今天我们来聊聊地球物理勘探技术,以下6个关于地球物理勘探技术的观点希望能帮助到您找到想要的大学知识。
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地球物理勘探新技术与新方法
地球物理勘探新技术与新方法如下。
1、航空磁测技术:应用在中高山区位置的航磁测量系统种类繁多,比如安装测量系统,主要通过HC-2000K氦光泵磁力仪、DS-II型收录系统、BG3.0型大量程无线电测高仪以及GG24双星座定位仪和AADCII型软补偿仪等设备,实现航空磁测。
2、航空电磁勘查测量技术:又称为航空电磁法,是一种以飞机为运载工具的现代地球物理勘查技术方法。对于该种地球物理勘查方法而言,其主要是基于探测目标电性、磁性以及电磁感应等。
地球物理勘探技术专业怎么样_就业方向_主要学什么
高考 填报志愿 时,地球物理勘探技术 专业怎么样 、 就业方向 有哪些、主要学什么是广大考生和家长朋友们十分关心的问题,以下是相关介绍,希望对大家有所帮助。 1、培养目标 本专业培养德智体美劳全面发展,掌握扎实的科学文化基础和地球物理方法、勘探等知识,具备地球物理软件应用开发、地球物理数据采集处理等能力,具有工匠精神和信息素养,能够从事空中、地面、地下、海洋目标体调查、评价和研究的高素质技术技能人才。 2、 就业 方向 面向地球物 理工 程师、地质调查员、地质实验员等职业,地球物理勘查等技术领域。 3、主要专业能力要求 具有应用重力、磁法、电法、地震、放射性、地温等地球物理方法采集目标体特征信息的能力; 具有测试、分析岩(矿)石物理性质,查证异常信息的能力; 具有地球物理数据采集、处理、解释的能力; 具有编写调查、评价和研究报告,编制综合图件的能力; 具有使用、维护、维修地球物理数据采集设备、仪器的能力; 具有研究、开发、应用地球物理软件,提供地球物理咨询服务的能力; 具有探究 学习 、终身学习和可持续发展的能力。 4、主要专业课程与 实习 实训 专业基础课程:工程数学、 计算机 编程基础、地球科学概论、岩石学、构造地质、测量学基础、信息处理基础。 专业核心课程:重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探、核地球物理勘探、地球物理测井、地热勘探。 实习实训:对接真实职业场景或 工作 情境,在校内外进行采集设计、仪器操作、物性测量、勘探施工等实训。在地勘单位、油气公司、自然资源管理部门等单位进行岗位实习。 5、接续专业举例 接续高职本科专业举例:资源勘查工程技术、环境地质工程 接续普通本科专业举例:勘查技术与工程、地质工程
地球物理勘探技术是干什么的?
地球物理勘探技术是指一种通过对地球结构和物理性质的探测、测试和分析,来研究地下结构、探测资源和环境状况的技术。主要包括地震勘探、电法勘探、磁法勘探、重力勘探、辐射勘探等多项技术。地球物理勘探技术可以应用于地质勘探、新能源勘探、环境检测、自然灾害预警等方面,为地质勘探、资源开发、环境监测和人类社会的可持续发展发挥着重要作用。该技术的开发和应用,为人类探索自然、开拓资源和保护环境提供了重要的技术平台和手段。
勘探地球物理方法
随着地质找矿工作的不断深入,许多产在地表和近地表的矿床已被发现,因此迫使人们必须依靠新的科学技术来寻找隐伏矿。过去常用的地球物理探矿方法有磁法、电法、重力法、放射性测量法和地震法等。近年来,在所采用的方法中,特别重视了探测深度大的各种物探方法,其中包括航空物探、地面物探和井中物探三大类。
1)航空地球物理勘探技术
(1)航空磁测
航空磁测是航空物探中最老的一种方法。由于电子技术、计算机技术和航空导航定位技术的发展,航空磁测目前仍然保持着旺盛的生命力和良好的前景。目前的航空磁测观测仪器由于采用了量子学原理的核旋和光泵磁力仪,其分辨率已提高到0.01nT,甚至达到pT级,仪器采样率也达到10次/s。
(2)航空电磁测量
航空电磁测量分频率域和时间域电磁测量两类。频率域电磁测量(FEM)的发展主要是采用多装置和多频率以提高方法的解释和分辨率;时间域电磁测量(TEM)为提高解释效果往往安装三组正交线圈。
传统的航空电磁法(AEM)在找矿方面曾经取得卓越的成效。其主要障碍是在寻找地表有良导性覆盖埋深百米以下的矿床时受到很大限制。据此,人们加强了大探测深度电磁系统的研究。主要途径一是提高发射功率和数据的现场处理能力,二是改变发射源的位置,即将发射机置于地面,研究新型的定源航空电磁系统。
(3)航空放射性(伽马能谱)测量
目前航空放射性测量已不仅仅是测量伽马射线总强度,而是进行伽马射线能谱测量,测量的谱道多达2048道。同时还开发了多种航空伽马能谱测量的处理软件,如宇宙射线、放射性时间、背景辐射、康普顿效应剥离、灵敏度和高度改正,以及求比值和F参数等进行各种滤波的软件。
(4)航空重力测量
由于把重力仪安装在飞机上观测时飞机的运动会严重改变观测的重力值,因此航空重力测量长期未能实现。与其他航空物探方法相比,航空重力测量的难度要大得多。但随着GPS技术、航空定位技术和计算机技术的迅速发展,航空重力测量也得到了进一步发展。人们把地面的重力仪安装在飞机上,利用单定位技术可求得各方向的加速度及其状态。通过软件可较精确地计算出飞机运动对重力观测值的影响并进行改正,以求得观测点的相对重力值。
2)地面物探方法
在地面物探方法方面,时间域电磁法(TEM)近年来有了很大发展。与直流电法和频率域电磁系统相比,时间域电磁系统的探测深度明显要大,垂直分辨率也高,易于探测到低阻覆盖下的良导矿体。地面电磁法的发展有两个显著特点:一是向轻便化、适用于矿产普查的天然场电磁法方向发展;二是向多功能方向发展,即一台电磁系统既能做直流电阻率、频率域和时间域激发极化法,又可做瞬变电磁法和天然场电磁法等。
80年代以来,加拿大和澳大利亚利用地面TEM发现了一系列隐伏矿,如赫利尔、埃洛伊斯、贝纳姆布拉和阿萨巴斯卡等。利用TEM法在中国寻找隐伏块状硫化物矿床中亦取得了良好效果。如在新疆阿尔泰南缘多金属成矿带的克因布拉克、铁木尔特和可可塔勒等矿床上,用TEM开展深部找矿,根据其结果布置钻孔,其见矿率很高。
金属矿地震方法在一些国家已发展起来。主要用于探测层状沉积矿床和与岩浆作用有关的矿床的构造填图和研究探矿要素。俄罗斯已出版了一套金属矿地震图册。加拿大和澳大利亚近年来也投入了较大的工作量,取得了实效。
原苏联研制开发的一系列地电化学方法,如元素存在形式法(MPF)、热磁地球化学法(TMGM)、部分提取金属法(CHIM)等,具有分辨率较高,探测深度大的特点,可直接用来寻找隐伏矿床。据报道,这些方法可在厚覆盖层(厚度达150m)和厚基岩(厚度达500m)条件下寻找深埋的隐伏矿,且受矿床类型、覆盖层厚度、成分、物理和化学性质的影响较小。这3种方法在原苏联已得到普遍推广和运用,取得了较好的找矿效果。近年来西方国家也开始注意这些方法。
3)井中物探方法
井中物探方法除了可获得井壁地质信息外,更主要的是可获得井壁四周和钻孔底部的信息,对发现井旁和井底的盲矿极为重要。井中物探方法主要有井中磁测法、无线电波法、井中激电法和井中充电法等,以井中脉冲电磁法在西方国家采用较多且找矿效果较佳。井中瞬变电磁法(DHTEM)的分辨率高,横向探测距离大(可达200~300m),特别适合于探测深部良导盲矿床。加拿大在勘查中使用了一种称之为UTEM的系统,能在深达3000m处探测到距钻孔300m以上的大良导体。加拿大近十多年来所发现的贱金属矿床,如温斯顿湖锌铜矿(埋深300m)、奥尔里索西斯铜锌矿(埋深600m)、林兹里铜镍矿(埋深1280m)和维克多铜镍矿(埋深2400m)等绝大多数都是盲矿矿床,几乎均是借助钻孔和井中物探方法发现的。在澳大利亚、北欧、原苏联和美国等国家和地区也屡有利用井中物探方法取得找矿成功的报道。
2022地球物理勘探技术就业方向及前景
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地球物理勘探技术面临的问题与发展趋势
随着勘探领域的扩大与深入,遇到的地质条件越来越复杂,地球物理勘探将面临多种多样的问题。其中主要问题可以概括为以下3个方面,今后的发展也将围绕克服这些问题而开展。
1.提高微弱地球物理信号的采集与处理水平
地球物理勘探技术是依据对观测的地球物理场数据的分析来实现探测目的的。因此,数据采集是地球物理工作的基础。历史的发展充分说明,数据采集精度的提高,使得地球物理探测的应用效果、应用范围不断扩大。例如重力仪的精度从20世纪50年代的(0.2~0.4)×10-5m/s2提高到目前的(0.01~0.03)×10-5m/s2,使得重力勘探的能力和应用范围大大加强和拓宽。地球物理方法和理论的进展,需要数据采集技术的进步作保证才能得以实现。世界上所有地球物理技术发达的国家,都有强大的仪器研究与制造业做后盾。为了使我国地球物理工作的发展居于世界先进水平,也必然要加强仪器的研制。
其中包括:①高性能探测换能器的研制,如新型地震检波器和核射线探测器等;②高性能人工源的研制,在地球物理方法中,除观测重力场和磁场等天然场的方法之外,有许多是借助人工场激发的物理场进行的,如地震勘探和大部分电法勘探,为了获得更多的地质信息,场源往往起很大作用,因此,各种场源的研究,也会是今后发展的一个重要方面,如高性能的震源、大功率的电源、高产额的射线源等;③高性能数据记录系统的研制,随着方法的进步,数据量的加大,要求记录系统有更高的性能,例如三维地震和高密度电法,都要求仪器的道数增加。为了提高探测的分辨率,则要求记录系统的带宽和动态范围加大等。
地球物理数据处理的目的是消除各种干扰因素,突出所需的地质信息。这些干扰因素包括:与测量技术有关的影响因素、环境影响因素以及非研究目标的其他地质因素的影响等。不同地球物理方法,受各种因素的影响程度不同,因而处理的重点和方法也不相同。以地震勘探为例,为了提高数据的精度,需要消除近地表因素对一致性的影响;为了有效地提高分辨率,需要进行提高信噪比处理;在反射倾角比较大时,为了减少空间假频,需要进行道内插处理;为了提高解释精度,需要进行提高地震数据的保真处理等。
2.非均匀地质体的探测与描述
几何形体简单、物性分布均匀、埋藏深度较浅且易于发现的矿产资源,今后将越来越少,物探人员面对的将是岩性不均匀、结构与构造复杂、物理性质在纵向和横向上均有较大变化,并且埋藏较深、地质条件复杂的勘探对象。为了查明空间上不均匀变化的对象,必须获得足够的能表征地下内部结构和性质的参数,才有可能比较细致地勾画出对象的复杂特征。所谓足够的参数,一是指参数的种类,二是指每种参数的数量。为了清晰显示研究对象的空间特征,近20年来各种物理场的成像研究取得很大进展,包括地震波成像、电磁波成像和位场成像等。
地震波成像可以在地面、井间和井地之间进行。在已知速度的情况下可以进行几何结构成像,或已知几何结构的情况下进行物性结构成像。地震波成像在石油天然气勘探中已取得一些实用的效果,其中突出的实例如利用叠前深度偏移清楚地获得了古潜山的内幕(杨长春等,1996),但是目前地震勘探实际观测的主要还是纵波的垂直分量,多波多分量的观测与应用研究还只是开始。另外,实际地下介质不仅具有纵向和横向的不均匀性,而且具有纵向横向的各向差异性。只有充分地利用地震波的多种信息,才能够对岩性变化、裂隙的发育状况和孔隙中流体的性质有更准确的了解。井向地震波层析成像比地面地震的分辨率高,随着井下设备的发展,将成为开发地震的重要工具。单井地震波成像即保持井下地震波不受表层干扰的优点,同时不受需要两口井的限制,有可能得到较大发展。超声波井壁成像是成像技术在油田勘探中的另一项重要应用,它可以划分裂缝发育层段,从而有效地圈定裂缝储层,目前它的分辨率还比较低,定量解释技术有待开发。
电磁波成像包括低频的电磁感应法和大地电磁测深,以及高频的探地雷达成像等。电磁波成像也可以在地面、井下、井间或井地间进行。相对于地震波成像,电磁波成像的方法理论和技术还处于发展的初始阶段,许多地方沿用了地震波成像的方法技术。但是由于描述电磁波传播过程的方程中含有扩散项,且其传播常数为复数,因此采用地震波成像方法和技术处理电磁波成像问题,往往得不到理想的效果。目前,低频电磁波成像的应用还处于萌芽阶段(何继善1997),因此,电磁波成像的进一步发展,必须根据自身的特点探索新的路子。
由于高频电磁波方程可以简化为类似于弹性波的波动方程,所以探地雷达的数据处理和解释多采用反射地震的方法技术,主要修改在于尺度标定和参数选择。跨孔的高频电磁波成像,当井间距离不大时,在探测高导金属矿体和溶洞方向已取得一些成功实例。为了提高高频电磁波法对几何结构的分辨率,发展针对其动力学特征的处理技术势在必然(王妙月等,1998)。
随着数据采集技术的改进,直流电阻率法成像方法近年来也取得了一些进展。在理论上,直流电阻率法成像与地震波和电磁波成像方法不同,直流电场由拉普拉斯方程描述。由于直流电阻率法观测设备与野外作业方法简单、探测深度较大,因此在油气勘探、金属矿勘探和工程勘查中应用前景更广阔。
地球物理对复杂对象的探测,是在计算机技术迅猛发展的带动下才得以实现的。成像技术的特点是未知数多,观测数据量大,只有观测信息对每个未知数的覆盖次数足够多,才能使解出的未知数比较可靠。同样,地球物理勘探结果可视化的需求也推动了计算机技术的进步,并且计算机将在今后的地球物理数据的运算中起主要作用。
3.综合利用多种信息,减少地球物理反问题的多解性
地球物理勘探是通过在地表、空中或井下局部地球物理场的观测结果,去分析推断地下不能直接观测部分物质的性质和形态。由于物质形态和性质变化对地球物理场影响的等效现象,使得反问题解答不唯一。如果再考虑观测误差和干扰等因素的影响,以及描述物理场的数学表达和计算方法的不精细,问题就进一步复杂化。从某种意义上讲,地球物理探测技术就是围绕着如何减少多解性的影响,给出更可靠的地质答案这一目的向前发展的。今后仍将沿这个方向继续前进。
地球物理探测的对象越复杂,表征其性质、结构和构造的变数越多。另外,不同的地质对象可能具有某些相同的物理性质。因此,为准确描述一个复杂的探测对象,或区分不同的研究对象,都应该综合利用多种信息,这已成为广大研究人员的共识。例如在油气勘探中,除地震、测井数据综合外,综合使用其他勘探数据,如重磁勘探和电法勘探数据,在处理复杂地质条件的问题时,也是非常重要的。随着多种信息综合应用的进展,油气勘探研究思路也在发生变化。油储地球物理的发展就是一个很好的说明(刘光鼎等,1998)。可以预计,随着复杂探测对象的不断出现,将推动综合信息找矿方法进一步发展。同时,将推动下列几个方面的研究向前发展。
1)新方法和新参数的探索:地球物理勘探理论和方法在客观需要的推动下,始终是在不断完善已有方法和探索新的方法两个方面同时前进的。新的物理参数的应用,将减小多解性的影响,例如,当地震波被利用之后,通过纵横波综合利用,大大减小了对岩性判断的不确定性。地震勘探中对多波多分量的研究,电法勘探中地电化学法和电磁导弹的研究,以及震电效应和震磁效应的研究等,都是为探索新方法和新参数所做努力的一部分。当地球物理数据中不含有足够的地质信息时,只依靠数据处理是达不到目的的,必须增加新的物性参数以补充和丰富地球物理数据中携带的地质信息,再通过适当的数据处理方法才有可能获得可靠的地质结论。
2)“直接”找矿和“间接”找矿相结合(孙文珂,1991;赵文津,1991):“直接”找矿是根据矿体或矿体群产生的地球物理场异常直接指出矿体或矿体群的属性、具体位置或其他有关情况。“间接”找矿是根据矿床的直接控矿因素及近矿围岩引起的异常现象指出矿床可能的分布地段。为了正确确定物探的任务是“直接”找矿还是“间接”找矿,就需要正确了解勘探对象的地质、地球物理特点,建立目标物的地质-地球物理模型。地球物理勘探的目的是要对地质单元作精细的刻画,因此模型首先是以地质模型为基础。通过模型建立将得出最佳的勘探工作程序和方法组合,即勘查工作模式,以及识别目标物的标志,即预测目的物的准则(孙文珂,1988,1991)。预测准则就是能指示或圈出矿产资源目的物存在的有效标志信息组合或系统。在这个系统中,如果既包括“直接”找矿信息,又包括“间接”找矿信息,将会大大减小解的非唯一性的影响。通过矿床成因模式的研究,使人们对不同的成矿地质背景下不同类型矿床的成因及矿床赋存条件,能有一个比较清楚的了解。因此,借助于矿床成因模式,人们可以获得清楚的找矿思路和找矿工作方向。地球物理工作者在矿床成因模式的基础上,结合地球物理场的特征分析,逐步形成了比较完整的综合找矿模式,用以指导勘查工作和作为资料解释的依据。按照“模式找矿”的思路,国内外都有许多成功的找矿实例(何继善,1997;赵文津,1991)。然而,矿床模式只能代表人们当时对已取得的矿床特征、矿床成因认识的总和。地质情况的变化是十分复杂的,完全相同的情况是很难遇到的。因此,既要重视模式找矿,同时又要考虑到会不会有未包括在已概括的找矿模式之内的新类型矿床或新的矿产资源。特别是在一个新的地区不要拘泥于某一种模式。
3)正反演方法的改进:地质现象十分复杂,其物理场特征的数学表述不够准确,往往是造成正反演不准确的原因。例如,一个非线性问题,往往由于不恰当的用线性近似处理,得不到好的结果。因此,地球物理工作者应不断吸收数学等相关学科的最新成果,来改进地球物理正反演方法,以取得可靠的地质效果。
4)多参数联合反演:对同一研究对象的两种以上物理场的观测结果,或同一种物性参数两种以上不同观测方式得到的结果进行联合反演,是减小解非唯一性影响的有效途径之一(王家映,1997)。
5)数据综合管理:为了有效地实现多种信息综合应用,数据的综合管理是关键因素之一。地球物理与地质数据类型的多样性和数据量的不断增大,使得数据管理的任务更加复杂。为了能有效地存储和管理大量的勘探数据,提出了数据仓储概念,以便为多种数据集成创造条件。
小结
通过简单的介绍物探方法的分类、实质、特点及地球物理勘探在资源勘查中的作用,地球物理勘探面临的任务、问题及发展趋势,激励学生学习热情,树立信心,努力掌握物探技术。
复习思考题
1.何谓地球物理勘探?
2.地球物理勘探面临的任务?
3.地球物理勘探在资源勘查中的作用?
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