地球物理探矿
① 前期地球物理勘探
(一)地震勘探
包括二维和三维地震勘探,两类方法的技术特点存在一定差异,应针对CO2地质储存场地实际地质特征,采用适宜的地震勘探方法。一般而言,预定深度内地质结构和构造相对简单的场址区采用二维地震勘探方法即可,相对高成本因素和适宜解决复杂问题的特点决定了三维地震勘探的应用范围。无论是何种地震勘探方法,其工作方法的核心都是三部分内容,即数据采集、处理和解释。
数据采集的重点是观测系统的确定,观测系统的基本参数需要根据地质要求,结合现有软硬件的特点通过现场试验确定,近地表变化剧烈的地区还要借助数值模拟等工具确定优化的地震数据采集观测系统。观测系统的基本参数包括激发、接收和仪器采集系统相关的各类参数,一般要求观测系统的排列方式要简单、对目标地质体的控制良好、具有较好的抑噪效果等。
数据处理的重点是根据地质目标和高分辨率、高信噪比和高保真的原则,确定合理的数据处理流程。噪声剔除、速度分析、地表一致性处理和偏移归位是数据处理中需要重点解决的问题。数据处理还包含针对处理结果、地质背景和测井结果的数值反演计算以及地震属性分析计算,这些是开展储、盖层性质预测的有效手段。
数据解释是赋予数据处理和后处理结果地质内涵的过程,需要根据地质目标确定合理的数据解释流程。地震属性分析、可视化演示和层序地层分析等手段是数据解释流程中的重要组成部分。数据解释一般遵循从宏观笼统描述到具体刻画或从部分到整体等解释原则。
(二)电法勘探
包括二维和三维勘探方法,一般而言,根据CO2地质储存理论深度要求,采用可控源大地电磁测深法较为适宜。电法勘探的分辨率低于地震勘探,其独特优势在于可以查明场址区预定深度内地层电性结构、完成构造和含水层组划分。与地震勘探方法类似,其工作方法的核心也是三部分内容,即数据采集、处理和解释。
数据采集的重点是观测系统的确定,观测系统的基本参数需要根据地质要求,结合现有软硬件的特点通过现场试验确定。观测系统的基本参数包括采样频段、采样点距和发射源距和仪器采集系统相关的各类参数,一般要求观测系统的采样点分布方式要简单、对目标地质体的控制良好、具有较好的抑噪效果等。
数据处理的重点是根据地质目标,确定合理的数据处理流程。噪声剔除、静态校正和反演是数据处理中需要重点解决的问题。
数据解释需要根据地质目标确定合理的数据解释流程。可视化演示、正反演和联井分析等手段是数据解释流程中的重要组成部分。数据解释一般遵循从宏观笼统描述到具体刻画或从部分到整体等解释原则。
具体的电法勘探数据采集、处理和解释工作和质量控制还要遵循相关的技术规范。
(三)重力勘探
包括二维和三维勘探方法,针对当前CO2地质储存场地选址勘探要求,采用高精度重力法较为适宜。重力勘探的分辨率低于地震勘探,其独特优势在于可以查明场址区预定深度内地层密度结构、完成较大规模的构造划分。与地震勘探方法类似,其工作方法的核心也是三部分内容,即数据采集、处理和解释。
数据采集的重点是观测系统的确定,观测系统的基本参数需要根据地质要求,结合现有软硬件的特点通过现场试验确定。针对当前CO2地质储存场地选址勘探要求,重力勘探数据采集的比例尺一般大于1:5万。观测系统的基本参数包括基点网、普通点网和仪器采集系统相关的各类参数,一般要求观测系统的采样点分布方式要简单、对目标地质体的控制良好等。
数据处理的重点是根据地质目标,确定合理的数据处理流程。局部和断层重力异常的提取是数据处理中需要重点解决的问题。
数据解释需要根据地质目标确定合理的数据解释流程。局部构造和断层的定量解释是数据解释流程中的重要组成部分。数据解释一般遵循从宏观笼统描述到具体刻画或从部分到整体等解释原则。
(四)应用策略
对于特定的CO2地质储存场地选址工作,需要注意不同勘探方法的应用次序和组合方式。一般重力勘探先于电法和地震勘探开展。
CO2地质储存场地选址并不等同常规的油气或煤田场地勘探,虽然其间存在或多或少的联系,许多常规勘探思维的误区需要在勘探设计中打破。例如,CO2地质储存场地选址更关心储层未来储存CO2的能力,而不是灌注前场地的储层当前储存着什么资源。
另外,出于后期灌注监测的考虑,本阶段的勘探结果将可能作为监测的背景值,因此在进行前期勘探设计时,就需要考虑后期灌注监测的需求,合理安排数据采集、处理和解释工作。
② 地球物理勘探方法有哪些
电法:自然电场法、充电法、电阻率测深、电阻率剖面法、高密度电阻率法和激发内极化法;
电磁容法:甚低频、频率测深、电磁感应法、地质雷达和地下电磁波法;
地震波法和声波法:折射波法、反射波法、直达波法、瑞雷波法、声波法和声纳浅层剖面法
③ 地球物理探矿理论与技术方法
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。
2.4.1 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。
2.4.2 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。
2.4.3 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。
④ 地球物理勘探
基础知识 当然是 陆孟基老师的地震勘探原理了 , 这本书里有一切入门的基础知识和重要的内名词概念。
地球容物理勘探 现在在高校里面主要分为物探和测井, 物探主要是用地震方法来找石油, 测井主要通过联合多种测井曲线来给井眼精确划层, 除了物探和测井, 地球物理勘探还包括重磁电勘探, 即用非地震方法,如重磁电,来找石油。
以上纯手打,望采纳。
PS 本人在石油大学 学物探, 有什么问题可以共同交流探讨!
⑤ 勘探地球物理方法
随着地质找矿工作的不断深入,许多产在地表和近地表的矿床已被发现,因此迫使人们必须依靠新的科学技术来寻找隐伏矿。过去常用的地球物理探矿方法有磁法、电法、重力法、放射性测量法和地震法等。近年来,在所采用的方法中,特别重视了探测深度大的各种物探方法,其中包括航空物探、地面物探和井中物探三大类。
1)航空地球物理勘探技术
(1)航空磁测
航空磁测是航空物探中最老的一种方法。由于电子技术、计算机技术和航空导航定位技术的发展,航空磁测目前仍然保持着旺盛的生命力和良好的前景。目前的航空磁测观测仪器由于采用了量子学原理的核旋和光泵磁力仪,其分辨率已提高到0.01nT,甚至达到pT级,仪器采样率也达到10次/s。
(2)航空电磁测量
航空电磁测量分频率域和时间域电磁测量两类。频率域电磁测量(FEM)的发展主要是采用多装置和多频率以提高方法的解释和分辨率;时间域电磁测量(TEM)为提高解释效果往往安装三组正交线圈。
传统的航空电磁法(AEM)在找矿方面曾经取得卓越的成效。其主要障碍是在寻找地表有良导性覆盖埋深百米以下的矿床时受到很大限制。据此,人们加强了大探测深度电磁系统的研究。主要途径一是提高发射功率和数据的现场处理能力,二是改变发射源的位置,即将发射机置于地面,研究新型的定源航空电磁系统。
(3)航空放射性(伽马能谱)测量
目前航空放射性测量已不仅仅是测量伽马射线总强度,而是进行伽马射线能谱测量,测量的谱道多达2048道。同时还开发了多种航空伽马能谱测量的处理软件,如宇宙射线、放射性时间、背景辐射、康普顿效应剥离、灵敏度和高度改正,以及求比值和F参数等进行各种滤波的软件。
(4)航空重力测量
由于把重力仪安装在飞机上观测时飞机的运动会严重改变观测的重力值,因此航空重力测量长期未能实现。与其他航空物探方法相比,航空重力测量的难度要大得多。但随着GPS技术、航空定位技术和计算机技术的迅速发展,航空重力测量也得到了进一步发展。人们把地面的重力仪安装在飞机上,利用单定位技术可求得各方向的加速度及其状态。通过软件可较精确地计算出飞机运动对重力观测值的影响并进行改正,以求得观测点的相对重力值。
2)地面物探方法
在地面物探方法方面,时间域电磁法(TEM)近年来有了很大发展。与直流电法和频率域电磁系统相比,时间域电磁系统的探测深度明显要大,垂直分辨率也高,易于探测到低阻覆盖下的良导矿体。地面电磁法的发展有两个显著特点:一是向轻便化、适用于矿产普查的天然场电磁法方向发展;二是向多功能方向发展,即一台电磁系统既能做直流电阻率、频率域和时间域激发极化法,又可做瞬变电磁法和天然场电磁法等。
80年代以来,加拿大和澳大利亚利用地面TEM发现了一系列隐伏矿,如赫利尔、埃洛伊斯、贝纳姆布拉和阿萨巴斯卡等。利用TEM法在中国寻找隐伏块状硫化物矿床中亦取得了良好效果。如在新疆阿尔泰南缘多金属成矿带的克因布拉克、铁木尔特和可可塔勒等矿床上,用TEM开展深部找矿,根据其结果布置钻孔,其见矿率很高。
金属矿地震方法在一些国家已发展起来。主要用于探测层状沉积矿床和与岩浆作用有关的矿床的构造填图和研究探矿要素。俄罗斯已出版了一套金属矿地震图册。加拿大和澳大利亚近年来也投入了较大的工作量,取得了实效。
原苏联研制开发的一系列地电化学方法,如元素存在形式法(MPF)、热磁地球化学法(TMGM)、部分提取金属法(CHIM)等,具有分辨率较高,探测深度大的特点,可直接用来寻找隐伏矿床。据报道,这些方法可在厚覆盖层(厚度达150m)和厚基岩(厚度达500m)条件下寻找深埋的隐伏矿,且受矿床类型、覆盖层厚度、成分、物理和化学性质的影响较小。这3种方法在原苏联已得到普遍推广和运用,取得了较好的找矿效果。近年来西方国家也开始注意这些方法。
3)井中物探方法
井中物探方法除了可获得井壁地质信息外,更主要的是可获得井壁四周和钻孔底部的信息,对发现井旁和井底的盲矿极为重要。井中物探方法主要有井中磁测法、无线电波法、井中激电法和井中充电法等,以井中脉冲电磁法在西方国家采用较多且找矿效果较佳。井中瞬变电磁法(DHTEM)的分辨率高,横向探测距离大(可达200~300m),特别适合于探测深部良导盲矿床。加拿大在勘查中使用了一种称之为UTEM的系统,能在深达3000m处探测到距钻孔300m以上的大良导体。加拿大近十多年来所发现的贱金属矿床,如温斯顿湖锌铜矿(埋深300m)、奥尔里索西斯铜锌矿(埋深600m)、林兹里铜镍矿(埋深1280m)和维克多铜镍矿(埋深2400m)等绝大多数都是盲矿矿床,几乎均是借助钻孔和井中物探方法发现的。在澳大利亚、北欧、原苏联和美国等国家和地区也屡有利用井中物探方法取得找矿成功的报道。
⑥ 什么是地球物理勘探
地球物理勘探简称“物探”,即用物理的原理研究地质构造和解决找矿勘探中问题的方法。它是以各种岩石和矿石的密度、磁性、电性、弹性、放射性等物理性质的差异为研究基础,用不同的物理方法和物探仪器,探测天然的或人工的地球物理场的变化,通过分析、研究所获得的物探资料,推断、解释地质构造和矿产分布情况。目前主要的物探方法有:重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探、放射性勘探等。依据工作空间的不同,又可分为:地面物探、航空物探、海洋物探、井中物探等。 地球物理勘探(geophysicalprospecting)应用 应用物理学原理勘查地下矿产﹑研究地质构造的一种方法和理论。简称物探。它在工程建设和环境保护等方面有较广泛的运用。 地球物理勘探简称“物探”,即用物理的原理研究地质构造和解决找矿勘探中问题的方法。它是以各种岩石和矿石的密度、磁性、电性、弹性、放射性等物理性质的差异为研究基础,用不同的物理方法和物探仪器,探测天然的或人工的地球物理场的变化,通过分析、研究所获得的物探资料,推断、解释地质构造和矿产分布情况。目前主要的物探方法有:重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探、放射性勘探等。依据工作空间的不同,又可分为:地面物探、航空物探、海洋物探、井中物探等。 地球物理勘探(geophysicalprospecting)应用 应用物理学原理勘查地下矿产﹑研究地质构造的一种方法和理论。简称物探。它在工程建设和环境保护等方面有较广泛的运用。 地下赋存的岩(矿)体或地质构造基于它们所具有的物理性质﹑规模大小及所处的位置,都有相应的物理现象反映到地表或地表附近,这种物理现象是地球整体物理现象的一部分。地球物理勘探的主要工作内容是利用相适应的仪器(见地质仪器)测量﹑接收工作区域的各种物理现象的信息,应用有效的处理方法从中提取出需要的信息,并根据岩(矿)体或构造和围岩的物性差异,结合地质条件进行分析,做出地质解释,推断探测对象在地下赋存的位置﹑大小范围和产状,以及反映相应物性特征的物理量等,作出相应的解释推断的图件。地理物理勘探是地质调查和地质学研究不可缺少的一种手段和方法。 地理物理勘探所给出的是根据物理现象对地质体或地质构造做出解释推断的结果,因此,它是间接的勘探方法。此外,用地球物理方法研究或勘查地质体或地质构造,是根据测量数据或所观测的地球物理场求解场源体的问题,是地球物理场的反演的问题,而反演的结果一般是多解的,因此,地球物理勘探存在多解性的问题。为了获得更准确更有效的解释结果,一般尽可能通过多种物探方法配合,进行对比研究﹐同时,要注重与地质调查和地质理论的研究相结合,进行综合分析判断。 地球物理勘探简称“物探”,即用物理的原理研究地质构造和解决找矿勘探中问题的方法。它是以各种岩石和矿石的密度、磁性、电性、弹性、放射性等物理性质的差异为研究基础,用不同的物理方法和物探仪器,探测天然的或人工的地球物理场的变化,通过分析、研究所获得的物探资料,推断、解释地质构造和矿产分布情况。目前主要的物探方法有:重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探、放射性勘探等。依据工作空间的不同,又可分为:地面物探、航空物探、海洋物探、井中物探等。 地球物理勘探(geophysicalprospecting)应用 应用物理学原理勘查地下矿产﹑研究地质构造的一种方法和理论。简称物探。它在工程建设和环境保护等方面有较广泛的运用。 地下赋存的岩(矿)体或地质构造基于它们所具有的物理性质﹑规模大小及所处的位置,都有相应的物理现象反映到地表或地表附近,这种物理现象是地球整体物理现象的一部分。地球物理勘探的主要工作内容是利用相适应的仪器(见地质仪器)测量﹑接收工作区域的各种物理现象的信息,应用有效的处理方法从中提取出需要的信息,并根据岩(矿)体或构造和围岩的物性差异,结合地质条件进行分析,做出地质解释,推断探测对象在地下赋存的位置﹑大小范围和产状,以及反映相应物性特征的物理量等,作出相应的解释推断的图件。地理物理勘探是地质调查和地质学研究不可缺少的一种手段和方法。 地理物理勘探所给出的是根据物理现象对地质体或地质构造做出解释推断的结果,因此,它是间接的勘探方法。此外,用地球物理方法研究或勘查地质体或地质构造,是根据测量数据或所观测的地球物理场求解场源体的问题,是地球物理场的反演的问题,而反演的结果一般是多解的,因此,地球物理勘探存在多解性的问题。为了获得更准确更有效的解释结果,一般尽可能通过多种物探方法配合,进行对比研究﹐同时,要注重与地质调查和地质理论的研究相结合,进行综合分析判断。 地下赋存的岩(矿)体或地质构造基于它们所具有的物理性质﹑规模大小及所处的位置,都有相应的物理现象反映到地表或地表附近,这种物理现象是地球整体物理现象的一部分。地球物理勘探的主要工作内容是利用相适应的仪器(见地质仪器)测量﹑接收工作区域的各种物理现象的信息,应用有效的处理方法从中提取出需要的信息,并根据岩(矿)体或构造和围岩的物性差异,结合地质条件进行分析,做出地质解释,推断探测对象在地下赋存的位置﹑大小范围和产状,以及反映相应物性特征的物理量等,作出相应的解释推断的图件。地理物理勘探是地质调查和地质学研究不可缺少的一种手段和方法。 地理物理勘探所给出的是根据物理现象对地质体或地质构造做出解释推断的结果,因此,它是间接的勘探方法。此外,用地球物理方法研究或勘查地质体或地质构造,是根据测量数据或所观测的地球物理场求解场源体的问题,是地球物理场的反演的问题,而反演的结果一般是多解的,因此,地球物理勘探存在多解性的问题。为了获得更准确更有效的解释结果,一般尽可能通过多种物探方法配合,进行对比研究﹐同时,要注重与地质调查和地质理论的研究相结合,进行综合分析判断。
⑦ 地球物理勘探知识
地球物理勘探是利用地球的物理特性与原理,根据各种岩石及其他矿物之间的密度、磁性、电性、弹性、放射性等物理性质的差异,选用不同的物理方法和物理勘探仪器,探测工程区域内的地球物理场的变化,以研究不同物理场的地质内涵,了解区域内水文地质和工程地质条件和矿藏分布的勘探和测试方法。
地球物理勘探一般分为重力勘探、磁力勘探、电法勘探和人工地震勘探几类。地球物理勘探,它是运用物理学原理勘查地下矿产、研究地质构造的一种方法和理论,简称物探。地球物理勘探是地质调查、地质学研究、矿产勘查当今不可或缺的非常实用的一种最常用手段和方法。
实际探测的区域重力场、航磁场是区域内地质构造在地球物理场中的反映,这些物理场与区域成矿作用、矿产富集与成矿区带的形成、分布也是相关的,并且也能互为因果。地球物理勘探主要用于了解地下的地质构造、圈闭、断层发育情况、有无矿床生成的可能、有无矿床保存条件,矿体是否具备开发的条件等。相对于钻井勘探,它是着眼于较为宏观的或称战略方面的勘探。钻探则是侧重于点上勘探。地震勘探也需借助于区域内已有钻探成果如录井、测井、测试资料进行标准层的确定和标准层地质属性确定,从而展开对剖面分析与解释。物探与钻探的结合,共同推进地质找矿研究工作的进展。因此,在勘探界,有“地质指路,物探先行,钻探验证”之说。学习物探的人,也需了解钻探知识,它们是紧密相依的相关学科。
(一)人工地震勘探知识
人工地震,是地球物理勘探中的主要手段,在石油和天然气勘探、煤田勘探和工程地质勘探以及地壳和上地幔深部结构探测中发挥着重要作用。它是利用炸药人工激发产生地震波在弹性不同的地层内传播规律来探测地下的地质情况。炸药爆炸产生地震波在地下传播的过程中,遇到不同岩石或其他物质时其弹性系数发生变化,从而引起地震波声的变化,产生反射、折射和透射现象,再通过仪器接收变化后的地震波数据,利用地震波速度和岩石矿物的相关性,对地震波进行处理、解释后,反演出地下情况的知识。
在油气田勘探中,人工地震用于寻找有利于油气聚集的构造圈闭。其工作主要程序分为:地震波和与地震波相关数据的野外采集、采回的数据室内处理和对处理数据的数据解释三个环节,相应产生了野外采集的原始地震资料、室内计算机数据的处理资料和数据的解释成果资料三个部分。
野外数据采集是人工地震勘探的基础工作,其产生的数据也是基础资料也称原始资料,主要是地震测线和地震波数据;人工地震勘探中的数据处理环节,是将野外采集到的地震数据波去粗取精去伪存真工作过程,通过“去噪”和“校正”技术处理,提高原始数据分辨率,这个过程就形成处理数据,再由处理数据形成可视的地震剖面图和一些其他成果图件及文字性的处理报告。
(1)二维地震资料处理过程:原始资料的解编和观测系统的定义→振幅补偿、双向去噪→单炮去噪→野外静校正→地表一次性预测反褶积→速度分析→剩余校正→叠前去噪→速度分析→最终叠加→叠后去噪→偏移处理→最终二维处理显示剖面。
(2)三维地震资料处理过程:原始资料的解编和观测系统的定义→高通滤波→野外静校正→三折射静波校正→三维地表的一致性振幅补偿→三维地表一次性反褶积→抽CDP 道集→速度分析①→三维剩余静校正→三维 DMO→速度分析②→三维DMO叠加→三维去噪→三维道内插→三维进一步法时间偏移→三维修饰处理→三维数据图像显示。
解释环节是前期数据处理环节产生的成果,运用相关知识,结合钻井等其他勘探资料,通过用计算机工作站技术进行分析研究,推断地层沉积、地下构造特征、岩性和含流体等地质结构情况。这种分析研究和推断结论产生的资料,称解释成果。解释成果主要有:断面识别成果、特殊地质现象解释、构造图和厚度图成果、三维可视立体解释构造图和文字性的解释报告。
地震数据解释阶段的工作,一般将其归纳为四项工作:构造解释;地层解释;岩性解释和矿产检测;综合解释。
地质科技人员阅读解释资料,最好能要了解解释程序和解释结论产生的过程,如二维资料解释,是在收集工区内已有地质资料基础上进行的,剖面解释首先是选择区域内有代表性的剖面,确定标准层和标准层的地质属性,然后在进行非标准层的追踪;进行时间剖面的对比,断面的识别与解释;不整合面、超覆、古潜山等特殊地质现象的解释;构造图、厚度图、等厚度图的编制过程。了解它的解释工序和过程,就能深度看懂和彻底消化这些解释资料,而不是一知半解、囫囵吞枣。
近几年来随着时代的发展,人工地震勘探技术有了新的进展,储层预测和油藏描述技术方法已被油田类企业广泛利用。其中油藏描述中圈闭描述、地层沉积描述、储集体描述、油气储量计算技术在不断发展和深化,水平分辨率和垂直分辨率区分地质特征的识别能力也在不断提高,地震层析成像技术初步运用,人工神经网络技术也在酝酿发展。三维可视化技术的利用等方面的知识都应了解或掌握。四维地震就是在三维地震的基础上加上时间推移,用于监测油气开采动态情况,油田开发的采收率一般在25%~30%之间,三维地震技术用于油田开发后采收率可提高到45%,据报道,将四维地震技术方法用于油田开发后采收率可提高到65%以上。
了解这些人工地震知识后,对于利用这些物探资料作用非凡。如我们在看解释报告结论有怀疑时,可查看数据处理资料,看看它的“去噪”和“校正”过程中是否有瑕疵,了解一下标准层及其地质属性的确定是否准确。看看解释过程和解释观念。而不懂处理技术方面的知识是发现不了其中的问题的,而有时候发现了一个瑕疵就发现了一个矿藏构造或是纠正了一个对地层的认识;学习物探类学科的学生或刚刚从事其他学科的技术工作的人员只有了解和系统掌握了这一学科知识,才能看懂这些物探资料,而要利用这些资料,首先是读懂它,然后才能发现其中蕴含的价值。即使你是工作多年的技术人员,你也得注意积累,因为人工地震在不同环境下的取得的数据,也会有巨大差距。如在沙漠地区因巨厚的地表浮沙形成低速层厚度横向变化很大,对数据采集中的激发和接收一致性影响较大,与此相应,它对地震波的能量衰减较为严重,对地震波的高频成分吸收强烈,对“静校正”提出了更高要求。同理,水网地区的人工地震与一般陆地人工地震“静校正”要求又有区别。处理与阅读这些资料奥妙无穷。
人工地震产生的物探资料主要有:
二维地震资料统计表
续表
三维地震资料统计表
二维、三维地震资料品种很多,但主要需看懂的资料是:
处理报告、解释报告及图件。尤其是图件中的“时间剖面”。
人工地震工程得到的是地震波数据,技术人员对数据的处理与解释结果体现在时间剖面上,而解释报告是对剖面的解读和总结的结论。一般表现为:推断地层分布、构造特征及流体性质,圈闭描述、地层沉积描述、储集体描述、矿产储量计算等。这些推断和描述是否准确,就得看推断和描述的依据和过程,得出自己独立的见解或对推断和描述给予赞成与否的结论。
(二)重力勘探知识
重力勘探是地球物理中的又一种勘探方法。它是利用组成地壳的各种岩石及其介质的密度差异引起的重力场变化原理,在野外通过重力仪器测量,对重力数据进行观测,研究其重力的变化,推断地下构造的一种物理勘探的方法。由于重力异常区场与区域内地质构造、深部地壳构造以及地形、地貌均呈相关性,通常能反映出断裂构造带断裂构造的重力异常梯度带与矿产资源分布具有密切关系。而且,从成矿理论到勘探实践看来,矿床往往是成群出现的,在一定范围内会集中出现矿体。研究区域内的重力情况,也是认识地质构造和发现矿产的又一个重要途径,地质资料馆中主要珍藏的是围绕重力异常产生的资料。
重力勘探产生的主要资料统计表
续表
要求能看懂的最主要的重力资料:
布格重力异常图。
布格重力剩余异常图。
趋势面分析报告。
重力勘探项目处理成果报告。
(三)电磁感应法勘探
电磁感应勘探法,分为电法勘探和磁法勘探。电法勘探,是利用地壳中多种岩石或其他固态、液态、气态介质的电学性质的不同,引起的电磁场在空间分布状态发生相应变化实际差异,来研究地质构造和寻找矿藏的一种物探方法。产生相关电法勘探图件和勘探文字报告。
磁法勘探是根据区域内各种岩石和其他介质的磁性不同,利用仪器发现和研究地球磁场及异常,进而寻找磁性矿体和研究地质构造的又一种地球物理勘探方法。磁异常是磁性地质体引起的,磁异常的分布与对应的区域地面及地下地层、岩层磁性相关。通常火山岩和变质岩易引起磁性异常,这种异常的变化激烈往往表明磁性体浅,意味着结晶体基底浅,反之,表示结晶体基底深。这样就能划分出隆起区和坳陷区,进而发现伴随火山岩活动的深大断裂带。
电法与磁法勘探,实践中通常不是各自独立进行的,而是利用电磁感应理论结合进行的勘探,它是在地质目标或矿体与相邻岩体存在电磁学性质差异时,通过观测和研究由地质目标或矿体引起电磁场空间和时间分布规律,寻找地质目标或矿体的方法。
电磁法勘探形成的地质资料统计表
续表
需要读懂的主要资料:
电法、磁法或电磁法勘探报告,测线大地电磁测深Ρyx/Ρxy剖面图、测线大地电磁测深曲线与断层关系对比图、测线地质——物探解释参考剖面图、测线大地电磁测深地质解释剖面图、大地电磁测深仪野外处理结果曲线、大地电磁测深仪对比曲线册、大地电磁测深及解释研究报告、大地电磁测深勘探报告。
(四)遥感技术
遥感技术,是指地质学科里运用的遥感探测技术,又称遥感地质或称地质遥感。遥感地质是综合应用现代遥感技术来研究地质规律、进行地质调查和资源勘察的一种方法。从宏观的角度,着眼于由空中取得的地质信息,即以各种地质体对电磁辐射的反应作为基本依据,结合其他各种地质资料及遥感资料的综合应用,以分析、判断一定地区内的地质构造情况。遥感技术对地质学研究和探矿方面的作用:
(1)能了解各种地质体和地质现象在电磁波谱上的特征。
(2)能了解地质体和地质现象在遥感图像上的判别特征。
(3)可以通过对地质遥感图像的光学及电子光学处理和图像及有关数据的数字处理和分析,得出相关认识。
遥感技术在地质制图、地质矿产资源勘查及环境、工程、灾害地质调查研究中广泛运用。
遥感技术在地质勘探上运用成果,得到遥感图像。它相当于一定比例尺缩小了的地面立体模型。能全面、真实地反映了各种地物(包括地质体)的特征及其空间组合关系。遥感图像的地质解译包括对经过图像处理后的图像的地质解释,即运用用遥感原理、地学理论和相关学科知识,以目视方法揭示遥感图像中的地质信息。遥感图像地质解译的基本内容包括:
(1)岩性及地层解译。解译的标本有色调、地貌、水系、植被与土地利用特点等。
(2)构造的解译。在遥感图像上识别、勾绘和研究各种地质构造形迹的形态、产状、分布规律、组合关系及其成因联系等。
(3)矿产解译及成矿远景分析。这是一项复杂的综合性解译工作。通常在大比例尺图像上,有的可以直接判别原生矿体露头、铁帽和采矿遗迹。但大多数情况下是利用多波段遥感图像(特别是红外航空遥感图像)的解译与成矿相关的岩石、地层、构造以及围岩蚀变带等地质体。除目视解译外,还经常运用图像处理技术获取区域矿产信息。
成矿远景分析工作是以成矿理论为指导,在矿产解译基础上,利用计算机将矿产解译成果与地球物理勘探、地球化学勘查资料进行综合处理,从而圈定成矿远景区,提出预测区和勘探靶区。利用遥感图像解译矿产已成为一种重要的找矿手段。
主要资料就是遥感图像——胶片和照片。对图像解译是阅读遥感资料的基本功。实践中阅读图片时,往往对照地面已开展的地质工作认识成果,可对遥感图像有更深入的解读。
⑧ 地球物理探矿法
(一)地球物理探矿法的基本原理
物探的理论基础是物理学或地球物理学,是把物理学上的理论(地电学、地磁学等)应用于地质找矿的方法。基本特点是利用地球物理场或某些物理现象,如地磁场、地电场、放射性场等异常特征进行勘查找矿。它与地质学方法有着本质上的不同。通过物理场的研究可以了解覆盖区的地质构造和产状。因此地球物理探矿法的应用具有一定的特点和前提。
1.特点
(1)必须实行两个转化才能完成找矿任务。即先将地质问题转化成地球物理探矿的问题,才能使用物探方法去观测。在观测取得数据之后(所得异常),只能推断具有某种或某些物理性质的地质体,然后通过综合研究,并根据地质体与物理现象间存在的特定关系,把物探的结果转化为地质的语言和图示,从而去推断矿产的埋藏情况与成矿有关的地质问题。
(2)物探异常具有多解性。工作中采用单一的物探方法,往往不易得到较为肯定的地质结论。一般情况应合理地综合运用几种物探方法,并与地质研究紧密结合,才能得到较为肯定的结论。
(3)每种物探方法都要求有严格的应用条件和使用范围。因为矿床地质、地球物理特征及自然地理条件因地而异,从而影响物探方法的有效性。
2.物探工作的前提
物探工作的前提主要有下列几方面。
(1)被调查研究的地质体与周围地质体之间,要有某种物理性质上的差异。
(2)被调查的地质体要具有一定的规模和合适的深度,用现有的技术方法能发现它所引起的异常。若规模很小、埋藏又深的矿体,则不能发现其异常。有时虽然地质体埋藏较深,但规模很大,也可能发现异常。故找矿效果应根据具体情况而定。
(3)能区分异常,即从各种干扰因素的异常中,区分所调查的地质体的异常。如铬铁矿和纯橄榄岩都可引起重力异常,蛇纹石化等岩性变化也可引起异常,能否从干扰异常中找出矿异常,是方法应用的重要条件之一。
(二)地球物理探矿的方法及方法的选择
1.物探找矿的条件分析
(1)物探找矿有利条件:地形平坦,因物理场是以水平面作基面,越平坦越好;矿体形态规则;具有相当的规模,矿物成分较稳定;干扰因素少;有比较详细的地质资料。最好附近有勘探矿区或开采矿山,有已知的地质资料便于对比。
(2)物探找矿的不利条件:物性差异不明显或物理性质不稳定的地质体;寻找的地质体或矿体过小过深,地质条件复杂;干扰因素多,不易区分矿与非矿异常等。
2.物探方法的种类及主要用途
(1)物探方法的主要种类:
① 放射性测量法:寻找放射性矿床和与放射性有关的矿床,以及配合其他方法进行地质填图、圈定某些岩体等。对放射性矿床能直接找矿。
② 磁法(磁力测量):主要用于找磁铁矿和铜、铅、锌、铬、镍,铝土矿、金刚石、石棉、硼矿床,圈定基性超基性岩体进行大地构造分区、地质填图、成矿区划分的研究及水文地质勘测。
③ 自然电场法:用于进行大面积快速普查硫化物金属矿床、石墨矿床;水文地质、工程地质调查;黄铁矿化,石墨化岩石分布区的地质填图。
④ 中间梯度法(电阻率法):主要用于找陡立、高阻的脉状地质体。如寻找和追索陡立高阻的含矿石英脉、伟晶岩脉及铬铁矿、赤铁矿等。
⑤ 中间梯度装置的激发极化法:要用于寻找良导金属矿和浸染状金属矿床,尤其是用于那些电阻率与围岩没有明显差异的金属矿床和浸染状矿体,效果良好。
⑥ 电剖面法按装置的不同分为:联合剖面法、对称四极剖面法。前者主要用于寻找和追索陡立而薄的良导体的金属矿体,后者主要用于地质填图,研究覆盖层下基岩起伏和对水文、工程地质提供有关疏松层中的电性不均匀分布特征,以及疏松层下的地质构造等。
⑦ 偶极剖面法:一般在各种金属矿上的异常反映都相当明显,也能有效地用于地质填图划分岩石的分界面。
⑧ 电测深法:可以了解地质断面随深度的变化,借以确定矿体顶部埋深以及了解矿体的空间赋有情况等。
⑨ 充电法:用以确定已知矿体的潜伏部分的形状、产状、大小、平面位置及深度;确定几个已知矿体之间的连接关系;在已知矿体或探矿工程附近寻找盲矿体和进行地质填图。
⑩ 重力测量:可用此法直接找富铁矿、含铜黄铁矿;配合磁法找铬铁矿、磁铁矿,及研究地壳深部构造、划分大地构造单元、研究结晶基底的内部成分和构造,确定基岩顶面的构造起伏,确定断层位置及其分布、规模,圈定火成岩体,以达到寻找金属矿床的目的。及用于区域地质研究,普查石油、天然气有关的局部构造。
⑪ 地震法:主要用于解决构造地质方面的问题,在石油和煤田的普查及工程地质方面广泛应用。
(2)物探方法的选择:一般是依据工作区的下列3个方面情况,结合各种物探方法的特点进行选择:一是地质特点,即矿体产出部位、矿石类型(是决定物探方法的依据)、矿体的形态和产状(是确定测网大小、测线方向、电极距离大小与排列方式等决定因素);二是地球物理特性,即岩矿物性参数,利用物性统计参数分析地质构造和探测地质体所产生的各种物理场的变化特点。如磁铁矿的粒度、品位、矿石结构等对磁化率的影响,采用方法的有效性等;三是自然地理条件,即地形、覆盖物的性质和厚度及分布情况、气候和植被土壤情况等。
⑨ 地球物理勘探在资源勘查中的作用和地位
地球物理勘探在20世纪后半叶已经形成了比较完整的体系,成为地质勘探中一个不可缺少的组成部分,目前在石油、天然气、煤、金属与非金属以及水等资源勘探的各个阶段,都发挥着重要作用。
地球物理勘探是地学研究的一个手段,同时也是地学研究的一项基本内容。
由于在不同找矿阶段的目标物是不同的,因此地球物理勘探技术方法的选择,也应与之相适应,才能有效地发挥不同方法的作用。不同地球物理方法由于所利用的物理参数不同,所探测的范围和分辨率也不同,因此,合理选择综合地球物理勘探方法,是布置地球物理勘探工程必须遵循的原则之一。
大面积区域地球物理调查,主要采用航空物探和重力勘探。我国航空物探始于1959年,主要方法为航空磁测和航空放射性测量。到1999年底,全国航空磁测覆盖面积达1144×104km2,航空放射性测量覆盖面积达300×104km2,并编制了全国1:400万和1:500万航磁和航放图。另外各省区或跨省区还编制了1:50万到1:100万比例尺航磁和航放图,以及对一些找矿远景区编制了1:5万到1:20万的各类航空物探图件。区域重力测量已基本覆盖了我国陆地的大部分,编制了不同比例尺的全国和区域性重力图件(孙文珂等,1992,1997)。
在基础地质研究、填图和矿产预测工作中,根据区域地球物理测量结果得到了许多新的认识和见解。利用1:20万~1:50万的重力和磁测资料,能够清楚地圈定构造线及断裂位置。例如,郯庐断裂、扬子地台和华南褶皱系的界线,都是依据重、磁资料揭示或加以修正的。重、磁资料在圈定与沉积矿产有关的沉积盆地以及研究盆地基底性质和起伏方面,也有很好的效果。大比例尺航磁、航电、航放和遥感相结合,对于圈定火成岩体,追索矿化带,指出找矿远景区,个别情况给出普查靶区,都有许多成功的实例。
在矿产普查勘探阶段,物探工作涉及到的黑色金属矿、有色金属矿、贵金属矿、稀有稀土矿与分散元素矿以及非金属矿,达到40余种,取得的成果十分丰富。
油气普查与勘探的阶段划分,虽然不同国家并不相同,但基本思路是一致的。第一阶段是由大区域勘探结果优选出可能的含油气盆地,然后对这些盆地进行勘探,识别出含油气系统,划分出有利含油气带。这个阶段采用的主要地球物理方法是重力、航磁、电测深和地震概查,以及少量参数井中的地球物理测井。第二阶段的目的是从有利区带中划分出圈闭,采用的主要物探方法为二维、三维反射地震勘探,以及预探井中的地球物理测井。第三阶段则是对已获得工业油气流的圈闭进行评价勘探,提交控制储量和探明储量,这个阶段的主要物探工作是地震精查,并结合地球物理测井进行油气藏描述。当然,依据油气藏的复杂程度不同,采用的技术方法也不尽相同。
上述讨论可以看出,地球物理勘探在资源勘查中发挥着重要作用。同时,物探人员在地球物理勘探工作部署、数据解释、查证异常等方面积累了许多宝贵的经验和教训。
⑩ 地球物理勘探方法有哪些
地来球物理勘探方法:
1、重力自勘探法: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。
2、磁法勘探: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。
3、电法勘探:是根据岩石和矿石电学性质(如导电性、电化学活动性、电磁感应特性和介电性,即所谓“电性差异”)来找矿和研究地质构造的一种地球物理勘探方法。
4、地震勘探:是近代发展变化最快的地球物理方法。它的原理是利用人工激发的地震波在弹性不同的地层内传播规律来勘探地下的地质情况。