導(dǎo)語：如何才能寫好一篇地震勘探的原理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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[摘要] 研究中針對地震波傳播理論教學(xué)中公式多而繁雜、內(nèi)容抽象等特點，提出了將數(shù)值模擬方法引入到“地震勘探原理”課程教學(xué)中來，將地震勘探的理論教學(xué)與數(shù)值模擬技術(shù)緊密結(jié)合在一起。通過采用數(shù)值模擬，可將一些抽象的地震波動力學(xué)和運(yùn)動學(xué)傳播理論進(jìn)行直觀、形象、動態(tài)的展示，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生的求知欲望，從而收到事半功倍的教學(xué)效果。

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關(guān)鍵詞] 地震勘探；課程教學(xué)；數(shù)值模擬；地震波；傳播理論；教學(xué)效果

[中圖分類號] G424 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1674-893X(2014)05?0054?03

[收稿日期] 2014-07-04；[修回日期] 2014-09-27

[基金項目] 湖南省普通高等學(xué)校教學(xué)改革研究項目(200910)；國家自然科學(xué)基金41004047；41274123)

[作者簡介] 張大洲(1979-)，男，甘肅榆中人，博士，中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院講師，主要研究方向：地震波正反演.

地震勘探課程在應(yīng)用地球物理學(xué)中是一門非常重要的課程。對于地震勘探課程的學(xué)習(xí)，一般可分為地震勘探原理和地震資料數(shù)據(jù)處理與解釋兩部分。地震勘探原理這門課程主要是學(xué)習(xí)地震勘探的基本理論、基本原理、野外數(shù)據(jù)采集工作方法等，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程-地震資料處理與解釋打下基礎(chǔ)。地震勘探原理課程教學(xué)大綱要求學(xué)生必須掌握地震波動力學(xué)和運(yùn)動學(xué)的基本概念、基本原理與分析方法，但是有關(guān)地震波動力學(xué)和運(yùn)動學(xué)方面的內(nèi)容公式較多，推導(dǎo)較繁，而且比較抽象，因此學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中普遍反映不容易理解，學(xué)習(xí)效果差。因此，如何提高地震勘探原理課程的學(xué)習(xí)效果是任課教師必須認(rèn)真思考的問題[1]。本文針對“地震勘探原理”課程公式多、內(nèi)容抽象等特點，結(jié)合我校應(yīng)用地球物理的專業(yè)特色，探討了在該課程課堂教學(xué)中使用數(shù)值模擬的方法來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，收到了較好的教學(xué)效果[2-4]。

一、地震波場數(shù)值模擬簡介

地震波模擬是根據(jù)給定地下介質(zhì)的結(jié)構(gòu)模型和相應(yīng)物理參數(shù)來模擬地震波的傳播過程，從而研究地震波在地下介質(zhì)中的傳播規(guī)律。由于模擬過程中可直觀、形象、動態(tài)地顯示地震波動力學(xué)和運(yùn)動學(xué)傳播特征，非常容易調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望，可以收到事半功倍的教學(xué)效果。一般來說，地震波模擬可分為物理模擬和數(shù)值模擬兩種方法。物理模擬是在實驗室內(nèi)將野外的地質(zhì)構(gòu)造和地質(zhì)體按照一定的比例制作成物理模型，然后利用超聲波或激光超聲波等方法對野外地震勘探方法進(jìn)行模擬；數(shù)值模擬就是利用有限差分、有限元等數(shù)值方法求解波動方程，從而獲得已知模型的地震波傳播。采用物理模擬方法存在費用高、選材困難等缺點，并且不適合于課堂理論教學(xué)；而數(shù)值模擬只需要一臺較高計算速度的計算機(jī)就可全部解決問題，既簡單方便，成本又低，且非常適合于課堂理論教學(xué)。

地震波場數(shù)值模擬方法主要有幾何射線法和波動方程法。幾何射線法也稱為射線追蹤法，其主要理論基礎(chǔ)是，在高頻近似條件下，地震波的主能量沿射線軌跡傳播，即根據(jù)地震波的傳播規(guī)律確定地震波在實際地層中傳播的射線途徑，并運(yùn)用惠更斯原理和費馬原理來重建射線路徑，利用程函方程等計算射線的旅行時間。射線法的主要優(yōu)點是概念明確、顯示直觀、運(yùn)算方便、適應(yīng)性強(qiáng)，缺點是旅行時的計算在一定程度上是近似的，特別是對復(fù)雜構(gòu)造進(jìn)行三維射線追蹤時繁瑣且誤差較大。波動方程數(shù)值模擬方法是以彈性（粘彈性）理論及牛頓力學(xué)為基礎(chǔ)的，求解雙典型偏微分方程-波動方程為手段的一種數(shù)值模擬方法。這種方法不僅能保持地震波的運(yùn)動學(xué)特征，而且還能保持地震波的動力學(xué)特征。根據(jù)地震波場數(shù)值模擬所采用的這兩種不同方法的特點，我們在地震勘探原理課程講授過程中采用波動方程彈性波數(shù)值模擬方法，這種方法的模擬結(jié)果可以使學(xué)生更好地了解地震波在傳播過程中的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)特征。目前用于波動方程數(shù)值模擬的方法主要有限差分法、有限元法、虛譜法等，在這些方法中有限差分法在計算精度、計算效率上都占有較大的優(yōu)勢，因此我們在數(shù)值模擬時采用了有限差分模擬方法[5]。

二、應(yīng)用實例

地震波數(shù)值模擬在地震勘探原理課程教學(xué)中的應(yīng)用比較廣泛，在大部分的知識點講解中都可采用數(shù)值模擬來對一些方法原理進(jìn)行動態(tài)演示。在本文中主要通過兩個知識點的應(yīng)用來說明數(shù)值模擬方法在地震勘探原理課程教學(xué)中的效果。

（一）地震波的傳播及界面處的反射、折射、透射和波形轉(zhuǎn)換

在講解地震波場的基本知識一節(jié)中，主要講解地震波的傳播特點，其中一些名詞如波前、波后、球面波、平面波等，學(xué)生理解起來比較抽象，一些概念只能靠死記硬背。在講解地震縱、橫波的傳播特點時，對于波在界面處發(fā)生的反射、透射、折射以及波形轉(zhuǎn)換等，由于學(xué)生對波場的概念沒有直觀的認(rèn)識，所以老師講解起來也非常抽象和費力。在這種情況下，我們將數(shù)值模擬技術(shù)引入到課堂教學(xué)中，通過開發(fā)地震波場實時模擬軟件，只需設(shè)置好模型和參數(shù)，軟件將以動畫的形式動態(tài)展示波場傳播的全過程。

下面以兩層介質(zhì)為例進(jìn)行說明：模型大小為600m×300m，網(wǎng)格大小為，時間采樣間隔為。模型上層縱波波速為3 000m/s，橫波波速為1 732m/s，密度為1.8g/cm3；下層縱波波速為4 000m/s，橫波波速為2 300m/s，密度為2.0g/cm3 。圖1 為兩層介質(zhì)模型波場傳播快照（t=20～100ms），從圖中可見，當(dāng)t=20ms 時縱波和橫波以震源為中心向下傳播，此時由于傳播時間較短，P 波（縱波）和S 波（橫波）在圖上還不能完全分清楚。當(dāng)t=40ms 時，從圖中可以看出，由于P 波波速較快傳播在前，S 波在后，P、S 波都是以震源為圓心的同心半圓。根據(jù)波場快照很容易讓學(xué)生理解波前和波后的概念。當(dāng)t=40ms 時，從圖1(d)中可以看出，P 波到達(dá)界面后發(fā)生反射和透射，同時產(chǎn)生轉(zhuǎn)換S 波。當(dāng)t=80ms 時，從圖1(g)中可以看出，此時S 波到達(dá)分界面后也發(fā)生反射和透射，同時產(chǎn)生轉(zhuǎn)換P 波。在圖1(h)中對于不同類型的地震波做了相應(yīng)的標(biāo)識，從圖中可以看出對于兩層介質(zhì)中彈性波傳播時波場也比較復(fù)雜，有直達(dá)P 和S波、透射P 和S 波、反射P 和S 波、PS 轉(zhuǎn)換波和SP 轉(zhuǎn)換波。由于上述波場較為復(fù)雜，在學(xué)生認(rèn)識波場特征時容易混淆，鑒于這種情況，我們對于數(shù)值模擬技術(shù)做了相應(yīng)的改進(jìn)，在模擬過程中對P 波和S 波進(jìn)行了分離，圖2 為兩層模型t=90ms 時分離后的P 波和S 波波場快照，從圖2 中可以看出分離后的波場快照波場更加清晰，學(xué)生在認(rèn)識波場傳播特性時也會更加容易理解和掌握。

（二）瑞雷波傳播特性

瑞雷波方法是近年來發(fā)展較為迅速的一種工程地球物理方法，在講解瑞雷波傳播特點時主要是通過其傳播速度、能量衰減和頻散特點等三個方面展開的。由于瑞雷波屬于面波，與縱、橫波所屬的體波相比其傳播特點有較大的差別。在瑞雷波傳播特性這一節(jié)課程的講解過程中，我們就充分運(yùn)用了數(shù)值模擬方法[6]。圖3 為均勻半空間模型下利用數(shù)值模擬方法獲得的t=260ms 時瑞雷波波場傳播快照，其中模型參數(shù)為：縱波速度Vp=1000ms，橫波速度Vs=577m/s，密度ρ =2.0g/cm3。從圖3 中可以看出，瑞雷波沿地表傳播，其傳播速度和橫波波速比較接近。從波場傳播快照中計算可得瑞雷波的傳播速度為Vr≈ 531m/s，而模型中已知的橫波速度為Vs=577m/s，瑞雷波速度和橫波速度兩者相比為0.92倍。由于所給模型為泊松體，從理論上分析可知，瑞雷波傳播速度和橫波傳播速度比值為0.92，這樣通過數(shù)值模擬，就很容易將瑞雷波和橫波的關(guān)系講解清楚，學(xué)生理解起來非常方便。

而對于瑞雷波傳播深度的知識點，從理論分析可知，瑞雷波的傳播深度為一個波長且波的能量呈指數(shù)衰減。對于瑞雷波的這個性質(zhì)，由于和體波傳播特性差別較大，學(xué)生們理解起來存在一定的困難。我們通過數(shù)值模擬，從波場傳播快照上就可以對這個問題給予清楚說明。從圖3 的快照中可以測量出瑞雷波在模型空間中的傳播深度約為50m，在50m 以下基本上看不到瑞雷波的存在，通過計算模擬時瑞雷波傳播的最大波長為44.2m，這充分說明瑞雷波的傳播深度為一個波長。為了說明瑞雷波能量呈指數(shù)衰減的問題，我們從波場快照上提取了一道瑞雷波數(shù)據(jù)并進(jìn)行指數(shù)擬合，得到該模型瑞雷波的能量衰減公式為：，其擬合曲線如圖4 所示。從圖中可見，在深度為44.2m 處能量衰減到原來的0.8%，在22.1m（即半個主波長）處能量衰減到原來的7.9%。因此，對于瑞雷波用于工程地質(zhì)勘察中，通常取二分之一波長為其有效勘探深度，就可以得到較合理的解釋了。

參考文獻(xiàn)：

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[5] 馬在田，曹景忠，王家林，等.計算地球物理學(xué)概論[M].上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，1997：1-10.

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【關(guān)鍵詞】深部金屬礦勘察；方法；應(yīng)用效果

1 常用深部金屬礦勘察方法

隨著找礦勘探工作程度的不斷深入， 許多露天的和近地表的金屬礦產(chǎn)資源已基本上被查明， 在地表淺部（第一深度空間：0 ～ 500 m 深度）找到大型或超大型金屬礦床的難度將必越來越大， 而金屬礦產(chǎn)資源的短缺已在日益加劇.為了緩解當(dāng)今的資源危機(jī)， 必須進(jìn)行深部找礦勘探（第二深度空間：500～ 2000 m 深度）.這是因為在地殼深部具有良好的成礦環(huán)境和找礦潛力， 地球物理勘探技術(shù)的發(fā)展與成效已使得深部找礦成為可能.本文通過分析和討論國內(nèi)外典型金屬礦產(chǎn)資源找礦過程的實踐表明：地球物理勘探方法發(fā)揮著重要作用， 因為它具有大探測深度、高精度和高分辨率的特點， 可為深部金屬礦勘查提供有效信息， 是第二深度空間找礦勘探的有力手段.近年來， 國內(nèi)外的實踐表明， 深部礦產(chǎn)資源的地球物理勘探取得了尚在不斷取得重要成效.傳統(tǒng)中，我國對金屬礦產(chǎn)的勘探主要依靠“礦產(chǎn)地圖”[2]，所謂礦產(chǎn)地圖是指在多年礦產(chǎn)勘探事業(yè)中逐步累積繪制的包括各種金屬礦產(chǎn)資源大致分布情況、金屬礦地質(zhì)特點等在內(nèi)的礦產(chǎn)分布資料。然而，對于深部礦產(chǎn)來說，由于對其的勘查是近幾年新興起的，因此利用礦產(chǎn)地圖我們很難了解其分布現(xiàn)狀、地質(zhì)特征的實際情況。對此，礦產(chǎn)勘查人員一般采用以下幾種方式。

1）地球化學(xué)勘查法。地球化學(xué)勘查法，顧名思義其具體工作原理是利用巖層、地下水系、生物圈內(nèi)的化學(xué)元素來分析金屬礦產(chǎn)地球深部的分布及變化特征。金屬礦產(chǎn)在形成、發(fā)展、變化過程中會影響其周圍地質(zhì)、水體中的化學(xué)元素分布，尤其是一些金屬化學(xué)元素分布，因此只要查明地球深部巖層、水系內(nèi)的金屬化學(xué)元素含量以及分布特征等，就可以快速準(zhǔn)確的確定深部金屬礦源。目前，地球化學(xué)勘查法在金屬礦產(chǎn)勘探工作中已經(jīng)有了初步應(yīng)用，例如：新疆薩熱闊布鐵米爾特礦田在勘查金屬礦源時使用的即是地球化學(xué)勘察法[3]。

2）吸附電、N等化探方法。電吸附、烴吸附是一種特殊的化學(xué)勘探方法，但是相比于普通化學(xué)勘探方法，這種方法可以探測深部地層中微弱的成礦元素，因而有較高的靈敏度。眾所周知，金屬礦產(chǎn)在成礦過程中其中的成礦元素或者伴生元素會轉(zhuǎn)變成為可溶性離子，隨時間推移這些離子會聚集在深部地層巖石與土壤中，而采用常規(guī)化學(xué)勘探方法很難捕捉到這些離子，對此相關(guān)研究學(xué)者提出了電吸附、吸附烴等方法。電吸附方法的原理是：利用特殊的化學(xué)試劑對所采集的巖土樣本進(jìn)行處理，并對其進(jìn)行通電，利用電對可溶性離子的吸附性捕捉這些離子，從而判斷深部礦源。吸附烴的方法原理與電吸附原理相似，只不過該方法利用樣本中有機(jī)質(zhì)對烴類氣體的吸附性捕捉提取礦化信息，從而準(zhǔn)確判斷深部是否有金屬礦產(chǎn)。

3）地球物理勘探方法。地球物理勘探是指利用物理學(xué)原理對礦產(chǎn)分布情況進(jìn)行勘查的方法，在勘探過程中會涉及到大量的磁場、重力以及聲波傳播等物理知識。地球物理勘探方法是目前最常用的方法之一，具體包括以下幾類。①重力找礦。重力找礦法是目前我國礦產(chǎn)勘查行業(yè)中應(yīng)用最廣泛的方法，十分適合勘查密度大以及與超基性巖層伴生的金屬礦產(chǎn)資源。其具體工作原理是：首先勘查人員勘探目標(biāo)地質(zhì)體與周圍巖體的密度是否存在差異，然后使用精密重力儀對重力異常進(jìn)行測量，隨后工人員結(jié)合相關(guān)物探資料、當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件以及重力異常結(jié)果分析推斷礦體的分布情況，最后確定金屬礦體的分布位置。②磁法找礦。不同的金屬礦石會產(chǎn)生不同磁場，因此只要掌握不同金屬礦石磁場分布規(guī)律，并通過對比分析所探測到的磁場就能確定探測目標(biāo)的實際情況。相比于其他物探方法，磁法找礦的探測范圍大、分辨率高、定位準(zhǔn)確，因此磁法找礦的精度較高。目前，關(guān)于磁法找礦的理論研究基本完備，且方法應(yīng)用趨于成熟，成為深部金屬礦產(chǎn)勘查工作中常用的方法之一。③電法找礦。電法找礦的原理是利用礦石的導(dǎo)電性、礦石的電學(xué)性質(zhì)探討目標(biāo)地質(zhì)體的構(gòu)造，確定金屬礦產(chǎn)位置的方法。電法找礦法是一種應(yīng)用較早的方法，從20 世紀(jì)80 年代起，陸續(xù)出現(xiàn)了激發(fā)極化法、瞬變電磁法、可控音頻大地電磁法等方法，并且在金屬礦產(chǎn)勘查工作中得到廣泛應(yīng)用。電法是過去幾十年我國應(yīng)用最廣泛的金屬礦產(chǎn)勘查方法之一，并且經(jīng)過多年的發(fā)展，電法找礦的理論、設(shè)備以及技術(shù)等有了很大進(jìn)步，因此電法在未來深部金屬礦產(chǎn)勘查工作中具有廣闊的應(yīng)用前景。④地震反射技術(shù)。地震反射技術(shù)是一種時間較長的地質(zhì)勘探方法，然而一直以來囿于理論、技術(shù)以及設(shè)備的限制，地震反射技術(shù)在金屬礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用并不成熟。直到20 世紀(jì)90年代起，地震反射技術(shù)開始被大范圍的應(yīng)用在金屬礦產(chǎn)勘查工作，關(guān)于地震反射技術(shù)的研究應(yīng)用也進(jìn)入了新的階段[4]。地震反射技術(shù)相比于其他物探勘查技術(shù)，其勘查深度可達(dá)數(shù)千米，因此在勘探深度普遍超過500 米的金屬礦產(chǎn)時，地震反射技術(shù)有其獨特的優(yōu)勢，發(fā)展前景良好。

2 深度金屬勘查技術(shù)的應(yīng)用效果探討

本文結(jié)合安徽銅陵冬瓜山地區(qū)深部金屬礦產(chǎn)的勘察工作實例對地震反射技術(shù)的應(yīng)用效果進(jìn)行了初步探討。在本次勘探工作中，勘探人員使用ARIES 24 位數(shù)字地震儀以及REFTEK-125便攜式地震儀采集數(shù)據(jù)，然后利用工作站對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪以及靜校正處理，最后根據(jù)采集數(shù)據(jù)制作地層數(shù)據(jù)圖像，并根據(jù)圖像分析確定礦產(chǎn)位置。本次勘查大體勾畫出了冬瓜山礦床的分布形狀，并確定了礦床大致深度與位置，雖然礦體的深度、位置等精度不足，但是此次工作仍然證明了地震反射技術(shù)可以被用來探測深部金屬礦產(chǎn)，并且探測結(jié)果可以直接作為礦產(chǎn)開采的參考資料。這些都充分說明了深部金屬礦產(chǎn)勘查常用技術(shù)在未來存在廣闊的發(fā)展應(yīng)用前景。

3 結(jié)束語

在礦產(chǎn)資源日益緊缺的今天，向深處找礦成為解決礦產(chǎn)資源不足的主要方法，因此研究探討深部金屬礦產(chǎn)的勘察方法十分必要。本文研究了深部金屬礦產(chǎn)勘查工作中常用的化學(xué)勘探方法、物理勘探方法以及吸附電、N化探方法等，并且重點分析了物理勘探方法的主要類型，最后文章結(jié)合勘探工作實例以地震反射技術(shù)為代表，對深部金屬礦產(chǎn)勘查常用方法的效果進(jìn)行簡單探討，說明了深部金屬礦產(chǎn)勘查方法在未來的發(fā)展應(yīng)用有著廣闊前景。

參考文獻(xiàn)：

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篇3

[關(guān)鍵字]地球物理學(xué) 地球物理勘探 綜合應(yīng)用

[中圖分類號] P3 [文獻(xiàn)碼] C [文章編號] 1000-405X（2013）-4-151-1

地球是一個龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)。這一系統(tǒng)在幾十億年不斷發(fā)展演變的過程中記錄下了大量的信息。而地球物理就是應(yīng)用物理學(xué)的理論將這些蘊(yùn)含于地球內(nèi)部的寶貴信息發(fā)掘出來，以供人類使用的一門學(xué)科。

地球物理學(xué)通過研究目的的不同可分為理論地球物理學(xué)和應(yīng)用地球物理學(xué)，前者目的在于研究地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其發(fā)展演化，后者則是利用理論地球物理學(xué)發(fā)展過程中總結(jié)的方法來勘探有用礦床和石油，或應(yīng)用于工程地質(zhì)勘探、工程檢測，環(huán)境探測和監(jiān)測及環(huán)境保護(hù)等方面。

由于筆者所學(xué)專業(yè)偏重應(yīng)用，故下文主要介紹勘探地球物理的有關(guān)信息。

地球物理學(xué)，顧名思義與物理學(xué)息息相關(guān)，正是基于物理學(xué)領(lǐng)域中取得系統(tǒng)規(guī)律性認(rèn)識的力學(xué)、磁學(xué)、電學(xué)、波動學(xué)、熱學(xué)和原子物理學(xué)等分支學(xué)科，相應(yīng)的產(chǎn)生了重力、地磁、地電、地震、地?zé)岷头派湫缘确种W(xué)科及勘探方法。下面一一給出介紹。

重力勘探的物理基礎(chǔ)是萬有引力定律。它根據(jù)觀測的地球重力的變化研究地球的構(gòu)造，勘探與開發(fā)礦產(chǎn)資源，進(jìn)行災(zāi)害的預(yù)測與防治，以及解決一些力所能及的地質(zhì)問題。這種方法的基本原理簡單地說就是通過重力儀測量出地表各處的重力異常（即實際重力值與正常重力值之差），然后根據(jù)地下不同密度的介質(zhì)及不同的密度分界面在地表產(chǎn)生的萬有引力（其豎直方向的分量即為重力分量部分）不同這一關(guān)鍵，推斷地下構(gòu)造的幾何形態(tài)，巖石性質(zhì)等。

磁法勘探則是基于磁學(xué)理論。它通過觀測和分析由巖礦石或其他探測對象磁性差異所引起的磁異常，進(jìn)而研究地質(zhì)構(gòu)造和礦產(chǎn)資源等探測對象分布規(guī)律的一種方法。所謂磁異常，即實際觀測到的磁場值與正常磁場值（認(rèn)為地磁場是一個處于地球中心，軸向南北的磁偶極子導(dǎo)致的均勻磁化球場）之差。實際工作中，利用磁力儀可觀測出磁異常。在應(yīng)用方面，它已成功應(yīng)用于直接尋找磁鐵礦及其共生礦床；廣泛應(yīng)用于固體礦產(chǎn)、石油天然氣構(gòu)造的普查和不同比例尺的地質(zhì)填圖及深部，區(qū)域，全球構(gòu)造的研究；與其他勘探方法配合應(yīng)用于煤田火燒區(qū)探測、地?zé)徇h(yuǎn)景預(yù)測、考古、探雷與探潛、核電及為大型水電建設(shè)提供基礎(chǔ)穩(wěn)定性評價資料；探索性地應(yīng)用于水文工程地質(zhì)學(xué)問題中的圈定裂隙與滑坡監(jiān)測、油氣藏標(biāo)志的磁異常、磁性檢測和金屬礦成因的剩磁應(yīng)用等。

由電學(xué)理論發(fā)展而來的勘探方法稱為電法勘探。由于實際工作的自然條件多種多樣，故這一類勘探方法變種、分支方法也較多。它的原理比較復(fù)雜，簡單的說就是通過地表電極供電，在地下建立電場，這時由于地下構(gòu)造及不同物性巖層的存在，電場分布將呈現(xiàn)出一定的規(guī)律，我們在地表通過對不同位置電場值的測量，便可推斷出地下構(gòu)造及巖性，從而達(dá)到勘探目的。電法勘探通常用以勘查石油與天然氣和煤田地質(zhì)構(gòu)造，尋找金屬與非金屬礦產(chǎn)，進(jìn)行水文工程地質(zhì)、城市環(huán)境與建筑基礎(chǔ)及地下管線鋪設(shè)情況的勘察等。

地震勘探是基于波動學(xué)理論的勘探方法。它依據(jù)地震波在地球內(nèi)部的傳播規(guī)律來推斷地下介質(zhì)的結(jié)構(gòu)和巖性，從而達(dá)到勘探目的。簡單地說，地震勘探就是通過某種方式激發(fā)地震波，激發(fā)的方式有天然地震、火山爆發(fā)等自然現(xiàn)象，也可以是人工爆炸、沖擊、可控震源或其他人工震動源。當(dāng)?shù)卣鸩óa(chǎn)生后經(jīng)地球內(nèi)部介質(zhì)傳播到地表，由我們事先布置好的檢波器接收記錄。而地震波在不同物性的介質(zhì)中傳播規(guī)律有所不同，所以根據(jù)所記錄到的信號，便能推斷出地下構(gòu)造的幾何形態(tài)及巖性。地震勘探在石油勘探開發(fā)中具有舉足輕重的地位，幾乎所有石油公司都依賴地震解釋來布設(shè)鉆井。此外，地震勘探還能確定其他沉積礦床儲集帶（如煤、鹽巖）的位置；在尋找地下水資源、地?zé)豳Y源、工程勘測、研究地殼和上地幔深部結(jié)構(gòu)，測定大型建筑物、水壩、高速公路和海港結(jié)構(gòu)的基巖深度，確定建筑物地下是否存在潛在的危險，是否在隧道或礦床鉆探中會遇到巖石中的充填水等方面，地震勘探都發(fā)揮了重要作用。

建立在原子物理及核物理基礎(chǔ)上的勘探方法被稱為放射性勘察。它的物質(zhì)基礎(chǔ)是地殼中存在的天然放射性元素，其衰變放出α、β、γ射線，穿過物質(zhì)時，將產(chǎn)生游離、熒光等物理現(xiàn)象，我們根據(jù)放射性射線的物理性質(zhì)利用專門儀器（如輻射儀、射氣儀等）測量放射性元素的射線強(qiáng)度來尋找放射性礦床，及解決有關(guān)地質(zhì)問題。多年來，放射性勘察在尋找地下裂隙水、油氣田、多金屬礦產(chǎn)及探查滑坡、地裂縫、塌陷、地震預(yù)報等多領(lǐng)域作出了貢獻(xiàn)。

篇4

關(guān)鍵詞：地質(zhì) 勘探 物探

中圖分類號：F407文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

現(xiàn)階段的開發(fā)利用，大部分屬于淺層資源開發(fā)，但是隨著淺層資源的枯竭，找礦重心將逐步向深部第二找礦空間轉(zhuǎn)移，深井礦產(chǎn)資源也隨之備受關(guān)注。同時，由于資源埋藏深度更深，因此，找礦難度也在逐漸增加，找礦對探測技術(shù)的要求也越來越高。要想取得從淺部過渡到中深部的找礦突破，傳統(tǒng)的物探和化探勘探技術(shù)將起到至關(guān)重要的作用，特別是地球物理勘探便于控制，分辨力較高，也比較方便，在資源勘探中應(yīng)用很廣泛。因此，熟練掌握地質(zhì)礦產(chǎn)知識，深入了解物探技術(shù)與方法，同時探索與發(fā)展新的物探技術(shù)手段，更好地服務(wù)于深部礦產(chǎn)資源的勘探與開發(fā)。

1 物探原理與分類

1． 1 物探原理

地球物理勘探又稱物探，其原理就是應(yīng)用物理學(xué)勘查和探索地球本體以及近地空間地下礦產(chǎn)資源、地質(zhì)結(jié)構(gòu)組成及形成與演化的一種方法與理論。它在資源勘探、工程建設(shè)、環(huán)境保護(hù)以及地質(zhì)研究和災(zāi)害預(yù)測方面應(yīng)用相當(dāng)廣泛。物探是借助不同的物探儀器測出地下各種地質(zhì)體對地球物理場所產(chǎn)生的異常而得到的物理數(shù)據(jù)，通過分析和研究物理場的變化規(guī)律，結(jié)合有關(guān)的地質(zhì)資料推斷地下一定深度范圍內(nèi)地質(zhì)體的分布規(guī)律等。在煤田地質(zhì)勘探中利用不同的物探方法圈定含煤地層分布范圍，確定被掩蓋區(qū)煤層的位置，控制地質(zhì)構(gòu)造及解決其它地質(zhì)問題。地球物理勘探的主要工作內(nèi)容就是利用地質(zhì)儀器對研究區(qū)域進(jìn)行測量、接收測量區(qū)域的全部物理信息，通過適當(dāng)有效的處理方法從這些信息中提取出我們所需要的信息，并根據(jù)地下礦體構(gòu)造和圍巖的物性差異，再結(jié)合地質(zhì)條件進(jìn)行分析，推測探測對象在地下的具置、分布范圍和儲量大小，以及反映相應(yīng)物性特征的物理量等，作出相應(yīng)的解釋推斷的圖件。物探是地質(zhì)調(diào)查和研究的重要手段和方法之一。

1． 2 物探的分類

物探按探測空間不同可以分為地面物探、航空物探、海洋物探和地下物探。其中地面物探應(yīng)用最為廣泛。根據(jù)探測物物性參數(shù)的不同，物探又可劃分為重力勘探、磁法勘探、電法勘探、地震和放射性勘探。這些方法在固體礦產(chǎn)與油氣資源勘查方面應(yīng)用很廣。

2物探方法的應(yīng)用

2． 1 重力勘探

重力勘探根據(jù)地所處的空間位置的不同，可分為: 地面重力勘探、地下重力勘探、海洋重力勘探、航空重力勘探和衛(wèi)星重力勘探。重力勘探的過程可分為三個階段: 1) 根據(jù)承擔(dān)的地質(zhì)任務(wù)進(jìn)行現(xiàn)場踏勘和編寫技術(shù)設(shè)計; 2) 進(jìn)行野外測量，采集有關(guān)的各種數(shù)據(jù); 3) 對實測數(shù)據(jù)進(jìn)行必須的處理和解釋、編寫成果圖件及其報告。重力勘探常用于區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)普查和勘探。其應(yīng)用條件有: 1) 被探測的地質(zhì)體與圍巖的密度有一定的差異; 2) 被探測的地質(zhì)體有足夠大的體積和有利的埋藏條件; 3) 干擾水平低。

2． 2 磁法勘探

磁法勘探是利用地殼內(nèi)巖石之間的磁性差異所引起的磁場變化來尋找有用礦產(chǎn)資源和查明隱藏地質(zhì)構(gòu)造的一種物探方法。通常借助各種儀器發(fā)現(xiàn)和研究巖石間的磁異常，常用的儀器有磁秤、磁通門磁力儀、質(zhì)子旋進(jìn)磁力儀、高精度測量用的光泵磁力儀以及超異磁力儀。磁法勘探應(yīng)用于地質(zhì)調(diào)查的各階段。在地質(zhì)填圖時，磁法勘探可劃分沉積巖、噴出巖、基性巖、超基性巖及變質(zhì)巖的分布范圍; 可研究沉積巖下面的基底構(gòu)造; 查明各種控制成礦的構(gòu)造。普查找礦時，磁法勘探可直接尋找磁鐵礦床，與其他物探法配合間接尋找金屬、油氣等資源。在勘探磁鐵礦時，可推斷礦體的形狀，指導(dǎo)布置鉆孔和尋找鉆孔旁側(cè)及深部的盲礦。此外，還可用于研究深部地質(zhì)構(gòu)造和解決一些地質(zhì)問題以及應(yīng)用研究于考古方面。

2． 3 電法勘探

根據(jù)地殼性質(zhì)及其時間特性和分布規(guī)律，我們可以推斷礦體和地質(zhì)構(gòu)造的開關(guān)、大小、位置、產(chǎn)狀和埋藏深度等物性參數(shù)，從而達(dá)到勘探的目的。電法勘探就是利用礦體與巖石的電磁學(xué)和電化學(xué)性質(zhì)的差異，通過觀測和研究人工或天然電場、電磁場或電化學(xué)場的空間分布規(guī)律和時間特性，來發(fā)現(xiàn)和尋找礦產(chǎn)資源和查明地質(zhì)結(jié)構(gòu)。其特點有: 得用物性參數(shù)多，場源裝置形式多，觀測內(nèi)容或測量要素多及應(yīng)用范圍廣等。巖石與礦石的物性參數(shù)主要有電阻率( ρ) 、導(dǎo)磁率( μ) 、極化特性包括人工體極化率η 和面極化系數(shù)λ 以及自然極化的電躍變Δε 和介電參數(shù)( ε) 。常見的電法勘探有巖土體電阻率測試法、三維直流電法和高密度電法。

2． 4 地震勘探

地震勘探的原理: 首先要人工激發(fā)地震波，利用其向地下傳播過程中遇到不同彈性的物質(zhì)會產(chǎn)生反射與折射波，用檢波器接收這種波。通過分析與計算這些波的特點、傳播時間、振動形狀，推測判斷地下巖層的性質(zhì)、形態(tài)以及埋藏深度。在油氣勘探方面應(yīng)用極廣，是直接找油的主要物探法，還可用于煤炭勘探、鹽巖礦__床勘探、金屬礦床勘探以及解決水文地質(zhì)工程地質(zhì)問題。

2． 5 放射性勘探

放射性勘探是隨著原子能的發(fā)現(xiàn)及利用而迅速發(fā)展起來的，以研究巖石的放射性差異為基礎(chǔ)，由于巖石中所含的放射性元素不同，含量也不同，因此這些放射性物質(zhì)原子核衰變時放出的射線也不同，通過專業(yè)儀器觀測與分析研究這些射線，達(dá)到尋找礦產(chǎn)資源的目的。同時還能解決水文、工程、環(huán)境地質(zhì)在內(nèi)的地質(zhì)問題。由于放射性元素的衰變不受自身化學(xué)狀態(tài)、溫度、壓力和電磁場的影響，因此其探測成果比較直觀，容易解釋，成本低、效率高、方法簡便、不受環(huán)境干擾等突出優(yōu)點。放射性探測可分為兩大類: 天然放射性方法和人工放射性方法，前者有γ 測量法和α測量法，后者有χ 射線熒光法、中子法、光核反應(yīng)法。

2． 6 綜合物探

綜合物探的發(fā)展與電子信息技術(shù)的發(fā)展同廣泛應(yīng)用密切相關(guān)。采用先進(jìn)的精密電子儀器對地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行探測，同時為了達(dá)到更好的勘探效果，信息更準(zhǔn)確，采用兩種和兩種以上的物探方法組合，大大提高勘探效率和勘探信息的可靠性。其在地質(zhì)災(zāi)害的探測、水文地質(zhì)探測、工程質(zhì)量的檢測以及考古行業(yè)方面應(yīng)用廣泛，發(fā)展很快。

2.7 三維地震勘探

三維地震勘探技術(shù)是從二維地震勘探逐漸發(fā)展起來的，它把沿測線觀測的二維地震勘探方法擴(kuò)展到三維空間，由水平方向的X、Y 和深度方向的Z 構(gòu)成三維空間，通過面積測量技術(shù)把觀測系統(tǒng)布置在一定面積內(nèi)，利用炮點和檢波點的靈活組合獲得與地下地質(zhì)體相應(yīng)的三維數(shù)據(jù)體，具有數(shù)據(jù)采集量大，對地質(zhì)體的控制精度高，平面擺動位置基本可靠，具有很強(qiáng)的實用性。由于三維地震勘探獲得的信息量豐富，能大大提高地下共炮點的數(shù)量和更真實地給出地下地質(zhì)形態(tài)。所以它在探測小斷層、褶曲、巖漿巖侵入、陷落柱、采空區(qū)、煤層賦存形態(tài)等方面具有很好的地質(zhì)效果，為煤礦的合理開發(fā)，巷道、綜采面的合理布置提供可靠的地質(zhì)依據(jù)。

通過三維地震勘探方法可以了解蓋層厚度、煤層分布及埋藏情況、地質(zhì)構(gòu)造情況等。在地震勘探的基礎(chǔ)上利用電法勘探方法，尤其是采用瞬變電磁勘探方法可以了解煤層頂板、底板含水層的富水情況和斷層的含水、導(dǎo)水情況等。物探成果可為煤礦建設(shè)和開發(fā)、地下水防治工作、優(yōu)化礦井設(shè)計、合理布置采區(qū)和工作面、減少井巷工程浪費、提高資源回收，保障安全生產(chǎn)等方面提供重要的地質(zhì)保證。

2.8瞬變電磁勘探

瞬變電磁法是以接地線源或不接地回線通以脈沖電流作為場源，激勵探測目的物感生二次電流，在脈沖的間隙測量二次場隨時間變化的響應(yīng)。不同的巖層具有不同的電阻率，電法勘探就是通過測定地下不同地點不同深度的電阻率的差異來達(dá)到尋找目標(biāo)地質(zhì)體的目的。瞬變電磁法不受高阻屏蔽層的影響。瞬變電磁場的擴(kuò)散距離隨時間的推進(jìn)而增加，擴(kuò)散速度受介質(zhì)電阻率影響，低阻擴(kuò)散速度慢，高阻擴(kuò)散速度快。它對低阻響應(yīng)敏感且不受地形影響等特點。近年來用于探測煤層頂、底板富水區(qū)，探測老窯采空積水區(qū)等，成為一種有效的勘探方法。

3 結(jié)語

現(xiàn)代勘探技術(shù)需要集多門學(xué)科于一體，它的發(fā)展離不開先進(jìn)的電子信息技術(shù)，高精密的探測儀器和高分辨率的圖像處理技術(shù)，同時加強(qiáng)理論研究與建設(shè)，特別是反演理論。逐步提高勘探信息的完整性、準(zhǔn)確性，提高探測效率，降低探測成本。努力發(fā)展與完善多分量地震勘探技術(shù)、井間地震技術(shù)、四維地震技術(shù)和疊前深度偏移技術(shù)。

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關(guān)鍵詞：《工程物探》；教學(xué)改革；教學(xué)方法；學(xué)習(xí)的主動性

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）15-0114-03

《工程物探》是工程物理勘探的簡稱，是物理勘探技術(shù)在工程上的應(yīng)用[1]，同時《工程物探》又是地質(zhì)工程專業(yè)一門重要的專業(yè)技術(shù)課程。這門課程主要講解地震勘探、電法勘探和重力勘探幾種常用的勘查方法及在工程上的應(yīng)用。其他勘探方法，比如磁法勘探、地?zé)峥碧綖檩o助方法，只是做簡單介紹。對于地質(zhì)工程專業(yè)的學(xué)生，學(xué)習(xí)這門課程就是要掌握各種勘探方法技術(shù)，豐富知識結(jié)構(gòu)，提高專業(yè)素養(yǎng)，為將來就業(yè)打下堅實的基礎(chǔ)。作為本門課程的授課教師，要改進(jìn)教學(xué)方法，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容[2]，努力提升學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，為社會培養(yǎng)有能力、有技術(shù)的高質(zhì)量的應(yīng)用型人才。本文從教材改革、增加野外實習(xí)內(nèi)容、教學(xué)方法改革和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性幾個方面展開對工程物探教學(xué)改革的探討，旨在提高教學(xué)質(zhì)量。

一、教材改革

教材在學(xué)生學(xué)習(xí)過程中起著關(guān)鍵性的作用。一本合適的教材可以幫助學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，對教師教學(xué)也起到了一臂之力的作用。教材的建設(shè)是本門課程亟待解決的一個重要問題。由于工程物探發(fā)展較晚，目前可選用的教材有限，在這些教材中，有的只是單獨介紹某一種勘探方法在工程上的應(yīng)用，如單娜琳主編的《工程地震勘探》[3]，主要講述淺層地震勘探；有的是關(guān)于地球物理學(xué)原理的介紹，太過簡略，不夠通俗易懂；還有的只涉及一些普適性的理論與方法，針對性不強(qiáng)。這些教材都不能滿足我校地質(zhì)工程專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)。

在之前的教學(xué)過程中，本門課程所用的教材戎賾誚檣艿厙蛭錮硌У睦礪郟工程上的淺層勘探講得不多，比較適合固體地球物理專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)，但不太適合地質(zhì)工程專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)，而且教材編寫年代久遠(yuǎn)，許多章節(jié)內(nèi)容也需要更新。

根據(jù)以上情況以及本專業(yè)的特點、學(xué)校的政策要求和課程內(nèi)容體系，本校工程物探課程需要一本既能詳細(xì)介紹地球物理學(xué)理論，又能重點介紹地震勘探、電法勘探和重力勘探這幾種常用的勘探方法及在工程上的應(yīng)用的教材。另外，本門課程實踐性較強(qiáng)，實驗課程內(nèi)容多、儀器多，在課堂上光聽教師講解不容易全部理解知識點和儀器的操作使用，而實驗課內(nèi)容又是學(xué)習(xí)的重點，因此需要編寫相應(yīng)的實驗教材，這樣才能讓學(xué)生更好地進(jìn)行學(xué)習(xí)。

二、增加野外實習(xí)內(nèi)容

《工程物探》這門課程的特點是實踐性強(qiáng)，要求學(xué)生掌握常見的勘探方法及原理，掌握工程上常用的勘探儀器的操作，學(xué)生還能夠應(yīng)用相應(yīng)軟件對野外收集的數(shù)據(jù)、資料等進(jìn)行處理。傳統(tǒng)教學(xué)中本門課程分理論教學(xué)和實驗教學(xué)，其中重點是實驗教學(xué)。實驗教學(xué)為每周上一次課，通常一次實驗課為兩節(jié)課連上，一節(jié)課是50分鐘的時間。在實驗課上，通常前面一半的時間教師要給學(xué)生介紹儀器，教會學(xué)生如何操作，后面一半的時間學(xué)生自己練習(xí)使用儀器。但是由于學(xué)生人數(shù)多、實驗儀器少（比如本校工程物探實驗室只有一臺地質(zhì)雷達(dá)）、時間緊張，每個學(xué)生真正使用儀器的時間少之又少，不能夠達(dá)到讓學(xué)生真正掌握實驗內(nèi)容的要求和目的，更談不上讓學(xué)生能夠使用儀器獨立的解決相應(yīng)的地質(zhì)問題。

介于這樣的現(xiàn)狀，為了響應(yīng)學(xué)校的號召，更好的培養(yǎng)應(yīng)用型人才，在《工程物探》這門課程的教學(xué)內(nèi)容中，增加野外實習(xí)內(nèi)容就很有必要了。野外實習(xí)是一次完整的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，通過野外實習(xí)，可以使學(xué)生加深對物理勘探方法概念的理解，鞏固已學(xué)的理論知識，加強(qiáng)學(xué)生的動手能力和團(tuán)隊意識，使學(xué)生能夠使用儀器獨立的解決相應(yīng)的地質(zhì)問題。例如，增加工程地震的野外實習(xí)，可以使學(xué)生在實習(xí)中掌握數(shù)字儀的使用和儀器工作參數(shù)的選擇；掌握地震勘探激發(fā)條件的選擇、檢波器的安置條件；掌握折射波法、反射波法野外資料的采集技術(shù)及方法，并進(jìn)行資料的整理與解釋；了解地震勘探野外工作施工的過程以及組織管理工作[4]。

三、教學(xué)方法的改革

篇6

在自然條件下，煤層一般是不含水的，煤礦發(fā)生突水，必須具備一定的條件，這就是要有充足的充水水源、導(dǎo)通水源與煤層的涌水通道和一定的水壓。

1．1充水水源礦

床充水水源包括自然的大氣降水、地表水、地下水及人為的老窯水等，將大氣降水作為主要充水水源的礦井，突水具有明顯的季節(jié)性和周期性特征，而地表水、地下水作為主要充水水源的礦井突水時，突水水量比較穩(wěn)定，老窯水是指礦床體開采結(jié)束后，封存于采礦空間的地下水，屬于酸性的強(qiáng)腐蝕水，能破壞礦山設(shè)備，且這種水突水特點是短時間內(nèi)大盆涌入礦井，具有很大危害性，而且比較隱蔽，不好排查，遇到以這種水為充水水源，則開采成本就要提高。

1．2涌水通道

涌水通道是溝通水源與煤層的橋梁，主要包括點狀的巖溶陷落柱通道、線狀的斷層線以及窄條狀的隱伏露頭通道等。涌水通道是礦床充水的最主要的因素，也是最難以確定的要素，發(fā)生礦床涌水事件的大部分都是由于未探明導(dǎo)水通道導(dǎo)致的。

2煤層突水危險性預(yù)測研究現(xiàn)狀

為有效解決礦井水害問題，對煤層突水危險性進(jìn)行準(zhǔn)確及時的預(yù)測評價，不同學(xué)者從不同角度出發(fā)，提出了一些行之有效的方法和理論，其中脆弱性指數(shù)法、突水系數(shù)法、Bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)判別法等均在現(xiàn)實中取得了有效的應(yīng)用，對煤礦的安全開采起到了很好的指導(dǎo)作用。這些方法關(guān)鍵都在于將采集到的突水因素數(shù)據(jù)經(jīng)過一定的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘分類，進(jìn)而判斷是否會發(fā)生突水。為準(zhǔn)確獲礦井突水因素數(shù)據(jù)，主要物探方法有鉆井勘探、電法勘探以及地震勘探。其中鉆井勘探能直接獲取一手的詳細(xì)的地質(zhì)數(shù)據(jù)，但價格高昂，且在井田范圍內(nèi)分布密度低，無法準(zhǔn)確獲取鉆孔之間巖體的變化情況，鉆井與鉆井之間的地質(zhì)現(xiàn)象只能通過模擬獲得，難以有效、精確地控制井田內(nèi)整個煤系地層的水文地質(zhì)條件；目前，主要是利用電磁勘探方法進(jìn)行煤礦地面水文地質(zhì)調(diào)查工作，主要有電阻率法、瞬變電磁法、可控源音頻大地電磁測深法(CSAMT)等，可以有效地確定低阻水異常的部位，但是電磁勘探方法存在的主要問題是具有體積勘探效應(yīng)，無論是縱向分辨率還是橫向分辨率均較低，同時受地面電磁干擾的影響較嚴(yán)重，并且在井田范圍內(nèi)，欲達(dá)到足夠高的密度和分辨率是不切實際的；地震勘探具有大面積密集采集信息的優(yōu)勢，利用縱向高分辨率的測井信息，地震勘探可以從平面和立體角度研究地層的構(gòu)造、巖性變化，從而對水文地質(zhì)異常做出判斷，進(jìn)而研究導(dǎo)水裂隙的分布及發(fā)育規(guī)律，為防治水提供決策依據(jù)。

3地震勘探技術(shù)的應(yīng)用

3.1地震勘探原理

在第二節(jié)的充水條件分析中可以看到，煤層防治水的關(guān)鍵在于探明礦區(qū)老窯水及涌水通道的分布。突水前的一個基本征兆是發(fā)生震耳的聲響，這是突水通道最終貫通失穩(wěn)的前兆信息，其實就是該區(qū)的巖層斷裂和薄弱區(qū)域(已知和未知斷層、陷落柱等)活化，巖石破裂過程的試驗表明，巖體破裂過程是一個能量逐漸釋放的過程，將在巖體中產(chǎn)生彈性波，而對失穩(wěn)前破裂信號的采集，是我們獲得失穩(wěn)前兆信息并進(jìn)行預(yù)測預(yù)報的物理基礎(chǔ)。地震勘探通過對采動巖體進(jìn)行大范圍的監(jiān)測、高精度震源定位和時空序列的描述，可以實時監(jiān)測并反演破裂發(fā)生的空間位置、能量和發(fā)展動態(tài)，結(jié)合水源分布信息，實現(xiàn)突水危險性的預(yù)警。

3．2微地震基本定位方法

忽略深度后，近震三維空間微地震定位可作為平面微地震定位問題，在已知三個監(jiān)測點坐標(biāo)和地層介質(zhì)傳播速度情況下，通過到達(dá)三個點的時間，采用三點定位幾何方法，就可確定震源位置。由于具有實時監(jiān)測的優(yōu)勢，針對既定突水危險區(qū)實施臨場預(yù)警的最為直接的手段之一即微震監(jiān)測及突水預(yù)測。下圖描述的是突水危險區(qū)超前預(yù)測與突水危險性臨場預(yù)警的研究思路。

4結(jié)語

篇7

關(guān)鍵字：非地震勘探；重要；發(fā)展；應(yīng)用

Abstract:Non seismic exploration refers to other geophysical techniques in seismic technology outside. Since ninety's in last century, the development of non seismic exploration technology, application such as a new instrument, the exploration accuracy has been greatly improved. Plus implantation of seismograph electromagnetic instrument a mature technology, and computer technology and data processing continues to progress, make the application of non - seismic exploration technology more widely. Because the instrument accuracy, application of non-seismic exploration from the oil and gas day survey and census gradually expanded to sift and fine test, non seismic exploration of low cost, high efficiency, plays an irreplaceable role in oil and gas exploration. In the international oil volatile environment, rational development and use of non seismic exploration technology, to improve the exploration efficiency, reduce the strategic significance of risk.

Keywords: non seismic exploration; development; application;

中圖分類號： TE1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

非地震勘探的方法和原理

非地震勘探包括重力勘探、磁力勘探、連續(xù)電磁剖面法（CEMP）勘探、大地電磁（MT）勘探，還有近幾年的三維非地震勘探，時頻電磁勘探等很多方法，而且在國內(nèi)外，海陸的應(yīng)用各有不同。

重力勘探是一種很常見的地球物理方法，它是根據(jù)地球內(nèi)部的巖石的一些物理或者化學(xué)性質(zhì)不同引起重力異常對地下進(jìn)行構(gòu)造或能源的勘探。在石油勘探上，重力勘探有著很高的應(yīng)用價值。通過重力勘探能夠精確的對油氣層的儲集層孔隙度、儲集層封閉條件、裂隙的孔隙度進(jìn)行評價，也能夠發(fā)現(xiàn)礦場水的孔隙層，可以為新發(fā)現(xiàn)的油氣層進(jìn)行正確的評價，并做出生產(chǎn)計劃評價，同時可以觀察儲集層的流體的狀態(tài)。

磁力勘探是根據(jù)各種礦物和巖石的磁性的不用，在地面測定各個部位的磁力強(qiáng)弱來研究地下礦物的分布情況以及地質(zhì)構(gòu)造。在油氣田區(qū)，會由于烴類向地面的滲透而形成還原性環(huán)境，可以把巖石或者是土壤中的氧化鐵最終還原成磁鐵礦，磁力儀就可以測出磁力異常，加上其他的手段方法就可以發(fā)現(xiàn)油氣田的存在。

電磁法勘探是石油物探的一個重要的分支，隨著石油需求的增加電磁法勘探的作用也逐漸的被認(rèn)可和關(guān)注。電磁勘探法可以分為大地電磁（MT）勘探、連續(xù)電磁剖面法（CEMP）勘探。大地電磁測探法師用原有的交變電磁場做為場源的地球物探的一種方法。在交變電磁場以波的形式往地下傳播時，不同的介質(zhì)內(nèi)會發(fā)生折射和反射現(xiàn)象，從而得知地下介質(zhì)的電阻率情況。因為電磁場的趨膚作用，各種電磁波因周期不同會有不同的穿透深度。因此通過對地表的大地電磁場進(jìn)行觀測，研究它的響應(yīng)頻率就能知道它垂直地下的電阻率的分布情況。連續(xù)電磁剖面法（CEMP）勘探是大地電磁測探派生出的方法，它是根據(jù)預(yù)期探測深度選擇一個或者多個固定的頻率，對剖面同步進(jìn)行磁場和電場的測量并求值，用于研究斷面的橫向變化。

非地震勘探的重要作用

1具有普查的導(dǎo)向作用

非地震勘探技術(shù)的主要應(yīng)用是對區(qū)域進(jìn)行普查。在時代進(jìn)步，科技發(fā)展的新世紀(jì)，儀器和技術(shù)進(jìn)一步提高，也加強(qiáng)了非地震勘探技術(shù)的普查導(dǎo)向作用。非地震勘探技術(shù)的主要優(yōu)勢在于它的周期較短，并有很高的精度，而成本低能夠適應(yīng)不同的條件，能夠更準(zhǔn)確的更有效的解決地質(zhì)問題。國內(nèi)外的實踐證明，非地震技術(shù)在解剖新區(qū)上是最快捷而且便宜的技術(shù)方法，其中焉耆盆地的寶浪油田的勘探發(fā)現(xiàn)就是非地震技術(shù)應(yīng)用，快速的導(dǎo)向，從而提高了經(jīng)濟(jì)效益。焉耆盆地位于塔里木盆地的北邊，是一個小型盆地。最初的地質(zhì)資料上甚至沒有明確的輪廓。但是，在1993年四月到年底的時間內(nèi)，重磁勘探隊就完全的查清了該地區(qū)的基底構(gòu)造、地層分布、斷裂特征、隆坳分布等基本的地質(zhì)情況。在測得的二次導(dǎo)數(shù)異常圖中，可以清楚的了解到這個地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造分布情況。然后根據(jù)這些已知的構(gòu)造上部署一些地震剖面，進(jìn)一步探測構(gòu)造形態(tài)和埋深情況。這種探測向?qū)沟脧男聟^(qū)啟動到發(fā)現(xiàn)新油田只用了18個月。通過重磁的普查 掃面，在用戶電法進(jìn)行落實，讓地震測線有一個很好的地質(zhì)資料基礎(chǔ)，能 夠?qū)崿F(xiàn)最快捷和經(jīng)濟(jì)的勘探。

2對勘探中的油田進(jìn)行預(yù)測和評價

在地震技術(shù)或者是三維地震技術(shù)精確查明構(gòu)造位置和形態(tài)的情況下，探井的部署成功率也只有40%~50%，主要是因為構(gòu)造雖然落實了，但含油氣的實際情況還是不清楚的。這是非地震技術(shù)就會發(fā)揮很好的作用。非地震技術(shù)能夠為含油氣情況提供非常重要的信息，為部署鉆探提供有利參考，進(jìn)而太高探井部署的成功率。在一個油氣藏周圍，由于油氣的聚集或者運(yùn)移等過程中必然會發(fā)生一些物理或者化學(xué)變化，形成不同于其他圍巖的異常綜合體。而這些變化主演表現(xiàn)在磁性、電性或是化學(xué)性質(zhì)的漸變性，并不能呈現(xiàn)出很明顯的物性界面，所有地震方法很難起到效果。然非地震技術(shù)是從油氣異常的宏觀整體特征出發(fā)的，能夠非常有效的找到油氣富集的所在，圈定這類異常體。

還有很多非地震技術(shù)能夠發(fā)揮預(yù)測和評價的作用，比如油氣的化探、復(fù)電阻率法、電場差分法、建場激電測探法等。其中的復(fù)電阻率法是國內(nèi)應(yīng)用最多的，也有很好的效果，對油氣主體的很多參數(shù)異常特征研究。這種方法適合干井和商業(yè)油流井的評價。非地震勘探技術(shù)對油氣田的預(yù)測和評價在我國的油氣開發(fā)中起到了重要作用。

3鑲補(bǔ)和替代在地震勘探困難地區(qū)的地震勘探

我國的油田勘探有很多的地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，這是現(xiàn)在和將來都要面對的問題。但是技術(shù)在進(jìn)步，勘探復(fù)雜地區(qū)的方法和技術(shù)也在不斷的更新，適應(yīng)。復(fù)雜地區(qū)的一些難題已經(jīng)在新的方法和技術(shù)中的到了一定的解決，并取得了一定的成果，但是還有很多問題亟待解決。如，復(fù)雜的地表地區(qū)（碳酸鹽區(qū)、地表礫巖覆蓋區(qū)等）以及復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造區(qū)（高陡構(gòu)造帶、山前逆掩推覆帶）面臨著信號能量弱，成像困難等問題，是勘探的困難區(qū)。

在這些地震勘探困難區(qū)，地表是能量衰減很快的高速層，所以有效反射的信噪比比較的低。因此需要尋找一種能夠穿透高速層的物理場做代替。而電磁波法整合具有這種穿透性，這就和地震法勘探形成了很好的互補(bǔ)。但是，電磁法也有缺點，它的分辨率沒有地震法高，對構(gòu)造的主要電性界面反映不會有太大的差距。因此，電磁法可以為地震法做鑲補(bǔ)。在依奇克里克地區(qū)進(jìn)行的CEMP勘探就是成功的一例。這個地區(qū)受到了南天山的構(gòu)造帶的強(qiáng)烈擠壓變形，形成逆掩帶，背斜地層傾角大而且地表為山區(qū)。地震勘探投入大，依然存在問題，因此該區(qū)布置了CEMP實驗測線做剖面產(chǎn)狀。為該區(qū)無資料的部分做出了很好的鑲補(bǔ)。隨后此法也成了該區(qū)的有效勘探方法之一。

4對開發(fā)中的油田的儲集層有監(jiān)測作用

在一項研究中表明，孔隙度、飽和度和溫度變化都會對電阻率產(chǎn)生影響，而且變化很靈敏，因此人們逐漸把電法或者電磁法應(yīng)用到油田的開發(fā)上。具有對儲集層進(jìn)行描述和監(jiān)測的一些非地震技術(shù)有井地直流電阻率法、大功率充電電位法、井間電磁層析成像法、井地建場激電法以及井中重力法等。

在國內(nèi)，利用大功率充電電位法監(jiān)測油藏的范圍，有很好的效果和經(jīng)驗。作法是注水后采用井套管進(jìn)行供電，地面布置監(jiān)測網(wǎng)，通過觀測注水引起的電位變化進(jìn)行指導(dǎo)油田開采。西方主要應(yīng)用夸孔電磁層析成像法，通過反演的成像監(jiān)測兩井間的電阻率變化和分布，這樣可以動態(tài)監(jiān)測油田開采的變化或?qū)ふ沂Ｓ嗟挠蜌?。這種方法的發(fā)展正處于起步階段，并有著良好的應(yīng)用前景。

結(jié)語：

非地震勘探技術(shù)多種多樣，根據(jù)不同的原理可以在不同的地質(zhì)條件下應(yīng)用，能夠很好的降低成本，提高勘探效益。也為復(fù)雜的勘探困難地區(qū)提供了新的方法，促進(jìn)生產(chǎn)。非地震技術(shù)也在逐步的完善進(jìn)步，在石油勘探事業(yè)中發(fā)揮著不可替代的作用，以后會發(fā)揮更大的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]何展翔.非地震勘探技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展趨勢[J].石油地球物理勘探.2006(07)

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【關(guān)鍵詞】 三分量 數(shù)字檢波器檢波器 信噪比

我國現(xiàn)有的以單分量縱波為主的勘探地球物理技術(shù)，在構(gòu)造成像、裂縫檢測以及油氣預(yù)測等領(lǐng)域，還難以滿足隱蔽性油氣藏勘探開發(fā)以及老油田進(jìn)一步增儲上產(chǎn)的需要，因此，加快發(fā)展多波多分量地震勘探技術(shù)，并使我國在未來勘探技術(shù)的競爭中占有一席之地，成為油氣勘探技術(shù)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。

1 數(shù)字檢波器與常規(guī)檢波器參數(shù)對比

數(shù)字檢波器是指利用MEMS技術(shù)生產(chǎn)的加速度傳感器；與此相對應(yīng)的稱為常規(guī)檢波器或模擬檢波器，本文中對比的常規(guī)檢波器主要是陸上勘探常用的動圈式檢波器。

衡量模擬檢波器性能指標(biāo)的主要指標(biāo)有自然頻率、阻尼系數(shù)、靈敏度、諧波失真、假頻等；相關(guān)參數(shù)有直流電阻、阻抗、噪聲、漏電、極性；其它物理參數(shù)還有懸體質(zhì)量、線圈最大位移、允許傾斜角度等。

檢波器的幅頻響應(yīng)是高通的，目前采用的動圈式檢波器的幅頻響應(yīng)可分成2段：在低于自然頻率的頻段上，以大約12dB/OCT的陡度向低頻方向下降；在高于自然頻率的頻段上，趨于固定值。因此對動圈式檢波器而言，只有存在低于自然頻率的部位，才有高頻補(bǔ)償作用。渦流式檢波器的幅頻響應(yīng)在低于自然頻率的頻段上，以18dB/OCT的陡度向低頻方向下降，在高于自然頻率的頻段上，以6dB/OCT的陡度向高頻方向上升，2段陡度都比動圈式增加了6dB，因此其高頻補(bǔ)償作用優(yōu)于動圈式檢波器。在實際工作中，高分辨率地震勘探對檢波器性能的要求總是傾向于高頻地震檢波器。

檢波器假頻對有效頻帶有效波產(chǎn)生影響時，會使地震信號產(chǎn)生嚴(yán)重畸變。目前，檢波器的假頻已從150Hz擴(kuò)展到250-350Hz左右。

檢波器的諧波失真影響接收的動態(tài)范圍。由于磁路、阻尼存在非線性的特點，使得檢波器的諧波失真（0.2%）遠(yuǎn)大于儀器的諧波失真（0.0003%）。關(guān)于檢波器的動態(tài)范圍論述較少，一般認(rèn)為以檢波器諧波失真為主要標(biāo)準(zhǔn)。檢波器的這項指標(biāo)實際上是影響高分辨勘探資料品質(zhì)的關(guān)鍵參數(shù)。

模擬檢波器從檢波器輸出到采集站的是模擬信號，因此不可避免地會出現(xiàn)能量損耗、干擾等不利因素；數(shù)字檢波器直接輸出的是數(shù)字信號，且具有內(nèi)在的、較高的矢量精度和優(yōu)良的低頻信號響應(yīng)特性。

三分量數(shù)字檢波器是利用MEMS傳感器原理生產(chǎn)的，它具有一定的方向性，由兩個水平分量（X，Y）和一個垂直分量（Z）組成。三個分量的方向兩兩垂直，所以只要有一個水平分量的方向一致，那么另外一個水平分量的方向也會相同。

2 數(shù)字檢波器與常規(guī)檢波器采集資料對比

地震勘探是為了采集有效地震波資料作為資料處理和資料解釋的原始依據(jù)，數(shù)據(jù)采集是地震勘探工作的基礎(chǔ)，采集資料可以簡單分為單炮資料和剖面資料，評價檢波器性能的優(yōu)劣，也可以從分析單炮，特別是剖面資料的好壞來區(qū)分。

2.1 單炮資料分析

提高資料品質(zhì)關(guān)鍵在于提高地震信號的信噪比，因此分析了數(shù)字檢波器和模擬檢波器在同一點的記錄環(huán)境噪音情況。數(shù)字檢波器記錄的噪音干擾明顯比模擬檢波器強(qiáng)。這是由于數(shù)字檢波器是單只檢波器接收，對于干擾波沒有壓制，干擾明顯比檢波器組合強(qiáng)。但同時數(shù)字檢波器記錄的隨機(jī)干擾不論頻率還是能量都強(qiáng)于模擬組合，頻率高對于有效記錄地震波高頻信息有利，干擾能量強(qiáng)則需要想辦法壓制。

數(shù)字檢波器的有效波頻率并沒有想象的那么高，模擬檢波器組合的記錄好于數(shù)字檢波器。分析其原因，數(shù)字檢波器由于采用單只接收，對環(huán)境噪音的幾乎零壓制限制了本身動態(tài)范圍的發(fā)揮；而模擬檢波器由于是組合埋置，對環(huán)境噪音的壓制效果較好，因此在單炮記錄上顯示出有效波信噪比比單只數(shù)字檢波器高的結(jié)果。由于用模擬檢波器進(jìn)行高分辨勘探已經(jīng)有了比較成熟的方法，而且對于中淺層的掃描頻率也已經(jīng)達(dá)到了70Hz左右，因此要考察數(shù)字檢波器的好壞，不僅要考慮更高的頻率段，而且要考慮施工方法的進(jìn)一步更新，同時進(jìn)行單炮和剖面處理綜合分析，尤其在處理過程中注意保護(hù)高頻成份。

從單炮記錄的分析可以得出如下結(jié)論：模擬檢波器組合信噪比較高，記錄層次清晰；數(shù)字檢波器記錄層次比較清晰，記錄頻率也比較高，但干擾強(qiáng)，且單炮記錄信噪比較模擬檢波器組合低。

2.2 剖面分析

P波分頻掃描剖面上看，BP（45 90）Hz、BP（55 110）Hz數(shù)字檢波器與模擬檢波器基本相近，在較高頻段掃描時，如BP（65 130）Hz以上，在一般的目的層T2層以下模擬檢波器出現(xiàn)明顯的干擾，而數(shù)字檢波器的干擾比較輕微。這種干擾是在資料處理的過程中產(chǎn)生的，但考慮到處理流程是一致的，說明二者的原始資料本身就存在一定的差異。

3 結(jié)語

（1）地震檢波器性能的好壞將直接影響勘探數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量，相對目前常用的模擬檢波器，三分量MEMS數(shù)字檢波器在技術(shù)指標(biāo)上：數(shù)字地震檢波器的動態(tài)范圍可達(dá)到105dB以上（常規(guī)60dB）；噪音指標(biāo)優(yōu)于-147dBg2/Hz；具有極高的向量保真度；輸出頻帶十分平坦；抗干擾能力強(qiáng)的；實現(xiàn)傾斜角度的自動測量的優(yōu)點，有利于地震資料弱信號的提升，進(jìn)步一實現(xiàn)高分辨地震采集。

（2）通過分析三分量數(shù)字檢波器與模擬檢波器的單炮記錄和剖面記錄，分析表明數(shù)字檢波器頻帶寬，動態(tài)范圍大。單炮記錄上，單只數(shù)字檢波器的記錄在能量和頻率方面與模擬檢波器組合相比有一定的差異；剖面分辨能力則數(shù)字檢波器高于模擬檢波器，而且層間信息豐富，轉(zhuǎn)換波剖面與縱波剖面對應(yīng)較好。

參考文獻(xiàn)：

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【關(guān)鍵詞】地質(zhì)勘探；應(yīng)用

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，地質(zhì)勘探工作的進(jìn)步，社會發(fā)展對礦產(chǎn)資源的需求越來越大，這也使得礦產(chǎn)資源的稀缺性日益明顯。為了緩和礦產(chǎn)品供需的矛盾，發(fā)現(xiàn)和勘查新的礦產(chǎn)資源是必然的選擇，地質(zhì)勘探工作在礦產(chǎn)資源中的重要性也愈發(fā)突出，

地質(zhì)勘探是通過各種手段和方法對地質(zhì)進(jìn)行勘查、探測，確定合適的持力層，根據(jù)持力層的地基承載力，確定基礎(chǔ)類型，計算基礎(chǔ)參數(shù)的調(diào)查研究活動。地質(zhì)勘探可以幫助發(fā)現(xiàn)有工業(yè)意義的礦床，并通過資料分析為該礦床提供最佳的開采技術(shù)條件，有利于礦山建設(shè)的進(jìn)行。通常情況下，地質(zhì)勘探以鉆探工程和坑探工程為主，加以地球物理勘探和地球化學(xué)勘查。

1、地震勘探技術(shù)及其應(yīng)用

地震勘探技術(shù)是是一種地球物理方法，通過利用巖石的彈性性質(zhì)來研究地下礦床和解決工程地質(zhì)，環(huán)境地質(zhì)問題。通常情況下，地震勘探通過布置在井中或地面的地震檢波器及專門儀器來記錄地震波的傳播途徑。這些記錄的信息反應(yīng)了地震波所經(jīng)過地層的地質(zhì)信息，加以計算機(jī)處理分析，地層的空間分布情況、巖土特性、地質(zhì)構(gòu)造甚至地層中含有各種資源的情況就可以清楚的展現(xiàn)出來，同時工程中潛在的危險區(qū)地質(zhì)問題也可以及時發(fā)現(xiàn)。

地震勘探技術(shù)在石油工業(yè)以及工程物探上得到了很好的應(yīng)用。首先，地震勘探的發(fā)展起源于石油和天然氣的尋找。通過地震資料來確定探井位置仍是每一個石油公司尋找石油的最佳手段，地震勘探在石油工業(yè)中的應(yīng)用有著舉足輕重的地位。其次，地震勘探在工程物探領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。例如在水文、工程、環(huán)境地質(zhì)中測定覆蓋層厚度及基巖界面起伏形態(tài)，在區(qū)域和場地穩(wěn)定性調(diào)查評價中判定砂土液、場地土地震效應(yīng)分析及反應(yīng)譜，以及工程質(zhì)量檢測及人文調(diào)查中地基基礎(chǔ)檢測和巖土彈性力學(xué)參數(shù)測定等。

2、地質(zhì)雷達(dá)勘探技術(shù)及其應(yīng)用

地質(zhì)雷達(dá)檢測技術(shù)通過地質(zhì)雷達(dá)向物體內(nèi)部發(fā)射高頻電磁波并接收相應(yīng)的反射波來判斷物體內(nèi)部異常情況的一種高精度、連續(xù)無損、經(jīng)濟(jì)快速、圖像直觀的高科技檢測技術(shù)。地質(zhì)雷達(dá)勘探技術(shù)是目前精度較高的一種物理探測技術(shù)，較之現(xiàn)有的各種物探方法，它在地表上探測巖溶最有效的方法之一。因此地質(zhì)雷達(dá)檢測技術(shù)在工程地質(zhì)、地基工程、巖土工程、文物考古等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。例如：探測滑坡體時，電磁波在表面覆蓋層與風(fēng)化破碎帶之間傳播時會產(chǎn)生不同形態(tài)的反射波。我們通過對這些反射波的圖像進(jìn)行分析處理，分辨出不同的地層分界面的位置，根據(jù)電磁波的傳播速度計算出分界面的深度；探測庫區(qū)溶洞時，我們同樣可以通過反射波的圖像特征，得到探測巖溶的目的，并根據(jù)電磁波的傳播速度計算出巖溶的埋深。

3、瞬變電磁技術(shù)及其應(yīng)用

瞬變電磁法是時間域電磁法的一種，它的主要原理是利用不接地回線或接地線源向地下發(fā)送電磁脈沖，地下導(dǎo)體內(nèi)部在一次電磁場的激勵下產(chǎn)生感應(yīng)渦旋電流。一次脈沖電磁場的間隙期間，渦流電流產(chǎn)生的二次磁場與一次場之間有一個瞬變過程，地下導(dǎo)體的電性分布結(jié)構(gòu)及空間形態(tài)等的就是通過線圈或接地電極觀測二次磁場，研究其與時間的變化關(guān)系來確定的。隨著儀器設(shè)備的不斷進(jìn)步，理論方法及數(shù)據(jù)處理手段更加先進(jìn)，瞬變電磁法的探測深度越來越大，施工效率也越來越高，它的應(yīng)用范圍也隨之更為廣泛。地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)中尋找金屬礦產(chǎn)資源的重要手段之一就是瞬變電磁法。煤礦行業(yè)中的應(yīng)用瞬變電磁技術(shù)較之其在其他行業(yè)的應(yīng)有更為廣泛，它是保障煤礦安全的一種手段，對減少煤礦安全事故有積極作用。在石油行業(yè)中的應(yīng)用在石油行業(yè)中，將瞬變電磁技術(shù)應(yīng)有到地震勘探或者其他物探方法難以解決困難的地方，會達(dá)到意想不到的效果。然而對于目前對于瞬變電磁技術(shù)在這方面的應(yīng)有大多停留在理論研究階段。

4、無線電波透視技術(shù)

無線電波透視法也稱為坑透法，它是一種通過觀測向地下地質(zhì)體發(fā)射高頻無線電波在傳播過程中場強(qiáng)的衰減情況來確定地質(zhì)異常體的位置和形態(tài)的勘探方法。

隨著科技的進(jìn)步，地質(zhì)勘探技術(shù)也在發(fā)展，新技術(shù)的出現(xiàn)如雨后春筍。地質(zhì)勘探工作的進(jìn)步，可以極大程度上滿足社會發(fā)展對礦產(chǎn)資源的需求。常用的勘探技術(shù)在其應(yīng)有領(lǐng)域中各具優(yōu)勢的同時也有其不足之處，加之地質(zhì)勘探工作在礦產(chǎn)資源中的重要性愈發(fā)突出，各種勘探手段的正確合理運(yùn)用，才能保證勘探任務(wù)全面、高效、經(jīng)濟(jì)的完成。

參考文獻(xiàn)

[1]王有新,王延光.地震勘探技術(shù)概述.油氣地球物理，2007

篇10

1三維地震勘探技術(shù)簡述

三維地震勘探技術(shù)是綜合物理、數(shù)學(xué)、計算機(jī)等學(xué)科為一體的應(yīng)用技術(shù)，通過三維地震勘探技術(shù)的應(yīng)用，能使勘探區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)更加清晰、勘測位置更加準(zhǔn)確，為石油、天然氣、煤炭等能源的開采和探測提供了技術(shù)支持，并發(fā)揮著積極作用。通過三維地震勘探資料的分析利用，能了解煤層的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、空間賦存等情況，提高采礦設(shè)計準(zhǔn)確性和科學(xué)性，提高煤礦作業(yè)安全性。通過對研究區(qū)進(jìn)行三維地震勘探，獲取地震數(shù)據(jù)體如圖1，通過圖1能詳細(xì)看出，勘探區(qū)內(nèi)煤層的起伏狀態(tài)及斷層處煤層變化的情況。對地震勘探資料進(jìn)行了精細(xì)解釋，并通過獲取的三維數(shù)據(jù)體進(jìn)行了全方位地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析，加強(qiáng)了研究區(qū)地質(zhì)情況的科學(xué)分析，提高了采礦設(shè)計的合理性和安全性。

2三維地震勘探資料解釋新方法原理

2.1小波變換20世紀(jì)80年代，小波分析逐漸發(fā)展起來，從最開始的處理數(shù)字信號到地震數(shù)據(jù)處理，形成了科學(xué)系統(tǒng)的理論成果，在石油、煤礦勘探中有廣闊發(fā)展前景，取得了良好的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)價值。經(jīng)過多年研究實踐，小波分析在圖像處理和故障診斷方面有了重大技術(shù)突破，通過小波變化可將任意一種信號映射到通過伸縮和平移方式形成的小波函數(shù)中，實現(xiàn)信號實時分離，且能保證數(shù)據(jù)的完整性和科學(xué)性。小波變換功能的實現(xiàn)，提高了機(jī)械設(shè)備頻率分析和故障排除，提高了信號穩(wěn)定性，提高了機(jī)械設(shè)備工作效率。傳統(tǒng)信號分析主要方法是Fourier變換（傅立葉變換是一種分析信號的方法，它可分析信號的成分，也可用這些成分合成信號。許多波形可作為信號的成分，比如正弦波、方波、鋸齒波等，傅立葉變換用正弦波作為信號的成分），它屬于全局變換分析，具有信號不穩(wěn)定、局部分析能力弱的缺陷，為解決信號穩(wěn)定性問題，人們在Fourier分析的基礎(chǔ)上，發(fā)展出能滿足信號平穩(wěn)性要求的新的信號分析理論，包括短時Fourier變換、時頻分析、小波變換等分析方法[2]。其中，短時Fourier變換采用固定的短時函數(shù)，其信號分辨率較為單一，具有嚴(yán)重使用缺陷。小波變換是Fourier分析、調(diào)和分析等技術(shù)的結(jié)合體，是一種局部時頻分析法，能在時間和頻域變換中獲取有效信息，克服了傳統(tǒng)信號分析理論的不穩(wěn)定性和局部分析缺陷，提高了信號對局部地區(qū)的反應(yīng)能力。在實際三維地震勘探中，重點觀察部分是地震信號局部范圍內(nèi)的特征。運(yùn)用小波分析時，其窗口大小不發(fā)生變化，形狀可根據(jù)用戶要求自行調(diào)節(jié)變化，通過不斷伸縮和平移，實現(xiàn)勘測信號精細(xì)分析，無論是處于低頻部分或是高頻部分，都能清晰顯示出局部范圍內(nèi)的時頻特征[3]。由于小波分析的精確性和高分辨率，被廣泛應(yīng)用于信號處理、圖像處理和語音處理等學(xué)科領(lǐng)域。同時，利用小波變化，針對三維地震資料，編制出科學(xué)的計算機(jī)程序，提高三維地震勘探資料的精細(xì)化處理，提高地震勘探資料質(zhì)量[4]。

2.2三維數(shù)據(jù)體屬性分析與圖象分析三維數(shù)據(jù)體屬性分析是根據(jù)三維地震一步法偏移的數(shù)據(jù)為依據(jù)，利用可視化解釋軟件為操作平臺，提取相關(guān)地震參數(shù)，利用三維地震勘探數(shù)據(jù)信息，結(jié)合圖像處理技術(shù)，實現(xiàn)三維地震勘探圖高分辨率，從而實現(xiàn)煤炭礦區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)精細(xì)解釋。三維地震勘探中地震層拉平剖面與平衡剖面相似，通過層拉平后的三維地震數(shù)據(jù)，能有效消除局部斷代層對數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的影響，并將煤層反射波波組拉平，能提高地震層位的可靠性和科學(xué)性，如圖2所示。同時，通過觀察，可了解到不同層位在不同時間的結(jié)構(gòu)變化，對斷層結(jié)構(gòu)的展示更加具體，為三維地震勘探資料精細(xì)解釋提供了良好技術(shù)支持[5]。圖2水平切片圖三維立體顯示能通過不同角度和不同顏色更加直觀地展現(xiàn)出地質(zhì)結(jié)構(gòu)的形態(tài)，具有較高靈活性和可操作性，且能及時準(zhǔn)確反映出勘探區(qū)周圍地質(zhì)結(jié)構(gòu)變化，提高了對勘探區(qū)地質(zhì)狀態(tài)的動態(tài)了解，豐富了勘探區(qū)的地震數(shù)據(jù)和資料，提高了三維地震勘探資料精細(xì)解釋。

2.3方差體解釋三維地震數(shù)據(jù)體能準(zhǔn)確反映規(guī)則網(wǎng)格反射情況。當(dāng)斷層或局部地層變化連續(xù)性較差時，三維地震數(shù)據(jù)體反映出規(guī)則網(wǎng)格的反射情況出現(xiàn)一些偏差，地震反射道與周圍所反射出的數(shù)據(jù)出現(xiàn)差異，通過地震道之間的差異檢測，能檢測出斷層和不連續(xù)變化的信息。方差體技術(shù)是求得所有數(shù)據(jù)體樣點的方差值，通過周圍地震道時窗中的所有樣點計算出平均主值的方差，最后加權(quán)歸一化計算出方差值。方差體參數(shù)的選取理論上主要有以下原則：根據(jù)所要預(yù)測的斷層走向選擇加法模式或乘法模式。乘法模式的計算結(jié)果不受預(yù)測斷層走向的影響，效果較好，但參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)量大，運(yùn)算速度較慢。而加法模式由于只是主線和聯(lián)絡(luò)線方向的數(shù)據(jù)參與運(yùn)算，因此對走向既不垂直于主線又不垂直于聯(lián)絡(luò)線的斷層效果相對差一點[6]。所以，在預(yù)測斷層走向與主線或聯(lián)絡(luò)線的問題時，可利用加法模式，提高運(yùn)算準(zhǔn)確度。其中，必須嚴(yán)格根據(jù)預(yù)測體大小決定運(yùn)算所需參數(shù)，當(dāng)預(yù)測體為大斷層時，可選擇大參數(shù)，相反，小斷層應(yīng)選擇相對較小的參數(shù)，提高運(yùn)算參數(shù)準(zhǔn)確計算，否則會影響結(jié)果精確性。另外，在選擇計算時窗時，根據(jù)地層傾角大小，選用適當(dāng)比例的時窗，如果地層傾角較大，應(yīng)選擇大比例時窗，相反，選擇比例較小時窗，結(jié)合實際提高參數(shù)準(zhǔn)確性，降低對方差體技術(shù)的人為因素干擾，提高方差體解釋的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。

3結(jié)語