地球物理勘探技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及展望分析

■陶毅

（廣西壯族自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院廣西南寧530023）

地球物理勘探技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及展望分析

■陶毅

（廣西壯族自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院廣西南寧530023）

地球物理勘探是當(dāng)前最為基礎(chǔ)的工作之一，在礦產(chǎn)資源查找、地質(zhì)水文勘查等方面發(fā)揮著巨大作用。本文介紹了地球物理勘探技術(shù)的概念及應(yīng)用現(xiàn)狀，又對(duì)其發(fā)展方向進(jìn)行了展望，對(duì)地學(xué)的研究具有一定的參考價(jià)值。

地球物理勘探技術(shù)現(xiàn)狀展望分析

0　引言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)在礦產(chǎn)資源、地質(zhì)勘探、水利建設(shè)等方面都有著巨大的市場(chǎng)需求。隨著“西部大開發(fā)”戰(zhàn)略的實(shí)施，加強(qiáng)新疆、內(nèi)蒙、甘肅、青海等地區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)已成為拉動(dòng)國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要引擎之一，而地球物理勘探是一項(xiàng)最基本的工作，它為各種基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供必要的地質(zhì)資料，已經(jīng)廣泛涵蓋了石油、煤炭、水電、建筑、災(zāi)害預(yù)測(cè)等各個(gè)方面，其作用也在越發(fā)引人關(guān)注。

1　地球物理勘探技術(shù)介紹

地球物理勘探（通常簡(jiǎn)稱為“物探”）技術(shù)的本質(zhì)是通過檢測(cè)構(gòu)成地殼巖石的物理性質(zhì)來推斷出該地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造情況的科學(xué)。它綜合了物理學(xué)、化學(xué)、電子學(xué)、材料科學(xué)、計(jì)算機(jī)等多種學(xué)科知識(shí)，是近幾年迅速發(fā)展的技術(shù)之一，并取得了豐碩的成果。

地球物理勘探一般的探測(cè)途徑包括密度、磁導(dǎo)率、電導(dǎo)率、放射性、彈性等，與其對(duì)應(yīng)的勘探方法為重力勘探、電磁勘探、地震勘探等。目前地球物理勘探的主要方法技術(shù)如下表1所示［1］。

2　地球物理勘探技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1“物探”技術(shù)在石油勘探中的應(yīng)用

作為“物探”技術(shù)之一的地震勘探技術(shù)已成為當(dāng)前石油勘探工作的重要方法，其根本原理是利用人工激發(fā)地震波，之后根據(jù)地震波在地層內(nèi)的傳播規(guī)律來判斷地質(zhì)情況。目前有很多記錄、分析波形的儀器，其精度和準(zhǔn)確率都達(dá)到了使用要求。地震勘探具有精度高、探測(cè)深度大、工序簡(jiǎn)單、成本較小等優(yōu)點(diǎn)，因而在當(dāng)前油氣勘探中發(fā)揮著重要作用。

2.2“物探”技術(shù)在固體礦產(chǎn)勘探中的應(yīng)用

目前固體礦產(chǎn)主要包括銅、鐵、鋅等金屬礦產(chǎn)，該類金屬礦床具有較低的電阻率或磁性，這些物理差異是目前勘探金屬礦產(chǎn)的主要途徑，因此勘探方法主要為電磁勘探，具體又可分為激發(fā)極化法、瞬變電磁法、CSAMT法［2］。它們的原理分別如下：

①激發(fā)極化法：該方法根據(jù)礦石的激發(fā)極化效應(yīng)來尋找金屬，分為直流和交流兩種。常用的電極排列順序有中間梯度排列、聯(lián)合剖面排列、對(duì)稱四極測(cè)深排列等。特別針對(duì)一些大型低品位硫化礦體效果顯著。從當(dāng)前發(fā)展來看，加大電極距和電源功率是改進(jìn)該方法的重要途徑。

②瞬變電磁法：該方法是向地面發(fā)送一次場(chǎng)，在此期間測(cè)量地質(zhì)體產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)的變化情況，之后根據(jù)二次場(chǎng)的衰減特征來判斷地質(zhì)體的特征和規(guī)模［3］。

③CSAMT法：該方法具有較強(qiáng)的抗干擾能力，而且可以通過改變頻率的方法來探測(cè)不同深度的電測(cè)，工作效率很高，適應(yīng)性很強(qiáng)，探測(cè)范圍較大，是激發(fā)極化法的有效補(bǔ)充。在實(shí)際工作中，往往結(jié)合結(jié)合幾種方法的結(jié)果綜合分析，這樣可有效提高勘測(cè)準(zhǔn)確度。

2.3“物探”技術(shù)在工程地質(zhì)勘探中的應(yīng)用

工程地質(zhì)勘探是當(dāng)前應(yīng)用“物探”最廣泛的市場(chǎng)，包括交通、管道、高層建筑、水利工程等，而主要是淺層或超淺層范圍，應(yīng)用的手段主要是地質(zhì)雷達(dá)、淺層地震等。其中地質(zhì)雷達(dá)的原理是利用寬帶高頻時(shí)域電磁脈沖波的反射探測(cè)目的體。“物探”技術(shù)對(duì)淺層范圍內(nèi)的斷層、含水層等地質(zhì)構(gòu)造探查的非常精確，可為工程規(guī)劃和設(shè)計(jì)提供很好的地質(zhì)資料參考［4］。

3　地球物理勘探技術(shù)的發(fā)展方向分析

得益于電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，“物探”技術(shù)的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大，性能也在逐步提高，其發(fā)展趨勢(shì)主要有以下幾個(gè)：

（1）總體向著數(shù)字化、自動(dòng)化、智能化和多功能化的方向發(fā)展，面對(duì)淺部資源的開采殆盡，將來必然會(huì)向著更深部進(jìn)軍，這就對(duì)“物探”的探測(cè)深度能力提出更高要求。此外，由于環(huán)保壓力的增大，越來越多大型發(fā)電設(shè)施（核電站、水電站、風(fēng)電站等）被投資建造，而這些建筑對(duì)地基要求較高，這也對(duì)“物探”的精度提出了更高要求；

（2）隨著材料技術(shù)發(fā)展，“物探”設(shè)備必然會(huì)向著小型化、便攜化方向發(fā)展，其數(shù)據(jù)處理能力也會(huì)大幅度提高。當(dāng)前處理器制造工藝已降低至14nm工藝水平，功耗降低的同時(shí)計(jì)算能力成倍增加，這為“物探”的發(fā)展提供了很好的物質(zhì)基礎(chǔ)［5］；

（3）相應(yīng)的軟件系統(tǒng)會(huì)更加完善。系統(tǒng)軟件作為處理數(shù)據(jù)最為重要的載體，直接決定了最終結(jié)果的準(zhǔn)確度。目前國(guó)外相關(guān)軟件價(jià)格很高，而且與國(guó)內(nèi)系統(tǒng)匹配會(huì)出現(xiàn)“水土不服”現(xiàn)象，而國(guó)內(nèi)的相關(guān)系統(tǒng)在準(zhǔn)確度、專業(yè)性方面有所欠缺。相信再經(jīng)過幾年技術(shù)積累后必然會(huì)有所改觀；

4　結(jié)束語

地球物理勘探技術(shù)是新時(shí)代的產(chǎn)物，其擁有傳統(tǒng)勘探手段所不具備的優(yōu)勢(shì)，順應(yīng)了歷史發(fā)展的潮流。我國(guó)“物探”技術(shù)起步晚、發(fā)展快，針對(duì)淺層和中深層地質(zhì)其勘察水平較高，而深層的地質(zhì)勘探技術(shù)幾乎被歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家壟斷，因此提高自身技術(shù)已成為發(fā)展“物探”的必由之路。本文介紹了“物探”的應(yīng)用情況和發(fā)展趨勢(shì)，可為本學(xué)科的發(fā)展提供必要的經(jīng)驗(yàn)。

［1］徐觀來.地球物理勘探技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與實(shí)際應(yīng)用研究 ［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，（03）：18-22.

［2］程建遠(yuǎn)，石顯新.中國(guó)煤炭物探技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展 ［J］.地球物理學(xué)進(jìn)展，2013，（08）：25-28.

［3］佟志奎.油氣勘探開發(fā)中地球物理勘探技術(shù)的應(yīng)用分析 ［J］.化工管理，2015，（08）：21-24.

［4］唐建偉，丁建榮，郝天瑤.徐聞地區(qū)綜合地球物理勘探方法應(yīng)用研究 ［J］.地球物理學(xué)進(jìn)展，2008，（03）：53-56.

［5］楊岐焱，彭遠(yuǎn)黔，尼瑪，等.日喀則城市活斷層地球物理勘探方法和成果 ［J］.地球物理學(xué)報(bào)，2015，（06）：18-22.

P539.4［文獻(xiàn)碼］ B

1000-405X（2016）-8-380-1

陶毅（1987～），男，畢業(yè)于中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）地球物理學(xué)專業(yè)，本科，助理工程師，研究方向?yàn)榈厍蛭锢砜辈臁?/p>