勘查技术与工程专业的数理基础与在国民经济建设中的作用

更新时间2018-03-17 01:05:39

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勘查技术与工程专业的数理基础与在国民经济建设中的作用

勘查技术与工程，这是以地质学、岩土钻掘工程学、应 用地球物理学等为基础，系统学习勘查技术与工程学科专业基础知识和实验、实践技能，将 其应用于国土资源勘查与评价、各种建设工程勘察、基础工程的设计与施工、工程技术管理 和科学研究的学科。 经过多年的发展，勘查技术与工程应用领域不断拓宽，除传统的地质调查工作外，已将广泛 应用到各个领域，已经扩大到为整个地球科学发展、国民经济建设、国家战略安全、改善人 民生活环境等众多领域服务。 地球物理勘探的主要方法有重力，磁法，地震，电法，测井，遥感等。 重力勘探 1、重力勘探 我们在某一地区进行观测并发现重力异常， 对异常进行分析计算， 就能推断引起该重力异常 的地下物质分布情况，从而达到地质勘查的目的。重力勘探的特点是费用低、勘探深度大、 仪器轻便、采集数据快。 重力勘探的方法 根据地质任务的不同，重力勘探可分为预查、普查、详查和细测四个阶段。 在野外勘测得到的数据是存在一定的误差的， 这些误差大都是由自然地形引起， 消除自然地 形引起的重力变化需要进行三项校正，即地形、中间层和高度校正。消除正常重力对测量结 果的影响还须进行正常场校正。 重力勘探解决以下任务： ①研究地壳深部构造；研究区域地质构造，划分成矿远景区； ②掩盖区的地质填图，包括圈定断裂、断块构造、侵入体等； ③广泛用于普查与勘探可燃性矿床； ④查明区域构造，确定基底起伏，发现盐丘、背斜等局部构造； ⑤普查与勘探金属矿床，主要用于查明与成矿有关的构造和岩体，进行间接找矿； ⑥也常用于寻找大的、近地表的高密度矿体，并计算矿体的储量；工程地质调查，如探测 岩溶，追索断裂破碎带等。 （二）磁法勘探 1、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。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。 磁法勘探的方法 磁法勘探可在地面、空中、海洋和钻孔中进行。 磁法勘探野外观测数据应作各种改正才能得 到正确的异常值。 其中主要的改正有：正常场改正、日变改正、仪器的温度系数和零点漂移 改正。 3、磁法勘探的应用 ①进行大地构造分区，研究深大断裂，确定接触带、断裂带、破碎带和基底构造； ②划分沉积岩、侵入岩、喷出岩以及变质岩的分布范围，进行区域地质填图； ③研究区域矿产的形成和分布规律； ④普查铝土矿、锰矿、褐铁矿和菱铁矿等弱磁性沉积矿床； ⑤普查油气田和煤田构造，研究磁性基底控制的含油气构造。 (三) 电法勘探 1、电法勘探的含义 电法勘探根据地壳中各类岩石或矿体的电磁学性质和电化学特性的差异， 通过对人工或天然 电场、 电磁场或电化学场的空间分布规律和时间特性的观测和研究， 寻找不同类型有用矿床 和查明地质构造及解决地质问题的地球物理勘探方法。 电学性质：电学性质：导电性、介电性、导磁性、激发极化性、自然极化性、压电性、震电 性 2、电法勘探的方法 它是通过仪器观测人工的、天然的电场或交变电磁场，分析、解释这些场的特点和规律达到 找矿勘探的目的。 电法勘探分为两大类，研究直流电场的，统称为直流电法，包括有电阻率法、充电法、自然 电场法和直流激发极化法等； 研究交变电磁场的， 统称为交流电法， 包括有交流激发极化法、 电磁法、大地电磁场法、无线电波透视法和微波法等。按工作场所的差别，电法勘探又分为 地面电法、坑道和井中电法、航空电法、海洋电法等。 3、电法勘探的应用 主要用于寻找金属、非金属矿床、勘查地下水资源和能源、解决某些工程地质及深部地质问 题。 （四）地震勘探 1、地震勘探的解释 地表以人工方法激发地震波，在向地下传播时，遇有介质性质不同的岩层分界面，地震波将 发生反射与折射，在地表或井中用检波器接收这种地震波。收到的地震波信号与震源特性、 检波点的位置、 地震波经过的地下岩层的性质和结构有关。 通过对地震波记录进行处理和解 释，可以推断地下岩层的性质和形态。地震勘探在分层的详细程度和勘查的精度上，都优于 其他地球物理勘探方法。 2、地震勘测的方法 爆炸震源是地震勘探中广泛采用的非人工震源。目前已发展了一系列地面震源，如重锤、连 续震动源、气动震源等，但陆地地震勘探经常采用的重要震源仍为炸药。海上地震勘探除采 用炸药震源之外，还广泛采用空气枪、蒸汽枪及电火花引爆气体等方法。 具体的勘探方法包括反射法、折射法和地震测井。前两种方法在陆地和海洋均可应用。研究 很浅或很深的界面、寻找特殊的高速地层时，折射法比反射法有效。但应用折射法必须满足 下层波速大于上层波速的特定要求， 故折射法的应用范围受到限制。 应用反射法只要求岩层 波阻抗有所变化，易于得到满足，因而地震勘探中广泛采用的是反射法。 地震勘探的应用 由于地震勘探的方法都优于其他的地球物理勘探方法， 一次很受地质工作者的欢迎， 应用范 围很广，在石油工业中，在煤层采空区的应用中，在煤矿勘探应用中，在工程物探的应用中 都用涉及。 测井 1、测井的含义 测井是利用岩层的电化学特性、导电特性、声学特性、放射性等地球物理特性，测量地球物 理参数的方法。 2、测井的方法 测井方法众多。电、声、放射性是三种基本方法。各种测井方法基本上是间接地、有条件地 反映岩层地质特性的某一侧面，但是如果要全面认识地下地质面貌，发现和评价油气层，需 要综合使用多种测井方法，并重视钻井、录井第一性资料。 根据地质和地球物理条件，合理地选用综合测井方法，可以详细研究钻孔地质刨面、探测有 用矿产、详细提供计算储量所必需的数据，如油层的有效厚度、孔隙度、含油气饱和度和渗 透率等，以及研究钻孔技术情况等任务。测井方法在石油、煤、金属与非金属矿产及水文地 质、工程地质的钻孔中，都得到广泛的应用。特别在油气田、煤田及水文地质勘探工作中， 已成为不可缺少的勘探方法之一。 遥感 1、遥感的解释 遥感是通过遥感器这类对电磁波敏感的仪器， 在远离目标和非接触目标物体条件下探测目标 地物，获取其反射、辐射和散射的电磁波信息，并进行提取、判定、加工处理、分析与应用 的一门学科和技术。 由于各种物体的种类和所处环境条件的不同， 会具有完全不同的电磁辐射特性。 而遥感探测 所使用的电磁波波段是从紫外线、可见光、红外线到微波的光谱段，因而遥感器就根据所接 收到的电磁波特征的差异识别不同的物体。 2、遥感技术的地质学应用 遥感技术提供的遥感图像是经济建设、国防建设、科学研究的强大信息源。以对地球观测为 目标的遥感技术从内容上可以分为资源调查与应用、 环境监测评价、 区域分析规划及全球宏 观研究四大领域，除军事侦察外，可用于农林、水利、地理、地质、海洋等多个领域。 （七）海洋地球物理勘探 1、海洋地球物理勘探 海洋地球物理勘探简称“海洋物探” ，是通过地球物理勘探方法研究海洋和海洋地质的新方 法之一。用此种方法主要勘探石油和天然气构造及一些海底沉积矿床。 海洋物探的工作原理和地面物探方法相同， 但因工作场地是在海上， 故对于仪器装备和工作 方法都有特殊地要求，海洋勘探船还装有各种无线电导航、卫星导航定位等装备。 海洋物探的应用 ①寻找油气。海底油气勘探用重力、磁力、反射地震和回声测深对沉积盆地作区域性调查， 用详细的反射地震面积测量深入研究局部构造及其沉积环境。 ②海洋地质工程调查。通过回声测深、侧扫声呐、地层剖面仪以及高分辨率地震调查，结合 海底取样和浅钻，提供基础资料。同样内容的观测和资料，也是海洋沉积、海底地形地貌、 第四纪地质和固体矿产调查所需要的。 我通过在导师和学长那里了解到，学好勘查技术与工程必须做到理论与实践相结合。首先， 在平时的课堂上我们需认真的学习老师讲授的专业知识，利还需用课余时间慢慢理解吸收， 做到真正的掌握， 而不是仅仅停留在课本上。 其次我们要利用尽可能都得机会进行实践， “实 践是检验真理的唯一的标准” ，我们要利用好地质实验课机会好好观察分析。