常用地球物理方法勘探深度研究

曾國龍

摘 要：地球物理勘探技術(shù)是科學(xué)家通過對地殼中巖石的分析和對比，找出其中的物理差異，從而確定不同的地質(zhì)，最終探測出各類礦藏的技術(shù)。在通過地球物理勘探技術(shù)進(jìn)行探測時，主要依靠物探儀，這是科學(xué)家高效工作的有力保障，該儀器通過利用物理技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行工作，在不斷的工作中獲取地球巖石中相應(yīng)的物理信息。

關(guān)鍵詞：地球物理；勘探技術(shù)；應(yīng)用；發(fā)展

1 基本原理與技術(shù)特點

基于放射化學(xué)、地質(zhì)學(xué)及核物理學(xué)等學(xué)科基礎(chǔ)理論的應(yīng)用，航空放射性測量是將放射性測量儀器安裝于特定飛機(jī)上實施勘查任務(wù)，其是通過對地球人工與天然伽瑪輻射場規(guī)律的研究來實現(xiàn)地質(zhì)找礦與其他問題的解決。

飛機(jī)系統(tǒng)與航空多道伽瑪能譜儀組成了航空放射性測量系統(tǒng)，晶體探測器利用光電效應(yīng)將射線（不可見）轉(zhuǎn)換為與放射射線能量呈正比關(guān)系的光電子流（可被探測），通過對其強(qiáng)度的分析，放射射線能量與其出現(xiàn)頻率（單位時間出現(xiàn)次數(shù)）便可通過能譜分析儀獲取。對不同能量射線強(qiáng)弱分布特點通過分析，可對放射污染程度或地質(zhì)信息實現(xiàn)有效獲取。帶有自動穩(wěn)譜裝置的航空多道伽瑪能譜儀為現(xiàn)代航空放射性測量常用設(shè)備，其組成包括能譜分析儀與晶體探測器。分辨率高、測量快速、體積較大的NaI（Tl）晶體為該探測器的基本表現(xiàn)，同時配以低噪音光電倍增管與大探測窗口，其所組成的傳感器用于放射性測量，在將放射射線轉(zhuǎn)換成與之成線性關(guān)系的光電子流后提供給后續(xù)電路實施分析。控制電路、放大器、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)輸出、數(shù)據(jù)存貯、自動穩(wěn)譜電路與脈沖幅度分析器為能譜分析儀的主要組成，其工作程序為將光電子流轉(zhuǎn)換成脈沖后經(jīng)放大器放大與整形并送至脈沖幅度分析器實施幅度分析，進(jìn)而在將相應(yīng)射線能量獲取的同時增加計數(shù)一次于對應(yīng)能量道上。各能量出現(xiàn)的累加次數(shù)在一個采樣周期內(nèi)由該能量道分別獲取，進(jìn)而形成以每秒鐘內(nèi)各道計數(shù)值表示縱坐標(biāo)、能量道數(shù)表示橫坐標(biāo)的伽瑪能譜圖。

當(dāng)所測到的伽瑪能譜發(fā)生漂移時，利用天然放射性譜線中的特征峰，采用軟、硬件相結(jié)合的數(shù)據(jù)化穩(wěn)譜技術(shù)進(jìn)行自動穩(wěn)譜，確保每條晶體的能量譜都處于正確的峰位，總譜的釷峰漂移<±1道。計算機(jī)負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)的各項控制、數(shù)據(jù)存貯、數(shù)據(jù)輸出、數(shù)據(jù)顯示和自動穩(wěn)譜。

2 地球物理勘探技術(shù)

2.1 重力勘探技術(shù)

重力勘探技術(shù)主要是利用不同地殼巖體、礦體之間存在的密度差所帶來的重力加速度值變化情況，對地質(zhì)情況進(jìn)行勘探。這一工作主要是以牛頓萬有引力加速度之變化技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，勘探地質(zhì)周邊巖體密度存在差異，使用重力測量儀器進(jìn)行檢測，就能夠檢測出異常狀況。此后，以當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)相關(guān)數(shù)據(jù)為例，使用定性解釋以及定量解釋方式，對重力異常情況進(jìn)行分析，借助這一方式，推斷出覆蓋層下面礦體以及巖層的密度差異，同時判斷出埋藏信息，此后將隱藏位置的地質(zhì)構(gòu)造情況找出來。

2.2 磁法勘探技術(shù)

磁法勘探技術(shù)主要是使用儀器發(fā)現(xiàn)研究狀況，然后查找磁性礦，對地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行研究。這項技術(shù)所勘探的內(nèi)容有地面、航空、海洋磁法勘探、中井磁測。磁法勘探主要是對礦產(chǎn)資源進(jìn)行勘查，對礦體進(jìn)行預(yù)測，然后對大地構(gòu)造單元進(jìn)行劃分，從而圈定巖體以及斷裂情況。此后進(jìn)一步研究和油氣相關(guān)的地質(zhì)構(gòu)造和大地構(gòu)造實際情況。我國建國后，大部分鐵礦、多金屬礦區(qū)和油氣田等均實施了磁法勘探工作。

2.3 電法勘探技術(shù)

以巖體以及礦石電學(xué)性質(zhì)作為依據(jù)，進(jìn)行礦產(chǎn)資源的查找，并且研究地質(zhì)構(gòu)造，其屬于一種物理勘查方式。電法勘探技術(shù)，主要是借助儀器對人工以及自然電場等進(jìn)行觀測，也是借助交變電磁場對磁場存在的特點以及客觀規(guī)律進(jìn)行觀測，最終實現(xiàn)找礦和勘探目的。人們將電法勘探分成兩種類型，第一種是對直流場進(jìn)行研究，人們將其稱作直流電法，具體內(nèi)容有電阻率、充電法、自然電場法和直流激發(fā)極化法等。另外一種是，對交變電磁場進(jìn)行研究，人們將其稱作交流電法，其內(nèi)容有交流激發(fā)計劃法、電磁法、電磁場法以及無線電波透視法等。將不同工作現(xiàn)場為依據(jù)，電法勘探又可以被分為地面電法、隧道和井中電法、海洋電法等。

2.4 地震勘探技術(shù)

地震勘探技術(shù)主要是借助人工方式，激發(fā)地震波，在彈性不同的地層內(nèi)進(jìn)行傳播，從而對地下地質(zhì)情況進(jìn)行勘探。地震波傳播到地下的這一過程中，因為不同彈性地層界面，會引發(fā)不同程度的反射或者折射波，然后返回到地面上。這種情況下，人們使用相應(yīng)的儀器對這些波進(jìn)行記錄，然后仔細(xì)分析并且記錄相關(guān)特點。例如傳播的時間、震動的形狀等，借助特殊的計算方式，或者采用專門的儀器對這些波進(jìn)行處理，從而比較準(zhǔn)確的找到界面的深度或者形態(tài)，最終判斷地層的巖性，甚至直接從地下找到石油等資源的物理勘探方式。

3 物探技術(shù)發(fā)展趨勢

從目前情況來看，地球物理技術(shù)的物探工作者和相關(guān)專業(yè)人員之間的工作不能有效結(jié)合，兩者本應(yīng)相互監(jiān)督，共同進(jìn)步，但是在實際的工作中卻沒有實現(xiàn)。此外，工作人員并沒有很好的發(fā)揮計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)力量，在進(jìn)行信息查詢、資料分析時較為被動，新時代的工作人員應(yīng)學(xué)會有效利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來提高自身的工作效率，使得勘探過程中的各項工作能夠準(zhǔn)確、全面、安全的展開。

第一，計算機(jī)技術(shù)與數(shù)據(jù)采集技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展。隨著技術(shù)的進(jìn)步，地球物探技術(shù)開始走向國際，并且實現(xiàn)了數(shù)字化、靈活性、智能化和功能化優(yōu)勢。經(jīng)濟(jì)越發(fā)展，所需消耗的資源就越多。現(xiàn)如今發(fā)達(dá)國家基本上都出現(xiàn)了淺部礦產(chǎn)資源殆盡的狀態(tài)，并且逐漸擴(kuò)展到沙漠、沼澤、海洋等地區(qū)，彌補(bǔ)資源缺乏。

第二，總線技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用。它主要應(yīng)用在物探儀器上，并且成為了不可或缺的技術(shù)，其中物探技術(shù)包括模塊化、積木式和插卡式技術(shù)。這些便于自動測量，找到相關(guān)參數(shù)，符合現(xiàn)在多功能、多參數(shù)的基本要點，在模塊式系統(tǒng)中有利于結(jié)構(gòu)緊湊，避免結(jié)構(gòu)問題。

第三，計算機(jī)輔助測試技術(shù)的應(yīng)用，具有集成化的性質(zhì)。簡而言之就是將測量儀器與物探技術(shù)相互結(jié)合起來，開發(fā)它的新功能。這樣便于實現(xiàn)更精確的測量，反映了軟件與硬件同時發(fā)展的趨勢，此外，地球物探技術(shù)的應(yīng)用在高速單片數(shù)字信號處理器幫助中使數(shù)據(jù)處理、信號處理和誤差修復(fù)功能增強(qiáng)了許多，物探技術(shù)更有了保障。

第四，在這些年間，隨著人們對礦物能源的需求越來越迫切，人們將越來越多的精力投入到對物探技術(shù)的開發(fā)研究中，截止到現(xiàn)在來看，物探技術(shù)的功能不但得到了增加，其適用的范圍也得到了有效的延伸，就像超導(dǎo)新技術(shù)的超導(dǎo)磁力儀、超導(dǎo)重力儀等技術(shù)就有了明顯的改良，在精確度、穩(wěn)定性等方面有了更佳的工作性能。從而為我國的礦物能源開采貢獻(xiàn)更大的力量。

4 結(jié)束語

總之，造成了其復(fù)雜多變的地質(zhì)環(huán)境，且地表植被覆蓋較密，傳統(tǒng)的野外物理勘探方法不能快速、精確的檢測分析地下組成構(gòu)造，因此綜述采用先進(jìn)的地球物理勘探技術(shù)是在該地區(qū)順利開展地下地質(zhì)調(diào)查工作之前不可或缺的基礎(chǔ)研究工作。針對該地區(qū)采取何種地球物理勘探方法，或者多種方法相結(jié)合等仍需進(jìn)一步深入研究，以更加精確地判斷地下地質(zhì)組成構(gòu)造或地質(zhì)現(xiàn)象。

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