与计算方法； 中国地质大学研究生院 硕士研究生入学考试《地球物理学基础》考试大纲 一、试卷结构 简述题和论述题 二、考试大纲 1、地球的起源、运动与内部结构 考试内容：太阳系组成与演化、地球的转动与轨迹、地球的内部结构和地球内部的物质组成等方面内容。重点包括太阳系组成与演化、太阳系天体轨道特征、自转特征和质量与密度特征、地球的转动与轨迹、地球内部主要层圈结构（地壳、上地幔、过渡带、下地幔、内核及外地核）及其物理特征、地壳物质组成及洋壳和陆壳的区别以及上地幔、过渡带、下地幔、地核的物质组成及推测方法等问题。 2、地球的形状、密度及重力场 考试内容：地球重力、大地水准面与地球形状、正常重力场与重力异常、地壳均衡与重力均衡异常和潮汐作用与固体潮等方面的内容。重点包括地球重力场、地球的重力位、地球重力变化、重力等位面、大地水准面、地球的基本形状——标准椭球面、垂线偏差与高程异常、正常重力场、各种校正与重力异常、地壳均衡概念、均衡异常、潮汐作用、起潮力、重力固体潮等问题。 3、地球的磁场 考试内容：地球磁场及其构成、岩石磁性、地磁场起源假说、地球的变化磁场和古地磁学与地磁场变迁等方面内容。重点包括地磁要素、地磁要素发布特点、地磁偶极子场、基本磁场、磁异常、地球变化磁场三大类岩石磁性特征、自激发电机假说、地磁场成因的基本解释、地磁平静变化与扰动变化特征、岩石剩余磁性及其成因、古地磁学研究内容及方法、地磁极的漂移、地磁极的倒转等问题。 4、地球的电磁感应和电性结构 考试内容：地球电磁感应的物理基础、电磁感应与地球内部的电导率和地球深部电性结构特征等方面内容。重点包括地球电磁感应的物理基础、地球内部电磁场的来源、球体问题与平面问题、基本方程——麦克斯韦方程组、谐波场方程、趋肤深度、天然场源电磁感应、人工场源电磁感应、地球内部的电导率分特征。 5、地球内部热状态与地热场特征 考试内容：热场概念与岩石热物理特征、地球内部的热源与大地热流、地球内部的温度分布和地球的热历史等方面内容。重点包括地热场与热流密度概念、岩石热导率/比热/热扩散率/生热率、岩石热传递形式、地球原始温度、放射性生热、其它热源、大地热流值及其分布特征、地壳-地幔-地核温度分布规律、地球的热能源与耗损、地球的增温与约束等问题。 6、地球内部的地震波场 考试内容：地震与介质的弹性性质、地震波及其特征、地震体波的传播、地震面波及其特征、 二十多年的地质矿产勘查工作，干得有点累了，也积累了一些经验，现突然想总结发布，希望对大家有所帮助，因为是给单位年轻学员上课用的，故暂定名为“地质勘查工作作业指导讲义”，侧重地质勘查工作实际操作，以满足勘查工作生产需要为目的，不当之处请广大同仁批评指正。 § 1 地质工作中常用的坐标系 坐标是表达地面位置的重要参数，从事地质勘查工作的人时时刻刻都在与坐标打交道，一切地质工作都建立在坐标定位之上，是地质工作的基础。 地球是一个球体，球面上的位置，是以经纬度来表示，我们把它称为“球面坐标系统”或“地理坐标系统”。在球面上计算角度距离十分麻烦，而且地图是印刷在平面纸张上，要将球面上的物体画到纸上，就必须展平，这种将球面转化为平面的过程，称为“投影”。经由投影的过程，把球面坐标换算为平面直角坐标。 § 1.1地理坐标系统 地质工作常用的地理坐标系统有北京54坐标系、西安80坐标系、美国WGS84坐标，目前在全国第二次土地调查中使用的2000国家大地坐标系，在地勘行业中不常用。 一个完整的坐标系统是由坐标系和基准2个方面要素所构成的。下面主要介绍WGS-84大地坐标系、1954年北京坐标系和1980年国家大地坐标系、2000国家大地坐标系4种坐标系统及其 参考椭球的基本常数(基准) 及手持GPS接收机WGS-84、1954年北京坐标系和1980年国家大地坐标系转换参数计算。 一、WGS-84大地坐标系 WGS－84（World Geodetic System，1984年）是美国国防部研制确定的大地坐标系，其坐标系的几何定义是：原点在地球质心，z轴指向BIHl984.0定义的协议地球极(CTP)方向，x轴指向BIHl984.0的零子午面和CTP赤道的交点，Y轴与x轴和z 轴构成右手坐标系。该椭球的参数为： 长半轴：a=6378137m； 第一偏心率：e2=0.00669437999013； 第二偏心率：e”=0.006739496742227； 扁率：F=1/298.25223563。 二、1954年北京坐标系(BJ一54) 建国前，我国没有统一的大地坐标系统，建国初期，在苏联专家的建议下，我国根据当时的具体情况，建立起了全国统一的1954年北京坐标系。该坐标系以格拉索夫斯基椭球为基础，经局部平差后产生的坐标系，与苏联1942年建立的以普尔科夫天文台为原点的大地坐标系统相联系，相应的椭球为克拉索夫斯基椭球，该椭球的参数为： 长半轴：a=6378245 m； 第一偏心率：e2=0.00669342162297： 第二偏心率：e”=0.00673852541468： 绪论 一.地球物理学的概念，研究特点和研究内容 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Z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多解性止演是唯一的，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近的物理性质，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。地球物理学的总趋势：多学科综合和科学的国际合作。二?地球物理学各分支所依据的物理学原理和研究的物性参数。 地震学：波在弹性介质屮的传播。地震体波走时，而波频散，自由振荡的本征谱特征重力学：牛顿万有引力定律。地球的重力场和重力位 地磁学：麦克斯韦电磁理论。地磁场和地磁势。 占地磁学：铁磁学。岩石的剩余磁性。 地电学：电磁场理论。天然电场和大地电场 地热学：热学规律，热传导方程。地球热场，热源。 第一章太阳系和地球 一?地球的转动方式。 1?自转地球绕地轴的一种旋转运动，方向自西向东，转速并非完全均匀，冇微小变化。 2.公转地球绕太阳以接近正圆的椭圆轨道旋转的运动。 3?平动地球随整个太阳系在宇宙太空屮不停地向前运动。 4?进动地球曲于旋转，赤道附近向外凸出，口月对此凸出部分的吸引力使地轴绕黄轴转动，方向门东向曲。这种在地球运动过程中，地轴方向发生的运动即为地球的进动。 5. 章动。地轴在空间的运动不仅仅是沿一平滑圆锥面上的转动，地轴还以很小的振幅在锥面内,外摆动，地球的这种运动叫章动。 二.地球的形状及影响因索。 地球为一梨形不规则回转椭球体。 影响因素：1?地球的自引力…正球体；2?地球的自转■…标准扁球体；3.地球内部物质分布不均匀-不规则冋转椭球体 地球物理勘探基础知识 一、基本概念 1．石油 石油是一种液态的，以碳氢化合物为主要成分的矿产品。原油是从地下采出的石油，或称天然石油。人造石油是从煤或油页岩中提炼出的液态碳氢化合物。组成原油的主要元素是碳、氢、硫、氮、氧。2．石油成因的学说 主要有无机成因和有机成因学说。多数学者认为石油主要是有机成因的。 3．生油岩 按照有机成因学说，大量的微体生物遗骸与泥砂或碳酸质沉淀物埋藏在地下，经过长时期的物理化学作用，形成富含有机质的岩石，其中的生物遗骸转化为石油。这种岩石称为生油岩。 4．储集层 是指能够储存和渗滤油气的岩层，它必须具有储存空间(孔隙性)和储存空间一定的连通性(渗透性)。储集层中可以阻止油气向前继续运移，并在其中贮存聚集起来的一种场所，称为圈闭或储油气圈闭。5．油气藏 圈闭内储集了相当多的油气，就称为油气藏。 6．油气田 在地质意义上，油气田是一定(连续)的产油面积内各油气藏的总称。该产油面积是受单一的或多种的地质因素控制的地质单位。 7．油气聚集带 油气聚集带是油气聚集条件相似的、位置邻近的一系列油气藏或油气田的总和。它具有明确的地质边界区，形成年产原油430万吨和天然气3.8亿立方米生产能力。 8．含油气盆地 在地质历史上某一时期的沉降区，接受同一时期的沉积物，有统一边界，其中可形成并储集油气的地质单元，称做含油气盆地。9．生油门限 生油岩在地质历史中随着埋藏在地下的深度加大，受到的压力和温度增加，其中的有机质逐步转变成油或气。当生油岩的埋藏到达大量生成石油的深度(也是与深度相应温度)时，叫进入生油门限。10．油气地质储量及其分级 油气地质储量就是油气在地下油藏或油田中的蕴藏量，油以重量(吨 )为计量单位，气以体积(立方米)为计量单位。地质储量按控制程度及精确性由低到高分为预测储量、控制储量和探明储量三级。地处豫西南的南阳盆地，矿区横跨南阳、驻马店、平顶山三地市，分布在新野、唐河等8县境内。已累计找到14个油田，探明石油地质储量1.7亿吨及含油面积117.9平方公里。1995年年产原油192万吨。11．油(气)按储量可分 按最终可采储量值可分成4种：特大油(气)田：石油最终可采储量大于7亿吨(50亿桶)的油田。天然气可按1137米3气=1吨原油折算。大型油(气)田：石油最终可采储量0.7～7亿吨(5～50亿桶)的 我对地球物理勘察技术的认识 1 地球物理勘探的实质 地球物理勘探是通过观察和研究各种地球物理场的变化来解决地质问题的一种勘查方法。它是以各种岩石和矿石的密度、磁性、电性、弹性、放射性等物理性质的差异为研究基础用不同的物探方法和物探仪器,探测天然的或人工的地球物理场的变化;通过分析、研究所获得地球物理资料,推断、解释地质构造和矿产分布情况。 2 地球物理勘探工作内容 利用相适应的仪器测量、接收工作区域的各种物理信息,应用有效的处理从中提取出需要的信息,并根据岩(矿)体或构造和围岩的物性差异,结合地质条件进行分析,做出地质解释,推断探测对象在地下赋存的位置、大小范围和产状,以及反映相应物性特征的物理量等,作出相应的解释推断的图件。地球物理勘探是地质调查和地学研究不可缺少的一种手段和方法。 3 地球物理勘探的方法 随着现代科学技术的蓬勃发展,根据其所研究地球物理场的不同,物探方法通常可分为以下几大类:(1)以介质弹性差异为基础,研究波场变化规律的地震勘探和声波探测;(2)以介质电性差异为基础,研究天然或人工电场(或电磁场)的变化规律的电法勘探;(3)以介质密度差异为基础,研究重力场变化规律的重力勘探;(4)以介质磁性差异为基础,研究地磁场变化规律的磁法勘探;(5)以介质中放射性元素种类及含量差异为基础,研究幅射场变化特征的核地球物理勘探;(6)以地下热能分布和介质导热性为基础,研究地温场变化的地热勘探等。 地震勘探是近代发展最快的物探方法之一。它的原理是利用人工激发的地震波在弹性不同的地层内的传播规律来勘探地下的地质情况。在地面某处激发的地震 波在向地下传播时,遇到不同弹性地层就会产生反射波或折射波返回地面,用专门得仪器可以记录这些波,分析所得记录的特点,如波的传播时间、振动形状等,通过专门的计算或一起处理,能较准确的确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,甚至是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。 电法勘探是根据岩石和矿石电学性质(如电性、电化学活动性、电磁感应特性和电性差异)来找矿和研究地质构造的一种地球物理勘探方法。它是通过观测人工的、天然的电场或交变的电磁场,分析、解释这些场的特点规律达到找矿勘探的目的。电法勘探分为两大类,直流电法,包括电阻率法、充电法、自然电场法、直流激发极化法等;交流电法,包括交流激发极化法、电磁法、大地电磁场法、无线电波透视法和微波法。 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重力加速度值得变化而进行地球物理勘探的一种方法。以牛顿万有引力为基础。只要勘探地质体与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,然后结合当地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的埋藏情况,进而找出隐状矿体存在的位置和地质构造情况。 磁法勘探是常用的地球物理勘探方法之一,自然界的岩石和矿石具有不同的磁性,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,她包括地面、航空、海洋磁法勘探及井中磁法勘探等。磁法勘探主要用来寻找和勘探有关矿产;进行地质填图;研究与尤其油漆有关的地质构造及大地都造等。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。效果显著。 《勘探地球物理学基础》习题解答 第一章 磁法勘探习题与解答（共8题） 1、什么是地磁要素？它们之间的换算关系是怎样的？ 解答：地磁场T 是矢量，研究中令x 轴指向地理北，y 轴指向地理东，z 轴铅直向下。地磁场 T 分解为：北向分量为X ，东向分量为Y ，铅直分量为Z 。 T 在xoy 面内的投影为水平分量H ，H 的方向即磁北方向，H 与x 的夹角（即磁北与地理北的夹角）为磁偏角D （东偏为正），T 与H 的夹角为磁倾角I （下倾为正）。X 、Y 、Z ，H 、D 、I ，T 统称为地磁要素。它们之间的关系如图1-1。 图1-1 地磁要素之间的关系示意图 各要素间以及与总场的关系如下： 222222T H Z X Y Z =+=++， c o s X H D =， sin Y H D =? cos H T I =?， s i n Z T I =?， t a n /I Z H =， a r c t a n (/I Z H = tan /D Y X =， a r c t a n (/D Y X = 2、地磁场随时间变化有哪些主要特点？ 解答：地磁场随时间的变化主要有以下两种类型：（1）地球内部场源缓慢变化引起的长期变化；（2）地球外部场源引起的短期变化。 其中长期变化有以下两个特点： 磁矩减弱：地心偶极子磁矩正在衰减，导致地磁场强度衰减（速率约为10～ 20nT/a）。 磁场漂移：非偶极子的场正在向西漂移。（且是全球性的，但快慢不同，平均约0.2o/a）。 短期变化有以下两个特点： 平静变化：按一定的周期连续出现，平缓而有规律，称为平静变化。地磁场的平静变化主要指地磁日变。 扰动变化：偶然发生、短暂而复杂、强弱不定、持续一定的时间后就消失，称为扰动变化。地磁场的扰动变化又分为磁暴和地磁脉动两类。 3、地磁场随空间、时间变化的特征，对磁法勘探有何意义？ 解答：在实际磁法勘探中，一般工作周期较短，主要关心的是地磁场的短期变化，即地磁日变化、磁暴以及地磁脉动。 在高精度磁测中，地磁日变化是一种严重干扰，一般在地面磁测、航空磁测过程中设有专用仪器进行地磁日变观测，以便进行相应的校正，称为日变改正。但在海上磁测时，为了提高测量精度必须提出相应的措施，消除其日变干扰场。 在强磁暴期间，应该暂停野外磁测工作，避免那些严重的地磁扰动覆盖在地质体异常之上。 地磁脉动可以在具有高电导率的地壳层中产生感应大地电磁场，可以作为磁测的激发场。通过测量其大地电流，可以确定地壳层的电导率及其厚度等，以解决某些地质、地球物理问题。 4、了解各类岩石的磁性特征对磁法勘探的有什么意义？ 解答：磁法勘探是以地壳中不同岩（矿）石间的磁性差异为基础，通过观测和研究天然磁场及人工磁场的变化规律，用以查明地质构造和寻找有用矿产的地球物理勘探方法。因此，在磁法勘探前必须了解各类岩（矿）石的磁性参数，以分析总结工作区是否具备磁法勘探的工作前提，为工作方法的选择提供依据；另外，了解工作区各类岩（矿）石的磁性差异、差异大小、分布规律以及成因也是磁法勘探工作的布置和磁测成果资料的解释的重要依据。 第七章声波测井 岩石中声速的差别与岩石致密程度，结构和孔隙充填物等有关。 声波测井是运用声波在岩层中的各种传播规律在钻孔中研究岩层特点的一类方法。 声波测井分类：声波速度、声波幅度、声波全波、声波成像等。 第一节声波测井的物理基础 一、声波物理性质简述 对于声波测井来说，声源能量很小，岩石可看作是弹性体，因此可利用弹性波在介质中传播的规律来研究声波在岩石中的传播过程。 1 ）描述固体弹性的几个参数 ①杨氏模量 E （纵向伸长系数）； ②体积弹性模量 K ； ③切变模量μ； ④泊松比σ。 2 ）声波在岩石中的传播特性 ①纵波与横波（压缩波与剪切波） ②波的能量与振幅的平方或正比 ③声波幅度随传播距离按指数规律衰减 ④波在两种不同介质分界面处的转换—反射与折射，遵循斯耐尔定律。 首波—滑行波在第一种介质中造成的波称为首波，习惯上称为折射波。 二、钻孔内的声波 第二节声波速度测井 一、单发射双接收声波速度测井原理 测量沿井壁传播的滑行波的速度。 二、井眼补偿式声波速度测井原理 目的在于克服井径变化或仪器在井中倾斜时所造成的声速误差。 三、长源距声波测井 目的在于更好地区分纵、横波和低速波，增加探测深度，克服井壁附近低速带的影响。 源距加大到 2.5m 左右可满足上述要求。 全波测井源距较长，以提高各种波的分辨能力。 四、阵列声波测井及分波速度提取 五、偶极横波测井 1 ．单极源及偶极源。 2 ．挠曲波及其与横波的关系。 软地层中，单极源不能产生横波，偶极源的波列中，在纵波之后亦无横波，但有明显的挠曲波，在低频时，挠曲波的速度与横波速度相近，高频时则低于横波的速度，可根据挠曲波的速度来求取横波速度。 第三节声波速度测井的解释与应用 一、影响声波速度测井曲线形状的因素 1 ）周期跳跃 引起声皮跳跃的岩性因素： ①裂缝层，破碎带； ②含气水胶结纯砂岩； ③高速层（波阻抗大，能量不易传递）； ④井径扩大或泥浆中溶有气体。 2 ）源距与间距的影响 源距—要保证克服盲区的影响，使折射波首先到达接收器（ 1m 即可，长源距可达 2.5m ）。 间距—影响分层能力。《地球物理勘探》基本特点
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