地球物理勘探技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展

周冠一

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局326地質(zhì)隊，安徽 安慶 246000）

伴隨當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，地球物理勘探技術(shù)水平也日益提升，獲得了很好的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域也越發(fā)廣泛起來。所謂地球物理勘探，是依照地殼中巖（礦）石物理特性差異，研究地質(zhì)構(gòu)造，探測地下礦產(chǎn)的一門重要科學(xué)。而在探測過程中，所用到的相關(guān)儀器便是物探儀器，通過物探儀器能夠有效的測試地殼中各種巖石的物理參數(shù)，獲得相關(guān)資料，通過分析判斷，對地質(zhì)構(gòu)造及礦產(chǎn)分布情況進(jìn)行解釋[1]。地球物理勘探技術(shù)結(jié)合了物理學(xué)、電子學(xué)、計算機(jī)技術(shù)、系統(tǒng)科學(xué)、材料科學(xué)等多學(xué)科理論知識與技術(shù)方法，是一種先進(jìn)的地球物理勘查手段。

目前地球物理勘探在很多領(lǐng)域中都有著非常普遍的應(yīng)用，特別是在工程地質(zhì)勘探、能源勘探開發(fā)、環(huán)境保護(hù)等各方面發(fā)揮著無可替代的作用。伴隨當(dāng)前科技水平的日益提升，地球物理勘探技術(shù)的發(fā)展步伐也不斷加快，儀器設(shè)備也越來越先進(jìn)，技術(shù)方法水平越來越高，為社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了巨大的貢獻(xiàn)[2]。下面就在這項技術(shù)應(yīng)用的各項技術(shù)指標(biāo)以及取得的成果進(jìn)行簡單介紹。

1 物理探測方法軟件和硬件以及探測方法的介紹

地球物理探測包括：超淺層、淺層以及中深層和深層等幾種類型。淺層地震技術(shù)以及地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)是超淺層探測主要的探測手段。高頻電磁成像以及高密度電阻率是淺層探測主要的手段。高精度重力測量以及可控源電磁測深是中深層探測的重要手段[3]。深層地震以及大地電磁測探與高精度磁力測量是深層的主要探測手段。

2 在地球物理勘探中一些新算法以及新理論的應(yīng)用

（1）幾何分型理論，主要是揭示自然界物體與現(xiàn)象中存在不同尺度相似性的理論，局部和整體的相似性也能得到充分揭示。利用點上信息便能將空間上與面上的信息予以有效預(yù)測，該方法在研究自然界常見的不穩(wěn)定與不規(guī)則現(xiàn)象中比較常見。分形維數(shù)又有分?jǐn)?shù)維之稱，主要對復(fù)雜程度進(jìn)行描述[4]。

（2）小波的理論體系，該理論是基于傅立葉理論分析基礎(chǔ)之上，形成的新的分支理論，該理論能夠?qū)π盘柼幚磉^程中，差分方程數(shù)值解、數(shù)據(jù)壓縮、成像、子波算法進(jìn)行處理，還能有效處理信號中的信噪比和分辨率。

（3）混沌的理論體系,描述非線性系統(tǒng)過程中，該理論的應(yīng)用比較普遍，和分形理論存在密切的聯(lián)系，基干尺度分層次存在于他們之間，相似度以及標(biāo)度律，存在于不同尺度之間，并存在差異性假設(shè)和非均勻性假設(shè)。

（4）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算理論，該理論模擬了人腦思維，可以在分析和學(xué)習(xí)樣本資料的過程中，對沒有經(jīng)過處理的資料進(jìn)行判斷，在處理和計算這些樣本資料同時，獲得重要參量。

（5）地理的信息系統(tǒng)理論，屬于計算機(jī)系統(tǒng)在計算機(jī)硬軟件的支持下，輸出相應(yīng)的空間信息數(shù)據(jù)，采集、儲存，并進(jìn)行查詢與管理，將地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于地球物理探測技術(shù)之中，可以快速的進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出，為數(shù)據(jù)查詢分析提供支持，是今后重要發(fā)展方向。

3 地球物理勘探技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 地球物理探測技術(shù)在能源方面探測應(yīng)用

特別在勘探石油天然氣中發(fā)揮著重要作用，勘探整個盆地，能源前期普查，有效補(bǔ)充地震勘探。通過地球物理探測技術(shù)應(yīng)用于石油勘探，并結(jié)合高精度重力探測以及大地電磁測探手段，評價油氣區(qū)的構(gòu)造與區(qū)塊，找出油氣儲藏點，有效應(yīng)對石油勘探開發(fā)疑難問題。

3.2 對工程進(jìn)行物理探測

隨著經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展，工程建設(shè)日漸增多，工程建設(shè)過程中的物探測量需求不斷加大，使得工程物探技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域逐漸拓寬。如現(xiàn)代建筑工程、鐵路工程、水利工程以及一些管道工程中，物探技術(shù)的應(yīng)用也越來越普遍，尤其是探地雷達(dá)，電法勘探以及一些淺層地震等勘探手段，應(yīng)用越來越多。

4 地球物理勘探技術(shù)的發(fā)展趨勢

在現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會高速發(fā)展背景下，電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)獲得了極大發(fā)展，這對物理探測技術(shù)起到了重要的推動作用。首先，物探技術(shù)在計算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展與支持下，其自動化程度越來越高，功能更加強(qiáng)大，且機(jī)械設(shè)備變得更加輕便，大大提升了物探技術(shù)的數(shù)字化程度。當(dāng)前，隨著經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展，全球資源短缺問題不斷加劇，很多淺層資源逐漸枯竭，資源勘探開發(fā)逐漸向沙漠、海洋、沼澤等地區(qū)進(jìn)行進(jìn)發(fā)。

同時，在一些重大工程建設(shè)過程中，需要對工程建設(shè)區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造以及有無裂隙、洞穴分布等情況詳細(xì)查明，才能保證工程建設(shè)順利進(jìn)行，確保其建設(shè)質(zhì)量。但是勘查過程中需要有先進(jìn)的技術(shù)，設(shè)備以及新的方法作為支撐。現(xiàn)代物探技術(shù)手段，正在向模塊化、插卡式物探儀器技術(shù)方面發(fā)展，能夠自動化開展測量，有效提取其中的重要數(shù)據(jù)參數(shù)，而物理探測儀器通過模塊化系統(tǒng)，使其結(jié)構(gòu)變得更加精致與緊湊，大大減少了測量儀器的體積。同時，在物探技術(shù)發(fā)展過程中，計算機(jī)技術(shù)，一些強(qiáng)大的應(yīng)用軟件應(yīng)用，進(jìn)一步提升了物探測量儀器技術(shù)水平，測量效率更高，用戶短時間內(nèi)便可獲取相應(yīng)的測量數(shù)據(jù)。

當(dāng)前地球物理勘探技術(shù)，能夠更好地進(jìn)行數(shù)據(jù)收集與處理，修復(fù)誤差。特別是在信號處理過程中，單片數(shù)字信號處理功能更加強(qiáng)大，大大提高了物探測量儀器的功能，促進(jìn)了測量儀器的更新?lián)Q代。物理探測技術(shù)在現(xiàn)代新技術(shù)的大力支持下，其功能變得日益強(qiáng)大。如超導(dǎo)新技術(shù)在超導(dǎo)重力儀中的應(yīng)用，使其測量精確度與靈敏度大大增強(qiáng)，穩(wěn)定性逐步提高。人工測量定位以及數(shù)據(jù)處理中應(yīng)用3S技術(shù)使其工作效率大大增強(qiáng)，減少了人員的勞動力投入，地震勘探過程中利用層析成像技術(shù)，使其分辨率與解釋精度逐漸增強(qiáng)，探地雷達(dá)在各種工程監(jiān)測中的應(yīng)用，大大提升了工程檢測質(zhì)量，可靠性逐步增強(qiáng)。

5 結(jié)語

物理勘探技術(shù)，伴隨現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會高速發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)日新月異，正在向數(shù)字化，智能化，模塊化方向發(fā)展，探測精度不斷增強(qiáng)，今后地球物理探測技術(shù)發(fā)展，將實現(xiàn)計算機(jī)技術(shù)與自動化技術(shù)的深度融合，并廣泛于應(yīng)用于各種領(lǐng)域之中，發(fā)揮著作用將更加強(qiáng)大。