地球物理勘探在20世纪后半叶已经形成了比较完整的体系,成为地质勘探中一个不可缺少的组成部分,目前在石油、天然气、煤、金属与非金属以及水等资源勘探的各个阶段,都发挥着重要作用。
地球物理勘探是地学研究的一个手段,同时也是地学研究的一项基本内容。
由于在不同找矿阶段的目标物是不同的,因此地球物理勘探技术方法的选择,也应与之相适应,才能有效地发挥不同方法的作用。不同地球物理方法由于所利用的物理参数不同,所探测的范围和分辨率也不同,因此,合理选择综合地球物理勘探方法,是布置地球物理勘探工程必须遵循的原则之一。
大面积区域地球物理调查,主要采用航空物探和重力勘探。我国航空物探始于1959年,主要方法为航空磁测和航空放射性测量。到1999年底,全国航空磁测覆盖面积达1144×104km2,航空放射性测量覆盖面积达300×104km2,并编制了全国1:400万和1:500万航磁和航放图。另外各省区或跨省区还编制了1:50万到1:100万比例尺航磁和航放图,以及对一些找矿远景区编制了1:5万到1:20万的各类航空物探图件。区域重力测量已基本覆盖了我国陆地的大部分,编制了不同比例尺的全国和区域性重力图件(孙文珂等,1992,1997)。
在基础地质研究、填图和矿产预测工作中,根据区域地球物理测量结果得到了许多新的认识和见解。利用1:20万~1:50万的重力和磁测资料,能够清楚地圈定构造线及断裂位置。例如,郯庐断裂、扬子地台和华南褶皱系的界线,都是依据重、磁资料揭示或加以修正的。重、磁资料在圈定与沉积矿产有关的沉积盆地以及研究盆地基底性质和起伏方面,也有很好的效果。大比例尺航磁、航电、航放和遥感相结合,对于圈定火成岩体,追索矿化带,指出找矿远景区,个别情况给出普查靶区,都有许多成功的实例。
在矿产普查勘探阶段,物探工作涉及到的黑色金属矿、有色金属矿、贵金属矿、稀有稀土矿与分散元素矿以及非金属矿,达到40余种,取得的成果十分丰富。
油气普查与勘探的阶段划分,虽然不同国家并不相同,但基本思路是一致的。第一阶段是由大区域勘探结果优选出可能的含油气盆地,然后对这些盆地进行勘探,识别出含油气系统,划分出有利含油气带。这个阶段采用的主要地球物理方法是重力、航磁、电测深和地震概查,以及少量参数井中的地球物理测井。第二阶段的目的是从有利区带中划分出圈闭,采用的主要物探方法为二维、三维反射地震勘探,以及预探井中的地球物理测井。第三阶段则是对已获得工业油气流的圈闭进行评价勘探,提交控制储量和探明储量,这个阶段的主要物探工作是地震精查,并结合地球物理测井进行油气藏描述。当然,依据油气藏的复杂程度不同,采用的技术方法也不尽相同。
上述讨论可以看出,地球物理勘探在资源勘查中发挥着重要作用。同时,物探人员在地球物理勘探工作部署、数据解释、查证异常等方面积累了许多宝贵的经验和教训。
随着勘探领域的扩大与深入,遇到的地质条件越来越复杂,地球物理勘探将面临多种多样的问题。其中主要问题可以概括为以下3个方面,今后的发展也将围绕克服这些问题而开展。
1.提高微弱地球物理信号的采集与处理水平
地球物理勘探技术是依据对观测的地球物理场数据的分析来实现探测目的的。因此,数据采集是地球物理工作的基础。历史的发展充分说明,数据采集精度的提高,使得地球物理探测的应用效果、应用范围不断扩大。例如重力仪的精度从20世纪50年代的(~)×10-5m/s2提高到目前的(~)×10-5m/s2,使得重力勘探的能力和应用范围大大加强和拓宽。地球物理方法和理论的进展,需要数据采集技术的进步作保证才能得以实现。世界上所有地球物理技术发达的国家,都有强大的仪器研究与制造业做后盾。为了使我国地球物理工作的发展居于世界先进水平,也必然要加强仪器的研制。
其中包括:①高性能探测换能器的研制,如新型地震检波器和核射线探测器等;②高性能人工源的研制,在地球物理方法中,除观测重力场和磁场等天然场的方法之外,有许多是借助人工场激发的物理场进行的,如地震勘探和大部分电法勘探,为了获得更多的地质信息,场源往往起很大作用,因此,各种场源的研究,也会是今后发展的一个重要方面,如高性能的震源、大功率的电源、高产额的射线源等;③高性能数据记录系统的研制,随着方法的进步,数据量的加大,要求记录系统有更高的性能,例如三维地震和高密度电法,都要求仪器的道数增加。为了提高探测的分辨率,则要求记录系统的带宽和动态范围加大等。
地球物理数据处理的目的是消除各种干扰因素,突出所需的地质信息。这些干扰因素包括:与测量技术有关的影响因素、环境影响因素以及非研究目标的其他地质因素的影响等。不同地球物理方法,受各种因素的影响程度不同,因而处理的重点和方法也不相同。以地震勘探为例,为了提高数据的精度,需要消除近地表因素对一致性的影响;为了有效地提高分辨率,需要进行提高信噪比处理;在反射倾角比较大时,为了减少空间假频,需要进行道内插处理;为了提高解释精度,需要进行提高地震数据的保真处理等。
2.非均匀地质体的探测与描述
几何形体简单、物性分布均匀、埋藏深度较浅且易于发现的矿产资源,今后将越来越少,物探人员面对的将是岩性不均匀、结构与构造复杂、物理性质在纵向和横向上均有较大变化,并且埋藏较深、地质条件复杂的勘探对象。为了查明空间上不均匀变化的对象,必须获得足够的能表征地下内部结构和性质的参数,才有可能比较细致地勾画出对象的复杂特征。所谓足够的参数,一是指参数的种类,二是指每种参数的数量。为了清晰显示研究对象的空间特征,近20年来各种物理场的成像研究取得很大进展,包括地震波成像、电磁波成像和位场成像等。
地震波成像可以在地面、井间和井地之间进行。在已知速度的情况下可以进行几何结构成像,或已知几何结构的情况下进行物性结构成像。地震波成像在石油天然气勘探中已取得一些实用的效果,其中突出的实例如利用叠前深度偏移清楚地获得了古潜山的内幕(杨长春等,1996),但是目前地震勘探实际观测的主要还是纵波的垂直分量,多波多分量的观测与应用研究还只是开始。另外,实际地下介质不仅具有纵向和横向的不均匀性,而且具有纵向横向的各向差异性。只有充分地利用地震波的多种信息,才能够对岩性变化、裂隙的发育状况和孔隙中流体的性质有更准确的了解。井向地震波层析成像比地面地震的分辨率高,随着井下设备的发展,将成为开发地震的重要工具。单井地震波成像即保持井下地震波不受表层干扰的优点,同时不受需要两口井的限制,有可能得到较大发展。超声波井壁成像是成像技术在油田勘探中的另一项重要应用,它可以划分裂缝发育层段,从而有效地圈定裂缝储层,目前它的分辨率还比较低,定量解释技术有待开发。
电磁波成像包括低频的电磁感应法和大地电磁测深,以及高频的探地雷达成像等。电磁波成像也可以在地面、井下、井间或井地间进行。相对于地震波成像,电磁波成像的方法理论和技术还处于发展的初始阶段,许多地方沿用了地震波成像的方法技术。但是由于描述电磁波传播过程的方程中含有扩散项,且其传播常数为复数,因此采用地震波成像方法和技术处理电磁波成像问题,往往得不到理想的效果。目前,低频电磁波成像的应用还处于萌芽阶段(何继善1997),因此,电磁波成像的进一步发展,必须根据自身的特点探索新的路子。
由于高频电磁波方程可以简化为类似于弹性波的波动方程,所以探地雷达的数据处理和解释多采用反射地震的方法技术,主要修改在于尺度标定和参数选择。跨孔的高频电磁波成像,当井间距离不大时,在探测高导金属矿体和溶洞方向已取得一些成功实例。为了提高高频电磁波法对几何结构的分辨率,发展针对其动力学特征的处理技术势在必然(王妙月等,1998)。
随着数据采集技术的改进,直流电阻率法成像方法近年来也取得了一些进展。在理论上,直流电阻率法成像与地震波和电磁波成像方法不同,直流电场由拉普拉斯方程描述。由于直流电阻率法观测设备与野外作业方法简单、探测深度较大,因此在油气勘探、金属矿勘探和工程勘查中应用前景更广阔。
地球物理对复杂对象的探测,是在计算机技术迅猛发展的带动下才得以实现的。成像技术的特点是未知数多,观测数据量大,只有观测信息对每个未知数的覆盖次数足够多,才能使解出的未知数比较可靠。同样,地球物理勘探结果可视化的需求也推动了计算机技术的进步,并且计算机将在今后的地球物理数据的运算中起主要作用。
3.综合利用多种信息,减少地球物理反问题的多解性
地球物理勘探是通过在地表、空中或井下局部地球物理场的观测结果,去分析推断地下不能直接观测部分物质的性质和形态。由于物质形态和性质变化对地球物理场影响的等效现象,使得反问题解答不唯一。如果再考虑观测误差和干扰等因素的影响,以及描述物理场的数学表达和计算方法的不精细,问题就进一步复杂化。从某种意义上讲,地球物理探测技术就是围绕着如何减少多解性的影响,给出更可靠的地质答案这一目的向前发展的。今后仍将沿这个方向继续前进。
地球物理探测的对象越复杂,表征其性质、结构和构造的变数越多。另外,不同的地质对象可能具有某些相同的物理性质。因此,为准确描述一个复杂的探测对象,或区分不同的研究对象,都应该综合利用多种信息,这已成为广大研究人员的共识。例如在油气勘探中,除地震、测井数据综合外,综合使用其他勘探数据,如重磁勘探和电法勘探数据,在处理复杂地质条件的问题时,也是非常重要的。随着多种信息综合应用的进展,油气勘探研究思路也在发生变化。油储地球物理的发展就是一个很好的说明(刘光鼎等,1998)。可以预计,随着复杂探测对象的不断出现,将推动综合信息找矿方法进一步发展。同时,将推动下列几个方面的研究向前发展。
1)新方法和新参数的探索:地球物理勘探理论和方法在客观需要的推动下,始终是在不断完善已有方法和探索新的方法两个方面同时前进的。新的物理参数的应用,将减小多解性的影响,例如,当地震波被利用之后,通过纵横波综合利用,大大减小了对岩性判断的不确定性。地震勘探中对多波多分量的研究,电法勘探中地电化学法和电磁导弹的研究,以及震电效应和震磁效应的研究等,都是为探索新方法和新参数所做努力的一部分。当地球物理数据中不含有足够的地质信息时,只依靠数据处理是达不到目的的,必须增加新的物性参数以补充和丰富地球物理数据中携带的地质信息,再通过适当的数据处理方法才有可能获得可靠的地质结论。
2)“直接”找矿和“间接”找矿相结合(孙文珂,1991;赵文津,1991):“直接”找矿是根据矿体或矿体群产生的地球物理场异常直接指出矿体或矿体群的属性、具体位置或其他有关情况。“间接”找矿是根据矿床的直接控矿因素及近矿围岩引起的异常现象指出矿床可能的分布地段。为了正确确定物探的任务是“直接”找矿还是“间接”找矿,就需要正确了解勘探对象的地质、地球物理特点,建立目标物的地质-地球物理模型。地球物理勘探的目的是要对地质单元作精细的刻画,因此模型首先是以地质模型为基础。通过模型建立将得出最佳的勘探工作程序和方法组合,即勘查工作模式,以及识别目标物的标志,即预测目的物的准则(孙文珂,1988,1991)。预测准则就是能指示或圈出矿产资源目的物存在的有效标志信息组合或系统。在这个系统中,如果既包括“直接”找矿信息,又包括“间接”找矿信息,将会大大减小解的非唯一性的影响。通过矿床成因模式的研究,使人们对不同的成矿地质背景下不同类型矿床的成因及矿床赋存条件,能有一个比较清楚的了解。因此,借助于矿床成因模式,人们可以获得清楚的找矿思路和找矿工作方向。地球物理工作者在矿床成因模式的基础上,结合地球物理场的特征分析,逐步形成了比较完整的综合找矿模式,用以指导勘查工作和作为资料解释的依据。按照“模式找矿”的思路,国内外都有许多成功的找矿实例(何继善,1997;赵文津,1991)。然而,矿床模式只能代表人们当时对已取得的矿床特征、矿床成因认识的总和。地质情况的变化是十分复杂的,完全相同的情况是很难遇到的。因此,既要重视模式找矿,同时又要考虑到会不会有未包括在已概括的找矿模式之内的新类型矿床或新的矿产资源。特别是在一个新的地区不要拘泥于某一种模式。
3)正反演方法的改进:地质现象十分复杂,其物理场特征的数学表述不够准确,往往是造成正反演不准确的原因。例如,一个非线性问题,往往由于不恰当的用线性近似处理,得不到好的结果。因此,地球物理工作者应不断吸收数学等相关学科的最新成果,来改进地球物理正反演方法,以取得可靠的地质效果。
4)多参数联合反演:对同一研究对象的两种以上物理场的观测结果,或同一种物性参数两种以上不同观测方式得到的结果进行联合反演,是减小解非唯一性影响的有效途径之一(王家映,1997)。
5)数据综合管理:为了有效地实现多种信息综合应用,数据的综合管理是关键因素之一。地球物理与地质数据类型的多样性和数据量的不断增大,使得数据管理的任务更加复杂。为了能有效地存储和管理大量的勘探数据,提出了数据仓储概念,以便为多种数据集成创造条件。
小结
通过简单的介绍物探方法的分类、实质、特点及地球物理勘探在资源勘查中的作用,地球物理勘探面临的任务、问题及发展趋势,激励学生学习热情,树立信心,努力掌握物探技术。
复习思考题
1.何谓地球物理勘探?
2.地球物理勘探面临的任务?
3.地球物理勘探在资源勘查中的作用?
地球物理学毕业论文中期答辩主要应对自己的论文研究内容进行详细阐述及回答答辩委员会提出的问题。回答时需要清晰明了地表述自己的研究内容,例如研究方法、试验数据、研究结论及进一步的研究方向等方面。同时,需要结合答辩委员会提出的问题,全面回答问题,阐述自己的研究成果和创新点,表现出自信和专业性。回答中期答辩的目的在于检查研究过程中的问题和不足之处,进一步完善研究内容,为后面的毕业论文答辩做好准备。
几个典型的地球物理学原理论文
在现实的学习、工作中,大家总少不了接触论文吧,论文是描述学术研究成果进行学术交流的一种工具。那么,怎么去写论文呢?以下是我整理的几个典型的地球物理学原理论文,希望能够帮助到大家。
题目:
浅谈几个典型的地球物理学原理
摘要:
地球物理学是以从固体内核至大气圈边界的整个地球为研究对象的地矿类学科,所涉及的基本原理涵盖物理学、地球化学、地质学等多个学科的综合内容,对学生的逻辑思维能力和数值计算能力要求很高。本文重点对解决地球物理学问题所必需的几个基本原理进行了总结性的论述。
关键词:
典型;地球物理;原理
从地球物理学的组成来看,主要分两种,其一是研究大尺度和一般原理的,叫理论地球物理学;其二是勘查石油、金属、非金属矿或解决其它地质问题的,叫应用地球物理学。显然,理论地球物理学是实际应用的前提,而有关地球物理学的基本原理则是理论内容最基础的部分。
一、地球形状与重力分布的重力学基本原理
地球是太阳系中的一颗行星,它有自转和公转运动。通俗说地球形状是两极稍扁,赤道略鼓的椭球体。对地球形状的研究是大地测量学和固体地球物理学的一个共同课题,其目的是运用几何方法、重力方法和空间技术,确定地球的形状、大小、地面点的位置和重力场的精细结构,地球的形状主要是由地球的引力和自转产生的离心力决定的,且地球非常接近于一个旋转椭球,其长半轴为6378136米,扁率为1∶。严格而言,地球形状应该是指地球表面的几何形状,但是地球自然表面极其复杂,所以从科学上,人们都把平均海水面及其延伸到大陆内部所构成的大地水准面作为地球形状的研究对象,因为大地水准面同地球表面形状十分接近,又具有明显的物理意义。但是大地水准面还不是一个简单的数字曲面,无法在这样的面上直接进行测量和数据处理。而从力学角度看,如果地球是一个旋转的均质流体,那么其平衡形状应该是一个旋转椭球体。于是人们进一步设想用一个合适的旋转椭球面来逼近大地水准面。要确定这一椭球,只需知道其形状参数(长半轴a,扁率α)和物理参数(地心引力常数GM和旋转角速度ω)即可。同大地水准面最为接近的椭球面称为平均地球椭球面。如果能确定大地水准面与该椭球面之间的偏差,亦即大地水准面与椭球面之间的差距(大地水准面差距N)和倾斜(垂线偏差θ),则大地水准面的形状可完全确定。
地球的重力源于牛顿的万有引力定律,即宇宙空间任意两质点,彼此相互吸引,其引力大小与他们的质量成积成正比,与他们之间的距离平方成反比。地面点重力近似值980Gal,赤道重力值978Gal,两极重力值983Gal。由于地球的极曲率及周日运动的原因,重力有从赤道向两极增大的'趋势。地球上重力的大小与方向只与被吸引点的位置有关,理论上应该是常数,但重力是随时间变化而变化,即相同的点在不同的时刻所观测到的重力不相同。
二、地震及弹性波在地球内部的传播规律
地震波是地下传播的震动,必然与岩石的弹性有关,一般都假定岩石是一种完全弹性体。科技小论文在地震波计算中,地球介质可以做为各向同性的完全弹性体来对待。而在地震波理论中,通常把地球介质当作均匀、各向同性和完全弹性介质来处理,只是一种简化的假定。实践证明,这种假定可以使分析大大简单,并且在多数情况下可以得到与观测结果颇为符合的结果。研究地震波在地球内部传播的问题,主要有动力学和运动学两种方法。动力学方法是直接求解波动方程,研究平面波在平界面上的反射、折射,均匀半空间及平行分层空间中的地震面波,以及球对称模型的地球的自由振荡。该方法相对繁琐,本书不做介绍。我们介绍的是第二种方法:运动学方法,就是将波动方程的求解简化成波传播的射线理论,用地震射线这一概念,研究地震波在地球内部传播的运动学特征。
地震波在地球内部的传播研究,主要是基于以下几个基本原理,其一是惠更斯原理,即在均匀弹性介质中,点振源产生球面波向周围传播,当距离r趋向无穷大时,球面波前的半径很大,曲率很小,此时球面波蜕变成了平面波;其二是费马原理,即地震波沿射线的旅行时间(传播)与沿其它任何路径的旅行时间相比为最小,换言之,波总是沿所使用旅行时间最少的路径传播,又叫费马最小原理和射线原理。
总结来讲,惠更斯是从波前面的角度来描述波在介质空间中传播的规律,而费马原理则从波射线的角度来描述波的传播规律。
三、地球磁现象和地球电性质
地球磁现象是指地球周围空间分布的磁场。地球磁场近似于一个位于地球中心的磁偶极子的磁场。它的磁南极(S)大致指向地理北极附近,磁北极(N)大致指向地理南极附近。其磁力线分布特点是赤道附近磁场的方向是水平的,两极附近则与地表垂直,地球表面的磁场受到各种因素的影响而随时间发生变化,地磁的南北极与地理上的南北极相反。地磁场包括基本磁场和变化磁场两个部分。基本磁场是地磁场的主要部分,起源于地球内部,比较稳定,属于静磁场部分。变化磁场包括地磁场的各种短期变化,主要起源于地球内部,相对比较微弱。地球变化磁场可分为平静变化和干扰变化两大类型。地磁场强度大约是—高斯。
根据大气电现象的探测,从静电角度来看,地球和大气近似形成一个漏电的球状电容器。由大气电测量表明:接近地球表面的电场是垂直指向地球表面,在晴天情况下,其数值约为E=100V/m,而地球表面上的电荷密度—×10—10C/m2,由此可计算得知,地球表面上携带总负电荷量为×105C,大气的电流密度约为—3×10—12A/m2。总电流约为1350安培,大气中消耗的总电功率P=亿瓦。整个地球由于自转使正负电荷分开,正电荷分布在地核,负电荷分布在地表,进而在外层产生一个环形电流,电流方向自东向西(电流方向与负电荷运动方向相反),由此产生了由南向北的地磁。
四、结语
了解地球物理学的基本理论和基本原理,有助于学生自我知识框架的建立,同时对地球物理学的整体内容有非常好的梳理作用,笔者也建议广大在校学生能够从最基础的内容开始研究,以便于后期在深造上具备一定的优势。
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曾融生在中国首先应用地震面波的相速度研究地壳构造,提出地壳的分区。发现1974年5月云南昭通大地震的多重性。1984年出版《固体地球物理学导论》。与合作者发现华北地幔顶部另有一个界面,和莫霍界面同为薄层顶面。深入研究唐山和华北盆地以及唐山震源区的深部构造,提出张性盆地和盆地中震源的统一动力学模式。1990年后,承担中美合作的青藏高原深部探测任务,并提出印度—欧亚大陆碰撞过程,它也适用于其他的陆—陆碰撞带。 后来又着力研究大陆岩石圈构造和地震成因等问题,其论文《唐山震区的岩石圈构造及伸张盆地的动力学过程研究》,获国家自然科学三等奖。 1991年他被载入英国剑桥国际传记中心出版的《有成就的人》(Men of achievement,第15版),同年美国传记协会也将他收入到《世界5 000名人录》(5 000 personalities of the world,第3版)中。 ●深部构造研究曾融生院士是中国地球深部构造研究工作的开创者。●对人工折射地震方法的研究1958年,中国科学院地球物理研究所在石油工业部的支持下,利用由前苏联引进的低频(频率小于10赫兹)地震方法和技术探测柴达木盆地很深的基岩界面。曾融生主持这项工作,并取得十分可喜的成果。他和同事从地震波的理论出发,详细分析了所获得的极强的续至波的性质,鉴定出不同类型的震相。其中包括:①基岩界面的首波;②地壳内高速夹层所产生的首波和回折波;③莫霍界面的反射波;④不同类型的多次波等。他们首次测定了柴达木盆地基岩界面的深度和起伏,解决了柴达木盆地的一个难题。 1978年以后,曾融生主持国家地震局地球物理所的深部构造研究工作。研制出新一代的模拟地震测深仪器。1990年,曾融生等完成了中国大陆莫霍界面深度图的编制,并对中国大陆构造作了阐释。 ●对天然地震波与深部构造的研究曾融生在1965年发表了《中国境内Rayleigh波的相速度》一文,对比了国内不同地区地震台站的瑞利(Rayleigh)面波相速度和相应的速度构造与地壳厚度。这是第一次对全国不同地区的地壳厚度和速度构造进行系统的比较。为适应当代固体地球物理学迅速发展的形势,曾融生自1976年开始广泛收集并系统整理国际最新资料、成果和理论,以及中国地球物理工作者对地球内部研究的新进展,编写成66万字的《固体地球物理学导论》专著,1984年出版。该书全面讨论了有关地球内部的研究方法,重点探讨地球内部结构、组成,并深入研究地球动力及其对地球表面构造的影响,此外还将其他行星的探测结果同地球进行对比。它是中国第一部完整而系统地论述固体地球物理理论和应用的重要论著,对地球物理科学研究和教学都有很大影响。 ●地壳动力学研究曾融生另一方面的成就是利用深部构造资料对大陆地壳动力学的探讨。1973年,曾融生根据地壳厚度、重力及地形资料,提出:华北与华南属于两个不同的块体,它们各自已经达到重力均衡状态;它们的标准地壳厚度和密度分布各不相同;它们的地壳厚度和重力的关系可以两个不同方程来表示。 对于1976年发生的唐山地震,曾融生自1980年以来先后对地震测深、反射地震及天然地震的资料进行解释,并连续发表了《从地震折射和反射剖面结果讨论唐山地震成因》(1988)、《华北盆地强震的震源模型兼论强震和盆地成因》(1991)等多篇文章。 据中国科学技术信息研究所、国家工程技术数字研究馆信息:1993年至2005年期间,曾融生共培养6名学生获得博士学位,基本情况如下 :【周民都】 学位类别:博士 ;授予学位日期 2005年03月01日; 授予学位单位:中国地震局地球物理研究所;学位论文:青藏高原东北缘地壳上地幔速度结构的地震层析成像研究【田小波】 学位类别:博士 ;授予学位日期 2002年12月01日; 授予学位单位:中国地震局地球物理研究所;学位论文:横向非均匀介质中接收函数的数值模拟与偏移成像研究【丁志峰】 学位类别:博士 ;授予学位日期1999年12月01日; 授予学位单位:国家地震局地球物理研究所;学位论文:近震层析成像的理论及应用【吴建平】 学位类别:博士 ;授予学位日期1997年10月01日; 授予学位单位:国家地震局地球物理研究所;学位论文:宽频带数字地震波形反演与中国大陆地壳上地幔速度结构的研究【吴庆举】 学位类别:博士 ;授予学位日期1996年05月01日; 授予学位单位:国家地震局地球物理研究所;学位论文:宽频带远震体波波形反演方法与青藏高原岩石圈速度结构研究【朱良保】 学位类别:博士 ;授予学位日期1993年; 授予学位单位:国家地震局地球物理研究所;学位论文:Maslov渐近理论地震图 专著 序号作品年份出版作者1固体地球物理学导论1984科学出版社曾融生2固体地球物理学论评 19911992地震出版社曾融生主编3探索地球内部的奥秘2002清华大学出版社,暨南大学出版社曾融生,陈运泰编著4探索地球内部的奥秘2004清华大学出版社曾融生,陈运泰期刊论文 [1] Kan Rongju, Hu Hongxiang,Zeng Rongsheng,Walter D. Mooney, Thomas V. McEvilly, Crustal structure of Yunnan Provice, People's Republic of China, from seismic refraction profiles, 1986, Science, 234, 433-437.[2] Zeng, R. et al., Three-dimensional seismic velocity structure of the Tibetan Plateau and its eastern neighboring areas with implications to the model of collision between continents, 1993, Acta Seismologica Sinica, 6(2), 251-260.[3] Zeng, R. et al., Seismicity and focal mechanism in Tibetan Plateau and its implications to lithospheric flow, 1993, Acta Seismologica Sinica, 6(2), 251-287.[4] Zeng, R. et al., On the dynamics of extensional basin, 1995, PAGEOPH, 145(No. 3/4), 579-603.[5] 曾融生、丁志峰、吴庆举,喜马拉雅—祁连山地壳构造与大陆-大陆碰撞过程,1998,地球物理学报,41(1),49-60.[6] 曾融生、丁志峰、吴庆举、吴建平,喜马拉雅及南藏的地壳俯冲带─地震学证据,2000,地球物理学报,43(6),780-797.[7] Wang Chun-Yong、Rong-Sheng Zeng、W. D. Mooney、B. R. Hacker, A crustal model of the ultrahigh - pressure Dabie Shan orogenic belt,China,derived from deep seismic refraction profiling,2000,JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH, 105(B5), 10, 857-10, 869.
地球物理学毕业论文中期答辩主要应对自己的论文研究内容进行详细阐述及回答答辩委员会提出的问题。回答时需要清晰明了地表述自己的研究内容,例如研究方法、试验数据、研究结论及进一步的研究方向等方面。同时,需要结合答辩委员会提出的问题,全面回答问题,阐述自己的研究成果和创新点,表现出自信和专业性。回答中期答辩的目的在于检查研究过程中的问题和不足之处,进一步完善研究内容,为后面的毕业论文答辩做好准备。
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摘 要 随着现代勘探技术的发展,地质勘探的作用也越来越重要,它被用于很多的领域中。其中,地质勘探可以从工程地质勘探 、石油煤炭开采地质勘探等不 同的应用方面进行分 类。对 于每一个方向的运 用,都有相应的地质勘探技 术 ,为不同的应 用方 向进行研究提供 了一定的技术和理论指导 ,从 而建立新型 的地质勘探体 系,推进地质勘探技术的创新 ,促进 了我国地质勘探技术的发展。本文主要从工程地质勘探技术和石油煤炭地质勘探技术的概述、发展现状及发展趋势进行分析。关键词 地质勘探 技术 ;发展现状 ;发展趋势1 地质勘探技术的概述1.1工程地质勘探技术工程地质是一 门调查 、研究 、解决与人类活动和各种工程建筑有关 的地质问题的科学。工程建设中不可缺少的一部分就是工程地质勘探。随着勘探技术的发展 ,测量 、钻深等新技术、新方法 的运用 ,尤其是计算机的运用 ,使工程地质勘探的工作方法、质量标准等都有 了很大的进步,极大的推动了工程地质勘探技术的发展。一个工程的建设离不开工程地质勘探 ,它对工程制定方案和顺利的建设都有着不可替代的作用。1.2石油煤炭地质勘探技术石油煤炭地质勘探 主要是研究其形成和分布的基本规律、变化特征 、地质条件和一些勘探的技术 。石油煤炭勘探是在石油煤田普查 的基础上 ,进行的经济调查研究 、地质勘探工作。其中,石油煤炭开采技术的勘探是整个勘探工作 中的重要环节。2地质勘探技术的发展现状2.1工程地质勘探技术的发展现状工程地质勘探技术虽然有了很大的发展 ,但还是存在着一些问题,发展现状不是很乐观。主要表现在以下几个方面:1)工程地质勘探的质量问题。在工程地质勘探过程中,很多勘探的侧重点不 明确 ,勘探的针对性不强 ,勘探方法不正确 ,工程地质分析工作 中的计算公式与实际情况差别很大 ,从而使勘探的结论有误 。这些问题 的出现不仅会延误最佳的开发时机 ,还会给工程 留下一些隐患,严重影响了工程 的质量。2)工程地质勘探 的技术管理 问题 。一些工程单位提交 的勘探设计报告不是地质师写的 ,而且在编制人 中没有地质专业负责人 ,使得报告 中容易出现错误。这样会给总院审查增加难度 ,还会延误工程的报批时机。3)工程地质勘探的人员问题 。主要是 因为地质勘探需要优秀的技术人员,而在工程地质勘探 中,有一些人员不懂地质却提出不实际的勘探要求 ,有的对地质专业了解不透彻。这些都不利于工程地质勘探技术的发展。2.2石油煤炭地质勘探技术的发展现状我国的石油煤炭行业的集中度不高,开采相对比较分散,个体开采情况比较多,这样不仅会导致企业管理难度大,还不能保证石油煤炭的正常供 给。一些大型的石油煤炭企业的技术性 、安全性、可靠性都很有优势,要将其进行有效整合,国家要加强管理、统一规划 ,从而促进其发展。我 国石油煤炭地质勘探技术成果主要表现 以下几个方面 :1)石油煤炭地质基础研究从传统地质走向了地球系统科学研究阶段。我国开展了华北 、华南地球的资源评价研究课题 ,对于我国的石油煤炭资源的赋存规律有了基本的掌握 ,而且还将层序地层理论和方法运用在石油煤炭的地层划分中,从而拓宽了地质研究的思路。2)石油煤炭资源综合勘探技术取得突破性进展。主要根据了我 国石油煤 田的地质特点 ,合理 的运用地质勘探的新技术 ,并且充分利用现代勘探理论 ,从而建立了具有中国特色的石油煤炭综合勘探体系。3)石油煤炭地质勘查信息化和 “3s”技术取得显著进展。在地质勘探的各个领域中,计算机技术起着不可替代的作用 ,因此使地质报告编制实现了数字化 、信息化 ,而且还利用了GIS,建立了我 国 《石油煤炭资源信息系统 》。此外 ,在石油煤炭资源评价中,还大量运用 了遥感技术 ,形成了石油煤炭遥感技术体系。高光谱技术和高分辨率卫星遥感图像技术也有显著的进展。石油煤炭地质勘探技术取得了很大的进步 ,但还存在着 以下问题需要解决 :一是要解决中部能源基地中一些地形复杂的资源勘探技术问题,以及它所引起的水资源和环境问题;二是要加强西部地质研究 ,进一步提高资源勘探评价程度;i是要加强清洁石油煤炭技术的地质研究,为其清洁利用和环境保护提供一定的地质依据 ;四是要利用石油煤炭 的现代化开采,从而实现高产高效的生产 ;五是要加速石油煤炭的地质主流程信息化和资源信息化水平 。3地质勘探技术的发展趋势3.1工程地质勘探技术的发展趋势工程地质勘探技术虽然还存在着一些缺陷,面临着挑战,但是其发展趋势还是很乐观 ,存在着很多机遇 。因此 ,要尽量解决存在的问题 ,不断的创新 ,促进工程地质勘探技术的快速发展 。首先 ,要分清地质勘探的各项责任。即总院要负责工程地质勘探和一些技术管理 问题 ;各地方部 门要 负责好勘探 的合理周期 ,安排专业的勘探人员 ,不断采用新的勘探技术和设备 ,从而促进工程地质勘探技术的突破性发展。其次,工程地质勘探要抓住机遇,迎接挑战 ,培养优秀的地质勘探技术人员 ,不断的推动技术革新,促进勘探技术的进步和勘探结果的创新。3.2 石油煤炭地质勘探技术的发展趋势只有明确 目标 ,加大力度 ,依靠先进 的科学技术 ,提高地质勘探的精度 ,保障地质勘查 的质量 ,才能推进石油煤炭地质勘探技术的创新。我们要沿着 “加强石油煤炭地质勘探 的基础研究 ,最大限度 的发现新的资源 ;不断加大资源综合勘探技术的创新力度 ,满足人们 对资源的需求 ;改 革石 油煤 炭地质勘探的科技体制 ,培养新型的精干高效 的地质技术创新队伍 ”这一基本思路 ,实现石油地质勘探技术的可持续发展。1)大力发展石油煤炭资源的综合勘探技术。要加强多元地质信息符合技术 的研究 ,建立高精度 的地质模型 ,从而提高地质勘探的精度 ,为地质报告研究提供一定的依据。2)组织开展新一轮的石油煤炭资源评价 。要运用新的地质理论和资源评价方法,研究并制定出一套科学的石油煤炭资源的评价理论和方法,并且要多开展一些基础评价 ,强调石油煤炭资源的用途,正确认识我国石油煤炭资源的潜力,建立石油煤炭资源的信息系统 ,不断促进石油煤炭地质勘探技术的革新,促进我国地质勘探技术的发展。3)加强清洁石油煤炭技术的地质基础研究。其核心技术是洁净煤技术 ,与煤岩学、煤化学等基础理论结合在一起 ,并且利用地质地球化学 的角度进行分析 ,从而为勘探技术 的改进提供一定的依据。4)推进石油煤炭地质信息和3s技术产业化。发展石油煤炭地质勘查的主流程信息化,实现地质勘探技术的采集、研究的信息化 。加强高分辨率卫星图以及数字宇航摄技术的运用 ,促进地质范围以内,密度全部大于3.29g/cm ,相对密度大于95.7%。表面上的颜色一致均匀 ,没有任何斑点。2)相分析。通过x射线衍射检验说明 ,试块样 品中可能含有ZnS(2H—f0r珊)、ZnS(10H+8H)、磷石英和方石英相 ,没有出现其它杂峰。靶材 中各相组成均达到了镀膜的要求 。3)热等静压适用工艺制度 :加压介质是氩气。加热时温度为1100℃,压强是 120MPa,一个小时的保温保压。4)热压 较好 的工艺制度 :室内温度到 1050~C之间 ,每分钟2℃一5。c升温速度 ,开始在600~C时加压 ,30分钟的保温保压之后直接进行卸压。4结束语本文简要介绍了电子靶材的热等静压与热压工艺 ,经过研究两种工 艺都能够生产出符合要求的靶材 ,满足 了使用溅射 的要求。参考文献[1]努力古.溅射靶材的制备及发展趋势[J].新疆有色金属,2008,5.【2】刘志坚.溅射靶材的应用及制备初探fJ】.南方金属,2009,6.作者简介陈卫 飞 (1978一 ),男 ,湖南株洲人 ,本科 ,工程师 ,研究方 向ITO、靶材、有色金属材料。量 的增加和产品流通的活跃 ,我市农产品市场流通体系已远远不能满足市场需要 ,销售渠道单一 ,冷藏、储运设备落后 ,制约 了产品外销市场的拓展。建议在市场建设,预冷库、冷藏车配备以及品牌打造等方面给予大力扶持。3)支持建设市级农产品质量安全检测中心 。农产品质量安全事关 民生 ,事关农业发展和农 民增收的大事 。但是 ,固原市农产品质量安全检测工作 由于检测设备简陋 ,检测人员水平低 ,经费不足 ,农产 品质量安全还存在着很大 隐患 ,建设固原市农产 品包括畜产品为一体的农产品质量安全检测中心势在必行。建议 自治区支持建设 固原市市级农产品质量安全检测中心。以开展质量安全监测监控,保证品牌农产品质量安全 。参考文献【1宁夏中部干旱带及南部山区设施农业发展建设规划【M】.[2]固原市设施及旱作节水农业发展规划[M].作者简介孙丽琴 (1968一 ),原州区人,宁夏大学农学系本科 ,1986年参加工作时间,现为农艺师,从事农业技术推广工作 。勘探技术 的发展。4结束语总而言之 ,地质勘探技术对矿产资源 、能源资源的勘探具有着重要的作用,直接影响着资源的勘探 、开发和综合利用。虽然我国的地质勘探技术在短时间内取得了巨大的进步 ,研究了一系列地质勘探工程的新技术 、新方法、新设备。但我们还要意识到其存在的问题,要通过一些具体措施,使我国的地质勘探技术走向更加完善的发展趋势 ,从而不断满足我国经济快速发展对资源、能源的需求。参考文献[1]定武.谈现行地质勘探工作改革的几个问题册.地质与勘探,2OlO,4.【2】王树江.浅谈地质勘探技术发展啊.民营科技,2010,10[3】姚振义.煤 田地质与勘探方法阴.中国矿业出版社,2Ol1,6.是否可以解决您的问题?
我也学地质的马上毕业了我给你个地质方面的范文自己看着写吧~~这是我的初稿需要修改~ 一 选题的科学依据 1 研究目的、意义 (1)研究目的: ①对已发现的金矿(化)体地表利用槽探工程进行系统的追索控制,深部利用钻探工程进行控制验证,扩大矿体规模。 ②对1/5万水系沉积物异常进行揭露验证,大致了解异常区成矿地质条件及控矿因素,以期发现新的矿(化)体。 (2)意义: ******金矿是**省有色地勘局*队近年来在动昆仑多金属成矿带新发现的一个以石英脉型为主的具有大型远景的金矿床。通过近年来的勘查,矿床规模不断扩大,**省国土资源厅已将其列入“十一五“可规模开发的矿产地。 **有色地勘局*队在该区开展的包括Au、Ag、Co沟系土壤综合异常查证及地质矿产调查和主要矿(床)点的检查,均取得了显著的效果,发现了一批矿产地。 整体来看,*****矿床地质勘查基本上已经达到了普查程度,对首采地段的工程控制程度也已经较高,此次结合导师与青海有色地勘局八队的实习实践充分收集、整理前人资料,编写《**都兰县**金矿成矿规律研究》对该金矿的成因及控矿规律进行研究,并参考邻近同类矿床,简历了成矿模式,不仅有利于知道****金矿以后的深边部的找矿勘探工作,而且对于区域找矿预测工作也具有重要的实践和经济意义。 2 研究内容所属领域、研究范围 内容所属领域为自然科学,研究范围是对于矿床的研究,主要是在野外地质调查和室内综合研究的基础上,通过典型矿床研究,并结合成矿新理论和勘查新方法,运用板块构造理论,矿床成矿系统理论及区域成矿理论,坚持以点剖析、以点带面的原则,利用测试数据资料,与前人研究成果进行对比,开展矿床地球化学特征、成矿规律及矿床成因研究工作。 3 目前国内外研究现状、水平及发展趋势 1969一1971年,**地质局在东昆仑成矿区开展了1:20万 区域地质调查1:50万航磁测量,对区内的矿床和矿点作了不同程度的地质工作,初步了解了区内成矿地质背景。 1973年,提交了“加鲁河幅”区调报告; 1989一1990年,**省地矿局化探队在东昆仑地区系统开展了1:50万低密度分散流扫面工作,涉及到本区成果尚未公开; 1999年,**有色物化探公司在沟里地区(魏日一肉早果日一带)1500kmZ范围内开展了1:5万水系沉积物测量工作,圈出综合 异常26处 2001年,**省有色地勘局*队对****Au、As、Ag、c。沟系上壤综合异常进行查证时发现了*****金矿。 近几年来,为黄金专项和省地方地勘项目,**省有色地质*队在**地区进行异常查证,通过对该区多个矿脉所进行的不同类型的工程的控制,对本区矿体的厚度、产状、品位有了一定的认识,掌握了矿体赋存的一些基本规律。同时发现了本区具有工业价值的矿石并不局限于石英脉型的矿石,黄铁矿化较强的蚀变闪长岩、千枚岩、绿泥石英千枚岩及含炭质千枚岩都含矿,局部也可以构成工业矿体。 在对矿区控矿、含矿构造的规律分析总结中,也有新的认识。发现矿体不仅仅局限于东西向构造带中,北西、北北西的以及东西向断裂的次级断裂(近南北向)构造也是含矿构造之一。 通过对矿床的成矿地质条件、矿床地质特征,成矿机理的分析和研究,认为该矿床由早期形成的热水沉积建造提供主要成矿物质来源,在后期动力挤压、变形、变质作用下,成矿物质富集,形成含金石英脉型、构造蚀变岩型,具有典型的韧性剪切带型金矿床的特点。 ***普查区位于东昆仑成矿带东段,***金矿西北约10km处,周边大小矿点多处,如果**金矿、**金矿、**金矿等,是东昆仑东段重要的金矿富集区。 1:5万、1:万水系沉积物异常、1:1土壤异常显示该区找矿前景广阔。以往异常检查工作中发现的多条金矿体处于异常区边缘,主异常区内因第四纪坡积物覆盖厚,受工作量所限,未能进行系统的查证。2008年度所开展1:万水系沉积物测量、1:1土壤测量与现有的金矿(化)体极其吻合,异常显示出较好的找矿前景,经对1:万水系沉积物S-2异常进行检查,发现AuⅠ、AuⅡ矿带,成为按纳格地区最有效的找矿方法之一。从水系异常、土壤异常的分布特征分析,存在较大的找矿空间。 从目前工作程度看,***地区所发现的5处矿群、10多条金矿体,1条含金蚀变岩带、1条金矿化蚀变岩带,只有对少数地段进行了地表和浅部控制,且控制程度很低。2007年初步对ⅡAu用硐探工程验证时,矿体向深部有一定延深,且相对稳定,2008年对主矿体进行地表追索控制,矿体在走向上也有延伸,说明在主矿区地表和深部具有较好的找矿潜力。以上地质现象表明,按纳格地区找矿空间大,前景好,具有形成中大型金矿床的潜力。 二 研究的主要内容和重点要解决的问题 (1)研究内容 结合课题研究的需要,综合前人研究的基础以及研究存在的问题,主要的研究内容有以下几点: 1、 选取一个贯穿果洛按纳格地区底层的剖面进行现场实测,采集一套具有代表性的标本进行分析,用于对矿区现在具有争议性的地层时代的确定。 2、 对果洛按纳格及其外围狂点已有坑道、探槽及钻孔岩心进行详细的地质观测,并拍摄照片,采集样品;重点分析小构造的成矿规律,查明其活动次序力学性质、充填特征及地层、岩体和其他构造的关系:研究矿体延伸规律和侧伏规律,包括矿体形态、产状、厚度在走向、倾向和延伸方向上的变化规律,脉体和矿体的端部变化和再现规律,控矿构造对于矿体特征的影响等:研究成矿富集规律,主要研究品位的变化趋势和控制因素,包括矿化类型,脉体形态变化,脉体产状变化,脉体于围岩之间、蚀变强度等对矿石品位的影响。 3、 通过对矿区采集样品的岩矿及单矿物地质地球化学、微量元素地球化学、稀土元素地球化学等综合分析,查明该区元素组合、富集规律:结合流体包裹体和稳定同位素对成矿大地构造背景、成矿物质来源、成矿机制和成矿时代进行分析。 4、 综合整理前人的资料,吧果洛按纳格矿床外围矿点的一些矿床地质特征于整个东昆仑造山带中其他矿床进行类比,总结矿床成因,分析成矿规律,建立成矿模式。 (2)重点要解决的问题 ① ***地区地质工作程度相对较低,目前工区内面积性工作仅做了1:5万、1:万水系沉积物测量,而1:万沟系次生晕测量和1:1万土壤测量范围较小,主异常还未控制全面。因此,要在本区加强面积性基础工作,提取更多的找矿信息,扩大找矿范围。 ②通过近几年的地质工作,虽然在本区取得了较好的成果,但限于投入的工作量及工作程度,对本区的矿质来源、控矿因素、找矿标志、矿体的赋存空间、找矿远景等认识不足,主要表现在: ***地区地质工作主要为地质草测和少量探矿工程,因区内构造发育、蚀变强烈,且控岩、控矿构造断裂带分布较多,依据断裂构造性质、蚀变特征及产出背景还不能确定出构造对控矿,控矿程度如何的评价。 目前区内矿体的工程控制程度很低,地质研究水平更低,在其成矿特征、找矿规律方面一直套用果洛龙洼金矿模式,因二者之间客观存在的差异,对指导本区找矿方面存在很大的局限性。 ③区内第四纪残坡积、冲洪积物相对发育,覆盖较厚,因此对发现的金矿体工程控制程度有限,对其产状、规模、形态、品位等及其变化情况了解不够,金矿体的地表控制程度及浅部和深部的变化控制不够,应加大追索控制力度。 ④***地区北接阿斯哈金矿,南邻***矿区,所处的区域成矿地质背景极为重要,经基础工作掌握的找矿信息和不断发现的金矿体已证实该区拥有较好的成矿条件和找矿潜力。应对本区加大地勘资金的投入力度,应用新理论、新方法、新技术,寻找突破口,扩大本区资源量已成地质勘查的当务之急。 三 研究方法及技术路线 1 拟采用的研究方法 (1)、1:1万地质草测 (2)、1:万水系沉物测量 (3)、1:1万土壤测量 (4)、1:2千岩石剖面 (5)、探槽工程 (6)、钻探 2 技术路线、技术措施、技术关键 (1)、1:1万地质草测以穿越法为主,追索法为辅,对含矿层、矿化蚀变带、构造、接触带等重要地质体沿走向进行了追索,掌握其形态、产状、规模等特征、采集化学样、快速分析样品了解其含矿性。 地质点描述内容主要突出重点和有意义地质特征,描述内容有岩性名称、结构构造、矿物成分、矿化蚀变、岩层产状及样品、标本等内容,对有意义的地质体进行素描和拍照。 技术关键:在每天进行地质草测工作后,均有路线地质小结,对当天的地质工作进行了归纳总结,加深对本区的找矿认识 (2)、1:万水系沉物测量主要流程为:底图—野外作业—样品加工—自检互检—数据处理及异常图件编制—室内资料整理 技术关键:在工作中严格按**省地质勘查标准《**省1/5万水系沉积物测量工作细则》执行。 (3)、1:1万土壤测量中主要对野外工作和样品加工的质量进行真实可靠的分析,并根据数据进行异常图件的编制。 技术关键:工作中严格按照中华人民共和国地质矿产行业标准GZ/T0145-94《土壤地球化学测量规范1:50000》和《设计书》要求执行。 (4)、1:2千岩石剖面主要布置于1: 5万和1:万水系沉积物测量异常浓集区,现完成地化剖面2Km。 技术关键:工作中遵照中华人民共和国地质矿产行业标准DZ/T0011—91《地球化学普查规范》。 (5)、探槽工程主要布置于1:5万、1:万水系沉积物测量异常区及地质草测区主要成矿带上。 技术关键:每个编录槽探工程起始点均用木桩留有标记,在化学样品采集点留有红油漆标志。槽探工程地质编录和图件清绘质量符合规范要求。 (6)、钻探依据设计要求,布置于AuⅡ矿体0线、4线、7线及15线。 技术关键:工程质量要求严格按《岩矿芯钻探规程》中的“六项指标”和相关规范要求执行,质量达到要求标准。 四 调研及前期准备工作 1、收集该区前人工作资料和区域地质资料 2、对野外设备工具进行校正和维修(GPS校正等) 五 预期要达到的成果和具体的学术或应用价值 预计达到的成果 2008年度内按纳格地区开展地质普查工作,对区内进行1:万水系沉积物测量、1:1万地质草测、1:2千地化剖面、1:1万土壤测量及钻探、槽探等地质工作。 应用价值 初步建立指导性强、工作方法有效的理论认识,对区内成矿条件,控矿因素、找矿标志、成矿规律等方面进行理论上探索研究,为该区实际找矿工作提供理论依据。 六 进度计划 为能按时文成对毕业论文的编写,计划如下; 1、2009年2月23日——2009年3月29日:毕业实习调研 2、2009年4月1日——2009年4月18日:外文翻译,调研报告及开题报告的编写并提交 3、2009年4月19日——2009年5月1日岩矿鉴定及地质图件的绘制 4、2009年5月2日——2009年5月20日论文初稿的编写 5、2009年5月20日——2009年6月20日论文的审核修改及毕业答辩
[中图分类号] [文献码] B [ 文章 编号] 1000-405X(2013)-7-229-2 中国地质调查局是我国目前唯一组织公益性地质钻探技术研究开发和推广应用的单位,自1999年成立以来,在组织地质钻探技术研究开发和推广应用方面开展了大量工作并做出了显著的成绩,对我国地质钻探技术的发展起到了较好的推动作用。面对地质工作大发展的新形势和实现地质工作现代化目标的要求,地质钻探技术如何发展,如何更好地起到对地质工作的支撑作用,笔者对这些问题有些不成熟的想法,在此发表,希望能抛砖引玉,与大家共同探讨地质钻探技术的发展问题。 1地质工作对钻探技术的需求 目前我国矿产资源紧缺,资源问题成为制约国家建设和国民经济发展的瓶颈问题,引起了国家政府和领导的高度重视。在国务院关于加强地质工作的决定提出的地质工作主要任务中,突出能源矿产勘查和加强非能源重要矿产勘查是两项首要任务。国家为此投入了大量经费,除了正在实施的国土资源大调查专项基金之外,又启动了危机矿山接替资源找矿专项基金和地质勘查基金。此外,地方、甚至个人也在找矿方面表现出很大的热情,并进行积极的投资。近年来,随着地质工作的加强,地质钻探工作量成倍增长,一些省区的年钻探工作量达到了几十万米。钻探工作项目资金来源有国土资源大调查、矿产资源补偿费、中央财政补贴、省资源补偿费、地方财政补贴、市场项目等。钻探工作量加大,使得对钻探设备和技术的需求同时加大。 2地质钻探技术应用现状 与世界先进的钻探技术相比,目前我国地质勘探工作中采用的钻探技术总体水平比较落后。钻探施工主要采用立轴式岩心钻机,基本上是20世纪80年代左右的设计。现代的全液压动力头钻机依靠进口,我国自己研制的产品已经开始出现,但还未得到大面积推广应用,而且现在只有个别钻深能力(1000m)的钻机,还未形成系列。钻探工艺方面,一些先进的钻进工艺方法还没有得到推广应用。金刚石绳索取心钻进方法虽得到了较多的应用,但还未能大面积普及。液动锤钻进(液动冲击回转钻进)方法的优点虽然为人们所认识,但由于该方法在恶劣的泥浆条件下使用时,钻具可靠性和寿命方面存在着一些问题以及这些年钻探现场管理水平的下降,使其在地质钻探中的应用较以前更少。一些具有较好前景的先进的钻进工艺方法,如绳索取心液动锤钻进方法和不提钻换钻头方法虽然都已研制成功,但实际应用很少。空气反循环取样钻进方法尽管具有高效率、低成本的特点,但由于没有得到地质人员的认可,至今未能得到推广。除此之外,目前地质钻探施工中所用的钻孔护壁堵漏技术、测斜技术等,基本上也是20世纪80年代左右的水平。由于采用的钻探技术水平不高,地质勘探中钻探工作的效率和效果不太理想,表现在台月效率较低、复杂地层钻进问题多、深孔钻进能力差、钻进成本高。这些问题的存在,使得钻探技术对地质工作的技术支撑效果受到影响。 3地质钻探技术发展目标 笔者认为,考虑地质钻探技术发展目标时应该分阶段,应该分成近期、中长期和远期。划分原则是:至2010年为近期,至2020年为中长期,至2050年为远期。 远期(至2050年)目标 实现地质钻探技术的现代化应该是钻探技术发展的远期目标。在国务院关于加强地质工作的决定和国务院温家宝就贯彻决定所作的重要批示中,都明确地提出了要实现地质工作现代化。关于地质工作现代化的定义,目前尚无统一的说法。笔者的理解是:地质工作现代化的标志应该是,在地质工作中普遍采用具有现代世界先进水平的地质勘查技术。钻探技术是地质勘查技术的种类之一,地质钻探技术的现代化也应该符合此项标准。然而,此项目标的实现是一项长期和艰巨的任务,因为只有国家的整体工业技术水平达到了世界先进水平后,我国的地质钻探技术才有可能从总体上达到世界先进水平,地质钻探技术现代化与国家的现代化应该是基本同步的。邓小平同志在介绍中国实现现代化的三步走战略时,明确提出到2050年中国基本实现现代化,达到世界中等发达国家的水平。1999年10月22日,时任国家主席江泽民在英国剑桥大学发表演讲时向公众宣布:我们的目标是,到下世纪中叶,即中华人民共和国成立一百周年时,基本实现现代化。由此看来,我国地质钻探技术现代化实现的时间应该是21世纪中叶。 中长期(至2020)年目标 地质钻探技术发展的中长期(至2020年)目标应该是:自主创新能力显著增强,地质钻探技术水平显著提高,自主研发的新型钻探设备和先进钻进工艺方法得到较大面积的推广应用,钻探装备与施工技术总体上接近发达国家水平。 近期(至2010年)目标 地质钻探技术发展的近期(至2010年)目标应该是:初步完成2000m深度以内的新一代地质岩心钻探设备系列研制;改进完善一批先进的钻进工艺方法,使之达到推广应用的水平;取得一批深孔钻探、复杂地层钻探和高精度定向钻探技术研究成果;研发成功现代的深水井和煤层气井钻探用全液压动力头钻机;地质钻探科技成果转化和推广取得较显著的成效。 4地质钻探技术近期研发工作重点 中国地质调查局近期组织开展的地质钻探技术研发工作基本上是按照上述的近期目标的思路安排的,重点研究内容如下: (1)2000m深度以内的新一代地质岩心钻探设备系列;(2)满足覆盖区化探和异常查证需求、适应复杂地层条件的轻便、高效、多功能取样钻机及其配套的钻进工艺方法和器具;(3)1000m全液压动力头水井和煤层气井钻机及其配套的钻进工艺方法和器具;(4)改进完善一批先进的钻进工艺方法,包括冲击回转钻进方法、绳索取心冲击回转钻进方法、不提钻换钻头方法和深孔绳索取心方法;(5)解决复杂地层钻进技术难题,包括复杂地层钻孔护壁堵漏技术问题、复杂地层取心技术问题等;(6)高精度定向钻探技术,包括提高钻孔测量精度和定向钻进施工中靶精度的技术以及取心定向钻进技术;(7)万米科学超深孔钻探技术方案预研究。除了研究与开发工作以外,钻探新方法、新技术推广应用也是中国地质调查局钻探技术管理工作的重点之一,拟开展以下一些工作: ①新型岩心钻探机具应用培训;②地质调查浅层取样钻技术应用培训;③地质钻孔测量技术应用培训;④新型地质钻探泥浆体系应用培训;⑤节水钻进技术应用培训;⑥空气反循环取心钻进技术培训和应用示范;⑦车载式浅层取样钻机应用示范。 5几个值得强调的问题 加强技术创新 技术创新的核心内容是科学技术的发明和创造,其直接结果是推动科学技术进步,提高社会生产力的发展水平,进而促进社会经济的增长。通过技术创新可实现技术跨越式发展,在短期内获得显著的技术经济效果,使一些常规方法难以解决的问题得到解决。这里举2个钻探技术领域技术创新取得显著成效的实例。第一个实例是科拉超深钻。前苏联的工业技术发达程度比不上西方国家,却钻成了世界上唯一一口深度超万米的钻井——12262m深的科拉超深井。钻万米超深井的难度非常大。这口井之所以能钻进成功,是因为前苏联人在施工这口井时进行了大量的钻探技术创新,其中3项对钻进施工的成败起决定性作用的重大创新是:超前孔裸眼钻进方法;铝合金钻杆;带减速器的涡轮马达井底驱动。第二个实例是中国大陆科学钻探工程科钻一井。该项目是在坚硬的结晶岩中施工5000m连续取心钻孔。这种施工在我国没有先例,在世界上也属高难度钻井工程。该井在施工时采取了一系列的技术创新,涉及套管和钻进施工程序、取心钻进技术、扩孔钻进技术和井斜控制技术,最终获得了高效、优质的施工效果。由于采用螺杆马达-液动锤-金刚石取心钻进方法,使机械钻速提高50%以上,回次长度由3m提高到8~9m,大大节省了施工时间和成本。 加强新方法、新技术推广应用 新方法、新技术从研发出来,到在钻探施工中得到普遍应用,通常需要花很长的时间,做大量的推广应用工作。推广应用工作包括宣传、现场演示、技术培训和技术交流等。这些环节工作效果的好坏,都会直接影响到科技成果转化及其得到实际应用所需的时间,影响地质钻探技术现代化的进程。为获得好的效果,该项工作应有计划、有组织地开展,因为研发单位通常只是从本单位的利益和眼前的利益考虑推广应用工作,而该项目工作的计划和组织实施需要一种全局性和长远的考虑。这些年来,在钻探技术研究与应用的所有环节中,科技成果推广应用是相对比较薄弱的环节,加强此方面工作是当务之急。 参考文献 [1]王达.探矿工程(地质工程)未来20年科技发展战略研究[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2004,31(1).看了“地质钻探技术论文”的人还看: 1. 工程地质勘探中的钻探技术应用论文 2. 工程地质勘查论文 3. 工程地质勘察论文 4. 地质毕业论文范文 5. 地质学毕业论文范文
很难的,要看发表的论文的分量,也要看中国地质大学需要招收的人员,一个岗位有很多人竞争的
基本学制:四年 | 招生对象: | 学历:中专 | 专业代码:070801
培养目标
培养目标
培养目标:本专业培养德、智、体等方面全面发展,具有扎实的数理基础,掌握地球物理学的 基本理论、基本知识和基本技能,具有从事本专业实际工作和研究工作初步能力的基础研究型、 应用研究型复合型人才。同时,本专业学生还要具有处理一定层次技术问题的能力。
培养要求:本专业学生要求理论基础扎实、知识面宽、应变和适应能力强,具有较强的实践动 手能力和组织、沟通、协调能力,具有敬业精神和责任感。本专业学生还要具有较好的文化素养 和文学艺术修养,具有勤奋进取、求实创新的科学精神,具有科学的思维和研究方法,以及良好的 身体和心理素质。
毕业生应获得以下几方面的知识和能力:
1.熟悉党和国家的各项方针和政策,具有丰富的人文科学素养、较强的社会服务意识和责 任感,具有较高的道德修养,遵守学术道德规范和保证职业诚信;
2.掌握从事地球物理学领域工作所需的数学、物理学的基础理论和基本知识;
3.具有科学的思维和研究方法,具有综合运用所学科学理论分析、提出和解决问题的能力;
4.接受从事基础研究和应用研究的初步训练,具有工程意识和经济管理意识;
5.具有独立设计实验,对实验数据进行评价的能力;
6.具有独立利用计算机进行文字和图像信息处理及进行科学计算的能力;
7.具有较强的组织管理、交流沟通、环境适应和团队合作的能力;
8.具有应对危机与突发事件的初步能力;
9.具有一定的国际视野和跨文化环境下的交流、竞争与合作的初步能力。
主干学科:物理学、计算机科学与技术、地质资源与地质工程。
核心知识领域:本专业核心知识领域由物理学、地球科学、勘探地球物理、数字信号处理等知 识单元组成。
核心课程:大学物理、大学物理实验、地质学基础、概率论与数理统计、复变函数、计算方法、 数学物理方程、科学计算理论与实践、数据结构与计算机图形学、地球物理学原理、岩石物理学、 地球物理观测与实验、勘探地球物理方法、空间物理学、实验地球物理学等。
核心课程示例:
示例一:地质学基础(80学时)、数学物理方法(126学时)、数值计算(36学时)、地球物理场 论(108学时)、数字信号处理基础(54学时)、固体地球物理学(54学时)、勘探地震学原理(64 学时)、勘探重磁学原理(64学时)、地电学(含地热)(64学时)、钻井地球物理学(64学时)。
示例二:地质学基础(136学时)、数学物理方程(48学时)、数值分析(40学时)、场论(56学 时)、数字信号处理(48学时)、固体地球物理学(40学时)、地震勘探原理(32学时)、重力勘探和 磁法勘探(88学时)、电磁法勘探原理(32学时)、地球物理测井(40学时)。
示例三:普通地质学和综合地质学(136学时)、数值分析(46学时)、计算地球物理学(46学 时)、地球物理场论(76学时)、数字信号处理(46学时)、地球物理方法综合应用与解释(30学 时)、地震学与地震勘探(60学时)、地磁学与磁法勘探(30学时)、地电学与电法勘探(76学时)、 地球物理测井(60学时)。
主要实践性教学环节:地质认识实习、地质测量与数字填图实习、地球物理野外工作方法综 合实习、生产与毕业实习、毕业论文。
主要专业实验:地质学基础实习实验、重力勘探/磁法勘探/电法勘探/地震勘探/钻井地球物 理勘探等勘探方法与技术实习实验、地震学与地球内部物理学实习实验、重力学与大地测量学实 习实验、地磁学与空间环境学实习实验、地电学与深部构造物理学实习实验、地热学与地球深部 动力学实习实验等。
修业年限:四年。
授予学位:理学学士。
职业能力要求
职业能力要求
专业教学主要内容
专业教学主要内容
《地球物理学》、《地球物理观测》、《地质学》、《电路与模拟电子技术》、《地震勘探原理》、《重力勘探》、《连续介质力学》、《重力与固体潮》
专业(技能)方向
专业(技能)方向
矿业类企业:地质勘查、采矿、选矿、工程探测、工程技术; 政府、事业类单位:自然灾害预测、地质勘探。
职业资格证书举例
职业资格证书举例
继续学习专业举例
就业方向
就业方向
地球物理学专业就业方向
地球物理学专业的毕业生要掌握牢固的基础知识。毕业生主要是到科研机构、高等院校、能源与资源、国家机关、跨国能源公司等部门从事科研、教学和高级管理工作。从事地质类专业勘查,以科研工作为主要方向,通过各种地球物理方法从事地质研究。开展工程与城市防震减灾基础理论和应用技术研究;开展地震区划理论研究,编制地震区划图;开展强震观测、震害调查场地勘测与工程结构测试与分析;开展城市灾害预警和减灾技术、地震紧急救援技术与方法研究。从事工程探测类,通过地球物理方法,探测工程、建筑进行水文工程地质、城市环境与建筑基础以及地下管线铺设情况的勘查等工作。
地球物理学专业就业前景
地球物理学专业毕业生可以从事资源能源勘察、近地表工程勘察、地震分析预报、冶金矿产资源以及海洋国土测绘等领域的地球物理研究、管理以及环境与工程地球物理勘查、矿产与能源地球物理勘探等工作;高等院校、科研院所的科研教学工作。目前天文学系设有天体物理和天文高新技术及其应用两个培养方向。天体物理方向的培养目标是使学生掌握广泛坚实的数学、物理基础及丰富的天文学知识,并在计算机、外语和其它专业技能方面受到严格训练,具有从事天体物理学研究的初步能力。
地球物理学方向的毕业生可从事高新技术的开发及应用或大型工程项目的管理工作,并能适应多方面工作的需要。
对应职业(岗位)
对应职业(岗位)
地球物理学毕业后可从事地球物理学及其他相关学科的科学研究、高等教育、科技开发、行政管理等工作,就业于自然资源、地质矿产、能源、环境、水利、冶金、有色金属、电力、环保、信息技术等国民经济建设各部门和企业,以及相关科研机构和高等院校。就业单位列举:地震局、地质调查局、海洋局等相关单位,或者科研院所、大专院校等;涉及到煤田、油田、矿井性质的国有大中型企业(如中国石化、中国石油、中国海洋石油等)。 地球物理学专业就业前景怎么样 地球物理学专业学生应具备坚实的数理基础和较系统的地球物理学基本理论、基本知识和基本技能,应受到基础研究和应用基础研究的基本训练,具有较好的科学素养及教学、科学研究能力;掌握应用数学、物理学、地质学等方面的基本理论和知识;掌握地球物理学的基本理论、基本知识和基本实验技能,以及解决能源及矿产资源勘察、环境与工程地球物理等基本技能;了解勘查技术与工程、资源勘察与工程等专业的一般原理和知识;能在资源勘探和开发、地质灾害的预测和防治、国防工程与国家重大工程建设、生态环境保护以及对污染的监测等方面从事相关工作。 地球物理学方向的毕业生可从事高新技术的开发及应用或大型工程项目的管理工作,并能适应多方面工作的需要。 地球物理学专业毕业生可以从事资源能源勘察、近地表工程勘察、地震分析预报、冶金矿产资源以及海洋国土测绘等领域的地球物理研究、管理以及环境与工程地球物理勘查、矿产与能源地球物理勘探等工作;高等院校、科研院所的科研教学工作。就业形势良好。 地球物理学就业方向 地球物理学专业就业方向主要是在科研机构、高等学校或相关的技术和行政部门从事地质类专业勘查、预测自然灾害、工程探测类、勘查石油与天然气和煤田地质构造、地球物理仪器开发等工作。 地球物理学专业培养具备坚实的数理基础和较系统的地球物理学基本理论、基本知识和基本技能,受到基础研究和应用基础研究的基本训练,具有较好的科学素养及初步的教学、研究能力,能在科研机构、高等学校或相关的技术和行政部门从事科研、教学、技术开发和管理工作的高级专门人才。 地球物理学专业学生主要学习地球物理学方面的基本理论和基本知识,受到基础研究和应用基础研究方面的科学思维和科学实验训练,掌握地球深部构造、地震预测、地球物理工程、能源及矿产资源勘察等研究与开发的基本技能。
杨进
1 绪论
环境与工程地球物理是应用物理学的理论和方法,通过环境工程物理性质的差异或其形成的物理场来研究、解决环境工程问题,以达到人类与自然和谐协调发展的学科。环境与工程地球物理不同于常规的地球物理方法,它具有独到的特点:勘探目标的浅表层是一种特殊的地质地球物理环境;勘探方法具有抗干扰性和灵活性;物性差异小探测信号弱,需较好的信号提取技术;需要不同时间连续跟踪动态检测;建立专用的物理-地质模型。环境与工程地球物理的基本任务是从声、光、热、电、磁等物理场的变化来认识地球,其主要应用领域有资源勘探、环境保护、灾害防治及国家重大工程建设等。环境与工程地球物理涉及组成要素包括岩石圈、水圈、生物圈、大气圈,涉及物性包括物理性质、化学性质和生物性质,涉及人类活动空间包括聚落空间、区域空间、地球空间及星际空间。
2 环境工程问题
环境问题
环境与工程地球物理对环境问题的研究内容是自然成因和人为成因的环境问题,既包括聚落环境,也包括全球环境变化。其主要研究内容:①自然力引起的环境灾害与变化,如地震、火山、滑坡、塌陷、地裂缝、地面沉降以及空间环境变化的观测和研究预测。②人类生活与生产排放的废气、废水和固体废物引起的大气圈、水圈和岩石圈(含土壤)污染的探测和监测。③经济建设和交通等引起的辐射、噪声、振动等能量场污染的测量与研究。④人为物质与能量污染引起的全球变化,如气候、旱涝灾害的研究和预测。
世界环境问题
随着人口增加、生产规模不断扩大,所需的生活、生产资料急剧增长、排放“三废”(气体、液体、固体污染物)相应增加。人类活动空间扩大,改造自然、破坏生态日益加剧,已经威胁到人类的生存和持续发展:①资源匮乏,资源是人类生存和发展所必须的物质条件。随着人口增加,资源需求与日俱增。不可再生的矿产资源(包括能源资源)日益短缺,而且破坏环境造成污染。②森林资源面积缩小,使全球气候调节功能降低;水土流失,土地沙化,耕地退化;淡水资源短缺,成为人类生存和发展的严重障碍。③环境污染日益严重,主要表现在三个方面:一是有毒有害气体,大量排放,造成大气污染,引起“温室效应”、“臭氧层破坏”、酸雨范围扩大;二是土面积生态破坏、表现为大面积森林破毁,草场退化、土壤流失和沙化;三是突发环境事件,范围大、危害严重,其特征是:第一,造成全球性危害,第二,污染源多样,既来自工农业,也来自人类生活。既来自发达国家,也来自发展中国家。第三,污染事件多发影响面大。
中国的主要环境问题
中国幅员辽阔,自然环境千差万别、多种多样,面临较突出的环境问题不尽相同,但总体来看,优先考虑的七个环境问题包括:
(1)水污染(以有机污染为主);
(2)城市大气污染(以总悬浮物和SO2为主);
(3)工业有毒、有害废渣和城市垃圾对大气、水和土地的污染;
(4)北方地表水资源相对贫乏,许多城市严重缺水;
(5)分布广泛而严重的水土流失;
(6)森林覆盖率低,天然林面积小,林木蓄积量相对较小,草原退化严重;
(7)原生环境面积缩小,物种资源减少。
工程问题
环境与工程地球物理对工程问题的研究主要在铁路、公路、水利、电力、油气、城市建设等领域。目前服务范围及可望解决的地质问题或提供的参数主要包括以下方面:①探测工程区及场址区的覆盖层厚度并分层,了解基岩起伏形态、划分风化厚度、查明隐伏构造等,为工程选线、选址提供基本资料。②测定基岩、洞室围岩动弹性参数,为岩体工程地质分类和质量评价提供科学依据。③岩基快速测试技术是利用岩体弹性波速、回弹值及岩石点荷载试验值作为地质评价的定量或准定量手段,为工程基础开挖、建基面验收、施工质量监测等提供数据。④地球物理测井可提供多种物理力学参数,为钻孔岩层划分、了解地下含水层特性;判断地基液化及划分场地类别等提供定量化指标。⑤层析成像技术通过测定孔与孔、洞与洞、孔与洞之间地震(声波)速度重建波速场的分布特征,使地质勘查达到由点或线到面的飞跃。⑥工程质量检测。工程构筑物的质量检测、地下埋设物检测。⑦地下管线探测,可查明管线类型、埋深、走向和位置等,为城市建设和发展提供基础资料。⑧考古调查和研究:包括古文化遗址的发掘和研究,文物表面腐蚀程度评价以及古代人文活动规律的评定等。⑨工程地质灾害防治。国家建设中特别是西部地区,经常遇到滑坡、溶洞、地面下沉、水库坝基漏水等工程地质问题。
3 环境与工程地球物理方法
环境与工程地球物理方法研究环境工程问题的机制是目标体在物性发生变化时(污染、破碎、挤压等),会产生相应的地球物理场效应,即物质的电导率、介电常数、密度、磁导率和弹性等会发生变化,根据目标体与周围介质物性的差异,借助专门的仪器和一定的测量方式,观测地球物理玚的分布特征和分布规律,结合有关地质资料对地下目标做出地质解释,达到勘探的目的。目前环境与工程地球物理方法在研究解决环境工程问题时,几乎使用了当前地球物理的所有方法。但是在解决环境工程问题的过程中,有些任务是传统地球物理方法难以完成的,因此近些年来又发展起一些独具特色的、专用于环境工程勘察的新方法,如地震面波法、高精度地震反射法、高密度电阻率法、探地雷达、天然声辐射测量等等。对于同一种方法,应用于不同领域时,其方法原理虽然相同,但由于工作目的和探测对象的不同,在工作方式上往往有较大的差异,并形成各自的特点。
电(磁)法是以岩土介质的导电性差异为基础,通过观测和研究人工电流场的变化和分布规律,进而探查地质目标和解决环境工程问题的一类传导类电法勘查方法。它是勘查地球物理方法中方法种类最多、应用面最广的一类方法。地震勘查方法主要是研究人工激发的地震弹性波在岩、土介质中的传播规律,用以确定介质的结构及其力学性质的差异,了解不同介质层的地下分布。目前用于工程环境检测、灾害调查的弹性波方法主要有以浅层为主的折射波法、反射波法和面波法,以及层析技术。环境重力方法是以物质重力差异为基础,借助重力仪器解决环境地质问题的方法。利用重力勘探解决的环境工程地球物理问题主要有地震预报、滑坡探测、地面沉降灾害等。磁法勘探是一种研究地质构造、寻找矿产资源的方法,也可用来寻找带有磁性的地下污染物等。环境工程地磁方法是以物质磁性差异为基础,借助一定的仪器和观测方法获取地球磁场信息,通过分析研究磁场信息的变化,达到研究在自然环境演化和人类活动过程中引起的环境工程变化问题。放射性测量方法,也就是核地球物理方法,是近代物理学中核物理理论在地球科学中的应用。核地球物理所涉及的范围很广,从空间上来讲,已用于星际、航空、地面及海底。从应用对象上讲,它不但应用于金属、油气等的勘查,更广泛地应用于环境工程领域。如检查大气中的污染物、处理废弃物、寻找基岩地下水以及地质灾害的监测、预报与防治等。
下面给出目前应用于环境工程地球物理中的各种分支方法。
电(磁)法类主要有电阻率法、激发极化法、电磁感应法(瞬变电磁法、甚低频法)、探地雷达、地面核磁共振法、激光技术与激光雷达方法;环境工程地震勘探方法有折射波法、反射波法、高分辨率浅层地震勘探、瞬态瑞雷波法;重力勘探;环境工程地磁方法、高精度磁测;放射性测量方法;层析成像技术(地震层析成像技术、电磁波层析成像技术)。
4 环境与工程地球物理的应用
目前,环境与工程地球物理的应用领域概括起来主要包括地球物理场的环境效应调查、环境污染的监测和防治、天然和人为灾害的监测和防治、基础性建设的工程勘查(包括西气东输、南水北调、三峡工程、高速等级公路的建设等)。广泛的应用领域为环境与工程地球物理的理论、方法、技术及进一步的深化发展提供了广阔的空间,逐步形成了具有独特技术方法的研究领域。环境工程地球物理在这些领域中已经有不可胜数的成功实例,但仍处于形成和发展中,它的研究和应用领域有待于扩展、完善。
地球物理场的环境效应调查包括:天然核辐射环境效应的调查,解决氡气灾害远景的区域预测、室内氡浓度监测和新建筑规划区的选址和设计;天然电磁场环境效应的调查,研究电磁场的生物效应和对人文设施的影响;人工弹性波场环境效应的调查,研究人工振动对工程建筑的破坏和地基承载力的影响。环境污染的监测主要是放射性污染的监测、水资源污染的监测、地下固体废料污染的监测。放射性污染的监测重点调查区域性自然放射性背景、核事故污染、矿山探采和选冶污染、采煤和燃煤的污染、石油开采及运输中的放射性污染、建筑材料的放射性污、核废料处理场地的选址;水资源污染的监测主要工作是调查地下水无机污染、地下水有机污染、地下水污染通道、多个含水层之间交叉污染等状况;地下固体废料污染的监测重点是探测固体废料埋藏场地的位置、范围、厚度、隔离层、渗漏通道和污染范围、废料堆放场的选址。地质灾害的监测主要是调查滑坡、泥石流、岩溶、洞穴、地裂缝、地面沉陷、土地盐碱化灾害、海水入侵、煤层自燃、矿井地质灾害(如岩爆、陷落柱、突水、瓦斯突出、井喷)等。工程问题主要有地下管线的探测、区域性的地质调查、建筑工程质量无损检测、建筑物质量无损检测、高等级公路、机场跑道路基路面质量的无损检测、地基加固效果检测、大型工程地基勘查等。
例如采用高密度电阻率法、瞬变电磁法、探地雷达法、地温法及化学分析法在北京某垃圾填埋场进行渗漏检测。用美国SIR-10A探地雷达仪,100MHz屏蔽天线,时窗400ns。地温法采用日本UV-15精密测温仪。化学分析样取深土样,实验室用气相色谱分析三氯甲烷、四氯化碳、三氯乙烯和四氯乙烯等有机污染物。这三种方法的测量结果,都没有异常显示。说明该区地表粘土层比较致密,渗透性不好。而高密度电阻率法,使用E60B仪器,电极距3m,斯伦贝格排列,同时沿剖面布置60个电极。数据经预处理后,进行二维反演。结果表明,垃圾渗漏液由局部透水层渗入深部。被污染的土壤和地下水呈低电阻率特征,视电阻率在10Ω·m左右可定性为被渗漏液污染,垃圾场渗出液的实测电阻率均在Ω·m左右,而自来水的电阻率均在32Ω·m左右。垃圾渗漏液污染已经钻井证实,并且已于2002年开始施工,做地下水泥防渗墙处理。
例如陕-京天然气输气工程涿县-北京段的地下管线探测中,查清天然气管道铺设沿线地下管线的分布情况。工作中采用金属管线探测仪和探地雷达进行探测。在探测过程中,遇到的多为军用电缆,并与天然气管道沟呈不同角度相交,这种电缆如按常规探测易产生漏测,为解决这个问题,采用从远处已知电缆位置追踪的方法向天然气管道沟方向逼近,同时在管道沟沿线采用“环形”布线的探测技术来进一步详查。在数据采集时,采用发射机与接收机保持在同一条水平线上,保证仪器经过地下管线上方时,接收到有用信号,防止有用信号丢失。上海某地质勘查院应用探地雷达方法完成了沪闵路污水管和浦东杨高路地下雨水管等项目的探测。在浦东杨高路地下雨水管探测中,采用天线距1m,测点距,中心频率100 MHz。所探测目的体在雷达图像上的反映信号清晰,反映的上顶面深度为,管径,后开挖验证雨水管上顶面埋深,管径,效果颇佳。
5 环境与工程地球物理进展
仪器的更新换代
具有代表性的有:①GPR发展理性化、系统化和快速化。GPR近年来发展很快。超宽分离天线及双静态多频天线等的研制成功,使探地雷达的工作频宽达~100 MHz,时距在0~20000 ns。另外,仪器的体积变小,重量变轻,价格变低,但性能却变得更好。②浅层地震方法与仪器有新的发展。尤其是三维高分辨率地震勘探技术的推广应用,使得研究人员可以借助计算机对地质体进行三维立体研究,从而大大提高对环境分析的准确度。跨井地震成像技术、地震剖面偏移处理技术等也都有所发展。便携式震源的出现改变了以往地震法仪器庞大、勘探费用高等缺点,大大提高了工作效率。③高灵敏度近地表磁梯度仪器的出现。目前美国已经研制出一种G-858铯光泵磁力仪,具有稳定性强、灵敏度高、图形、数字、声音实时显示、操作方便等优点,并能同时测量总场和水平及垂直梯度。
方法技术的更新
环境与工程地球物理技术除了常用的电法和电磁法(电阻率法、激发极化法、自然电位法、音频大地电磁法、甚低频法)、位场法(磁梯度测量的方法、微重力测量)、浅层地震方法(地震折射法、地震反射法)、放射性方法外,新近出现了高密度电法、探地雷达、面波勘探和核磁共振法。这些新方法不同程度地提供了最佳的分辨率,且能降低近地表信号衰减、地层非均质性和某些类型噪声的影响。
资料处理技术的提高
环境与工程地球物理的发展,也促进了数据处理、正反演解释和成像技术的发展。频谱分析、小波分析和统计方法广泛应用于数据的去噪和弱信号的提取。反射地震和探地雷达资料的偏移成像等,采用包括解析方法、有限单元、有限差分等方法,研究的介质从各向同性向各向异性介质的方向发展,正演拟合也逐步趋于真实的介质,反演方法也从线性方法向非线性方法发展。但从目前的软件来看,还有很大的发展空间,如多道面波技术的频散曲线反演主要是一维,还没有二维反演方法和软件;电磁法的反演也大多集中在一维和二维,广泛应用的三维反演软件开始研发;浅层反射地震和探地雷达反演软件逐步向标准化、商业化方向发展。计算机技术的迅猛发展推动了地球物理处理方法的发展,众多对地球物理数据进行处理的软件也随之出现。在这些数据处理程序中,许多新理论、新算法被采用,最近发展起来的混沌理论、分形理论、小波理论、模式识别等或多或少都有所体现。例如我国的研究者提出的基于小波变换的地震记录分频处理技术(Frequency Division Process,简称FDP)可将薄层的可识别度减小到1/16~1/64波长,大大提高了地震记录的信噪比和分辨率。这些理论的应用使得分析过程更与自然环境下的情况接近,提高了研究结果的可信度。
应用领域的扩大
环境与工程地球物理应用于解决更广泛的各类问题,新的应用领域仍在持续不断地扩大。在最近几年的进展中,有些是随着仪器的更新和计算机技术的进步而出现的,有些是受到了社会需求的刺激而出现的,有些则是受各种法律规定的强制因素而产生的。虽然环境与工程地球物理目前已有许多用途,但也存在着许多潜在的用途。如确定水文地质特征,对基岩顶面和塌方底面成图,勘探煤、金属和其他矿物,民用、采矿和天然地震工程,确定地基加固程度和处理后的改善程度,探测和对地下设施成图,确定岩石的可剥离性,监测大地运动和物理性质随时间的变化,监测大坝和大堤的强度,确定沟渠充填物的性质,调查污染物的羽状化,检测未爆炸的军火,勘探考古现场。
6 环境与工程地球物理几个重要的发展趋势
(1)环境与工程地球物理方法逐步向高分辨率、高精度的质量检测和监测方法方向发展,表现在环境与工程应用领域的扩大(例如,有关农业利用土地的物理和化学的性质,公共卫生和安全方面如污染治理以及本领域各类工程的质量检测等)、仪器技术水平的提高和资料处理技术的进步(最近数十年或数年发展起来的混沌理论、分形理论、小波理论、模式识别等)。
(2)地下水有机污染的研究是研究的重要领域。地下水是人类生活用水的重要来源,地下水一旦受到污染将对人类的健康造成极大的危害。环境地球物理方法用于地下水研究,目的是对地下水质量的监测及保护,而不是地下水的供应与开发。
(3)地质灾害预报和环境污染监测是研究的主要内容,重点解决地质灾害预报、环境污染长期的地球物理监测。
(4)采用综合地球物理的方法研究环境工程问题。工程与环境问题种类较多,性质各不相同,涉及的范围和领域也比较广泛,应采用综合地球物理方法才能取得更好地地质效果。
(5)特殊环境下的环境与工程地球物理技术有待发展。加强对矿山地球物理技术的研究,发展水下地球物理勘探技术。
(6)环境工程问题的时间剖面地球物理勘探,对目标体进行动态、连续、长期的检查是环境工程地球物理的发展方向。
(7)生态环境研究是环境与工程地球物理学研究的新热点。
(8)环境与工程地球物理信号采集、数据传输、资料处理及地质解释的数字化、可视化及网络化是新的发展趋势。
总之,环境与工程地球物理是一个新兴的学科,研究和应用领域正在不断拓展。其方法技术具有快速、经济、可靠的特点。特别是在当前自然和人为灾害不断困扰着整个人类的情况下,地球物理技术在环境工程问题诸方面的应用都取得了新进展,在国民经济建设中起到了重要作用,成为解决环境工程问题不可缺少的重要手段。
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物理学毕业论文题目
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7、 基于CDIO理念的大学物理教学改革探索
8、 统计物理教学中引入Jarzynski等式的必要性
9、 物理教学融入工匠精神的思考与实践
10、 让“陶花”在物理教学实践中绽放——浅议过程性评价和物理教学实践
11、 高中物理教学中培养学生的思维
12、 “蜂窝视频元”在高中物理教学中的应用实践研究
13、 中学物理教学中缄默知识的应用研究
14、 提高大学物理教学质量的 措施 与对策
15、 高分子物理教学中关于链段概念的讲解
16、 以提高人才培养质量为目标,探索新形势下大学物理教学策略
17、 基于翻转式课堂模式的大学物理教学研究
18、 中学物理教学对大学物理教学的影响——以安阳师范学院为例
19、 高分子物理教学中“结晶”概念的讲解
20、 引导式反思:将HPS教育融入中学物理教学的方式
21、 高中物理教学核心素养:演示实验创新
22、 数形结合思想在高中数学与物理教学中的应用研究
23、 浅析信息技术在初中物理教学中的应用——以欧姆定律学习为例
24、 新工科背景下大学物理教学研究
25、 地方本科院校大学物理教学改革模式探究
26、 高师本科物理专业中学物理教学能力培养目标体系的研究
27、 高中物理教学使用 思维导图 的几个误区
28、 中学物理教学的问题情境创设
29、 3D虚拟增强现实技术在中学物理教学中的应用研究
30、 MATLAB的可视化在物理教学中的应用
31、 案例教学法在“半导体器件物理”教学中的尝试与反思
32、 新工科背景下“类像思维”在半导体物理教学中的应用
33、 核心素养下的高校半导体物理教学改革路径研究
34、 材料专业大学物理教学内容的改革与实践
35、 为提高大学物理教学的学术水平而努力
36、 材料学专业固体物理教学中的抽象与形象思维转化
37、 大学物理教学研究现状与展望——基于10年核心期刊论文分析
38、 高考3+3新模式下中学与大学物理教学的衔接性校本研究:热学部分
39、 浅析STS教育在职业学校物理教学中的有效渗透
40、 智慧教育理念在大学物理教学改革中的应用研究
41、 混合教学模式在固体物理教学中的应用
42、 物理学思维方法在大学物理教学中的应用
43、 多媒体在应用型本科院校大学物理教学中的应用
44、 在物理教学中渗透生涯教育的探索——由新高考选考物理遇冷说开去
45、 浅谈初中物理教学中“弱势学生”激励策略
46、 “物理教学论实验”课程的“课例化”教学模式研究
47、 提高大学物理教学效果的策略
48、 利用虚拟实验改进物理教学
49、 基于建筑学学生思维特点的实践性建筑物理教学初探
50、 核心素养视角下初中物理教学的方法
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几个典型的地球物理学原理论文
在现实的学习、工作中,大家总少不了接触论文吧,论文是描述学术研究成果进行学术交流的一种工具。那么,怎么去写论文呢?以下是我整理的几个典型的地球物理学原理论文,希望能够帮助到大家。
题目:
浅谈几个典型的地球物理学原理
摘要:
地球物理学是以从固体内核至大气圈边界的整个地球为研究对象的地矿类学科,所涉及的基本原理涵盖物理学、地球化学、地质学等多个学科的综合内容,对学生的逻辑思维能力和数值计算能力要求很高。本文重点对解决地球物理学问题所必需的几个基本原理进行了总结性的论述。
关键词:
典型;地球物理;原理
从地球物理学的组成来看,主要分两种,其一是研究大尺度和一般原理的,叫理论地球物理学;其二是勘查石油、金属、非金属矿或解决其它地质问题的,叫应用地球物理学。显然,理论地球物理学是实际应用的前提,而有关地球物理学的基本原理则是理论内容最基础的部分。
一、地球形状与重力分布的重力学基本原理
地球是太阳系中的一颗行星,它有自转和公转运动。通俗说地球形状是两极稍扁,赤道略鼓的椭球体。对地球形状的研究是大地测量学和固体地球物理学的一个共同课题,其目的是运用几何方法、重力方法和空间技术,确定地球的形状、大小、地面点的位置和重力场的精细结构,地球的形状主要是由地球的引力和自转产生的离心力决定的,且地球非常接近于一个旋转椭球,其长半轴为6378136米,扁率为1∶。严格而言,地球形状应该是指地球表面的几何形状,但是地球自然表面极其复杂,所以从科学上,人们都把平均海水面及其延伸到大陆内部所构成的大地水准面作为地球形状的研究对象,因为大地水准面同地球表面形状十分接近,又具有明显的物理意义。但是大地水准面还不是一个简单的数字曲面,无法在这样的面上直接进行测量和数据处理。而从力学角度看,如果地球是一个旋转的均质流体,那么其平衡形状应该是一个旋转椭球体。于是人们进一步设想用一个合适的旋转椭球面来逼近大地水准面。要确定这一椭球,只需知道其形状参数(长半轴a,扁率α)和物理参数(地心引力常数GM和旋转角速度ω)即可。同大地水准面最为接近的椭球面称为平均地球椭球面。如果能确定大地水准面与该椭球面之间的偏差,亦即大地水准面与椭球面之间的差距(大地水准面差距N)和倾斜(垂线偏差θ),则大地水准面的形状可完全确定。
地球的重力源于牛顿的万有引力定律,即宇宙空间任意两质点,彼此相互吸引,其引力大小与他们的质量成积成正比,与他们之间的距离平方成反比。地面点重力近似值980Gal,赤道重力值978Gal,两极重力值983Gal。由于地球的极曲率及周日运动的原因,重力有从赤道向两极增大的'趋势。地球上重力的大小与方向只与被吸引点的位置有关,理论上应该是常数,但重力是随时间变化而变化,即相同的点在不同的时刻所观测到的重力不相同。
二、地震及弹性波在地球内部的传播规律
地震波是地下传播的震动,必然与岩石的弹性有关,一般都假定岩石是一种完全弹性体。科技小论文在地震波计算中,地球介质可以做为各向同性的完全弹性体来对待。而在地震波理论中,通常把地球介质当作均匀、各向同性和完全弹性介质来处理,只是一种简化的假定。实践证明,这种假定可以使分析大大简单,并且在多数情况下可以得到与观测结果颇为符合的结果。研究地震波在地球内部传播的问题,主要有动力学和运动学两种方法。动力学方法是直接求解波动方程,研究平面波在平界面上的反射、折射,均匀半空间及平行分层空间中的地震面波,以及球对称模型的地球的自由振荡。该方法相对繁琐,本书不做介绍。我们介绍的是第二种方法:运动学方法,就是将波动方程的求解简化成波传播的射线理论,用地震射线这一概念,研究地震波在地球内部传播的运动学特征。
地震波在地球内部的传播研究,主要是基于以下几个基本原理,其一是惠更斯原理,即在均匀弹性介质中,点振源产生球面波向周围传播,当距离r趋向无穷大时,球面波前的半径很大,曲率很小,此时球面波蜕变成了平面波;其二是费马原理,即地震波沿射线的旅行时间(传播)与沿其它任何路径的旅行时间相比为最小,换言之,波总是沿所使用旅行时间最少的路径传播,又叫费马最小原理和射线原理。
总结来讲,惠更斯是从波前面的角度来描述波在介质空间中传播的规律,而费马原理则从波射线的角度来描述波的传播规律。
三、地球磁现象和地球电性质
地球磁现象是指地球周围空间分布的磁场。地球磁场近似于一个位于地球中心的磁偶极子的磁场。它的磁南极(S)大致指向地理北极附近,磁北极(N)大致指向地理南极附近。其磁力线分布特点是赤道附近磁场的方向是水平的,两极附近则与地表垂直,地球表面的磁场受到各种因素的影响而随时间发生变化,地磁的南北极与地理上的南北极相反。地磁场包括基本磁场和变化磁场两个部分。基本磁场是地磁场的主要部分,起源于地球内部,比较稳定,属于静磁场部分。变化磁场包括地磁场的各种短期变化,主要起源于地球内部,相对比较微弱。地球变化磁场可分为平静变化和干扰变化两大类型。地磁场强度大约是—高斯。
根据大气电现象的探测,从静电角度来看,地球和大气近似形成一个漏电的球状电容器。由大气电测量表明:接近地球表面的电场是垂直指向地球表面,在晴天情况下,其数值约为E=100V/m,而地球表面上的电荷密度—×10—10C/m2,由此可计算得知,地球表面上携带总负电荷量为×105C,大气的电流密度约为—3×10—12A/m2。总电流约为1350安培,大气中消耗的总电功率P=亿瓦。整个地球由于自转使正负电荷分开,正电荷分布在地核,负电荷分布在地表,进而在外层产生一个环形电流,电流方向自东向西(电流方向与负电荷运动方向相反),由此产生了由南向北的地磁。
四、结语
了解地球物理学的基本理论和基本原理,有助于学生自我知识框架的建立,同时对地球物理学的整体内容有非常好的梳理作用,笔者也建议广大在校学生能够从最基础的内容开始研究,以便于后期在深造上具备一定的优势。
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