地球物理
Ⅰ 地球物理技术
地热地球物理勘探是研究地热田及其外围地区地球物理场特征,以及在地热资源普查勘探中,应用地球物理勘查技术,经济而有效地寻找地热资源的一种勘查技术。其主要研究内容包括:①研究地热场、电场、磁场、重力场等地球物理场特征及其与地热异常的成因联系,并根据地热田地质条件和地热资源类型,优选1~2种或多种适用于地热普查勘探的地球物理勘查技术,如地温或热流测量、电阻率测量、重力测量、航磁测量、大地电磁测深(MT)、声频大地电磁测深(AMT),以及人工地震、微动测深等,以求获得最佳效果。②根据地热地球物理探测数据处理结果,圈定地热异常分布范围。查明热储的渗透性,并确定其形态特征和赋存部位。查明断裂构造或破碎带的空间展布及其控水控热规律,确定深部可能存在的局部熔融体的埋深以及地热蚀变带的分布等。③将已有地球物理勘查成果与地质、地球化学等成果进行对比研究,综合分析,综合解释,为确定地热钻井的最佳井位提供可靠依据,以最大限度地减少钻探风险。
地球物理勘查工作是间接探测方法,信息解译有多解性。开展工作时应设计出合理的方法组合,尽量用较小的投入获取较多的地热地质信息,以便去粗取精,去伪存真。例如,应先在较大范围内采用氡气测量,初步圈定构造断裂的大概位置,再有针对性地布置部分人工地震探测剖面,以便较准确判定断裂展布、产状和地层结构,开展少量音频大地电磁测深点判定富水情况,最后选择布井有利部位。
1.重力测量(重力勘探)
重力测量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。它是以牛顿万有引力定律为基础的,只要勘探地质体与其周围岩体有一定的密度差异,就可以用精密的重力测量仪器(主要为重力仪和扭秤)找出重力异常。然后,结合工作地区的地质和其他物探资料,对重力异常进行定性解释和定量解释,便可以推断覆盖层以下密度不同的矿体与岩层埋藏情况,进而找出隐伏矿体存在的位置和地质构造情况。
地下热水研究中的重力勘探是结合其他地质和物探工作,根据重力值的变化来研究地下热水区基底起伏变化及区域性的断裂构造的空间展布,以便为分析地下热水提供依据。因地热田与构造密切相关,可利用区域重磁异常确定大地构造,再利用中、大比例尺的重磁资料确定地热成井的具体位置。在条件好的地区,也可以用重力成果确定覆盖层厚度等。
2.电法勘探
电法勘探是地球物理勘探中用来寻找储热断裂构造及推断地热异常的延展方向和分布范围的较为简单和有效的方法之一。它主要是用来测量深部导电率的。因为地层中的冷水和热水、冷岩石和热岩石之间电性差异很大,而地层中的热水,一般还富有溶解离子,加之温度又高,所以它们都具有较小的电阻率的特点。另外岩石受热水的变质作用而粘土化时,也具有电阻率低的特点。因此,用电法所测得的电阻率低的部分,往往对应于储热层。
音频大地电场测量是利用频率在音频范围内的天然大地电场作为场源,在地面上沿一定的剖面逐点测量电场强度的水平分量,从电场强度的变化可以看出,这种变化基本能反映出岩石电阻率的变化。由于电场强度的变化间接反映出地层电阻率的变化,通过研究这种电阻率的变化,就可以达到了解浅层地质构造的目的。研究表明,某一地层电阻率的大小除了与岩石的各种成分有关,还与构造的裂隙和岩石的破碎情况有关。地质构造活动使完整的岩层遭到破坏,在构造的裂隙带和断层破碎带里,通常是地下水富集的地方。完整岩层电阻率很高,但破碎充水后电阻率却很低。
音频大地仪所观测到的大地电场变化情况,基本反映了相应剖面上电阻率的变化情况,这种电阻率的相对变化又与基岩地区的富水构造带有关。因此,结合地质构造情况,分析大地电场曲线变化特点,可以达到在基岩地区寻找地下水的目的。
3.磁法测量
磁法勘探是地球物理勘探方法之一。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。磁法勘探是常用的地球物理勘探方法之一。它包括地面、航空、海洋磁法勘探及井中磁测等。磁法勘探主要用来寻找和勘探有关矿产(如铁矿、铅锌矿等),进行地质填图,研究与油气有关的地质构造及大地构造等问题。
磁法工作原理是通过测量不同磁化强度的各种岩、矿石在地磁场中所引起的磁场变化(即磁异常),并研究这些磁异常的空间分布特征、规律及与地质体间的关系,从而做出地质解释。沉积岩的磁性取决于它是否含有铁磁性矿物,若含有随母岩侵蚀而来的磁性颗粒,它将显示磁性,含的铁磁性矿物愈多,其磁性愈强。有的沉积岩几乎不含任何铁磁性矿物。在沉积岩地区,磁异常一般是侵入岩体存在的反映,而侵入岩的存在又是地热形成的决定因素,是热能之源。
4.氡气测量
氡量测量是系统测量天然物质(水、气体、土壤)中的氡含量,以研究与勘查目标物有关的氡异常的地球化学勘查工作。地层中含有丰富的天然放射性元素,其中又以铀的同位素所占比例最大。238U经一系列衰变后形成氡,当隐伏岩体存在时,氡及氡的衰变母体镭沿着构造带、裂隙和地下水的垂向运移在地表富集,形成氡异常。放射性元素随水中SiO2含量增加而增加,且地温的升高可以加快氡向地表的迁移,故而应用测氡法探测地热异常具备物理前提。
5.热释汞测量
热释汞测量是以热释法系统地测量从天然物质(土壤、岩石、单矿物及水)中释放出来的各种赋存状态汞为研究对象的地球化学勘查工作。研究与各种勘查目标物(矿产、地热田、油气田、隐伏构造等)有关各种赋存状态汞含量异常和热释曲线特征,可得出寻找矿产、地热田、油气田、隐伏构造的标志。土壤热释汞已成为寻找盲矿和在沉积物覆盖区找隐伏矿、隐伏构造、油气田、地热田及古墓的有效方法。研究不同矿床或同一矿床不同标高岩石或某种单矿物中热释汞赋存状态、汞含量或热释曲线,可用于区分矿床类型,进行盲矿预测。
6.EH4电导率成像系统
电导率成像技术是地热地球物理勘查技术中的一种,它可以有效地划分地层结构,确定底界面埋深,圈定有热异常特征的热储构造和导热构造,同时可节 约勘探成本。EH4电导率成像系统是20世纪90年代由美国EMI公司和Geo-matrics公司联合推出的新一代电磁观测系统。该系统是采用天然场源与人工场源相结合的大地电磁测量系统,即高频段采用人工场源,低频段应用天然场源。EH4的工作原理是通过发射和接收地面电磁波来达到电阻率或电导率的测深。连续的测深点阵组成地下二维电阻率剖面,甚至三维立体电阻率成像。其基本配置(10~100kHz)的装置能测量地表以下1000m深度范围内地质体的电阻率值,可确定出地下地电断面的电性特征和地下构造。
7.可控源音频大地电磁法(CSAMT)
可控源音频大地电磁法(CSAMT)是国际上20世纪90年代流行的先进方法,现普遍用于3000m深度的物探。传统的大地电磁法(MT)能探测8~10km的深度,但分辨率较粗;天然的音频(听得见声音的频率)大地电磁法(AMT)适于探测3000m深度,但天然大地电磁场强度太弱,接收困难。可控源音频大地电磁法增加了一个30kW的人工电源发射,可以增加接收的信号,将接收的电磁和磁场强度,再解释成电阻率剖面。该方法对地层的分层和断裂的划定比其他物探方法清晰,尤其适合于地热物探,因为地下深处含热、含水的地质构造层位或断裂可以呈现低电阻率异常的反映。这些年来,北京、天津地区新钻的地热井基本上全部进行CSAMT的探查。
8.地温法勘探
地温法勘探是测量地球温度场的分布和变化,研究地壳内热源体的要素,观测外部热源影响和测定地壳物质的热物理参数,以勘探地热资源或解决一定的地质问题的一种地球物理勘探方法。
地球内部相当于温度很高的热源,热量不断从内部向地表传导,使地壳中的温度随深度的增加而升高。地壳中的温度主要受地球内部热源(如岩浆侵入、喷发、冷却)和外部热源(如太阳辐射、核爆炸)的双重制约。内部热源基本上是稳定的,而外部热源则是变化的,受气候、地下水活动和人类活动等因素的影响而变化。地温法勘探的基本原理是地热异常区的热量,可以通过热的传导作用而不断地向地表扩散。这样根据在地表以下一定深度的温度测量和天然热流量的测定便可以圈定出地热异常区,并可以大致地推断出地下水的分布范围和高温地下热水的分布地段。测量方法有地温测量法(包括直接测量法和遥感测量法)、人工地温法(测量人工地温场中的温度变化)以及地热流法。
地热田地质勘查中的物探方法根据地热田的地质条件和被探测体的物性特征而选择。一般利用地温勘探圈定地热异常区;利用重力法确定地热田基底起伏(凸起和凹陷)、基底断裂构造的空间展布;利用磁法确定水热蚀变带位置和隐伏火成岩体的分布、厚度及其与断裂带的关系;利用电法、放射性法圈定热异常和确定热储体的范围及深度;利用人工地震法较准确地测定断裂位置、产状和热储结构;利用大地电磁法确定高温地热田的岩浆房及热储位置和规模;利用微地震法测定活动断裂带。
Ⅱ 区域地球物理
一、研究区岩、矿石物性特征
研究区跨越新疆北部,地理坐标为东经88°30′~95°30′,北纬43°40′~46°00′,范围近6万km2,各地物探工作程度差异较大,资料不系统。这里仅根据收集到的物性资料,对研究区的情况进行分析。
(一)研究区岩、矿石的密度特征
各时代地层的平均密度值一般随地层从老到新有规律地减小,元古宇、古生界、中生界、新生界之间均有一定的密度差,各地层间的差异随地区和环境不同而经常变化。研究区内部分地区地层的平均密度如表1-5所示。
表1-5东准噶尔部分地区地层密度统计表
续表
研究区内广泛分布泥盆系、石炭系火山岩,这些火山岩层的平均密度为2.78g/cm3。区内还广泛发育各时期的侵入岩,从酸性—中性—基性,其密度是逐渐增加的。东准噶尔部分地区侵入岩和火山岩平均密度如表1-6所示。
表1-6东准噶尔部分地区侵入岩和火山岩平均密度表
(据新疆物探队)
从表中数据可以看出,火山岩岩层的平均密度高于沉积岩,基性侵入岩的密度一般高于沉积岩、火山岩。因此火山岩类和基性侵入岩可能产生高重力异常。
研究区内一些矿区各种矿石(或矿化岩石)与围岩一般有明显的密度差异,东疆及北疆一些矿石(或矿化岩石)的统计资料如表1-7所示。根据这些密度资料可知,利用重力勘探探测铜、铁矿床是有效的方法。
表1-7东疆及北疆一些矿区矿石(或矿化岩石)的密度[ρ/(g·cm-3)]
(据新疆物探队)
从表中可以看出含矿岩石或矿石的密度较大,一般均大于2.90g/cm3。
根据上述沉积岩层、岩浆岩和矿石的密度资料可知,各时代地层间有一定的密度差异,可根据地层的密度特征对比划分地层;侵入岩和沉积岩有稳定的密度差异,根据密度资料可圈定隐伏岩体;各种矿体与围岩(岩浆岩或沉积岩)均有显著的密度差异,在地形条件好的情况下,可直接应用重力测量方法找矿。
(二)研究区岩、矿石的磁性特征
研究区内的沉积岩层,如砂岩、页岩、粉砂岩、灰岩等一般无磁性,区内广泛分布的泥盆系、石炭系火山岩磁性变化较大,在地表可以引起n×100nT呈锯齿状跳跃的异常,这是火山岩地层的明显特征。
侵入岩从酸性—中性—基性,其磁性也是逐渐增加的,花岗岩的磁化率(k)值为1400×10-64πSI(k),剩余磁化强度(Mr)值为420×10-3A/m,闪长岩的磁化率(k)值为2500×10-64πSI(K),剩余磁化强度(Mr)值为1000×10-3A/m,辉长岩的磁化率(k)值为2390×10-64πSI(k),剩余磁化强度(Mr)值为1540×10-3A/m。同种侵入岩的磁性比较稳定,因此,岩体或隐伏岩体可能引起幅度变化较小的磁异常。
铜、铁矿石的磁性较强,可以引起明显的局部磁异常。如磁铁矿的磁化率(k)值为6360580×10-64πSI(k),剩余磁化强度(Mr)值为1626950×10-3A/m。采用磁法找磁铁矿效果最好。
综上所述,根据磁性可以划分岩性,圈定岩体、构造。有条件的情况下,可直接寻找铁磁性矿物含量高的矿体。
(三)研究区岩、矿石的电性特征
岩石、矿石的电阻率特征是变化范围最大的物理特征之一,很难在如此大的区域内统计岩石的电阻率。但根据各矿区的物探工作结果可知,金属矿物含量增加,岩石的电阻率降低;破碎岩石的电阻率明显小于完整岩石;含水性好的岩石电阻率降低。
一般的沉积岩、侵入岩、火山岩的极化率小于2%,而含硫化物的矿石(矿化岩石)的极化率一般大于3%,随着硫化矿物的增加,极化率增大,在研究区内各铜、金矿床都有幅度不同的极化率异常。因金铜矿床与硫化物密切相关,极化率是本区金铜矿床的特别找矿标志,但极化率的高低并不一定与矿体品位成比例。另外,炭质岩层会产生明显的幅度较大的极化率异常,这是激发极化法直接找矿的最大干扰因素。
二、研究区矿床地球物理模型
根据上述物性参数特征,前人曾总结出本区综合找矿的“三高一低”模式,即“高磁、高重、高极化率和低电阻率”。但具体到不同的矿床,由于成矿地质条件的变化,地球物理模型也有细微的变化,根据物性特征及各种物探方法的特点而采用最佳的地球物理方法,则需要进一步总结研究。研究区内一些已知的典型的金铜矿床的地球物理模式如下:
(一)典型金矿床的地球物理特征
1.北山金矿为与陆相次火山岩有关的高硫型浅成中低温热液矿床
矿体主要受构造和侵入脉岩控制,采矿结果显示,矿石含金品位与黄铁矿化程度有共消长关系,在获得高相位(高极化率)异常的部位,在探槽中采样,平均含金品位为7g/t以上。所以,与黄铁矿化有关的金矿体与围岩有明显的极化率差异。在矿区还进行了高精度磁测,磁测结果主要反映了岩性的变化。几种物探方法中,激发极化法较为有效。
2.黄南金矿为高硫型岩浆热液型矿床
金矿体与硫化物关系密切,在金矿体分布的区域,有明显的自然电位异常,在老采坑处有突出的局部自然电位异常。
从以上实例可以看出金矿床的电性特征(极化率)主要与硫化矿物含量有关,当硫化物浸染状分布在岩石中时,矿体和围岩的电阻率差异较小,极化率差异明显。矿体和围岩的磁性差异主要是岩性不同引起的磁性差异,岩石含金不会引起岩石的磁性变化,矿体和围岩磁性差异有时并不明显。因此,采用激发极化法和磁测结合的综合物探方法对金矿勘探更为有利。由于硫化矿物的存在,在条件适宜的情况下会产生自然电位异常,方法简单易行,可以作为金矿普查的方法。
从研究区各金矿区的成矿条件看,金矿体的成因有多种类型,破碎带蚀变岩型、石英脉型、侵入体接触带型、陆相火山岩型等,产生的物性差异也不完全相同。因此金矿的物探工作应定位为寻找高阻脉、接触带、破碎带、岩体等间接找矿工作,在条件较好的情况下(硫化物含量较高,激发极化异常明显),可以进行直接找矿。
(二)典型铜矿床的地球物理特征
(1)乌伦布拉克铜矿为角砾岩筒型矿床,矿体极化率一般在4%~10%之间,最高达15%~20%,磁化率在200×10-6~2680×10-64πSI之间,围岩岩性为火山碎屑沉积及钙质砂岩等,极化率一般小于2%,磁化率小于50×10-64πSI(k),矿体和围岩没有明显的电阻率差异。因此,在乌伦布拉克铜矿区的有效物探工作方法为激发极化法和高精度磁测。
(2)索尔库都克铜矿为夕卡岩型矿床,矿体极化率一般在10%左右,最高达66%;矿石密度一般为3.06~3.18g/cm3之间;含黄铜矿黄铁矿安山岩矿石或矿化岩石的磁化率(k)值为(3200~4437)×10-64πSI(k)之间,剩余磁化强度(Mr)值为(990~2730)×10-3A/m,围岩为安山岩、玄武岩等火山岩及侵入岩,它们的极化率一般小于3.5%,磁化率(k)值小于2700×10-64πSI(k),剩余磁化强度(Mr)小于900×10-3A/m,密度小于2.90g/cm3,矿体和围岩之间有明显的极化率、密度和磁性差异。本区找矿的有效方法为重力、磁法和激发极化测量,其中极化率异常与矿体关系最为密切,因此激发极化测量取得了显著的找矿效果。
(3)绿石沟铜矿为夕卡岩型矿床,含铜矿体和磁铁矿矿体可引起3%~5%的极化率异常;矿石密度一般在3.12~4.34g/cm3之间;含铜磁铁矿化夕卡岩的磁化率(k)值高达624278×10-64πSI(k),围岩岩性为砂岩、灰岩、凝灰岩、花岗岩等,它们的极化率一般小于2%,磁化率(k)值小于1200×10-64πSI(k),密度小于2.81g/cm3,矿体和围岩之间有明显的极化率、密度和磁性差异。由于矿石中的磁性矿物含量高,高精度磁测成为最有效的工作方法。
根据以上实例,对比围岩和矿体的物性参数,可以看出铜矿床的地球物理特征为“高重、高磁、高极化率”。采用重力、磁法和激发极化法都是寻找铜矿的有效方法,但各个铜矿床的成因不同,其物性差异会发生变化,各种方法所产生的异常与矿体的密切关系也不同,因此,采用多种物探方法,进行综合方法勘探,突出某一主要方法可得到最佳地质解释。
三、区域地球物理场特征
(一)布伽重力异常特征
根据新疆东北部布伽重力异常图(图1-7),东准噶尔地区重力场具有明显的块状镶嵌与北西向条带状重力异常梯度带相间出现的特点。布伽重力异常值普遍较高,平均值为-110×10-5m/s2,最高为-70×10-5m/s2。区域重力异常主要由莫霍界面引起,据此计算的莫霍界面起伏变化较大,最大落差可达12km。自北而南有:阿尔泰幔坳区,深约60km;布尔津-富蕴幔隆区,深约43km;二台幔坳区,深约50km;将军庙幔隆区,深约45~47km;北天山幔坳区,深约53km。在各区之间有非常突出的布伽重力异常梯度带,一般均为深大断裂的反映。研究区内有卡拉麦里、阿尔曼泰等深断裂及库普大断裂等大断裂,这些区域性深大断裂的长期活动,及其附近地区各种岩浆岩的广泛发育,为研究区创造了极为有利的成矿条件。
图1-7新疆东北部布伽重力异常平面等值线图
(二)航磁异常特征
按新疆北部航磁异常强度、走向、形态、规模及其所反映的岩相,侵入体类型和构造特征,可将研究区划分为2个大异常区。
1.乌伦古磁异常区
该区西越塔城,经和布克赛尔一福海—扎河坝—阿尔曼泰一带,异常区呈向南弯曲的弧形,西翼异常为北西—南东向展布,东翼为北西南—东向展布,正负异常相间排列,定向展布是本区的特点,反映了造山带所特有的构造规律,正异常一般600~700nT,局部可达1000nT,负异常一般-100~-200nT。
区内第四系和第三系分布广泛,主要地层有泥盆系和石炭系,岩石磁性研究结果表明,泥盆系因火山熔岩、火山碎屑岩、凝灰岩发育,平均磁化率约1000×10-6,由于火山物质分布的不均匀,就整个地层而言,磁性是不稳定的。石炭系火山物质相对较少,其岩性以粉砂岩、泥板岩等正常沉积岩为主,因而其磁性很弱。但由于中基性、基性、超基性岩的侵入较发育,这些磁性体往往为圆形、椭圆形的异常。因此区内高磁异常带反映了火山较发育的地区,其地层一般为泥盆系。而负磁异常则反映了沉积岩较发育的地区,其地层一般为石炭系。异常区呈向南弯曲的形状反映了该区在地质发展进程中的运动特点。在研究区的主要工作地段以早石炭世晚期火山岩为主,火山作用强度增加与金矿关系密切。
本区侵入岩、火山岩十分发育。近年来根据1:20万区域化探资料发现大量的Au、Cu、Ag、Pb、Zn元素化探异常。本区金、稀有金属和铜、铅、锌等多金属矿产具有潜在的优势。
2.卡拉麦里高磁异常带
这些高磁异常带都是叠加在准噶尔北缘负磁异常带中的强度不大的高磁异常,并对应在重力高异常边缘,高磁异常区主要分布有火山岩和基性—超基性岩建造,具中强磁性(超基性岩为强磁性),该建造中赋存有金、铬铁矿等矿产资源。
Ⅲ 地球物理学研究及其意义是什么
地球物理学的很多问题与天文学的相似,因为研究对象很少能直接观察,结论应当说主要是根据物理测量的数学解释而得出的。这包括地球重力场测量,在陆地和海上用重力测量仪,在空间则用人造卫星;还包括行星磁场的磁力测量;又包括地下地质构造的地震测量,这通过地震或人工方法产生的弹性反射波和弹性折射波来进行。
用地球物理技术来进行的研究,被证明在为支持板块构造学理论提供证据方面是极其有用的。
地球物理学是一门介于物理学、地质学、大气科学、海洋科学和天文学之间的边缘学科。它的主要研究对象是人类生息的地球及其周围空间。它用物理学的原理和方法,通过利用先进的电子和信息技术、航空航天技术和空间探测技术对各种地球物理场进行观测,来探索地球内部及其周围空间、近地太空的介质结构、物质组成、形成和演化,研究与其相关的各种自然现象及其变化规律。在此基础上优化和改善人类生存和活动环境,防御及减轻地球与空间灾害对人类的影响,为探测和开发国民经济中急需的能源及资源提供新理论、新方法和新技术
地球物理学为太空时代的人类活动提供了必要的基础
目前地球物理学包括固体地球物理学和空间物理学两个二级学科。固体地球物理学主要以固体地球作为研究对象,而空间物理则以太阳系特别是日地空间物理环境作为主要研究对象。
地球物理学这门学科自20世纪之初就已自成体系。到了20世纪60年代以后,发展极为迅速。它包含许多分支学科,涉及海、陆、空三界,是天文、物理、化学、地质学之间的一门边缘科学。将地球作为一个天体来研究,地球物理学和天体物理学是分不开的;研究地球本身的结构和发展时,地球物理学又和地质学有很密切的联系。但地球物理学所探讨的范围远不止此,它还包括研究地面形状的大地测量学,研究海洋运动的海洋物理学,研究低空的气象学和大气物理学,研究高空以至行星际空间物理学,研究地球本体的固体地球物理学(或叫做地体学),还有一些较小的分支,如火山学、冰川学、大地构造物理学等等。这些学科中,有的又各有独立的分支。人造卫星出现后,地球物理现象的观测扩展到了行星际空间。行星物理学是地球物理学的一个引伸,但它所要解决的问题,离地球越来越远了。
通过各大洲之间的联系,可以更好地研究地球
地球物理学学科中的地震学和地磁学两个领域有着悠久的历史,在这两个方面我国均为先驱。我国古书籍中就记载有早至公元前20世纪关于极光的现象。东汉张衡在公元132年设计制造了世界上最早的地震仪——候风地动仪。我国约于10世纪就已将指南针用于航海。唐·僧一行(683—727)、宋沈括(1031—1095)均对有关地球物理问题作过研究。地球物理学也是早期经典物理学的重要研究内容。牛顿由研究地球和月球的运动而发现了万有引力,由此产生了重力学;牛顿以后的许多数学家和物理学家都曾对地球物理学的研究作出过重要贡献,为地球物理学的形成和发展奠定了基础。
地球物理学的发展与科学本身的发展条件和人类生存需要密切相关。在18、19世纪时,地球物理学的一系列问题是物理学中引人注目的领域。20世纪20年代开始利用地震波走时理论研究地球内部的分层结构取得突破性进展。30年代兴起的地球物理勘探(特别是地震勘探),对资源的开发和利用起到了关键作用。40年代,特别是第二次世界大战以后发展起来的地壳与上地幔的地震探测极大地深化了人类对岩石层(圈)的认识。50年代开始的地震预测研究受到世界各国的关注。另外,人类在20世纪初探测到了电离层,随后实现了无线电通信。50年代末人造卫星发射成功,发现了辐射带、太阳风和磁层顶,空间物理学迅速发展为一门独立学科,为人类航天活动提供环境认识的保证。
50年代的国际地球物理年,60年代的上地幔计划,70年代的地球动力学计划、国际磁层计划,幼年代、切年代的国际岩石层(圈)计划、地圈—生物圈计划、全球电离层和热层计划、国际日地物理计划,使地球物理学研究取得了新的进展。板块构造学说的提出和新地球观的形成,日地空间各层次能量耦合作用的发现,改变了一系列传统观念。
大气层中的一些现象也为研究地球提供了线索
近代正在发展的岩石层(圈)地震层析成象,全球与区域的三维结构,复杂地质构造中地震波理论,地震震源的动力学破裂理论,地球内部介质的不均匀性和非线性特征,热动力机制与演化,环境地球物理,地震灾害预测,流体在岩石层(圈)介质中的作用,日地系统整体变化和地球空间环境预报,反演理论与方法等方面的研究,以及大型快速电子计算机、航空、海洋和空间探测技术的应用,将进一步提高地球物理的研究水平,深化人类对地球物理问题的认识。
地球物理学是一门应用性很强的基础学科,它的研究成果有助于增进人类对所生息的地球及其周围空间环境的科学认识,而且支持着众多的国民经济建设中具有重要意义的产业部门或高科技领域。例如,勘探和开发利用石油与天然气、地热资源、金属与非金属矿藏,预测与预防(或防治)诸如地震、火山、滑坡及岩爆等自然灾害,保护与监测地球生态环境,保障日地空间环境中航天飞行安全等。今天,地球物理学已成为地球科学中最具活力的学科之一,并且与地质科学有密切联系,其研究成果将对21世纪人类的生存发展产生重要影响。
当代地球物理学面临严峻的挑战,如自然灾害、能源需求急增、资源短缺、环境恶化、人口增长对土地的压力等均直接威胁着人类的生存与进步,空间开发国际竞争则直接关系到国家安全和利益。地球物理学家必须投入研究和解决一系列严峻的挑战性问题,为确保人类社会的可持续发展作出贡献。
火山喷发可以间接证明地球内部的热能存在
Ⅳ 地球物理的综合解释
鉴于舟山市新城区海岛海岸带的特定自然地理条件,用地球物理勘查解释其地下地质条件的单种方法都出现了某种弱点,即不适应性,因此,我们必须应用地球物理的方法来综合解释。
1.EH4电导率成像系统解释
在市政府大厦的东南有一条断裂构造带,其方向为从南西至北东,EH4电导率成像系统解释了这条断裂构造带。由于该方法未进行北部地区的勘查,故该断裂带是否北延情况不详。该方法还发现一些零碎的低异常点,在市政府大厦门前的一堆低异常点似可肯定为地下、地上公用设施的干扰影响,不属真实异常。EH4方法在1号剖面中西部还发现一段高异常,这或许可以解释为侏罗系地层的相对高阻特性,而其东界可能就是白垩系地层的相对低阻区。
2.重力测量解释
重力测量解释了1、2号剖面东半部分布格重力低异常区应是白垩系地层分布区。然而,它没有解释在重力3、4号剖面的中东部明显存在布格重力高异常,而这两处高异常明显没有相连。现在,从综合解释来看,上述EH4方法解释的断裂如果继续往北东方向延伸,则正好是布格重力两处高异常中间的不连续区。所以从综合解释的角度,我们可以认为:断裂带是往北东方向延伸了。
3.音频大地电场解释
音频大地电场的高异常分布在1、2号剖面的西段和中西段,又分布在2、3号剖面的东端,我们将此作为不存在断裂的地区。
4.综合解释
将上述各点综合解释统一表示在地球物理综合解释图(见图版ⅩⅣ-3)上,我们可以结论为两点:
(1)在工作区的靠东南部分,在市政府大厦的东南,有一条北东方向的断裂通过,约NE35°走向,这是有利于我们地热勘查的目标区;
(2)在工作区的东南部分小于1/4的面积内,对应于布格重力低异常区,是白垩系地层馆头组的分布范围,这一套内陆河湖相砂岩、泥岩地层相对于侏罗系的火山质岩石是相对低电阻率,但相对低电导率,是较好的保温覆盖层。
Ⅳ 地球物理学有哪些方面
地球物理学成因说影响因素较多,有大气物理方面的,也有地理地质方面的。
一是大气透明度的影响。频繁的火山活动等,使大气层饱含着火山灰,透明度低,减少了太阳辐射量,导致地球变冷。
二是构造运动影响。构造运动造成陆地升降、陆块位移、视极移动,改变了海陆分布和环流形式,可使地球变冷。云量、蒸发和冰雪反射的反馈作用,进一步使地球变冷,促使冰期来临。
三是大气中二氧化碳的屏蔽作用。二氧化碳能阻止或减低地表热量的损失。如果大气中二氧化碳含量增加到今天的2倍至3倍,则极地气温将上升8度至9度;如果今日大气中的二氧化碳含量减少55至60%,则中纬地带气温将下降4度至5度。在地质时期火山活动和生物活动,使大气圈中二氧化碳含量有很大变化,当二氧化碳屏蔽作用减少至一定程度,则可能出现冰期。
Ⅵ 地球物理条件
在海岛的特定自然和人为条件下,单种地球物理方法的解释均受到局限,但综合解释的结果尚较乐观。音频大地电场法在海岸区淤泥中的超低电阻率淹没了或许可能存在的断裂或热异常显示;只提供了几处高异常,可作为不利条件排除之。EH4电导率成像系统在工作区东南解释了一条北东方向延伸的断裂带,但至深度500m左右电阻率增高,可能是断裂面趋于紧密,也有可能是浅层低电阻率干扰了探测结果的影响。重力测量依布格重力低异常大致划定了工作区东南白垩系地层覆盖区,在工作区东北方两处布格重力高异常之间的不连续带,推断是EH4法划定断裂的往北东方向延伸。这样,地球物理综合解释了一条约呈NE35°方向延伸的断裂带(见图版ⅩⅣ-1)。
Ⅶ 地球物理类专业好吗
1.还不错的。
2.就业考公务员可以考气象居。
3.其他方面的就业还可以做老师的,初中高中的物理
4.还有其他相关专业。
5.但是也没一定毕业以后非要从事本专业的事情。
Ⅷ 地球物理方法的特点
地球物理方法尽管很多,但总体可以分为两大类,一是依据波在岩土介质中的传播特性,二是依据岩土物质的电性差异。
第一类方法包括弹性波和电磁波,弹性波包括激发能量高的人工地震波和能量很低的超声波;电磁波包括高频的雷达波和低频的瞬变电磁波。超声波和高频电磁波穿透能力差,探测深度很有限。地震和瞬变电磁穿透能力强,探测深度大。无论哪种波,其传播速度是很快的,假定波在黄土中的传播速度为250m/s,时间误差为10μs时,将会造成2.5m的距离误差。10μs是一瞬间,而2.5m的距离在工程上的意义却很重要。采用的滑动面偏离实际滑动面2.5m以上,其稳定性计算结果和滑坡推力的误差将很大,应重新评价,治理设计方案也应做相应调整。而滑坡体等岩土介质不均匀,波的传播速度也不是匀速的,对速度的估计不是很准确,计算模型作了高度概化。因此这种基于时差的地球物理探测方法,在理论上误差达数米到十多米不奇怪,这远远超出了工程勘测上所要求的精度。此外由于介质复杂,波在传播过程中产生了各种复杂的变化,外界的振动场和电磁场也会产生干扰,这导致许多测试资料难以做出合理的解译,同样的数据不同的人可能得出不同的结果。总之,这种基于波的方法,适合于大尺度的地质体的探测,如断裂、油气层、含水层等,该类方法本身不适应滑面勘测的精度要求。
电法是依据岩土物质导电特性,几乎没有干扰因素,测试参数里面也没有时间因素,因此是最简单易行的方法。电法主要有电测剖面和电测深法,二者结合起来就是高密度电法。这些方法都是通过地表探测反映地下信息,其所反映的是某一深度范围内的综合信息,电法能很好反映某一深度范围内地质体的差别,但在确定其准确位置时,与波动方法有同样的问题,即很难达到工程上所要求的精度。
由此可见,任何一种地球物理方法在工程勘测中都起辅助作用,工程地质钻探仍然是核心技术。如何将地球物理方法与工程地质钻探结合起来勘测滑动面,使前者更能发挥其作用,是我们研究的关键。
实际工程中,由于钻探工艺不成熟,钻孔中识别滑面也很困难。而目前对钻孔的利用率较低,许多滑坡勘察的主要花费是钻探,但钻孔只用来取岩心,孔内测试很少做。基于岩心鉴定,结合钻孔测试以探寻滑带位置,通过多种手段确定滑带,相互验证,对滑坡勘察有重要意义。
黄土滑坡的滑动面主要反映在土体结构的改变,其物质成分变化不大。针对这一特点,我们对传统的电阻率法进行了适当改进,使之能在探槽和钻孔中探测各层土体的电阻值,以期根据土的电阻率异常差异特征来确定黄土滑坡滑面位置。
Ⅸ 地球物理学是学什么的啊
地球物理学是通过定量的物理方法研究地球的学科,特别是通过地震反应、折射、重力、地磁、电、电磁和放射能的方法。
它包括以下分支:
固体地球物理学
地球动力学
地震学
测震学
数字地震学
大地测量学
地热学
地磁学
电离层
范艾伦辐射带
水文地理学
海洋学
气象学
地核构造学
勘探地球物理学
比较行星学
大地构造物理学
大地天文学
Ⅹ 地球物理学
地球物理学专业培养具备坚实的数理基础和较系统的地球物理学基本理论、基本知识和基本技能,受到基础研究和应用基础研究的基本训练,具有较好的科学素养及初步的教学、研究能力,能在科研机构、高等学校或相关的技术和行政部门从事科研、教学、技术开发和管理工作的高级专门人才。
毕业生应获得以下几方面的知识和能力
1.掌握数学、物理、地质学等方面的基本理论和基本知识;
2.掌握地球物理学的基本理论、基本知识和基本实验技能,以及地球深部构造、地震预测、地球物理工程、能源及矿产资源勘察等的基本技能;
3.了解相近专业的一般原理和知识;
4.了解国家科技、产业政策、知识产权等有关政策和法规;
5.了解地球物理学的理论前沿、应用前景和最新发展动态;
6.掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法;具有一定的实验设计,创造实验条件,归纳、整理、分析实验结果,撰写论文,参与学术交流的能力。