周 權(quán)，王莉蓉

（新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局地球物理化學(xué)探礦大隊(duì)，新疆 昌吉 831100）

近年來(lái)，地球物理勘探技術(shù)發(fā)展速度日漸加快，并在資源勘探、工程建設(shè)以及環(huán)境保護(hù)方面做出了巨大貢獻(xiàn)。為了更好地推進(jìn)地球物理勘探技術(shù)在上述領(lǐng)域的普及應(yīng)用水平。文中對(duì)地球物理勘探技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行概述，分析地球物理勘探方法及其應(yīng)用，并研究地球物理勘探技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)地球物理勘查技術(shù)發(fā)展應(yīng)用具有一定的借鑒價(jià)值。

1 地球物理勘探技術(shù)的概況

地球物理勘探（以下簡(jiǎn)稱(chēng)為物探）是在勘探過(guò)程當(dāng)中，將巖礦石在地殼當(dāng)中存在的物理性質(zhì)差別作為前提來(lái)對(duì)地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行研究，來(lái)對(duì)地下礦產(chǎn)資源進(jìn)行勘探的重要方法。對(duì)地殼當(dāng)中巖礦石物理參數(shù)進(jìn)行測(cè)試與獲取的儀器全部稱(chēng)之為物探儀器，這些儀器綜合運(yùn)用了物理學(xué)、材料學(xué)、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)以及系統(tǒng)科學(xué)等各種理論、方法和技術(shù)來(lái)對(duì)地球各物理信息進(jìn)行探測(cè)，直接獲取相關(guān)的信息數(shù)據(jù)。目前在煤炭，交通，冶金，石油，地質(zhì)，工程建筑、水電等諸多領(lǐng)域當(dāng)中地球物理勘探都發(fā)揮著非常重要的作用。而且在資源能源勘探開(kāi)發(fā)，預(yù)測(cè)地質(zhì)災(zāi)害，監(jiān)測(cè)地球環(huán)境污染等諸多方面都發(fā)揮著十分重要的作用。物探技術(shù)手段近年來(lái)在工程，環(huán)境，資源等諸多領(lǐng)域需求量也快速增長(zhǎng)，而且物探技術(shù)圍繞這些領(lǐng)域的儀器設(shè)備和方法近年來(lái)也獲得了大幅提升，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。下面分析研究物探技術(shù)方法，一些技術(shù)指標(biāo)和獲得的成果[1]。

2 地球物理勘探方法及應(yīng)用

2.1 重力勘探

該方法在地球物理勘探中占據(jù)非常重要的地位，具體勘探過(guò)程當(dāng)中，是將地殼當(dāng)中各種巖礦體具有的密度差異充分利用，使其產(chǎn)生地表重力加速值改變，而完成地質(zhì)勘探的一種重要技術(shù)方法，該方法應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中，將牛頓萬(wàn)有引力定力充分利用。只要地質(zhì)體與周?chē)鷰r體勘探過(guò)程當(dāng)中存在密度上的差異，便可通過(guò)重力測(cè)試儀器尋找到其中的異常，然后于研究區(qū)的地質(zhì)情況充分結(jié)合，并充分分析其他物探資料，便可以有效的解釋重力異?；蛘哌M(jìn)行定量解釋?zhuān)梢詫?duì)覆蓋層之下。存在不同密度的礦體以及巖層埋藏情況做出準(zhǔn)確的推斷和預(yù)測(cè)，尋找到更多有價(jià)值的隱伏礦體，摸清地質(zhì)構(gòu)造實(shí)際狀況[2-4]。

2.2 磁法勘探

該方法主要包括，井中磁測(cè)以及海洋磁法勘探和航空、地面勘探的。磁法勘探主要用于銅金礦、鉛鋅礦、鐵礦相關(guān)礦產(chǎn)資源的勘探工作，來(lái)開(kāi)展地質(zhì)填圖，對(duì)和地質(zhì)構(gòu)造大地構(gòu)造相關(guān)的油氣資源進(jìn)行研究。我國(guó)我國(guó)建國(guó)之初到現(xiàn)在，很多多金屬礦以及鐵礦區(qū)還有油氣田的建設(shè)，過(guò)程當(dāng)中，磁法勘探都發(fā)揮了非常重要的作用，也獲得了豐碩的研究成果。在地球物理勘探當(dāng)中，磁法勘探是一種非常常用的物理勘探手段，目前國(guó)家已經(jīng)將系統(tǒng)測(cè)量計(jì)劃納入到全國(guó)范圍當(dāng)中，并將我國(guó)全部的重要地區(qū)都進(jìn)行了覆蓋。

巖石和礦石在自然界中的詞性是不同，由此產(chǎn)生的磁場(chǎng)也存在很大不同，這樣一來(lái)導(dǎo)致局部地區(qū)地球磁場(chǎng)出現(xiàn)改變引發(fā)地磁異常，通過(guò)相應(yīng)的儀器以及對(duì)這些詞異常進(jìn)行研究，獲取相關(guān)信息資料，尋找到磁性礦體以及相應(yīng)的地質(zhì)構(gòu)造這便是實(shí)測(cè)方法，目前這種方法應(yīng)用越來(lái)越普遍。

2.3 電法勘探

是結(jié)合延遲以及礦石具有的不同電學(xué)性質(zhì)來(lái)開(kāi)展地質(zhì)研究和找礦工作的一種。重要的地球物理勘探手段，借助先進(jìn)的儀器設(shè)備，對(duì)于天然的或者人工的電子廠進(jìn)行觀測(cè)分析，對(duì)這些電池廠特點(diǎn)規(guī)律進(jìn)行分析研究，來(lái)提高找礦水平。

2.4 地震勘探

目前在地球物理勘探方法當(dāng)中，發(fā)展速度最快的當(dāng)屬地震勘探方法。這種方法在利用過(guò)程當(dāng)中通過(guò)人工手段將地震波激發(fā)，地震波在不同地層當(dāng)中有著不同的傳播規(guī)律，通過(guò)這一特點(diǎn)，便能對(duì)地下地質(zhì)情況展開(kāi)相應(yīng)的勘探，地震波在地面某處被激發(fā)之后傳播向地下，由于地層分界面存在不同彈性，就會(huì)有反射波與折射波向地面返回，通過(guò)專(zhuān)業(yè)的儀器設(shè)備便可以對(duì)這些波做出準(zhǔn)確的記錄，分析獲得的信息特點(diǎn)，并利用專(zhuān)業(yè)的儀器進(jìn)行處理計(jì)算，便能對(duì)這些界面測(cè)定的深度形態(tài)做出準(zhǔn)確判斷，對(duì)地層巖性準(zhǔn)確確定，特別是在油氣構(gòu)造和尤其資源尋找過(guò)程當(dāng)中，這一勘探方法應(yīng)用效果較好，同時(shí)在一些巖鹽，礦床、煤田礦床勘探過(guò)程當(dāng)中，還有一些金屬礦床勘探過(guò)程當(dāng)中，這一方法也發(fā)揮著十分重要的作用，另外，利用地震勘探還能有效地應(yīng)對(duì)一些水文地質(zhì)工程地質(zhì)問(wèn)題。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展背景下，各種天然震源的地震勘探技術(shù)手段獲得了巨大發(fā)展[5]。

2.5 探測(cè)地下管線以及金屬管線

利用管線探測(cè)儀能夠精準(zhǔn)的探測(cè)地下的金屬管線，同時(shí)探地雷達(dá)也發(fā)揮了非常重要的作用，金屬管線探測(cè)過(guò)程當(dāng)中通過(guò)管線儀進(jìn)行探測(cè)，不僅操作起來(lái)非常的方便，而且效率也是非常高，具有很好的探測(cè)精度。一些密集管線或者埋深較大的管線可以通過(guò)探地雷達(dá)來(lái)完成探測(cè)。探測(cè)非金屬管線過(guò)程當(dāng)中，探地雷達(dá)也是首選的勘探方法，利用這種方法進(jìn)行勘探，不僅精度高，效率高，而且易反演解釋?zhuān)梢猿掷m(xù)性的無(wú)損探測(cè)，運(yùn)用探地雷達(dá)天線陣技術(shù)，能夠使探測(cè)精度和有效性得到大幅提升。

2.6 考古探測(cè)

在考古研究過(guò)程當(dāng)中，由于周?chē)镔|(zhì)和古代遺物在地下埋藏，它們都存在一定的物性差異，利用地球物理勘探方法，便可以詳細(xì)的調(diào)查分析他們的具體分布情況，埋深情況以及平面位置情況。通過(guò)雷達(dá)多天線陣列技術(shù)可以高精度地完成探測(cè)，特別是在一些面積較小的區(qū)域上，進(jìn)行精準(zhǔn)定位其優(yōu)勢(shì)十分的明顯，磁法勘探效率高，對(duì)于大面積的考古揭露發(fā)揮著非常重要的作用，能夠?qū)⒌叵逻z址大面積的面貌展現(xiàn)出來(lái)，與考古發(fā)掘和考古調(diào)查相關(guān)信息資料充分結(jié)合，并有效校正典型的影像信息，便可以對(duì)遺址整體全貌有一個(gè)全面了解，在在考古研究當(dāng)中，可以利用這一技術(shù)發(fā)現(xiàn)墓穴、房屋、壕溝、城墻等，分布和位置。

在我國(guó)工程領(lǐng)域，環(huán)境領(lǐng)域以及資源領(lǐng)域物理勘探技術(shù)高速發(fā)展發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，特別是當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展背景下地球物理勘探技術(shù)手段發(fā)揮的作用更加凸顯。就地球物理勘探而言，有著不同的勘探深度，也因此將這些技術(shù)手段劃分成四個(gè)類(lèi)型：主要包括超淺層，淺層中，深層，深層等幾種類(lèi)型。淺層地震技術(shù)以及地震雷達(dá)技術(shù)在超淺層勘探方面作用優(yōu)勢(shì)非常突出。高頻電磁成像以及高密度電阻率在淺層勘探過(guò)程當(dāng)中具有明顯的優(yōu)勢(shì)。而中深層中生成過(guò)程當(dāng)中，高精度重力測(cè)量和可控源電磁測(cè)深進(jìn)行勘探。深部勘探過(guò)程當(dāng)中可以選擇應(yīng)用生成地震，高精度磁力測(cè)量，大地電磁勘探等方法完成勘探。

3 地球物理勘探技術(shù)的基本應(yīng)用

（1）能源物理勘探。勘探天然氣以及石油資源過(guò)程當(dāng)中前期階段可以通過(guò)地震勘探進(jìn)行勘探，而詳細(xì)勘察階段可以利用高精度重力與高精度磁測(cè)和大地電磁法進(jìn)行勘探。研究油氣分布區(qū)的構(gòu)造與區(qū)塊特征，探尋到油氣儲(chǔ)藏構(gòu)造，來(lái)對(duì)油氣勘探過(guò)程當(dāng)中的疑難問(wèn)題有效解決。

（2）勘探固體礦產(chǎn)資源，特別是在勘探金屬礦產(chǎn)資源過(guò)程當(dāng)中，可以運(yùn)用此法和電法技術(shù)手段進(jìn)行勘探。電飯。電法勘探過(guò)程當(dāng)中主要是結(jié)合圍巖和礦體存在的電性差異為前提，對(duì)人工穩(wěn)定電流場(chǎng)在地下傳導(dǎo)分布規(guī)律進(jìn)行研究，來(lái)掌握礦體和圍巖具體分布情況。磁法勘探過(guò)程當(dāng)中主要是根據(jù)圍巖和構(gòu)造存在的磁性差異來(lái)判斷礦體的位置。

（3）工程物探?，F(xiàn)代建筑工程高速發(fā)展，各類(lèi)工程建設(shè)過(guò)程當(dāng)中都需要對(duì)工程安全性等各個(gè)方面進(jìn)行檢測(cè)，此時(shí)便可利用電法，探地雷達(dá)淺層地震。等各種物理勘探方法來(lái)進(jìn)行勘探。

（4）防治災(zāi)害保護(hù)環(huán)境方面的物理勘探。地球物理勘探技術(shù)作為一種先進(jìn)的技術(shù)手段，可以從光、熱、電等各個(gè)方面來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，進(jìn)而對(duì)環(huán)境變化過(guò)程全面認(rèn)識(shí)指導(dǎo)環(huán)境保護(hù)工作的高效開(kāi)展，自然災(zāi)害的發(fā)生給人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)巨大影響，還造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，而在自然災(zāi)害防治過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)用地球物理監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，可以準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)地質(zhì)災(zāi)害，指導(dǎo)防治工作，高效開(kāi)展，減少損失。

4 地球物理勘探技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

地球物理勘探技術(shù)未來(lái)發(fā)展方向，應(yīng)當(dāng)將現(xiàn)代化的電子計(jì)算機(jī)技術(shù)引入其中，科學(xué)有效的控制各種干擾造成的不利影響，增強(qiáng)分辨率，進(jìn)而獲得更加豐富的信息數(shù)據(jù)，并重視反演理論和技術(shù)方面的研究，保證能夠更加高效的解釋各種地球物理信息，提高勘探精準(zhǔn)性。同時(shí)在地球物理數(shù)據(jù)方面處理等技術(shù)手段也應(yīng)當(dāng)有效提高，儀器設(shè)備應(yīng)當(dāng)向高精度、多功能輕便化方向發(fā)展，同時(shí)提高儀器設(shè)備的數(shù)字化與智能化水平。

（1）加強(qiáng)計(jì)算機(jī)與數(shù)據(jù)采集技術(shù)的應(yīng)用，推動(dòng)物探技術(shù)功能更加強(qiáng)大，數(shù)字化，自動(dòng)化水平快速提高，逐漸轉(zhuǎn)向輕便化方向發(fā)展。發(fā)揮計(jì)算機(jī)與數(shù)據(jù)采集技術(shù)、模/數(shù)變換技術(shù)等各種優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)地球物理勘探技術(shù)持續(xù)健康發(fā)展。目前，隨著多年的開(kāi)采工作不斷推進(jìn)，很多地表淺層的礦產(chǎn)資源已經(jīng)開(kāi)發(fā)殆盡，深部礦產(chǎn)資源勘探成為重要的發(fā)展方向。在此背景下呢，深部勘探以及一些海洋沼澤，沙漠地帶成為重要的勘探研究區(qū)域，但是這些區(qū)域勘探難度都非常的大。同時(shí)在一些礦山建設(shè)，核電站建設(shè)，水電站建設(shè)還有其他工程建設(shè)過(guò)程當(dāng)中，都需要對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況以及危害因素展開(kāi)全面的勘探與分析研究工作。這些更為地球物理勘探技術(shù)提出了更高的要求，所以在工作實(shí)績(jī)應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步加強(qiáng)新技術(shù)，新方法，新儀器的研究工作，運(yùn)用遙感數(shù)字化技術(shù)手段，提高勘探整體水平。

（2）總線技術(shù)發(fā)展速度不斷加快，同時(shí)插卡式，模塊化，積木式的地球物理勘探儀器獲得了巨大發(fā)展，這些技術(shù)的高效應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)多參數(shù)多功能自動(dòng)化測(cè)量，便于組成更加輕便的礦化物探儀器系統(tǒng)。成為物探技術(shù)重要的發(fā)展方向。將功能強(qiáng)大的應(yīng)用軟件以及計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試技術(shù)集成應(yīng)用，推動(dòng)測(cè)量?jī)x器向著更高層次的發(fā)展，進(jìn)一步提高測(cè)試技術(shù)整體水平，確保測(cè)量系統(tǒng)有著更為強(qiáng)大的功能。

（3）地球物理勘探技術(shù)，信號(hào)處理能力由于高速單片數(shù)字信號(hào)處理器的應(yīng)用，其處理能力得到了大幅提升，運(yùn)用先進(jìn)的儀器設(shè)備，更新?lián)Q代，不斷拓展其功能，利用增強(qiáng)硬件功能以及精細(xì)制造工藝，確保數(shù)據(jù)高效處理，減少誤差。

（4）應(yīng)用CAD、CAT以及EDA電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)，可以使研究物探儀器設(shè)備的周期大幅縮短，推動(dòng)儀器設(shè)備的更新?lián)Q代，特別是EDA技術(shù)近年來(lái)的高速發(fā)展，對(duì)于電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域產(chǎn)生了非常深刻的影響，對(duì)于探測(cè)儀器技術(shù)的設(shè)計(jì)必將起到更好的推動(dòng)作用。

（5）地球物理勘探技術(shù)，伴隨一些現(xiàn)代新技術(shù)的應(yīng)用，使其功能變得越發(fā)的強(qiáng)大。特別是超導(dǎo)重力儀和超導(dǎo)磁力儀，不僅在精度方面非常的高，而且靈敏度穩(wěn)定性也非常突出。在地質(zhì)勘查工作當(dāng)中，通過(guò)發(fā)揮3s（GIS, GPS, RS）技術(shù)具有的優(yōu)勢(shì)，徹底改變了過(guò)去人工測(cè)量定位的不足，還大幅減少了勞動(dòng)力的投入。在地震勘探中，層析成像技術(shù)的應(yīng)用，使得地震勘探的效率和解釋精度大幅提升，應(yīng)用探地雷達(dá)，可以更加高效的檢測(cè)混凝土構(gòu)件，橋基、機(jī)場(chǎng)跑道等質(zhì)量檢測(cè)[6]。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，以及資源領(lǐng)域地球物理勘探技術(shù)發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展也產(chǎn)生了深刻的影響，同時(shí)還影響著人類(lèi)的生存，因?yàn)槿祟?lèi)的生存和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，都離不開(kāi)能源的開(kāi)發(fā)和利用，所以今后還應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步加強(qiáng)地球物理勘探技術(shù)的研究工作，推動(dòng)此項(xiàng)技術(shù)獲得更好的發(fā)展。