名词解释-应用地球物理-石经院

161地球物理勘探技术在地质工程勘查中的应用研究杨 倩（河北省水文工程地质勘查院，河北　石家庄　０５００００）摘 要：地球物理勘探是指利用地球物理原理，根据各岩石间的电性、弹性、磁性以及反射性等物理性差异，而采取不同物探仪或其他物理方法解决地质问题的勘探方式。

随着科学技术水平的不断发展，地球物理勘查技术也逐步走向成熟，应用领域也在不断增加。

虽然目前地球物理勘探技术的应用非常广泛，但也存在着一定的发展瓶颈，比如在地球和工程性质链接方面存在一定的不确定性，本文通过梳理地球物理勘探技术在地质工程勘查应用中成功案例的方法和技术要点，对地球物理勘探技术在地质工程勘查中的应用研究进行阐述。

关键词：地球；物理勘探技术；地质；工程勘查；应用中图分类号：Ｐ６３１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２０）２２－０１６１－２Application of geophysical exploration technology in geological engineering explorationYANG Qian（Ｈｅｂｅｉ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｇｅｏｌｏｇｙ，　Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ　０５００００，　Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｒｅｆｅｒｓ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｔｏ　ｓｏｌｖｅ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌ　ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ　ｏｒ　ｏｔｈｅｒ　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ　ｏｆ　ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ，　ｅｌａｓｔｉｃ，　ｍａｇｎｅｔｉｃ　ａｎｄ　ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ａｍｏｎｇ　ｒｏｃｋｓ．　Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　ｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｓ　ｇｒａｄｕａｌｌｙ　ｂｅｃｏｍｉｎｇ　ｍａｔｕｒｅ，　ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｆｉｅｌｄｓ　ａｒｅ　ａｌｓｏ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ．　Ａｌｔｈｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｓ　ｖｅｒｙ　ｅｘｔｅｎｓｉｖｅ，　ｔｈｅｒｅ　ａｒｅ　ｓｔｉｌｌ　ｓｏｍｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｂｏｔｔｌｅｎｅｃｋｓ，　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｔｈｅ　ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｈｅ　ｅａｒｔｈ　ａｎｄ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．　Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｓｔｕｄｉｅｓ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｂｙ　ｃｏｍｂｉｎｇ　ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ａｎｄ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｐｏｉｎｔｓ　ｏｆ　ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌ　ｃａｓｅｓ　ｏｆ　ｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　Ｔｏ　ｅｌａｂｏｒａｔｅ．Keywords: ｅａｒｔｈ；　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；　ｇｅｏｌｏｇｙ；　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ；　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ1 地球物理勘探技术概述1.1 地球物理勘探技术简述地球物理勘探技术简称物探技术，是利用地球物理学的原理和方法，通过岩石、地层与围岩的密度差、放射性、磁性等物理性质，对各种物理场的分布以及变化进行观测的勘探技术[1]。

绪论
1.石油与天然气地质学研究的主要对象是油气藏。

2.石油地质学:是研究石油和天然气在地壳中生成、运移和聚集规律的学科，是石油和天然气地质学的简称。

3.石油和天然气是流体矿产，它与固体矿产不同
(1)油气的可流动性决定了油气的生成地并非是其成藏地，二者可以相去甚远，而固体矿产基本上是生成地就是其储存地。

(2)固体矿产可在地表及近地表找到，而油气易被氧化，当其达到地表层会被迅速氧化掉，所以在地表只能找到油气苗或沥青脉，找不到有工业开采价值的油气藏。

油气大多深埋在地下。

(3)固体矿产形成后不易被破坏，所以对保存条件要求不高。

而油气藏形成之后，很易被破坏，如分子的扩散、水动力的冲刷、断裂的破坏、构造运动影响、岩浆活动及温度、压力的变化等均会破坏原生油气藏，或改变其性质。

现今地壳上的油气分布是油气藏形成—破坏—再形成的结果。

4.石油地质学本身的研究的课题两大问题即成烃和成藏。

成烃理论:干酪根生油理论——有机成油说晚期成油。

5.油气的特点
(1)油气易燃且燃烧充分；热值高（表），热效率也高；污染相对小。

其发热量相当于煤的1.5倍，发电效率则相当于煤的3倍;
(2)油气比重小，是流体，具流动性，可用管道输送;
(3)相对易于开采，可通过钻井，借助自然能量自喷或用机械抽吸，成本低；勘探获得成功，投产快;
(4)成分复杂，产品多样，用途广泛;。

石油高校《地震勘探原理》课程教学的几点体会作者：刘淑芬石颖来源：《赤峰学院学报·自然科学版》 2013年第6期刘淑芬，石颖（东北石油大学地球科学学院，黑龙江大庆 163318）摘要：《地震勘探原理》是东北石油大学勘查技术与工程专业的主干专业课，课程具有基础性、连贯性、综合性特征.教学过程中以理论教学为主，随着计算机信息技术的迅速发展，对石油高校教学形式提出了新的要求：以计算机、网络为媒介，强化现代教学手段，强化实践教学，形成重基础，强实践的理论-实践教学模式.关键词：地震勘探原理；勘查技术与工程；教学形式中图分类号：G642.1文献标识码：A文章编号：1673-260X（2013）03-0187-02在迅速发展的石油勘探领域，我国各大科研院所（中国科学院、中国勘探开发研究院等）及各大高校（石油大学、中国地质大学、南京大学等）都设置了研究院所或相关专业，而应用地球物理学研究就是石油勘探的主要研究方向.东北石油大学（原大庆石油学院）是伴随大庆油田的发现而诞生的一所以工学为主，工、理、管、文、经、法、教育学多学科协调发展的省属普通高等学校.校内设置了勘查技术与工程（工）、地球物理学（理）两个应用地球物理专业，《地震勘探原理》是勘查技术与工程专业、地球物理学专业的主干专业课，课程内容包括了地震波传播的基本理论，地震资料的野外采集，室内地震资料处理与地震资料解释的相关内容[1].1 课程特点我院《地震勘探原理》课程在勘查技术与工程本科生三年级开课.在此门课程之前学生已经学习了《弹性波动力学》《信号分析》《电磁场论》等基础课，但学生只有在学习了本门课以后才能把这些学到的知识运用到石油勘探专业中来.在课程中讲授的地震波场理论、地震波运动学和动力学特征是以上课程的理论应用.在地震资料采集部分介绍的观测系统、物探仪器等内容可以引导学生了解野外地震资料采集过程，激发学生们对后续《物探（测井）仪器》《地震资料数字处理》内容的学习兴趣.另外在课程教授过程中，同时增加了构造解释的基础内容，可以让学生从野外地震资料采集到原始单炮地震数据，通过常规地震资料处理获得水平叠加数据，再应用处理成果进行初步构造解释.综合已经学习过的《石油地质学》《构造地质学》等石油地质方面的课程进行构造分析、石油地质分析，从而了解应用地震勘探数据来解决地质构造问题的基本思路.如断裂、构造在地震剖面上是什么形态，采集或处理方式的变化在地震数据上会产生怎样的影响？通过综合学习此门课程，可以使学生将学习过的知识融会贯通，达到承上启下的目的，可以说这门课程既具有基础性、连贯性，同时具备综合性特征.2 教育心得高校学习不能以课堂讲授为主，仅仅依靠书本中的理论讲授很难调动学生学习兴趣，通过几年的《地震勘探原理》课程的讲授，认为教学过程中可以从以下几个方面对课程进行改进，以改善教学效果和提高教学质量.2.1 现代教学手段加强感性认识随着美国、加拿大、荷兰等石油设备、软件的不断引进、更新，地震资料采集、处理、解释现代化程度越来越高[2]，迅速发展的计算机技术已经在教学过程中广泛使用，《地震勘探原理》课程的教学也从长期的科学研究中总结了丰富的经验.传统的课堂理论教学只能给学生理性的理解，课堂教学效果是枯燥的.教学过程中如果适当加入实际石油勘探中的资料图片，就可以增强学生的感性认识.如在地震数据采集阶段，通过野外试验工作阶段改变不同观测系统参数，对于炸药的药量多少、炮井深度、激发组合方式等调整，通过原始单炮数据资料品质的变化让学生理解试验工作的必要性.再如地震资料处理阶段，通过处理参数的调整，使得地震记录形态发生变化，对断层、构造形态产生影响，可以让学生更直观的感受地震数据的获取流程.对于信息技术日益发达的当今社会，教师作为教学过程中的一个重要主体，综合采用多媒体、CAI辅助教学手段，融合各种信息，集中学生注意力，调动学生学习的自主性，增加感性认识是非常必要的.2.2 课程设计与实习基地提高实践能力认知来源于实践，人类知识的获得都是在不断地实践、探索中总结出来的.与《地震勘探原理》课程配套的地震资料数处理、地震资料解释实验课程设计，地震勘探野外生产实习是提高学生实践能力的主要途径.在实习过程中，学生可以讲课堂上学到的理论知识更加深刻的理解.通过野外地震资料采集实习，对于观测系统的类型，检波器组合方式，原始单炮数据形式等更加直观的呈现在学生面前，克服枯燥呆板的理论教学的填鸭式教学的弊端，大大改善教学效果.为适应三维地震勘探快速发展的进程，依托勘查技术与工程省级重点专业建设，不断改善办学条件.我院先后引进了国外最先进的地震资料处理解释系统（包括多Sun工作站和多套处理解释软件），增加了近百台/套微机解释系统.地震资料解释课程设计全部可以通过人机联作实现，即将引进曙光32节点的并行计算机，对学生开放地震资料处理阶段的实验课程设计，学生计算机软件操作能力和对实际地震资料分析能力大大提高.不断增强大庆地球物理勘探公司和秦皇岛地质实践实习基地建设，向学生提供认知实习、实践锻炼.同时依托大庆油田优势，坚持与大庆、辽河、吉林油田开展科研合作，建立的稳定产-学-研生产及人才培养基地，采取生产科研项目结合、生产实习、联合指导本科毕业设计，开展产-学-研合作教育，实施创新人才培养.充分利用实践教学形式多样性，发挥教师主观能动作用形成“知行合一”的学习氛围.2.3 教师应该不断提高自身水平、丰富教学内容，与时俱进，给学生提供最新、最全的专业信息高校课堂上教师面对的是几十名学生，课堂时间有限，教师不可能与每位同学有机会进行交流.加之学生基础不同，兴趣不同，在课堂上的四十五分钟很难达到因材施教的效果.在教学过程中，教师首先要发挥自身的能动作用，通过自身的学习-工作经历为学生提供专业信息与资料，向学生提供与专业相关的一些中英文期刊、网站，这些往往可以使学生从中获取更加丰富的资源.这样学生可以获取最新的专业性文献，了解学科发展趋势，有助于为学生继续深造进行信息储备.2.4 改革考核体制高校教学不同于义务教育阶段，对于学生的考核也不应该仅仅依靠期末卷面考试.对于《地震勘探原理》这一类既具有理论论证，又包含实际资料处理及解释应用的课程，应该采取更加灵活的考核方式.在实际教学过程中，根据在理论课时过程中穿插的实验环节，可以根据学生实际上机操作情况给出实验成绩，同时根据课上学生出勤、作业等给出平时成绩，最后在综合期末考试的卷面分数按权重不同给出最终成绩.3 结束语教师和学生是教学过程中两个重要的主体，教师教学的过程也是一个不断提高的过程.好的教学效果是学生与教师在一次教学实践中都能有所收获.另外，在今后的教学过程中，依托勘查技术与工程专业黑龙江省重点实验室，可以鼓励学生广泛参与开放性实验，更好地提高学生的实际操作能力.在石油高校教学中只要注重充分发挥教师的主观能动作用，教学内容与生产实践紧密结合，就可以逐步提高课程总体教学质量，培养出一批适应时代发展要求，基础知识扎实，实践能力过硬的物探人才.参考文献：〔1〕陆基孟.地震勘探原理[M].北京:石油大学出版社,2011.〔2〕桂志先,陈传仁,毛宁波，等.地震勘探原理》实践教学改革方案与实施[J]，长江大学学报（自科版）理工卷，2007,4（4）:161-162.。

勘察地球物理概论笔记绪论：地球物理勘探：它是以岩（矿）石之间的地球物理性质的差异为基础，应用地球物理学利用力、声、电、磁、热、光及核变等物理方法，通过专门的装置和先进的仪器观测物理场的变化，来研究地下地质体（构造或矿体等）存在状态（产状、埋深、规模等），以解决资源和能源的开发、工程、水文地质问题的一门学科。

地球物理场：所谓地球物理场，是指地球内部及其周围的、具有物理作用的空间。

重力场：地球内部及其周围具有重力作用的空间，成为重力场。

磁场：具有磁力作用的空间，称为地磁场。

辐射场：具有放射性作用的空间，称为辐射场。

电（电磁）场：具有电（磁）力作用的空间，称为地电（电磁）场。

地热场：具有热力作用的空间，称为地热场；弹性波场：质点振动传播的空间，称为弹性波场。

地球物理勘探方法：是以各种地球物理场的理论为基础，凭借仪器对地质体引起的地球物理异常进行观测，是一种间接观测地球地质的手段。

六种主要的物探方法：（1）以岩（矿）石磁性差异为基础，研究磁性地质体引起的磁异常的磁法勘探；（2）以岩（矿）石密度差异为基础，研究密度不均匀地质体引起的重力异常的重力勘探；（3）岩（矿）石电（介电、磁）性差异为基础，研究导电（介电、导磁）地质体引起的地电（电磁）异常的点法勘探；（4）岩（矿）石弹性差异为基础，研究弹性波在岩石中传播规律的地震勘探；（5）岩（矿）石中放射性元素含量及种类差异为基础，研究天然的或人工激发的辐射异常的核地球物理勘探；（6）岩（矿）石温度差异为基础，研究储热地质体引起的地热异常为基础的地热勘探；物探的分类：依据环境分为：地面物探、航空物探、海洋物探、地下物探（包括坑道中进行的物探工作）、遥感物探等；依据探测对象和目的分为：金属（非金属）物探、石油（天然气）物探、煤田物探、水文工程（环境）物探、深部物探、城市物探；物探在地质工作中的作用：（小比例尺地质填图）探测结晶基底的起伏即内部构造，划分大地构造单元，研究沉积岩构造，追索大断裂带；（大比例尺地图）确定岩层接触带和浮土厚度，圈定岩体、矿化带，寻找有工业意义的矿体；（勘察阶段）进一步确定矿体的位置和产状，划分层带；（矿场开采中）指示矿体走向，确定矿体形态，寻找盲矿区。

关于地球物理勘查技术重要应用分析摘要：随着我国经济建设的快速发展和科学技术的不断进步，物探技术得到了更加全面的发展和广泛的应用，如公路桥梁、铁路工程、矿产勘查等领域。

从我国经济发展的现状来看，物探技术在社会发展和经济建设过程中发挥着重要作用，并将在未来的发展中得到更广泛的应用。

关键词：地球物理勘查技术，遥感技术，地震勘查技术一、地质勘查的概述地质勘查涉及矿产资源勘查、现场勘查、普查等多个建设环节。

通常，这项工作主要是基于中国现有的矿产分布，如资源的开采。

因此，在地质矿产勘查项目建设之初，必须以采矿理论为基础，结合矿区地质条件、环境因素、人文思想、地貌结构特征等因素，开展勘查工作，确保地质勘查工作的顺利进行。

由于中国的矿产资源储量与国家调查机构记录的数据存在一定差异，因此在正式开采矿产资源之前，有必要对信息进行有效检查，以确保区域记录的准确性。

二、地球物理勘查技术的方法和重要应用1.遥感技术遥感技术作为地球物理学科中的一个分支组成，主要利用先进的网络技术从空中摄取地面影像，运用与物体之间的电磁能量辐射和相关反射的监测方法。

通常情况下，涉及到的电磁波主要包括红外线电磁波、可见电磁波、微波电磁波以及近红外电磁波等，一般波长在0.4μm到25㎝的范围之间。

2.磁力勘查技术磁力勘查技术是以矿石之间以及岩石之间所存在的差异性作为主要分析基础，通过对磁场变化情况进行观察，研究地质特征、地貌结构、环境特点等的地球勘查方法，主要适用于带有磁性或者地质填图等矿体中。

3.地球物理测井地球物理测井技术又称钻井地球物理，简称测井技术，主要是通过对钻孔内的地球物理变化情况进行有效观察，对孔内周围介质所处状态以及分布情况做出准确分析，从而解决工程建设过程中的各类质量问题以及地质勘测问题。

4.重力勘探技术重力勘探技术是地球勘探技术中的一种常用技术。

利用精密测量仪器设备，通过对地质地层中矿石重量变化的检测和测量，分析该地区的具体地质条件，从而完成矿区矿产资源的有效勘探。

应用地球物理学原理地球物理学原理是一种研究地球内部结构和物质性质的科学方法。

这种方法主要通过测量和分析地球各种物理场的变化，如地震波、重力场、地磁场、电磁场等，来推导出地球的内部特征。

地球物理学原理被广泛应用于地质勘探、矿产资源调查、地震灾害预测、环境监测等领域。

地球物理学原理的应用之一是地震探测。

地震是指地下岩石断裂或移动释放出的能量，它会产生地震波。

地震波的传播受到地下岩石的物理特性影响，如密度、弹性模量等。

通过记录地震波在地球内部的传播路径和速度变化，可以推断出地壳、地幔、地核等不同岩石层的特征。

这对于了解地球的内部结构、划分地质单元、寻找地下矿产资源等具有重要意义。

另一个地球物理学原理的应用是重力测量。

地球的重力场是由地球质量分布引起的，而地形和地下岩石的变化会对重力场产生影响。

通过测量不同地点的重力值，可以推断出地下岩石的密度变化。

重力测量在石油勘探、矿产资源调查、地质环境评价等方面都有广泛应用。

地球物理学原理还可以应用于地磁测量。

地球具有一个磁场，它由地球内部的液态外核运动产生。

地磁场的强度和方向会随着地下岩石的变化而变化。

通过测量地磁场的强度和方向，可以推断出地下岩石的性质和构造。

地磁测量在地质构造研究、矿产资源勘探等方面有着重要的应用价值。

最后，地球物理学原理还可以应用于电磁测量。

地球内部岩石的导电性和磁性会对地下电磁场产生影响。

通过测量地下电磁场的变化，可以推断出地下岩石的电导率、磁化率等特性。

电磁测量在地质工程、环境监测等方面有广泛应用。

综上所述，地球物理学原理是一种研究地球内部结构和物质性质的重要科学方法，它在地质勘探、矿产资源调查、地震灾害预测、环境监测等领域都有着广泛应用。

我对地球物理勘查技术的认识地球物理勘探（或称为勘查地球物理、应用诉求我了）简称“物探”,它是地球物理学应用于探测地下地质构造和寻找有用矿产方面的一个分支，是综合性地质调查的重要组成部分。

物探是通过对地球物理场合岩石物理性质的研究来解决地质问题的。

所谓地球物理场，是指存在于地球内部及其周围的、具有物理作用的空间。

例如，地球内部及其周围具有重力作用的空间，称为重力场；具有磁力作用的空间，称为地磁场；具有放射性作用的空间，称为辐射场；具有电力作用的空间，称为电场；具有热力作用的空间，称为地热场；质点振动传播的空间，称为弹性波场，等等。

组成地球的各种岩（矿）石之间，总是在磁性、密度、放射性、温度、电性、弹性等物理性质方面存在差异。

例如，一般来说，岩层埋藏越深，密度就越大，弹性波在其中的传播速度就越快；与周围的岩石相比，磁铁矿的磁性较强、铜矿的密度较大、石墨的导电性能好、金属硫化矿体的电化学活动性强等。

这些差异会引起相应的地球物理场在空间上的局部变化，与地下岩、矿体相联系的地球物理场的这些变化称为地球物理异常。

用专门的仪器观测这些异常，取得与它们的分布情况及形态特征有关的地球物理资料，利用一些已知的规律，并综合地质及其它物、化探资料，进行分析研究，就可以推断地下地质构造或岩、矿体的赋存状况，达到地质调查的目的。

由此可见，物探方法与地质方法在工作原理上是截然不同的。

地质方法是以岩石学、构造地质学、矿床学等理论为基础，对岩、矿体露头或岩芯标本直接进行观察；物探方法则是以各种地球物理场的理论为基础，凭借仪器对地质体引起的地球物理异常进行观测，而不是直接观测地质体本身，因此物探是一种简接的地质手段。

物探方法的主要特点是可以透过覆盖层寻找隐状的地质构造或盲矿体。

由于用仪器观测地球物理场比直接揭露岩、矿体简便易行，因此物探能大大提高工作效率，加快施工进度，降低生产成本，迅速地为国家找到急需的矿产资源，或及时地解决国民经济建设中出现的各种地质问题。