地球物理勘探
| 地球物理勘探 |
 |
|
中文名;地球物理勘探 外文名;Geophysical prospecting 漢語拼音;diqiu wuli kantan 提出者;地球物理學家趙九章先生 涉及學科;地球學、地球物理學 涉及領域;地球結構探究 屬類;地球物理學一級學科 |
地球物理勘探簡稱物探，它是指通過研究和觀測各種地球物理場的變化來探測地層岩性、地質構造等地質條件。由於組成地殼的不同岩層介質往往在密度、彈性、導電性、磁性、放射性以及導熱性等方面存在差異，這些差異將引起相應的地球物理場的局部變化。通過量測這些物理場的分布和變化特徵，結合已知地質資料進行分析研究，就可以達到推斷地質性狀的目的。該方法兼有勘探與試驗兩種功能，和鑽探相比，具有設備輕便、成本低、效率高、工作空間廣等優點。但由於不能取樣，不能直接觀察，故多與鑽探配合使用。
地球物理勘探是以岩石、礦石（或地層）與圍岩的物理性質差密度、磁化性質、導電性、放射性差異為基礎。地質學專業術語，地球物理學用物理學的原理和方法，對地球的各種物理場分布及其變化進行觀測。
地球物理勘探探索地球本體及近地空間的介質結構、物質組成、形成和演化，研究與其相關的各種自然現象及其變化規律。
在此基礎上為探測地球內部結構與構造、尋找能源、資源和環境監測提供理論、方法和技術，為災害預報提供重要依據。已故著名地球物理學家趙九章先生是這樣形容地球物理學的——「上窮碧落下黃泉、兩處茫茫都不見」。 地球物理學的研究內容總體上可以分為應用和理論地球物理兩大類，屬於地球物理學一級學科（代碼及名稱：0708）。[1]
目錄
勘探方法
地球物理勘探所給出的是根據物理現象對地質體或地質構造做出解釋推斷的結果，因此，它是間接的勘探方法。此外，用地球物理方法研究或勘查地質體或地質構造 ，是根據測量數據或所觀測的地球物理場求解場源體的問題，是地球物理場的反演的問題，而反演的結果一般是多解的，因此，地球物理勘探存在多解性的問題。為了獲得更準確更有效的解釋結果，一般儘可能通過多種物探方法配合，進行對比研究，同時，要注重與地質調查和地質理論的研究相結合，進行綜合分析判斷。 人類居住的地球，表層是由岩石圈組成的地殼，石油和天然氣就埋藏於地殼的岩石中，埋藏可深達數千米，眼看不到，手摸不着，所以，要找到油氣首先需要搞清地下岩石情況。怎樣才能搞清地下岩石的情況呢？這要從岩石的物理性質談起。岩石物理性質是指岩石的導電性、磁性、密度、地震波傳播等特性，地下岩石情況不同，岩石的物理性質也隨之而變化。各種物理性質都表現為一種或幾種不同的物理現象，如導電性不同的岩石在相同的電壓作用下，具有不同的電流分布；磁性不同的岩石，對同一磁鐵的作用力不同；密度不同的岩石，可以引起重力的差異；振動波在不同岩石中傳播速度不同等。運用現代技術，完全可以記錄到上述物理現象的變化，進而可以了解地下岩石的性質及其分布規律，達到尋找地下油氣的目的。我們把這種以岩石間物理性質差異為基礎，以物理方法為手段的油氣勘探技術，稱為地球物理勘探技術，簡稱物探技術。 古代兵器有刀、槍、劍、戟……，當今的油氣地球物理勘探技術又有哪些呢？
分類
地球物理勘探常利用的岩石物理性質有：密度、磁導率、電導率、彈性、熱導率、放射性。與此相應的勘探方法有：重力勘探、磁法勘探、電法勘探、地震勘探、地溫法勘探、核法勘探。從測量所在的空間位置和區域的不同又可以劃分為：地面地球物理勘探、航空地球物理勘探、海洋地球物理勘探、鑽孔地球物理勘探等。根據研究對象的不同還可劃分為：金屬地球物理勘探、石油地球物理勘探、煤田地球物理勘探、水文地質地球物理勘探、工程地質地球物理勘探和深部地質地球物理勘探等。
重力：通過觀測不同岩石引起的重力差異來了解地下地層的岩性和起伏狀態的方法，稱為重力勘探。油氣生成於沉積盆地，應用重力勘探可以確定沉積盆地範圍。
磁力：通過觀測不同岩石的磁性差異，來了解地下岩石情況的方法，稱為磁力勘探。在沉積盆地中，往往會分布着各種磁性地質體，磁力勘探可以圈定其範圍，確定其性質。
電法：通過觀測不同岩石的導電性差異來了解地下地層岩石情況的方法，稱為電法勘探，與油氣有關的沉積岩往往導電性良好（電阻率低），應用電法勘探可以尋找和確定這類地層。
此外還有地震、放射性物探等。
地球物理場
各種地球物理方法在地表或地表附近測量的各種物理現象的信息可以統稱為地球物理場的信息。地球物理場可分為天然存在的地球物理場和人工激發的地球物理場。地球的重力場、地磁場、地電場、地溫場、核物理場是天然存在的地球物理場；由人工爆炸產生彈性波在地下傳播的彈性波場、向地下供電在地下產生的局部電場、 向地下發射電磁波激發出的電磁場等，屬於人工的激發的地球物理場。地球物理場還可分為正常場和異常場。
異常場
是由勘探對象所引起的局部地球物理場，例如賦存在地下的磁鐵礦體或磁性岩體產生的磁場，這部分磁場迭加在它的圍岩和地球其它部分產生的磁場之中，在研究觀測得來的磁場時，就要區分或提取出磁異常場； 又如鉻鐵礦的密度比圍岩的密度大，鹽丘岩體的密度比圍岩的密度小，這兩種情況分別會引起重力場局部增強或減弱的異常現象。地球物理勘探正是根據對正常場和異常場的分布特徵進行地質解釋和推斷的。
人工激發的地球物理場
如爆炸產生的彈性波場，彈性波在岩層中傳播遇到不同密度的分界面時會發生反射、折射和能量衰減等現象，根據彈性波返回到地面的時間來研究其傳播速度、岩層厚度和產狀等問題。人工場源的優點是場源的參數為已知，便於控制，分辨力較高，能夠取得較好的地質效果，但費用較大。
發展方向
引進現代電子計算器技術，進一步壓制干擾，提高分辨能力，提取更多的有用信息，發展反演的理論和技術，提高各類地質問題的地球物理解釋、推斷效果並不斷提高地球物理數據處理的工作效率和圖像處理技術。地球物理勘探儀器要向輕便化、高精度、多功能、數字化、系列化和智能化的方向發展。現代地質學理論的發展，使深部地質問題的研究愈顯重要。應用於這方面研究的人工地震反射剖面、大地電磁測深、重力、磁法、地熱等地球物理勘探方法，已顯示出其潛力和優越性。
地球物理勘探方法之一。是利用組成地殼的各種岩體、礦體間的密度差異所引起的地表的重力加速度值的變化而進行地質勘探的一種方法。它是以牛頓萬有引力定律為基礎的。只要勘探地質體與其周圍岩體有一定的密度差異，就可以用精密的重力測量儀器（主要為重力儀和扭秤）找出重力異常。然後，結合工作地區的地質和其他物探資料，對重力異常進行定性解釋和定量解釋，便可以推斷覆蓋層以下密度不同的礦體與岩層埋藏情況，進而找出隱伏礦體存在的位置和地質構造情況。
磁法勘探
是地球物理勘探方法之一。自然界的岩石和礦石具有不同磁性，可以產生各不相同的磁場，它使地球磁場在局部地區發生變化，出現地磁異常。利用儀器發現和研究這些磁異常，進而尋找磁性礦體和研究地質構造的方法稱為磁法勘探。磁法勘探是常用的地球物理勘探方法之一。它包括地面、航空、海洋磁法勘探及井中磁測等。磁法勘探主要用來尋找和勘探有關礦產（如鐵礦、鉛鋅礦、銅錦礦等）；進行地質填圖；研究與油氣有關的地質構造及大地構造等問題。我國建國以來大多數鐵礦區、多金屬礦區及油氣田等都進行了大量的磁法勘探工作，取得了良好的地質效果。磁法勘探也是基本地球物理手段，國家已納入在全國範圍內進行系統測量的計劃，並已基本覆蓋了全國重要地區。
電法勘探
是根據岩石和礦石電學性質（如導電性、電化學活動性、電磁感應特性和介電性，即所謂「電性差異」）來找礦和研究地質構造的一種地球物理勘探方法。它是通過儀器觀測人工的、天然的電場或交變電磁場，分析、解釋這些場的特點和規律達到找礦勘探的目的。電法勘探分為兩大類。研究直流電場的，統稱為直流電法，包括有電阻率法、充電法、自然電場法和直流激發極化法等；研究交變電磁場的，統稱為交流電法，包括有交流激發極化法、電磁法、大地電磁場法、無線電波透視法和微波法等。按工作場所的差別，電法勘探又分為地面電法、坑道和井中電法、航空電法、海洋電法等。
地震勘探
是近代發展變化最快的地球物理方法之一。它的原理是利用人工激發的地震波在彈性不同的地層內傳播規律來勘探地下的地質情況。在地面某處激發的地震波向地下傳播時，遇到不同彈性的地層分界面就會產生反射波或折射波返回地面，用專門的儀器可記錄這些波，分析所得記錄的特點，如波的傳播時間、振動形狀等，通過專門的計算或儀器處理，能較準確地測定這些界面的深度和形態，判斷地層的岩性，是勘探含油氣構造甚至直接找油的主要物探方法，也可以用於勘探煤田、鹽岩礦床、個別的層狀金屬礦床以及解決水文地質工程地質等問題。近年來，應用天然震源的各種地震勘探方法也不斷得到發展。
地下管線探測
主要檢測內容：
（1）金屬管線探測
地下金屬管線適宜用管線探測儀和探地雷達進行探測，管線儀對於金屬管線探測具效率高、儀器輕便、結果準確等優點；探地雷達可用於埋深較大和密集管線的探測。
（2）非金屬管線探測
地下非金屬管線探測的首選方法是探地雷達。探地雷達具有連續無損探測、高效、高精度、易反演解釋等優點。
使用探地雷達具有獨特的天線陣技術，可以極大提高探測結果的精度和有效性。
考古探測
利用地下古代遺物與周邊物質的物性差異，採用地球物理勘探手段對它們的平面位置、埋深、分布範圍進行調查。 利用雷達多天線陣列技術，探測的精度高，在小面積精確定位方面有無可比擬的優勢；磁法探測能更快、更大面積地揭示地下遺址的面貌，結合已經為考古發掘與考古調查所認識的部分，加以典型影像校正，能更完整地認識遺址的全貌。
參考來源
參考資料
- ↑ 地球物理勘探基礎知識,360文庫 , 2020年2月29日