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地球物理勘探技术论文题目大全及答案解析

发布时间:2024-07-06 18:05:33

地球物理勘探技术论文题目大全及答案解析

战略选区项目通过对深水海域、西部复杂山地地区、南方碳酸盐岩地区、火山岩覆盖区等几类典型地球物理勘探久攻不克地区的难点地区开展地震、非地震、综合地球物理勘探联合攻关,以及开展天然地震层析成像攻关实验,已取得了长足进步,直接带动获得了一批有价值的油气勘探发现和成果,形成了针对深水的海域长电缆地震勘探技术、适用于西部复杂山地和南方碳酸盐岩裸露区的宽线地震勘探技术、复杂地区三维重、磁、电勘探技术、针对火山岩覆盖区和南方碳酸盐岩裸露区的综合地球物理勘探技术、可应用于复杂山地的天然地震层析成像技术等6项地球物理勘探技术创新集成。(一)海域长电缆地震勘探技术南海北部陆坡深水区石油地质条件优越,勘探潜力巨大。但由于陆坡区水深急剧变深,达300~3200m,峡谷纵横,水道复杂,形成了海底非常崎岖的地形地貌。由于深水崎岖海底,造成长期以来在该地区所获得的地震资料品质普遍很差,反映在信噪比低、多次波绕射波发育,地震资料从浅到深,相位连续性差,能量衰减快,特别是海沟的下边,至海底2s之下,没有较好的反射。深水崎岖海底严重影响了下伏地层的地震成像,同时造成了构造形态的严重畸变,难以进行目标评价,更谈不上对深水扇的精细刻画,深水崎岖海底的地震勘探技术亟待提高。要从根本上改善深水崎岖海底地区的地震资料的品质,必须要从全面提升原始资料采集的质量与资料处理技术这两大环节入手。分析总结以往在南海北部深水区采集地震资料所采用的电缆,都是利用常规电缆,即电缆长度小于7000m的电缆。由于电缆长度的制约,造成对深水崎岖海底地区的地震信号不能充分进行接受,这是地震资料采集环节中所存在的主要问题。此外,由于没有形成与深水地震资料相配套的集成创新资料处理技术,严重影响了对下伏地层的地震成像,造成构造形态严重畸变,时间构造图无法反映本地区构造的真实形态。战略选区项目启动后,针对南海北部深水崎岖海底的地震攻关策略是:首次采用长电缆长度7000m以上的长电缆进行地震资料采集。由于采用长电缆技术,获得地震资料的浅、中层信噪比大幅提高,同时深层信号能量有所提高。在资料处理过程中,应用了以下几项集成创新技术及方法:①分频去噪及波动方程压制崎岖海底多次波技术;②叠前深度偏移消除崎岖海底影响技术;③移动平均消除崎岖海底影响的时深转换方法。通过长电缆地震资料采集技术与集成创新处理技术的紧密结合,地震资料处理效果的品质显著提高,所获得的高品质地震勘探成果,为我国在南海北部深水海域取得重大天然气勘探发现,奠定了坚实的基础。战略选区项目在南海北部深水崎岖海底所获得的长电缆地震勘探创新应用,标志着我国深水区长电缆地震采集和处理技术进入新的阶段。(二)复杂地区宽线地震勘探配套技术系列本项配套技术系列主要由以下5项构成:高精度卫片遥感信息观测系统设计技术近年来利用卫片遥感数据避开障碍物或激发接收条件较差的地段,合理选择检波点、炮点的设计技术日趋成熟。卫片遥感数据的利用使复杂地区的观测系统设计工作更直观、针对性,大大缩短了设计和施工周期,取得了良好的效益。复杂近地表结构精细调查和建模技术高速层激发技术(1)逐点设计激发井深。(2)高速层界面的确定。(3)优选激发岩性。宽线采集技术宽线采集主要技术:一是采用三维近地表调查和建模技术,对宽线的每一条激发、接收线计算三维静校正;二是观测系统设计时用三维设计理念,单线有较高覆盖次数(至少不低于单线二维覆盖次数),通过野外验证,确定最佳的采集参数;三是根据精细近地表模型,逐点设计激发深度和检波器组合,提高原始资料信噪比的有效手段。宽线采集主要优点:一是增加有效覆盖次数,提高了对干扰的压制能力;二是多线激发和接收增加了炮点选择范围,有利于优选激发点。与宽线采集工作相互配套的针对性处理技术在选区项目中西部复杂山地地区、南方碳酸盐岩地区和大庆外围盆地火山岩覆盖地区采用宽线地震勘探技术所取得的效果表明,在地震地质条件复杂、资料长期不过关的地区,通过该方法大幅度地提高了原始地震资料的品质,基本查清了构造特征;结合资料处理中采用针对性处理技术,有望获得勘探认识上新的突破,复杂地区宽线地震勘探技术值得推广应用。(三)高原地震调查战略选区项目在高原地震攻关中,是围绕着确保野外采集施工质量,提高覆盖次数来提高资料信噪比来进行的。战略选区项目针对羌塘盆地地震攻关资料信噪比低的问题,强化对本工区地震地质条件的了解及原始资料的分析,结合低信噪比地区资料的处理经验,通过以下几个针对性处理技术攻关,有效地改善了资料品质:①静校正处理技术;②多系统、多方法联合去噪;③地表一致性和提高分辨率的处理技术。从所获得的地震攻关成果剖面来看,地震剖面浅、中层反射波组较为齐全,且主要反射波组连续性好,过渡自然,易于识别和追踪,深层反射有所改善,反映的构造特征较为明显、可靠,基本可以达到了解地腹基底起伏和区域构造格局的地质任务。通过对选区羌塘地震资料精细的解释,基本获得了区域地层展布状况、侏罗系和三叠系主要目的层展布特征、上覆盖层的构造格架及构造样式、基底埋深、基底形态及断裂特征。为进一步在西藏地区开展地震勘探工作奠定了重要的基础。(四)复杂地区三维重磁电勘探技术西部山前带及地表复杂区油气勘探潜力巨大,是我国油气资源的主要接替地区。由于山前带地表复杂,表层岩性多变,低降速带影响大、地下构造复杂,给大面积地震勘探工作带来了极大困难。三维重磁电勘探技术,与二维技术相比,具有精度高、信号均匀,能有效抑制噪声和减少静态位移影响,消除了主测线与联络测线的闭合差等优势,特别适合复杂地下局部构造情况。三维重磁电勘探技术更有利于开展进行重磁电资料的约束反演及综合解释,能够得到较为真实反映地质现象的剖面和三维资料,补充深层地震勘探资料的不足。三维重磁电勘探技术在柴达木选区工作获得了成功应用,体现在以下4个方面:①在花土沟-狮子沟地区完成的高精度重磁、三维电法(MT)勘探,这是国内第一次在油气勘探复杂区实施的重磁电三维综合地球物理勘探;②在PC机群上率先实现了三维MT反演并行算法,并应用于实际MT资料;③首次实现了三维MT反演数据在Landmark工作站上三维显示与解释,直观展示电磁法成果,提高了综合解释能力和效果;④实现了与地震资料同一平台的重、磁、电资料三维解释。(五)火山岩覆盖区、南方碳酸盐岩地区综合地球物理勘探技术火山岩覆盖区综合地球物理勘探技术大杨树盆地是我国东部地区较为典型的火山岩覆盖型盆地,钻探表明该盆地具有较好的含油气勘探前景。在前期重磁解释的基础上,对盆地南部坳陷区先后两次部署了25条测线的地震勘探。但由于表层火山岩的强屏蔽作用,造成了甘河组火山岩地层下地震反射能量弱,致使盆地基底及主要目的层九峰山组、龙江组沉积岩分布范围不清,地震测区二级构造单元不能落实,严重制约了勘探的步伐。从地层物性数据可知,基底与盖层存在明显的密度差,可利用重力资料反演盆地基底深度。而在重力反演解释中,又可利用地震资料对浅层甘河组火山岩的良好反射来确定该组火山岩的厚度及分布,消除甘河组高密度火山岩对重力反演基底深度造成的影响进行校正,磁力资料又可解决不同类型火山岩分布。通过对该区综合地球物理资料的处理解释,较好地确定了基底分布情况,进一步提升了对该区的地质认识。战略选区项目通过在大杨树盆地这一典型高位火山岩覆盖盆地开展重、磁、电-地震联合正反演、综合解释攻关,探索了火山岩覆盖区综合地球物理勘探技术。南方碳酸盐岩地区综合地球物理勘探技术黔南-桂中坳陷位于贵州省南部和广西壮族自治区中北部,是典型的南方海相残留盆地。针对探区海相碳酸盐岩裸露,以及铁路、公路、高压线、工厂等人文干扰因素严重的特点,战略选区项目采取了详细踏勘、认真选点、深埋电极磁棒、多套电极组合和现场远参考处理等措施,压制了人文干扰,提高信噪比,较大地改善了采集资料质量。在分析多年的MT勘探成败经验,认识到施工难点和原因,制定出有针对性的技术对策,通过南方海相碳酸盐岩裸露区的电法(MT)勘探攻关,获得了一套提高原始资料质量的采集技术和方法措施,较大幅度地提高了观测数据质量,表明采集技术攻关是有针对性的、有效的。通过对MT资料处理攻关,确定了“利用有效视电阻率处理、综合信息二维反演成像系统为依托的二维连续介质反演、最优化信息异常分层技术和电阻率界面成像”的资料处理方法;处理成果真实,处理技术是成功有效的。结合区域地质、地震、钻井等资料,依据首支视电阻率、测井电阻率和井旁测深反演电阻率统计获得的岩电特征,按电法剖面的地质解释方法,较可靠地解释构造分区、断裂、地层展布,以及局部异常体等地质构造,成果可信度高。战略选区项目在黔南-桂中碳酸盐岩地区开展综合地球物理勘探技术攻关是有成效的,积累了宝贵的经验。(六)天然地震层析成像技术战略选区项目在柴达木盆地西部复杂山地地区开展的天然地震层析成像攻关实验结果表明,该项技术的应用攻关是较为成功有效的。如果能够在目前已经取得成果认识的基础之上,进一步开展相关理论与技术方面的研究工作,增加台站密度,有望达到更高的精度和成像分辨率。

随着勘探领域的扩大与深入,遇到的地质条件越来越复杂,地球物理勘探将面临多种多样的问题。其中主要问题可以概括为以下3个方面,今后的发展也将围绕克服这些问题而开展。提高微弱地球物理信号的采集与处理水平地球物理勘探技术是依据对观测的地球物理场数据的分析来实现探测目的的。因此,数据采集是地球物理工作的基础。历史的发展充分说明,数据采集精度的提高,使得地球物理探测的应用效果、应用范围不断扩大。例如重力仪的精度从20世纪50年代的(2~4)×10-5m/s2提高到目前的(01~03)×10-5m/s2,使得重力勘探的能力和应用范围大大加强和拓宽。地球物理方法和理论的进展,需要数据采集技术的进步作保证才能得以实现。世界上所有地球物理技术发达的国家,都有强大的仪器研究与制造业做后盾。为了使我国地球物理工作的发展居于世界先进水平,也必然要加强仪器的研制。其中包括:①高性能探测换能器的研制,如新型地震检波器和核射线探测器等;②高性能人工源的研制,在地球物理方法中,除观测重力场和磁场等天然场的方法之外,有许多是借助人工场激发的物理场进行的,如地震勘探和大部分电法勘探,为了获得更多的地质信息,场源往往起很大作用,因此,各种场源的研究,也会是今后发展的一个重要方面,如高性能的震源、大功率的电源、高产额的射线源等;③高性能数据记录系统的研制,随着方法的进步,数据量的加大,要求记录系统有更高的性能,例如三维地震和高密度电法,都要求仪器的道数增加。为了提高探测的分辨率,则要求记录系统的带宽和动态范围加大等。地球物理数据处理的目的是消除各种干扰因素,突出所需的地质信息。这些干扰因素包括:与测量技术有关的影响因素、环境影响因素以及非研究目标的其他地质因素的影响等。不同地球物理方法,受各种因素的影响程度不同,因而处理的重点和方法也不相同。以地震勘探为例,为了提高数据的精度,需要消除近地表因素对一致性的影响;为了有效地提高分辨率,需要进行提高信噪比处理;在反射倾角比较大时,为了减少空间假频,需要进行道内插处理;为了提高解释精度,需要进行提高地震数据的保真处理等。非均匀地质体的探测与描述几何形体简单、物性分布均匀、埋藏深度较浅且易于发现的矿产资源,今后将越来越少,物探人员面对的将是岩性不均匀、结构与构造复杂、物理性质在纵向和横向上均有较大变化,并且埋藏较深、地质条件复杂的勘探对象。为了查明空间上不均匀变化的对象,必须获得足够的能表征地下内部结构和性质的参数,才有可能比较细致地勾画出对象的复杂特征。所谓足够的参数,一是指参数的种类,二是指每种参数的数量。为了清晰显示研究对象的空间特征,近20年来各种物理场的成像研究取得很大进展,包括地震波成像、电磁波成像和位场成像等。地震波成像可以在地面、井间和井地之间进行。在已知速度的情况下可以进行几何结构成像,或已知几何结构的情况下进行物性结构成像。地震波成像在石油天然气勘探中已取得一些实用的效果,其中突出的实例如利用叠前深度偏移清楚地获得了古潜山的内幕(杨长春等,1996),但是目前地震勘探实际观测的主要还是纵波的垂直分量,多波多分量的观测与应用研究还只是开始。另外,实际地下介质不仅具有纵向和横向的不均匀性,而且具有纵向横向的各向差异性。只有充分地利用地震波的多种信息,才能够对岩性变化、裂隙的发育状况和孔隙中流体的性质有更准确的了解。井向地震波层析成像比地面地震的分辨率高,随着井下设备的发展,将成为开发地震的重要工具。单井地震波成像即保持井下地震波不受表层干扰的优点,同时不受需要两口井的限制,有可能得到较大发展。超声波井壁成像是成像技术在油田勘探中的另一项重要应用,它可以划分裂缝发育层段,从而有效地圈定裂缝储层,目前它的分辨率还比较低,定量解释技术有待开发。电磁波成像包括低频的电磁感应法和大地电磁测深,以及高频的探地雷达成像等。电磁波成像也可以在地面、井下、井间或井地间进行。相对于地震波成像,电磁波成像的方法理论和技术还处于发展的初始阶段,许多地方沿用了地震波成像的方法技术。但是由于描述电磁波传播过程的方程中含有扩散项,且其传播常数为复数,因此采用地震波成像方法和技术处理电磁波成像问题,往往得不到理想的效果。目前,低频电磁波成像的应用还处于萌芽阶段(何继善1997),因此,电磁波成像的进一步发展,必须根据自身的特点探索新的路子。由于高频电磁波方程可以简化为类似于弹性波的波动方程,所以探地雷达的数据处理和解释多采用反射地震的方法技术,主要修改在于尺度标定和参数选择。跨孔的高频电磁波成像,当井间距离不大时,在探测高导金属矿体和溶洞方向已取得一些成功实例。为了提高高频电磁波法对几何结构的分辨率,发展针对其动力学特征的处理技术势在必然(王妙月等,1998)。随着数据采集技术的改进,直流电阻率法成像方法近年来也取得了一些进展。在理论上,直流电阻率法成像与地震波和电磁波成像方法不同,直流电场由拉普拉斯方程描述。由于直流电阻率法观测设备与野外作业方法简单、探测深度较大,因此在油气勘探、金属矿勘探和工程勘查中应用前景更广阔。地球物理对复杂对象的探测,是在计算机技术迅猛发展的带动下才得以实现的。成像技术的特点是未知数多,观测数据量大,只有观测信息对每个未知数的覆盖次数足够多,才能使解出的未知数比较可靠。同样,地球物理勘探结果可视化的需求也推动了计算机技术的进步,并且计算机将在今后的地球物理数据的运算中起主要作用。综合利用多种信息,减少地球物理反问题的多解性地球物理勘探是通过在地表、空中或井下局部地球物理场的观测结果,去分析推断地下不能直接观测部分物质的性质和形态。由于物质形态和性质变化对地球物理场影响的等效现象,使得反问题解答不唯一。如果再考虑观测误差和干扰等因素的影响,以及描述物理场的数学表达和计算方法的不精细,问题就进一步复杂化。从某种意义上讲,地球物理探测技术就是围绕着如何减少多解性的影响,给出更可靠的地质答案这一目的向前发展的。今后仍将沿这个方向继续前进。地球物理探测的对象越复杂,表征其性质、结构和构造的变数越多。另外,不同的地质对象可能具有某些相同的物理性质。因此,为准确描述一个复杂的探测对象,或区分不同的研究对象,都应该综合利用多种信息,这已成为广大研究人员的共识。例如在油气勘探中,除地震、测井数据综合外,综合使用其他勘探数据,如重磁勘探和电法勘探数据,在处理复杂地质条件的问题时,也是非常重要的。随着多种信息综合应用的进展,油气勘探研究思路也在发生变化。油储地球物理的发展就是一个很好的说明(刘光鼎等,1998)。可以预计,随着复杂探测对象的不断出现,将推动综合信息找矿方法进一步发展。同时,将推动下列几个方面的研究向前发展。1)新方法和新参数的探索:地球物理勘探理论和方法在客观需要的推动下,始终是在不断完善已有方法和探索新的方法两个方面同时前进的。新的物理参数的应用,将减小多解性的影响,例如,当地震波被利用之后,通过纵横波综合利用,大大减小了对岩性判断的不确定性。地震勘探中对多波多分量的研究,电法勘探中地电化学法和电磁导弹的研究,以及震电效应和震磁效应的研究等,都是为探索新方法和新参数所做努力的一部分。当地球物理数据中不含有足够的地质信息时,只依靠数据处理是达不到目的的,必须增加新的物性参数以补充和丰富地球物理数据中携带的地质信息,再通过适当的数据处理方法才有可能获得可靠的地质结论。2)“直接”找矿和“间接”找矿相结合(孙文珂,1991;赵文津,1991):“直接”找矿是根据矿体或矿体群产生的地球物理场异常直接指出矿体或矿体群的属性、具体位置或其他有关情况。“间接”找矿是根据矿床的直接控矿因素及近矿围岩引起的异常现象指出矿床可能的分布地段。为了正确确定物探的任务是“直接”找矿还是“间接”找矿,就需要正确了解勘探对象的地质、地球物理特点,建立目标物的地质-地球物理模型。地球物理勘探的目的是要对地质单元作精细的刻画,因此模型首先是以地质模型为基础。通过模型建立将得出最佳的勘探工作程序和方法组合,即勘查工作模式,以及识别目标物的标志,即预测目的物的准则(孙文珂,1988,1991)。预测准则就是能指示或圈出矿产资源目的物存在的有效标志信息组合或系统。在这个系统中,如果既包括“直接”找矿信息,又包括“间接”找矿信息,将会大大减小解的非唯一性的影响。通过矿床成因模式的研究,使人们对不同的成矿地质背景下不同类型矿床的成因及矿床赋存条件,能有一个比较清楚的了解。因此,借助于矿床成因模式,人们可以获得清楚的找矿思路和找矿工作方向。地球物理工作者在矿床成因模式的基础上,结合地球物理场的特征分析,逐步形成了比较完整的综合找矿模式,用以指导勘查工作和作为资料解释的依据。按照“模式找矿”的思路,国内外都有许多成功的找矿实例(何继善,1997;赵文津,1991)。然而,矿床模式只能代表人们当时对已取得的矿床特征、矿床成因认识的总和。地质情况的变化是十分复杂的,完全相同的情况是很难遇到的。因此,既要重视模式找矿,同时又要考虑到会不会有未包括在已概括的找矿模式之内的新类型矿床或新的矿产资源。特别是在一个新的地区不要拘泥于某一种模式。3)正反演方法的改进:地质现象十分复杂,其物理场特征的数学表述不够准确,往往是造成正反演不准确的原因。例如,一个非线性问题,往往由于不恰当的用线性近似处理,得不到好的结果。因此,地球物理工作者应不断吸收数学等相关学科的最新成果,来改进地球物理正反演方法,以取得可靠的地质效果。4)多参数联合反演:对同一研究对象的两种以上物理场的观测结果,或同一种物性参数两种以上不同观测方式得到的结果进行联合反演,是减小解非唯一性影响的有效途径之一(王家映,1997)。5)数据综合管理:为了有效地实现多种信息综合应用,数据的综合管理是关键因素之一。地球物理与地质数据类型的多样性和数据量的不断增大,使得数据管理的任务更加复杂。为了能有效地存储和管理大量的勘探数据,提出了数据仓储概念,以便为多种数据集成创造条件。小结通过简单的介绍物探方法的分类、实质、特点及地球物理勘探在资源勘查中的作用,地球物理勘探面临的任务、问题及发展趋势,激励学生学习热情,树立信心,努力掌握物探技术。复习思考题何谓地球物理勘探?地球物理勘探面临的任务?地球物理勘探在资源勘查中的作用?

地球物理勘探技术论文题目大全及答案详解

地热地球物理勘探是研究地热田及其外围地区地球物理场特征,以及在地热资源普查勘探中,应用地球物理勘查技术,经济而有效地寻找地热资源的一种勘查技术。其主要研究内容包括:①研究地热场、电场、磁场、重力场等地球物理场特征及其与地热异常的成因联系,并根据地热田地质条件和地热资源类型,优选1~2种或多种适用于地热普查勘探的地球物理勘查技术,如地温或热流测量、电阻率测量、重力测量、航磁测量、大地电磁测深(MT)、声频大地电磁测深(AMT),以及人工地震、微动测深等,以求获得最佳效果。②根据地热地球物理探测数据处理结果,圈定地热异常分布范围。查明热储的渗透性,并确定其形态特征和赋存部位。查明断裂构造或破碎带的空间展布及其控水控热规律,确定深部可能存在的局部熔融体的埋深以及地热蚀变带的分布等。③将已有地球物理勘查成果与地质、地球化学等成果进行对比研究,综合分析,综合解释,为确定地热钻井的最佳井位提供可靠依据,以最大限度地减少钻探风险。地球物理勘查工作是间接探测方法,信息解译有多解性。开展工作时应设计出合理的方法组合,尽量用较小的投入获取较多的地热地质信息,以便去粗取精,去伪存真。例如,应先在较大范围内采用氡气测量,初步圈定构造断裂的大概位置,再有针对性地布置部分人工地震探测剖面,以便较准确判定断裂展布、产状和地层结构,开展少量音频大地电磁测深点判定富水情况,最后选择布井有利部位。重力测量(重力勘探)重力测量是利用组成地壳的各种岩体、矿体间的密度差异所引起的地表的重力加速度值的变化而进行地质勘探的一种方法。它是以牛顿万有引力定律为基础的,只要勘探地质体与其周围岩体有一定的密度差异,就可以用精密的重力测量仪器(主要为重力仪和扭秤)找出重力异常。然后,结合工作地区的地质和其他物探资料,对重力异常进行定性解释和定量解释,便可以推断覆盖层以下密度不同的矿体与岩层埋藏情况,进而找出隐伏矿体存在的位置和地质构造情况。地下热水研究中的重力勘探是结合其他地质和物探工作,根据重力值的变化来研究地下热水区基底起伏变化及区域性的断裂构造的空间展布,以便为分析地下热水提供依据。因地热田与构造密切相关,可利用区域重磁异常确定大地构造,再利用中、大比例尺的重磁资料确定地热成井的具体位置。在条件好的地区,也可以用重力成果确定覆盖层厚度等。电法勘探电法勘探是地球物理勘探中用来寻找储热断裂构造及推断地热异常的延展方向和分布范围的较为简单和有效的方法之一。它主要是用来测量深部导电率的。因为地层中的冷水和热水、冷岩石和热岩石之间电性差异很大,而地层中的热水,一般还富有溶解离子,加之温度又高,所以它们都具有较小的电阻率的特点。另外岩石受热水的变质作用而粘土化时,也具有电阻率低的特点。因此,用电法所测得的电阻率低的部分,往往对应于储热层。音频大地电场测量是利用频率在音频范围内的天然大地电场作为场源,在地面上沿一定的剖面逐点测量电场强度的水平分量,从电场强度的变化可以看出,这种变化基本能反映出岩石电阻率的变化。由于电场强度的变化间接反映出地层电阻率的变化,通过研究这种电阻率的变化,就可以达到了解浅层地质构造的目的。研究表明,某一地层电阻率的大小除了与岩石的各种成分有关,还与构造的裂隙和岩石的破碎情况有关。地质构造活动使完整的岩层遭到破坏,在构造的裂隙带和断层破碎带里,通常是地下水富集的地方。完整岩层电阻率很高,但破碎充水后电阻率却很低。音频大地仪所观测到的大地电场变化情况,基本反映了相应剖面上电阻率的变化情况,这种电阻率的相对变化又与基岩地区的富水构造带有关。因此,结合地质构造情况,分析大地电场曲线变化特点,可以达到在基岩地区寻找地下水的目的。磁法测量磁法勘探是地球物理勘探方法之一。自然界的岩石和矿石具有不同磁性,可以产生各不相同的磁场,它使地球磁场在局部地区发生变化,出现地磁异常。利用仪器发现和研究这些磁异常,进而寻找磁性矿体和研究地质构造的方法称为磁法勘探。磁法勘探是常用的地球物理勘探方法之一。它包括地面、航空、海洋磁法勘探及井中磁测等。磁法勘探主要用来寻找和勘探有关矿产(如铁矿、铅锌矿等),进行地质填图,研究与油气有关的地质构造及大地构造等问题。磁法工作原理是通过测量不同磁化强度的各种岩、矿石在地磁场中所引起的磁场变化(即磁异常),并研究这些磁异常的空间分布特征、规律及与地质体间的关系,从而做出地质解释。沉积岩的磁性取决于它是否含有铁磁性矿物,若含有随母岩侵蚀而来的磁性颗粒,它将显示磁性,含的铁磁性矿物愈多,其磁性愈强。有的沉积岩几乎不含任何铁磁性矿物。在沉积岩地区,磁异常一般是侵入岩体存在的反映,而侵入岩的存在又是地热形成的决定因素,是热能之源。氡气测量氡量测量是系统测量天然物质(水、气体、土壤)中的氡含量,以研究与勘查目标物有关的氡异常的地球化学勘查工作。地层中含有丰富的天然放射性元素,其中又以铀的同位素所占比例最大。238U经一系列衰变后形成氡,当隐伏岩体存在时,氡及氡的衰变母体镭沿着构造带、裂隙和地下水的垂向运移在地表富集,形成氡异常。放射性元素随水中SiO2含量增加而增加,且地温的升高可以加快氡向地表的迁移,故而应用测氡法探测地热异常具备物理前提。热释汞测量热释汞测量是以热释法系统地测量从天然物质(土壤、岩石、单矿物及水)中释放出来的各种赋存状态汞为研究对象的地球化学勘查工作。研究与各种勘查目标物(矿产、地热田、油气田、隐伏构造等)有关各种赋存状态汞含量异常和热释曲线特征,可得出寻找矿产、地热田、油气田、隐伏构造的标志。土壤热释汞已成为寻找盲矿和在沉积物覆盖区找隐伏矿、隐伏构造、油气田、地热田及古墓的有效方法。研究不同矿床或同一矿床不同标高岩石或某种单矿物中热释汞赋存状态、汞含量或热释曲线,可用于区分矿床类型,进行盲矿预测。EH4电导率成像系统电导率成像技术是地热地球物理勘查技术中的一种,它可以有效地划分地层结构,确定底界面埋深,圈定有热异常特征的热储构造和导热构造,同时可节 约勘探成本。EH4电导率成像系统是20世纪90年代由美国EMI公司和Geo-matrics公司联合推出的新一代电磁观测系统。该系统是采用天然场源与人工场源相结合的大地电磁测量系统,即高频段采用人工场源,低频段应用天然场源。EH4的工作原理是通过发射和接收地面电磁波来达到电阻率或电导率的测深。连续的测深点阵组成地下二维电阻率剖面,甚至三维立体电阻率成像。其基本配置(10~100kHz)的装置能测量地表以下1000m深度范围内地质体的电阻率值,可确定出地下地电断面的电性特征和地下构造。可控源音频大地电磁法(CSAMT)可控源音频大地电磁法(CSAMT)是国际上20世纪90年代流行的先进方法,现普遍用于3000m深度的物探。传统的大地电磁法(MT)能探测8~10km的深度,但分辨率较粗;天然的音频(听得见声音的频率)大地电磁法(AMT)适于探测3000m深度,但天然大地电磁场强度太弱,接收困难。可控源音频大地电磁法增加了一个30kW的人工电源发射,可以增加接收的信号,将接收的电磁和磁场强度,再解释成电阻率剖面。该方法对地层的分层和断裂的划定比其他物探方法清晰,尤其适合于地热物探,因为地下深处含热、含水的地质构造层位或断裂可以呈现低电阻率异常的反映。这些年来,北京、天津地区新钻的地热井基本上全部进行CSAMT的探查。地温法勘探地温法勘探是测量地球温度场的分布和变化,研究地壳内热源体的要素,观测外部热源影响和测定地壳物质的热物理参数,以勘探地热资源或解决一定的地质问题的一种地球物理勘探方法。地球内部相当于温度很高的热源,热量不断从内部向地表传导,使地壳中的温度随深度的增加而升高。地壳中的温度主要受地球内部热源(如岩浆侵入、喷发、冷却)和外部热源(如太阳辐射、核爆炸)的双重制约。内部热源基本上是稳定的,而外部热源则是变化的,受气候、地下水活动和人类活动等因素的影响而变化。地温法勘探的基本原理是地热异常区的热量,可以通过热的传导作用而不断地向地表扩散。这样根据在地表以下一定深度的温度测量和天然热流量的测定便可以圈定出地热异常区,并可以大致地推断出地下水的分布范围和高温地下热水的分布地段。测量方法有地温测量法(包括直接测量法和遥感测量法)、人工地温法(测量人工地温场中的温度变化)以及地热流法。地热田地质勘查中的物探方法根据地热田的地质条件和被探测体的物性特征而选择。一般利用地温勘探圈定地热异常区;利用重力法确定地热田基底起伏(凸起和凹陷)、基底断裂构造的空间展布;利用磁法确定水热蚀变带位置和隐伏火成岩体的分布、厚度及其与断裂带的关系;利用电法、放射性法圈定热异常和确定热储体的范围及深度;利用人工地震法较准确地测定断裂位置、产状和热储结构;利用大地电磁法确定高温地热田的岩浆房及热储位置和规模;利用微地震法测定活动断裂带。

随着勘探领域的扩大与深入,遇到的地质条件越来越复杂,地球物理勘探将面临多种多样的问题。其中主要问题可以概括为以下3个方面,今后的发展也将围绕克服这些问题而开展。提高微弱地球物理信号的采集与处理水平地球物理勘探技术是依据对观测的地球物理场数据的分析来实现探测目的的。因此,数据采集是地球物理工作的基础。历史的发展充分说明,数据采集精度的提高,使得地球物理探测的应用效果、应用范围不断扩大。例如重力仪的精度从20世纪50年代的(2~4)×10-5m/s2提高到目前的(01~03)×10-5m/s2,使得重力勘探的能力和应用范围大大加强和拓宽。地球物理方法和理论的进展,需要数据采集技术的进步作保证才能得以实现。世界上所有地球物理技术发达的国家,都有强大的仪器研究与制造业做后盾。为了使我国地球物理工作的发展居于世界先进水平,也必然要加强仪器的研制。其中包括:①高性能探测换能器的研制,如新型地震检波器和核射线探测器等;②高性能人工源的研制,在地球物理方法中,除观测重力场和磁场等天然场的方法之外,有许多是借助人工场激发的物理场进行的,如地震勘探和大部分电法勘探,为了获得更多的地质信息,场源往往起很大作用,因此,各种场源的研究,也会是今后发展的一个重要方面,如高性能的震源、大功率的电源、高产额的射线源等;③高性能数据记录系统的研制,随着方法的进步,数据量的加大,要求记录系统有更高的性能,例如三维地震和高密度电法,都要求仪器的道数增加。为了提高探测的分辨率,则要求记录系统的带宽和动态范围加大等。地球物理数据处理的目的是消除各种干扰因素,突出所需的地质信息。这些干扰因素包括:与测量技术有关的影响因素、环境影响因素以及非研究目标的其他地质因素的影响等。不同地球物理方法,受各种因素的影响程度不同,因而处理的重点和方法也不相同。以地震勘探为例,为了提高数据的精度,需要消除近地表因素对一致性的影响;为了有效地提高分辨率,需要进行提高信噪比处理;在反射倾角比较大时,为了减少空间假频,需要进行道内插处理;为了提高解释精度,需要进行提高地震数据的保真处理等。非均匀地质体的探测与描述几何形体简单、物性分布均匀、埋藏深度较浅且易于发现的矿产资源,今后将越来越少,物探人员面对的将是岩性不均匀、结构与构造复杂、物理性质在纵向和横向上均有较大变化,并且埋藏较深、地质条件复杂的勘探对象。为了查明空间上不均匀变化的对象,必须获得足够的能表征地下内部结构和性质的参数,才有可能比较细致地勾画出对象的复杂特征。所谓足够的参数,一是指参数的种类,二是指每种参数的数量。为了清晰显示研究对象的空间特征,近20年来各种物理场的成像研究取得很大进展,包括地震波成像、电磁波成像和位场成像等。地震波成像可以在地面、井间和井地之间进行。在已知速度的情况下可以进行几何结构成像,或已知几何结构的情况下进行物性结构成像。地震波成像在石油天然气勘探中已取得一些实用的效果,其中突出的实例如利用叠前深度偏移清楚地获得了古潜山的内幕(杨长春等,1996),但是目前地震勘探实际观测的主要还是纵波的垂直分量,多波多分量的观测与应用研究还只是开始。另外,实际地下介质不仅具有纵向和横向的不均匀性,而且具有纵向横向的各向差异性。只有充分地利用地震波的多种信息,才能够对岩性变化、裂隙的发育状况和孔隙中流体的性质有更准确的了解。井向地震波层析成像比地面地震的分辨率高,随着井下设备的发展,将成为开发地震的重要工具。单井地震波成像即保持井下地震波不受表层干扰的优点,同时不受需要两口井的限制,有可能得到较大发展。超声波井壁成像是成像技术在油田勘探中的另一项重要应用,它可以划分裂缝发育层段,从而有效地圈定裂缝储层,目前它的分辨率还比较低,定量解释技术有待开发。电磁波成像包括低频的电磁感应法和大地电磁测深,以及高频的探地雷达成像等。电磁波成像也可以在地面、井下、井间或井地间进行。相对于地震波成像,电磁波成像的方法理论和技术还处于发展的初始阶段,许多地方沿用了地震波成像的方法技术。但是由于描述电磁波传播过程的方程中含有扩散项,且其传播常数为复数,因此采用地震波成像方法和技术处理电磁波成像问题,往往得不到理想的效果。目前,低频电磁波成像的应用还处于萌芽阶段(何继善1997),因此,电磁波成像的进一步发展,必须根据自身的特点探索新的路子。由于高频电磁波方程可以简化为类似于弹性波的波动方程,所以探地雷达的数据处理和解释多采用反射地震的方法技术,主要修改在于尺度标定和参数选择。跨孔的高频电磁波成像,当井间距离不大时,在探测高导金属矿体和溶洞方向已取得一些成功实例。为了提高高频电磁波法对几何结构的分辨率,发展针对其动力学特征的处理技术势在必然(王妙月等,1998)。随着数据采集技术的改进,直流电阻率法成像方法近年来也取得了一些进展。在理论上,直流电阻率法成像与地震波和电磁波成像方法不同,直流电场由拉普拉斯方程描述。由于直流电阻率法观测设备与野外作业方法简单、探测深度较大,因此在油气勘探、金属矿勘探和工程勘查中应用前景更广阔。地球物理对复杂对象的探测,是在计算机技术迅猛发展的带动下才得以实现的。成像技术的特点是未知数多,观测数据量大,只有观测信息对每个未知数的覆盖次数足够多,才能使解出的未知数比较可靠。同样,地球物理勘探结果可视化的需求也推动了计算机技术的进步,并且计算机将在今后的地球物理数据的运算中起主要作用。综合利用多种信息,减少地球物理反问题的多解性地球物理勘探是通过在地表、空中或井下局部地球物理场的观测结果,去分析推断地下不能直接观测部分物质的性质和形态。由于物质形态和性质变化对地球物理场影响的等效现象,使得反问题解答不唯一。如果再考虑观测误差和干扰等因素的影响,以及描述物理场的数学表达和计算方法的不精细,问题就进一步复杂化。从某种意义上讲,地球物理探测技术就是围绕着如何减少多解性的影响,给出更可靠的地质答案这一目的向前发展的。今后仍将沿这个方向继续前进。地球物理探测的对象越复杂,表征其性质、结构和构造的变数越多。另外,不同的地质对象可能具有某些相同的物理性质。因此,为准确描述一个复杂的探测对象,或区分不同的研究对象,都应该综合利用多种信息,这已成为广大研究人员的共识。例如在油气勘探中,除地震、测井数据综合外,综合使用其他勘探数据,如重磁勘探和电法勘探数据,在处理复杂地质条件的问题时,也是非常重要的。随着多种信息综合应用的进展,油气勘探研究思路也在发生变化。油储地球物理的发展就是一个很好的说明(刘光鼎等,1998)。可以预计,随着复杂探测对象的不断出现,将推动综合信息找矿方法进一步发展。同时,将推动下列几个方面的研究向前发展。1)新方法和新参数的探索:地球物理勘探理论和方法在客观需要的推动下,始终是在不断完善已有方法和探索新的方法两个方面同时前进的。新的物理参数的应用,将减小多解性的影响,例如,当地震波被利用之后,通过纵横波综合利用,大大减小了对岩性判断的不确定性。地震勘探中对多波多分量的研究,电法勘探中地电化学法和电磁导弹的研究,以及震电效应和震磁效应的研究等,都是为探索新方法和新参数所做努力的一部分。当地球物理数据中不含有足够的地质信息时,只依靠数据处理是达不到目的的,必须增加新的物性参数以补充和丰富地球物理数据中携带的地质信息,再通过适当的数据处理方法才有可能获得可靠的地质结论。2)“直接”找矿和“间接”找矿相结合(孙文珂,1991;赵文津,1991):“直接”找矿是根据矿体或矿体群产生的地球物理场异常直接指出矿体或矿体群的属性、具体位置或其他有关情况。“间接”找矿是根据矿床的直接控矿因素及近矿围岩引起的异常现象指出矿床可能的分布地段。为了正确确定物探的任务是“直接”找矿还是“间接”找矿,就需要正确了解勘探对象的地质、地球物理特点,建立目标物的地质-地球物理模型。地球物理勘探的目的是要对地质单元作精细的刻画,因此模型首先是以地质模型为基础。通过模型建立将得出最佳的勘探工作程序和方法组合,即勘查工作模式,以及识别目标物的标志,即预测目的物的准则(孙文珂,1988,1991)。预测准则就是能指示或圈出矿产资源目的物存在的有效标志信息组合或系统。在这个系统中,如果既包括“直接”找矿信息,又包括“间接”找矿信息,将会大大减小解的非唯一性的影响。通过矿床成因模式的研究,使人们对不同的成矿地质背景下不同类型矿床的成因及矿床赋存条件,能有一个比较清楚的了解。因此,借助于矿床成因模式,人们可以获得清楚的找矿思路和找矿工作方向。地球物理工作者在矿床成因模式的基础上,结合地球物理场的特征分析,逐步形成了比较完整的综合找矿模式,用以指导勘查工作和作为资料解释的依据。按照“模式找矿”的思路,国内外都有许多成功的找矿实例(何继善,1997;赵文津,1991)。然而,矿床模式只能代表人们当时对已取得的矿床特征、矿床成因认识的总和。地质情况的变化是十分复杂的,完全相同的情况是很难遇到的。因此,既要重视模式找矿,同时又要考虑到会不会有未包括在已概括的找矿模式之内的新类型矿床或新的矿产资源。特别是在一个新的地区不要拘泥于某一种模式。3)正反演方法的改进:地质现象十分复杂,其物理场特征的数学表述不够准确,往往是造成正反演不准确的原因。例如,一个非线性问题,往往由于不恰当的用线性近似处理,得不到好的结果。因此,地球物理工作者应不断吸收数学等相关学科的最新成果,来改进地球物理正反演方法,以取得可靠的地质效果。4)多参数联合反演:对同一研究对象的两种以上物理场的观测结果,或同一种物性参数两种以上不同观测方式得到的结果进行联合反演,是减小解非唯一性影响的有效途径之一(王家映,1997)。5)数据综合管理:为了有效地实现多种信息综合应用,数据的综合管理是关键因素之一。地球物理与地质数据类型的多样性和数据量的不断增大,使得数据管理的任务更加复杂。为了能有效地存储和管理大量的勘探数据,提出了数据仓储概念,以便为多种数据集成创造条件。小结通过简单的介绍物探方法的分类、实质、特点及地球物理勘探在资源勘查中的作用,地球物理勘探面临的任务、问题及发展趋势,激励学生学习热情,树立信心,努力掌握物探技术。复习思考题何谓地球物理勘探?地球物理勘探面临的任务?地球物理勘探在资源勘查中的作用?

现代找矿勘查技术的进步使2000m以内的勘查成为可能(Gordon,2006),基于现代勘查技术所取得的成果对深部矿体的预测水平得到了提高,向深部要资源的时机已经成熟。最近20年来,在金属矿产勘查中,新理论、新概念不断涌现,新技术、新方法不断应用,有力地促进了矿产勘查的发展,为金属矿产勘查注入了生机与活力。其中,地面时间域电磁法(TEM)、可控源音频大地电磁法(CSAMT)、高精度重磁法、金属矿地震方法和三维地震层析成像技术等以大探测深度为特征的地面物探方法及钻孔地球物理方法在矿产勘查中的推广使用(Cas等,1995;Salisbury等,1996;吕庆田等,2001,2004),为矿集区找矿发现———隐伏矿的预测和寻找带来了新的机遇。1 现代地球物理探矿技术发展现状在过去,一些勘探者认为物探方法是一个“黑箱子”,多解性高、可信度低。而现在,随着技术的不断进步和大量的实践应用,最终使每个勘探者都认识到物探技术是一种非常有效的找矿方法。物探高新技术的研发和应用已成为西方很多国家,尤其是加拿大、澳大利亚和美国等矿业发达国家矿产勘查的重要组成部分。物探技术进步主要体现在两方面:一是新发明;二是对已有技术的完善升级和更新换代,使测量的精确度和准确度不断提高。新的更强大、更复杂的航空物探方法(如Falcon、MegaTEM、SPECTREM、TEMPEST、HOISTEM、NEWTEM、Scorpion,等等)已成为矿产勘查的重要生力军,从而使区域填图和靶区圈定的工作效率得到极大的提高(TheNorthern Miner,2007;张昌达,2006)。航空物探方面近年来发展迅猛。澳大利亚合作研究中心矿产勘查技术部研制的世界上最先进的航空矿产勘查系统(TEMPEST)使用高灵敏度磁探头测量地质体产生的微弱二次磁场,探测深度可达300m。澳大利亚的“玻璃地球计划”(GlassEarth)包括航空重力梯度测量、航空磁力张量梯度测量、先进的电磁方法、矿物化学填图、钻探新技术和三维地震,其中航空磁张量测量技术和航空重力梯度测量技术是重点研发内容。英国ARKEX公司研制成功目前最先进的超导航空重力梯度测量系统,使测量精度提高10倍。澳大利亚BHPBilli-ton公司的航空重力梯度张量测量系统(Falcon)曾经获得澳大利亚联邦科学和工业研究组织(CSIRO)2000年度科学研究成果奖。它脱胎于美国的军事技术,是美国出口管制产品,美国曾经阻止该公司用Falcon(猎鹰)系统在中国进行探矿飞行(张昌达,2005)。加拿大GEDEX公司研发的高分辨率航空重力梯度仪(GedexHD-AGG)于2006年11月获得了伦敦矿业周刊(MiningJournal)颁发的矿业研究(MiningResearch)大奖,据称该仪器能够探测到12km深处的固体矿产、石油和天然气,其准确性和速度大大提高了勘查效率,降低了勘查的风险、时间和成本。在地面物探方面,也取得长足进步。加拿大凤凰公司在完善V-5大地电磁系统的同时,推出了V5-2000型和V8阵列式大地电磁系统。加拿大的EM-57、EM-67系列已成为时间域电磁仪器的代表。美国Zonge工程与研究组织相继推出了GDP-16,GDP-32多功能电磁系统,以及能够进行长周期天然场大地电磁测量的多功能大地电磁系统。美国EMI公司在完善MT-1大地电磁系统的同时推出的EH-4电磁系统,已成为矿产勘查的重要手段之一,另外还推出了MT-24阵列式大地电磁系统。Nabighian等(2005)认为没有其他的地球物理方法像磁法一样有十分广阔的应用范围,从行星尺度到几平方米的面积,既花费少又能够提高丰富的信息,而电磁法及重磁法的组合已成为重要的发展方向和勘查手段。电磁法系统多具有频率域和时间域工作方式,能够进行多方法数据采集,如激发极化法、瞬变电磁法、可控源音频大地电磁法等。电磁法和重磁法物探技术呈现出向数字化、智能化、多功能化、集成化方向发展的趋势。在物探技术发展的进程中,我国的步伐相对而言比较缓慢,目前还主要处于技术引进阶段,这与我国矿产勘查的快速发展形势很不适应。目前,国家提出要加快自主开发科学实验仪器设备的步伐,物探技术方法的自主研发也应成为这一战略目标的重要组成部分。中国地质调查局正在组织一批应用于深部找矿勘查的物探方法仪器研制。2 金矿地球物理探矿方法基本原理及工作方法选择尽管Au本身有突出的物理性质(密度大、良导电),但由于Au在地壳中的丰度低,即使是具有重要经济价值的金矿床,Au的含量也不会改变含Au地质体的物理性质。微量元素Au是难以用物探方法直接检测到的。金矿床地球物理勘查工作的基本思路是通过研究金矿床(体)与某些具有地球物理异常响应的特殊围岩、找矿标志层、控矿构造(尤其是断裂剪切带),以及与硫化物(黄铁矿)的伴生关系,观测相应的地球物理场响应(异常),解决的是与成矿有关的构造(尤其是深部构造)、岩体、地层、矿源层和硫化物矿化带,以及蚀变带的空间分布等地质问题,进而达到间接找矿或矿床评价之目的(刘光鼎等,1995;赵鹏大,2001;李大心,2003)。与金矿相关地质体与围岩存在物性参数的差异,是地球物理勘查的基础;被观测的地下介质的物理属性有介质的密度、磁性、电性、弹性、放射性和温度等参数。相应的地球物理勘查方法包括电法以及电磁法勘探技术,磁法勘探技术、核法勘探(放射性测量)探矿技术,重力勘探技术以及浅层地震勘探技术等。相对金矿而言,针对不同地质体,选择不同的探矿技术。(1)追索含金破碎带用电阻率法、甚低频法及其他电磁场法追踪含矿破碎带(低阻带);用磁法追踪磁性岩中的挤压破碎带(高磁背景中的低磁带);用放射性法圈定破碎带(高放射性带)。这些方法有时还可以了解其产状。(2)追索含金石英脉主要用电法(高阻、高极化)和放射性法、磁法,并可了解其产状。(3)寻找含金硫化物富集带用电法(低阻、高极化)来进行普查和寻找,可以确定含金地质体的位置、范围、大致产状和埋深。(4)寻找伴生金矿利用物探方法对贱金属矿床的直接指示作用,而贱金属矿床伴生金原理开展找矿。如磁法、电法、重力等法寻找和圈定伴生金矿的范围、埋深及大致产状,为工程验证提供依据。(5)查明与成矿有关的各种小型构造、成矿地质体磁法、电法、地震等查明第四系或基岩覆盖下的各种容矿构造和成矿地质体(如含矿斑岩等)空间分布。(6)进行中、大比例尺填图方法有磁法、电法和放射性法等。填图的目的是确定与金矿有关的岩石-岩性因素。碳质和石墨化地层、火山沉积杂岩及显示金矿化的其他标志,如:近矿围岩蚀变带、硅化带、绢云母化带、滑石菱镁片岩化带、黄铁细晶岩化带。3 金矿地球物理技术找矿中应注意的问题由于金矿本身的特殊性,造成利用地球物理技术找矿的复杂性,造成获取地球物理信息地质解释的不确定性。如金矿成因类型、矿物组合、构造环境的多样性,决定了金矿地球物理性质及几何特性的多态性;尽管某些类型金矿就其矿石物理性质而言与围岩有着明显的差异,但也往往由于矿体规模小、地球物理场的信息弱,以至难以观测到可以辨识的异常;复杂的地质环境所造成的地质干扰背景,常常掩盖了有用的信息。这一切都将导致异常解释发生困难或出现失误。就总体来说,金矿物探异常的解释较其他矿种和领域的物探异常解释来说,难度大、复杂性高。由于金矿物探异常以及异常解释的复杂性,故这种间接性虽然拓宽了物探找金的应用领域,但同时也使物探异常的多解性更为突出。因此,物探找金的作用不宜过分夸大。在部署物探找金工作时,要针对不同勘查阶段所探测的金矿宏观目标物以及需要解决的地质问题。积极挖掘物探找金的综合信息。正是由于金矿类型多且地质背景往往比较复杂,因此引起的地球物理场十分复杂,加之金矿物探的信息比较微弱,异常解释的难度大,所以单一物探方法找Au往往很难奏效。在金矿物探的全过程中,始终要强调综合方法、综合解释。在某一探区布置金矿物探工作,应针对具体的勘探问题或地质地球物理条件优选最有效的物探方法手段或实施多种探测方法最佳技术组合,发挥多种地球物理参数信息精细分析,以及结合化探和地质资料综合解释的优势。实践表明,科学地综合各种物理场和物理参数的信息,对确定金矿赋存空间、圈定金矿化带和金矿体,以及确定与Au有关的金属矿含量等,都可获得明显的效果。事实上,某种参量的潜在信息量,只有通过与其他参量的综合应用才能发挥出来。而且几种方法提供的综合信息,也绝非单一方法所提供信息量的代数和。在找矿过程中,应力求搞清矿化带或矿化富集部位的宏观物理特征,然后选择最有代表性、针对性的方法,以一定的观测网度和精度获取与矿产资源有关的综合地球物理信息,并通过地质解释,以形象、直观的图示方式,赋给各种物性体以明确的地质含义。与寻找其他贱金属矿床不同,利用地球物理探矿寻找金矿难度更大。虽然如此,金矿地球物理技术在危机矿山接替资源找矿中仍发挥了突出作用。武警黄金地质研究所利用高密度电法、EH4等仪器方法在多个金矿山开展找矿工作,在河北峪耳崖金矿外围深部300m以下发现金矿体,在内蒙古苏右旗毕力赫金矿区新发现大型隐伏斑岩型金矿体。从不同侧面证实物探技术在危机金矿山深部资源勘查突破的重要性。

地球物理勘探技术毕业论文题目有哪些及答案解析

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毕业论文的题目技巧1、各类论文的标题,样式虽多,但不管何种形式,主旨都是体现作者的写作意图、文章的主旨。毕业论文的标题一般分为总标题、副标题、分标题几种。2、总标题是文章总体内容的体现。常见的写法分为揭示课题的实质式:“经济中心论”; 提问式:“商品经济等同于资本主义经济吗?”。3、交代内容范围式:“战后西方贸易自由化剖析”;判断句式:科技进步与农业经济。形象化语句式:“科技史上的曙光” 等标题。4、副标题和分标题是为了点明论文的研究对象、内容及目的,对总标题加以补充的解说,有的论文还可以加副标题。特别是一些商榷性的论文。5、设置分标题的主要目的是为了清晰地显示文章的层次。

回答 做短视频创作很难绕开的一个问题,如何选题?选题的方向,选题的内容,选题的素材。接下来美工铺子通过选题的方向,选题的原则,选题的维度,以及选题时要注意避免的一些问题,聊聊短视频如何进行选题。一、短视频选题方面做短视频创作选题方面大概分类14种类。选题的方面就是在做赛道的选择,不同的赛道有着不同的天花板(粉丝量、变现值)和不同的运营机制在这些短视频类别的赛道中,剧情、娱乐、影视、生活、商业类占据了大部分的内容领域,也比较容出现一些头部资源大号,这些类别解决了大部分人群的八小时工作中遇到的问题,和八小时生活中的消遣问题。在整个互联网短视频中有两个比较特殊的领域,财经和健康领域,这两个领域的创作者,平台都会要求有相关领域的资质才能进行内容创作,比如财经领域要求有证券从业资格证等,健康领域要求是三甲医院以上的医生资质。在所有类别中还有一个共性,就是可以将内容知识化,用知识价值的传递来内容的输出和传播,即内容即是价值,内容即是产品。二、短视频选题原则1、 要贴地。选题内容要坚持用户导向,以用户粉丝需求为前提,不能脱离用户粉丝,想要有好的播放量,就应该首先考虑到用户粉丝的喜好和痛点需求,往往越是贴近用户粉丝的内容越是能够得到他们的认可,触发视频的完播率。2、 有价值。选题内容要输出有价值,内容有干货为目标,输出的内容对用户粉丝有价值,满足用户粉丝的需求,解决用户粉丝的痛点,才能使用户粉丝有传播的欲望,触发点赞、评论、转发等用户行为,从而达到内容的裂变传播。吴北狱中三年不近女身,新婚一月后美女总裁扶墙干呕,丈母娘炸了广告乘以贰网络查看详情3、 要匹配。选题内容要和我们的定位有关联有匹配,有垂直度,以提升我们在专业领域的影响力,更高的塑造IP,这样才能吸引到精准的用户粉丝,同样提高用户粉丝的持续跟随和黏性。三、短视频选题维度1、 频率。选题的内容,在用户粉丝的需求和痛点上是不是存在高频发生率,换而言之就是目标用户粉丝群体的大众话题,只有用户粉丝的高频关注点,才能引发更多播放量。2、 难易。创作者还应该考虑选题后的制作难易程度,自己或团队的创作能力是否能够支撑起来选题背后内容生产和内容运营,选题、内容、形式都是要考虑的因素,用户粉丝现在对内容的质量要求越来越高。3、 差异。不论是哪一种类别的选题或者哪一种话题,在短视频领域都有着不少的竞品账号,可以说 3、 标题描述要合理。标题字数要适中,有些平台超过一定字数后,标题就会被自动折叠隐藏起来。格式要标准,数字用阿拉伯数字,尽量用中文表述,避免生僻字和网络词汇,方便机器算法获取识别。句式要合理,很多短视频平台,一般会要求标题为三段式结构,表述清晰,避免出现夸大性词组。 提问 我是做短视频的论文不是短视频的创作,是研究短视频 更多1条 

随着勘探领域的扩大与深入,遇到的地质条件越来越复杂,地球物理勘探将面临多种多样的问题。其中主要问题可以概括为以下3个方面,今后的发展也将围绕克服这些问题而开展。提高微弱地球物理信号的采集与处理水平地球物理勘探技术是依据对观测的地球物理场数据的分析来实现探测目的的。因此,数据采集是地球物理工作的基础。历史的发展充分说明,数据采集精度的提高,使得地球物理探测的应用效果、应用范围不断扩大。例如重力仪的精度从20世纪50年代的(2~4)×10-5m/s2提高到目前的(01~03)×10-5m/s2,使得重力勘探的能力和应用范围大大加强和拓宽。地球物理方法和理论的进展,需要数据采集技术的进步作保证才能得以实现。世界上所有地球物理技术发达的国家,都有强大的仪器研究与制造业做后盾。为了使我国地球物理工作的发展居于世界先进水平,也必然要加强仪器的研制。其中包括:①高性能探测换能器的研制,如新型地震检波器和核射线探测器等;②高性能人工源的研制,在地球物理方法中,除观测重力场和磁场等天然场的方法之外,有许多是借助人工场激发的物理场进行的,如地震勘探和大部分电法勘探,为了获得更多的地质信息,场源往往起很大作用,因此,各种场源的研究,也会是今后发展的一个重要方面,如高性能的震源、大功率的电源、高产额的射线源等;③高性能数据记录系统的研制,随着方法的进步,数据量的加大,要求记录系统有更高的性能,例如三维地震和高密度电法,都要求仪器的道数增加。为了提高探测的分辨率,则要求记录系统的带宽和动态范围加大等。地球物理数据处理的目的是消除各种干扰因素,突出所需的地质信息。这些干扰因素包括:与测量技术有关的影响因素、环境影响因素以及非研究目标的其他地质因素的影响等。不同地球物理方法,受各种因素的影响程度不同,因而处理的重点和方法也不相同。以地震勘探为例,为了提高数据的精度,需要消除近地表因素对一致性的影响;为了有效地提高分辨率,需要进行提高信噪比处理;在反射倾角比较大时,为了减少空间假频,需要进行道内插处理;为了提高解释精度,需要进行提高地震数据的保真处理等。非均匀地质体的探测与描述几何形体简单、物性分布均匀、埋藏深度较浅且易于发现的矿产资源,今后将越来越少,物探人员面对的将是岩性不均匀、结构与构造复杂、物理性质在纵向和横向上均有较大变化,并且埋藏较深、地质条件复杂的勘探对象。为了查明空间上不均匀变化的对象,必须获得足够的能表征地下内部结构和性质的参数,才有可能比较细致地勾画出对象的复杂特征。所谓足够的参数,一是指参数的种类,二是指每种参数的数量。为了清晰显示研究对象的空间特征,近20年来各种物理场的成像研究取得很大进展,包括地震波成像、电磁波成像和位场成像等。地震波成像可以在地面、井间和井地之间进行。在已知速度的情况下可以进行几何结构成像,或已知几何结构的情况下进行物性结构成像。地震波成像在石油天然气勘探中已取得一些实用的效果,其中突出的实例如利用叠前深度偏移清楚地获得了古潜山的内幕(杨长春等,1996),但是目前地震勘探实际观测的主要还是纵波的垂直分量,多波多分量的观测与应用研究还只是开始。另外,实际地下介质不仅具有纵向和横向的不均匀性,而且具有纵向横向的各向差异性。只有充分地利用地震波的多种信息,才能够对岩性变化、裂隙的发育状况和孔隙中流体的性质有更准确的了解。井向地震波层析成像比地面地震的分辨率高,随着井下设备的发展,将成为开发地震的重要工具。单井地震波成像即保持井下地震波不受表层干扰的优点,同时不受需要两口井的限制,有可能得到较大发展。超声波井壁成像是成像技术在油田勘探中的另一项重要应用,它可以划分裂缝发育层段,从而有效地圈定裂缝储层,目前它的分辨率还比较低,定量解释技术有待开发。电磁波成像包括低频的电磁感应法和大地电磁测深,以及高频的探地雷达成像等。电磁波成像也可以在地面、井下、井间或井地间进行。相对于地震波成像,电磁波成像的方法理论和技术还处于发展的初始阶段,许多地方沿用了地震波成像的方法技术。但是由于描述电磁波传播过程的方程中含有扩散项,且其传播常数为复数,因此采用地震波成像方法和技术处理电磁波成像问题,往往得不到理想的效果。目前,低频电磁波成像的应用还处于萌芽阶段(何继善1997),因此,电磁波成像的进一步发展,必须根据自身的特点探索新的路子。由于高频电磁波方程可以简化为类似于弹性波的波动方程,所以探地雷达的数据处理和解释多采用反射地震的方法技术,主要修改在于尺度标定和参数选择。跨孔的高频电磁波成像,当井间距离不大时,在探测高导金属矿体和溶洞方向已取得一些成功实例。为了提高高频电磁波法对几何结构的分辨率,发展针对其动力学特征的处理技术势在必然(王妙月等,1998)。随着数据采集技术的改进,直流电阻率法成像方法近年来也取得了一些进展。在理论上,直流电阻率法成像与地震波和电磁波成像方法不同,直流电场由拉普拉斯方程描述。由于直流电阻率法观测设备与野外作业方法简单、探测深度较大,因此在油气勘探、金属矿勘探和工程勘查中应用前景更广阔。地球物理对复杂对象的探测,是在计算机技术迅猛发展的带动下才得以实现的。成像技术的特点是未知数多,观测数据量大,只有观测信息对每个未知数的覆盖次数足够多,才能使解出的未知数比较可靠。同样,地球物理勘探结果可视化的需求也推动了计算机技术的进步,并且计算机将在今后的地球物理数据的运算中起主要作用。综合利用多种信息,减少地球物理反问题的多解性地球物理勘探是通过在地表、空中或井下局部地球物理场的观测结果,去分析推断地下不能直接观测部分物质的性质和形态。由于物质形态和性质变化对地球物理场影响的等效现象,使得反问题解答不唯一。如果再考虑观测误差和干扰等因素的影响,以及描述物理场的数学表达和计算方法的不精细,问题就进一步复杂化。从某种意义上讲,地球物理探测技术就是围绕着如何减少多解性的影响,给出更可靠的地质答案这一目的向前发展的。今后仍将沿这个方向继续前进。地球物理探测的对象越复杂,表征其性质、结构和构造的变数越多。另外,不同的地质对象可能具有某些相同的物理性质。因此,为准确描述一个复杂的探测对象,或区分不同的研究对象,都应该综合利用多种信息,这已成为广大研究人员的共识。例如在油气勘探中,除地震、测井数据综合外,综合使用其他勘探数据,如重磁勘探和电法勘探数据,在处理复杂地质条件的问题时,也是非常重要的。随着多种信息综合应用的进展,油气勘探研究思路也在发生变化。油储地球物理的发展就是一个很好的说明(刘光鼎等,1998)。可以预计,随着复杂探测对象的不断出现,将推动综合信息找矿方法进一步发展。同时,将推动下列几个方面的研究向前发展。1)新方法和新参数的探索:地球物理勘探理论和方法在客观需要的推动下,始终是在不断完善已有方法和探索新的方法两个方面同时前进的。新的物理参数的应用,将减小多解性的影响,例如,当地震波被利用之后,通过纵横波综合利用,大大减小了对岩性判断的不确定性。地震勘探中对多波多分量的研究,电法勘探中地电化学法和电磁导弹的研究,以及震电效应和震磁效应的研究等,都是为探索新方法和新参数所做努力的一部分。当地球物理数据中不含有足够的地质信息时,只依靠数据处理是达不到目的的,必须增加新的物性参数以补充和丰富地球物理数据中携带的地质信息,再通过适当的数据处理方法才有可能获得可靠的地质结论。2)“直接”找矿和“间接”找矿相结合(孙文珂,1991;赵文津,1991):“直接”找矿是根据矿体或矿体群产生的地球物理场异常直接指出矿体或矿体群的属性、具体位置或其他有关情况。“间接”找矿是根据矿床的直接控矿因素及近矿围岩引起的异常现象指出矿床可能的分布地段。为了正确确定物探的任务是“直接”找矿还是“间接”找矿,就需要正确了解勘探对象的地质、地球物理特点,建立目标物的地质-地球物理模型。地球物理勘探的目的是要对地质单元作精细的刻画,因此模型首先是以地质模型为基础。通过模型建立将得出最佳的勘探工作程序和方法组合,即勘查工作模式,以及识别目标物的标志,即预测目的物的准则(孙文珂,1988,1991)。预测准则就是能指示或圈出矿产资源目的物存在的有效标志信息组合或系统。在这个系统中,如果既包括“直接”找矿信息,又包括“间接”找矿信息,将会大大减小解的非唯一性的影响。通过矿床成因模式的研究,使人们对不同的成矿地质背景下不同类型矿床的成因及矿床赋存条件,能有一个比较清楚的了解。因此,借助于矿床成因模式,人们可以获得清楚的找矿思路和找矿工作方向。地球物理工作者在矿床成因模式的基础上,结合地球物理场的特征分析,逐步形成了比较完整的综合找矿模式,用以指导勘查工作和作为资料解释的依据。按照“模式找矿”的思路,国内外都有许多成功的找矿实例(何继善,1997;赵文津,1991)。然而,矿床模式只能代表人们当时对已取得的矿床特征、矿床成因认识的总和。地质情况的变化是十分复杂的,完全相同的情况是很难遇到的。因此,既要重视模式找矿,同时又要考虑到会不会有未包括在已概括的找矿模式之内的新类型矿床或新的矿产资源。特别是在一个新的地区不要拘泥于某一种模式。3)正反演方法的改进:地质现象十分复杂,其物理场特征的数学表述不够准确,往往是造成正反演不准确的原因。例如,一个非线性问题,往往由于不恰当的用线性近似处理,得不到好的结果。因此,地球物理工作者应不断吸收数学等相关学科的最新成果,来改进地球物理正反演方法,以取得可靠的地质效果。4)多参数联合反演:对同一研究对象的两种以上物理场的观测结果,或同一种物性参数两种以上不同观测方式得到的结果进行联合反演,是减小解非唯一性影响的有效途径之一(王家映,1997)。5)数据综合管理:为了有效地实现多种信息综合应用,数据的综合管理是关键因素之一。地球物理与地质数据类型的多样性和数据量的不断增大,使得数据管理的任务更加复杂。为了能有效地存储和管理大量的勘探数据,提出了数据仓储概念,以便为多种数据集成创造条件。小结通过简单的介绍物探方法的分类、实质、特点及地球物理勘探在资源勘查中的作用,地球物理勘探面临的任务、问题及发展趋势,激励学生学习热情,树立信心,努力掌握物探技术。复习思考题何谓地球物理勘探?地球物理勘探面临的任务?地球物理勘探在资源勘查中的作用?

地球物理勘探技术毕业论文题目有哪些及答案详解

据学术堂了解,所谓广告设计是指从创意到制作的这个中间过程。广告设计是广告的主题、创意、语言文字、形象、衬托等五个要素构成的组合安排。广告设计的最终目的就是通过广告来达到吸引眼球的目的。以下是关于广告设计的论文题目,欢迎大家阅读。  1、浅析长沙开福万达广场设计管理  2、基于功能的H5广告研究  3、浅谈色彩在广告设计中的应用  4、户外广告的文明传承与创新研究  5、基于无线传输的LED广告屏设计  6、浅析数字媒体艺术发展的观念创新及表现形式  7、浅谈创意广告设计  8、户外广告效果评估的研究综述  9、基于数字媒体技术的影视广告设计--评《影视广告设计》  10、基于视觉传达设计下的计算机图形图像设计  11、广告设计方向专业人才培养质量标准研究  12、从国人传统思维到现代设计研究--字说广告的起源、发展、标准探析  13、广告设计的新理论--评《新形态广告设计》  14、新时期平面设计中视觉审美元素的应用研究  15、工业产业经济中汽车广告设计策划研究

提供一些设计专业毕业论文的题目,供参考。1、数码相机的设计报告2、产品设计中的人机交互探讨3、绿色设计与世纪未来4、浅谈各种塑料管道的特点及应用5、居住小区智能化技术的发展趋势6、论平衡式燃气热水器与密封燃烧室新设计7、浅谈地铁车站的装修概念设计8、节能建筑设计与高新技术应用9、城市设计、城市规划一体论10、市场经济下建筑设计业的发展方向及对策11、住宅室内储物空间设计论文12、国内外室内设计的发展13、浅谈建筑造型设计14、建设设计中的虚拟现实15、21世纪未来住宅的设计16、浅谈城市“文化”广场的设计原则17、文革视觉文化与文革风格视觉设计18、论视觉传达设计的创新19、浅析CI设计中的企业文化冲击力20、视觉传达设计师——创作独立性21、图形创意的表现22、平面艺术设计的本土语言23、传统美学观对现代广告招贴设计的影响24、平面设计从混沌中走出25、浅析现代标志设计教学与传统图形艺术的结合26、设计当随时代---浅谈技术的发展对插图设计的影响27、包装设计的定位28、平面图形设计中的符号学原理29、现代包装设计的文化观30、品牌包装设计31、中国古代图徽与现代标志设计32、医药商标标志设计之我见33、中国平面设计-现实与展望34、浅议汉字标志的存在价值与竞争优势35、论计算机图形艺术设计36、西方现代美术教育理论中的工具论和本质论37、社会转型期民间舞蹈文化的发展态势38、传统绘画艺术与现代艺术设计39、中国当代艺术设计教育反思——制造大国的设计教育现状及存在的问题40、城市空间艺术与可持续发展41、论东西方舞蹈文化的冲突与融合42、衰落与蜕变——百年中国民间美术态势思考43、设计史的状况44、设计艺术中的界面设计探讨45、“似花还似非花”——浅析花在中国传统文化中的象征46、试论概念设计的思维程序及方法

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毕业论文的题目技巧1、各类论文的标题,样式虽多,但不管何种形式,主旨都是体现作者的写作意图、文章的主旨。毕业论文的标题一般分为总标题、副标题、分标题几种。2、总标题是文章总体内容的体现。常见的写法分为揭示课题的实质式:“经济中心论”; 提问式:“商品经济等同于资本主义经济吗?”。3、交代内容范围式:“战后西方贸易自由化剖析”;判断句式:科技进步与农业经济。形象化语句式:“科技史上的曙光” 等标题。4、副标题和分标题是为了点明论文的研究对象、内容及目的,对总标题加以补充的解说,有的论文还可以加副标题。特别是一些商榷性的论文。5、设置分标题的主要目的是为了清晰地显示文章的层次。

国外地质勘探技术现状论文题目大全及答案解析

煤层气与煤岩是同体共生矿,煤炭资源丰富的国家也是煤层气资源丰富的国家。据BoyerⅡ C M(1995)估算,世界煤炭资源量为46×1012t。其中加拿大0×1012t,俄罗斯5×1012t,中国0×1012t,美国97×1012t,澳大利亚7×1012t。世界2000 m以浅煤层气资源量为(84~270)×1012m3,相当于常规天然气探明储量的2倍。其中加拿大(6~76)×1012m3,俄罗斯(17~113)×1012m3,中国(30~35)×1012m3,美国(32~24)×1012m3,澳大利亚(5~14)×1012m3。美国是煤层气资源丰富的国家,也是煤层气勘探开发最先取得成功的国家。20世纪初叶煤矿瓦斯抽放技术传播到美国。1915年进行了矿井巷道水平井试验。30年代开始在煤矿采空区上部砂岩抽放瓦斯。1952年取得了140m以浅煤层地面垂直井抽放瓦斯的成功,获得1100m3/d的单井产量。美国真正将煤层气作为矿产资源开发利用,是20世纪60年代以后,时值美国天然气储量下滑能源短缺时期,为了弥补天然气储量短缺而将煤层气列入能源矿产资源评价范围。1971年在沃里尔(黑勇士)盆地进行了五点式井网试验,经过压裂取得单井产量2800m3/d。1978年至1982年间,针对煤层气单井产量进行技术攻关,在沃里尔盆地浅煤层由单井2000m3/d提高到3000~4000m3/d,圣胡安盆地单井产量达42×104m3/d,累计产量5×108m3。1977年至1982年间,美国将煤层气勘探开发列入天然气开采计划,对13个含煤-煤层气盆地,面积158×104km2,埋深1829m(6000ft)以浅的含煤地层进行了远景资源评价。这些沉积盆地主要分布在东部的阿巴拉契亚褶皱带、西部的科迪勒拉褶皱带与中部陆块之间的相对稳定区。东部区有北阿巴拉契亚、中阿巴拉契亚、伊利诺斯、沃里尔、阿科马等石炭、二叠纪含煤-煤层气盆地。西部区有拉顿、圣胡安、皮申斯、犹他、大格林(绿)河、温德河、皮德河、华盛顿等白垩、第三纪含煤-煤层气盆地。其中尤以圣胡安、沃里尔盆地资源丰度高、资源前景好、勘探开发程度较高。80年代后期至90年代的十几年间,圣胡安、沃里尔等盆地开展了大规模的煤层气勘探开发,形成了相当可观的生产能力。目前,已由圣胡安、沃里尔盆地扩展为尤因塔、粉河、拉顿和阿巴拉契亚等六个盆地,并在尤因塔、粉河盆地上白垩统煤系地层取得勘探成功。据不完全统计,1988年美国煤层气钻井数仅为644口,1990年达2000余口,1999年钻井数已达10600口。美国的煤层气年产量1980年至1990年十年间,由不足1×108m3跃升到52×108m3,1990年至1993年间又达到200×108m3,1997年煤层气的年产量已占天然气总产量的6%,到1999年煤层气产量达350×108m3。1988年美国天然气研究所测算13个含煤-煤层气盆地资源量为32×1012m3,测算14个含煤-煤层气盆地1200 m以浅资源量为(32~24)×1012m3。1990年估算煤层气资源量为32×1012m3,可采地质储量为55×1012m3。1992年估算可采储量为(75~82)×1012m3,占天然气储量的5%。1994年测算18个含煤-煤层气盆地或区块资源量为19×1012m3,可采储量为3×1012m3,剩余探明可采储量占天然气储量的8%。据美国能源信息中心估算,1997年煤层气储量为3247×108m3,比前一年增长8%,是1990年的两倍,占天然气总储量的7%。加拿大与美国同处北美大陆,加拿大中部的陆块与西部科迪勒拉褶皱带之间发育了广阔的稳定沉积区,古生代以来的沉积岩系发育,晚古生代及中生代发育有含煤岩系。80年代以来在西部阿尔伯特盆地开展了煤层气勘探,评估煤层气资源量为19×1012 m3,可采资源量为7×1012m3。80年代初对煤层气资源进行了广泛的勘探评价,在阿尔伯特盆地施工的4口煤层气井测试见有良好的显示。大洋洲的煤层气勘探主要是澳大利亚和新西兰。澳大利亚煤层气资源量为(5~6)×1012m3。主要集中在东部的悉尼、冈尼达、博恩、加利利等二叠—三叠纪含煤盆地。澳大利亚为了寻找距东南部沿海经济发达城市更近的天然气资源,开展了煤层气勘探,从而成为煤层气勘探开发商业性突破较早的国家。在20世纪70年代末至90年代初,澳大利亚煤层气钻井已经运用了水力压裂技术,但是未能取得成功,直至90年代初,煤层气勘探试验都未能取得重大突破。澳大利亚煤层气勘探之所以较长时间未能成功的原因,是未能将引进的美国现代煤层气勘探开发技术更好地结合澳大利亚复杂的地质构造条件的实际。近年来,澳大利亚加大勘探力度,煤层气钻井已超过百口,勘探开发有了新的突破,由勘探转入开发生产,一些生产井区已经进行商业经营。澳大利亚的煤层气勘探主要集中在东部沿海的塔斯曼褶皱带与西部的澳大利亚陆块之间较为稳定的加利利盆地,近南北走向的博恩盆地、冈尼达盆地和悉尼盆地,以及克拉伦斯—莫顿、依普斯威奇、劳腊等二叠至三叠纪含煤-煤层气盆地,广泛发育的二叠系煤系地层是煤层气勘探的目标煤层。1994年在悉尼盆地有6口煤层气勘探井对3×104km2面积评估煤层气资源量为68×1012m3。冈尼达盆地在1993至1995年钻探2口评价井,测试渗透率达45×10-3μm2。加利利盆地面积4×104km2,钻探了8口探井及测试井,测试渗透率达(13~52)×10-3μm2,评价煤层气地质储量为400×108m3。近年来在博恩盆地取得了成功,1994年至1995年17口钻井经测试有2口井产量大于8×104m3/d,盆地东缘的2口井1×104m3/d和6×104m3/d。至1996年盆地中南部投产的单井产量达到4000m3/d,商业生产达58×104m3/d,同时投产的5口水平井,井深1000~1300 m,产量为(1~2)×104m3/d。欧洲是利用煤田瓦斯的始祖,但近代已经落伍,采用现代地面垂向钻井开采技术是在20世纪90年代之后。英国和中欧大陆国家同处北海-中欧盆地,石炭纪以来形成的煤系地层发育,有良好的煤层气资源前景。英国、西班牙、法国、比利时、捷克、波兰、匈牙利等都先后开展了煤层气勘探。1992年以来,在不同地域勘探试验,进行了资源评价。1992年初,英国完成了井深4 m的第一口煤层气井,钻遇煤层厚22 m,并进行了压裂处理。近期在中部煤区完成3口煤层气井,单井日产量超过1000 m3。比利时在东北部的凯平盆地建立了煤层气试验区,1992年曾经钻探一口煤层气井并进行了生产测试。捷克在俄斯特拉发-卡尔菲纳盆地石炭系煤系地层进行了煤层气勘探开发试验,测算3个区块资源量为(150~200)×108m3。在取得勘探试验成功后,1998年已有2×108m3/a的生产能力。俄罗斯及乌克兰等独联体国家横跨欧亚大陆,煤层气资源与煤炭资源均居世界之首。但是煤层气勘探开发起步较晚,尚处在资源评价阶段,1998年在乌克兰西南部里沃夫-沃伦煤田施工了3口400~500 m的煤层气井。印度近年也开展了煤层气勘探。印度板块大部分面积为古老地块(地盾),沉积盆地主要分布在北部及沿海周缘地区,目前开展煤层气勘探主要位于西部稳定陆块的裂谷盆地——坎贝盆地,白垩系、第三系煤系地层是主要目标煤层。印度煤层气资源量为8×1012m3,也具有相当的资源潜力。印度尼西亚群岛煤层气资源具有一定的潜力,煤炭储量为320×108t,石炭纪以来的沉积岩系都很发育,下第三系含煤岩系是较好的煤层气勘探目标煤层。印度尼西亚的煤层气勘探还刚刚起步。在南美洲,智利和阿根廷也开展了煤层气勘探。在麦哲伦盆地发育有第三纪湖相沉积,有可供煤层气勘探的目标煤层。在非洲南部开展煤层气勘探的有南非和津巴布韦。南非的煤层气资源量为72×1012m3,具有相当的资源潜力。津巴布韦含煤沉积盆地并不很大,石炭系卡鲁群和二叠系万基煤系发育了较好的含煤岩系。1994年以来已经施工了煤层气井,对沉积盆地一些区块进行勘探评价。中国是煤炭资源大国,也是煤层气资源丰富的国家。中国的成煤期与世界其它地区大体相似,主要是晚石炭世、二叠纪、晚三叠世、早中侏罗世、晚侏罗—早白垩世和第三纪。中国大陆基本构造单元是以陆块为代表的稳定区和以陆缘为代表的活动带。按板块构造划分,中国大陆及海域跨越了六个板块构造,其中范围较大的四个板块除藏滇板块外,含煤-煤层气盆地主要分布在塔里木-华北板块、华南板块和在中国境内的西伯利亚板块准噶尔-兴安活动带。根据煤层气盆地研究统计资料,中国含煤盆地煤层气资源总量为201205×108m3,其中煤层埋深<1500 m资源量为7×108m3,煤层埋深1500~2000 m资源量为3×108m3。主要分布在三个板块构造单元:塔里木-华北板块,其中主要分布在华北陆块,煤层埋深<1500 m资源量为5×108m3,煤层埋深1500~2000 m资源量为5×108m3,总计资源量为1×108m3;华南板块,主要分布在扬子陆块,煤层埋深<1500 m资源量为7×108m3,煤层埋深1500~2000 m资源量为7×108m3,总计资源量为4×108m3。西伯利亚板块的准噶尔-兴安活动带(包括天山-赤峰活动带),煤层埋深<1500 m资源量为3×108m3,煤层埋深1500~2000 m资源量为8×108m3,总计资源量为2×108m3。煤层气资源量按含煤盆地不同层位统计:石炭、二叠系,煤层埋深<1500 m资源量为7×108m3,煤层埋深1500~2000 m资源量为2×108m3,总计资源量为9×108m3;上三叠统煤层埋深<1500m资源量为6×108m3,煤层埋深1500~2000 m资源量为0×108m3,总计资源量为6×108m3;侏罗系煤层埋深<1500 m资源量为3×108m3,煤层埋深1500~2000 m资源量为5×108m3,总计资源量8×108;下白垩统煤层埋深<1500 m资源量为3×108m3,煤层埋深1500~2000 m资源量为3×108m3,总计资源量为6×108m3;第三系煤层埋深<1500 m资源量为8×108m3,煤层埋深1500~2000 m资源量为4×108m3,总计资源量为2×108m3。煤层气资源量按含煤岩系不同煤级(阶)统计:无烟煤、贫煤阶,煤层埋深<1500 m资源量为7×108m3,煤层埋深1500~2000 m资源量为1×108m3,总计资源量为8×108m3;瘦煤、焦煤、肥煤阶,煤层埋深<1500 m资源量为9×108m3,煤层埋深1500~2000 m资源量为2×108m3,总计资源量为1×108m3;气煤、长焰煤阶,煤层埋深<1500 m资源量为1×108m3,煤层埋深1500~2000 m资源量为19×108m3,总计资源量为1×108m3。中国自20世纪80年代已经开始研究美国现代煤层气勘探开发技术,系统编译了煤层气勘探开发资料,在一些煤田矿区进行勘探试验,与外国公司合作直接引进勘探开发技术,取得了许多宝贵资料和经验。为了适应经济发展的需要和环境保护长远利益,政府十分重视煤层气工业的发展,90年代以来加快了勘探开发的进程。煤炭部组建了煤层气领导小组(1993年),将煤层气勘探开发利用列为三大发展战略之一,作为第二煤炭资源进行开发。煤炭部、地矿部和石油天然气总公司联合组建了中联煤层气公司(1996年)。召开了国内、国际煤层气发展战略和专业研讨会议。国家计委会同地矿部将《煤层气勘探开发评价选区及工程工艺技术攻关研究》列入“八五”国家重点科技攻关项目。国家经贸部会同煤炭部、地矿部分别实施了“中国煤层气资源开发”(UNDP/CPR/92/G93)、“深层煤层气勘探”(UNDP/CPR/91/214)等联合国开发计划署资助的煤层气勘探开发项目。煤炭、地矿、石油等部门及地方省市在不同地区相继开展了煤层气勘探,同时还与美、澳等外国公司合作在河东、淮南等处开展了煤层气勘探,至2001年底在不同地区先后施工了200余口煤层气勘探井,对一些含煤-煤层气盆地或区块进行了预探评价,在河东、沁水、铁法等地区相继实现了勘探试验的突破。煤层气勘探、试验井主要部署在华北陆块和扬子陆块。分布在华北陆块的勘探、试验井有180口左右,其中鄂尔多斯盆地东缘50余口,沁水盆地东南缘近50口,还有近80口井分布在华北盆地的北缘及南缘。扬子陆块的13口煤层气勘探井分布在湘中涟邵、赣北萍乐盆地和六盘水。仅有5口煤层气井分布在准噶尔微陆块吐哈盆地和嫩松-佳木斯微陆块鹤岗盆地。从煤层气井的勘探层位来分析,部署在华北陆块的绝大多数井的目标层位是石炭系太原组和二叠系山西组,扬子陆块的目标层位是二叠系龙潭组,仅有吐哈盆地、鄂尔多斯盆地彬长地区目标层位为下中侏罗统,铁法、鹤岗盆地勘探目标层位是下白垩统。鄂尔多斯盆地东缘晋西挠褶带的黄河以东地区(简称河东地区),联合国资助华北石油局实施的“深层煤层气勘探”项目评价了石炭系太原组和二叠系山西组煤层气成藏条件,在柳林试验区施工的井网于1994年8月排采获得成功,7口井全部出气,单井平均产量3000m3/d,柳5井最高产量达7050m3/d。近年在对外合作勘探开发区块离石鼻状隆起北翼碛口试验区5口井井网试获单井最高产量达5500m3/d。离石鼻状隆起北翼三交林家坪试验区9口井井网试获单井最高产量达7000m3/d。在沁水盆地南缘斜坡带固县枣园形成十口井井网进行排采试验。在沁水盆地南缘斜坡带,中联煤层气公司在潘庄区块164 km2控制面积取得402×108m3煤层气探明储量,并在TL-7井获16303 m3/d产气量。中国石油集团在樊庄区块六口煤层气井井网,22 km2控制面积取得26×108m3煤层气探明储量。同时,扬子陆块黔西盆地群盘关向斜(六盘水)对南方二叠系含煤岩系进行煤层气勘探试验,还在阜新盆地、铁法盆地对侏罗系、下白垩统含煤岩系进行勘探试验,并在铁法盆地取得成功,获取煤层气单井最高产量8928 m3/d。在加强煤层气勘探开发进程的同时,同步进行了煤层气勘探技术攻关和地质评价研究。新星石油公司华北石油局自20世纪80年代以来,系统地研究了国外煤层气勘探开发技术,首刊了《煤层气译文集》,90年代以来,对华北盆地石炭、二叠系煤层气赋存条件进行评价研究,撰写了“华北及邻区煤层气煤层气地质特征及评价选区研究”。与此同时,新星石油公司华北、西南、中南、华东、东北石油局分别对鄂尔多斯盆地、四川盆地、湘中南盆地群、下扬子地区、松辽盆地等进行煤层气赋存条件及评价选区研究,撰写了专项报告。华北石油局于九十年代初启动了“华北煤层气勘探开发试验”项目的同时,开始了“煤层气勘探开发评价选区及工程工艺技术攻关研究”国家重点科技攻关项目及“深层煤层气勘探”联合国开发计划署资助项目,通过三位一体项目实施,取得了一批国内领先水平的研究成果和资助项目的成功。与此同时,国内同行均在加快煤层气勘探的进程中,加强了煤层气地质理论及勘探技术方面的研究。中国石油集团煤层气勘探部及时勘探,及时总结,对大城、沁水、河东等区块勘探后均进行了总结评价,还结合国内外资料撰写了《煤层气地质与勘探技术》、《世界煤层气工业发展现状》、《中国煤层气地质》、《中国煤层气地质评价与勘探技术新进展》。西安煤炭研究分院1991年刊出《中国的煤层甲烷》(张新民、张遂安),中国煤田地质总局编写、编制了《中国煤层气资源》及《中国煤层气资源图》(1∶200万)。中联煤层气公司与国内研究部门合作,对沁水盆地、三江盆地、辽中地区及六盘水地区等煤层气勘探前景进行评价研究,并着眼于全国进行了选区评价研究,同时编写了《煤层气开发利用手册》(孙茂远等)。除此,还有《国外煤层气勘探开发研究实例》(王新民等),《煤层甲烷储层评价及生产技术》(秦勇等),《黔西滇东煤层气地质与勘探》(桂宝林)。中国煤层气勘探试验的突破具有重要的战略意义,说明在北美大陆板块地史上所发生的事件,在欧亚大陆中国板块也有类似的事件同时发生,进而证明了含煤-煤层气盆地和煤层气藏成生及演化的规律性有着全球意义。中国煤层气勘探试验的突破,鄂尔多斯盆地东缘柳林试验区勘探试验的成果,不单单证明鄂尔多斯盆地石炭、二叠系含煤岩系的煤层气勘探前景,它与沁水盆地勘探试验的成果,以及其它勘探成果,同时预示着华北陆块古生代以来的沉积盆地广泛分布的石炭、二叠系含煤岩系具有煤层气勘探前景。松辽盆地东南缘的铁法断陷盆地是在古老基岩上发育的中生代断陷,下白垩统有较发育的含煤岩系,也预示了松辽盆地同样具有良好的煤层气勘探前景。十五届世界石油大会上人们普遍关注由于石油短缺在未来世纪会出现能源危机,大会肯定了21世纪50年代前,石油、天然气等矿物燃料仍然是人类生存的主要能源。但是,人类也清醒地认识到在地球上石油、天然气、煤炭等等不可再生的矿物燃料终归是有限的。Marchctti(1979)编制的能源系统变迁和理论替代模式图,预示了自1850年至2050年200年间能源结构演变趋势。自从人类用矿物燃料替代了木质能源后,在2000年之前的一个半世纪中,煤炭(1920年)和石油(1980年)都曾上升为能源构成比率的高峰,转而走向低谷,天然气将于2020年达到顶峰,同时太阳能及核能渐趋上势。在未来世纪的能源构成中,煤炭所占比率将逐步缩小,但其采掘量的绝对值并不一定缩减,因此无论从煤炭采掘业需要不断地运用新技术加大对矿田巷道瓦斯的抽放,或是运用地面垂向钻井开采技术对未开采的煤层先期抽放或对已开采的巷道后期抽空,都是减少矿田瓦斯灾害不可缺少的措施,在加大科技进步保证矿业安全生产的同时,必然会促进煤层气工业的发展。中国是瓦斯排放量较高的国家之一,排放量占世界的1/3。为了将煤矿巷道瓦斯排放到大气中,不但造成严重的大气污染,还要耗费大量的动力资源。环球臭氧层的保护已经是人类关心自我生存环境的重大事件,甲烷(CH4)排放造成的温室效应高于二氧化碳的20倍,穿透臭氧层的能力高出7倍,为了维护生存环境保护地球大气圈的需要,人类要将煤层气的开发利用列入21世纪议程,也必然促使煤层气工业加快发展。在全球经济一体化的进程中,环境和资源都是重大命题,中国经济发展也必将顺应世界潮流,加快发展洁净能源,天然气必然是首选。中国能源资源评价预测:常规天然气远景资源量为38×1012m3,可采资源量为5×1012m3。1997年中国天然气产量近210×108m3/a,近几年一直维持在200×108m3/a左右水平,2000年产量262×108m3/a,预测2005年可达到500×108m3/a,2010年储量为(1~6)×1012m3,产量(660~770)×108m3/a,2020年储量(4~15)×1012m3,产量(970~1200)×108m3/a。预测2000年至2020年天然气储量将翻一番,产量增长2倍,是天然气工业高速发展的阶段。从中国国民经济对天然气需求预测:2010年天然气消费量需要增加50%~100%,2010年前消费量需要翻一番,2010年至2020年的十年间需要增加1000×108m3,天然气在能源消费中占10%。2020年我国天然气需求量将达到(1877~2088)×108m3/a。上述资料表明,根据国民经济增长预测的天然气需求量远大于资源预测的天然气工业增长的产量,可见发展天然气工业的市场潜力十分巨大。从异军突起的中国煤层气工业来看,2000年前实现了勘探试验的突破,开始进入区域勘探阶段,初步完成了高速发展前准备阶段的历史使命。可以设想,2000年至2010年是煤层气工业发展的关键时期,将由储量、产量的零点起步,实现由1×108m3/a—10×108m3/a—100×108m3/a两个数量级增长的飞跃,2020年再实现(200~300)×108m3/a产量的翻番。实现了这个目标,也就相当于天然气工业发展预测目标的(970~1200)×108m3/a总产量中包含的(150~230)×108m3/a煤层气和液化气份额值,也只有这样才能基本适应国民经济发展的需要。中国煤层气资源潜力巨大,远景资源量为20×1012m3,与美国煤层气资源量(32~24)×1012m3相当,是世界煤层气资源量240×1012m3的8%,相当于中国常规天然气远景资源量38×1012m3的一半,因此从资源保有程度而言,实现21世纪初期煤层气工业高速发展的设想目标是完全有条件的。

1 古代的勘查技术人类的生存与发展从一开始就和岩石、土壤、矿产、盐和水等自然资源的开发和利用息息相关。人类历史上的旧石器时代、新石器(包括粘土烧制的陶器的使用)时代、铜器时代、铁器时代的划分就是按照人类对矿产品的开发利用水平(生产力发展的标志)确定的。在各种矿产资源的开发利用过程中,勘查技术与工程也就逐渐形成了。我国是一个有五千多年悠久历史和文化的文明古国,勘查技术的发展具有很长的历史。公元前180年成书的《管子·地数篇》明确记载着:“山有赭者,其下有铁;上有铅者,其下有银;上有丹砂者,其下有金;上有慈石者,其下有铜金,此山之见荣者也。”它不仅揭示了矿床学上金、汞共生,铁、铜、金共生,铅、银共生的事实与规律,而且还为现代地球化学勘查采用指示矿物(指示元素)找矿提供了启蒙思想。我国西晋时期张华所著《博物志》中,有“积艾草三年后,烧,津液下流成铅锡,已有试验”的记述,实际上就是现代生物地球化学找矿的原始思路与方法(朱训《地质科学与地矿事业》,1997)。至于找地下水和取盐的钻掘技术则发展更早,成就更加辉煌。早在我国夏代就有“伯益作井”之说。到了北宋,为从地下采卤制盐,四川遂宁卓筒井的打井深度已达3000 m,发展出了一整套钻井工程、工艺及相关技术,并在自贡、遂宁,五通桥等地广为使用,世代相袭,至今仍保留着几十口这样的井。该项采盐钻井技术,被誉为“现代石油钻井之父”,“中国古代第五大发明”(《中国矿业》·四川卷,1998)。我国的战国时期已能利用天然磁铁磨制指南针,并产生了我国古代的四大发明之一的罗盘。这是人类对岩石磁性和地球磁场的早期认识和具体应用。后来英国伊丽莎白女王一世的医生(威廉·吉尔伯特)通过对罗盘指向北方的进一步研究,得出了地球本身是一个巨大而又非规则的磁体的结论。这一结论在某种程度上又启发了牛顿思考树上的苹果为什么要落地?他认为,一定是物体与物体之间有引力,最后产生了他著名的重力理论(AEMussett等,2000)。地球磁场和重力场理论的建立,奠定了现代地球物理重、磁勘探的基础。我国东汉时期著名学者张衡在公元132年发明了地震仪——候风地动仪,这是我国学者对地震、地震灾害的认识和地震观测技术发展的杰出贡献。图0-4是候风地动仪的外形和利用惯性原理使其中的倒立摆向着地震波传播方向摆动引发该方向龙嘴的小球吐出的原理图。2 近代勘查技术近代勘查技术是从19世纪末到20世纪初开始发展起来的。1888年,匈牙利学者 Baron Roland Von Eötvös发明了扭秤(torsion balance);1900年在欧洲开始用扭秤进行地质构造图的绘制;1922年在美国得克萨斯州发现了盐丘构造的重力异常,并于1926 年首次用地球物理扭秤法发现了盐丘构造中的石油。图0-4 候风地动仪及原理图地震勘探方法是从地震波的理论研究、天然地震研究和声波等研究中发展起来的。1905年,LPGarret建议用地震折射波法寻找盐丘构造。1912年发生了英国的泰坦尼克号轮船在大西洋与水下冰山相撞沉没的惨痛事件之后,RAFessenden立即着手水下冰山的探测研究,于是产生了水下声波探测法,并获得了美国专利。该专利于1917年发布,是世界上用地震波进行勘探的首项专利。更有实际应用价值的地震勘探方法是德国学者Mintrop提出的,他于1914年发明了机械地震仪,以该仪器为基础,他在1919年申报了德国专利,名为“确定岩石构造的方法”。该专利于1926年发布,阐述了机械波可用人工爆炸产生震源,用地震仪器接收,通过分析各种地震波在地下传播的深度,走时和距离能够确定地层的厚度、密度以及地层构造的走向和倾角等等(RE谢里夫,1995),这几乎涉及到了现代地震勘探所有的重要内容。1879年,R萨伦教授出版了他的著作《用磁法找铁矿》,随后在瑞典成功制造了萨伦-堤伯格磁力仪和汤姆森-萨伦磁力仪,并形成了确定地下磁性岩脉埋藏深度、走向和倾角的实用方法(WMTelford等,1990)。电法勘探亦有较长的发展历史,1815年,R福克斯发现某些矿物具有自极化特性,并预言可利用这一效应寻找某些矿产。过了约100年相应的仪器才制造出来,1913年,C施伦伯格采用这种仪器发现了硫化物矿床,此后他还发明了有实际勘探价值的电阻率法和等位线法(MB多布林,1976)。在研究地壳物质的物理性质和结构的同时,人们对其化学成分亦十分重视,并对元素和元素的丰度进行了长期的研究。1889年,美国学者FW克拉克发表了《化学元素相对丰度》的著名论文,开创了现代地球化学研究的先河,目前人们通常把地壳中元素的丰度称为克拉克值。3 现代勘查技术及发展趋势现代勘探技术方法的形成与发展,在西方是从第二次世界大战后,在我国则是从1949年中华人民共和国成立之后开始的。按勘查技术的进步和应用领域的变化可将现代勘查技术的发展以上世纪80年代为界分为两个时期:第一个时期在20世纪40~80年代是勘查技术快速发展和成熟的时期,应用领域以矿产勘查为中心。第二个时期从20世纪80年代到现在是应用领域不断变化和扩大的时期。在以找矿为中心的第一个时期,勘查技术主要分为油气勘查技术和固体矿产勘查技术两种。油气勘查技术的典型代表是地震勘探和井下地球物理,通过它们的发展可了解整个油气勘查技术的发展进程和概貌,地震勘探的发展经历了如下三个阶段。第一阶段(上世纪40~50年代),地震仪器采用电子管元件,以光学照相的方式获取以专用相纸为介质的地震记录,用人工进行资料的整理、处理和解释,很多的大油田,包括我国大庆油田的发现,最初都是用这种仪器和技术方法发现的。这类设备的主要缺点是笨重,机动性差,资料不能重新处理,记录动态范围小(20 dB,只能识别10倍大小的振幅差别),资料处理效率低。第二阶段(上世纪50~70年代),地震仪器采用晶体管器件,以磁头录制的方式获取用磁带作介质的地震记录。这种记录可以反复回放处理,在处理中可使用模拟电子计算机处理,也可通过模数(A/D)转换后用数字计算机处理,记录的动态范围提高了1个数量级(40 dB,可识别相差100倍大小的信号)。磁带仪器的出现,使至今仍在有效使用的反射地震多次覆盖水平叠加技术得以应用与发展,大大提高了地震勘探的能力与效果。第三阶段(上世纪70~80年代),以数字磁带记录、数字电子计算机处理,超多道(千道以上)、高覆盖观测,大动态范围(100 dB以上,可识别强弱相差10万倍以上的信号)为特点。这推动了数字处理技术的迅速发展。世界各先进国家用于地震资料处理的电子计算机的运算速度之快,性能之优越,存储量之大与军事、气象部门是并驾齐驱的,或者说有过之而无不及。除地震勘探之外,为油气勘查服务的其他技术方法也有快速的发展,重力测量已不再使用笨重的扭秤,代之而来的是精度高、轻便的重力仪。它能在水下、井下和空中(航空重力)测量。地面重力测量精度可达微伽级,这样的高精度测量在其他方面亦很有用处,例如20世纪70年代初美国阿波罗-17登月飞船到达月球时所使用的月球-4号重力仪与勘查工作中所用的高精度重力仪出自同一公司的同一设计者(LaCoste),其精度就是微伽级的。实验目的是想把月球作为参照质量,在地球和月球上同时进行重力测量以证实爱因斯坦关于存在重力波的预言。可惜因为一些小的设计错误,这项实验未能成功,重力仪的精度和高分辨率是十分肯定的。这一时期的油气钻井技术工艺也发展很快,出现了深度7000 m以上的超深井、斜井、水平井和同一井位多方向钻进的丛式井,以及把钻头作为震源的随钻地震技术等等。在固体矿产勘查和其他方面的应用中,勘查仪器设备和方法向着轻便化、数字化、高精度和高效率的方向发展。20世纪50~60年代先后出现了航空核子磁力仪和更高精度的光泵型铯、铷蒸气磁力仪。航空磁测速度快、效率高,便于大面积测量,容易从事地面难以进入地区:沙漠、高山、极地和海洋等的勘查工作,对铁矿的勘查和含油气盆地基底的描绘发挥了重要作用。这一时期与航空磁测相媲美的还出现了遥感、航空摄影、卫星定位、航空电磁法、航空γ、航空重力等空中勘查方法和地面与井下的各种放射性、地球化学、电法、探地雷达等新方法、新技术和新仪器,整体上提高了矿产勘查技术水平,全面增强了勘查功能,扩大了找矿效果。从20世纪80年代起到现在是现代勘查技术工程发展的第二个时期,这个时期的方法和技术,在一定程度上也代表着勘查技术的发展趋势。其显著特点是在勘查技术继续发展的同时,其活动领域从找矿为中心扩大到既继续为资源、能源的勘查服务,又为生态环境建设、城镇建设和大型工程建设服务。活动领域的转变是由以下因素决定的。首先,人们逐步意识到环境保护的重要性,人类在开发利用大自然,享受用高科技创造的现代物质文明的同时,给大自然和生态环境带来了严重的破坏。环境问题引起世界各国重视,环境地球物理和环境地球化学等新的勘查技术工程的学科分支逐步调整自己的位置与方向。第二,大型工程的建设速度和规模不断扩大,这包括公路、铁路、地铁、机场、矿山、管道、水坝、大厦、核电站、码头的建设等等,这些设施的质量和安全及其相应的环境保护,成为人们空前关注的问题。因此,工程地球物理这个较老的学科也受到了特别的重视,环境工程地球化学新学科在20世纪90年代也开始出现。环境工程地球化学是利用地球化学作用改善环境的科学技术,主要任务有防止污染,改善岩石和土壤的物理、化学性质,改善水的质量。第三,城镇化进程加快,城市人口不断增加,为城镇建设服务的城市地球物理、地理信息系统(GIS)、遥感(RS)和寻找地下水的水资源勘查技术的市场需求迅速扩大。由应用领域不同而出现的上述新的勘查技术方法仍由图0-2和图0-3的中部所示的那些方法组合而成,各种方法的适用范围仍应参考表0-1。该表主要是根据技术方法的性能确定的,实际应用中还应注意利用性能价格比来选择适当的方法,比值高的应当优先选择。各种方法在做同一工作的经济成本是有差别的。20世纪80年代以来,随着信息技术的进步和社会需求的变化,勘查技术有以下的主要发展趋势。充分利用和发挥信息、网络和计算机的作用,使勘查技术在数据的采集、传输、存储、处理、解释和显示等方面更加现代化。巨型并行计算机、海量存储器、网络数据的高速传输与通讯,各种解释工作站和三维可视化显示将普遍使用。勘查技术工程将按照研究对象的复杂性,继续提高自身解决复杂问题的能力。地球是一个复杂的巨大系统,目前只能用理想的、简单的数学物理模型去描述它,以这种理想化的模型为基础结合勘查技术工作者在地表或上空观测的有限数据去反演或解释地球内部是不精确的。它只能部分地解决某些简单的问题,如何将一个复杂的、真实的地球内部展示在人们的面前,将是一项困难和长期的任务。增强勘查技术的功能,调整投入结构。前面已经指出了勘查技术某些新的应用领域,如何在这些领域中取得实质性进展则是人们应着重思考的另一个问题。水资源的勘查就是一个紧迫的问题。世界各国对地下水勘查的投入(1991年)只占勘查总投入的1%(RESheriff,1995)。改变类似这样不合理的经费投入结构,可促进相应方向技术的发展。

(一)物探探测研究现状自20世纪60年代开始,我国科学家积极探索应用地面物探方法探测地下煤火技术,并取得较好效果。在磁法探测方面,1964年张秀山在新疆、宁夏等地使用ΔZ异常圈定着火区范围和采用定期观测同一条剖面磁异常特征点移动方法监测火区燃烧方向及速度。1996年,万兆昌、董守华采用二维最优化反演确定地下烧变岩分布,进而圈定火区边界。2001年,宁靖在宁夏利用高精度磁测剖面进行磁场磁导小波函数和磁导成像方法得到地下磁性体分布图像,并与已知火区分布相一致。在电法探测方面,1964年,张秀山通过样品试验及野外观测发现煤层高温燃烧区有明显的自然电位负异常。在放射性探测方面,主要采用测氡法。测氡法是核物探的一种,近年来在煤火探测方面很受欢迎。刘洪福等在20世纪90年代中期研究了测氡法探测煤层自燃火源位置及范围的机理;建立了天然放射性介质测氡试验台;研究了氡析出与温度之间的关系;开发出了CDTH(测氡探火)专用软件;并在山东枣庄矿业集团公司柴里矿等15个矿局推广应用。太原理工大学、原长春科技大学、宁夏煤炭地质勘查院河北邢台矿务局葛泉煤矿、石圪节煤矿等单位对测氡法圈定地下煤层着火范围做了不少研究,并在实际生产中取得了很好的效果。其他方面有效的方法有测温法,包括米测温和红外测温。测温法的主要优点是直观、易测。温度是火灾的敏感指标,它是着火区的直接反映,是一种较为有效的着火区测量方法。荷兰有关部分(ITC)和我国宁夏有关地质勘查部门合作在宁夏汝箕沟地区使用地面高分辨地电阻率法探测已燃烧区的空洞,取得了一些成果。Fugro公司曾经使用直升机电磁测量法进行过地下煤层自燃探测。德国地质调查局(BGR)从事地球物理勘探的技术人员在欧洲用地面少量物探剖面测量圈定煤层地下燃烧的范围,认为磁法和电法在确定死火区和活火区方面比较有效。(二)物探探测中存在的主要问题由于煤田火区地下情况十分复杂,煤层燃烧后塌陷严重,活火区温度往往达到几百度,地面勘探十分危险,大部分活火区无法进行地面物探工作。以往地面物探工作还存在一些问题:①矿区及科研院所基本是各自为战,缺少不同探测方法间横向对比。②国内外还没有在煤火探测方面投入比较多的物探工作量,区域性物探资料缺乏,获得的一些研究结果缺乏验证。

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