地球物理勘探中控制相的應(yīng)用

摘要：地球物理勘探屬于一種間接的勘查技術(shù)，在一定的情況下需要多種控制方法來(lái)互相印證勘查方法的有效性和準(zhǔn)確性，控制相技術(shù)在此方面大有可為。

關(guān)鍵詞：物探；地質(zhì)勘查；控制相；應(yīng)用

1 引言

地球物理勘探簡(jiǎn)稱物探，它是利用物理學(xué)的原理、方法對(duì)地質(zhì)構(gòu)造、礦產(chǎn)資源等進(jìn)行探測(cè)的技術(shù)。地球物理勘探應(yīng)用的范圍包括石油、天然氣、煤田、金屬和非金屬礦產(chǎn)以及地下水資源勘查，是一種普遍采用的經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證十分有效的方法。其應(yīng)用范圍亦日益擴(kuò)展，目前已延伸到了地質(zhì)工程、工程勘察、工程建設(shè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。

因?yàn)榈厍蛭锢砜碧剿贸龅慕Y(jié)論是根據(jù)物理現(xiàn)象對(duì)地質(zhì)體或地質(zhì)構(gòu)造做出的解釋推斷，所以說(shuō)它是一種間接性的勘探方法。另外，用地球物理方法研究或勘查地質(zhì)體或地質(zhì)構(gòu)造 ，要根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)或所觀測(cè)到的地球物理場(chǎng)求解物理場(chǎng)的場(chǎng)源體，這就涉及到地球物理場(chǎng)的反演，其反演的結(jié)果一般存在多解性。因此，地球物理勘探存在多解性的問題。為了獲得更準(zhǔn)確更符合地質(zhì)實(shí)際情況的解釋結(jié)果，一般在可能的情況下，盡量通過多種物探方法互相配合，緊密結(jié)合地質(zhì)理論和已經(jīng)掌握的地質(zhì)資料進(jìn)行對(duì)比研究和綜合分析判斷。這里，就涉及到控制相的應(yīng)用。

2 控制相

2.1 概念

相的涵義：相是指物質(zhì)的一種狀態(tài)，一種表現(xiàn)形式。如果從控制論的層面上講，相表現(xiàn)為一種控制方法/控制通道，或者也可理解為一種控制狀態(tài)，即控制相。

2.2 相關(guān)屬性

（1）控制相關(guān)系：在由一個(gè)或多個(gè)控制相構(gòu)成的控制系統(tǒng)中，各控制相對(duì)系統(tǒng)全局或系統(tǒng)某一特征的控制程度/控制狀態(tài)的描述和評(píng)估。

（2）控制相系統(tǒng)：應(yīng)用控制相對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行控制的過程中所涉及的控制技術(shù)/控制策略/控制原則/控制方法的集合構(gòu)成的系統(tǒng)。

（3）控制相技術(shù)：運(yùn)用控制相概念和屬性對(duì)相關(guān)系統(tǒng)中各種相的性質(zhì)、狀態(tài)及其相互關(guān)系進(jìn)行系統(tǒng)性研究的技術(shù)的總稱。

（4）控制相功能：從微觀意義上說(shuō)，控制相就是針對(duì)某一事物或?qū)ο笤谀骋浑A段、某一狀態(tài)的控制及其構(gòu)成的系統(tǒng)進(jìn)行控制效率的評(píng)判。相在這里有三層含義：第一層是指維度，是指控制相的數(shù)量和控制角度；第二層是指控制相在系統(tǒng)控制中所起的作用和所占居的地位；第三層是指對(duì)事物的控制進(jìn)度和程度，對(duì)事物控制的可靠性。

（5）控制相的定性：只有具有標(biāo)志性或決定性控制意義的控制參數(shù)才稱為控制相。

（6）控制相的價(jià)值：以控制相對(duì)系統(tǒng)或系統(tǒng)某一特征控制狀態(tài)的可靠性進(jìn)行評(píng)估和多維印證，而且對(duì)該控制狀態(tài)的評(píng)估可重復(fù)性再現(xiàn)。

（7）控制相的狀態(tài)：一種是靜態(tài)的、概念性的控制相，即指控制相定義的本身；另一種是動(dòng)態(tài)的，是指以控制相理念和技術(shù)對(duì)事物的控制程度進(jìn)行分析、評(píng)估的過程。

（8）控制相的應(yīng)用：控制相在實(shí)踐中主要用于判斷和評(píng)估控制方法對(duì)某一事物或系統(tǒng)的控制程度（掌控度/冗余度）、控制的可靠程度、控制進(jìn)度以及控制狀態(tài)的有效性。

（9）控制相的具體形式：包括控制參數(shù)、數(shù)值、公式、圖表或模型等。

（10）并行控制和組合控制：如果對(duì)于某一事物，同時(shí)有多個(gè)控制相，每一個(gè)控制相都可以控制系統(tǒng)對(duì)象的狀態(tài)，稱為并行控制（它們之間是互相驗(yàn)證或交叉印證的關(guān)系）。如果必須由兩個(gè)或兩個(gè)以上控制相才能控制系統(tǒng)對(duì)象的狀態(tài)，稱為組合控制（它們之間是互補(bǔ)的關(guān)系）。

（11）控制相的應(yīng)用目的：使對(duì)事物的控制狀態(tài)由混沌到清晰、由無(wú)序到有序、由不定到確定、由不可靠到可靠、由不穩(wěn)定到穩(wěn)定。甚至在局部某一階段，允許這一過程處于一個(gè)相對(duì)漸進(jìn)、相對(duì)前進(jìn)的過程，即由相對(duì)不穩(wěn)定到相對(duì)穩(wěn)定（在條件或技術(shù)有限的情況下并不能達(dá)到絕對(duì)的穩(wěn)定狀態(tài)的控制）。

（12）控制相的開放性：由于事物的復(fù)雜性和隨著技術(shù)的進(jìn)步而豐富補(bǔ)充，因此，控制相也是一個(gè)不斷新陳代謝的技術(shù)系統(tǒng)。

（13）控制相之間的關(guān)系：依附關(guān)系，即各控制相都控制成立才具有完全控制效果；獨(dú)立關(guān)系，各控制相可單獨(dú)控制；缺陷關(guān)系，現(xiàn)有控制相皆控制成立也不能對(duì)事物完全控制，需引進(jìn)其它控制相加以完善。

3 應(yīng)用

（1）實(shí)例一：在地質(zhì)勘查工程中，僅憑地質(zhì)、物探、化探、遙感等各種單一的找礦方法，不可避免地都具有一定的局限性和片面性。如果把各種找礦方法結(jié)合起來(lái)甚至引進(jìn)新的有效的相關(guān)聯(lián)的技術(shù)手段，才能更好地指導(dǎo)地勘找礦工作，這就是控制相的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。也就是說(shuō)，如果僅用一種控制辦法，往往無(wú)法準(zhǔn)確、全面、可靠地控制對(duì)象。如果采用多種不同的控制方法來(lái)控制和佐證控制效果的可信性，可以達(dá)到互相驗(yàn)證、互相控制、多維確認(rèn)、可靠控制的境界。

（2）實(shí)例二：對(duì)于某一局部區(qū)域走勢(shì)相對(duì)單調(diào)的地層，其產(chǎn)狀可由其走向、傾向和傾角所控制，這三個(gè)控制參數(shù)的集合（即產(chǎn)狀）可看作該地層的控制相。

（3）實(shí)例三：在地質(zhì)勘探過程中，鉆探只能控制一個(gè)個(gè)零星的點(diǎn)，雖然物探能夠控制區(qū)域的面但需要鉆探的點(diǎn)來(lái)加以驗(yàn)證，如果兩者結(jié)合，物探先行、鉆探驗(yàn)證，既節(jié)省成本、避免浪費(fèi)，又減少盲目性、提高成功率。這也是控制相的互補(bǔ)應(yīng)用范例。

（4）實(shí)例四：物探主要以任務(wù)要求為參考指標(biāo)，在此基礎(chǔ)上，時(shí)間、成本、設(shè)備、技術(shù)水平、地質(zhì)條件、地形條件以及各種物探技術(shù)對(duì)資源勘查/工程勘查的適用范圍以及與任務(wù)要求的適配性也是重要的參考因素，因此，重力勘探、磁法勘探、電法勘探、地震勘探、地溫法勘探和核法勘探等各種物探方法都在控制相的適用范圍。

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作者簡(jiǎn)介：楊占軍（1966-），男（漢族），河北邢臺(tái)人，河北省煤田地質(zhì)局制印中心工程師，主要從事煤田地質(zhì)物探工作。