地球物理勘測方法包括哪些

Ⅰ 　勘探地球物理方法

隨著地質找礦工作的不斷深入，許多產在地表和近地表的礦床已被發現，因此迫使人們必須依靠新的科學技術來尋找隱伏礦。過去常用的地球物理探礦方法有磁法、電法、重力法、放射性測量法和地震法等。近年來，在所採用的方法中，特別重視了探測深度大的各種物探方法，其中包括航空物探、地面物探和井中物探三大類。

1）航空地球物理勘探技術

（1）航空磁測

航空磁測是航空物探中最老的一種方法。由於電子技術、計算機技術和航空導航定位技術的發展，航空磁測目前仍然保持著旺盛的生命力和良好的前景。目前的航空磁測觀測儀器由於採用了量子學原理的核旋和光泵磁力儀，其解析度已提高到0.01nT，甚至達到pT級，儀器采樣率也達到10次/s。

（2）航空電磁測量

航空電磁測量分頻率域和時間域電磁測量兩類。頻率域電磁測量（FEM）的發展主要是採用多裝置和多頻率以提高方法的解釋和解析度；時間域電磁測量（TEM）為提高解釋效果往往安裝三組正交線圈。

傳統的航空電磁法（AEM）在找礦方面曾經取得卓越的成效。其主要障礙是在尋找地表有良導性覆蓋埋深百米以下的礦床時受到很大限制。據此，人們加強了大探測深度電磁系統的研究。主要途徑一是提高發射功率和數據的現場處理能力，二是改變發射源的位置，即將發射機置於地面，研究新型的定源航空電磁系統。

（3）航空放射性（伽馬能譜）測量

目前航空放射性測量已不僅僅是測量伽馬射線總強度，而是進行伽馬射線能譜測量，測量的譜道多達2048道。同時還開發了多種航空伽馬能譜測量的處理軟體，如宇宙射線、放射性時間、背景輻射、康普頓效應剝離、靈敏度和高度改正，以及求比值和F參數等進行各種濾波的軟體。

（4）航空重力測量

由於把重力儀安裝在飛機上觀測時飛機的運動會嚴重改變觀測的重力值，因此航空重力測量長期未能實現。與其他航空物探方法相比，航空重力測量的難度要大得多。但隨著GPS技術、航空定位技術和計算機技術的迅速發展，航空重力測量也得到了進一步發展。人們把地面的重力儀安裝在飛機上，利用單定位技術可求得各方向的加速度及其狀態。通過軟體可較精確地計算出飛機運動對重力觀測值的影響並進行改正，以求得觀測點的相對重力值。

2）地面物探方法

在地面物探方法方面，時間域電磁法（TEM）近年來有了很大發展。與直流電法和頻率域電磁系統相比，時間域電磁系統的探測深度明顯要大，垂直解析度也高，易於探測到低阻覆蓋下的良導礦體。地面電磁法的發展有兩個顯著特點：一是向輕便化、適用於礦產普查的天然場電磁法方向發展；二是向多功能方向發展，即一台電磁系統既能做直流電阻率、頻率域和時間域激發極化法，又可做瞬變電磁法和天然場電磁法等。

80年代以來，加拿大和澳大利亞利用地面TEM發現了一系列隱伏礦，如赫利爾、埃洛伊斯、貝納姆布拉和阿薩巴斯卡等。利用TEM法在中國尋找隱伏塊狀硫化物礦床中亦取得了良好效果。如在新疆阿爾泰南緣多金屬成礦帶的克因布拉克、鐵木爾特和可可塔勒等礦床上，用TEM開展深部找礦，根據其結果布置鑽孔，其見礦率很高。

金屬礦地震方法在一些國家已發展起來。主要用於探測層狀沉積礦床和與岩漿作用有關的礦床的構造填圖和研究探礦要素。俄羅斯已出版了一套金屬礦地震圖冊。加拿大和澳大利亞近年來也投入了較大的工作量，取得了實效。

原蘇聯研製開發的一系列地電化學方法，如元素存在形式法（MPF）、熱磁地球化學法（TMGM）、部分提取金屬法（CHIM）等，具有解析度較高，探測深度大的特點，可直接用來尋找隱伏礦床。據報道，這些方法可在厚覆蓋層（厚度達150m）和厚基岩（厚度達500m）條件下尋找深埋的隱伏礦，且受礦床類型、覆蓋層厚度、成分、物理和化學性質的影響較小。這3種方法在原蘇聯已得到普遍推廣和運用，取得了較好的找礦效果。近年來西方國家也開始注意這些方法。

3）井中物探方法

井中物探方法除了可獲得井壁地質信息外，更主要的是可獲得井壁四周和鑽孔底部的信息，對發現井旁和井底的盲礦極為重要。井中物探方法主要有井中磁測法、無線電波法、井中激電法和井中充電法等，以井中脈沖電磁法在西方國家採用較多且找礦效果較佳。井中瞬變電磁法（DHTEM）的解析度高，橫向探測距離大（可達200～300m），特別適合於探測深部良導盲礦床。加拿大在勘查中使用了一種稱之為UTEM的系統，能在深達3000m處探測到距鑽孔300m以上的大良導體。加拿大近十多年來所發現的賤金屬礦床，如溫斯頓湖鋅銅礦（埋深300m）、奧爾里索西斯銅鋅礦（埋深600m）、林茲里銅鎳礦（埋深1280m）和維克多銅鎳礦（埋深2400m）等絕大多數都是盲礦礦床，幾乎均是藉助鑽孔和井中物探方法發現的。在澳大利亞、北歐、原蘇聯和美國等國家和地區也屢有利用井中物探方法取得找礦成功的報道。

Ⅱ 地球物理勘探的勘探方法

地球物理勘探所給出的是根據物理現象對地質體或地質構造做出解釋推斷的結果，因此，它是間接的勘探方法。此外，用地球物理方法研究或勘查地質體或地質構造 ，是根據測量數據或所觀測的地球物理場求解場源體的問題，是地球物理場的反演的問題，而反演的結果一般是多解的，因此，地球物理勘探存在多解性的問題。為了獲得更准確更有效的解釋結果，一般盡可能通過多種物探方法配合，進行對比研究，同時，要注重與地質調查和地質理論的研究相結合，進行綜合分析判斷。 人類居住的地球，表層是由岩石圈組成的地殼，石油和天然氣就埋藏於地殼的岩石中，埋藏可深達數千米，眼看不到，手摸不著，所以，要找到油氣首先需要搞清地下岩石情況。怎樣才能搞清地下岩石的情況呢？這要從岩石的物理性質談起。岩石物理性質是指岩石的導電性、磁性、密度、地震波傳播等特性，地下岩石情況不同，岩石的物理性質也隨之而變化。各種物理性質都表現為一種或幾種不同的物理現象，如導電性不同的岩石在相同的電壓作用下，具有不同的電流分布；磁性不同的岩石，對同一磁鐵的作用力不同；密度不同的岩石，可以引起重力的差異；振動波在不同岩石中傳播速度不同等。運用現代技術，完全可以記錄到上述物理現象的變化，進而可以了解地下岩石的性質及其分布規律，達到尋找地下油氣的目的。我們把這種以岩石間物理性質差異為基礎，以物理方法為手段的油氣勘探技術，稱為地球物理勘探技術，簡稱物探技術。 古代兵器有刀、槍、劍、戟……，當今的油氣地球物理勘探技術又有哪些呢？

Ⅲ 地球物理勘探常用的方法有哪些它們的主要原理是什麼

地球物理勘探方法，主要有電法，磁法，重力法，地震法等勘探方法。其中電法勘探利用的是各種岩石礦體的電磁學性質（ 如導電性、導磁性、介電性）和電化學特性的差異，通過對人工或天然電場、電磁場或電化學場的空間分布規律和時間特性的觀測和研究，尋找不同類型有用礦床和查明地質構造及解決地質問題的地球物理勘探方法。磁法勘探主要是通過判斷岩石和其它地質體的磁性異常來研究地質結構和地質資源。重力法是利用組成地殼的各種岩體、礦體間的密度差異所引起的地表的重力加速度值的變化而進行地質勘探的一種方法。地震法是根據地震波在各種介質中的傳播速率不同，通過觀測人工或自然地震波在地殼中的傳播速率來研究地殼中的結構、組成等。總之，地球物理方法幾乎所有方法都有個關鍵字－－異！

Ⅳ 地質勘探的的方法

地質勘探的方法主要有坑、槽探、鑽探、地球物理勘探等方法。
一、坑、槽探
就是用人工或機械方式進行挖掘坑、槽、井、洞。以便直接觀察岩土層的天然狀態以及各地層的地質結構，並能取出接近實際的原狀結構土樣。
二、鑽探
是指用鑽機在地層中鑽孔，以鑒別和劃分地表下地層，並可以沿孔深取樣的一種勘探方法。鑽探是工程地質勘察中應用最為廣泛的一種勘探手段，它可以獲得深層的地質資料。
三、地球物理勘探
簡稱物探，它是通過研究和觀測各種地球物理場的變化來探測地層岩性、地質構造等地質條件的。常用的地

球物探方法有直流電勘探、交流電勘探、重力勘探、磁法勘探、地震勘探、聲波勘探、放射性勘探。

Ⅳ 地球物理勘探的分類

地球物理勘探常利用的岩石物理性質有：密度、磁導率、電導率、彈性、熱導率、放射性。與此相應的勘探方法有：重力勘探、磁法勘探、電法勘探、地震勘探、地溫法勘探、核法勘探。從測量所在的空間位置和區域的不同又可以劃分為：地面地球物理勘探、航空地球物理勘探、海洋地球物理勘探、鑽孔地球物理勘探等。根據研究對象的不同還可劃分為：金屬地球物理勘探、石油地球物理勘探、煤田地球物理勘探、水文地質地球物理勘探、工程地質地球物理勘探和深部地質地球物理勘探等。
重力：通過觀測不同岩石引起的重力差異來了解地下地層的岩性和起伏狀態的方法，稱為重力勘探。油氣生成於沉積盆地，應用重力勘探可以確定沉積盆地范圍。
磁力：通過觀測不同岩石的磁性差異，來了解地下岩石情況的方法，稱為磁力勘探。在沉積盆地中，往往會分布著各種磁性地質體，磁力勘探可以圈定其范圍，確定其性質。
電法：通過觀測不同岩石的導電性差異來了解地下地層岩石情況的方法，稱為電法勘探，與油氣有關的沉積岩往往導電性良好（電阻率低），應用電法勘探可以尋找和確定這類地層。
此外還有地震、放射性物探等。

Ⅵ 深部金屬礦的主要地球物理勘探方法有哪些，其優缺點是哪些

方法：重力勘探、電法勘探、地震勘探。
重力勘探
地球物理勘探方法之一。是利用組成地殼的各種岩體、礦體間的密度差異所引起的地表的重力加速度值的變化而進行地質勘探的一種方法。它是以牛頓萬有引力定律為基礎的。只要勘探地質體與其周圍岩體有一定的密度差異，就可以用精密的重力測量儀器（主要為重力儀和扭秤）找出重力異常。然後，結合工作地區的地質和其他物探資料，對重力異常進行定性解釋和定量解釋，便可以推斷覆蓋層以下密度不同的礦體與岩層埋藏情況，進而找出隱伏礦體存在的位置和地質構造情況。
磁法勘探是地球物理勘探方法之一。自然界的岩石和礦石具有不同磁性，可以產生各不相同的磁場，它使地球磁場在局部地區發生變化，出現地磁異常。利用儀器發現和研究這些磁異常，進而尋找磁性礦體和研究地質構造的方法稱為磁法勘探。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測等。磁法勘探主要用來尋找和勘探有關礦產（如鐵礦、鉛鋅礦、銅錦礦等）；進行地質填圖；研究與油氣有關的地質構造及大地構造等問題。我國建國以來大多數鐵礦區、多金屬礦區及油氣田等都進行了大量的磁法勘探工作，取得了良好的地質效果。磁法勘探也是基本地球物理手段，國家已納入在全國范圍內進行系統測量的計劃，並已基本覆蓋了全國重要地區。
電法勘探
是根據岩石和礦石電學性質（如導電性、電化學活動性、電磁感應特性和介電性，即所謂「電性差異」）來找礦和研究地質構造的一種地球物理勘探方法。它是通過儀器觀測人工的、天然的電場或交變電磁場，分析、解釋這些場的特點和規律達到找礦勘探的目的。電法勘探分為兩大類。研究直流電場的，統稱為直流電法，包括有電阻率法、充電法、自然電場法和直流激發極化法等；研究交變電磁場的，統稱為交流電法，包括有交流激發極化法、電磁法、大地電磁場法、無線電波透視法和微波法等。按工作場所的差別，電法勘探又分為地面電法、坑道和井中電法、航空電法、海洋電法等。
地震勘探
是近代發展變化最快的地球物理方法之一。它的原理是利用人工激發的地震波在彈性不同的地層內傳播規律來勘探地下的地質情況。在地面某處激發的地震波向地下傳播時，遇到不同彈性的地層分界面就會產生反射波或折射波返回地面，用專門的儀器可記錄這些波，分析所得記錄的特點，如波的傳播時間、振動形狀等，通過專門的計算或儀器處理，能較准確地測定這些界面的深度和形態，判斷地層的岩性，是勘探含油氣構造甚至直接找油的主要物探方法，也可以用於勘探煤田、鹽岩礦床、個別的層狀金屬礦床以及解決水文地質工程地質等問題。近年來，應用天然震源的各種地震勘探方法也不斷得到發展。

Ⅶ 地球物理測井包括哪些方法

油氣田的地球物理法包括地球物理勘探和地球物理測井。地球物理勘探已在前一節中做了介紹，本節將介紹地球物理測井方法，簡稱測井。

地球物理測井已廣泛應用於石油地質勘探和油氣田開發過程中。應用測井方法可以劃分井筒地層剖面、確定岩層厚度和埋藏深度、進行區域地層對比，還可以探測和研究地層的主要礦物成分、裂縫、孔隙度、滲透率、油氣飽和度、傾向、傾角、斷層、構造特徵、沉積環境與砂岩體的分布等參數，對於評價地層的儲集能力、檢測油氣藏的開采情況、精細分析和研究油氣層等具有重要的意義。

目前，常用的測井方法主要有電法測井、聲波測井和放射性測井等。

一、電法測井不同岩石的導電性不同，岩石孔隙中所含各種流體的導電性也不同。利用該特點認識岩石性質的測井方法稱為電法測井。電法測井包括自然電位測井、電阻率測井和感應測井等。

1.自然電位測井1)基本原理自然電位測井是根據油井中存在著擴散吸附電位進行的。在打井鑽穿岩層時，地層岩石孔隙中含有地層水。地層水中所含的一定濃度的鹽類要向井筒內含鹽量很低的鑽井液中擴散。地層水所含的鹽分以氯化鈉為主，鈉離子帶正電，氯離子帶負電。由於氯離子移動得快，大量進入井筒內鑽井液中。致使井內正對著滲透層的那段鑽井液帶負電位，形成擴散電位。而這種電位差的大小與岩層的滲透性密切相關。地層滲透性好，進入鑽井液里的氯離子就多，形成的負電位就高；地層滲透性差，氯離子進入鑽井液里就少，形成的負電位就低。因此，含油滲透層在自然電位曲線上表現為負值，而不滲透的泥岩層等則顯正值(圖3-2)。

圖3-8判斷油氣水層的測井資料綜合解釋

另一方面要對測井以外的資料(如該井的鑽井、地質和工程資料等)進行綜合分析和解釋，搞清楚油層、氣層和水層的岩性、儲油物性(孔隙度和滲透率)、含油性(含油飽和度、含氣飽和度或含水飽和度)等。

思考題

1. 什麼叫油氣田？什麼叫含油氣盆地？

2. 區域勘探和工業勘探分別可劃分為哪兩個階段？

3. 地球物理勘探法主要包括哪些方法？簡述各種方法的基本原理。

4. 地球化學勘探法的主要原理是什麼？具體包括哪些方法？

5. 地質錄井包括哪些方法？

6. 地球物理測井主要包括哪些方法？分別主要有哪些用途？

7. 簡述聲波測井的基本原理。

Ⅷ 地球物理探測方法

常用的地球物理方法與探測垃圾填埋場所使用的方法基本相同，有直流電阻率法（DC）和甚低頻電磁法（VLF-EM），瞬變電磁法（TEM），激發極化法（IP）。探地雷達（GPR），淺層地震反射，井中CT（跨孔電阻率成像法）等方法的應用也逐漸增加。從國內外大量成功事例來看，直流電阻率法（含高密度電阻率法）仍然是應用最廣泛，效果最顯著的方法之一。電阻率法是測量地下物體電性特徵的方法，它與孔隙度、飽和度、流體的導電性密切相關，電阻率法已被廣泛應用於地下水、土的污染調查。特點是垂向解析度高，探測深度有限。

實例一

土耳其某垃圾場地下水污染電阻率法調查。場地地質情況：露天垃圾堆放場位於土耳其某市東南，這一地區是土耳其重要的水源地之一。第四紀的沖積層厚達100 m，主要以滲透性良好的卵礫石、沙和粘土組成，是當地的主要含水層，地勢西南高，東北低。垃圾未經任何處置，直接露天堆放在上面。垃圾堆下面也沒有任何的滲漏液收集系統。據調查，有2/3的含水層已受到不同程度的污染。水中NO₃的含量是世界衛生組織限定的飲用水標準的5倍以上。電法勘察的目的是調查污染的范圍，為布置監測孔提供最佳的位置。採用的方法有電阻率法（DC）和甚低頻電磁法（VLF-EM）。在垃圾場的下游垂直地下水流向的方向布置了11條剖面，每條剖面200～250 m長不等（圖8.3.4）。剖面間隔40 m，斯倫貝格排列，試驗了從0.5～30 m 6種電極距的效果。從圖8.3.5看出，0.5 m極距的視電阻率測量結果以很高的視電阻率為特徵，主要反應的是表層的較大的卵礫石層，含水量少。極距為1 m和5 m的視電阻率結果主要反應了飽氣帶內地下水不飽和情況的電場特徵，與0.5 m也沒有太大差別，只是在橫向上有一點不同。10～25 m電極距反應了地下污染源的電場特徵，在圖的東北角，視電阻率降為10 Ω·m，是污染的發源地，而表層的視電阻率在1000 Ω·m以上，視電阻率差異十分顯著。

圖8.3.4 測線布設位置示意圖

圖8.3.5 不同極距的視電阻率測量平面圖

實例二

中國北方某市的兩處垃圾填埋場滲出液的實測電阻率分別為0.39 Ω·m和0.40 Ω·m，遠遠低於自來水的電阻率23 Ω·m（表8.3.7）。與日本Boso Peninsula垃圾場的測量

表8.3.7 垃圾填埋場滲漏液電阻率測試結果

結果很相近。與清潔的自來水電阻率32.040 Ω·m相比，二者相差80多倍。含水土層的視電阻率在10 Ω·m左右，與上述土耳其的例子相當，這就為電阻率測量提供了充分依據。測量裝置見圖8.3.6，計算公式如下：

環境地球物理學概論

式中：S為水樣的橫截面積；I為電流；V為電壓；L為MN間的距離。

（1）北京阿蘇衛垃圾填埋場滲漏檢測

這是北京興建的第一個大型垃圾衛生填埋場，位於北京市昌平縣沙河鎮北東約6 km，地處燕山山脈以南的傾斜平原地帶，山前沖洪積扇的中上部位，是城區地下水及地表水的上游部位。該區基底為第四紀洪積層，有粘土、粉質粘土、沙土、中細沙層。粘土層滲透系數為1.0×10^-8 cm/s～9.42×10^-7cm/s，隔水性好，但局部有滲透系數達1.84×10^-3cm/s的粉沙土透水層，區域地下水由北西流向南東。日處理垃圾2000 t，全機械化操作，屬現代化衛生填埋場，底部為不透水的粘土層，厚度0.4～1.4 m不等，反復壓實作為隔水層，設有滲瀝液收集系統，周圍設有觀測井。堆場向下深4 m，計劃垃圾堆高40 m。

在北京市政管理委員會的支持下，第一次利用地球物理探測方法進行滲漏檢測，在同一條剖面上選用了高密度電阻率法、瞬變電磁法、探地雷達法、地溫法及化學分析法。

測線布置在地下水下遊方向，填埋場的南側，南圍牆外面，並與南牆平行，相距8 m，測線長660 m（圖8.3.7，彩圖）。

用美國SIR-10A探地雷達儀，100 MHz屏蔽天線，時窗400 ns。地溫法採用日本UV-15精密測溫儀，儀器精度0.1℃。化學分析樣取1.5 m深土樣，實驗室用氣相色譜分析三氯甲烷、四氯化碳、三氯乙烯和四氯乙烯等有機污染物。這三種方法的測量結果，都沒有異常顯示。說明該區地表粘土層比較緻密，滲透性不好。

高密度電阻率法，使用E60B儀器，電極距3 m，斯倫貝格排列，同時沿剖面布置60個電極。數據經預處理後，進行二維反演。勘測深度15 m。視電阻率的水平距離深度剖面見圖8.3.8（彩圖）。

由圖可見，在4～8 m深度有一層高阻（＞30 Ω·m）層，但並不連續，反應了本區粘土層的特徵。垃圾滲瀝液由局部透水層滲入深部。在220～240 m處9 m深度以下的低阻（＜10 Ω·m）體，經鑽井證實為垃圾滲漏液污染的結果。已於2002年開始施工，做地下水泥防滲牆處理。

圖8.3.6 測定垃圾滲漏液電阻率的裝置

（2）北京某垃圾填埋場的滲漏探測

垃圾填埋場是近年興建的大型衛生填埋場，底部鋪設有塑膠襯底的防漏層，有滲瀝液收集裝置，有效填埋面積19.6×10⁴ m²（300畝強），日填埋垃圾2500 t，設計封頂高度為30m。基底為第四紀鬆散沉積物，厚度在100 m左右，第一含水層頂深10～20 m，厚度5～10 m，粗沙到細沙；第二含水層頂深20～30 m，厚度9～25 m，沙礫石層，滲透系數40～200 m/d。第三含水層頂深38～60 m，厚度8～15 m，以中粗沙和礫石為主。地下水由西北流向東南。現已下降形成漏斗。淺層水質較差，不能飲用。

根據滲瀝液的電阻率值差異，主要使用高密度電阻率、瞬變電磁法以及探地雷達方法。考慮到地下水流方向，三條測線布置在填埋場的東南方向，測線I位於東側，距填埋場平均27.5 m（長400 m）；測線Ⅱ和測線Ⅲ在填埋場南側，測線Ⅱ距填埋場平均35.5 m（長741 m）；測線Ⅲ距填埋場15 m左右（長700 m）。測線Ⅱ高密度電阻率法距離深度剖面結果示於圖8.3.9（彩圖）。垃圾填埋場地表深5～10 m主要是干砂質粘土層，電阻率比較高，向下測到的電阻率低（＜15 Ω·m），應當是垃圾滲漏液。根據阿爾奇法則ρ_土=ρ_液·a·φ^-m，式中：a=1；m=2；ρ_液=0.39。土壤孔隙度φ取30%，則ρ_土=4.4與剖面中ρ_視=5是很接近的。說明低阻區是滲漏液的地下分布。在垃圾場東邊，剖面I10～15 m以下有滲漏區（A1.1；A1.2）。在垃圾場南邊，10 m以下有滲漏區，剖面Ⅱ（圖8.3.9）中可劃分出3個較大的異常段（A2.0，A2.1，A2.2）及幾個小異常體。滲漏液異常分布清晰可見。

電磁法（EM）：電磁法一般用來圈定淡水和鹹水的界限，對地下水研究應用較多的是瞬變電磁法（TEM法）和探地雷達法（GPR法）。在我國北方某市垃圾填埋場滲出液檢測證明TEM是有效的，瞬變電磁法沿測線Ⅱ進行的，儀器為長沙白雲儀器開發公司研製的MSD-1脈沖瞬變電磁儀，採用20 m×20 m供電線圈工作，目的在於了解較深部情況。測量結果如圖8.3.10（彩圖）所示。在深40 m以下，有三個異常區段，即A2.0（0～15 m）；A2.1（50～60 m）；A2.2（80～100 m）。揭示了滲漏液污染范圍在向深部擴展。

實例三

廢棄物填埋場為了防止滲漏，常用塑料作為襯底，形成隔離層，比單純的依靠粘土層作為隔離層要有效。但由於廢棄物中常混有尖硬物質或在堆放廢棄物時層層壓實，遇到局部軟（硬）土而受力不均，使污水由漏洞流出。常規的標准方法是污水示蹤，或監測污水壓力變化，這樣做時間長，而且要大流量時，才是有效的，也很難提供進行修補的確切位置。

應用適當布置電極位置的電阻率法，可以准確測定漏洞位置（Willianl Frongos，1997）。有塑料膜襯底的廢物填埋場，正在使用，兩個供電電極，一個放在填埋場內（A），一個放在塑料膜之外（B），可以放置在足夠遠處，如圖8.3.11所示。驅動電流流過漏洞，漏洞就是電流源。填埋場內廢物的電阻率由於正在填埋，很不穩定，一般為2～10 Ω·m。面積為1 m²，厚度為1 mm埋入地下的聚乙烯膜的電阻率為10000 Ω·m，襯底外土壤是導電的，電阻率為20 Ω·m。對於一個漏孔的平麵塑料膜而言，在均勻半空間的表面上，點源用格林函數可以描述通過漏孔流過電流引起的電位。如果孔徑不大，則電流（U）可寫為

環境地球物理學概論

式中：I為通過漏孔的電流（為總電流的一個分量）；ρ為基底土壤電阻率，R是漏孔與源之間的距離；c為常數，代表參照電極的任意電位。

圖8.3.11 漏洞探測觀測系統工作原理圖

圖8.3.12 點源（漏孔）電流歸一化電點陣圖

圖8.3.12是漏孔上的電位函數的圖示，其觀測網為30 m×24 m，觀測點間距1 m。孔位（點源）：x=14 m，y=11 m，z=0，電極進深0.5 m。

用這個方法在斯洛伐克一個填埋場，發現6個漏洞，其中5個較小，屬點源異常；一個較大的裂口，6個異常都被開挖證實。進行了修補（修補後異常消失），觀測確定的漏孔位置平均誤差約為30 cm。

如果填埋場襯底塑料膜不是一層，而且漏洞不在同一位置，要測定每層塑料膜漏洞位置，難度要大一些。如圖8.3.11所示，可以分層跨層分別布置電極，如在測第一層塑料膜漏洞時應當將B電極放在第一層與第二層塑料膜之間的導電物質之中。

實例四

澳大利亞北部有一個鈾礦山，1980年開始開采，計劃於2005年關閉。在開采過程中，大量的廢渣和廢液被滯留在尾礦壩中。現在發現尾礦壩中富含Mg²⁺和的廢水，沿著地下裂隙和斷裂，發生滲漏，在周圍一些地表的植物中已檢測出上述離子濃度有明顯增加。從鑽孔水文調查結果發現，廢液的滲漏是廣泛和無規律的。這已對當地的自然環境構成嚴重危害。礦業公司為調查滲漏情況，採用了多種物探方法：自然電位法（SP）（也稱氧化 還原法）、激發激化（IP）法、直流電阻率法（DC）、瞬變電磁法（TEM）。研究區的地質構造情況和測線布置見圖8.3.13。已有的測量結果表明：在河床地帶的片麻岩的電阻率在1900～8300 Ω·m，地表沉積物的厚度在2～5 m之間，粉砂質粘土和粘土的電阻率在0.1～600 Ω·m范圍。對當地的水文地質情況的調查結果發現，主要有兩個含水層：第一含水層是地表粘土和風化後的岩石，厚度在20 m；第二含水層實際就是基岩中的斷裂帶。兩套含水系統是互相連通的。地下水位的升降隨季節而變化，在乾燥季節，水位的日下降幅度在12～14 mm。在豐水季節，地下水位的日上升幅度在14～40 mm之間。枯水期與豐水期地下水位的相對落差為2～3 m。

圖8.3.13 研究區位置及主要的地質構造分布

在測線1、測線2、測線3分別進行了自然電位、直流電阻率法、激發激化法測量，並重點分析了測線的直流電阻率法、激發激化法測量結果以及二維（2D）自然電位的結果。

激發激化法測量：斯倫貝格排列，31個接收電極，由一根電纜與接收機相連。極距10 m，一個發射電極距測線1.7 km（視為無窮遠），另一個發射電極置於兩接收電極之間，隨測線一同向前移動。電極排列見下圖8.3.14，剖面布置見圖8.3.15（彩圖）。發射電極AB和接收電極MN以n×a的距離同時向兩邊移動，獲得測線上電阻率隨深度的測深剖面。

在圖 8.3.16（彩圖）中，有三個比較大的近地表異常，中心位置分別是 8370 E，8525 E，8650 E。前兩個異常是由粘土和粉砂質粘土層引起的，第三個異常緊鄰南北向的2 a斷裂，認為是滲漏引起的異常。其次，可以看出，從西到東，激電異常有增加的趨勢，從距測線1（距測線3約150 m）的鑽孔地下水的化驗結果發現地下水中Mg²⁺和的濃度向東逐漸升高，證實了激電的結果。

圖8.3.17（彩圖）是電阻率觀測結果，在8250E、8300E和8350E處呈低電阻率異常。前一個異常與片麻岩和眼球狀片麻岩地質單元的交界處對應，視為地層差異引起的異常。8300E異常正好位於一個灌溉用的水管下面。8350E和8500E的低阻異常都與當地的灌溉有關。8550E處的高阻異常正好對應於片麻岩地層。

從激電法和直流電阻率法的測量結果來看，激電法對地表污染（2～5 m）的反應沒有電阻率法靈敏，這是由於在很小的極距下（10 m）地表污染還不足以產生明顯的激電效應，相對於地下含有高濃度的污染物而言，被污染的粘土層和地下水更容易產生明顯的激電效應。

圖8.3.14 斯倫貝格排列

圖8.3.18（彩圖）是在不同的時間觀測到的自然電場變化，盡管圖形在形狀上略有差異，但基本上保持了很好的一致性。為了避免其他方法的干擾，測量是在激電法和直流電阻率法結束後進行。對自然電法的解釋需結合實際進行，因為自然電場的場源不固定，受地下水水力梯度，水中離子濃度的綜合影響。在靠近斷層的地方，顯示高電位。其次，還進行了電磁法測量：50 m單線圈，25 m點距。視電阻率的反演精度小於1%（圖8.3.19，彩圖），與電阻率法、自然電位法有良好的對應關系。

Ⅸ 海洋地球物理勘探的勘探方法

海洋地球物理勘探主要使用重力、磁力、地震和熱流測量 4種方法。電法和放射性測量在海洋地區現仍處於理論探討和方法試驗階段，沒有投入實際應用。 根據震源產生的形式分為天然地震和人工地震兩大類。
海洋地區的天然地震測量，是通過布設在島嶼上或海底的地震台站，觀測天然地震所產生的體波、面波和微震，來研究海洋底部的構造活動、地殼厚度和低速層的展布等。
海洋地區的人工地震測量，是利用炸葯或非炸葯震源激發地震波，觀測在不同波阻抗界面上反射，或在不同速度界面上折射的地震波。折射波法主要用來研究地殼深部界面和上地幔的結構，也稱為深地震測深。它要求有強大的低頻震源（例如使用大炸葯量爆炸或使用大容積的空氣槍激發），在運動中依次產生地震波，而在相當的距離之外觀測地殼深部界面上的折射波和廣角反射波（動爆炸點法）。至於淺層折射，除利用聲吶浮標獲取沉積層中速度資料之外，現已很少使用。反射波法在近海油氣勘探中獲得廣泛的應用。
現代海洋地震勘探廣泛採用組合空氣槍作震源，用等浮組合電纜裝置在水下接收地震波，通過數字地震儀將地震波記錄於磁帶上。這樣不僅能夠在觀測船行進中實現快速和高效率的共深點反射的連續觀測，而且能夠使用電子計算機充分利用所獲取的地震信息，精確地查明沉積岩不同層位的產狀、構造及其岩性，以闡明沉積盆地及其中的局部構造和沉積環境，甚至給出烴類顯示，為直接尋找油氣提供依據。而根據反射地震波傳播方案，採用高頻頻段觀測的回聲測深儀、地層剖面儀和側掃聲吶等，則是現代調查海底地形、地貌、淺層沉積物結構及其工程地質性質的重要手段。 亦稱海底不穩定性或災害性調查，是開發海洋的前期工程。通過回聲測深、側掃聲吶、地層剖面儀以及高解析度地震調查，結合海底取樣和淺鑽，提供基礎資料。同樣內容的觀測和資料，也是海洋沉積、海底地形地貌、第四紀地質和固體礦產調查所需要的。