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地球物理学范文1
关键词：地球物理学，固体地球物理学，应用地球物理学，大地构造物理学，区域地球物理
中图分类号：P31;N04 文献标识码：A 文章编号：1673-8578(2011)01-0051-04
Evolution of Branch Terms in Solid Earth Physics
YANG Wencai
Abstract: This paper reviews the growing, development of the Solid Earth Geophysics together with its branch terms. Especially, new branches in this field have frequently been emerging since 1970s, resulting in the creation rate of new scientific terms heavily exceeds their propagation rate. It is thought that keeping the branch development in mind, renewing the division terms and introducing new scientific term to public in time are also important for knowledge creation and generalization.
Keywords: geophysics, solid Earth physics, applied geophysics, tectonophysics, regional geophysics.
地球是人类的家园，为我们提供了生存与发展所需的各种资源与能源。人类与地球的相互作用，产生了地质环境、地质灾害方面的问题。上述问题的解决需要应用地球物理学的知识。地球物理学(geophysics)是一门通过观测研究地球行为、属性、相态和演化的学科。
地球物理学是数理科学与地球科学的交叉，在19世纪属于物理学中以地球为对象的一个研究领域。地球物理学从物理学中分离出来成为一门独立的学科，大约是在20世纪的20年代，其标志是西方多所大学中地球物理系的建立[1-3]。到20世纪60年代，地球物理学已经成为地球科学中三大二级学科之一，与地质学、地球化学并列。
固体地球物理学(Solid Earth Physics)是地球物理学中形成最早和研究最深入的分科，20世纪上半叶下属有地震学(seismology)、地磁学(geomagnetism)、重力学(earth gravitation)、地电学(earth electromagnetism)和地热学(geothermics)等
分支。从分科的名称与物理学分科紧密关联可见，当时的地球物理学还未进入地球科学的核心。作为构建固体地球物理学的支柱之一，主要用于能源矿产勘查的应用地球物理学(applied geophysics)曾经是固体地球学的一个主要分支[2-4]。由于工业社会对资源和能源的渴求，以资源和能源勘探为主要目标的应用地球物理学也同时得到了长足的发展[4-5]。尤其是20世纪80年代以来，信息技术的快速发展，在数据采集技术、数据分析技术和信息提取与融合等方面，推动应用地球物理学成为一门引人瞩目的高科技领域。此外，应用地球物理技术的快速发展也为解决地球内部探测、近地表的环境监测与工程基础调查、古文物遗址探测及地质灾害评估等提供了有效的方法技术。
应用地球物理学下属的分科包括地震勘探(seismic exploration)、重力勘探(gravitational exploration)、磁法勘探(magnetic exploration)、电法和电磁法勘探(electromagnetic exploration)、放射性勘探(radioactivity exploration)和地球物理测井(geophysical welllogging)。由于应用地球物理学有工程科学的性质，因此在目前学科分类中，大都将其划入工科的范围。但是，近40年来应用地球物理学已经广泛应用于海陆与地球内部组成结构的调查和地球动力学活动的监测，成为研究地球内部物质运动不可缺少的科学知识[6-10]。尽管应用地球物理学兼有工程学科的性质，但仍然是地球科学的主要组成部分。因此，现在应将应用地球物理学从固体地球物理学中独立出来，共同成为地球物理学中的下属学科。
20世纪20年代促成地球物理学独立的重大事件可归纳成两个方面：一是地球物理学适应工业化发展的需求，于1926年在美国用反射地震法找到了大型油气田；二是由于旧金山、东京等地大地震的频发，增进了公众对地球物理学的重要性的认识。到了20世纪50年代，地球科学进入了创建全球大地构造理论的关键时刻，地球物理学家发现了地球刚性表层下方存在较为连续的低地震波速和低电阻率的层位，即“软流圈”。这一发现无疑是魏格纳大陆漂移假说起死回生的一个关键证据，引起了地学界的高度重视。此后，联合国教科文组织把1959年命名为“地球物理年”，体现了固体地球物理学对当时科学发展的里程碑式含义。在其后的60年代，固体地球物理学研究成果为板块构造学说提供了大量证据，促进了板块构造学说的建立和完善[7-13]。与此同时，将目标锁定在岩石圈与软流圈行为、属性、相态和组构研究的学问“大地构造物理学”也应运而生，并成为近40年来地球科学活动的主流学科之一。
板块构造学说给人最重要的启示就是，表观无比复杂的地质现象，原来可以用非常基础的物理学定律来解释清楚。因此，创新地球观的研究路线，无非是攻破物理学与地质学之间的壁垒，建立以物理学为构架的地质构造学说。自从20世纪60年代板块构造建立之后，固体地球物理学的研究范围已经从传统的重、磁、电、声等物理现象的研究，转变为对地球内部行为、属性、相态和组构及其动力学的研究为主要对象，其分科也以地球圈层划分，力求综合各种物理探测信息综合解决其行为、属性、组构、相态等地球科学问题[13-16]。例如：
大地构造物理学(tectonophysics)：以岩石圈和软流圈为主要对象。
地幔物理学(mantle physics)：以上、下地幔为研究对象。
地球内部物理学(earth Interior physics)：以地核为主要研究对象。
地球动力学(geodynamics)：以地球内物质运动和力的作用为主要对象的跨学科研究领域。
其中地球动力学又分为大陆动力学(continental dynamics)和海洋动力学(marian dynamics)两个分支，前者与大地构造物理学关系密切，而后者与地球表面系统动力学关系密切。
近半个世纪以来，科学技术飞速发展和学科交叉不断深入，使新学科分支迅速萌芽和发展，造成新学科名词发生率远超过传播率的局面。把握各学科的发展脉络，及时修补和更新学科分类、介绍与推广科学新词的内涵，就成为创新知识传播的重要组成内容。因此，自20世纪70年代至今，可称为地学界的后板块时代，这个时代的目标在于创立一门系统地揭示岩石圈和软流圈运动规律的科学，即大地构造地球物理学。在21世纪我们已经走到了这样一个临界点：过去被当做原理引用到地质科学中的经典力学、平衡态化学及达尔文进化论在它们各自的领域里不断地被质疑，使我们不得不重新考虑它们对固体地球这一复杂巨系统的适用性。大地构造物理学已经从一个跨学科的研究领域，走向一门继板块构造之后基于地球物理探测的学科分支，极大地改变了人类对固体地球系统的认识，成为开拓创新全球地质理论的重要支柱之一[17]。
大地构造物理学研究注重演化的细节、过程和证据，以及它们与物理学定理的兼容性。大地构造物理学主要包含三个下属的学科：岩石圈探测(lithosphere probing)、区域地球物理(regional geophysics)和岩石圈信息学(lithosphere informatics)。由于地球其他固体圈层的探测信息量还不大，岩石圈信息学目前是地球信息学的一个最重要的组成部分，内容包括岩石圈信息编码、处理、存储和检索等，用于解决区域及全球岩石圈行为、属性、组构、相态等地球科学问题。岩石圈探测目前是“地球探测”的一个最重要的组成部分，而“地球探测和信息技术”目前被列为工程科学中隶属于“地质工程”的一门分科，包含地球物理勘探和地球化学勘探两个学科。岩石圈探测从发生地质作用产生的“指纹”入手，了解地质作用的行为和属性，以及它们发生的环境和动力机制。地球是一个整体，一个区域构造单元是其中相对独立的组成单位，对区域内观测到的丰富多彩、而且貌似矛盾的各种地球资料，区域地球物理学以物理学为指导，把它们集合起来，序列起来，通过全球对比去寻找地球内部物质运动的证据，并最后求得对区域地质演化的系统理解。如果研究者不具备系统的大地构造物理学知识，他的解释就不免流于想象，就难以准确地抓着区域演化的脉络和规律，形成准确客观的认识体系。
我国拥有960万km2的陆地和300多万km2的海域，独特的地域环境和自然现象，如青藏高原、黄土高原、阶梯状地貌、宽广的大陆架和边缘海、复杂的大陆组成与结构、年轻的山脉和构造的活动性、丰富的古生物化石埋藏等，为我国地球科学的发展提供了独特的研究对象、科学问题和天然的研究试验室，也为我国地球物理工作者提供了一个施展才能的宽广平台。希望我国地学同人与时俱进，在开拓地球物理学研究领域的同时，不断规范地球物理学科学术语，为学科发展作出新贡献。
参 考 文 献
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地球物理学范文2
关键字：环境地球物理学；环境；治理
中图分类号：G648 文献标识码：B文章编号：1672-1578（2014）11-0010-01
环境地球物理学是将物理学与环境科学融合起来，运用地球物理学与环境科学方法对地球环境的各种问题做出解决对策，使地球环境得到改善，使人类的生活范围发生变化，保证人类的生活不受各种地质灾害的影响。
1.环境地球物理学的总体概括
环境地球物理学是环境科学与地球物理学相互影响共同进步从而形成的具有两者特点的科学，它主要是将地球物理学中的思想和要领用作对地球物理场和地球物质的物理性质与人类生活周边情况联系的研究。当前看来，环境地球物理学是将是拥有远景潜能的科学，它的用途很广泛，不仅包括对环境污染的监督、自然环境改变的估计，还可以对已经存在的污染现象提出具体而有效的解决方法。环境地球物理学又叫做近地表地球物理学，它的最为明显的特色就是具有很高的分辨率、精密度和准确性。
环境地球物理学主要将地球岩石圈、土壤圈、水圈和大气圈作为最主要的探索范围，根本宗旨就是将地球物理内容运用到探索和处理出现在环境科学中的各种问题。环境地球物理学是探索地球物理场和地球物质的物理特征与人类生活有什么联系。所谓的联系是指：一，地球物理场生活在地球上的人类和其他生物特别是人类身体情况具有强大的作用，反之，人类在地球上做出的各种行为也会使地球物理场与地球物质产生明显的改变；二，地球的物理特征与地球物理场的改变是由人类生活的自然与人工环境的改变所造成的。地球环境物理学探索的方面有：地球物理场对环境的影响，环境污染的监督和解决，探索整个地球所发生的改变。
2.环境地球物理学的现状
在最近的这些年里，环境地球物理学发生了巨大的变化 ，它从未停止过前进与自我完备的脚步，所以它在环境的分析、监督、估计和改变等问题上起到的作用是不断增加的。与此同时，地球物理思想在能源寻找中所占的比重在慢慢变低，但是在环境方面所占的比重却在慢慢升高。根据美国1993年全部地球物理用度去向数据显示，石油与天然气勘测所占用的地球物理用度从之前的85%降低至65%；金属矿勘测所占用的地球物理用度从之前的9%降低至2%；但是环境科学项目探索所占用的地球物理用度从以前的1%上升至26%。在当前来看，对环境地球物理学的探索已经是21世纪关注的焦点，也一定会变成当代地球物理学最重要的部分。
中国的环境地球物理学在1989年得到了提议，在之后近20年里，中国的科学家对此做出了很大的努力，无论是在著书还是建议提出方面都有出色的表现，与此同时，环境地球物理学也得到了从事物理学研究人员的重视。从改革开放以后，我国的经济呈指数方式增长，经济增长所带来的不仅仅是国家的富足，还有各种各样的污染，环境不断的恶化，被污染的最严重的是水源与土地，但是水源与土地却是别的环境科学极少关注的，所以在中国支持环境地球物理学是很根本的要求。
目前为止，我国的环境地球物理学目前为止还是一门不太完善的科学，这里不完善不只是理论上的不完整，还有就是没有得到所应有的重视，在国外已经有了专门的机构，但是在国内却依然没有成立相关的机构，这也就要求国家增大支持力度，使我国的环境地球物理学更有效的发挥其作用，使其成为更加完善的科学。
3.环境地球物理学物理学的发展方向
环境地球物理学在最近的时期内将研究的重点放在对地下水污染原因的寻找、监督和探索，天然的核辐射，电磁辐射，地球物理场环境效果，城市中抛弃的垃圾应该放置位置的选取和监督，干旱地区水质咸淡的观察还有环境地球物理途径的整体探索的方面。这其中最重要就是能够产生污染的物质和地球内里的物质之间的关系，还有能够产生污染的物质是否会对地球的物理场产生什么样的作用。
地球环境物理学在日后的发展中将应该继续注重对地球环境污染的治理与防护，各种地质灾害的预计和对新的地球物理科技的改进与研发等方面。
3.1 地球环境污染的治理与防护。环境的污染是现在地球面临的最大的问题，所以如何将环境地球物理学的方法运用到如何更好地解决环境污染和怎样更有效的保护地球不受污染的威胁。这不仅要求环境地球物理学本身是一门具有应用价值的科学，还要求科学家更加努力的将环境科学与地球物理学更好地进行改进，使两者彼此影响，研究出更加适合地球实际情况的解决方法，使地球环境不再继续恶化，使其情况渐渐好转，焕发出新的生机。
3.2 各种地质灾害的预计。地质灾害是现在社会所面临的最大的危险，是不可预计的，这种危险包括地震、火山、滑坡、泥石流、海啸等，每年死于地质灾害的人们不计其数，所以，如何更好地预计地质灾害是很需要的。地质灾害是地球发生的物理性改变从而导致地球环境产生变化，这不仅是物理学的知识也包括环境科学，所以应该更好地运用环境地球物理学内容更有效的预报地质灾害，使人们免于遭受各种大自然带来的危害。
3.3 地球物理科技的改进与研发。对地球的各种探测都需要有现代高级科技的支持，现在的高科技是远远不能满足所有地球环境的探索的，比如说对于地震的预报还没有做到百分百的准确，这就要求技术人员运用物理学技术，研发出更完美更精确的仪器，对环境治理或者是灾害做出更大的贡献。
总之，环境地球物理学是一门新兴的但是在快速发展的科学，它和人们生活息息相关，这就要求它不能停下前进的脚步，因为有很多的问题需要用它的知识去解决，用它的内涵去指导，解决环境污染的问题，解决治理污染的方向，将物理学与环境科学更好地融合，使环境地球物理学不断地进步。
参考文献
[1] 曹俊兴，贺振华，朱介寿：《工程与环境地球物理的发展现状与趋势-1997年工程与环境物理国际学术会议侧记》，《地球科学进展》，1998年。
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[3] 崔霖沛：《地球物理方法在环境保护工作中的应用》，《水文工程地质》，1997年。
[4] 徐宝慈，《环境工程地球物理学-一个新的前沿领域》，《中国地质》，1995年。
地球物理学范文3
关键词：地震勘探；专业实习；学科建设
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）17-0084-02
一、引言
应用地球物理学是一门实践性很强的学科，实践教学在其人才培养计划中是一个必不可少的重要环节。在我校现行的四年制应用地球物理专业本科教学计划中，实践教学环节主要包括二年级的秭归地质实习和三年级的北戴河的专业实习。其中北戴河专业实习安排在专业必修课结束后进行，起着承前启后的重要作用，有助于学生理论与实践相结合，是地球物理专业学生进入工作岗位或继续深造的必要途径。地球物理勘探简称“物探”，它是以各种岩石和矿石的密度、磁性、电性、弹性、放射性等物理性质的差异为研究基础，用不同的物理方法和物探仪器，探测天然的或人工的地球物理场的变化，通过分析、研究获得的物探资料，推断、解释地质构造和矿产分布情况。这是地球物理学专业的主要内容。目前主要的物探方法有重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探、放射性勘探等。地震勘探作为地球物理学专业的主要方向，在各种领域的应用非常广泛。因此掌握好地震勘探的原理对于学生的就业有着很大的益处。在我校的教学计划中，地震勘探的专业必修课包括“地震勘探原理”、“地震勘探数据处理”和“地震勘探资料解释”。如何在这些课程的理论学习之后，通过地震勘探的教学实习将理论与实践紧密结合起来，并且通过实践来提高兴趣进而指导理论学习，是本文要探讨的主要内容。
二、地震勘探实习的教学目标
我校地球物理学专业实习的地点是在河北省秦皇岛市的北戴河实习基地。在实习基地内通过地震勘探专业教师给学生介绍工区内的地震地质条件和概况，施工设计方案和设计要求，可为学生提供一次全面理论联系实际的机会。因此，地震勘探实习是一次综合性的实践教学活动。课程要求学生通过为期一周的地震野外实习，能够掌握震源组、仪器组、放线组和现场处理组的工作以及编写实习报告的技能；能够提高和增强野外动手能力、文图表达能力和科技创新能力；培养和建立综合的地震思维和初步的科研意识，为后续相关课程的学习以及对地球科学、工程勘察和油气勘探等方面的研究奠定扎实的基础。
三、地震勘探的实习内容
根据地震勘探相关理论课程的学习，地震勘探的实习内容主要包括折射波数据采集和处理解释、反射波数据采集与处理和地震反射资料的构造解释三个方面。具体的实习内容为：（1）了解工区的地震地质条件；（2）根据展开排列地震记录，进行反射、折射勘探观测系统设计；（3）熟悉地震仪器设备的工作原理、性能，仪器操作及数据采集软件中的参数设置原则；（4）了解数据采集过程中出现故障的原因及处治方法；（5）了解单炮地震记录的质量评价方法；（6）完成反射波法多次覆盖观测系统和折射波法相遇追逐观测系统数据采集工作；（7）完成反射波剖面标准层的同相轴追踪、断层解释，折射波资料解释；（8）根据编写报告提纲要求，独立编写地震实习成果报告。
四、地震勘探的实习安排
由于实习学生数较多，而且可供使用的仪器数量有限，因此需要对实习学生进行合理的安排。为了让每一个学生都尽可能的加入具体工作中，真正的通过实习学习掌握到课堂以外的实践知识。我们采用分组制，在野外的数据采集中，将学生分为震源组、仪器组和放线组，每组四到五名学生，然后完成了一定的工作量之后各个组的职责进行轮换。在室内的处理和解释时，同样采用分组制，由组内成员分工协作完成。同时，为了锻炼团队协作精神，每个组设一名组长，由组长负责组内工作的协调。另外，为了锻炼学生的独立思考能力，老师在野外的工作中，只选定工区范围和布置相关任务，而对于工作任务的具体设计，尽量由学生独立完成，老师只是从旁指导，比如测线的选取，最佳偏移距的设定，覆盖次数等。对于地震勘探教学实习的内容安排如表1所示。
五、地震勘探的实习效果
这次的专业实习取得了良好的教学效果和学习效果。通过这次实习，同学们在课堂上学习到的理论知识得到了实际的应用和实践的验证，使他们不再觉得地震勘探理论知识的空洞，那些原理中抽象的公式数据变成了现实中可以看得到的东西，加深了对理论知识的理解。另外，采用分组制的实习方式，一方面可以提高效率，另一方面可以让学生在团队的协作交流当中进一步巩固学习到的知识。
为了加深同学们对在数据的采集过程当中注意事项的理解，我们做了一些简单的小试验。比如，在采集时故意找几名同学在检波器旁走动，以此来观察环境噪声对数据质量的影响。实习结束后，同学们深有体会，在总结交流时纷纷表达了自己对地震勘探的理解和认识。有一名同学谈到：在进行数据处理和解释的过程当中，我才发现第一手的采集资料的质量对后续流程的重要性，如果没有较高的数据信噪比作保证，后面的处理和解释真的是步履维艰。还有的同学谈到：在理论的学习中，我们知道了直达波、折射波和反射波的时距曲线特征，但是这么直观的观测到了我们自己采集的数据，可以更加的加深了我们对地震波场的理解。
六、结语
高等教育作为一种有目的的培养高素质人才的实践活动，必须满足社会的需要。改革开放以来，社会对大学的需要已经从“高级知识分子”转变成“复合型高级专门人才”。因此，高等院校培养的大学能否适应社会的需要，只能通过实践来检验。专业实习作为一种实践手段，可以充分调动学生的学习积极性和对实际问题的解决能力，使学生的实践能力在解决实际问题的过程中得到充分的锻炼和发挥。因此，大力开展专业实习课程的改革和探索研究，注重学生的理论联系实际能力的培养，对于加强学科建设具有十分深远的意义。
由于专业实习安排在大四之前的暑期进行，此时他们已经对地质学和地震勘探原理处理和解释等方面的只是有所掌握，因此，在专业实习的教学中，对学生的教学应该采用启发式教学，通过地震勘探的实习过程，让每位同学积极参与，让他们了解每一个实验细节，并且在实验过程中让他们仔细观察地震波的各种波场特征，边发现问题边解决问题，加强学生综合素质和实践能力的锻炼，培养他们举一反三的能力及发散性思维能力。
地球物理学范文4
关键词：地球物理测井；MATLAB；教学研究
地球物理学是利用各种物理学原理研究地球及地球内部矿藏资源的综合性学科。该学科下辖多门课程，地球物理测井则是其中之一。地球物理测井，简称测井，是用各种专门的仪器设备沿井身测量井剖面上岩层的各种地球物理参数，以此研究岩层及有关工程问题的方法。在进行测井课程的教学过程中，需要将数学、物理学及地质学相关知识相结合，计算相关地层参数。但是，单纯让学生进行纸面上的计算极易产生一种现象：高分低能。也就是说，学生在处理问题的时候，只会套公式，而对整个数据的处理流程一知半解，难以在实践中应用所学到的东西。本文针对这一情况，提出将MATLAB软件融入测井教学，一方面使学生对测井数据处理的流程有一个清晰的认识；另一方面激发学生的兴趣，提高学生的编程能力，从而使学生能够将理论与实际相结合，达到提高教学质量、培养综合能力的目的。
一、传统的测井教学存在的问题
首先，传统的教学以教师讲授为主，这样的教学方式只能把相关理论简单灌输给学生，难以使学生对该理论在实践中的应用有清晰的认识。
其次，测井数据具有一定的特殊性。在采集的时候，由绞车将仪器吊入井下，然后一边向上拉，一边测量。因此，测井数据是在一定深度范围内通过连续测量所得到的。在教学过程中，学生课堂练习所用到的数据往往是单一的，这是因为纸面的计算不可能要求太繁琐；而实测数据则是大量而连续的，最终需要得到一条在几百甚至几千米深度范围内某项指标变化的曲线。这样一来，就会出现一个问题，学生所掌握的知识与实践中遇到的问题无法很好地衔接起来。
最后，测井各种指标的定量计算公式往往包含很多参数，而不同的地质条件对不同的参数有不同的影响，从而最终对各指标产生影响。传统的教学方式，只能让学生对这些影响死记硬背，而不能让学生亲自探究。
部分学校在进行测井课程教学时，教师会对目前的一些测井商业软件进行演示，让学生亲手操作。这样的教学方式在一定程度上对上述三个问题的解决有一定的推动作用，可以使学生对数据处理流程有一定的了解。但是，一般的测井软件在操作时都是这样一种形式：输入输出，即输入数据，输出结果。这样的形式对实际生产很有好处，但对教学来说就存在一定的问题。学生只能看到输入的数据和输出的结果，而无法知晓数据的计算流程。因此，笔者将MATLAB软件引入地球物理测井的教学工作中。
二、MATLAB软件
MATLAB是matrix和laboratory的组合，即矩阵实验室。它是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算。MATLAB可以进行矩阵运算，绘制函数和数据，实现算法，创建用户界面，连接其他编程语言的程序，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。相较于传统的C语言、FORTRAN语言等，MATLAB程序的编写更符合数学公式的运算逻辑，所以也更容易被学生掌握。地球物理测井中涉及大量的矩阵计算及成图的问题。笔者认为，为了使学生理顺测井数据、计算公式、计算结果三者之间的关系，将MATLAB软件引入测井课堂是非常有必要的。
三、MATLAB软件引入测井课堂的应用
目前，很多高等院校的理工科专业都开设了MATLAB这门课程，但是一般都是教授该软件的使用方法，很少将其与学生所学的其他课程进行结合。而笔者通过与学生的交流以及个人的一些体会，实践了一种新的教学方法：将MATLAB软件与地球物理测井课程相结合。这种结合并非完全用上机代替以讲授为主的授课方式，而是对课程中数学、物理知识比较丰富且实践性比较强的部分，通过MATLAB软件以演示和编程的方式进行授课。下面以声波测井孔隙度计算为例，对该方法进行阐述。
首先，这一教学方法可以将MATLAB与测井两门课程所学内容进行结合，使学生将在MATLAB这门课程中所学到的知识应用在测井课程的实践中。一方面，学生可以借此机会温习MATLAB的编程方法；另一方面，通过编程，可以对声波测井孔隙度的计算原理有一个更清晰的认识。
其次，MATLAB软件可以使学生对y井数据进行批量化处理，而非对单一的数据进行纸面上的计算。
声波测井的实际数据由深度数据和仪器测量数据构成。传统的教学方法要求学生在练习时，选取其中的一个深度的测量数据带入公式计算孔隙度。这样的练习存在两个问题。第一，无法使学生了解声波测井孔隙度的计算方式，而只能学会类似中学时期的纸面计算的方法。笔者认为，这样无法真正培养出高素质的大学生。第二，利用声波测井所计算出来的某一深度的孔隙度，是由该深度附近地层所决定的，而非简单地只由该深度地层决定。因此，单一某一深度的孔隙度计算结果对于声波测井工作来说没有太大的意义，而真正需要的结果应该是孔隙度随深度变化的曲线。但是由于声波测井的数据量非常大，这一曲线通过手动计算几乎是无法完成的。目前，市面上有多种测井数据处理的软件，但是，这类软件普遍价格昂贵，而且即使能让学生用上这类软件，也无法真正了解计算过程，从而使学生失去了将书本上的理论应用于实践的机会。因此，笔者认为，可以将MATLAB软件引入课堂，通过教师的演示及学生亲手编程，将理论与实际结合起来，这样不但使学生在编程中掌握了计算原理，而且提高了学生解决实际问题的能力。
最后，通过公式可以看出声波测井孔隙度计算公式涉及很多参数，当这些参数发生改变时，孔隙度的计算结果也会发生变化。以岩石骨架的声波时差Δtma为例，地层的岩石骨架分别取砂岩、灰岩和白云岩时，孔隙度计算结果会发生变化。传统的教学方法只能通过公式分析岩石骨架改变时孔隙度的变化情况，而不能通过具体的实例为学生展示这些变化规律。若将MATLAB软件引入测井课堂，学生自己对岩石骨架参数进行调整，可以得到图1中的a（岩石骨架为砂岩）、b（岩石骨架为灰岩）、c（岩石骨架为白云岩）三幅图，继而利用这三幅图，亲自探究岩石骨架的变化对孔隙度大小的影响规律。
四、结论和建议
本文提出了将MATLAB软件引入地球物理测井教学，对传统的教学方法进行补充和改进，解决了传统测井教学中存在的几个问题。第一，编程提升了授课质量，加深了学生对数据处理相关公式的理解；第二，学生除了掌握书本上的方法、原理等内容以外，还能对数据处理的实践有一个清晰的认识；第三，学生通过编程自行探索某些测井参数随地质条件变化的规律，提升了自学和创新能力。但是需要注意的是，地球物理测井本身才是本门课程的核心。在授课时，教师应更加侧重于应用MATLAB软件解决实际的测井问题，提高学生对各种原理的认识水平，而不是以练习编程为核心。在接下来的教学工作中，笔者还会对该教学方法进行探索和优化，进一步提高测井课程的教学质量和学生的听课效果。
参考文献：
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地球物理学范文5
关键词：地球化学；地球物理；找矿方法；金矿
黄金作为社会上重要的保值物品，在纸币流通之前承担过代替值的作用，随着人类经济的不断发展，黄金越来越受到重视，许多国家将黄金作为重要的战略储备，也越来越多的人把拥有黄金饰品当做是身份奢华的象征。因此找到一个优质的金矿，对黄金的生产非常重要，通过不断的科学探索，地理化学和地理物理在金矿探测中的应用逐渐发展并成熟。
一.地球物理（物探）方法概述
（一）观测地表的构造和岩性特征
金矿的形成需要一定的地质条件，发育在印支区斑岩中的NM向断裂构造是金矿区直接的找矿标志。其外在的围岩，向内岩石发生片理化和破碎，产生退变质的作用，围岩中角闪石发生水化，转变为黑云母，进而蚀变为绿泥石。此时可能会有结晶好的黄铁矿出现，可能会有微弱的金矿化，在内带，出现绢云母化，弱硅化或有或无的长石化，颜色明显褪色，这时该地区普遍有黄铁矿或者金矿。区内金矿床类型主要为灰色石英脉型，其次为蚀变岩型，它们一般在地表形成褐铁矿化，是确定该地区是否有金矿的标志之一。
（二）根据地球物理特征（物性特征）采用的地球物理（物探）探测方法
1.理论依据
因为金矿区的岩石中含有大量的硫化物和石英脉，矿化分带明显，成矿与一般岩体关系明显，利用此特点，可以推导出矿体与围岩的导电性差异较大，并且存在明显的激电电性差异，因此刻在预定矿区使用电法（激电）和音频大地电磁法这两种物理方法进行找矿预测。
2.操作方法
根据前期的地质勘查，分别在预测矿区布置勘探线，在上面各自布置电法（激电）剖面测量，并单独在物探激电异常上布设EH4剖面测量。
根据观测的结果，收集有效数据，观测是否存在激电（高极化）异常，进而推断出是否存在低阻，高阻相间的特征，以推断该地段的电性分布特征是否有变化，得出初步的勘查结论。
（三）地球物理（物探）找矿方法在寻找金矿中的效果
结合矿区地质，地球物理特征的找矿方法，在寻找金矿中，尤其是在早期探测中，具有显著的效果，通过地面地球物理探测，可以预测到下一步深入的勘测结果，为金矿的最终发现提供找矿信息和理论依据，能初步判断该地区是否有较大潜力的金矿。
二.地球化学（化探）方法概述
（一）金矿的地球化学表现特点
金矿的形成需要复杂的地质条件，而通过复杂的地壳运动的演变，必然留下很多的化学元素和化学属性，通过地表土壤的采集，检测元素在矿区内的分布情况和分布规律，看是否达到金矿的最低工业品位，能初步判定该地区是否有金矿的存在。
（二）根据地球化学特征采用的地球化学测量（化探）方法
1.理论依据
地壳含有丰富的金属元素，而金矿的形成需要复杂的构造变化，因而元素的富集和分布也在不断变化，通过矿区的地球化学土壤（岩石）测量，围绕目标矿种，结合探测区的地质背景，并根据检测出来的各元素之间的相关性，空间分布，地球化学特征等化学因素，可确定远景金矿区。一般通过异常的划分，圈出异常带，最终确定矿区的找矿靶区。
2.探测方法
在矿区开展1/10000土壤地球化学测量，土壤样品通过多元素化验分析，圈定出综合异常区，一般是看每一个区域的Au、Ag、Hg、As、Sb等元素，看其是否有高浓度区或者广泛分布，根据地球化学特征综合分析研究，推测是否有潜在的金矿。
（三）地球化学（化探）找矿方法在寻找金矿中的效果
由于金矿的形成条件复杂，因此地表土壤中的金属元素会有一定规律的分布，因此通过金属元素测定推测该地区是否存在有潜力的金矿，是较为科学的探测方法，并且在实际的探测中有明显的效果，可以为矿体（矿床）的最终确定提供重要的依据。
三、地球化学地球物理找矿方法在金矿的应用
（一）地球物理找矿方法在金矿中的应用
地球物理找矿方法在实际的研究和应用当中，取得了一个较为理想的效果，不仅能够准确的找到预期勘测的金矿，同时对金矿含量的预测也比较准确。相对来说，地球物理找矿方法在实际的应用当中，操作简便、工作量少、效率高。在此，本文主要以我国某省某矿区为例，对地球物理找矿方法的应用进行一定的阐述。图1是我国某省某矿区1/20 万化探综合异常简图，在实际工作中，相关工作人员可以根据此图，确定专业的数据指标，为进一步提高找矿方法的有效性奠定基础。
关于化探综合异常图，我们可以有以下分析：
在应用地球物理找矿方法以及化探综合异常图，工作人员可以根据观测该地区的地理位置、地势等特征，来分析观测地区的气候条件；其次，通过化探综合异常图对地层的钻土勘探采样进行分析，合理的划分出地质在时间上的界限；然后，通过化探综合异常图特殊指标的分析，加之综合岩浆岩的特点分析与地质的变质作用，以用来获得该区的详细地质资料。最后，经过仔细的对比勘探，科学的确定出靶矿区，进行深入的探测，确立金矿区的具置。
（二）地球化学找矿方法在金矿寻找中的应用
在勘查金矿时不仅仅采用地球物理方法，在相对特殊的环境当中，还需要采用地球化学方法来寻找金矿。从客观的角度来说，地球物理方法虽然简便快速，但是在应用的时候，仍然存在一定的多解性，因此并没有办法寻找出所有的金矿。地球化学找矿方法则弥补了这个多解性，它主要是采用地球化学测量方式来寻找金矿，同时能够为日后的地质找矿工作提供详细的数据和资料。在此，本文主要以某地区金矿为例，对地球化学方法进行一定的阐述。并深入探究地球化学找矿方法的实施条件，在金矿寻找的过程中，不断提高金矿寻找的有效性工作。
根据某金矿区异常图：我们可以首先根据某金矿区异常图，安排相关的工作人员进行1：50000土壤地球化学测量，通过对某金矿区异常图以及样品的分析，对元素异常进行系统的精确地分析；其次，通过对所取土壤样品原始样本进行一定的加工处理，加之采用有效的方法进行检测；然后，通过对金矿区异常图元素异常的划分，圈定出于Au有关的组合异常，进一步详细查证矿区的相关资料，经过工程验证发现金矿体。由此可见，当采用地球化学方法找金矿时，能够更加详细的了解和金元素及金矿的分布情况，并且为下一步寻找金矿提供找矿信息和地球化学找矿依据。
（三）对找矿方法的思考
地球物理方法和地球化学方法综合找矿，都能够在寻找金矿的时候，获得一个理想的效果。但是，在日后的工作当中，一定要结合两种方法的优势来寻找金矿，单单使用一种方法势必在最后的结果方面不理想。同时，我们还要注意不断的对两种方法进行综合对比分析研究，这样才能寻找到具有工业价值的金矿。
总 结：
地球物理找矿方法和地球化学找矿方法在金矿的勘查中具有明显的找矿效果。随着观测、分析精度不断提高，地球物理地球化学的找矿方法也不断增加新的工作方法技术和先进的仪器设备，所以不断完善金矿的寻找方法，对于国家资源的勘探，贵重资源的采集具有重大意义。
参考文献：
[1]蒋永建，魏俊浩，周京仁，王忠铭，纪兆家，王发艳.勘查地球化学新方法在矿产勘查中的应用及其地质效果[J].物探与化探，2010（02）.
[2]陈丽萍，王威，姜雅，孙春强.我国境外矿产资源勘查开发投资面临的困境及建议[J].国土资源情报，2009（07）.
地球物理学范文6
1.1 矿区地质特征：
铜矿体围岩为下二叠――上石炭统格根敖包组碎屑岩。地层走向东西，倾向南，倾角60°～85°。矿区北部为中二叠统哲斯组凝灰质粉砂岩，与格根敖包组呈断层接触。华力西期正长斑岩，分布于矿区南北两侧，侵入于格根敖包组碎屑岩中。中晚泥盆世超基性岩块被格根敖包组安山岩、凝灰岩不整合覆盖（见图1、图2）。
矿区内构造比较简单，断裂呈北东东向分布，正长斑岩即沿此断裂贯入，同时在其上盘距正长斑岩5m～150m处的裂隙中，形成呈雁行排列的东西向的蚀变带及铜矿体。后生构造在矿区北部搓碎正长斑岩，但未影响矿体。
金矿床分布于矿区东西向绿泥石化蚀变带浅部，金矿体与铜矿体在空间上相伴出现，生成上有一定联系（图3）。矿床由17个大小不等的表生金矿及原生金（铜）矿体组成。矿体形态在平面上呈不规则透镜状、似脉状、蝌蚪状，矿体呈东西向断续分布；在剖面上矿体呈楔子状或透镜体，大多数矿体上宽下窄，延深不大。
矿体在局部地段略有集中，平行产出。表生金矿体走向大体在NE60°～SE110°的范围呈舒缓波状弯曲，个别矿体走向呈北西向，矿体倾向SE137°～SW190°，倾角60°～87°之间，局部接近直立。
1.2 矿产特征
围岩蚀变：铜矿区围岩蚀变主要为绿泥石化，次为次生石英岩化、硅化、绢云母化和滑石化，地表有褐铁矿化及高岭土化。前者与正长斑岩脉的侵入有关，与铜矿同期生成。呈平行带状分布，局部有分枝复合现象。蚀变带中一般含有粒状黄铁矿及黄铜矿小斑点。绿泥石化与绢云母化相伴生，强烈处黄铜矿较富集。次生石英岩化仅发育在地表氧化带中，系受地表氧化作用时所生成的硫酸铜的水溶液作用所致，在普查找矿时可做为间接找矿标志。硅化见于正长斑岩脉的边缘外接触带，有少量浸染状黄铁矿。铜矿即产于凝灰质砂岩内以绿泥石化为主的蚀变带中。金矿体围岩以表生蚀变岩为主，常见有黄钾铁矾化、褐铁矿化、赤铁矿化、孔雀石化及高岭土化等蚀变凝灰岩、粗玄岩、玄武岩、火山角砾岩等。它们往往具有不同程度的金矿化，与矿体多为渐变过渡关系，无明显界线。
铜矿体特征：本区铜矿总的分为两大类，一为占本区储量大部分的氧化矿体，次为下部的原生硫化矿体。前人经初勘圈定矿体共21个（见表1）。其中氧化矿体13个；原生硫化矿体6个；上部为氧化矿石，下部为硫化矿石的矿体2个。本区铜矿具有垂直分带现象，地表0m～2m左右，为地表淋滤带，仅剩有褐铁矿化的铁帽及粉末状粘土等物；其下为氧化带，氧化深度一般为30m～60m，而以30m左右深度的氧化矿石品位较富，故认为30m～40m为氧化富集带；其下为硫化矿体（原生带）。由于本矿床属窄小的脉状矿体，不可能聚集大量的铜矿溶液，因而没有次生硫化富集带。
铜矿石特征：氧化矿石有用矿物以碳酸盐类孔雀石为主，其次有蓝铜矿、黝铜矿和极少量赤铜矿，其中蓝铜矿、黝铜矿多沿裂隙填充。氧化矿的薄膜结晶成放射状、羽毛状等结构，硅孔雀石及蛋白石类呈半透明的细脉，赤铜矿有粒状及斑点状结晶体。孔雀石是本区氧化矿最多的一种，常与上述几种氧化矿混杂共生，也有单独地呈斑点状及小细脉存在。由于氧化矿存在于蚀变带中及裂隙发育或片理发育的构造带中，故矿石疏松破碎。硫化矿石有用矿物主要为原生黄铜矿、黄铁矿及微量次生烟灰状辉铜矿，并偶见有极少量的闪锌岩和方铅矿。含铅、锌一般
金矿体规模：金矿体规模大小不等，长度16m～190m，厚度0.78m～5.27m，延深15m～67m。主要矿体厚度变化系数为62%～67%，其矿体厚度稳定程度属较稳类。各矿体中金的品位一般在3.38克/吨～12.72克/吨之间，主要矿体的品位变化系数在54%～82%之间，其有用组份分布均匀程度属较均匀类。
金矿体形态：原生金矿体（即原生铜矿体或其上部次生硫化物富集带中，金品位达到工业要求者），其形态主要呈透镜体状，局部平行产出，其产状与铜矿体产状一致，走向东西向，倾角南，倾角69度左右。其矿石的金平均品位为4.9克/吨，最高42.3克/吨，铜平均品位为3.51%，最高可达8.48%。
成矿时代及工业类型：本矿床成矿时代为华力西晚期。126地质队根据本矿床呈东西向延长，数条大致相平行的带状矿体系受成矿前构造断裂带及破碎带所控制，又据原生黄铜矿石中混有大量黄铁矿，故认为铜矿床属于黄铁矿型小型铜矿床。
金矿床赋存在华力西晚期超浅成相正长斑岩侵入体与格根敖包组中基性火山岩的外接触带之绿泥石化蚀变带中。金矿体产出的空间部位，大多数在铜矿床的氧化带内和绿泥石化蚀变带中，严格受近东西向低级别的张性断裂构造控制。矿体形态剖面上多呈楔子状或不规则透镜体状，其延深都不大，并与氧化铜矿体密切共生，部分金矿体就赋存在铜矿体内。金矿体是含铜黄铁矿化或原生矿体经过长期的风化、淋滤作用，使金活化、迁移或次生富集于有利的构造部位形成的。依据上述成矿地质特征，金矿床成因类型属风化淋滤型金矿床。
2. 地球化学特征
小坝梁矿区元素组合为Cu、Pb、Au、Hg、Cd、U、Sn、Bi、Cr、Co、Ni、Fe2O3、Mn、V、La、Y、Zr、F、P、Sr。各元素特征见表2及图4。
强度高、规模大的元素是Au、Cu、Cd、Hg、Cr、Co、Ni、U、Y。各元素极值为：Au7.64×10-9、Cu94.3×10-6、Cd1.063×10-6、Hg263.33×10-9、Cr3001.1×10-6、Co100.89×10-6、Ni1974.3×10-6、U19.02×10-6、Y108.8×10-6。具有四级以上浓度分级的元素是Hg、Ni，三级浓度分级的元素是Au、Cd、Co、F、U，二级浓度分级的元素是Cu、Cr、Bi、Sn、Mo、P、Sr、Y，其余元素均为一级浓度分级。
在铜金矿床处各元素组合好，强度高，规模大，浓集中心和浓度分级明显，主要组合元素是Cu、Au、As、Hg、Cd、Fe2O3、Cr、Co、Ni、V，这是矿区主要成矿元素和指示元素。
3. 地球物理特征
由1∶20万区域布格重力异常图可见（图5），小坝梁铜金矿位于相对重力高值区，异常走向北东，等值线宽缓，布格重力异常值一般在-87.43～88.49×10-5m/s2之间，与该区出露的超基性岩相对应。向北西和南东布格重力异常值逐渐变低，异常值一般在-125.71～-120.64×10-5m/s2之间，与第四系对应较好。
在1∶5万航磁异常图（图6）上该异常位于正负磁异常梯度带上，磁异常较杂乱，总体上北部和南部为正磁异常，异常走向为北东东向，等值线较密集，磁场强度一般在100nT～500nT之间，最高为1200nT。中部为负磁异常，走向北东，磁场强度一般在-50nT～-300nT之间，最低-400nT。航磁异常与该区出露的超基性岩关系密切。
