本書是高等學(xué)!笆濉币(guī)劃教材。全書共計(jì)7章,著重介紹了資源和工程勘探中常用的重力、磁法、電法和地震勘探基本原理、野外工作方法、數(shù)據(jù)處理與地質(zhì)解釋,兼顧巖土工程領(lǐng)域淺層地下管線物探測量、樁基無損探測和地質(zhì)雷達(dá)的原理、基本技能等方面內(nèi)容,注重結(jié)合實(shí)際工程。同時(shí),本書結(jié)合研究熱點(diǎn),介紹了重、磁綜合應(yīng)用,地震地層學(xué)等內(nèi)容,并附有復(fù)習(xí)思考題,供學(xué)生使用。
本書可以作為高等院!百Y源勘查工程”、“勘察技術(shù)與工程”和“地質(zhì)工程”等非物探專業(yè)的教材,也可以供相關(guān)工程技術(shù)人員參考。
第2版前言
本教材是在2008年李世峰、金瞰昆、周俊杰編著的《資源與工程地球物理勘探》的基礎(chǔ)上修編而成。在修編中,一方面保留原版教材的內(nèi)容和體系,另一方面結(jié)合自身的教學(xué)、科研經(jīng)驗(yàn),廣泛收集國內(nèi)外相關(guān)教材、資料和應(yīng)用實(shí)例,突出實(shí)踐效果,注重解決實(shí)際工程地質(zhì)問題。在這樣的修編原則上,對原版的章節(jié)和體系做了適當(dāng)調(diào)整與改動(dòng),在內(nèi)容上進(jìn)行了部分更新、填補(bǔ)、刪減和調(diào)整,把重力勘探、磁法勘探放在了最前面,增加重、磁聯(lián)合勘探方法解決地質(zhì)問題,電法勘探章節(jié)中增加了常用的瞬變電磁法勘探內(nèi)容,地震勘探中在地震的綜合解釋中增加了地震與地質(zhì)之間的聯(lián)系,通過地震相分析解決資源與工程地質(zhì)問題,在其他物探方法中增加了地質(zhì)雷達(dá)探測技術(shù)等內(nèi)容。同時(shí),針對教材中的公式所用參數(shù)進(jìn)行了說明。
本書以重力、磁法、電法、地震勘探為主,兼顧巖土工程領(lǐng)域常用的地下管線及地下埋設(shè)物探測、樁基損探測和探地雷達(dá)等基本理論、基本技能方面的內(nèi)容。每種勘探方法與手段,注重實(shí)例分析。本書可以作為高等院校非物探專業(yè)的教材,也可以供相關(guān)工程技術(shù)人員參考。
本書由周俊杰、杜振川、孫鵬飛、金瞰昆負(fù)責(zé)修訂。編寫分工如下:第一、二章由孫鵬飛編寫,第三、第四章的第一~四節(jié)由周俊杰編寫,第四章的第五、六節(jié)和第六、七章由杜振川編寫,第五章由金瞰昆編寫。全書由周俊杰統(tǒng)稿,杜振川審定。
本書的出版得到河北省本科教學(xué)綜合改革試點(diǎn)——資源勘查工程項(xiàng)目、河北省煤炭資源綜合開發(fā)與利用協(xié)同創(chuàng)新中心(2011計(jì)劃)、河北省資源勘測研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和中國礦業(yè)大學(xué)(北京)聯(lián)合資助,同時(shí),對第一版的作者的支持表示衷心感謝!
由于編寫人員水平有限,有關(guān)的內(nèi)容和編排難免有不妥之處,望廣大讀者批評指正。
編者
2017年12月
第1版前言
地球物理勘探簡稱為物探。
隨著我國市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,地球物理勘探行業(yè)方興未艾,地質(zhì)資源、水文地質(zhì)、巖土工程勘察等方面有了較大發(fā)展,利用物探方法解決地質(zhì)問題一直是重要的發(fā)展方向,對擁有物探技術(shù)的工程技術(shù)人員需求日益增多。然而,適合非物探專業(yè)的學(xué)生、廣大技術(shù)人員使用的綜合物探書籍較少。為此,編著此書以饗讀者。
長期以來,地球物理勘探為適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求,在不斷地加強(qiáng)基礎(chǔ)、拓寬專業(yè)領(lǐng)域。筆者也不例外,在長期從事非物探專業(yè)的物探課程教學(xué)及科研實(shí)踐中不斷加強(qiáng)教學(xué)改革,為適應(yīng)現(xiàn)代勘查技術(shù)的需求,工作中迫切需要地球物理勘探方面的系統(tǒng)教材,為勘探事業(yè)的壯大和發(fā)展起到一定的作用,滿足教學(xué)與科研的需求。本書是在《工程物探》講義的基礎(chǔ)上,經(jīng)廣泛的調(diào)研和討論,特別是征求生產(chǎn)單位意見,在“河北省資源勘測研究(重點(diǎn))實(shí)驗(yàn)室”、河北省“礦產(chǎn)普查與勘探(重點(diǎn))學(xué)科”的大力支持下完成的。
本書以電、磁、地震、重力勘探為主,兼顧巖土工程領(lǐng)域常用的地下管線及地下埋設(shè)物探測、樁基損探測等基本理論、基本技能方面的內(nèi)容。其指導(dǎo)思想是面向非物探專業(yè)的廣大工程技術(shù)人員,滿足“資源勘查工程”、“勘察技術(shù)與工程”專業(yè)的教學(xué)大綱要求,在闡述物探基礎(chǔ)理論、基本工作方法的同時(shí),著重考慮地質(zhì)應(yīng)用,介紹各種勘探方法的原理、工作方法、應(yīng)用條件、解釋基礎(chǔ)、實(shí)際應(yīng)用,剔除不必要的公式推導(dǎo),以解決資源與工程實(shí)際問題為目的。本書可以作為高等院校非物探專業(yè)的教材,也可以供有關(guān)工程技術(shù)人員參考。
全書共分七章,其中的第一、三、五、六、七章由李世峰教授編寫,第二章由周俊杰講師編寫,第四章由金瞰昆教授編寫。全書由李世峰教授統(tǒng)稿、金瞰昆教授審定。
本書的出版得到河北省資源勘測研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室資助,在此表示衷心感謝。
由于作者水平有限,文中不當(dāng)和疏漏之處在所難免,敬請廣大讀者批評指正。
編者
2007年11月
緒論1
第一節(jié)物探方法及分類1
第二節(jié)發(fā)展簡史3
第三節(jié)資源與工程物探的應(yīng)用5
第四節(jié)工程物探方法選擇的原則7
第五節(jié)物探工作的一般流程9
思考題11
第一章重力勘探12
第一節(jié)概述12
第二節(jié)重力場、重力異常及重力勘探的應(yīng)用條件13
一、地球的形狀及大地水準(zhǔn)面13
二、巖石、礦石的密度14
三、重力異常15
四、重力勘探的應(yīng)用條件17
第三節(jié)重力儀器、重力勘探的野外工作方法18
一、重力測量儀器的類別18
二、重力測量的野外工作方法22
三、測量結(jié)果的改正及圖示24
第四節(jié)重力異常的解釋25
一、重力異常的解釋25
二、重力勘探反演計(jì)算29
思考題30
第二章磁法勘探31
第一節(jié)概述32
一、計(jì)算磁性體磁場的意義和條件32
二、地球磁場33
三、靜力學(xué)基本知識(shí)36
四、巖石的一般磁性特征39
五、影響巖石磁性的主要因素39
六、研究巖、礦石磁性的意義41
第二節(jié)地面磁測儀器41
第三節(jié)磁測方法與要求47
一、測區(qū)的選擇47
二、野外磁測48
三、磁測精度評價(jià)49
四、磁測數(shù)據(jù)的整理50
五、磁測數(shù)據(jù)的圖示51
第四節(jié)磁異常的解釋52
一、定性解釋52
二、定量解釋58
三、磁力勘探反演計(jì)算61
第五節(jié)重力和磁法勘探的綜合應(yīng)用62
一、重、磁勘探在深部構(gòu)造中的應(yīng)用62
二、重、磁勘探在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用63
三、重力勘探在石油、天然氣勘查中的應(yīng)用65
四、重、磁勘探在固體礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用65
思考題67
第三章電法勘探68
第一節(jié)電阻率法基本知識(shí)69
一、巖石的電阻率及影響因素69
二、穩(wěn)定電流場的基本規(guī)律75
第二節(jié)電剖面法89
一、概述89
二、電剖面法野外工作技術(shù)89
三、聯(lián)合剖面法91
四、對稱四極剖面法100
五、中間梯度法100
六、偶極剖面法103
七、電阻率剖面法幾個(gè)問題討論103
第三節(jié)電測深法106
一、基本原理106
二、電測深資料解釋115
三、綜合實(shí)例123
第四節(jié)自然電場法127
一、概述127
二、自然電場產(chǎn)生的原因127
三、自然電場的野外工作方法129
四、自然電場的應(yīng)用129
第五節(jié)充電法132
一、概述132
二、工作方法133
三、充電法的實(shí)際應(yīng)用134
第六節(jié)激發(fā)極化法137
一、激發(fā)極化現(xiàn)象和各種測量參數(shù)138
二、激發(fā)極化效應(yīng)的機(jī)制問題141
三、激發(fā)極化法的應(yīng)用144
第七節(jié)高密度電法146
一、基本原理147
二、系統(tǒng)組構(gòu)151
三、野外工作方法151
四、高密度電法資料處理158
五、三維高密度簡介160
六、高密度電法實(shí)際應(yīng)用161
第八節(jié)瞬變電磁法163
一、基本原理164
二、測量方法164
三、瞬變電磁剖面法164
四、瞬變電磁測深法170
思考題174
第四章地震勘探175
第一節(jié)概述175
一、分類175
二、應(yīng)用175
三、發(fā)展簡史175
第二節(jié)地震勘探理論基礎(chǔ)177
一、理想介質(zhì)和黏彈性介質(zhì)177
二、地震波運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特征177
第三節(jié)地震勘探儀器184
一、震源184
二、地震儀186
三、檢波器188
第四節(jié)地震波理論時(shí)距曲線189
一、直達(dá)波時(shí)距曲線189
二、反射波時(shí)距曲線189
三、折射波時(shí)距曲線196
四、繞射波及特殊地層時(shí)距曲線199
第五節(jié)地震勘探的野外工作方法200
一、測網(wǎng)布置200
二、試驗(yàn)工作200
三、地震信息的激發(fā)201
四、地震信息的接收201
五、組合法203
六、多次覆蓋法207
七、地震信息采集中參數(shù)的設(shè)計(jì)215
八、低速帶資料的采集217
第六節(jié)地震資料的整理218
一、地震信息的數(shù)字處理219
二、速度信息的提取——疊加速度譜228
三、水平疊加處理與剖面的顯示230
四、水平疊加時(shí)間剖面的取得230
五、疊加偏移處理232
第七節(jié)地震資料的解釋234
一、地震反射層位的地質(zhì)解釋234
二、時(shí)間剖面的對比238
三、地震解釋中可能出現(xiàn)的各種假象242
四、地震反射資料的構(gòu)造解釋243
五、地震構(gòu)造圖的繪制250
六、地震反射信息的地震地層解釋253
七、三維地震資料解釋262
八、煤田地震勘探工程實(shí)例268
思考題274
第五章聲波與瑞雷波勘查275
第一節(jié)聲波勘查275
一、概述275
二、聲波儀的基本原理275
三、聲波勘探在工程地質(zhì)中的應(yīng)用277
第二節(jié)瑞雷波勘探279
一、概論279
二、瑞雷波法的基本原理281
三、儀器設(shè)備282
四、工作方法282
五、應(yīng)用284
思考題288
第六章其他物探方法289
第一節(jié)樁基損檢測289
一、高應(yīng)變動(dòng)力測樁289
二、低應(yīng)變動(dòng)力測樁290
三、應(yīng)用實(shí)例291
第二節(jié)地下管線探測293
一、概述293
二、探測方法與解釋294
第三節(jié) 地質(zhì)雷達(dá)探測297
一、基本原理298
二、測量方式299
三、主要的設(shè)備300
四、資料處理300
五、雷達(dá)圖像解譯技術(shù)300
六、應(yīng)用實(shí)例301
思考題302
第七章綜合物探方法及應(yīng)用概要303
第一節(jié)物探方法的一般特點(diǎn)303
一、物探方法的特點(diǎn)303
二、綜合應(yīng)用物探方法應(yīng)注意的問題304
三、物探資料綜合解釋的基本原則304
四、不同地質(zhì)調(diào)查階段物探方法的合理運(yùn)用305
第二節(jié)資源與工程勘探中綜合物探方法的應(yīng)用306
一、在多金屬礦中應(yīng)用306
二、工程地質(zhì)調(diào)查中物探方法的應(yīng)用308
思考題312
參考文獻(xiàn)313