普通物探新技术

王作峰

（辽宁省工程技术学校 ，辽宁 沈阳 110034）

1 磁法勘探的新技术

1.1 微磁测量

微磁测量是指用高精度、密测点在待定小区或小带对磁场做精细测量，以研究其微细结构的一种专门性磁测工作，用以配合地质填图、研究表层岩面的细致构造、确定岩石隐伏矿化的地表标志，浮土磁不均匀性，考古与人文磁源探测等问题。

微磁测于20世纪50年代由德国学者提出，在地形较平坦处，选择一块大小为10m×10m到50m×50m的单位面积做1m×1m到3m×3m测网点线距的磁测，一般要求单元测区内要有100以上的测点。单元区之间可以按一定间距间隔排列。在研究有明显走向的杂岩时可采用垂直于走向的矩形面积。在研究表层不均匀对高精度磁测结果的影响时，这些单元区的边长应小于基岩埋深，以便突出近地表地质体的影响。当研究浅盖层下基岩的结构特征时,要求基岩面无大的起伏，且上覆盖层无微磁异常。测区大小和测网密度应视任务而定。为保证微磁测的高度精度应选择最佳观测高度，在测区内保持高度一致。最好在3、4个高度(0.2m,1m,2m,4m)上进行观测，然后对比结果加以选择。为了保证精度，除使用精度达0.1nT或更高精度的磁力仪以外，还应建立高精度日变站以便作日变校正，或建立控制点，以便于短时间内核对仪器零点。

对测得的磁异常除了做等值线图以外，最好用统计整理的方法构制磁异常走向的方向玫瑰图以便更好的地研究微磁异常的结构（管志宁等，1993）。

由于环境保护（对废弃掩埋物探测）与考古等工作的需要，近年有关国家开展了规模较大的高密度微磁测工作，如采用车拉多探头排列探测系统。在拖车上装有数个铯光泵磁力仪探头，探头离地面仅为0.53m；由一磁性很弱的越野车牵引，采用全国定位系统做实时定位，进行了高密度高精度磁测；得到了测区内磁异常的细结构，定量给出了多个目标物的位置，埋深，几何尺寸。

1.2 磁卫星测量

美国于1979年发射了一颗角为96.76°、近地点352km、远点561km与太阳同步的磁测卫星。卫星上主要由主体部分和仪器部分组成。主体部分包括；法向支持系统、高度控制系统、遥测装置/脉冲转发信息系统和连接记录所有信息的磁带记录器。仪器部分包括高度确定系统、矢量磁力仪轴向确定系统和装在一个吊仓尾部仪器工作台上的矢量磁力仪和标量磁力仪。标量磁力仪为铯光泵磁力仪；矢量磁力仪为饱和式磁力仪，可以和铯光泵磁力仪进行对比校准、校正以后，飞行过程中每个矢量轴向的仪器精度小于6nT。把磁卫星数据和同区的航磁数据都归算到海平面上，加以比较，两者较为一致。磁卫星的分辨路可达到150～300km。磁卫星异常与地质构造有较好的相关性，它展现了研究全球构造的广阔应用前景。

2 重力勘探新技术

2.1 海洋重力测量

海洋重力测量是为研究地球形状和地球内部构造、勘探海洋矿产资源、保障航天和远程武器发射等提供重力资料，它是把重力仪安装在船上，在航天中进行重力测量，工作效率高。

海洋重力测量分路线测量（断面测量）和面积测量两种方式，基本上采用走航式的连续观测方法。与陆地重力测量相比，有特殊要求：①需要在港口、码头建立重力基点，重力测量采用单次观测法，起始、闭合于这些基点；②需要准确的船只运动参数（航向、航速及位置）；③要求船只沿航线测线尽量保持匀速、直线航行。

2.2 航空重力测量

航空重力测量是把重力仪安装在飞机上进行观测。航空重力测量除了非常明显的高速测量的优点外，与地面重力及其他的地球物理方法相比，还具有下列优越性。

⑴不受测区条件的限制。空中飞行能够无限制地进入任何勘探目标，对于高山、丛林、沙漠、沼泽，特别是在海岸线过度带或陆-水分界处都易于进行重力测量。

⑵不受地形起伏的影响。航空重力数据在一个水平面上采集，不象地面重力在变化的基准面即在起伏面上采集，地形校正误差和近地表小的横向密度变化引起的重力效应大大减小。

⑶不受假频的影响。航空重力能够连续地对数据取样和处理。在地面重力中由于取样不够密而普遍存在的假频问题，在航空重力数据中并不存在。

⑷空中观测还可以解决的问题是，重力数据中包含的近地表地球物理噪音、地形影响，都可以通过飞行高度来消除。如果存在已知的地质噪音源，例如能够影响重力测量值的近地表小构造、喀斯特地形，或者不规则的沉积等，在一个适当的高度飞行可以消除这些特征的影响。

⑸在设计飞机时，可以在三维空间测量，这就可以根据在不同高度的重力值评价所研究的构造。

⑹可以在一条测线上，同时采集两种不同岩石性质的数据，例如同时测量重力及磁力值。解释过程能够应用这些不同的测量值以推断地质情况，得到更为可信的解释结果。

2.3 地下重力测量

地下重力测量是指在钻井、竖井中垂直地进行，以及在矿区的不同平巷中水平或垂直地进行的重力测量（徐公达等，1989）。在钻井或竖井中的重力测量是研究重力垂直分量随深度的变化，该变化是由地下密度不均匀体的垂向及横向位置的变化所引起的。对于一口井而言，重力垂直分量的变化主要是由仪器与地下密度不均匀体之间垂直距离的变化，以及密度不均匀体与围岩之间的密度差所引起的，因此井中重力测量可以提供垂向的密度变化。坑道中的重力测量若只在一个坑道中进行，则其原理与地面重力测量相类似，可以提供坑道附近横向密度变化的资料。若在多层坑道中进行重力测量时，则可提供不同深度处密度变化的资料。

在竖井或坑道中进行地下重力测量时，可采用地面常规使用的重力仪；而钻井中的地下重力测量则必须采用井中重力仪。限于井孔的直径与环境条件，要求钻井重力仪直径小，可承受较高的温度及压力的变化，并在与铅垂线有一定偏离的条下进行测量。

井中重力测量主要测量穿越岩石的垂向密度变化及井周围岩石的横向密度变化。井中垂直重力测量得到的密度能够达到0、01g/cm3的精度。井中重力测量通过在井中一系列根据测井图选定的测点停放井中重力仪及读数来进行。测出一系列的重力垂直变化△g及相应的深度差△z，就可以由公式计算出岩石的密度σ：

式中：σ为密度；△g是垂直距离为△Z的两点间的重力差；c为校正值之和；F为自由空气梯度（即地表处的△g/△Z）；G为万有引力常数。

根据岩石密度的垂直分布，可以发现与油气储集层有关的低密度岩层。

井中重力测量的重力效应中，90%是由于测点相距在5倍测点（垂直方向）间距内的岩石引起的，因此其探测范围（即侧向深度）较大，能够确定大体积岩石或地层的原地密度。

井中重力测量具有下列几方面的用途：

1 )储集层评价。确定孔隙度，精度可以达到0.05%。

2 )沉积盆地的密度规律研究，精确估计井中的地层密度。

3 )在油气田的勘探与开发中，可用于确定天然气饱和带，发现含油气层位及远处孔隙带。

4 )对抽油引起的钻进变化进行监测。

美国还应用井中重力测量检查地下核试验井周围岩石的安全性，以免放射性气体经过断层逸出等。