探測地球物理學

探測地球物理學(Explorationgeophysics)是地球物理的一個分支。它用表面的方法去測量地球次表面的性質。以便覺察或推斷礦物材料、烴類、地熱水庫、地下水庫和其它地球結構的存在和位置。

概述

探測地球物理學是地球物理的一個套用分支。它用表面的方法測量地球次表面的物理性質,以覺察,碳氫化物,地熱水庫,地下水庫和其他地質結構。

探測地球物理學是物理方法(如地震的,重力、磁、電和電磁的)的實際套用;去測量岩石的性質,特別是覺察有礦物沉積或烴類和無這些物質的岩石的物理性質的不同。

探測地球物理學通過直接測量靶物的物理性質直接覺察礦化作用的同位素靶的類型(Target style of mineralisation),例如,可測量鐵礦和矽酸鹽壁岩石的密度對比,或測量硫化物礦和貧瘠礦的電導率對比,找出礦物。

技術

地球物理使用的技術:

(1)與地震有關的方法:如反射,地震學,地震的折射,和地震斷層攝片。

(2)測地學和重力技術,包括重力梯度測量。

(3)磁技術,包括空中探測地磁的調查。

(4)電技術,包括電阻層面x射線照像術和感應極化。

(5)電磁方法,如,大地電磁學,地下雷達和短暫/時間電磁學。

(6)鑽孔地球物理學,

(7)遙感技術,包括高光譜。

許多其它技術,或上述技術合成的方法已經發展了,現在在用。但有些用的不是很普遍。因為效率/價格比,套用面不寬等。

用途

探測地球物理學也用來繪製區域的次級表面結構圖,去說明區域的隱含結構,岩石區域的空間份布,去覺察岩石斷層,交錯。這是一種縱合沉積或碳氫化合物積聚可能性的間接方法。

設計用來找礦或碳氫化和物的方法也可用到其它方面,如監視環境情況,次表面考古位置的成像,研究地下水,繪製次表面鹽濃度圖,民用工程位置的研究和行星間繪像。

探礦

磁力測量對確定磁反常是有用的。它代表礦,或有些情況是礦尾沉積。畫出鐵礦形成過程的磁反常圖是覺察礦的最直接方法。鐵礦一般包括相當部分磁鐵礦。雖然矽卡岩本身無磁性,但它常含磁鐵礦,所以用磁法也可覺察。類似鐵礦、赤鐵礦和磁黃鐵礦往往由於水熱作用的變化而成礦。了解水熱變化,可幫助了解岩石的成礦過程。

可用重力測量了解外輕內重的岩石,用它來直接覺察密西西比流域型的礦物沉積,包括礦沉積、鐵礦沉積、矽卡岩沉積和鹽沉積(可形成油和氣井)。

通過覺察電導反常可用電磁測量的方法覺察很多底部硫化金屬沉積,因為次表面硫化物附近會發生反常。電磁測量也可用來覺察考古為主的沉積,由於這種沉積常和薄水層相連,故使電磁測量的電導很高。這是一種探測成礦的間接方法。

探油和氣

地震反射技術是地球物理最廣泛用來探測碳氫化合物的技術。它們也用來描繪地層學次表面的分布和它的結構,這些結構可顯示潛在的碳氫化合物積累。良好的砍伐是另一廣泛使用的技術,雖然它受面積範圍的限制,但因為它可提供所需要的關於岩石和液體性質的高分辨信息。也由於受限制,這就是為何地震反射技術使用這樣廣泛的理由。它可提供很大面積的有關信息。

在進行和氣探測時,也常考慮用重力和磁的方法。由於它們的密度和電導率和周圍岩石的不同,這樣可用來確定幾何形狀和幾何結構的深度,包括升高、下沉盤地、斷層、摺疊、火成岩和鹽礦的侵入。

遙感技術,特別是高光譜,利用地球化學變化了土壤和植物的光譜信號,已用來覺察碳氫化合物的微滲出。

大地電磁和控制的電磁信號源,從觀測電阻的變化可較直接覺察碳氫化合物。在鹽層下,可用地震的數據補充。

民用工程的套用

埋入地下雷達在民用建設和工程方面有許多用途,包括覺察公共事業(地下水,氣,排水系統,電和通訊電纜),繪出軟土和地球化學特徵明顯的圖形。以及類似的套用。

也可用遙感信息繪製地形圖,作計畫和對環境影晌的評估。空中電磁調查也用來描繪計畫的工程路上,水壩和其它建築上的軟土沉積。

大地電磁學已證明對繪出地下水庫,斷層附近有無危險物(核電站,核廢料儲存的設施)和地震預兆監視器,以及一些受到地震活動大影晌的設施如水電壩等是有用的。

考古學的套用

埋入雷達可用來尋找地下的人工製品,如墳墓,太平間,失事地點和其它淺的地下考古位置。

地下磁調查可用來覺察地下二價鐵金屬,調查船沉沒,帶有金屬殘片的現代戰場,和不明顯的擾亂,如大片古代遺址。

聲納系統可用來覺察沉沒的船。

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