国外地质勘探技术研究现状论文题目大全及答案解析

国外地质勘探技术研究现状论文题目大全及答案解析

浅谈煤田地质勘探前沿发展趋势摘要：本文根据中国煤炭生产方针、煤田地质特点及世界先进技术发展现状，讨论了中国煤田地质勘探前沿问题，从提高勘探精度，开展动态地质研究等方面加以论述。并且展望了煤田地质勘探技术发展的趋势。关键词：地质勘探勘探技术发展趋势0引言20世纪，煤炭在世界能源中占主要地位，进入21世纪，煤炭在世界一次能源中仍将占主要地位，在我国尤其如此。在我国，1500m左右的煤炭总资源量约4万亿吨，已探明保有储量达1万亿吨。而石油、天然气，由于资源赋存条件与勘探、开发困难等原因，一个时期内难于大幅度增产。但是，随着开放与市场经济发展，煤炭要有竟争力才能在市场上站住脚，经济、安全、高效采煤就成为煤炭工业发展的关键。因此，世界上所有采煤国家都需要继续开展煤田地质勘探工作，而且，煤田勘探技术要迅速发展才能满足生产要求。1我国煤田地质勘探前沿问题从我国煤田地质特点及世界先进技术的发展现状来看，我们可以看出，近年来我国煤田地质勘探前沿问题可概括为以下几个方面。1从完善矿井水防治与保水采煤研究方面来看我国东部一些矿井，随着采深增大，突水事故经常出现，突水量也日益增大。由于这些煤田水文地质条件特别复杂，加之采深不断增大，浅部矿井水治理获得的一些认识往往不适应深部矿井水动力条件。因此，我国煤矿水害防治技术的发展趋势是：深入研究矿区深部岩溶水形成与运移特征，深部矿井底板岩溶水突出机理，开发突水预测预报技术；开发适应现代机械化开采的采掘区无水险水害防治技术。2从开展动态地质研究方面来看常见的岩煤突出、瓦斯突出、冲击地压、突水、井筒破裂等井下灾害，实际上是一种动力地质现象。这些现象均与岩体应力场有关。主要起因于岩煤采掘后，原有自然条件下各种地质因素之间的平衡遭受破坏，岩体应力再分配，从而引发或诱发出这类灾害性地质现象。通过研究这些现象形成的地质机理，事先测定出采掘阶段岩体应力随时空的动态变化，就有可能预测上述动力地质现象是否会形成，确定并采取消除或减弱这些灾害的措施。3从加强环境地质勘查与灾害地质防治方面来看由于矿区在天然条件下以及因开发而使地质体系遭受破坏，从而可能形成一系列环境问题，如耕地破坏、水源污染、沙化，粉尘、一氧化碳、二氧化硫造成的大气污染等以及更具破坏性的灾害地质现象，如地裂、地表塌陷、滑坡乃至诱发地震。由于历史原因及煤矿不断开发，旧帐未清，新帐纷至，所产生的问题相当严重，煤矿环境问题是制约煤炭工业可持续发展的关键因素之一，今后矿区环境评价与治理将成为开发部门重要的工作内容。4从提高勘探精度来看连续作业是煤炭工业现代化或采掘机械化和自动化的特点。这要求开发前查明所采煤层的细微变化，如煤层厚度、结构和灰分的局部细小变化。煤层及其顶底板岩石物理力学性质的局部变化等。但是，世界各国的煤炭证实储量及我国的探明储量均只主要说明煤炭的原地埋藏数量，并未充分甚至没有提供满足现代开采技术要求的开采地质信息，为适应现代机械化开采，普遍需要补充勘探。5从攻克煤层气开发难关来看近年来许多国家正在把煤层气作为一种能源进行研究，已有20多个国家开展了煤层气研究、勘探和开发活动。在煤层气试验开发中，目前所遇到的问题是：多数井煤层气产率低、衰减快，钻井冲洗液污染煤层，完井后坍塌堵孔，水力压裂效果不明显，裂缝短，所占比例低，完井后采气效果差等。显然，研究我国煤层渗透率低的原因、渗透率变化规律、煤层气富集和高产因素、煤层力学稳定性和破坏规律，开发适于我国低渗率煤层的钻井、完井、采气和增产实用技术，探索我国煤层气开发有利区段的评价选择模式就成为技术攻关的重点。2煤田地质勘探技术发展趋势用发展眼光看，近年来钻探仍将成为获取“第一性”地质资料的重要手段。物探仪器日新月异，性能改进与更新迅速，向高灵敏度、高分辨率、高精确度、遥控、计算机实时控制、处理、数据分析和三维图形显示方向发展;物探方法向多维、多参数测量、多方法组合发展;计算机和信息技术将普及到地质勘探的各个专业、各个作业单元，乃至管理整个勘探系统。近年来，值得注意的煤田地质勘探技术发展趋势如下。1开发井下勘探技术根据国内外资料，落差小于5m、长度小于150m的小断层及小型褶曲，近期不可能用地面勘探方法查明。因此，国内外普遍认为，应在采区开采前，在井下开展采区勘探或工作面勘探，其方法包括矿井物探和沿煤层钻进。基于煤层密度比上下围岩小，煤层是一个明显的低速槽，国外在70年代末首先采用槽波地震勘探技术在井下探测煤层构造。近年来，探地雷达技术发展迅速。最近南非开发出一种Rock雷达系统，能定量研究岩体，准确确定断裂带深度、巷道周围裂隙带特征。显然，煤矿井下物探技术将大有作为，是一重要发展方向。2发展水平钻进技术20世纪80年代以来，技术先进的采煤国家愈来愈重视采用水平钻进方法沿煤层钻进，并采用与之相配合的随钻测斜技术。水平钻进技术是由受控定向钻进发展而来的。近年来，这种钻进技术发展迅速，不仅能在井下沿煤层钻进，还能在地面沿垂直一圆弧一水平线轨迹进入煤层钻进。地面水平钻进，在煤炭部门是80年代后期才从石油部门引进的。3加强综合勘探据有关材料说明，英国煤矿区尽管用三维地震勘探曾解释出小至煤厚落差的断层，但英国深部煤矿公司仍然重视钻孔研究。近年来，他们在已经评价的赋存经济可采储量的井田，按400一500m网度布无心孔，用组合测井方法勘探。他们开发了一种岩层显微扫描仪，通过人机联作能解释几十厘米落差的断层、裂隙、沉积和构造特征，以及应力方向。借助专用软件，用组合测井可确定出岩石类型、岩石强度、孔隙度或渗透率、倾角、孔径、分析水和烃等。据说，通过这一综合勘探方法，“可提供一份详细、实用的构造及应力场图”“，从而使矿山设计切实可行”，可提供最佳施工方向和合理地选定开采方法。这表明，选用合适手段、采用多手段综合勘探，是深部煤矿勘探的发展方向。4研究动态地质勘探技术如前所述，危害矿井安全的动力地质现象由采掘活动诱发而形成。它们具有动态特性。因此，预测动力地质现象的形成及其强度，不能简单地只凭反映原始地质条件的静止数据，而应主要分析基于岩煤层应力或其物性随时间变化的动态特征资料。高产高效采煤推进速度快，进行动态勘探，即在采掘期间连续多次勘探采区的应力或物性随时间变化很有必要。5加快发展信息技术计算机和信息技术现已在煤田地质勘探各个专业推广应用，发展较快。由于引入了许多高新技术，如并行分布式处理、大容量存储、工作站、多媒体、人工智能和神经网络技术等，目前已能用人机对话方式处理、分析、解释和显示地质勘探数据，一些物探仪器自动化程度高，能在现场作预处理，控制各项操作和质量，选择有关参数。3结语根据相关资料分析表明，除少数几个发展中国家外，各主要产煤国家的煤田地质勘探工作量自80年代以来均明显减少，但用于开发勘探、工作面勘探的工作内容和工作量却明显增多，勘探精度大大提高。从煤炭现代化生产要求角度看，我国煤田地质勘探技术与世界先进技术相比尚存在较大差距，因此，必须把握时机，加快我国煤田地质勘探技术的发展，才能满足我国高产高效采煤的需求。参考文献：[1]储绍良矿井物探应用北京:煤炭工业出版社[2]李夫忠走向精确勘探的道路[M]北京:石油工业出版社146~

（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。

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?

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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。

国外地质勘探技术研究现状论文题目有哪些及答案解析

（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。

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?

1 地质灾害形成机理与调查评价科技研究（1）降雨诱发型滑坡和泥石流的形成机理近30年来，降雨型滑坡研究是滑坡研究中的热点课题之一，其核心是通过研究降雨与滑坡的各种关系，预测可能的滑坡状态。据初步统计，全球至少有23个国家的学者对降雨型滑坡进行了不同程度的研究，美国、意大利、日本、英国、澳大利亚、新西兰以及中国香港和内地学者发表的研究论文较多。1984年后，中国香港政府加大了对降雨型滑坡的研究力度。除每年进行降雨滑坡的调查外，特别加强从更深层次上研究滑坡与降雨的关系，降雨滑坡分布发育规律，降雨入渗的水文地质模型，以及应用概率统计和其他数学方法建立更精确的滑坡—降雨关系。随着研究程度的深入，研究者一致认为香港火成岩风化层的非饱和土和残积土特有的性质控制着浅层降雨型滑坡的形成机理。研究结果表明，降雨型滑坡形成机理的本质在于雨水入渗斜坡后破坏了斜坡的应力平衡。因而，从理论上解释雨水入渗后斜坡应力的变化过程，以及雨水在斜坡中的渗透特性和渗透过程，是降雨型滑坡成因机理研究的关键。（2）岩溶塌陷发育机理和判据研究日本学者Nogushi（1970）、苏联学者Xоменко（1986）、美国学者Ralphj Hodek（1984）和Thom-as MTharp（1995）、俄罗斯学者Anikeev（1999）等，先后采用物理模型试验或数值分析的方法，系统研究了非黏性土潜蚀塌陷的过程。国外一些学者还尝试采用岩土工程离心机进行塌陷试验，如：Borms和Bennermark（1967），Marir（1984），Bertin（1978），Howell和Jenkins（1984），Sterling和Ronayne（1984），Craig（1990），Abdulla和Goodings（1996），运用离心机模拟塌陷破坏机理和导致塌陷的临界组合条件，重点研究了上覆在洞穴上方的弱固结砂层的塌陷破坏与洞穴开口大小、洞穴自身强度、弱固结砂层强度和厚度、上覆砂层的厚度，以及地表荷载的关系。美国、意大利、英国开展的基于GIS技术的地质灾害的风险评价工作中，包含了岩溶塌陷危险性评价。（3）区域滑坡和泥石流调查与危险性评价早期的地质灾害空间预测主要依据野外调查与航空相片解译情况，由专家进行地质灾害敏感性判断和评价，故称之为专家评价法（Aleotti和Chowdhury，1999）。该方法评价结果精度取决于野外调查的详细程度和专家的知识与经验，评价中运用的隐含规则使结果分析与更新困难，而且不同调查者与专家得出的结果无法进行比较。20世纪70年代，以美国加利福尼亚旧金山地区圣马提俄郡的滑坡敏感性图为代表，利用多参数图的加权（或不加权）叠加得到区域滑坡灾害预测图的方法得到大力推广。该方法的优点是克服了使用隐含规则的问题；缺点是权重的确定仍保持主观性，模型的推广应用有一定困难。20世纪80年代，受统计回归分析和判别分析在石油运移与矿床预测中应用的启发，Carrara（1983）将多元统计分析预测方法引用到区域滑坡空间预测中，并使该技术在世界各国得到迅速发展与推广。如Haruyama和Kawakami（1984）利用数学统计理论对日本活火山地区降雨引发的滑坡灾害进行了危险度评价。Baeza和Corominas（1996）利用统计判别分析模型进行了浅层滑坡敏感性评估，其斜坡破坏的正确预测率达到4%，说明了统计预测的适用性。Carrara，Cardinali和Guzzetti等（1991）将统计模型与GIS结合，应用于意大利中部某小型汇水盆地的滑坡危险性评估，结果证明统计分析与GIS的综合使用是一种快速、可行、费用低的区域滑坡危险性评价与制图方法。20世纪90年代以来，随着计算机技术和信息科学的高速发展，以处理和分析地理空间数据为主要特点，具有属性数据库与图形库动态连接功能的地理信息系统（GIS）技术得到了空前发展，其与定量化的地质灾害空间预测模型方法的结合也成为地质灾害研究的新领域。Mario Mejia-Navarro和Ellen EWohl（1994）在哥伦比亚的麦德林（Medellin）地区分析滑坡、泥石流等斜坡不稳定性引起的区域地质灾害敏感性和土地及生命易损性的基础上，利用GIS技术将两者合成产生了风险评价分区图。Anbalagan和Bhawani Singh（1996）在Anbalagan（1992）关于山区滑坡灾害评估和区划制图研究的基础上，提出了风险评价制图的新方法——风险评价矩阵（RAM）。Aleollt（2000）采用GIS技术对意大利北部阿尔卑斯山前缘的皮埃德蒙特（Piedmont）地区的滑坡、洪水、雪崩、山谷口堆积等灾害的危险性及综合风险进行了区划性制图研究。Michael-Leiba等（2000）在澳大利亚的一项城市发展规划项目的斜坡地质灾害研究中，把斜坡灾害的危险性、易损性、风险评价作为一体，以GIS软件为技术平台，分别采用平面和三维评价系统，对凯恩斯（Cairns）地区进行了斜坡地质灾害的危险性和风险区划研究。Ragozin（2000）从理论上研究了滑坡灾害风险评价中的危险性、易损性和风险性。提出了考虑危险性评估目标有效期限在内的单个滑坡灾害危险性指标，并用其主要控制因素的概率乘积表示；对于区域性滑坡灾害评估，用给定地区的面积、滑坡发生面积、滑坡数量和时间之间的关系建立定量模型。2 监测预报技术方法研究（1）诱发滑坡和泥石流的临界降雨量与气象预警研究在诱发地质灾害的降雨临界值研究方面，各国学者用来确定降雨诱发滑坡临界值的方法很多，其不同点在于考虑的因素不同。Glade（1997）建立了确定诱发滑坡的降雨临界值的三个模型，并在新西兰的惠灵顿地区进行了验证。三个模型要求的基本数据为：日降雨量、滑坡发生日期和土体潜在日蒸发量（通过Thornthwaite method方法计算得到）。模型建立的前提是：①假设最大日降雨量的地区，蒸发量最小；②滑坡由最大降雨量诱发。这三个模型基本概括了当前确定诱发滑坡的降雨临界值的方法。在对美国旧金山湾地区1986年2月12～21日的滑坡和泥石流灾害预警工作中，首先由美国地质调查局分析确定，通过当地电台、电视台以及美国国家气象中心的特别预报方式来进行预警。这次滑坡泥石流灾害的预警分为两个阶段：第一次是2月14日的6个小时灾害危险期，另一次是17～19日之间的60小时的灾害危险期。由于地质条件的复杂性和地形条件的变化，这两次预报主要是针对整个旧金山海湾地区，而不是某一个特定的滑坡灾害地点。根据滑坡泥石流灾害发生后的调查，10处滑坡泥石流灾害发生点有目击者能提供精确的时间，其中有8处滑坡泥石流所发生的时间与预警的时间段一致。据研究，旧金山湾地区的6小时降雨量达到4英时（即6mm）时，就可能引发大面积泥石流。为了监测降雨期间地下水位的变化，他们还设置了若干个孔隙水压力计以观测斜坡中地下水位变化。旧金山海湾地区实时区域滑坡预警系统包括降雨与滑坡发生的经验和分析关系式，实时雨量监测数据，国家气象服务中心降雨预报以及滑坡易发区略图。1984年开始，香港地区采用雷达图像解译小范围地质构造，用于确定滑坡发生的潜在区域。进而建立了用于滑坡灾害的降雨量监测网络，其中自动雨量计1999年由48个扩展为86个。将雨量资料定时传给管理部门。如预测24小时内降雨量达到175mm或60分钟内市区内雨量超过70mm，即认为达到滑坡预报阈值，即由政府发出通报。香港平均每年约发出三次山洪滑坡暴发警报。（2）滑坡和泥石流灾害监测技术方法研究对于滑坡和泥石流的监测，在美国、瑞士、意大利、日本、韩国等发达国家已经做了很多工作，特别是单体滑坡已经达到真正实时监测的阶段。监测内容包括地面位移、地裂缝、地下位移、地下水位（水压力）和水温、地声等。监测技术采用常规监测、自动观测、GPS和卫星通信等相结合（图1，2）。在我国的香港特别行政区，也建立了比较完善的基于降雨监测的地质灾害监测网络。图1 使用太阳能无线遥控系统（左图）和变形计（右图）图2 瑞士南部Canton Ticino地区的滑坡实时监测（据h）（3）地面沉降监测预测新技术新方法研究在美国、荷兰、日本等发达国家，地下水水位往往与基岩标、分层标布设在同一孔内同时进行自动化监测（图3）。一是可以判明是否是由于过量抽取地下水所致，即地面沉降的形成原因；二是可以与监测到的地面沉降数据进行动态的耦合分析，得出地下水开采量（水位）与地面沉降量的相关关系；再通过水流模型可对地面沉降进行预报预测。同时，作为地下水位的实时监测数据，能够直接成为地下水资源管理的可靠依据。图3 分层标自动监测系统及原理示意图（据Amelung等，1999）在美国加利福尼亚州萨克拉门托，GPS测量已经取代了区域性的地面标高的水准测量。1986年在该区建了38个GPS监测站，1989年后达到了68个。采用严格的测量程序，其大地高程的精度可达到毫米级。我国上海经过近两年应用Ashtech Z12双频GPS信号接收机测定大地高程，于1999年也取得了大地高程精度达3mm的好成果。其优点是对于区域性地面沉降的大范围监测具有事半功倍的效果。根据美国地调局资料，美国用于探测地面沉降的干涉合成孔径雷达（InSAR）技术还处于开发和试验之中（图4）。Gabriel等率先于1989年发表了《测绘大区微小高程变化：雷达干扰测量法》的文章。1993年，Massonet等利用雷达干扰测量法测绘了着陆器地震的地面形变场区。Van der Kooij等用太空飞船干涉卫星孔径雷达资料调查研究了荷兰格洛宁根（Groningen）天然气开采区的地面沉降问题。Marco等利用美国实验研究学会干涉卫星孔径雷达资料对美国贝尔瑞吉（Belridge）油田1992～1996年的地面沉降进行了详细的研究。由于这种探测技术的使用，地面沉降测量的精度已达毫米级，其探测结果能很好地处理成平面二维沉降等值线图。而且该方法可以省去常规水准标石测量的许多人力和物力的投入。因此，不能低估这一新技术的开发应用前景，在目前情况下可以参照国外成功的经验在我国进行试验。（4）岩溶塌陷监测技术研究美国学者Benson（1987）提出利用地质雷达进行监测预报的方法，并在美国北卡罗来纳州威尔明顿（Wilmington）西南部的一条军用铁路进行了试验，监测周期为半年，取得了良好的效果。2002年，在国土资源大调查项目的支持下，中国地质科学院岩溶地质研究所在广西桂林柘木镇建立了我国第一个岩溶塌陷灾害监测站，为深入系统地研究岩溶塌陷预测预报方法提供了良好的条件。图4 合成孔径雷达干涉测量获得的内华达州拉斯维加斯谷地（5）地质灾害监测预警信息传输处理与发布系统研究发达国家和地区已经越来越重视地质灾害监测的信息化工作。例如美国、日本、意大利、法国和韩国等建立了地质灾害实时监测系统，在实际应用中可以做到实时预警。针对单种地质灾害开展监测预警方面的研究工作较多，多灾种的集成系统尚不多见。3 地质灾害治理工程技术研究（1）地质灾害防治理论重视基于地质灾害形成机理的地质灾害防治理论研究。如日本针对温泉地区的滑坡特点，研究采用排气工程和地下水截水工程进行滑坡综合防护；法国针对降雨诱发的粘土滑坡采用虹吸排水技术；美国和日本在研究植被覆盖好的地区发生的浅层滑坡，开展采用调整植物类型的生物措施研究等。在地质灾害的防治工程中，普遍采用生物防护系统，注重生态环境保护，日本在滑坡治理中，抗滑桩和建筑地基结合，实现防治工程与土地开发利用相结合。（2）地质灾害防治工程设计技术方法国外对于复杂支挡结构设计技术、地下水排水技术设计，基于环境和景观设计的技术规程和实用的计算机软件开发等方面，都进行了大量研究，形成了比较配套的设计计算理论方法和产业化软件。如：美国开发了三维连续体的快速拉格朗日分析软件——FLAC3D，三维模拟离散元程序——3DEC；加拿大开发的地质工程问题和地质环境模拟分析的软件包——GEO-SLOPE Office（GEO-SLOPE Office 0 for Windows），已经广泛应用于世界上许多国家的滑坡等地质灾害防治工程设计，形成了模块化的设计软件和方法。（3）地质灾害治理工程技术在治理技术上，广泛应用土工织物、预应力复杂支挡结构、地下水排水技术。尤其以美国、西欧、日本和我国的香港特别行政区在地质灾害治理方面投入大，成就显著。如日本地附山滑坡治理工程，耗资达150亿日元（约15亿人民币），可算得上地质灾害防治工程的博物馆。国外对崩塌和滑坡灾害治理的常见技术工程包括：①冲刷防护工程：防冲坝、沉积坝、护岸、防波坝、丁坝；②减重和反压工程；③地面排水工程：地面排水沟、防渗工程；④地下排水工程：地下排水沟、泄水洞、水平钻孔、集水井和虹吸排水工程；⑤地下截水工程：隔渗芯墙截水，灌浆截水，化学固化法截水；⑥支挡工程：挡土墙、格栅墙、抗滑桩、岩石锚杆；⑦排气工程：用于治理温泉地区的滑坡；⑧生物护坡技术和轻型网状防护系统结合用于崩塌和小型滑坡灾害的治理。由于水是形成滑坡的重要诱发因素，地面排水工程和地下排水工程总是被首先考虑的治理技术，也是在大型滑坡防治中首选采用的治理技术。美国、日本、新西兰等国在滑坡治理中广泛应用地下排水工程技术，采用水平钻孔排水和排水井、排水隧洞联合排水技术治理滑坡。法国采用虹吸排水技术治理100多处降雨诱发的粘土滑坡。它是一个密封的聚氯乙烯管系统。该技术的最大优点是可以自流排水，降低滑坡的地下水位。在支挡工程技术应用方面，研究应用大截面抗滑桩、锚索抗滑桩、锚索、小型钢架桩加锚索、微型桩群等多种支挡结构，并在锚索防腐技术、通用的计算方法、设计软件和技术标准方面取得明显进展。减重和反压工程是经济有效的防治滑坡的工程措施。英国Huchinson提出的“中性线”方法为减重和反压计算提供了理论依据。近年来，发达国家在地质灾害防治工程实践中，在崩塌和小型滑坡灾害治理中应用轻型网状防护系统与生物护坡系统的配合技术，使防治工程进一步向轻型化和美观化方向发展。如SNS柔性支护系统和生物护坡系统，在欧洲许多国家应用比较普遍。4 国际地质灾害防治科技研究发展趋势分析地质灾害防治科技未来总体发展趋势是：重视地质灾害早期预测、预警能力建设，提高地质灾害领域防灾减灾科技水平和能力，建立3S（即：RS——遥感，GPS——全球定位系统和GIS——地理信息系统）技术平台，发展和建立区域地质灾害动态实时监测网站和预测预警信息系统，建立地质灾害信息系统平台和共享通道，提高地质灾害减灾防灾技术的支撑能力。对地质灾害形成机理的深入研究一直是国际地质灾害研究的难点，而降雨型滑坡研究是滑坡研究中的热点课题之一，重点是研究诱发泥石流、浅层滑坡的临界降雨量随区域和气候变化而变化，揭示降雨与滑坡的各种关系，预测可能的滑坡状态。应用GIS技术开展地质灾害的区域特征分析和灾情空间制图正成为热点。通过计算机高技术手段（GIS，GPS，RS等）将灾情分析与危险性评价、风险性预测有机结合起来，形成实时预警决策体系将成为灾害地质研究的一个重要趋势。在各种监测技术方面，发达国家在加强各类地质灾害实时监测台站建设的同时，均十分重视高新技术的应用，高科技空间对地观测技术在地质灾害方面的应用研究也是发达国家的重要研究方向。各种更为先进的遥感探测系统的应用逐步深入，美国、法国、意大利和日本等国都将GPS、干涉雷达遥感在滑坡、地面沉降等动态调查和监测中的应用作为重点研究方向。近年来，发达国家在地质灾害治理工程技术方面具有如下特点和发展趋势。在防治理论上：重视基于地质灾害形成机理的地质灾害防治理论研究；注重防治工程与生态环境保护和土地利用结合；形成模块化的设计软件和方法，研究开发新的治理技术方法。在灾害信息处理方面：各种高速的数值预报已逐步实现；高速、智能化、综合化的通信网络技术、分布式数据库技术和海量数据操作技术的发展，又使灾害通信、计算机网络和信息开发处理融为一体，形成了综合的灾害信息网络系统，使各种分散的灾害信息真正做到资源共享；人工智能、多媒体和三维模拟技术的发展，推动了灾害信息产品的应用和再加工。

国外地质勘探技术研究现状论文题目大全及答案范文

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（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。

1、论文题目：要求准确、简练、醒目、新颖。 2、目录：目录是论文中主要段落的简表。（短篇论文不必列目录） 3、提要：是文章主要内容的摘录，要求短、精、完整。字数少可几十字，多不超过三百字为宜。 4、关键词或主题词：关键词是从论文的题名、提要和正文中选取出来的，是对表述论文的中心内容有实质意义的词汇。关键词是用作机系统标引论文内容特征的词语，便于信息系统汇集，以供读者检索。 每篇论文一般选取3-8个词汇作为关键词，另起一行，排在“提要”的左下方。 主题词是经过规范化的词，在确定主题词时，要对论文进行主题，依照标引和组配规则转换成主题词表中的规范词语。 5、论文正文： （1）引言：引言又称前言、序言和导言，用在论文的开头。 引言一般要概括地写出作者意图，说明选题的目的和意义， 并指出论文写作的范围。引言要短小精悍、紧扣主题。 〈2）论文正文：正文是论文的主体，正文应包括论点、论据、 论证过程和结论。主体部分包括以下内容： 提出-论点； 分析问题-论据和论证； 解决问题-论证与步骤； 结论。 6、一篇论文的参考文献是将论文在和写作中可参考或引证的主要文献资料，列于论文的末尾。参考文献应另起一页，标注方式按《GB7714-87文后参考文献著录规则》进行。 中文：标题--作者--出版物信息（版地、版者、版期）：作者--标题--出版物信息所列参考文献的要求是： （1）所列参考文献应是正式出版物，以便读者考证。 （2）所列举的参考文献要标明序号、著作或文章的标题、作者、出版物信息。

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1，研究背景2，目的意义3，成员分工4，实施计划5，可行性论证6，预期成果及其表现形式要求：总结全文，深化主题，揭示规律，指明方向。注释和参考，1、内容：书籍、刊物、报纸、网络 ，完整注明出处附录，问卷、量表、研究材料、统计数据、方案、计划等。拓展资料：毕业论文（graduation study）是专科及以上学历教育为对本专业学生集中进行科学研究训练而要求学生在毕业前撰写的论文。毕业论文一般安排在修业的最后一学年（学期）进行，论文题目由教师指定或由学生提出，学生选定课题后进行研究，撰写并提交论文，目的在于培养学生的科学研究能力，加强综合运用所学知识、理论和技能解决实际问题的训练，从总体上考查学生大学阶段学习所达到的学业水平。

你的选题我不懂，但是国内外研究现状其实就是文献综述，从你的选题可以看出你可以选择这样的架构1、关于网络组建的研究，这点又可分为国内和国外研究两块，国内上期刊网，国外的也可以上西文期刊网或者直接上雅虎的外文网站上查询；2、关于中小型企业的网络组建的研究，这点这要是中小型企业网络组建的必要性啊、怎么做啊之类的别人是怎么研究述说的。呵呵，隔行如隔山，我是学文的，还真不是很通啊

怎么给你呢？1、工程概况Project profile拟建工程位于上海市化学工业区B700～B900地块内，东近目华路、南近南河。 场地内主要拟建工艺装置区及辅助配套建筑物，各拟建（构）筑物的设计参数见表1，平面位置见“勘探孔平面布置图”。The project is located in Plot B700～B900 of Shanghai Caojing Chemical Industry Park (SCIP) It is to the west of Muhua Rd and to the north of Nan R Please refer to Table 1 for the proposed process plant， the accessory buildings， the design parameters of the proposed buildings (structures) Please refer to the Floor Plan of the Boreholes 2、勘察目的及技术要求Investigation purposes and technical requirements本次勘察属详细勘察阶段，目的是为拟建(构)筑物的基础工程、基坑工程和厂区道路，地坪工程的设计、施工提供必要的工程地质资料。具体任务如下：This investigation is on the detailed investigation phase， the objective of which is to provide necessary geological data for the design and construction of buildings’ foundation and pits， the roads and the ground in the Details are as following:A、查清拟建(构)筑物地基压缩层及基坑稳定验算深度范围内地基土构成、分布规律及其工程地质特性； To learn the composition， the distribution rules and geological features of foundation’s compression stratum， and of the foundation soil within the calculation depth of pit B、提供各土层物理力学性质综合指标，地基承载力设计值fd和桩基承载力参数(包括桩周土极限摩阻力标准值fs和桩端土极限端阻力标准值fp)，提供基础沉降计算所需岩土参数； To provide the comprehensive mechanical parameters of each stratum， bearing capacity of foundation fd， bearing capacity of pile foundation (including ultimate friction on pile sides fs and ultimate end bearing on pile tops fd)， and the geotechnical parameters needed in foundation settlement