地球物理仪器

分类号密级中国地质大学（北京）课程结课报告地球物理仪器学生姓名陈浩院（系）地球物理与信息技术专业电子与通信工程学号2110130002任课教师邓明职称教授二O一四年四月目录1.绪论................................................................................................................................................12.地震勘探方法................................................................................................................................12.1勘探原理.............................................................................................................................22.2应用范围.............................................................................................................................22.3反射法.................................................................................................................................22.4折射法.................................................................................................................................23.重磁仪器........................................................................................................................................33.1磁力仪.................................................................................................................................33.2重力仪.................................................................................................................................34.地震勘探仪器................................................................................................................................44.1模拟地震仪.........................................................................................................................44.2数字地震仪........................................................................................................................44.324位模数转换器地震仪....................................................................................................55.电法仪器......................................................................................................................................55.1大地电磁探测仪................................................................................................................55.2瞬变电磁仪........................................................................................................................65.3高密度电法仪....................................................................................................................66核辐射仪器...................................................................................................................................86.1放射性仪器分类................................................................................................................97总结与展望.................................................................................................................................10中国地质大学（北京）地球物理仪器报告11.绪论地球物理学就是用物理学的方法和原理，对地球的各种物理场分布及其变化进行观测，探索地球本体以及近地空间的介质结构、物质组成、形成和演化，研究与其相关的各种自然现象几其变化规律。本质上是一门观测学科，需要采集大量的有效信息，可靠信息和信息量的缺乏或不足则是任何数学技巧和图像显示无法弥补的。高精度和高分辨率的观测与实验仪器和设备是地球物理学发展史中的先行部队，为此，在不断学习国外先进科学技术的同时，也在逐步开创中国地球物理仪器的研制，并且成立具有自主独立主权的实力型品牌。地球物理仪器是地学仪器的主要组成部分，是认识自然的重要手段，我国地球物理界的前辈们经常说：“地球物理学是一门观测科学”，我院著名老一代地球物理学家顾功叙生前再三强调要注重自主研发的地球物理仪器的重要性。当代物理学家刘光鼎院士曾明确指出，仪器问题不解决，就无法实现地学现代化。我国近十几年来正逐步开创中国地球物理仪器研究和研制的新局面，形成具有中国特色的并具有独立知识产权的设备和体制，进而开拓新市场，走向世界，并独立于世界科技之林。在地球物理学领域，地球物理场主体上分为重力场、地磁场(包括航磁)、电场、地热场、放射性辐射场和地震波场。对矿产资源、油气能源和环境的勘察与监测，对地震灾害的预测与预防，对地球深部圈、层结构以及物质组成和空间状态的探测等都是通过物理场完成的。随着地球物理学在理论、方法和应用方面的不断进步，科学与技术发展的需求日益增加，相应学科的仪器与设备得到了迅速发展，物理学、力学、信息学和计算技术中的一些新成就得到了广泛应用，地球物理观测的精度和对信息的分辨率不断提高。因此可知，地球物理勘探所给出的数据时根据物理现象对地质构造做出合理的推断，也就是所谓的反演。此外，用地球物理方法研究活勘察地质体活地质构造，是根据测量数据或所观测的地球物理场求解场源体的问题。众所周知，在野外进行地球物理勘查要求所使用的仪器重量轻、体积小、坚固耐用，要能防潮、防晒、不怕振动，无论在寒冷的北极或是在炎热的赤道地区都能正常工作。同时还要求仪器有多种功能，即能同时测量多种参数，例如不仅能测重力值、磁场值，而且还能测定他们的梯度；不仅能用来做电阻率法，也能用来做激发极化法、交流电法等。我国是一个多山国家，在固体矿产资源勘查中迫切需要有轻便多功能的地球物理仪器；同时，我国又是一个幅员辽阔的国家，海洋及西部的沙漠戈壁石油资源有待于开发，城市与环境物探方兴未艾，也迫切需要功能强，精度高，运用现代物理、电子与计算机技术的地球物理仪器装备。为了反映地球物理仪器的技术性能，人们常用灵敏度、精密度、准确度、稳定性、测量范围等各种技术参数来描述它们。在我国著名的《地球物理学报》中，刊登了有关地球物理科学的综合性学术论文，它是地学领域中具有代表行的期刊之一，被列入中国自然科学核心期刊。主要刊登固体地球物理、应用地球物理、空间地球物理和大气、海洋地球物理以及与地球物理密切相关的交叉学科的研究论文，重点报道创新性研究成果。2.地震勘探方法地震勘探是近代发展变化最快的地球物理方法之一。它的原理是利用人工激发的地震波中国地质大学（北京）地球物理仪器报告2在弹性不同的地层内传播规律来勘探地下的地址情况。在地面某处激发的地震波向地下传播时，遇到不同弹性的地层分界面就会产生反射波活折射波返回到地面，用专门的一起可以记录这些波，分析所得记录的特点，如波的传播时间、震动形状等，通过专门的计算活仪器处理，能较准确地测定这些界面的深度和形状，判断地层的岩性，是勘探含油气构造甚至直接找油的主要物探方法，也可以用于勘探煤田、个别的层状金属矿床以及解决水文地质工程地质等问题。近年来，应用天然震源的各种地震探测方法也不断得到发展。2.1勘探原理在地表以人工方法激发地震波，在向地下传播时，遇到有介质性质不同的岩层分界面，地震波将发生反射与折射，在地表活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。通过对地震波记录惊醒处理和解释，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探的精度上，都优于其他地球物理勘探方法。勘探深度一般从数十米到数千米。地震勘探的难题是分辨率的提高，高分辨率有助于对地下的精细构造研究，从而更详细了解地层的构造与分布。2.2应用范围爆炸震源是地震勘探中广泛采用的非人工震源。目前已经发展了一系列地面震源，如重锤、连续振动源、气动震源等，但陆地地震勘探经常采用的重要震源仍然为炸药。海上地震勘探采用炸药震源之外，还广泛采用空气枪，蒸汽枪以及电火花引爆气体等方法。地震勘探是钻探前勘测是由于天然气资源的重要手段。在煤田和工程地质勘探、区域地质研究和地壳研究等方面，地震勘探也得到广泛应用。20世纪80年代以来，对某些类型的金属矿的勘察也有选择地采用了地震勘探方法。2.3反射法利用反射波的波形记录的地震勘探方法。地震波在其传播过程中遇到介质性质不同的岩层界面时，一部分能量被反射，一部分能量透过界面继续传播。在垂直入射的情况下，有反射波的强度受反射系数影响，在噪声背景相当强的条件下，通常只有具有较大反射系数的反射界面才能被检测识别。地下每个波阻抗变化的界面都可以产生反射波。2.4折射法利用折射波的地震勘探方法。地层的地震波速度如大于上面覆盖层的波速，则二者的界面可能形成折射面。以临街角入射的波沿界