分类号密级中国地质大学（北京）
课程结课报告
地球物理仪器
学生姓名马敏院（系）地球物理与信息技术专业电子与通信工程学号2110130005
任课教师邓明职称教授
二O一四年四月
1 前言
球物理仪器是认识地球、资源探测、工程勘察、地质灾害监测的重要手段，是地球科学研究的基础，也是前沿技术。在地球物理学领域，地球物理场主体上分为重力场、地磁场、电场、地热场、放射性辐射场和地震波场。日常工作中对矿产资源、油气能源和环境的勘察与监测，对地震灾害的预测与预防，对地球深部圈、层结构以及物质组成和空间状态的探测等都是通过物理场完成的。随着地球物理学在理论、方法和应用方面的不断进步，科学与技术发展的需求日益增加，相应学科的仪器与设备得到了迅速发展，物理学、力学、信息学和计算机技术中的一些新成就得到了广泛应用，地球物理观测的精度和对信息的分辨率不断提高。地球物理勘探仪器是集当代先进技术如传感器、电子、计算机、数据传输和通讯等技术为一体的综合系统。它的革新与发展总是伴随着新技术的推广和完善。地球物理仪器按照所测量的地球物理场，主要分为重力仪、磁力仪、电法仪、浅层地震仪、测井仪以及放射性仪器等。
地球物理仪器在许多部分存在相似的电路，例如模拟通道和数字通道，前置放大电路和滤波电路，A/D采样和数模转换等，除此之外还会连接通信接口、显示接口以及键盘接口等等。但是地球物理仪器往往又有自己的一些特点：（1）频带较宽，大动态范围；（2）高速、高分辨率和高信噪比；（3）集成度高，功能多但是功耗较低；（4）操作简单，轻便灵活，现场实时显示结果，宽工作温度范围，高稳定度
在以上各个重要参数中，高分辨率是地球物理仪器的最为关键参数，这是因为在地球物理勘探中，传感器接收的信号一般都很小，如直流电法仪中，测量大地的自然电位时，信号可能只有几uV；地震勘探中，检波器接收的信号也只有几pV；瞬变电磁仪接收到的二次场信号也只有几nv。这就要求A/D转换器具有很高的分辨率，因此目前的地球物理仪器设计中大都采用了24位△∑A/D采样技术，以达到高分辨率的目的。另外高信噪比也是地球物理仪器的特点，由于传感器输出的有用信号很小，而干扰信号是随机信号，且频带很宽，有时候噪声比有用信号大几个数量级，如直流电阻率测量系统中，自然电位可能比高压供电在大地两点间产生的信号要大得多。来自空中或地上的电磁波辐射以及50Hz工频干扰，对仪器提取有用信号都造成困难。怎样去掉这些噪声，得到有用信号，是仪器要解决的关键问题。
随着电子技术的不断进步，地球物理仪器也不断地向小型化发展，一些老式的地球物理仪器不仅笨重而且测量精度也很低。集成电路的发展，一个集成块可以代替以前整个电路板的功能，地球物理仪器也向集成度更高的方向发展。多功能也是地球物理仪器发展的一个方向。如GDP一3211多功能电法仪，几乎可以实现所有与电法相关的方法，整个仪器的集成度很高，而且使用也很方便。而且不同的仪器有相同的硬件架构，使用过程中加上不同的传感器后，通过软件就能实现不同的仪器功能。除此之外，地球物理仪器是野外用仪器，因此仪器会很频繁的被移动或者搬运，所以地球物理仪器必须很轻便。加上野外环境恶劣，所以仪器应具有抗震、防水、防沙等功能。仪器还要能够适应不同的温湿度度环境，如仪器可能在寒冷干燥的冬天进行数据采集，也可能在炎热的夏天工作。另外，仪器还要求具有高稳定度，重复观测性要好以及漂移要小，还应该有存储量大等特点，一些地球物理仪器，如磁力仪、地震仪等还具备GPS全球定位功能。
2 地球物理仪器分类
2.1 重力仪
重力场是反映地球内部物质结构及其变迁的地球物理基本场，高精度绝对重力观测资料是地震监测预报、地球科学研究、资源勘探等领域研究的基础。重力测量的方法有动力法和静力法。动力法是观测某种与重力现象有关的运动来测定重力的方法，测定的物理量是时间。静力法是观测某种与重力观测物体的平衡状态，用以确定两点间的重力差值（相对重力值） 。重力仪是测定重力加速度的仪器。
重力测量的仪器按功能可划分为：绝对重力仪、相对重力仪。绝对重力测量的简单原理是利用自由落体的运动规律，在固定或移动点上测量时有单程下落和上抛下落两种行程，自由落体为一光学棱镜，利用稳定的氦氨激光束的波长作为迈克尔逊（michelson ）干涉仪的光学尺，直接测量空间距离：时间标准是采用高稳定的石英振荡器与天文台原子频率指标对比。观测时，仍然还有许多干扰因素影响重力值的精度测定，如大地脉动、真空度、落体下落偏摆等等，因此必须加以分析、控制和校正。绝对重力测量的准确性是一项复杂精细的工作，它有赖于几种物理量的精密测定，涉及到光学、电子学和精密机械的有关技术。我国是为数不多的能生产绝对重力测量仪器的国家之一。相对重力仪是测量出重力差值的仪器，其原理方法主要有平衡零长弹簧形变法；平衡悬浮超导球在超导体产生磁场中的移动法。潮沙重力仪、超导重力仪都属于相对重力仪范畴。重力仪广泛应用于地球重力场的测量，固体潮观测，地壳形变观测，以及重力勘探等工作中。重力仪一般都是金属弹簧重力仪，老式的重力仪是纯机械式的，没有电子元件的。现在的新式重力仪也加入了数字接口。
目前，绝对重力仪的测量准确度和不确定度能达到2uGal 。相对重力仪的测量不确定度优于l0uGal ，但相对重力仪每天约有20uGal 的漂移，需要定期用绝对重力仪进行“格值标定”，以消除长期漂移而累积的测量误差。另外，相对重力仪只能通过到绝对重力基准点“引值”才能得到重力加速度的绝对值。超导重力仪的测量不确定度优于0.1uGal ，是高精度监测某固定点位（如：绝对重力仪国际关键比对点）重力变化，分析重力固体潮模型的最佳选择仪器。重力测量仪器按使用空间划分为：陆地重力仪、航空重力仪、海洋重力仪、井下重超导重力仪
激光重力仪(实验室)
按结构分
按测量原理分
相对重力仪 电子式重力仪 机械式重力仪 绝对重力仪
石英弹簧重力仪
金属弹簧重力仪 振弦重力仪(海上) 重力仪
力仪等。另外，用于直接测量重力垂直梯度变化的重力梯度仪也成为目前研制的热点之一。
影响重力仪精度的因素很多，如何采取相应措施使这扰的影响减低到最低水平，是决定重力仪性能或质量懂得根本保证。
<1>温度影响：温度变化会使重力仪各部件热胀冷缩，使各着力点间的相对位置发生变化。为此，已采用的措施有：研制与选用受温度变化影响小的材料作仪器的弹性元件；附加自动温度补偿装置等。此外在野外使用仪器时，应极力避免阳光直接照射的仪器上，搬运中应设计通风性能好的专用外包装箱等。
<2>气压影响：主要是使空气密度改变而使平衡体所受的浮力改变，并在仪器内部可能形成微弱的气体流动冲击弹性系统。消除的办法有：将弹性系统置于高真空的封闭容器内；在与平衡体相反方向上（相对旋转轴而言）加一个等体积矩的气压补偿器；条件需要和许可时，应将仪器置入气压舱内检测受气压变化的影响，以便引入相应的气压校正。
<3>电磁力影响：摆杆（平衡体）因质量很小无须夹固，当它在自由摆动时，会与容器中残存的空气分子相摩擦而产生静电，电荷的不断累积会使仪器读数发生变化。因此，这类仪器常在平衡体附近放一适量的放射性物质，使残存气体游离而导走电荷；对于用金属制成的弹性元件来说，材料中含的铁磁性元素就会对地磁场变化产生响应而改变仪器读数，为此，要将整个弹性系统作消磁处理，外面再加上磁屏以屏蔽磁场；有条件时，应在人工磁场中进行实际测量，以了解受磁场方向、强度变化的影响，必要时引入相应的校正项；在野外工作中，利用指北针定向安放仪器，让摆杆方向总与地磁场垂直。
<4>安置状态不一致的影响：由于在各测点上安放重力仪时不可能完全一致，因而摆杆与重力的交角就会不一致，从而使测量结果不仅包含有各测点间重力的变化量。所以取平衡体的质心与水平转轴所构成的平面为水平时才是真正的水平零点位置，为达此目的，仪器的安置有供调平用的三个角螺旋和对应的两个水准气泡，与摆杆方向平行的称为纵水准仪，新出的仪器还装有灵敏读更高的电子水泡或加一套自动调平系动。
<5>零点漂移影响：仪器的零点位置在随时间变化，这种漂移量的大小和有无规律与材料的选择及工艺（如事前进行时效处理等）水平密切相关。一台好的重力仪应上零漂小而且尽困难与时间成线形关系，这是在恒温精度提高后的衡量仪器好坏的另一个重要指标，为消除这一影响，必须通过性能试验检查及零漂变化情况，确定在重力基点控制下每一测段工作时间长短而专门引入零漂校正。
<6>震动的影响：仪器的零漂在动态时要比静态时大且无规律，且动态的零漂随运输方式不同也不尽相同，实践证明，飞机运输比汽车运输影响要小，在同样道路上不同型号的汽车其震动影响也不相同，特别在高精度的重力测量中，这已是一个非常关系测量误差大小的重要因素，多项测试表明，运输中减震方法可用泡沫海绵垫、软垫、弹簧悬挂装置、人工小心手提等，且以后两种方式造成的误差最小。
2.2 磁力仪
磁法勘探是研究地质构造和找矿勘探的一种重要的地球物理方法，它通过磁力仪来测量地磁场和磁异常，通常把采集磁场数据和测定岩石磁参数的仪器称为磁力仪。地磁场的微弱变化，都可以被磁力仪记录下来。人们不但借助它来研究地质构造，而且还用在考古、环境
工程、气象、探矿、反潜等领域。磁力仪按原理分为磁通门磁力仪、质子旋进磁力仪、光泵磁力仪和超导磁力仪等几种。
按照磁力仪的发展历史，以及它们所应用的物理原理，可分为：
第一代磁力仪它是根据永久磁铁与地磁场之间相互力矩作用原理，或利用感应线圈以及辅助机械装置制作的，如机械式磁力仪、感应式航空磁力仪等。
第二代磁力仪它是根据核磁共振特征，利用高磁导率软磁合金，以及复杂的电子线路制作的，如质子磁力仪、光泵磁力仪及磁通门磁力仪等。
第三代磁力仪它是根据低温量子效应原理制作的，如超导磁力仪。
磁力仪的详细分类如下所示：
在使用过程中，磁力仪的技术指标往往是很被使用者所看中的，技术指标是反映仪器总体性能的技术参数，通常包括：灵敏度、精密度、准确度、稳定性、测程范围等等。
灵敏度：系指磁力仪反映地磁场强度最小变化的能力（敏感程度），有时也称作分辨率。对于用数码显示器读取磁场值的仪器（如质子磁力仪），在其读数装置上估读的最小可辨别的变化，称为显示灵敏度（或读数能力），如1nT/字，0.1nT/字等。由于仪器有一个噪声水平问题，因此灵敏度与显示灵敏度在概念上是有区别的。
精密度：它是衡量仪器重复性的指标，系指仪器自身测定磁场所能达到的最小可靠值。由一组测定值与平均值的平方偏差表示。在仪器说明书中称为自身重复精度。
准确度：系指仪器测定真值的能力，即与真值相比的总误差。
我国20世纪60年代引进机械式磁力仪，在其基础上经不断研制、改进设计，其定型产品型号仪器如表1所示。这些仪器在我国20世纪60、70年代的磁法勘探工作中，发挥了重要的作用。
表1 定型磁力仪产品
国内磁法勘探除了使用国外磁力仪如ENVI（加拿大产）磁力仪、G856（美国产）磁力仪、GSM（加拿大产）磁力仪、Pos1（俄罗斯产）磁力仪、PMG（捷克产）磁力仪外，国产的磁力仪也得到广泛的应用。1986年，我国地矿和核工业系统分别引进了加拿大的IGS-2/MP-4型和美国的G-856A型的“微机质子磁力仪”，灵敏度为0.1nT，观测精度达到±2.5nT或更高，自动记录数据、自动日变改正、数据可以直接传送到其他计算机系统作进一步处理，同时，地质系统为推广使用MP-4仪器，在方法技术，推断解释等方面作了大量工作，制定了相应的规程，使我国的地面磁法勘探水平在短时间内达到国际先进水平，并得到全面推广。MP-4型仪器逐步国产化，到1993年共生产近300台，少部分仪器被我国计量部门采用当作标准仪器。G-856A经过不断改进，如采用锂电池做电源，一直生产到今天，在各个系统得到广泛应用。进入21世纪以来，随着国家对地质事业投资力度的加大，以及铁矿和多金属矿产资源的短缺，对质子磁力仪的需求猛增，北京地质仪器厂在MP-4经验的基础上，开发了全新的CZM-3型仪器，2005年投入市场。
核工业系统的京核鑫隆公司在G856A的基础上，不断改进，最近推出了G856F高精度智能质子磁力仪，采用锂电池供电，外形保持了传统的结构。在地震、有色、地质、环保、冶金、石油勘探、煤田、科研等领域广泛使用。2006年3月重庆奔腾数控技术研究所/重庆万马物探仪器有限公司开发的WCA-1质子磁力仪投产，灵敏度0.1nT。2006年，廊坊瑞星仪器有限公司推出了灵敏度0.1nT的PM-1A型质子磁力仪，其特点是带有GPS，可外接GPS，存储测点坐标值，信号质量实时监控，信号质量下降可即时发现以便采取措施补救。
目前，美国和俄罗斯等国科学家正在积极研究和开发另一种量子磁力仪———原子磁力仪。原子磁力仪和光泵磁力仪一样，也是利用某种气态碱金属(例如钾)原子中电子的自旋，它涉及的检测方法和光泵磁力仪有些不同，更复杂一些。和美籍华裔物理学家朱棣文(Steven Chu)共同获得1997年诺贝尔物理学奖的法国物理学家科恩-唐努吉(Claude Cohen-Tannoudji)早在20世纪60年代末就研究过原子磁力仪，他指出，原子磁力仪依据的原理，是测量其电子自旋已被极化的原子在磁场中的进动(旋进)。最近由美国普林斯顿大学物理系M.V.Romalis教授和位于西雅图的华盛顿大学物理系的J.C.Allred 等研制成的一种新型原子磁力仪，完全利用光学方法测量磁场，灵敏度达到0.54fT/Hz1/2(1fT=10-15T，fT，飞特)，经过改进后还可提高到10-2~10-3fT/Hz1/2，空间分辨率达到毫米级。在弱磁场中工作时，这种磁力仪的灵敏度可能达到10-18T(10-18T= 1aT，aT，阿特)的数量级，那将比SQUID灵敏1000倍。这种磁力仪不需要低温条件。
2.3 电法仪
电法仪，是最常用的地球物理勘探仪器。电法勘探是根据岩石和矿石电学性质找矿和研究地质构造的一组地球物理勘探方法。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，就是研究与地质体有关的直流电场分布特点和规律来找矿和解决某些地质问题，包括电阻率法、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，就是研究与地体有关的交变电磁场的建立、分布、传播特点和规律来找矿和解决某些地质问题。从19世纪至今，电法勘探为了适应不同的地质条件和实现不同的探查目标，发展了许多方法。这些方法在资源、工程和环境方面都取得了迅速发展与应用。电法勘探仪器的发展主要经历了机械式、电子管、晶体管、集成电路和微机控制等几个阶段。它主要是利用电法勘探院李结合传感器、电子计算机、数据传输和通讯等技术来实现找矿、找水以及研究地质构造的目标。电法仪器主要分类如下所示：
直流电法主要有自然电场法、电阻率法和直流激发极化法。前者为天然场源，而后两种为人工场源。自然电场法：是电法勘探中应用最早的方法，它是以岩矿石的电化学性为基础，观测地下天然产生的直流电场的方法，对于寻找顶部位于潜水面以上的金属硫化物矿床有良好的效果。电阻率法：利用的是岩矿石导电性的差异，是使用比较普遍的一种方法。激发极化法：既利用了岩矿石的电化学性，也利用了它们的导电性，它不但能观测岩矿石受到人工电流的激发而产生的电场，还能观测到人工电场激发所产生的磁场。
交流电法：具有穿透能力强、勘探深度大、分辨率高等优点，目前主要利用电磁感应原理，观测研究岩矿石在交变电磁场作用下，所产生的感应电磁场的空间和时间分布规律。感应电磁场的强弱，主要与岩矿石的导电性和导磁性有关，目前采用较多的有瞬变电磁法、可控源音频大地电磁法、天然电场选频法、甚低频法和交流激发极化法（双频激电也称频率域激发极化法）等。
电阻率法的基本原理：用人工方法将电流通入地下，建立人工电场，如果地下存在导电
性不同的岩层和矿体，它们就会影响电场的分布，良导体对电流有“吸引”作用，导电性差的则对电流有“排斥”作用。因此，当地下存在导电性差的地质体时，由于它对电流的“排斥”作用，使电流远离它本身而流过；而当地下存在有良导体时，它将对电流有“吸引”作用，使大部分电流通过其本身。这样，在地表观测到的电场将发生畸变，通过对畸变电场的分析，判断地下不同导电性地质体的赋存状态，这就是电阻率法的基本原理。电法详细分类如下表2所示。
表2 电法详细分类以及使用范围
2.4 地震仪
地震仪，也是地球物理勘探中的一种重要的勘探仪器。地震勘探是通过观测和研究人工地震（炸药爆炸或锤击激发）产生的地震波在地下的传播规律来解决地质问题的一种地球物理方法。地震勘探仪器是地震勘探的关键设备，它与现代先进的科学技术发展息息相关。地震勘探仪器的发展是以地震勘探的发展与需求为前提条件和动力源泉；反过来又直接制约和促进着地震勘探的发展。地震勘探仪器至今已经发展几十年了，关于仪器发展的时代如何划分问题，并没有专题研究的文献。涉及到这个问题的信息基本上都是散见于有关教科书、仪器制造厂商的商业宣传、以及本行业科技工作者的观点。
地震勘探仪器的发展可划分为：第一代电子管地震仪，通常称为模拟光点记录地震仪；第二代晶体管地震仪，通常称为模拟磁带记录地震仪；第三代集成电路地震仪，通常称为数字磁带记录地震仪，也称为常规数字仪；第四代大规模集成电路地震仪，通常称为遥测地震仪（文中定义为早期遥测地震仪）；第五代超大规模集成电路地震仪，通常称为新一代遥测地震仪（文中定义为24位遥测地震仪）；第六代全数字遥测地震仪。目前，包括我国在内的世界地震勘探仪器的发展正处于第五代末期和第六代开始的过渡阶段
地震勘探仪器一般都应具备3个基本部分：地面振动传感器（地震检波器）、地震信号放大和数据变换（采集站）、中央记录系统（磁带机、记录显示设备）。地震勘探对地震仪器的基本技术要求有以下几个方面：
（1）放大作用：人工激发的地震有效波在地面引起的振动位移非常微小，只有微米的量级，要求地震仪器必须具有足够的放大能力，将微弱地震信号放大。
（2）动态范围：来自浅层和深层的地震波能量相差十分悬殊，可以达到10万倍以上，即有效的地震信号动态范围可达100db以上。要求地震仪器具有足够大的动态范围，能够从弱到强把全部地震信号都接收下来。
（3）自动增益控制：因来自浅层和深层的地震波能量相差十分悬殊，可达到10万倍（100db），为了能在同一张记录上记录或者显示来自不同深度的地震波，要求地震仪器具有自动增益控制的功能，自动将大信号压缩，小信号放大。
（4）多道接收：为了提高生产效率，要求在施工测线上大量的物理点同时观测地震波。就是说，地震仪器应该具有多道接收能力。
（5）地震道一致性：地震勘探是用各道地震波的到达时间和波形差异识别波的类型，进行资料和地质解释。因此，要求各地震道对同一地震波的响应应该是相同的。也就是说，要求仪器的所有地震道在信号接收时间、接收信号的幅度和相位方面具有高度的一致性。施工期间，要求每天对地震仪器作日检，如采集站和检波器的脉冲响应一致性测试，就是对同一炮内所有地震道的幅度特性和相位特性的一致性检查，而遥爆系统TB延迟时间的测试，本质上是一台仪器对放的所有炮的时间的一致性检查。
（6）频率选择作用：地震波包含有效波和各种干扰波，一般它们的频率特性是有差别的，比如在石油地震勘探中，面波在20Hz一下的频率范围内，而反射波在10Hz~100Hz范围内。因此，要求地震勘探仪器的记录系统和回放系统具有选频滤波作用。在有效波频率范围内没有畸变，而对干扰波频率应有最小的放大。这就涉及到仪器的通频带、低切滤波器、
高切滤波器、工业交流电陷波滤波器等技术性能和指标要求。
（7）分辨能力：地下不同地层反射的地震波可能接连而来，但仪器系统（包括检波器）的固有特性决定它总是存在固有振动。当仪器的固有振动延续时间不大于相邻界面地震脉冲到达的时间差时，两个波形能够分开，否则就难于分开。因此，要求仪器具有良好的分辨能力，就是说仪器固有振动延续时间应尽可能小。这个要求除了地震仪器的主机系统外，另一个关键就是检波器的性能，特别是检波器的阻尼特性。
（8）其它性能要求，地震仪器是一种十分复杂的电子系统，除上述性能指标外，还有很多其它重要技术指标要求。例如记录长度、时标精度、谐波畸变、系统噪声、增益精度、丢码率（对数字仪器）等。这些技术要求有些存在内在关系，不是完全独立的，有时候是从不同角度提出的，有时候是为了强调某一方面提出的。
综上所述，我们不难发现地震勘探仪器本身是一台大型高精密的电子设备系统，其产生和发展的技术条件首先取决于电子技术的发展，特别是微电子技术的发展。现代地震勘探仪器还取决于后来出现并迅速成为独立分支的计算机技术的发展，以及其它一些重要领域的科技发展。例如：数据传输技术，包括有线、无线、网络；数据存储技术，包括存储介质、编码技术等；以及机械，特别是微机械加工技术、电路工艺技术、电源技术、材料科学技术等。电子元器件是电子技术迅速发展的重要前提，是电子技术的基础，是电子设备的“心脏”。电子设备的功能变幻无穷，性能千差万别，都是由于电子器件的不同作用和对信号的不同处理方式产生的。对电信号进行放大是电子器件最重要也是最常见的功能之一，也最能明显地反映电子器件的突出作用。
因此，我们有理由相信地震勘探仪器的发展始终沿着不断小型化、不断提高电路密度的方向发展。新型数字地震传感器，目前是地震勘探领域最理想的地震传感器，它使地震勘探仪器系统结构发生重大变化，系统性能和技术指标有了大的提高。地震勘探仪器发展到全数字遥测地震仪时代，必将引起野外地震数据采集技术、地震资料处理技术乃至资料解释技术等产生重大发展。因此，将促使地震勘探领域的生产和技术发展产生一个新的飞跃，进入一个新的发展时期。
2.5 放射性仪器
放射性勘探又称放射性测量或“伽玛法”。借助于地壳内天然放射性元素衰变放出的α、β、γ射线，穿过物质时，将产生游离、荧光等特殊的物理现象，人们根据放射性射线的物理性质利用专门仪器（如辐射仪、射气仪等），通过测量放射性元素的射线强度或射气浓度来寻找放射性矿床以及解决有关地质问题的一种物探方法。也是寻找与放射性元素共生的稀有元素、稀土元素以及多金属元素矿床的辅助手段。放射性物探方法有γ测量、辐射取样、γ测井、射气测量、径迹测量和物理分析等。
测量地壳内放射性元素放出的射线强度，以发现放射性元素矿床，探明矿体大小,确定放射性元素含量,并指导铀、钍矿和钾盐矿的开采。此法还用来寻找与放射性元素共生的其他非放射性矿床，如磷块岩矿、铝土矿、稀土和稀有元素矿床等；解决各类有关的问题，如地质填图，寻找同油气、地下水等有关的构造，以及对环境污染的监测等。放射性勘探的主
要缺点是探测深度不大，必须与其他地质工作配合进行。当射线射入探测器后转换为电脉冲输出，经放大器放大后，送到甄别器把不需要的脉冲剔除，然后经过整形器变成大小相等、形状一致的脉冲送到脉冲计数器电路进行记录。由于核辐射粒子的性质，决定了人们不能直接对其进行观测，而只能通过它们与物质作用的某些物理、化学效应间接地进行观测。最常用的是利用电离作用和荧光作用制成的电离型探测器和闪烁计数器。
电离型探测器包括气体电离室、盖革计数器、正比计数器、半导体探测器等。其工作原理是，当射线通过电离室、计数器等内部的气体时，使气体分子电离产生电子和正离子，在外加电场的作用下，电子和正离子分别向阳极和阴极移动而形成一瞬时的电离电流，阳极电位相应下降，而形成一电压脉冲输出。半导体探测器与射线作用的电离效应与此相似,只不过发生在固体内,所产生的电子及空穴分别移向正、负极形成电流脉冲输出。测量这些电荷的电量或其形成的电离电流、电压脉冲，就可确定射线强度。
闪烁计数器是由闪烁体（荧光体）、光电倍增管和相应的电子线路组成。当射线穿入荧光体被吸收后，荧光体产生闪烁现象，放出光子。光子透过荧光体照射在光电倍增管的光阴极上，从光阴极上打出光电子，电子在管内得到倍增放大后被阴极收集,形成电脉冲输出,被电子仪器记录下来。入射线强，闪烁次数多，单位时间内的脉冲数就多；射线能量大，闪烁时光子多，脉冲幅度就大。从而就可以知道待测射线的强度和能量。常用的无机荧光体有NaI(T1)、ZnS(Ag)、CsI(T1)、LiI(T1)。有机荧光体蒽、三联苯、塑料闪烁体等多用于测量β射线的仪器中。由NaI(T1)晶体组成的仪器应用最广。
闪烁计数器与充气计数器相比，灵敏度较高，分辨能力强，不但可以测量射线强度，而且还能区分射线能量。因此，带闪烁计数器的辐射仪现在几乎全部取代了充气计数管型的辐射仪。根据找矿方法的不同，野外观测所用的仪器有α射线测量仪及γ(β)辐射仪两类。
α射线测量仪根据探测器的不同可分为几类：①用气体电离室作为探测元件的，如电离室型射气仪和各类验电器、静电计等；②以ZnS(Ag)组成的闪烁计数器为探测元件的，如闪烁室型射气仪和氡、钍分析仪等；③探测元件是金硅面垒型探测器的，如α硅探测器、α辐射探测仪、α能谱等；④利用α粒子对绝缘固体材料的辐射损伤留下的痕迹，经化学溶液蚀刻后能显示微米量级蚀坑的塑料径迹探测器。
γ(β)辐射仪是测量γ、β射线的，根据探测元件分为两种。一种是利用γ、β射线对氩、氖等一些惰性气体的电离作用,其探测元件为各类充气计数器,并由它组成各种盖革式辐射仪。还有用正比计数器（如BF3计数器和3He计数器）组成的中子测量仪。另一种探测元件是闪烁计数器，由它组成了各式各样的地面、井下、航空闪烁辐射仪和室内外能谱测量仪。测量方法有γ测量、射气测量、α径迹测量等几种。
其中，通过伽马射线进行放射性检测做得比较前沿的是中国地质大学（北京）和成都理工大学。中国地质大学（北京）自行研发的多道伽马能谱仪不但功耗小，而且操作简单实用，已经投入生产使用。便携式多道伽马能谱仪主要用于在野外现场直接测量地表岩石、土壤和矿石中铀（U）、钍（Th）、钾（K）的含量，获得相关核素的信息。它被广泛应用于地质填图、放射性矿产和非放射性矿产勘查、水文地质和工程地质调查、建筑材料及环境监测等工作。该仪器采用NaI 探测器，对探测到的射线经由光电倍增管转换为电信号，送入模拟电
路部分进行相关处理。模拟电路包括了自举电路、极零相消电路、运算放大电路、程控放大电路、滤波电路、基线恢复电路、滑尺电路和多道脉冲幅度分析电路，其中多道脉冲幅度分析电路又包括了低阈值检测电路、峰值检测电路、峰值保持电路和AD 转换电路。另外还包括了串口电平转换电路、复位电路和蓝牙模块，数字电路主要负责模拟电路部分的逻辑控制及数据的接收、并道处理和发送。
2.6 我国地球物理仪器的发展
我国地球物理仪器的自主研发曾有过辉煌的历史，许多人为此做出过不可磨灭的贡献。上世纪50 年代中央提出“向科学进军”，后来由于国际关系的变化，前苏联撤走了援华专家，中央又提出“自力更生，奋发图强”的口号，我国地球物理仪器的历史翻开了从仿制到自行研制的一页。1959年建立了北京地质仪器厂。1959年组建了长春地质学院地质仪器系，长春地院早在上世纪50~ 60年代就先后研制出了我国第一台航空核子旋进式磁力仪和第一台航空光泵磁力仪，后转到北京地质仪器厂生产，其中的光泵技术后来经过中国航空物探与遥感中心进一步发展，已经达到了国际领先水平。上世纪70年代长春地院研制出M - 1型航空电磁系统，1981 ~ 19 83年间改进为M - 2型，在此基础上还研制了航空综合测站。1970年开始了超导地球物理仪器的研制工作，1987年进行了高温超导磁力仪的研究，目前国内高温超导技术已经用于地面瞬变电磁探测系统。上世纪80年代研制了GEM 系列大地电磁测深仪、智能综合工程探测仪等，90年代又研制成功海底大地电磁测深仪、高密度电阻率仪、电磁驱动可控震源系统等。
3 总结和展望
综上所述，本文详细介绍了日常工作生产中常见地球物理仪器的分类。并且分别从各类的工作原理以及仪器正常工作影响因素等方面入手简单说明了重磁电震放射性等仪器。
在世界进入信息时代的今天，仪器仪表在社会与经济发展中的作用体现得越来越明显，美国、日本、欧洲共同体一些发达国家都把仪器仪表列为国家支持的关键技术。我国多位两院院士先后两次向国家提出建仪，国家现在也下决心大力发展我国的仪器仪表工业。毋庸置疑，我国地学仪器的发展即将会迎来一个新的春天。
最后，在真挚感谢邓老师的精彩讲课的同时，也感谢被邀请到的各位授课老师让我们有幸了解到了更多的知识。
物探仪器分类 按照地球物理勘探依据的原理分类，可将仪器分为以下几种： 一高密度电法仪 1. 吉林大学骄鹏E60M、E60D高密度电法仪（分布式，即电极接口处有自动转换开关），一次布设电极多，线缆多 2. 美国劳雷公司的AGI 高密度电阻率成像仪（分布式11/6芯电缆） 3. 北京地质仪器厂DCX-1多功能高密度电法仪（电阻率层析成像数据采集系统） DCX -1A 型集中式电阻率层析成像数据采集系统 ■由工控机做主控器，采用大屏幕LCD 显示器并附有触摸屏，数据处理能力强，存储数据量大，界面友好，易于操作。 ■LCD 彩显可实时显示测量数据，如：电流、电压、电阻率、极化率等、工作状态、当前测量层位、 A ， B ，M ，N 各电极工作位置、电位曲线显示、视电阻率彩色剖面图像，显示内容丰富，测量进程直观。 ■集中式多路电极转换器采用复合控制技术，精简了硬件规模，使控制电极道数增多，本系统以120 道为基本组态，可以方便地做长剖面的“ 滚动” 测量。为满足特殊用户需求，可以接受240 道测量系统的订货。 ■采用双向覆盖电缆，使现场布线与分布式仪器的布线速度相当，与以往普通式连接电缆相比，施工简化，降低了劳动强度，提高了工作效率。电缆接头均有防水功能，可在水中作业。 ■本系统测量通道数量多，而且易于扩大测量通道数，使之探测有效空间增大，便于增加勘探深度和提高探测分辨率。 DCX-1B 型分布式电阻率层析成像数据采集系统 ■ DCX-1B 型系统采用分布式结构，其电极转换器与电缆串接，每个转换器控制盒都设有微处理器芯片，控制准确快速，各串电缆可随意串接并自动排序编址，野外施工方便。 ■测量主机与DCX -1A 型系统的主机相同，有PC 机及大屏幕LCD 显示器并附有触摸屏。LCD 彩显可实时显示测量数据，如：电流、电压、电阻率、极化率等、工作状态、当前测量层位、A ，B ，M ，N 各电极工作位置、电位曲线显示、视电阻率彩色剖面图像，显示内容丰富，测量进程直观。 ■现有120道、180道、240道基本配置。 ■每六个电极盒为一串，视需要串接控制电极数。电缆（Φ 7mm ）以及电极盒（Φ 22 × 170mm ）均防水，可在水中作业。
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
登封市慧祥煤业YDZ(A)直流电法仪探测报告 探测地点：12181巷道 探测日期：2007.10.23
本次YDZ(A)井下直流电法仪探测的地质任务是：12181掘进巷道前方地质含水结构 1、井下电法基本原理 矿井直流电法属全空间电法勘探。它以岩石的电性差异为基础，与地面电法不同，在全空间条件下建场，在地下巷道中进行电法测量工作，地下电流通过布置在巷道内的供电电极在巷道周围岩层中建立起全空间稳定电场，该稳定电场特征取决于巷道周围岩石的电性特征及其赋存状态，测量该电场的变化规律，使用全空间电场理论处理和解释，就可找到巷道周围岩石中引起电场变化的水文、地质构造等规律。 井下直流电法的方法技术很多，巷道迎头超前探测使用三点——三极探测法效果好； 该技术改变了传统的探测方法和解释方法，包括： （a）不使用传统容易的对数坐标，而使用难度较大的算术坐标，进行高密度采集数据； （b）改变过去单点解释方法，使用新的断面连续解释方法，能大大提高物探解释的准确性； （c）确定相应方法判断解释潜在突水通道的物探标准。 井下采集第一手资料是反映岩石电性特征的视电阻率，使用西安分院研制的具有国内先进水平的矿井电法专用软件进行处理和解释：（1）单独提取视电阻率中的含水信息——用于解释工作面巷道底板100m深度内的含水、导水规律，潜在的突水通道。 （2）单独提取视电阻率中的岩石电性分层信息——用于解释工作面底板隔水层厚度、含水层厚度、含水层原始导升高度。 （3）超前探测——井下巷道侧帮、迎头前方80米内的断层及含水、导水构造。
（4）立体成图——对工作面底板下不同深度进行类似“CT”成像的断面、平面切片，分离出电法含水异常区域，得到视电阻率低阻异常断面图、平面图，进行立体解释。 2、系统组成 YDZ(A)防爆数字直流电法仪（以下简称电法仪）是井下电法勘探仪器，也可用于地面进行电法探测地质构造。由9节1.8Ah锂电池组成5.4 Ah 10.8V电池组，逆变电路，整流滤波电路，极性变换发射输出，单片机控制电路，接收电路，显示、存储、通讯等电路组成。 电法仪的各功能板如图1所示，电池输出的直流电压经逆变升压电路产生70或100V的高压，经整流滤波、极性变换输出，通过AB 供入大地；同时通过MN接收大地的感应信号，经A/D转换器放大并转换成数字后送给单板机存入存储器。存储器中的数据通过RS232串行通讯口进行数据交换；供电时间有可选。供出的电流在显示器上显示。 电法仪的组成
地球物理仪器 Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT
分类号密级 中国地质大学（北京） 课程结课报告 地球物理仪器 学生姓名马敏院（系）地球物理与信息技术 专业电子与通信工程学号 任课教师邓明职称教授 二O一四年四月
1 前言 球物理仪器是认识地球、资源探测、工程勘察、地质灾害监测的重要手段，是地球科学研究的基础，也是前沿技术。在地球物理学领域，地球物理场主体上分为重力场、地磁场、电场、地热场、放射性辐射场和地震波场。日常工作中对矿产资源、油气能源和环境的勘察与监测，对地震灾害的预测与预防，对地球深部圈、层结构以及物质组成和空间状态的探测等都是通过物理场完成的。随着地球物理学在理论、方法和应用方面的不断进步，科学与技术发展的需求日益增加，相应学科的仪器与设备得到了迅速发展，物理学、力学、信息学和计算机技术中的一些新成就得到了广泛应用，地球物理观测的精度和对信息的分辨率不断提高。地球物理勘探仪器是集当代先进技术如传感器、电子、计算机、数据传输和通讯等技术为一体的综合系统。它的革新与发展总是伴随着新技术的推广和完善。地球物理仪器按照所测量的地球物理场，主要分为重力仪、磁力仪、电法仪、浅层地震仪、测井仪以及放射性仪器等。 地球物理仪器在许多部分存在相似的电路，例如模拟通道和数字通道，前置放大电路和滤波电路，A/D采样和数模转换等，除此之外还会连接通信接口、显示接口以及键盘接口等等。但是地球物理仪器往往又有自己的一些特点：（1）频带较宽，大动态范围；（2）高速、高分辨率和高信噪比；（3）集成度高，功能多但是功耗较低；（4）操作简单，轻便灵活，现场实时显示结果，宽工作温度范围，高稳定度在以上各个重要参数中，高分辨率是地球物理仪器的最为关键参数，这是因为在地球物理勘探中，传感器接收的信号一般都很小，如直流电法仪中，测量大地的自然电位时，信号可能只有几uV；地震勘探中，检波器接收的信号也只有几pV；瞬变电磁仪接收到的二次场信号也只有几nv。这就要求A/D转换器具有很高的分辨率，因此目前的地球物理仪器设计中大都采用了24位△∑A/D采样技术，以达到高分辨率的
编号
专业名称
07
学科门类：理学
0701
数学类
070101
数学与应用数学
070102
信息与计算科学
0702
物理学类
070201
物理学
070202
应用物理学
070203
核物理
0703
化学类
070301
化学
070302
应用化学（注：可授理学或工学学士学位）
0704
天文学类
070401
天文学
0705
地理科学类
070501
地理科学
070502
自然地理与资源环境（注：可授理学或管理学学士学位）
070503
人文地理与城乡规划（注：可授理学或管理学学士学位）
070504
地理信息科学
0706
大气科学类
070601
大气科学
070602
应用气象学
0707
海洋科学类
070701
海洋科学
070702
海洋技术(注：可授理学或工学学士学位)
0708
地球物理学类
070801
地球物理学
070802
空间科学与技术（注：可授理学或工学学士学位）
0709
地质学类
070901
地质学
070902
地球化学
0710
生物科学类
071001
生物科学
071002
生物技术（注：可授理学或工学学士学位）
071003
生物信息学（注：可授理学或工学学士学位）
071004
生态学
0711
心理学类
071101
心理学（注：可授理学或教育学学士学位）
071102
应用心理学（注：可授理学或教育学学士学位）
第一章绪论 1.1 地球物理学 地球物理学在本质上是一门观测科学，需要采集大量的有效信息，可靠信息和信息量的缺乏或不足则是任何数学技巧和图像显示无法弥补的。高精度和高分辨率的观测与实验仪器和设备乃是在地球物理学发展进程中的“前哨”。在地球物理学领域，地球物理场主体上分为重力场、地磁场(包括航磁)、电场、地热场、放射性辐射场和地震波场。对矿产资源、油气能源和环境的勘察与监测，对地震灾害的预测与预防，对地球深部圈、层结构以及物质组成和空间状态的探测等都是通过物理场完成的。随着地球物理学在理论、方法和应用方面的不断进步，科学与技术发展的需求日益增加，相应学科的仪器与设备得到了迅速发展，物理学、力学、信息学和计算技术中的一些新成就得到了广泛应用，地球物理观测的精度和对信息的分辨率不断提高。 1.2 地球物理仪器 众所周知，在野外进行地球物理勘查要求所使用的仪器重量轻、体积小、坚固耐用，要能防潮、防晒、不怕振动，无论在寒冷的北极或是在炎热的赤道地区都能正常工作。同时还要求仪器有多种功能，即能同时测量多种参数，例如不仅能测重力值、磁场值，而且还能测定它们的梯度；不仅能用来做电阻率法，也能用来做激发极化法、交流电法等。我国是一个多山国家，在固体矿产资源勘查中迫切需要有轻便多功能的地球物理仪器；同时，我国又是一个幅员辽阔的国家，海洋及西部的沙漠戈壁石油资源有待于开发，城市与环境物探方兴未艾，也迫切需要功能强，精度高，运用现代物理、电子与计算机技术的地球物理仪器装备。 第二章放射性勘探仪器的方法简介 2.1 放射性勘探基本理论 放射性勘探又称放射性测量或“伽玛法”。借助于地壳内天然放射性元素衰变放出的α、β、γ射线，穿过物质时，将产生游离、荧光等特殊的物理现象，人们根据放射性射线的物理性质利用专门仪器（如辐射仪、射气仪等），通过测量放射性元素的射线强度或射气浓度来寻找放射性矿床以及解决有关地质问题的一种物探方法。也是寻找与放射性元素共生的稀有元素、稀土元素以及多金属元素矿床的辅助手段。放射性物探方法有γ测量、辐射取样、γ测井、射气测量、径迹测量和物理分析等。 2.2 放射性勘探方法简介 2.2.1 γ测量 用盖革式辐射仪或闪烁辐射仪在地面步行作放射性总量测量，是铀矿普查工作中最有成效、最广泛采用的方法。它是以测量岩矿石的γ（或β＋γ）射线总强度来发现放射性异常的。该法的优点是几乎能在任何地区、任何地质条件下进行最详细的测量。缺点是不能区分放射源的性质（铀、钍、钾），探测深度有限。 步行测量还可利用γ能谱仪在野外直接测定(点测)浮土及岩矿石中铀、钍、钾的等效含量。本法适用于各种地质、地形条件，即使在覆土掩盖区，只要存在放射性元素的分散晕就可采用。但效率较低，不适于大面积测量。
一、名词 正演（问题）：已知地质体求其引起的异常。（给定地球物理模型，通过数值计算或物理模拟，得出相应的地球物理场） 反演（问题）：已知异常反推地质体的形状和产状。（已知异常的分布特征和变化规律，求场源的赋存状态（如产状、形状和剩余密度等） 重力勘探：重力勘探是观测地球表面重力场的变化，借以查明地质体构造和矿产分布的物探方法。 零长弹簧 零点漂移：在相对重力测量中，由于重力仪灵敏系统的弹性疲劳、温度补偿不完全等因素，仪器读数的零点值随时间而不断变化。 重力场强度：单位质量的物体在场中某一点所受的重力作用。 大地水准面：以平静海平面的趋势延伸到各大陆之下所构成的封闭曲面，作为地球的基本形状。 重力异常：由地下岩矿石密度分布不均匀所引起的重力变化，或地质体与围岩密度的差异引起的重力变化。 自由空间重力异常：对实测重力值只做正常场与高度校正。 布格重力异常：观测重力差值经过正常场校正、地形校正和布格校正之后得到异常称为布格重力异常。 均衡重力异常：布格重力异常再进行均衡校正。 重力梯级带：重力异常等值线分布密集，异常值向某个方向单调上升或下降。 三度体：x,z,y,三个方向都有限的物体。 二度体：地质体沿走向方向无限延伸。 特征点法：根据异常曲线上的一些点或特征点（如极大值点、零值点、拐点）的异常值及相应的坐标求取场源体的几何或物性参数 磁法勘探：利用地壳内各种岩矿石间的磁性差异所引起的磁异常来寻找有用矿产或查明地下地质构造的一种地球物理勘探方法 磁异常：通常把研究对象引起的磁场部分叫做磁异常，而周围环境和围岩引起的磁场同归为正常场。 磁场强度：单位正磁荷在磁场中所受的力。 磁感应强度：磁感应强度为场源在观测点的磁场强度与磁化物体所形成的附加磁场强度的和。
地球物理与空间信息学院专业介绍 学院大类专业介绍： 学院的专业属于地球物理类。该大类专业包括地球物理学（地质与地球物理实验班）、地球信息科学与技术两个专业。 地球物理类专业培养目标和要求：本类专业培养的学生，具备坚实的数理基础和较系统的地质、地球物理、3S等基本理论、基本知识和基本技能，能运用物理学、数学与计算机科学的理论、方法和现代高科技手段，从事与地球内部结构探索、地球动力和演化、资源勘查和开发利用、地质灾害的预测和防治、水利、电力、交通等重大基础工程的勘测、生态环境的保护以及对污染的监测等方面的工作，具有创新精神和实践能力、良好的科学素养及教学、科研能力、德智体全面发展的高级专门人才。 地球物理类毕业生应获得的基本知识和能力：掌握数学、物理学、地质学、计算机科学、信息科学、电子学等方面基本理论、基本知识和基本技能，具有坚实而宽广的专业基础知识；掌握地球物理学的基本理论、基本知识和基本实验技能；掌握遥感技术、地理信息系统和卫星导航定位技术等方面的基本理论和基本知识。 地球物理类主要课程设置和教学环节：数学、物理学、地质学、信息科学、地球物理学、3S课程等以及主要课程的实验和实习、地质实习、专业教学学习和毕业论文设计等。 地球物理类修业年限：四年
地球物理类授予学位：理学学士、工学学士 地球物理类主要就业领域：国土资源、水力、电力、交通（铁路、公路、桥梁、机场建设）、能源（石油、煤炭）、环保、信息等行业的研究所、大专院校、企业，从事科研、教学、生产及管理等工作，有很强适应性。 主要课程设置（前2年）： （1）、通识教育课程：包括马列、德育、英语、高级计算机程序设计、体育、军事理论等必修课，及人文、社科、经济、管理、社会实践等选修课程； （2）、学科基础课程：高等数学、大学物理、测量学、地质学、信号与系统、固体地球物理概论等； （3）、集中性实践环节：军训、测量实习、计算机程序课程设计、地质教学实习 （后两年专业培养阶段的主要课程和实践内容见各专业教学计划）
北京大学空间物理与应用技术研究所 空间物理学是人类进入太空时代以来迅速发展起来的新兴学科。它主要研究太阳系特别是日地空间中的物理现象与规律，研究空间环境及其对人大空间活动和生态环境的影响。空间物理学主要包括太阳大气物理学，日球层（即行星际）物理学、磁层物理学、电离层物理学及电波传播及应用、高层人气（热层和中层）物理学、空间探测实验与技术。空间环境学，空间等离子体物理学及日地关系学等分支，是一门应用性强的交叉性的基础学科。 当前，人类已进入开发太空资源，开创空间产业的新时期，空间通讯和导航已广泛应用。空间对地观测正在迅速发展。空间材料和制药工程已开始诞生，空间发电系统也将运行。月球基地和行星开发将在下一世纪上半叶出现。我国是一个空间技术大国，空间应用的一些领域已进入实用阶段。人类的航天活动必须以对太空环境的认识为基础。目前日地系统整体过程的研究和地球空间环境预报已在全球范围内广泛开展。21世纪将是空间技术和科学蓬勃发展的新世纪，空间物理学人才大有作为。 北京大学空间物理与应用技术研究所2002年刚刚成立，其前身是成立于1960年的空间物理学专业。四十年来已培养出一大批日地空间物理、空间环境和空间应用等领域内的杰出的科学家和工程技术人才，其中有中国科学院、国防科工委、航天部门和高等院校等诸多系统的各级领导、技术骨干，有国际影响的空间物理学家和空间环境专家等，有的还被评选中国科学院院士；他们为发展我国的空间科学事业做出了巨大的贡献。 本研究所是国家空间物理学博士点和硕士点，现有中国科学院院士1人，教授7人（其中博士生导师3名），副教授、高级工程师和高级实验师4人，博士后1人。此外还有博士研究生和硕士研究生近20人。 本专业教师知识面广，教学水平高，科研成果出色。先后承担了22项国家自然科学基金项目和国家基金委“日地系统能量传输研究”重大项目两项课题及“863”高科技项目，还参与了国家科委攀登计划。多次获得国内外重大科学奖励，（仅2001年就获得两项国家自然科学二等奖，且均为第一获奖人），有的被选为中国科学院院士、有的被选为国际宇航科学院院士、有的被聘为欧空局卫星星座计划国际合作科学家。 在实验条件方面，本专业现已建成“电离层和电波传播实验室”，“等离子体探测实验室”和“高层大气探测实验室”。本专业教师利用这些实验条件承担过航天部的“无线与等离子体相互作用”，“返回卫星等离子体鞘套”及中美合作科学卫星项目等研究工作，还承担了航天部关于卫星表面电位和星内粒子辐射方面的重要任务。此外，本专业还进行“电离层多普勒效应”和“宇宙噪声”的日常观测，具有电离层垂直和斜向探测的能力。并已开始向美国地球物理中心交换观测资料。 本专业同国际一些知名的空间物理研究单位，如美国加州大学洛杉矶分校地球与行星物理研究所、德国马克斯普朗克高空物理研究所等，以及国内空间和科学研
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√
地球物理学应用中的人工智能和动力系统 Alexei Gvishiani, Schmidt United Institute of Physics of the Earth RAS, Russia Jacques Octave Dubois, Institut de Physique du Globe de Paris, France Artificial Intelligence and Dynamic Systems for Geophysical Applications 2002, 347pp. Hardcover EUR 119.00 ISBN 3-540-43258-2 Springer-Verlag 本书是一套两卷的丛书，作者用新的人工智能和动力系统技术采集、管理和研究地球物理学数据。第1卷《地球物理学应用中的动力系统和动力学分类》已于1998年发表，本书为该丛书的第2卷，介绍地球物理学、地球动力学和自然灾害中应用新的几何分类归并方案、动力系统和模式识别算法等论题。原来的数学技术是建立在经典和模糊系模型上的，而应用本书描述的人工智能技术大大超越地球科学应用的界限。
全书分成两部分，共有6章。第一部分用人工智能分析地球物理数据(有3章)，涉及用几何分类归并和模糊逻辑解决地球物理数据分类问题的新概念和新方法。第1章动力学和模糊逻辑群集和分类；第2章地物理学、地震学和工程地震学中的应用；第3章地震易发区的识别和地震风险评估。第二部分分形和动力系统(有3章)，讨论不同的理论工具及它们在用大的地球物理数据集的自然系统模化中的应用，用分形和动力系统分析地貌(大陆和海洋)、水文、深海探测、重力、地震、地磁和火山所生成等的数据。第4章分形和多分形；第5章动力系统的特性和长时间系；第6章结论和远景。 本书可供从事地球物理学研究和实际工作的科学家、工程师，以及大学教师和高年级学生参考。 罗银芳，研究员(中国科学院计算技术研究所) Luo Yinfang, Professor (Institute of Computing Technology, the Chinese Academy of Sciences)
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。
现代地球物理仪器及应用课程报告 姓名：xx 班级：xxxx 学号：xxx 指导老师：xxx 20xx年xx 月
第一章地下水勘探的地球物理前提 地下水正在成为一种越来越重要的资源，而利用一般的钻探，水文等领域的方法找水存在成本高，效果不理想等问题。而通过地球物理勘探方法寻找地下水则是费省效宏的找水方法。它可以更好地定位地下水的位置，形态，提高找水的效率，节约成本，具有其他方法不具备的优越性。 以研究不同物理场空间分布规律为基础的各种物探方法种类繁多, 通常我们主要应用以岩石导电性差异为基础的地面电阻率法、井中电阻率测井法; 以岩石激电性差异为基础的激发极化法; 以岩石自然激电性差异为基础的声频大地电场法和以岩石磁性差异为基础的磁法等综合物探方法（如表1-1） 表1-1 主要水文物探方法的分类及应用范围 各类物探方法, 尤其是地面物探方法, 都是通过观测地下地质体在地面产生的物理场空间分布规律来推断地质情况, 达到地质勘探的目的, 这比用肉眼观察推断, 比钻探手段了解地层深部构造来说, 显然具有透视性、效率高和成本低的特点。[1]
第二章地下水勘探的地球物理仪器 可控源音频大地电磁法（CSAMT）是一种有效的地下深部资源勘探方法，采用人工场源可以克服天然场源信号微弱的缺点，但是波的非平面波特性决定了处理资料时的复杂性。当发射距是探测深度的3～5倍，高频时非平面波可以近似地看作平面波，低频时则会出现电阻率随频率降低而在双对数坐标图上呈45°上升的近场效应，因此须作近场改正，校正后的数据可看作为平面波产生的结果，然后再采用用MT的方法来分析。所以，MT的反演方法原则上都可用来做近场校正后的CSAMT反演。如不作平面波校正的反演，其有效数据只能取远场的值，而对于近场甚至过渡场的资料都要摒弃不用，这将造成较大的浪费。 由于现有仪器分段分时的工作方式使得其观测精度受不同排列观测条件差异的影响。为了提高测量精度和效率，研制了一种实现整条测线多点同步观测的分布式电磁探测系统 第三章仪器的基本工作原理和组成 一、工作原理 分布式电磁探测系统主要采用CSAMT法标量测量的工作原理。通过沿一定方向（设为ｘ方向）布置的接地导线向地下供入某一音频谐变电流，在其一侧或两侧６０°张角的扇形区域内沿与发射平行的方向布置测线；分布式接收机同时布置在一条测线上，所有测点同步观测相应频率的电场分量和与之正交的磁场分量。根据公式（1）、（2）计算卡尼亚视电阻率和阻抗相位： 式中：｜Ex｜，｜Hy｜和φEx，φHy分别为Ex，Hy的振幅和相位；μ为大地的磁导率；ω＝2πμ为角频率。在音频段内逐次改变供电和测量的频率，便可测出视电阻率和阻抗相位随频率的变化曲线，经过数据处理及反演，获得反映地下结构的地电断面资料。
我对地球物理学的认识 一、地球物理学需要科普 中国科协发布了我国公众具备当代科学素养的调查结果，总体上18岁至69岁的成年人群，达到基本科普素养水平指标的人口比例仅为1.98%。分类统计是：专业技术人员达标比例7.4%，国家机关人员达标比例5.4%；企业（生产）工人达标比例2.5%；商业服务人员达标比例2.3%；农业牧渔人员达标比例不足1%。 加强地球科学的普及，有利于培养人们的科学精神，形成尊重科学、实事求是的风尚；有利于引导广大群众树立正确的世界观、人生观、价值观，自觉抵制各种愚昧迷信和反科学、伪科学的行为；有利于开创地球与人类美好的未来。 二、固体地球物理学 固体地球物理学有3 个发展较早的基础性学科：重力和大地测 量学、地震学和地磁学。固体地球物理学还包含地电学和地热学。这两个学科发展历史不长，正在进一步发展之中。在固体地球物理学范围内，还有3个学科名称，它们都是对固体地球作综合性和整体性研究的。它们彼此之间的差别很小。大地构造物理学在30年代只讨论岩石和矿物形成的物理条件和过程，近年来其研究领域已由地球表层逐渐扩大到地球内部。地球内部物理学是研究地球内部物质结构、组成和物理过程的学科分支。地球动力学原是研究地球内部的作用力、物质对作用力的响应特性及有关的变化过程的。60年代板块大地构
造学说兴起后，有关地球的整体性运动的问题都以地球动力学的名称出现，是研究比较活跃的领域。 1、大地测量学 固体地球物理学中最老的学科之一。它是研究地球的形状和地面上各地点的空间位置和几何关系的一门学科。从大尺度来看，地面不是平的，甚至不是一个简单的规则曲面，而铅垂线的方向也并不总同真实地面垂直。于是测定远距离地点的方位和高程便不是一个简单的问题，而早已形成一个专门的学科。由于铅垂线的方向决定于重力，所以大地测量学和重力学是分不开的，后者是专门研究地球重力场的分布和成因的一门学科。地球重力场决定于地下物质的分布。重力学除同大地测量学有密切关系外，也同地质构造和矿产分布有关。重力分布是阐明地质构造和勘探有用矿床的一种重要数据。 2、地震学 固体地球物理学的主要支柱，应用极广。地震学不仅研究天然地震，而且利用由天然地震或人工地震所产生的地震波，来研究地球内部的结构或其他信息，特别是储油构造。地震勘探法主要是利用人工地震的地震波，现在已成为石油勘探最重要的方法之一。除此之外，地震观测还是监视地下核爆炸唯一有效的方法。在取得地球内部信息方面，地震学走在地学各学科的最前列，其潜力也是最大的。 3、地磁学
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
仪器名称：核磁共振找水仪 型号： NUMIS 产地：法国 单价： 58 万人民币 应用领域：区域水文地质调查，圈定找水远景区；确定地下水在三维空间的分布；区分其它电法找水异常性质；环境监测等 仪器名称 : 多功能电法仪 型号:GDP32-II 产地: 美国 单价:126万人民币 应用领域 : 金属矿产勘探；石油勘探；地热探查；地下水探测；洞穴探测；金属探测等 仪器名称： PC集群并行处理机 型号： 产地：北京 单价：158万人民币 应用领域：地震数据处理，叠前偏移等 仪器名称：数字旋转磁力仪系统 型号：DSM－2 产地：美国 单价：56万人民币 应用领域：研究古地理、古气候；分析沉积环境以预测矿产
仪器名称：卡帕桥仪 型号 : ： KLY-3S 产地：捷克 单价： 28 万人民币 应用领域：磁性地层学、环境磁学、岩石磁学等研究 仪器名称 : 探地雷达 型号: PULSE EKKO-4 产地: 加拿大 单价: 39万人民币 应用领域 : 岩溶探测、破碎带勘查、地下管网探测等 仪器名称：连续电阻率成像仪 型号：OhmMapper TR2 产地：瑞典 单价：25万人民币 应用领域： 仪器名称：重力仪 型号：LCR-D (-G) 产地：美国 单价：24万人民币 应用领域：高精度区域重磁勘探、油气勘探
仪器名称：浅层地震仪 型号：SE2404EX 产地：长春 单价：16万人民币 应用领域：交通，能源，工业与民用建筑，地质环境调查等领域的工程探测工作。 仪器名称： ENVI质子磁力仪 型号：ENVI 产地：加拿大先达利（SCINTREX）公司 单价：6万人民币 应用领域：区域重磁勘探、考古、军事埋设物探测、环境磁场检测
《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。
第一章：地球物理仪器简史 1. 简述地球物理勘查仪器的基本要求与特点。 2. 什么是灵敏度、精密度、准确度？ 3. 我国什么年代开始生产测量垂直分量的磁通门磁力仪？ 4. 我国什么年代开始生产石英弹簧重力仪？ 5. 建国初期，我国使用的模拟光点记录地震仪是从哪些国家进口的？ 6. 我国从哪年开始研制数字地震仪？ 7. 浮点放大器数字磁带记录地震仪我国是哪一年在哪两个厂家研制的？ 8. 高密度电法勘探是哪个国家首先实现的？ 9. 高密度电法勘探仪的电极转换开关有哪几种？ 10. 我国哪个年代开始进行野外伽玛射线能谱测量技术及应用研究的？ 11.核辐射仪器主要分为哪几类？ 第二章：重力仪 1.简述绝对重力测量的工作原理. 2.绝对重力测量仪器距离和时间是用什么方法测量的？ 3. 我国计量科学院从年开始研制下落式绝对重力仪, 年制成准确度为±1g.u.的 固定式仪器。 4. 用于重力勘探工作中的重力仪，是什么类型的重力测量仪器？ 5. 为什么相对重力测量仪器比绝对重力测量仪器更容易制作？ 6. 相对重力仪主要由哪几部分构成的？ 7 .简述相对重力仪的工作原理。 8 相对重力仪是如何提高角灵敏度的。 9. 简述相对重力仪的零点读数法。 10. 简述影响重力仪精度的因素及消除影响的措施。 11. 在弹簧类重力仪中，按制作的材料不同可分为几大类？ 12. ZSM型重力仪结构有几大部分？ 13．试点评石英弹簧重力仪和金属弹簧重力仪。 14. 试述世界上生产重力仪的主要几家公司。 15. 试述CG-5自动重力仪的结构特点。 16.试述CG-5自动重力仪的工作参数。 17. 试述CG-5自动重力仪的工作步骤。 第三章：核地球物理仪器 1.试述天然放射性核素衰变常数的物理意义。 2. 什么放射性衰变的统计涨落现象？ 3. 试述α射线和物质的相互作用。 4.试述β射线及其与物质的相互作用。 5. 试述γ射线及其与物质的相互作用。 6. 试述中子与物质的相互作用。 7. 一台完整的核地球物理仪器，可分为两大部分，第一是 ，第二是 。 8. 常用的核地球物理探测器有：，，
地球物理勘查仪器研制及方法技术开发与发展研究 雷振英米宏泽 （中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所） 内容提要：本文概括了地质大调查以来，我国物探仪器研制与方法技术研究的成果总结和发展研究中的绝大部分内容，主要为重磁方法技术与仪器、金属矿地震方法与仪器、电法方法技术与仪器、地温调查方法技术、岩石物性数据库建设、地下物探方法技术与仪器及综合物探方法技术与应用等七大部分。从总体上凸显出近十年来地球物理勘查方法技术的创新发展高水平，成果实用化大提升的好形势。 1 前言 本文汇集了十年来我国地球物理勘查界院校、科研所、生产部门广大科技工作者完成的“物探仪器研制与方法技术研究”成果及其精华，反映出我国国内勘查地球物理的最新成就。根据我国矿产资源需要，结合国内外地球物理勘查发展形势，采用多方法、多层次研究适合我国矿产勘查的物探方法技术及其优化组合。包括：围绕找隐伏矿开展的新类型电磁法找矿试验研究，重要成矿区带电法快速普查研究，大探测深度阵列MT法研究等，以及相应成果的示范、推广；为提高我国物探仪器研发水平，成功研发了普查型双频激电幅相仪、单、三分量高温超导磁强计、高精度井中三分量磁力仪、高精度重力义等。这些具有自主知识产权的新技术、新仪器的成功研制与推广为我国复杂地质条件下的矿产资源开发提供了有力的技术手段，为我国地质勘查技术装备国产化水平上了一个新台阶。 本文最大特点是，通过两年系统地调研梳理与总结，对60多项研究成果进行了分门别类的汇集；既有专题研究的理论深度，又有方法的实用效果和地质效果，内容全面，重点突出，具有实用价值，将为“十二五”期间地球物理勘查的科研与生产的发展与进步提供了非常丰富有价值的资料，发挥它积极作用；有助于从事物探科研与生产技术人员扩展眼界、提高专业水平，有利于物