1、地球物理學(xué)，顧名思義，就是以地球?yàn)檠芯繉?duì)象的一門應(yīng)用物理學(xué) 地球是這門學(xué)科的研究對(duì)象，物理學(xué)是研究這門學(xué)科的理論基礎(chǔ)。利用物理學(xué)的電學(xué)、磁學(xué)、熱學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)等方面的原理和方法，研究地球各部分的物理?xiàng)l件、物理性質(zhì)、物理狀態(tài)，從空間和時(shí)間兩個(gè)方而找出以上各方面的發(fā)展和聯(lián)系，以尋求其變化規(guī)律。這就構(gòu)成了地球物理學(xué)的內(nèi)容。,地球物理學(xué)概念,地球物理學(xué),地球物理學(xué)，若從廣義上理解，除固體部分，還應(yīng)包括研究地面形狀的大地測(cè)量學(xué)，研究海洋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的海洋物理學(xué)，以及研究高空和星際空間的空間物理學(xué)。 不過，一般談地球物理學(xué)是指固體地球部分，故稱為固體地球物理學(xué)。固體地球物理學(xué)，又稱地體學(xué)成大地物理學(xué)。,固

2、體地球物理學(xué)可分為兩個(gè)大的方面：研究大尺度和一般原理的，叫普通地球物理學(xué)；勘察石油、金屬、非金屬礦和其它地質(zhì)體的，叫勘探地球物理學(xué)，又稱物理探礦學(xué)。 普通地球物理學(xué)依研究領(lǐng)域和手段，又分為重力學(xué)、地磁學(xué)、地震學(xué)、地?zé)釋W(xué)等傳統(tǒng)分支，以及深部探測(cè)、地球動(dòng)力等新的十分活躍的分支。,重力勘探：不同地質(zhì)體的密度差異 電法勘探：不同地質(zhì)體的電性差異 磁法勘探：不同地質(zhì)體的磁性差異 地震勘探：不同地質(zhì)體的阻抗差異,地球物理勘探,地球物理勘探是應(yīng)用物理學(xué)原理勘查地下礦產(chǎn)研究地質(zhì)構(gòu)造的一種方法和理論(或稱為勘查地球物理、應(yīng)用地球物理)簡(jiǎn)稱“物探”，它是地球物理學(xué)應(yīng)用于探測(cè)地下地質(zhì)構(gòu)造和尋找有用礦產(chǎn)方面的一個(gè)分支

3、,是綜合性地質(zhì)調(diào)查的重要組成部分。在工程建設(shè)和環(huán)境保護(hù)等方面也有較廣泛的運(yùn)用。,地下賦存的巖(礦)體或地質(zhì)構(gòu)造基于它們所具有的物理性質(zhì)規(guī)模大小及所處的位置都有相應(yīng)的物理現(xiàn)象反映到地表或地表附近這種物理現(xiàn)象是地球整體物理現(xiàn)象的一部分。地球物理勘探的主要工作內(nèi)容是利用相適應(yīng)的儀器測(cè)量接收工作區(qū)域的各種物理現(xiàn)象的信息應(yīng)用有效的處理方法從中提取出需要的信息并根據(jù)巖(礦)體或構(gòu)造和圍巖的物性差異結(jié)合地質(zhì)條件進(jìn)行分析做出地質(zhì)解釋推斷探測(cè)對(duì)象在地下賦存的位置大小范圍和產(chǎn)狀以及反映相應(yīng)物性特征的物理量等作出相應(yīng)的解釋推斷的圖件。地理物理勘探是地質(zhì)調(diào)查和地質(zhì)學(xué)研究不可缺少的一種手段和方法。,L 2 - Basi

4、cs of Prospecting,Courtesy of ExxonMobil,地球物理勘探,地理物理勘探所給出的是根據(jù)物理現(xiàn)象對(duì)地質(zhì)體或地質(zhì)構(gòu)造做出解釋推斷的結(jié)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(zhì)體或地質(zhì)構(gòu)造 是根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)或所觀測(cè)的地球物理場(chǎng)求解場(chǎng)源體的問題是地球物理場(chǎng)的反演的問題而反演的結(jié)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(zhǔn)確更有效的解釋結(jié)果一般盡可能通過多種物探方法配合進(jìn)行對(duì)比研究同時(shí)要注重與地質(zhì)調(diào)查和地質(zhì)理論的研究相結(jié)合進(jìn)行綜合分析判斷。,L 2 - Basics of Prospecting,Courtesy of ExxonMobi

5、l,地球物理勘探,地球物理勘探原理,物探是通過對(duì)地球物理場(chǎng)和巖石物理性質(zhì)的研究來解決地質(zhì)問題的。所謂地球物理場(chǎng)，是指存在于地球內(nèi)部及其周圍的、具有物理作用的空間。例如，地球內(nèi)部及其周圍具有重力作用的空間，稱為重力場(chǎng)；具有磁力作用的空間，稱為地磁場(chǎng)，具有放射性作用的空間，稱為輻射場(chǎng)；具有電(磁)力作用的空間稱為地電(電磁)場(chǎng)；具有熱力作用的空間，稱為地?zé)釄?chǎng)；質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)傳播的空間，稱為彈性波場(chǎng)，等等。組成地球的各種巖(礦)石之間，總是在磁性、密度、放射性、溫度、電(介電)性、彈性等物理性質(zhì)方面存在差異。 例如，一般來說，巖層埋藏越深密度就越大，彈性波在其中傳播的速度就越快；與周圍的巖石相比磁鐵礦的磁

6、性較強(qiáng)、銅礦的密度較大、石墨的導(dǎo)電性能好、金屬硫化礦體的電化學(xué)活動(dòng)性強(qiáng)等。這些差異會(huì)引起相應(yīng)的地球物理場(chǎng)在空間(或時(shí)間)上的局部變化，與地下巖、礦體(層)相聯(lián)系的地球物理場(chǎng)的這些變化稱為地球物理異常。用專門的儀器觀測(cè)這些異常，取得與它們的分布情況及形態(tài)特征有關(guān)的地球物理資料，利用一些已知的規(guī)律，并綜合地質(zhì)及其它物、化探資料，進(jìn)行分析研究，就可以推斷地下地質(zhì)構(gòu)造或巖、礦體的賦存狀況，達(dá)到地質(zhì)調(diào)查的目的。,地球物理勘探簡(jiǎn)介,物探方法與地質(zhì)方法在工作原理上是截然不同的。 地質(zhì)方法是以巖石學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、礦床學(xué)等理論為基礎(chǔ)，對(duì)巖、礦石露頭或巖芯標(biāo)本直接進(jìn)行觀察； 物探方法則是以各種地球物理場(chǎng)的理論為基

7、礎(chǔ)，憑借儀器對(duì)地質(zhì)體引起的地球物理異常進(jìn)行觀測(cè)，而不是直接觀測(cè)地質(zhì)體本身。因此物探是一種間接的地質(zhì)手段。物探方法的主要特點(diǎn)是可以透過覆蓋層尋找隱伏的地質(zhì)構(gòu)造或盲礦體。由于用儀器觀測(cè)地球物理場(chǎng)比直接揭露巖、礦體簡(jiǎn)便易行，因此物探能大大提高工作效率，加快施工進(jìn)度，降低生產(chǎn)成本，迅速地為國(guó)家找到急需的礦產(chǎn)資源或及時(shí)地解決國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中出現(xiàn)的各種地質(zhì)問題。,物探方法分類,隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，物探工作所利用的巖、礦石的物理性質(zhì)也不斷增多，因而有各種各樣的物探方法。當(dāng)前常用的物探方法主要有六類： 以巖(礦)石磁性差異為基礎(chǔ)，研究磁性地質(zhì)體引起的磁異常的磁法勘探； 以巖(礦)石密度差異為基礎(chǔ)，研究密

8、度不均勻地質(zhì)體引起的重力異常的重力勘探； 以巖(礦)石電(介電、磁)性差異為基礎(chǔ)研究導(dǎo)電(介電、導(dǎo)磁)地質(zhì)體引起的地電(電磁)異常的電法勘探； 以巖(礦)石彈性差異為基礎(chǔ)，研究彈性波在巖石中傳播規(guī)律的地震勘探； 以巖(礦)石中放射性元素含量及種類的差異為基礎(chǔ)，研究天然的或人工激發(fā)的輻射異常的核地球物理勘探； 以巖(礦)石溫度差異為基礎(chǔ)研究?jī)?chǔ)熱地質(zhì)體引起的地?zé)岙惓５牡責(zé)峥碧健?物探方法分類,地球物理場(chǎng)的探測(cè)范圍十分廣闊，就工作的環(huán)境而言，又可以將物探分為： 在地面上進(jìn)行觀測(cè)的地面物探； 在飛機(jī)上進(jìn)行觀測(cè)的航空物探； 在艦船上進(jìn)行觀測(cè)的海洋物探； 在鉆孔中進(jìn)行觀測(cè)的地下（或井中）物探(廣義地講，地

9、下物探還包括在坑道中進(jìn)行觀測(cè)的物探工作)。 利用人造地球衛(wèi)星對(duì)全球地質(zhì)構(gòu)造及礦產(chǎn)資源進(jìn)行研究，這就是遙感物探。,物探方法分類,按照探測(cè)對(duì)象及探測(cè)目的的不同，人們習(xí)慣于將物探方法歸類為： 與探測(cè)金屬礦(及非金屬礦)有關(guān)的金屬(及非金屬)物探； 與探測(cè)儲(chǔ)油(氣)構(gòu)造有關(guān)的石油(及天然氣)物探； 與探測(cè)含煤構(gòu)造有關(guān)的煤田物探； 與解決水文、工程、環(huán)境地質(zhì)問題有關(guān)的水文工程(環(huán)境)物探； 與探測(cè)地殼深部及上地幔地質(zhì)構(gòu)造有關(guān)的深部物探 為城市建設(shè)服務(wù)的城市物探。,物探方法分類,上述三種分類法中的后兩種都是以第一種分類法中的某幾種方法為主的組合。航空物探主要包括磁法、電法和核物探；石油物探以地震法為主，其

10、次是重力法、磁法和電法。,物探對(duì)地質(zhì)的意義,物探在地質(zhì)工作的各個(gè)階段都起著重要的作用。 在小比例尺地質(zhì)填圖中，可以探測(cè)結(jié)晶基底的起伏及內(nèi)部構(gòu)造，劃分大地構(gòu)造單元，研究沉積巖構(gòu)造，追索大斷裂帶； 在大比例尺地質(zhì)填圖中，可以確定巖層接觸帶和浮土厚度，圈定巖體、構(gòu)造破碎帶和斷層，指示成礦遠(yuǎn)景區(qū)； 在普查找礦中，可以圈定成礦帶、礦化帶，尋找有工業(yè)意義的礦體； 在勘探階段，可以進(jìn)一步確定礦體的位置及產(chǎn)狀，劃分礦層； 即使在礦產(chǎn)開采中，物探也可以在指導(dǎo)礦山生產(chǎn)、增加礦產(chǎn)儲(chǔ)量方面做出貢獻(xiàn)。例如指示礦體走向，確定礦體形態(tài)，尋找盲礦體等。,物探的作用,物探對(duì)地學(xué)理論的建立和發(fā)展具有舉足輕重的作用。許多地質(zhì)現(xiàn)象，

11、例如火山、地震、斷裂及地下資源的分布等，都需要從地殼深部或上地幔去找原因，為此，國(guó)際地球物理學(xué)界曾先后組織了地球物理年(19571958年)、上地幔計(jì)劃(19601969年)、地球動(dòng)力學(xué)計(jì)劃(19701979年)、以及巖石圈計(jì)劃等多項(xiàng)國(guó)際性協(xié)作項(xiàng)目，世界上數(shù)十個(gè)國(guó)家在全球范圍內(nèi)進(jìn)行了大規(guī)模的地球物理測(cè)量，為板塊構(gòu)造學(xué)說的建立和發(fā)展提供了大量地球物理依據(jù)。 CCS 物探是一種成效卓著的現(xiàn)代化探測(cè)手段，在地質(zhì)工作中占有重要地位。,利用物探手段的前提條件,物探的應(yīng)用總要受到一定的地質(zhì)及地球物理?xiàng)l件的限制，這主要是指： 探測(cè)對(duì)象與周圍巖石間必須具有明顯的，可以探測(cè)到的物理性質(zhì)上的差異，或物質(zhì)分布的不均

12、勻； 探測(cè)對(duì)象要有一定的規(guī)模，且埋藏不太深，足以產(chǎn)生儀器可以發(fā)現(xiàn)和圈定的地球物理異常； 各種干擾因素產(chǎn)生的干擾場(chǎng)相對(duì)于異常應(yīng)足夠微弱，或具有不同的特征，以便能夠予以分辨或消除。 若不具備上述條件，則很難通過觀測(cè)發(fā)現(xiàn)探測(cè)對(duì)象的存在。,多解性問題,對(duì)同一個(gè)地球物理異常的解釋可以有互不相同甚至截然相反的結(jié)論，這叫做物探異常的多解性。造成多解性的原因很多，有數(shù)學(xué)解的不穩(wěn)定性、觀測(cè)誤差、干擾因素等。但最根本的原因還是地球深部的不可入性所帶來的觀測(cè)數(shù)據(jù)中“信息量”的不足，這些問題目前還沒有找到切實(shí)有效的解決辦法。,物探與地質(zhì)的結(jié)合,綜上所述，由于各種自然的或人為的因素所限，物探取得的成果實(shí)質(zhì)上都是一定條件

13、下的某種推論，推論和實(shí)際總是不可避免地存在著某些差異。為了對(duì)復(fù)雜的地質(zhì)現(xiàn)象做出合理的解釋，物探和地質(zhì)的緊密合作是十分重要的。事實(shí)上，當(dāng)前傳統(tǒng)地質(zhì)學(xué)與地球物理學(xué)的概念正在變得“模糊”起來，地球物理方法和大量地球物理資料已經(jīng)引入地質(zhì)學(xué)研究中，這預(yù)示著地學(xué)理論必將在一個(gè)新的高度上得到進(jìn)一步的發(fā)展和完善。,利用物探手段的前提條件,物探的應(yīng)用總要受到一定的地質(zhì)及地球物理?xiàng)l件的限制，這主要是指： 探測(cè)對(duì)象與周圍巖石間必須具有明顯的，可以探測(cè)到的物理性質(zhì)上的差異，或物質(zhì)分布的不均勻； 探測(cè)對(duì)象要有一定的規(guī)模，且埋藏不太深，足以產(chǎn)生儀器可以發(fā)現(xiàn)和圈定的地球物理異常； 各種干擾因素產(chǎn)生的干擾場(chǎng)相對(duì)于異常應(yīng)足夠微弱，或具有不同的特征，以便能夠予以分辨或消除。 若不具備上述條件，則很難通過觀測(cè)發(fā)現(xiàn)探測(cè)對(duì)象的存在。,多解性問題,對(duì)同一個(gè)地球物理異常的解釋可以有互不相同甚至截然相反的結(jié)論，這叫做物探異常的多解性。造成多解性的原因很多，有數(shù)學(xué)解的不穩(wěn)定性、觀測(cè)誤差、干擾因素等。但最根本的原因還是地球深部的不可入性所帶來的觀測(cè)數(shù)據(jù)中“信息量”的不足，要解決這些問