地球物理勘探技术现状与发展

2019-02-10周冠一

世界有色金属 2019年13期

周冠一

（安徽省地质矿产勘查局326地质队，安徽安庆 246000）

伴随当前科学技术的高速发展，地球物理勘探技术水平也日益提升，获得了很好的发展，应用领域也越发广泛起来。所谓地球物理勘探，是依照地壳中岩（矿）石物理特性差异，研究地质构造，探测地下矿产的一门重要科学。而在探测过程中，所用到的相关仪器便是物探仪器，通过物探仪器能够有效的测试地壳中各种岩石的物理参数，获得相关资料，通过分析判断，对地质构造及矿产分布情况进行解释[1]。地球物理勘探技术结合了物理学、电子学、计算机技术、系统科学、材料科学等多学科理论知识与技术方法，是一种先进的地球物理勘查手段。

目前地球物理勘探在很多领域中都有着非常普遍的应用，特别是在工程地质勘探、能源勘探开发、环境保护等各方面发挥着无可替代的作用。伴随当前科技水平的日益提升，地球物理勘探技术的发展步伐也不断加快，仪器设备也越来越先进，技术方法水平越来越高，为社会经济建设做出了巨大的贡献[2]。下面就在这项技术应用的各项技术指标以及取得的成果进行简单介绍。

1 物理探测方法软件和硬件以及探测方法的介绍

地球物理探测包括：超浅层、浅层以及中深层和深层等几种类型。浅层地震技术以及地质雷达技术是超浅层探测主要的探测手段。高频电磁成像以及高密度电阻率是浅层探测主要的手段。高精度重力测量以及可控源电磁测深是中深层探测的重要手段[3]。深层地震以及大地电磁测探与高精度磁力测量是深层的主要探测手段。

2 在地球物理勘探中一些新算法以及新理论的应用

（1）几何分型理论，主要是揭示自然界物体与现象中存在不同尺度相似性的理论，局部和整体的相似性也能得到充分揭示。利用点上信息便能将空间上与面上的信息予以有效预测，该方法在研究自然界常见的不稳定与不规则现象中比较常见。分形维数又有分数维之称，主要对复杂程度进行描述[4]。

（2）小波的理论体系，该理论是基于傅立叶理论分析基础之上，形成的新的分支理论，该理论能够对信号处理过程中，差分方程数值解、数据压缩、成像、子波算法进行处理，还能有效处理信号中的信噪比和分辨率。

（3）混沌的理论体系,描述非线性系统过程中，该理论的应用比较普遍，和分形理论存在密切的联系，基干尺度分层次存在于他们之间，相似度以及标度律，存在于不同尺度之间，并存在差异性假设和非均匀性假设。

（4）神经网络计算理论，该理论模拟了人脑思维，可以在分析和学习样本资料的过程中，对没有经过处理的资料进行判断，在处理和计算这些样本资料同时，获得重要参量。

（5）地理的信息系统理论，属于计算机系统在计算机硬软件的支持下，输出相应的空间信息数据，采集、储存，并进行查询与管理，将地理信息系统应用于地球物理探测技术之中，可以快速的进行数据输出，为数据查询分析提供支持，是今后重要发展方向。

3 地球物理勘探技术的具体应用

3.1 地球物理探测技术在能源方面探测应用

特别在勘探石油天然气中发挥着重要作用，勘探整个盆地，能源前期普查，有效补充地震勘探。通过地球物理探测技术应用于石油勘探，并结合高精度重力探测以及大地电磁测探手段，评价油气区的构造与区块，找出油气储藏点，有效应对石油勘探开发疑难问题。

3.2 对工程进行物理探测

随着经济社会的不断发展，工程建设日渐增多，工程建设过程中的物探测量需求不断加大，使得工程物探技术应用领域逐渐拓宽。如现代建筑工程、铁路工程、水利工程以及一些管道工程中，物探技术的应用也越来越普遍，尤其是探地雷达，电法勘探以及一些浅层地震等勘探手段，应用越来越多。

4 地球物理勘探技术的发展趋势

在现代经济社会高速发展背景下，电子技术、计算机技术获得了极大发展，这对物理探测技术起到了重要的推动作用。首先，物探技术在计算机技术的高速发展与支持下，其自动化程度越来越高，功能更加强大，且机械设备变得更加轻便，大大提升了物探技术的数字化程度。当前，随着经济社会的不断发展，全球资源短缺问题不断加剧，很多浅层资源逐渐枯竭，资源勘探开发逐渐向沙漠、海洋、沼泽等地区进行进发。

同时，在一些重大工程建设过程中，需要对工程建设区域的地质构造以及有无裂隙、洞穴分布等情况详细查明，才能保证工程建设顺利进行，确保其建设质量。但是勘查过程中需要有先进的技术，设备以及新的方法作为支撑。现代物探技术手段，正在向模块化、插卡式物探仪器技术方面发展，能够自动化开展测量，有效提取其中的重要数据参数，而物理探测仪器通过模块化系统，使其结构变得更加精致与紧凑，大大减少了测量仪器的体积。同时，在物探技术发展过程中，计算机技术，一些强大的应用软件应用，进一步提升了物探测量仪器技术水平，测量效率更高，用户短时间内便可获取相应的测量数据。

当前地球物理勘探技术，能够更好地进行数据收集与处理，修复误差。特别是在信号处理过程中，单片数字信号处理功能更加强大，大大提高了物探测量仪器的功能，促进了测量仪器的更新换代。物理探测技术在现代新技术的大力支持下，其功能变得日益强大。如超导新技术在超导重力仪中的应用，使其测量精确度与灵敏度大大增强，稳定性逐步提高。人工测量定位以及数据处理中应用3S技术使其工作效率大大增强，减少了人员的劳动力投入，地震勘探过程中利用层析成像技术，使其分辨率与解释精度逐渐增强，探地雷达在各种工程监测中的应用，大大提升了工程检测质量，可靠性逐步增强。