地球物理勘查技术与应用探讨

刘延虎

摘要：本文详细讨论了地球物理勘查技术及其在矿产勘查和石油天然气勘查中的应用。地球物理勘查技术通过测量和分析地球的物理属性，如重力、磁力、电阻率和地震波，来推断出地下的地质结构和矿产资源的位置。本文首先概述了地球物理勘查技术的定义和发展历程，然后详细介绍了重力勘查、磁力勘查、地电阻勘查和地震勘查四种常用的勘查方法。接下来，本文探讨了这些技术在矿产资源预测和隐藏矿床探查中的应用，以及在石油和天然气勘查中定位油藏和估计储量的应用。总的来说，地球物理勘查技术为地下资源的探查和开发提供了重要的方法和工具。

关键词：地球物理勘查；重力勘查；磁力勘查；地电阻勘查；地震勘查

1 地球物理勘查技术概述

地球物理勘查技术是一种应用地球物理学原理和方法，用以探测和研究地球内部结构和物质分布的技术。通过测量地球的物理属性（如磁场、重力、电磁场、声波等）并分析这些数据，科学家可以推断出地下的地质结构和矿产资源的位置。

2 地球物理勘查常用方法

地球物理勘查技术包括重力勘查、磁力勘查、地电阻勘查和地震勘查。以下是对每一种方法的详细描述。（1）重力勘查是一种物理勘查方法，它依赖于地球内部岩石密度的差异。这种方法通常用于找寻油田、矿床、地下空洞等。重力仪被用于测量地表上不同地点的地球重力场，以反映地下岩石结构的变化。由于地壳内部的岩石密度不同，因此造成了地表上的重力场的差异。通过测量和分析这些差异，科学家可以得到有关地下结构的信息。（2）磁力勘查是一种利用地球磁场变化来探测地下矿产资源的方法。由于不同类型的岩石和矿物具有不同的磁性，因此磁力勘查能够有效地揭示出地下的地质结构和矿床分布。磁力勘查通常使用磁强计来测量地表上不同地点的地球磁场强度，然后分析这些数据以推断地下的岩石和矿物分布。（3）地电阻勘查是一种利用地下岩石和矿物的电阻率差异来探测地下结构的技术。电阻率是物质阻碍电流通过的能力，不同的地下物质具有不同的电阻率。通过在地表上施加电流并测量电压的变化，可以计算出地下物质的电阻率，从而获取地下的地质结构信息。这种方法在找寻水源、矿床以及进行地质工程勘察中非常实用。（4）地震勘查是利用地震波在地壳内部传播的特性来研究地下的地质结构。这种方法通常涉及产生人造地震波（例如通过爆炸或振动设备），然后使用地震仪记录地震波在地壳内部的传播情况。地震波在遇到地下的不同地质结构（如断层、岩石界面）时会发生反射、折射或衍射，通过分析这些地震波的传播特性，可以得到地下的地质结构信息。这种方法在石油和天然气探测中应用非常广泛。

3 地球物理勘查技术在矿产勘查中的应用

3.1 矿产资源预测

地球物理勘查技术在矿产资源预测中发挥着关键作用，尤其在估计资源储量和确定矿产分布的准确性方面。（1）重力勘查和磁力勘查： 这两种技术主要用于探测地质体的物理属性，如密度和磁化率。因为不同类型的矿产有着不同的密度和磁性，所以通过这两种技术，我们可以预测矿产的存在位置及其可能的储量。例如，铁矿石具有较高的磁性，因此在磁力勘查中容易被检测到。（2）地电阻勘查： 这种方法依赖于地下材料对电流的阻力差异。由于矿产（如铜、金）通常具有比周围岩石更高的电导率，所以通过电阻率测量可以定位到这些矿产的可能位置。（3）地震勘查: 地震波在通过不同地质结构时，其速度和传播特性会有所不同。因此，分析地震波的反射、折射和散射，可以帮助我们了解地下的岩层结构，预测矿产资源的位置及其储量。地震勘查尤其在油气勘查中得到了广泛应用。

3.2 隐藏矿床探查

地球物理勘查技术在探查隐藏矿床方面有着重要的应用。这些隐藏矿床可能位于深层地下，或者被其他地质结构遮挡，难以通过传统的地质勘查方法直接发现。以下是一些主要的地球物理勘查方法在探查隐藏矿床方面的应用：（1）重力勘查：通过测量地表不同地点的地球重力场，可以推断出地下的岩石密度分布，进而发现可能的矿床。例如，密度较大的金属矿床可能会在地表产生一个明显的重力异常区。（2）磁力勘查：通过测量地表的磁场变化，可以推断出地下的磁化率分布，进而发现可能的矿床。例如，含铁的矿床可能会在地表产生一个明显的磁力异常区。（3）地电阻勘查：通过测量地下的电阻率分布，可以发现电阻率异常的区域，这可能是由于地下存在矿床造成的。例如，导电性较好的金属矿床可能会在地表产生一个电阻率较低的区域。（4）地震勘查：通过产生人工地震波，并测量地震波在地壳内的传播情况，可以推断出地下的地质结构，进而发现可能的矿床。例如，矿床可能会在地震波传播的路径上产生反射或折射，从而被检测到。

4 地球物理勘查技术在石油和天然气勘查中的应用

4.1 油藏定位

地球物理勘查技术在油藏定位上扮演着关键的角色。这些技术能够识别和映射出地下的地质结构，从而揭示出可能存在石油或天然气的区域。以下是一些主要的地球物理勘查方法在油藏定位方面的应用：（1）地震勘查：这是石油和天然气勘查中最常用的方法。地震勘查通过在地表产生人工地震波，然后记录这些波在地壳内的反射和折射，以此来揭示地下的地质结构。特别是，地震波在油藏的岩石界面处会产生特别强烈的反射，从而让我们能够定位到油藏的位置。（2）重力勘查：重力勘查通过测量地球的重力场，来揭示地下的密度分布。由于油和天然气的密度比周围的岩石要低，所以在油藏的地方可能会出现重力异常，从而帮助我们定位到油藏。（3）磁力勘查：尽管磁力勘查在油藏定位中的应用不如地震勘查和重力勘查那么广泛，但它还是可以提供一些有用的信息。例如，它可以帮助我们识别地质结构，如断层和折叠，这些结构可能与油藏的形成有关。

4.2 储量估计

在石油和天然气勘查中，估计储量是一个关键步骤。这不仅可以为矿产公司提供潜在的经济收益预测，也对确定勘探策略和资源管理具有重要意义。以下是一些主要的地球物理勘查方法在储量估计方面的应用：（1）地震勘查：地震勘查在估计储量上发挥着至关重要的作用。通过分析地震波在地壳内的反射和折射，我们可以获取到地下的地质结构信息，如油气藏的大小和形状，以及储层的厚度和连通性。通过进一步的地质和工程研究，我们可以估算出油气藏的储量。（2）重力勘查：尽管重力勘查无法直接估算出储量，但它可以提供一些有用的信息，如油气藏的大小和形状，这对储量估计是必要的。（3）地电阻勘查：地电阻勘查可以测量地下岩石的电阻率，这个电阻率通常与岩石的孔隙度和饱和度有关。因此，地电阻勘查可以帮助我们估算出储层的有效孔隙度，以及储层中油气的饱和度，从而估算出储量。

5 结论

地球物理勘查技术是一种强大的工具，可以通过测量和分析地球的物理属性来揭示地下的地质结构和矿产资源。尽管这些技术各自有其特点和优势，但是它们通常被综合使用，以获取更全面和准确的信息。这些技术在矿产勘查和石油天然气勘查中都有重要的应用，包括预测矿产资源、探查隐藏矿床、定位油藏和估计储量。随着科技的发展，地球物理勘查技术的精度和效率将进一步提高，对地下资源的探查和开发将有更大的贡献。

参考文献：

[1]王洁婧. 地球物理勘查技术与应用探讨[J]. 西部探矿工程, 2022(007):034.

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