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地球物理學范文1
關鍵詞：地球物理學，固體地球物理學，應用地球物理學，大地構造物理學，區域地球物理
中圖分類號：P31;N04 文獻標識碼：A 文章編號：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.
地球是人類的家園，為我們提供了生存與發展所需的各種資源與能源。人類與地球的相互作用，產生了地質環境、地質災害方面的問題。上述問題的解決需要應用地球物理學的知識。地球物理學(geophysics)是一門通過觀測研究地球行為、屬性、相態和演化的學科。
地球物理學是數理科學與地球科學的交叉，在19世紀屬于物理學中以地球為對象的一個研究領域。地球物理學從物理學中分離出來成為一門獨立的學科，大約是在20世紀的20年代，其標志是西方多所大學中地球物理系的建立[1-3]。到20世紀60年代，地球物理學已經成為地球科學中三大二級學科之一，與地質學、地球化學并列。
固體地球物理學(Solid Earth Physics)是地球物理學中形成最早和研究最深入的分科，20世紀上半葉下屬有地震學(seismology)、地磁學(geomagnetism)、重力學(earth gravitation)、地電學(earth electromagnetism)和地熱學(geothermics)等
分支。從分科的名稱與物理學分科緊密關聯可見，當時的地球物理學還未進入地球科學的核心。作為構建固體地球物理學的支柱之一，主要用于能源礦產勘查的應用地球物理學(applied geophysics)曾經是固體地球學的一個主要分支[2-4]。由于工業社會對資源和能源的渴求，以資源和能源勘探為主要目標的應用地球物理學也同時得到了長足的發展[4-5]。尤其是20世紀80年代以來，信息技術的快速發展，在數據采集技術、數據分析技術和信息提取與融合等方面，推動應用地球物理學成為一門引人矚目的高科技領域。此外，應用地球物理技術的快速發展也為解決地球內部探測、近地表的環境監測與工程基礎調查、古文物遺址探測及地質災害評估等提供了有效的方法技術。
應用地球物理學下屬的分科包括地震勘探(seismic exploration)、重力勘探(gravitational exploration)、磁法勘探(magnetic exploration)、電法和電磁法勘探(electromagnetic exploration)、放射性勘探(radioactivity exploration)和地球物理測井(geophysical welllogging)。由于應用地球物理學有工程科學的性質，因此在目前學科分類中，大都將其劃入工科的范圍。但是，近40年來應用地球物理學已經廣泛應用于海陸與地球內部組成結構的調查和地球動力學活動的監測，成為研究地球內部物質運動不可缺少的科學知識[6-10]。盡管應用地球物理學兼有工程學科的性質，但仍然是地球科學的主要組成部分。因此，現在應將應用地球物理學從固體地球物理學中獨立出來，共同成為地球物理學中的下屬學科。
20世紀20年代促成地球物理學獨立的重大事件可歸納成兩個方面：一是地球物理學適應工業化發展的需求，于1926年在美國用反射地震法找到了大型油氣田；二是由于舊金山、東京等地大地震的頻發，增進了公眾對地球物理學的重要性的認識。到了20世紀50年代，地球科學進入了創建全球大地構造理論的關鍵時刻，地球物理學家發現了地球剛性表層下方存在較為連續的低地震波速和低電阻率的層位，即“軟流圈”。這一發現無疑是魏格納大陸漂移假說起死回生的一個關鍵證據，引起了地學界的高度重視。此后，聯合國教科文組織把1959年命名為“地球物理年”，體現了固體地球物理學對當時科學發展的里程碑式含義。在其后的60年代，固體地球物理學研究成果為板塊構造學說提供了大量證據，促進了板塊構造學說的建立和完善[7-13]。與此同時，將目標鎖定在巖石圈與軟流圈行為、屬性、相態和組構研究的學問“大地構造物理學”也應運而生，并成為近40年來地球科學活動的主流學科之一。
板塊構造學說給人最重要的啟示就是，表觀無比復雜的地質現象，原來可以用非?；A的物理學定律來解釋清楚。因此，創新地球觀的研究路線，無非是攻破物理學與地質學之間的壁壘，建立以物理學為構架的地質構造學說。自從20世紀60年代板塊構造建立之后，固體地球物理學的研究范圍已經從傳統的重、磁、電、聲等物理現象的研究，轉變為對地球內部行為、屬性、相態和組構及其動力學的研究為主要對象，其分科也以地球圈層劃分，力求綜合各種物理探測信息綜合解決其行為、屬性、組構、相態等地球科學問題[13-16]。例如：
大地構造物理學(tectonophysics)：以巖石圈和軟流圈為主要對象。
地幔物理學(mantle physics)：以上、下地幔為研究對象。
地球內部物理學(earth Interior physics)：以地核為主要研究對象。
地球動力學(geodynamics)：以地球內物質運動和力的作用為主要對象的跨學科研究領域。
其中地球動力學又分為大陸動力學(continental dynamics)和海洋動力學(marian dynamics)兩個分支，前者與大地構造物理學關系密切，而后者與地球表面系統動力學關系密切。
近半個世紀以來，科學技術飛速發展和學科交叉不斷深入，使新學科分支迅速萌芽和發展，造成新學科名詞發生率遠超過傳播率的局面。把握各學科的發展脈絡，及時修補和更新學科分類、介紹與推廣科學新詞的內涵，就成為創新知識傳播的重要組成內容。因此，自20世紀70年代至今，可稱為地學界的后板塊時代，這個時代的目標在于創立一門系統地揭示巖石圈和軟流圈運動規律的科學，即大地構造地球物理學。在21世紀我們已經走到了這樣一個臨界點：過去被當做原理引用到地質科學中的經典力學、平衡態化學及達爾文進化論在它們各自的領域里不斷地被質疑，使我們不得不重新考慮它們對固體地球這一復雜巨系統的適用性。大地構造物理學已經從一個跨學科的研究領域，走向一門繼板塊構造之后基于地球物理探測的學科分支，極大地改變了人類對固體地球系統的認識，成為開拓創新全球地質理論的重要支柱之一[17]。
大地構造物理學研究注重演化的細節、過程和證據，以及它們與物理學定理的兼容性。大地構造物理學主要包含三個下屬的學科：巖石圈探測(lithosphere probing)、區域地球物理(regional geophysics)和巖石圈信息學(lithosphere informatics)。由于地球其他固體圈層的探測信息量還不大，巖石圈信息學目前是地球信息學的一個最重要的組成部分，內容包括巖石圈信息編碼、處理、存儲和檢索等，用于解決區域及全球巖石圈行為、屬性、組構、相態等地球科學問題。巖石圈探測目前是“地球探測”的一個最重要的組成部分，而“地球探測和信息技術”目前被列為工程科學中隸屬于“地質工程”的一門分科，包含地球物理勘探和地球化學勘探兩個學科。巖石圈探測從發生地質作用產生的“指紋”入手，了解地質作用的行為和屬性，以及它們發生的環境和動力機制。地球是一個整體，一個區域構造單元是其中相對獨立的組成單位，對區域內觀測到的豐富多彩、而且貌似矛盾的各種地球資料，區域地球物理學以物理學為指導，把它們集合起來，序列起來，通過全球對比去尋找地球內部物質運動的證據，并最后求得對區域地質演化的系統理解。如果研究者不具備系統的大地構造物理學知識，他的解釋就不免流于想象，就難以準確地抓著區域演化的脈絡和規律，形成準確客觀的認識體系。
我國擁有960萬km2的陸地和300多萬km2的海域，獨特的地域環境和自然現象，如青藏高原、黃土高原、階梯狀地貌、寬廣的大陸架和邊緣海、復雜的大陸組成與結構、年輕的山脈和構造的活動性、豐富的古生物化石埋藏等，為我國地球科學的發展提供了獨特的研究對象、科學問題和天然的研究試驗室，也為我國地球物理工作者提供了一個施展才能的寬廣平臺。希望我國地學同人與時俱進，在開拓地球物理學研究領域的同時，不斷規范地球物理學科學術語，為學科發展作出新貢獻。
參 考 文 獻
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地球物理學范文2
關鍵字：環境地球物理學；環境；治理
中圖分類號：G648 文獻標識碼：B文章編號：1672-1578（2014）11-0010-01
環境地球物理學是將物理學與環境科學融合起來，運用地球物理學與環境科學方法對地球環境的各種問題做出解決對策，使地球環境得到改善，使人類的生活范圍發生變化，保證人類的生活不受各種地質災害的影響。
1.環境地球物理學的總體概括
環境地球物理學是環境科學與地球物理學相互影響共同進步從而形成的具有兩者特點的科學，它主要是將地球物理學中的思想和要領用作對地球物理場和地球物質的物理性質與人類生活周邊情況聯系的研究。當前看來，環境地球物理學是將是擁有遠景潛能的科學，它的用途很廣泛，不僅包括對環境污染的監督、自然環境改變的估計，還可以對已經存在的污染現象提出具體而有效的解決方法。環境地球物理學又叫做近地表地球物理學，它的最為明顯的特色就是具有很高的分辨率、精密度和準確性。
環境地球物理學主要將地球巖石圈、土壤圈、水圈和大氣圈作為最主要的探索范圍，根本宗旨就是將地球物理內容運用到探索和處理出現在環境科學中的各種問題。環境地球物理學是探索地球物理場和地球物質的物理特征與人類生活有什么聯系。所謂的聯系是指：一，地球物理場生活在地球上的人類和其他生物特別是人類身體情況具有強大的作用，反之，人類在地球上做出的各種行為也會使地球物理場與地球物質產生明顯的改變；二，地球的物理特征與地球物理場的改變是由人類生活的自然與人工環境的改變所造成的。地球環境物理學探索的方面有：地球物理場對環境的影響，環境污染的監督和解決，探索整個地球所發生的改變。
2.環境地球物理學的現狀
在最近的這些年里，環境地球物理學發生了巨大的變化 ，它從未停止過前進與自我完備的腳步，所以它在環境的分析、監督、估計和改變等問題上起到的作用是不斷增加的。與此同時，地球物理思想在能源尋找中所占的比重在慢慢變低，但是在環境方面所占的比重卻在慢慢升高。根據美國1993年全部地球物理用度去向數據顯示，石油與天然氣勘測所占用的地球物理用度從之前的85%降低至65%；金屬礦勘測所占用的地球物理用度從之前的9%降低至2%；但是環境科學項目探索所占用的地球物理用度從以前的1%上升至26%。在當前來看，對環境地球物理學的探索已經是21世紀關注的焦點，也一定會變成當代地球物理學最重要的部分。
中國的環境地球物理學在1989年得到了提議，在之后近20年里，中國的科學家對此做出了很大的努力，無論是在著書還是建議提出方面都有出色的表現，與此同時，環境地球物理學也得到了從事物理學研究人員的重視。從改革開放以后，我國的經濟呈指數方式增長，經濟增長所帶來的不僅僅是國家的富足，還有各種各樣的污染，環境不斷的惡化，被污染的最嚴重的是水源與土地，但是水源與土地卻是別的環境科學極少關注的，所以在中國支持環境地球物理學是很根本的要求。
目前為止，我國的環境地球物理學目前為止還是一門不太完善的科學，這里不完善不只是理論上的不完整，還有就是沒有得到所應有的重視，在國外已經有了專門的機構，但是在國內卻依然沒有成立相關的機構，這也就要求國家增大支持力度，使我國的環境地球物理學更有效的發揮其作用，使其成為更加完善的科學。
3.環境地球物理學物理學的發展方向
環境地球物理學在最近的時期內將研究的重點放在對地下水污染原因的尋找、監督和探索，天然的核輻射，電磁輻射，地球物理場環境效果，城市中拋棄的垃圾應該放置位置的選取和監督，干旱地區水質咸淡的觀察還有環境地球物理途徑的整體探索的方面。這其中最重要就是能夠產生污染的物質和地球內里的物質之間的關系，還有能夠產生污染的物質是否會對地球的物理場產生什么樣的作用。
地球環境物理學在日后的發展中將應該繼續注重對地球環境污染的治理與防護，各種地質災害的預計和對新的地球物理科技的改進與研發等方面。
3.1 地球環境污染的治理與防護。環境的污染是現在地球面臨的最大的問題，所以如何將環境地球物理學的方法運用到如何更好地解決環境污染和怎樣更有效的保護地球不受污染的威脅。這不僅要求環境地球物理學本身是一門具有應用價值的科學，還要求科學家更加努力的將環境科學與地球物理學更好地進行改進，使兩者彼此影響，研究出更加適合地球實際情況的解決方法，使地球環境不再繼續惡化，使其情況漸漸好轉，煥發出新的生機。
3.2 各種地質災害的預計。地質災害是現在社會所面臨的最大的危險，是不可預計的，這種危險包括地震、火山、滑坡、泥石流、海嘯等，每年死于地質災害的人們不計其數，所以，如何更好地預計地質災害是很需要的。地質災害是地球發生的物理性改變從而導致地球環境產生變化，這不僅是物理學的知識也包括環境科學，所以應該更好地運用環境地球物理學內容更有效的預報地質災害，使人們免于遭受各種大自然帶來的危害。
3.3 地球物理科技的改進與研發。對地球的各種探測都需要有現代高級科技的支持，現在的高科技是遠遠不能滿足所有地球環境的探索的，比如說對于地震的預報還沒有做到百分百的準確，這就要求技術人員運用物理學技術，研發出更完美更精確的儀器，對環境治理或者是災害做出更大的貢獻。
總之，環境地球物理學是一門新興的但是在快速發展的科學，它和人們生活息息相關，這就要求它不能停下前進的腳步，因為有很多的問題需要用它的知識去解決，用它的內涵去指導，解決環境污染的問題，解決治理污染的方向，將物理學與環境科學更好地融合，使環境地球物理學不斷地進步。
參考文獻
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地球物理學范文3
關鍵詞：地震勘探；專業實習；學科建設
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）17-0084-02
一、引言
應用地球物理學是一門實踐性很強的學科，實踐教學在其人才培養計劃中是一個必不可少的重要環節。在我?，F行的四年制應用地球物理專業本科教學計劃中，實踐教學環節主要包括二年級的秭歸地質實習和三年級的北戴河的專業實習。其中北戴河專業實習安排在專業必修課結束后進行，起著承前啟后的重要作用，有助于學生理論與實踐相結合，是地球物理專業學生進入工作崗位或繼續深造的必要途徑。地球物理勘探簡稱“物探”，它是以各種巖石和礦石的密度、磁性、電性、彈性、放射性等物理性質的差異為研究基礎，用不同的物理方法和物探儀器，探測天然的或人工的地球物理場的變化，通過分析、研究獲得的物探資料，推斷、解釋地質構造和礦產分布情況。這是地球物理學專業的主要內容。目前主要的物探方法有重力勘探、磁法勘探、電法勘探、地震勘探、放射性勘探等。地震勘探作為地球物理學專業的主要方向，在各種領域的應用非常廣泛。因此掌握好地震勘探的原理對于學生的就業有著很大的益處。在我校的教學計劃中，地震勘探的專業必修課包括“地震勘探原理”、“地震勘探數據處理”和“地震勘探資料解釋”。如何在這些課程的理論學習之后，通過地震勘探的教學實習將理論與實踐緊密結合起來，并且通過實踐來提高興趣進而指導理論學習，是本文要探討的主要內容。
二、地震勘探實習的教學目標
我校地球物理學專業實習的地點是在河北省秦皇島市的北戴河實習基地。在實習基地內通過地震勘探專業教師給學生介紹工區內的地震地質條件和概況，施工設計方案和設計要求，可為學生提供一次全面理論聯系實際的機會。因此，地震勘探實習是一次綜合性的實踐教學活動。課程要求學生通過為期一周的地震野外實習，能夠掌握震源組、儀器組、放線組和現場處理組的工作以及編寫實習報告的技能；能夠提高和增強野外動手能力、文圖表達能力和科技創新能力；培養和建立綜合的地震思維和初步的科研意識，為后續相關課程的學習以及對地球科學、工程勘察和油氣勘探等方面的研究奠定扎實的基礎。
三、地震勘探的實習內容
根據地震勘探相關理論課程的學習，地震勘探的實習內容主要包括折射波數據采集和處理解釋、反射波數據采集與處理和地震反射資料的構造解釋三個方面。具體的實習內容為：（1）了解工區的地震地質條件；（2）根據展開排列地震記錄，進行反射、折射勘探觀測系統設計；（3）熟悉地震儀器設備的工作原理、性能，儀器操作及數據采集軟件中的參數設置原則；（4）了解數據采集過程中出現故障的原因及處治方法；（5）了解單炮地震記錄的質量評價方法；（6）完成反射波法多次覆蓋觀測系統和折射波法相遇追逐觀測系統數據采集工作；（7）完成反射波剖面標準層的同相軸追蹤、斷層解釋，折射波資料解釋；（8）根據編寫報告提綱要求，獨立編寫地震實習成果報告。
四、地震勘探的實習安排
由于實習學生數較多，而且可供使用的儀器數量有限，因此需要對實習學生進行合理的安排。為了讓每一個學生都盡可能的加入具體工作中，真正的通過實習學習掌握到課堂以外的實踐知識。我們采用分組制，在野外的數據采集中，將學生分為震源組、儀器組和放線組，每組四到五名學生，然后完成了一定的工作量之后各個組的職責進行輪換。在室內的處理和解釋時，同樣采用分組制，由組內成員分工協作完成。同時，為了鍛煉團隊協作精神，每個組設一名組長，由組長負責組內工作的協調。另外，為了鍛煉學生的獨立思考能力，老師在野外的工作中，只選定工區范圍和布置相關任務，而對于工作任務的具體設計，盡量由學生獨立完成，老師只是從旁指導，比如測線的選取，最佳偏移距的設定，覆蓋次數等。對于地震勘探教學實習的內容安排如表1所示。
五、地震勘探的實習效果
這次的專業實習取得了良好的教學效果和學習效果。通過這次實習，同學們在課堂上學習到的理論知識得到了實際的應用和實踐的驗證，使他們不再覺得地震勘探理論知識的空洞，那些原理中抽象的公式數據變成了現實中可以看得到的東西，加深了對理論知識的理解。另外，采用分組制的實習方式，一方面可以提高效率，另一方面可以讓學生在團隊的協作交流當中進一步鞏固學習到的知識。
為了加深同學們對在數據的采集過程當中注意事項的理解，我們做了一些簡單的小試驗。比如，在采集時故意找幾名同學在檢波器旁走動，以此來觀察環境噪聲對數據質量的影響。實習結束后，同學們深有體會，在總結交流時紛紛表達了自己對地震勘探的理解和認識。有一名同學談到：在進行數據處理和解釋的過程當中，我才發現第一手的采集資料的質量對后續流程的重要性，如果沒有較高的數據信噪比作保證，后面的處理和解釋真的是步履維艱。還有的同學談到：在理論的學習中，我們知道了直達波、折射波和反射波的時距曲線特征，但是這么直觀的觀測到了我們自己采集的數據，可以更加的加深了我們對地震波場的理解。
六、結語
高等教育作為一種有目的的培養高素質人才的實踐活動，必須滿足社會的需要。改革開放以來，社會對大學的需要已經從“高級知識分子”轉變成“復合型高級專門人才”。因此，高等院校培養的大學能否適應社會的需要，只能通過實踐來檢驗。專業實習作為一種實踐手段，可以充分調動學生的學習積極性和對實際問題的解決能力，使學生的實踐能力在解決實際問題的過程中得到充分的鍛煉和發揮。因此，大力開展專業實習課程的改革和探索研究，注重學生的理論聯系實際能力的培養，對于加強學科建設具有十分深遠的意義。
由于專業實習安排在大四之前的暑期進行，此時他們已經對地質學和地震勘探原理處理和解釋等方面的只是有所掌握，因此，在專業實習的教學中，對學生的教學應該采用啟發式教學，通過地震勘探的實習過程，讓每位同學積極參與，讓他們了解每一個實驗細節，并且在實驗過程中讓他們仔細觀察地震波的各種波場特征，邊發現問題邊解決問題，加強學生綜合素質和實踐能力的鍛煉，培養他們舉一反三的能力及發散性思維能力。
地球物理學范文4
關鍵詞：地球物理測井；MATLAB；教學研究
地球物理學是利用各種物理學原理研究地球及地球內部礦藏資源的綜合性學科。該學科下轄多門課程，地球物理測井則是其中之一。地球物理測井，簡稱測井，是用各種專門的儀器設備沿井身測量井剖面上巖層的各種地球物理參數，以此研究巖層及有關工程問題的方法。在進行測井課程的教學過程中，需要將數學、物理學及地質學相關知識相結合，計算相關地層參數。但是，單純讓學生進行紙面上的計算極易產生一種現象：高分低能。也就是說，學生在處理問題的時候，只會套公式，而對整個數據的處理流程一知半解，難以在實踐中應用所學到的東西。本文針對這一情況，提出將MATLAB軟件融入測井教學，一方面使學生對測井數據處理的流程有一個清晰的認識；另一方面激發學生的興趣，提高學生的編程能力，從而使學生能夠將理論與實際相結合，達到提高教學質量、培養綜合能力的目的。
一、傳統的測井教學存在的問題
首先，傳統的教學以教師講授為主，這樣的教學方式只能把相關理論簡單灌輸給學生，難以使學生對該理論在實踐中的應用有清晰的認識。
其次，測井數據具有一定的特殊性。在采集的時候，由絞車將儀器吊入井下，然后一邊向上拉，一邊測量。因此，測井數據是在一定深度范圍內通過連續測量所得到的。在教學過程中，學生課堂練習所用到的數據往往是單一的，這是因為紙面的計算不可能要求太繁瑣；而實測數據則是大量而連續的，最終需要得到一條在幾百甚至幾千米深度范圍內某項指標變化的曲線。這樣一來，就會出現一個問題，學生所掌握的知識與實踐中遇到的問題無法很好地銜接起來。
最后，測井各種指標的定量計算公式往往包含很多參數，而不同的地質條件對不同的參數有不同的影響，從而最終對各指標產生影響。傳統的教學方式，只能讓學生對這些影響死記硬背，而不能讓學生親自探究。
部分學校在進行測井課程教學時，教師會對目前的一些測井商業軟件進行演示，讓學生親手操作。這樣的教學方式在一定程度上對上述三個問題的解決有一定的推動作用，可以使學生對數據處理流程有一定的了解。但是，一般的測井軟件在操作時都是這樣一種形式：輸入輸出，即輸入數據，輸出結果。這樣的形式對實際生產很有好處，但對教學來說就存在一定的問題。學生只能看到輸入的數據和輸出的結果，而無法知曉數據的計算流程。因此，筆者將MATLAB軟件引入地球物理測井的教學工作中。
二、MATLAB軟件
MATLAB是matrix和laboratory的組合，即矩陣實驗室。它是美國MathWorks公司出品的商業數學軟件，用于算法開發、數據可視化、數據分析以及數值計算。MATLAB可以進行矩陣運算，繪制函數和數據，實現算法，創建用戶界面，連接其他編程語言的程序，主要應用于工程計算、控制設計、信號處理與通訊、圖像處理、信號檢測、金融建模設計與分析等領域。相較于傳統的C語言、FORTRAN語言等，MATLAB程序的編寫更符合數學公式的運算邏輯，所以也更容易被學生掌握。地球物理測井中涉及大量的矩陣計算及成圖的問題。筆者認為，為了使學生理順測井數據、計算公式、計算結果三者之間的關系，將MATLAB軟件引入測井課堂是非常有必要的。
三、MATLAB軟件引入測井課堂的應用
目前，很多高等院校的理工科專業都開設了MATLAB這門課程，但是一般都是教授該軟件的使用方法，很少將其與學生所學的其他課程進行結合。而筆者通過與學生的交流以及個人的一些體會，實踐了一種新的教學方法：將MATLAB軟件與地球物理測井課程相結合。這種結合并非完全用上機代替以講授為主的授課方式，而是對課程中數學、物理知識比較豐富且實踐性比較強的部分，通過MATLAB軟件以演示和編程的方式進行授課。下面以聲波測井孔隙度計算為例，對該方法進行闡述。
首先，這一教學方法可以將MATLAB與測井兩門課程所學內容進行結合，使學生將在MATLAB這門課程中所學到的知識應用在測井課程的實踐中。一方面，學生可以借此機會溫習MATLAB的編程方法；另一方面，通過編程，可以對聲波測井孔隙度的計算原理有一個更清晰的認識。
其次，MATLAB軟件可以使學生對y井數據進行批量化處理，而非對單一的數據進行紙面上的計算。
聲波測井的實際數據由深度數據和儀器測量數據構成。傳統的教學方法要求學生在練習時，選取其中的一個深度的測量數據帶入公式計算孔隙度。這樣的練習存在兩個問題。第一，無法使學生了解聲波測井孔隙度的計算方式，而只能學會類似中學時期的紙面計算的方法。筆者認為，這樣無法真正培養出高素質的大學生。第二，利用聲波測井所計算出來的某一深度的孔隙度，是由該深度附近地層所決定的，而非簡單地只由該深度地層決定。因此，單一某一深度的孔隙度計算結果對于聲波測井工作來說沒有太大的意義，而真正需要的結果應該是孔隙度隨深度變化的曲線。但是由于聲波測井的數據量非常大，這一曲線通過手動計算幾乎是無法完成的。目前，市面上有多種測井數據處理的軟件，但是，這類軟件普遍價格昂貴，而且即使能讓學生用上這類軟件，也無法真正了解計算過程，從而使學生失去了將書本上的理論應用于實踐的機會。因此，筆者認為，可以將MATLAB軟件引入課堂，通過教師的演示及學生親手編程，將理論與實際結合起來，這樣不但使學生在編程中掌握了計算原理，而且提高了學生解決實際問題的能力。
最后，通過公式可以看出聲波測井孔隙度計算公式涉及很多參數，當這些參數發生改變時，孔隙度的計算結果也會發生變化。以巖石骨架的聲波時差Δtma為例，地層的巖石骨架分別取砂巖、灰巖和白云巖時，孔隙度計算結果會發生變化。傳統的教學方法只能通過公式分析巖石骨架改變時孔隙度的變化情況，而不能通過具體的實例為學生展示這些變化規律。若將MATLAB軟件引入測井課堂，學生自己對巖石骨架參數進行調整，可以得到圖1中的a（巖石骨架為砂巖）、b（巖石骨架為灰巖）、c（巖石骨架為白云巖）三幅圖，繼而利用這三幅圖，親自探究巖石骨架的變化對孔隙度大小的影響規律。
四、結論和建議
本文提出了將MATLAB軟件引入地球物理測井教學，對傳統的教學方法進行補充和改進，解決了傳統測井教學中存在的幾個問題。第一，編程提升了授課質量，加深了學生對數據處理相關公式的理解；第二，學生除了掌握書本上的方法、原理等內容以外，還能對數據處理的實踐有一個清晰的認識；第三，學生通過編程自行探索某些測井參數隨地質條件變化的規律，提升了自學和創新能力。但是需要注意的是，地球物理測井本身才是本門課程的核心。在授課時，教師應更加側重于應用MATLAB軟件解決實際的測井問題，提高學生對各種原理的認識水平，而不是以練習編程為核心。在接下來的教學工作中，筆者還會對該教學方法進行探索和優化，進一步提高測井課程的教學質量和學生的聽課效果。
參考文獻：
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地球物理學范文5
關鍵詞：地球化學；地球物理；找礦方法；金礦
黃金作為社會上重要的保值物品，在紙幣流通之前承擔過代替值的作用，隨著人類經濟的不斷發展，黃金越來越受到重視，許多國家將黃金作為重要的戰略儲備，也越來越多的人把擁有黃金飾品當做是身份奢華的象征。因此找到一個優質的金礦，對黃金的生產非常重要，通過不斷的科學探索，地理化學和地理物理在金礦探測中的應用逐漸發展并成熟。
一.地球物理（物探）方法概述
（一）觀測地表的構造和巖性特征
金礦的形成需要一定的地質條件，發育在印支區斑巖中的NM向斷裂構造是金礦區直接的找礦標志。其外在的圍巖，向內巖石發生片理化和破碎，產生退變質的作用，圍巖中角閃石發生水化，轉變為黑云母，進而蝕變為綠泥石。此時可能會有結晶好的黃鐵礦出現，可能會有微弱的金礦化，在內帶，出現絹云母化，弱硅化或有或無的長石化，顏色明顯褪色，這時該地區普遍有黃鐵礦或者金礦。區內金礦床類型主要為灰色石英脈型，其次為蝕變巖型，它們一般在地表形成褐鐵礦化，是確定該地區是否有金礦的標志之一。
（二）根據地球物理特征（物性特征）采用的地球物理（物探）探測方法
1.理論依據
因為金礦區的巖石中含有大量的硫化物和石英脈，礦化分帶明顯，成礦與一般巖體關系明顯，利用此特點，可以推導出礦體與圍巖的導電性差異較大，并且存在明顯的激電電性差異，因此刻在預定礦區使用電法（激電）和音頻大地電磁法這兩種物理方法進行找礦預測。
2.操作方法
根據前期的地質勘查，分別在預測礦區布置勘探線，在上面各自布置電法（激電）剖面測量，并單獨在物探激電異常上布設EH4剖面測量。
根據觀測的結果，收集有效數據，觀測是否存在激電（高極化）異常，進而推斷出是否存在低阻，高阻相間的特征，以推斷該地段的電性分布特征是否有變化，得出初步的勘查結論。
（三）地球物理（物探）找礦方法在尋找金礦中的效果
結合礦區地質，地球物理特征的找礦方法，在尋找金礦中，尤其是在早期探測中，具有顯著的效果，通過地面地球物理探測，可以預測到下一步深入的勘測結果，為金礦的最終發現提供找礦信息和理論依據，能初步判斷該地區是否有較大潛力的金礦。
二.地球化學（化探）方法概述
（一）金礦的地球化學表現特點
金礦的形成需要復雜的地質條件，而通過復雜的地殼運動的演變，必然留下很多的化學元素和化學屬性，通過地表土壤的采集，檢測元素在礦區內的分布情況和分布規律，看是否達到金礦的最低工業品位，能初步判定該地區是否有金礦的存在。
（二）根據地球化學特征采用的地球化學測量（化探）方法
1.理論依據
地殼含有豐富的金屬元素，而金礦的形成需要復雜的構造變化，因而元素的富集和分布也在不斷變化，通過礦區的地球化學土壤（巖石）測量，圍繞目標礦種，結合探測區的地質背景，并根據檢測出來的各元素之間的相關性，空間分布，地球化學特征等化學因素，可確定遠景金礦區。一般通過異常的劃分，圈出異常帶，最終確定礦區的找礦靶區。
2.探測方法
在礦區開展1/10000土壤地球化學測量，土壤樣品通過多元素化驗分析，圈定出綜合異常區，一般是看每一個區域的Au、Ag、Hg、As、Sb等元素，看其是否有高濃度區或者廣泛分布，根據地球化學特征綜合分析研究，推測是否有潛在的金礦。
（三）地球化學（化探）找礦方法在尋找金礦中的效果
由于金礦的形成條件復雜，因此地表土壤中的金屬元素會有一定規律的分布，因此通過金屬元素測定推測該地區是否存在有潛力的金礦，是較為科學的探測方法，并且在實際的探測中有明顯的效果，可以為礦體（礦床）的最終確定提供重要的依據。
三、地球化學地球物理找礦方法在金礦的應用
（一）地球物理找礦方法在金礦中的應用
地球物理找礦方法在實際的研究和應用當中，取得了一個較為理想的效果，不僅能夠準確的找到預期勘測的金礦，同時對金礦含量的預測也比較準確。相對來說，地球物理找礦方法在實際的應用當中，操作簡便、工作量少、效率高。在此，本文主要以我國某省某礦區為例，對地球物理找礦方法的應用進行一定的闡述。圖1是我國某省某礦區1/20 萬化探綜合異常簡圖，在實際工作中，相關工作人員可以根據此圖，確定專業的數據指標，為進一步提高找礦方法的有效性奠定基礎。
關于化探綜合異常圖，我們可以有以下分析：
在應用地球物理找礦方法以及化探綜合異常圖，工作人員可以根據觀測該地區的地理位置、地勢等特征，來分析觀測地區的氣候條件；其次，通過化探綜合異常圖對地層的鉆土勘探采樣進行分析，合理的劃分出地質在時間上的界限；然后，通過化探綜合異常圖特殊指標的分析，加之綜合巖漿巖的特點分析與地質的變質作用，以用來獲得該區的詳細地質資料。最后，經過仔細的對比勘探，科學的確定出靶礦區，進行深入的探測，確立金礦區的具置。
（二）地球化學找礦方法在金礦尋找中的應用
在勘查金礦時不僅僅采用地球物理方法，在相對特殊的環境當中，還需要采用地球化學方法來尋找金礦。從客觀的角度來說，地球物理方法雖然簡便快速，但是在應用的時候，仍然存在一定的多解性，因此并沒有辦法尋找出所有的金礦。地球化學找礦方法則彌補了這個多解性，它主要是采用地球化學測量方式來尋找金礦，同時能夠為日后的地質找礦工作提供詳細的數據和資料。在此，本文主要以某地區金礦為例，對地球化學方法進行一定的闡述。并深入探究地球化學找礦方法的實施條件，在金礦尋找的過程中，不斷提高金礦尋找的有效性工作。
根據某金礦區異常圖：我們可以首先根據某金礦區異常圖，安排相關的工作人員進行1：50000土壤地球化學測量，通過對某金礦區異常圖以及樣品的分析，對元素異常進行系統的精確地分析；其次，通過對所取土壤樣品原始樣本進行一定的加工處理，加之采用有效的方法進行檢測；然后，通過對金礦區異常圖元素異常的劃分，圈定出于Au有關的組合異常，進一步詳細查證礦區的相關資料，經過工程驗證發現金礦體。由此可見，當采用地球化學方法找金礦時，能夠更加詳細的了解和金元素及金礦的分布情況，并且為下一步尋找金礦提供找礦信息和地球化學找礦依據。
（三）對找礦方法的思考
地球物理方法和地球化學方法綜合找礦，都能夠在尋找金礦的時候，獲得一個理想的效果。但是，在日后的工作當中，一定要結合兩種方法的優勢來尋找金礦，單單使用一種方法勢必在最后的結果方面不理想。同時，我們還要注意不斷的對兩種方法進行綜合對比分析研究，這樣才能尋找到具有工業價值的金礦。
總 結：
地球物理找礦方法和地球化學找礦方法在金礦的勘查中具有明顯的找礦效果。隨著觀測、分析精度不斷提高，地球物理地球化學的找礦方法也不斷增加新的工作方法技術和先進的儀器設備，所以不斷完善金礦的尋找方法，對于國家資源的勘探，貴重資源的采集具有重大意義。
參考文獻：
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地球物理學范文6
1.1 礦區地質特征：
銅礦體圍巖為下二疊――上石炭統格根敖包組碎屑巖。地層走向東西，傾向南，傾角60°～85°。礦區北部為中二疊統哲斯組凝灰質粉砂巖，與格根敖包組呈斷層接觸。華力西期正長斑巖，分布于礦區南北兩側，侵入于格根敖包組碎屑巖中。中晚泥盆世超基性巖塊被格根敖包組安山巖、凝灰巖不整合覆蓋（見圖1、圖2）。
礦區內構造比較簡單，斷裂呈北東東向分布，正長斑巖即沿此斷裂貫入，同時在其上盤距正長斑巖5m～150m處的裂隙中，形成呈雁行排列的東西向的蝕變帶及銅礦體。后生構造在礦區北部搓碎正長斑巖，但未影響礦體。
金礦床分布于礦區東西向綠泥石化蝕變帶淺部，金礦體與銅礦體在空間上相伴出現，生成上有一定聯系（圖3）。礦床由17個大小不等的表生金礦及原生金（銅）礦體組成。礦體形態在平面上呈不規則透鏡狀、似脈狀、蝌蚪狀，礦體呈東西向斷續分布；在剖面上礦體呈楔子狀或透鏡體，大多數礦體上寬下窄，延深不大。
礦體在局部地段略有集中，平行產出。表生金礦體走向大體在NE60°～SE110°的范圍呈舒緩波狀彎曲，個別礦體走向呈北西向，礦體傾向SE137°～SW190°，傾角60°～87°之間，局部接近直立。
1.2 礦產特征
圍巖蝕變：銅礦區圍巖蝕變主要為綠泥石化，次為次生石英巖化、硅化、絹云母化和滑石化，地表有褐鐵礦化及高嶺土化。前者與正長斑巖脈的侵入有關，與銅礦同期生成。呈平行帶狀分布，局部有分枝復合現象。蝕變帶中一般含有粒狀黃鐵礦及黃銅礦小斑點。綠泥石化與絹云母化相伴生，強烈處黃銅礦較富集。次生石英巖化僅發育在地表氧化帶中，系受地表氧化作用時所生成的硫酸銅的水溶液作用所致，在普查找礦時可做為間接找礦標志。硅化見于正長斑巖脈的邊緣外接觸帶，有少量浸染狀黃鐵礦。銅礦即產于凝灰質砂巖內以綠泥石化為主的蝕變帶中。金礦體圍巖以表生蝕變巖為主，常見有黃鉀鐵礬化、褐鐵礦化、赤鐵礦化、孔雀石化及高嶺土化等蝕變凝灰巖、粗玄巖、玄武巖、火山角礫巖等。它們往往具有不同程度的金礦化，與礦體多為漸變過渡關系，無明顯界線。
銅礦體特征：本區銅礦總的分為兩大類，一為占本區儲量大部分的氧化礦體，次為下部的原生硫化礦體。前人經初勘圈定礦體共21個（見表1）。其中氧化礦體13個；原生硫化礦體6個；上部為氧化礦石，下部為硫化礦石的礦體2個。本區銅礦具有垂直分帶現象，地表0m～2m左右，為地表淋濾帶，僅剩有褐鐵礦化的鐵帽及粉末狀粘土等物；其下為氧化帶，氧化深度一般為30m～60m，而以30m左右深度的氧化礦石品位較富，故認為30m～40m為氧化富集帶；其下為硫化礦體（原生帶）。由于本礦床屬窄小的脈狀礦體，不可能聚集大量的銅礦溶液，因而沒有次生硫化富集帶。
銅礦石特征：氧化礦石有用礦物以碳酸鹽類孔雀石為主，其次有藍銅礦、黝銅礦和極少量赤銅礦，其中藍銅礦、黝銅礦多沿裂隙填充。氧化礦的薄膜結晶成放射狀、羽毛狀等結構，硅孔雀石及蛋白石類呈半透明的細脈，赤銅礦有粒狀及斑點狀結晶體。孔雀石是本區氧化礦最多的一種，常與上述幾種氧化礦混雜共生，也有單獨地呈斑點狀及小細脈存在。由于氧化礦存在于蝕變帶中及裂隙發育或片理發育的構造帶中，故礦石疏松破碎。硫化礦石有用礦物主要為原生黃銅礦、黃鐵礦及微量次生煙灰狀輝銅礦，并偶見有極少量的閃鋅巖和方鉛礦。含鉛、鋅一般
金礦體規模：金礦體規模大小不等，長度16m～190m，厚度0.78m～5.27m，延深15m～67m。主要礦體厚度變化系數為62%～67%，其礦體厚度穩定程度屬較穩類。各礦體中金的品位一般在3.38克/噸～12.72克/噸之間，主要礦體的品位變化系數在54%～82%之間，其有用組份分布均勻程度屬較均勻類。
金礦體形態：原生金礦體（即原生銅礦體或其上部次生硫化物富集帶中，金品位達到工業要求者），其形態主要呈透鏡體狀，局部平行產出，其產狀與銅礦體產狀一致，走向東西向，傾角南，傾角69度左右。其礦石的金平均品位為4.9克/噸，最高42.3克/噸，銅平均品位為3.51%，最高可達8.48%。
成礦時代及工業類型：本礦床成礦時代為華力西晚期。126地質隊根據本礦床呈東西向延長，數條大致相平行的帶狀礦體系受成礦前構造斷裂帶及破碎帶所控制，又據原生黃銅礦石中混有大量黃鐵礦，故認為銅礦床屬于黃鐵礦型小型銅礦床。
金礦床賦存在華力西晚期超淺成相正長斑巖侵入體與格根敖包組中基性火山巖的外接觸帶之綠泥石化蝕變帶中。金礦體產出的空間部位，大多數在銅礦床的氧化帶內和綠泥石化蝕變帶中，嚴格受近東西向低級別的張性斷裂構造控制。礦體形態剖面上多呈楔子狀或不規則透鏡體狀，其延深都不大，并與氧化銅礦體密切共生，部分金礦體就賦存在銅礦體內。金礦體是含銅黃鐵礦化或原生礦體經過長期的風化、淋濾作用，使金活化、遷移或次生富集于有利的構造部位形成的。依據上述成礦地質特征，金礦床成因類型屬風化淋濾型金礦床。
2. 地球化學特征
小壩梁礦區元素組合為Cu、Pb、Au、Hg、Cd、U、Sn、Bi、Cr、Co、Ni、Fe2O3、Mn、V、La、Y、Zr、F、P、Sr。各元素特征見表2及圖4。
強度高、規模大的元素是Au、Cu、Cd、Hg、Cr、Co、Ni、U、Y。各元素極值為：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。具有四級以上濃度分級的元素是Hg、Ni，三級濃度分級的元素是Au、Cd、Co、F、U，二級濃度分級的元素是Cu、Cr、Bi、Sn、Mo、P、Sr、Y，其余元素均為一級濃度分級。
在銅金礦床處各元素組合好，強度高，規模大，濃集中心和濃度分級明顯，主要組合元素是Cu、Au、As、Hg、Cd、Fe2O3、Cr、Co、Ni、V，這是礦區主要成礦元素和指示元素。
3. 地球物理特征
由1∶20萬區域布格重力異常圖可見（圖5），小壩梁銅金礦位于相對重力高值區，異常走向北東，等值線寬緩，布格重力異常值一般在-87.43～88.49×10-5m/s2之間，與該區出露的超基性巖相對應。向北西和南東布格重力異常值逐漸變低，異常值一般在-125.71～-120.64×10-5m/s2之間，與第四系對應較好。
在1∶5萬航磁異常圖（圖6）上該異常位于正負磁異常梯度帶上，磁異常較雜亂，總體上北部和南部為正磁異常，異常走向為北東東向，等值線較密集，磁場強度一般在100nT～500nT之間，最高為1200nT。中部為負磁異常，走向北東，磁場強度一般在-50nT～-300nT之間，最低-400nT。航磁異常與該區出露的超基性巖關系密切。
