长大-地球探测-专业课-综述

1、固体矿产勘探主要地球物理方法及可能解决的地质问题（重、磁、电、震、测井、放射性）？

重力勘探：（1）盐岩是一种沉积矿床, 主要产于古内陆盆地的不泻湖或滨海半封闭的 海湾。由于盐岩的密度比围岩低，因此当盐矿有一定规模时，应用重力勘探的效果很好。（2）应用重力法勘探金属矿床有两个途径，一是在有利条件下直接寻找矿体；另一个是研究金属矿床赋存的岩体或构造以推断矿体的位置。

磁法勘探：磁测在固体矿产勘探的作用主要是直接找矿与间接找矿。

（1）磁测是作为找磁铁矿床的方法而产生并长期发展的，随着精度的提高和理论发展，不仅能发现磁铁矿床，而且可以解决勘探方面的问题：确定矿体的深度、产状要素、磁化强度和估算磁铁矿石的储量。

（2）在间接找矿中，主要是用磁测查找在空间上或成因上与成矿有关的地层、构造、岩浆岩、蚀变岩石、矿化带等控矿因素。此外，利用所寻找矿种与磁性矿物的共生关系找矿，也属于间接找矿。

电法勘探：

激发极化法：寻找含铜磁黄铁矿、寻找铅锌银多金属矿、斑岩型铜钼矿等。 自然电场法：自然电场法是进行硫化金属矿和石墨矿快速普查和详查的有效方法，还常常利用自然电场法的面积性普查观测成果，对石墨化或黄铁矿化地层和构造破碎带进行地质填图，提供进一步找矿的远景地段。

甚低频法：寻找低阻金属矿。

可控源音频大地电磁法：新疆阿舍勒铜矿的应用。

地震勘探：这种地震勘查技术对于矿区的深、浅目标的探测非常详细。在复杂的条件下，可以完成对多种地震波的分析。对于金属矿区，尤其是地质条件复杂的矿产区域，可以对多类型地震波展开数学和物理模拟分析，并进行研究，则可以得到地震勘查波的最佳的组合类型。完整的诠释系统基于此便形成了，大大提高了找矿效率。

测井：电阻率测井：寻找光卤石矿，钾盐矿。泥岩具有低电阻率，石膏、硬石膏具有高电阻率。光卤石矿、钾盐矿、泥岩和粘土的视电阻率较小；石盐岩、石膏的视电阻率较大。

井径测井：寻找石膏矿。泥岩段的井径都大于钻头直径；石膏段井径近似等于钻头直径；砂岩段使井径小于钻头直径。

综合测井：寻找天然碱矿。天然碱层在测井曲线上反映是：大井径，高声波时差，高中子，低微电极，低密度，低自然伽马。

放射性：利用中子—热中子测井方法对岩层氢含量反映灵敏的特点，用来确定煤层、石膏等含氢量多的固体矿。

测量地壳内放射性元素放出的射线强度，以发现放射性元素矿床，探明矿体大小，确定放射性元素含量，并指导铀、钍矿和钾盐矿的开采。此法还用来寻找与放射性元素共生的其他非放射性矿床，如磷块岩矿、铝土矿、稀土和稀有元素矿床等。

2、灾害地质调查中的主要方法？（地裂缝、岩溶、采空区、滑坡）

重力勘探：由于洞穴及其低密度充填物与围岩间有相当大的密度差，能够引起可探测的重力异常。因此，高精度重力测量可以发挥作用。在地震灾害预报的研究中, 重力法发挥了重要的作用。

磁力勘探：滑坡——小面积的微磁测，可以研究滑坡构造岩石的次生结构组织，可以预测滑坡过程的发展，圈定滑坡发育中有潜在危险的台地区。

喀斯特溶洞——喀斯特体实际上无磁性，但是充填其中的沉积物，往往具有弱磁性。裂隙带——根据裂隙带岩石的磁性变化，判断裂隙与构造破碎带。

高密度电法：高密度电法是通过观测和研究人工建立的地下稳定电流场的分布规律从而达到解决地质问题的目的。是岩溶探测的有效方法，其以岩体、充水或充泥溶洞及空洞的导电性差异为物理基础。也可以用来寻找煤矿采空区、泥石流堆积体，对滑坡体进行定位与稳定性分析。

地质雷达：通过宽频带时域发射天线，向介质发射高频短脉冲电磁波。地质雷达发射的高频电磁波传播速度主要与不同地层介质的介电常数有关。用于勘察岩溶坍塌、地裂缝、滑坡、活动断裂，孤石与不良地质体，煤田采空区、陷落柱等地质灾害。

地震映像法：继反射波多次覆盖技术后，近年来发展的一门工程物探新技术，通过采用固定的偏移，一发多收的方式探测岩土介质性质，是以物性差异为基础的地球物理勘查方法。可用于查明岩溶区基岩地质条件，

瑞利面波法：瑞利波勘探是按照测网的布置，在测点上逐点进行观测，每一个测点根据地质任务和勘探深度的要求，测得一条频散曲线。在地裂缝勘察、地下空洞调查，探测煤矿巷道方面等有较多应用。

阵列声波测井：阵列声波测井资料能够识别地层裂缝。由于声波通过裂缝时，信号能量会出现衰减，表现在波形图上就是声波幅度减小。声波幅度衰减程度受裂缝的渗透性、裂缝倾角（低角度裂缝、高角度裂缝）等因素的影响。

3、提高信噪比与分辨率的措施与意义（采集方面、处理方面）？

电法勘探：（1）供电电流与信噪比有着密切的关系。当噪声较大时，则要求供电电流也增大。这样才能保证有较好的信噪比。

（2）在频率测深中选择最佳收-发距问题是极重要的。 其原因在于，首先，随着收-发距的减小可缩小体积效应范围，因而增加研究地电断面的详细程度，提高其分辨能力。其次是，随着收-发距的减小，很大程度上能提高信噪比。

（3）调频连续波用于探测埋深小于2 m，要求测厚精度分辨率高的目标体。发射信号根据预先设置的频率间隔连续扫描。接收信号与发射信号的差频与目标体深度有关。其优点是分辨率高，信噪比高。

地震勘探：

提高分辨率、信噪比措施：

采集：（1）选择合适的野外采集参数：加密时间与空间采样，使获得的高频成分不产生混叠。

（2）对震源的要求：比常规震源有更宽的频带，在此频带范围内振幅谱向高频方向增强，性能稳定。

（3）接收条件要求为：选用模数转换时位数较多，系统噪音较低的地震仪。严格施工，掌握好检波器与大地的耦合。较高的覆盖次数，排列长度与常规的基本相同，接收点距减小。

（4）运用检波器组合可以压制随机干扰，当组内各个检波器之间的距离大于该地区随机干扰的相关半径时，用m个检波器组合，其信噪比提高m倍。

（5）多次叠加对随机干扰的压制原理与组合相同，若道集内各道的炮检距足够大，使得各道间随机干扰互不相关，则n次叠加后信噪比增加n倍。

处理：提高地震资料分辨率的数字处理方法主要有：反褶积、反Q滤波、谱白化处理 反褶积：这是地震资料处理流程中比较重要的一个步骤，常用的有脉冲反褶积、预测反褶积和零相位反褶积3种.

反Q滤波：反Q滤波也称大地吸收补偿反褶积，补偿了地震波在传播过程中介质对高频成分的吸收作用。

谱白化处理：它对有限频带进行纯振幅滤波后，外推此频带之外的频率 成分，达到扩展频带的目的。

意义：提高信噪比能减小干扰波的干扰，有利于对数据进一步的处理解释，便于发现更加微小的异常。

提高分辨率有助于发现更加微小的异常，从而达到精细探测的目的。 （还可自行发挥）

4、弹性波场的特征及可能的应用（能源、矿产、工程、检测）

特征：

（1）波前、波后和波面

波前和波后的大小（面积）一般会不断地扩大，它们的儿何形状取决于波源的分布和介质的性质。波面是波前的“遗迹”，波面是同相的、等时的和静止的。

（2）地震勘探涉及的地霡波传播的基本规律：包括反射定律、透射定律、斯奈尔定律、费马原理、惠更斯原理。

（3）地震波的类型：按照波在传播过程中质点振动的方向来区分， 可以分为纵波和横波。按照波动所能传播的空间范围来区分，地震波又可分为体波和面波。按照波在传播过程中传播路径的特点来区分，又可把地震波分为直达波、反射波、透射波、折射波等。

（4）频谱特征：总的来说，反射波的能量主要分布在30~70Hz的频带内;折射波的能量主要在30~45Hz的频带内;而面波的主要能量分布在10~30Hz的频带内，具有低频的特点。

应用：

能源：是钻探前勘测石油与天然气资源的重要手段。可以对深部的盆地构造、断层构造实施定位，从而寻找油气藏。还可以用来寻找煤矿界面。

矿产：探测沉积层控矿床、探测似层状金属矿、探测控矿构造（断层、接触带、岩体）、探测与金属矿有关的不均匀体。

工程：划分第四系地层、研究土的工程力学性质、研究地基的震动特性、对地下空洞及掩埋物进行探测。

检测：对滑坡体、破碎带、基岩完整性进行评价。判断公路，铁路的路基路面压实度和抗压、抗折强度及路面的载荷能力。