浅析地球物理勘探技术的发展及思考研究

刘宇贤

摘 要：随着我国国民经济的迅猛腾飞，一些科学研究不断改革与创新，物理勘探在我国的资源、环境等方面应用越来越广。虽然我国的地球物理勘探虽然起步较晚，但已被大量的应用在我国的各大领域上，并为我国现代化的发展做出了巨大的贡献。本文作者结合工作学习中的实际，对地球物理探测技术未来的发展趋势进行思考，并对探测技术的主要方法、具体应用进行研究。

关键词：地球物理勘探技术 方法 应用 发展 思考 研究

地球物理勘探产生于20世纪20年代初，而我国的地球物理勘探技术是从1939年开始的。我国的地球物理勘探虽然起步较晚，但近30年来，随着国民经济建设的发展，地球物理勘探技术在我国资源、环境与工程领域中的应用越来越广泛。地球物理勘探技术在满足我国资源、环境与工程领域中的需求方面做出了重要贡献，随着国民经济的发展，其作用越来越重要。想要对地球物理勘探技术进行具体的研究，首先我们应该明确它的工作方式，它是通过对于物理场的研究，从而了解地质构造的变换，探测到地下异常体。整个探测过程中所用到的探测仪器是主要的测试设备，它是运用多种学科的综合方法、综合理论、综合技术来进行探测的。下面我们就对地球物理探测技术未来的发展趋势进行思考，并对其方法、应用方面进行研究。

一、地球物理探测技术的主要方法

1.传统方法

（1）电法勘探：电法勘探历史久远，是地球物理探测技术中较为普遍运用的方法。其主要的工作原理是根据地层电磁场、电学性质变化规律的研究成果进行分析，不同的电性的区别将会显示出测量电场的规律分布。从而对地质进行了解。

（2）磁法勘探：主要利用磁力仪监测不同地质体的磁性差异，对地质的问题进行解决。作为常用普查方法的磁力勘探是矿产资源调查重要手段之一，

（3）重力勘探：重力勘测的核心是利用地质体之间的密度差异，对于重力进行观测，从而得出地层的岩性和起伏变化情况。重力勘探可分为两个阶段，20世纪80年代以前，为第一重力勘探，其特征是：观测精度低，勘查对象单一，工作比例尺大、工区小，工作量少。20世纪80年代以后为第二代重力勘探，随着科技的高度发展，其整体勘探方法的技术含量增加，观测精度高，成为区域地质调查、矿产资源勘查、水工环勘查工作中一种成熟的全新方法技术。

（4）地震勘探：地震勘测作为进步最快、发展最迅猛的勘探方法之一，它是利用人工激发的地震波的地下传播规律，从而得到不同地层、岩石层的地震波的传播规律，根据其规律的不同而对地质进行分析，这种方法对于地震预测、灾害降低及对于地球的内部研究做出了贡献。

2. 四种类型

随着技术的不断改革与创新，电子现代化时代已经到来，那么将电子技术应用在地球物理探测仪上忙，使其对于更具有高效性、准确性。节省了工作人员的劳动强度。

从探测的深度上分别，地球物理探测技术主要可分为四种类型：超浅层、浅层、中深层、深层，于是想对应的探测方法分别是：

（1）对于超浅层，主要应用地质雷达技术与浅层地震技术两个探测方法；

（2）在浅层上，有高密度电阻率和高频电磁成像两种方法；

（3）对于中深层，主要应用可控源电磁测深和高精度重力测量两种方法；

（4）对于深层，主要应用天然大地电磁测探、高精度磁力测量、深层地震，三种探测方法。

二、地球物理勘探中新算法、新理论的探索

地球物理勘探理论和方法在客观需要的推动下，始终是在不断完善的。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。新的物理参数的应用，将减少多解性的影响。

1.小波理论：是根据傅立叶理论分析逐渐发展起来的一个新的理论分支，适用于信号中差分方程数值解、数据压缩、子波算法、成像的处理，以提高数据的分辨率和信噪比。

2.神经网络理论：仿人脑思维的模拟计算。是通过样本资料 的分析研究、学习，从而获得重要的参考数据，对未经处理的资料进行判断的理论。

3.几何分形：主要是对自然界中不规则、不稳定和较常见现象的进行研究，揭示自然界中不同尺度的物体和现象之间存在的相似性，以及整体和局部的相似性。由此，可以通过局部信息对整体信 息进行预测

4.混沌理论：主要应用于描述非线性系统，它与几何分形理论联系很密切，他们都是分层次的基干尺度，揭示不同尺度之间存在的相似性、标度律、差异性等。

三、地球物理勘探技术的具体应用

1.对能源进行物理勘探。

主要是对于困难的地区的天然气和石油的勘探，对于整块盆地综合能源勘探。在对上述的石油勘探工作的具体实施时，要运用大地电磁、高精度磁力、高精度重力等一些测探技术，对油气地区进行区块评价和构造研究，找出油气储藏构造，从而解决油气勘探中的疑难问题。

2.固体矿产物理勘探。

尤其是金属矿产勘探，主要运用到的方法就是电法和磁法。电法主要是根据矿体与围岩的电性差异为基础，研究人工稳定的电流场在地下传导的分布规律。磁法勘探主要是根据矿体或其赋存构造与围岩的磁性差异，在地表或一定高空中测量磁场强度变化的规律。

3.对工程进行物理勘探。

这类方法在现代经济飞速发展以及工程建设逐渐兴盛中，需求量也是越来越大，所用到的领域也来越宽。主要应用在建筑、公路、铁路、管道、水利等工程的检测，运用浅层地震、探地雷达、电法等探测方法对工程进行物理勘探。

4.对环境保护、灾害防治的物理勘探。

地球物理勘探可以从 电、热、光等物理变化进行监测，从而认识环境变化的过程，为环境保护提供背景资料。自然灾害的突然发生严重危害人们的生命安全和经济损失，地球物理监测技术的应用对自然灾害起到了有效的预测、防治的作用。

四、地球物理勘探技术发展的趋势

回顾物理探测技术的发展历程，物探技术始终处于不断创新、飞速提高的过程之中。至今它已经形成了一个复杂、庞大而完整的科学体系。随着计算机以及电子技术地不断发展，物理探测技术越来越成熟，地球物理勘探技术发展的趋势主要表现可以分为以下几个方面。

1.应用计算机和数据采集技术，使得物理勘探技术向着自动化、数字化、轻便化和多功能化发展。目前在核电站、水电站、矿山等一些重大工程建设上，需要查明较大的危害，关键性的地质构造等。同时，世界很多发达国家面临着浅层矿资源枯竭的问题，工作人员已经向沼泽、海洋、沙漠的方向进行资源勘探。对于这些工作开展就需应用新技术、新仪器，使难以到达的地区得以勘探实施。

2.总线技术进一步发展，逐步形成积木式、模块化、插卡式的 球物理勘探仪器关键技术，这些技术的运用可以实现多功能和多参数的自动测量，使物理探测仪器系统模块式的组成结构更加紧凑，也代表新一代技术的发展方向。

3.应用功能较强的应用型软件和集成化的计算机辅助测试技术，使测试技术和测量仪器的发展更上一层。使物探仪器具有更强的功能性，可以更方便地满足勘探的各种需要。

4.高速单版数字信息处理器将误差修复、信号处理、数据处理 的功能增强，对一些高档仪器更新、扩展的功能不再只单依靠增强硬件的功能和制造工艺的精细。

五、结语

现在，科技的不断进步，使地球的物理探勘技术飞速发展，并且发展更加的模块化、智能化、数字化，同时探测的精度也是越来越高。同时在其应用过程中，所涉及到的新的技术、新的材料、新的原理等新型产物，更加快了地球物理勘探技术的发展速度，使其在各个领域上都得到了扩展。总而言之，对于地球物理勘探技术的发展前景，势必会随着社会先进的技术越来越多功能化、智能化及数字化，使人们遇到的难题都能得到解决。