时间:2023-06-02 09:57:07
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇地球物理学,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
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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地球物理学中已有答案的问题
解题是掌握地球物理学各个分支理论必不可少的一个过程。相反,缺乏此环节,学生们往往会觉得地球物理学难以理解,也很难将其与实际应用环境结合起来。
本书积累了197个涉及地球物理的相关习题,并详细阐述了具体解题过程、涉及的关系式以及前提假设等,并通过一些简单图示来帮助学生更直观理解。本书从不同角度考虑,选取了适合于大多数初级课程的简单习题以及本文由收集整理具有较高难度因子的复杂习题。
书中的习题覆盖了地球物理学的各个分支。全书共分为五部分:1.引言,主要涉及地球物理学中常用的关系式;2.重力部分,包含68道习题;3.地磁学部分,包含42道习题;4.地震学部分,包含69道习题;5.热流及地质演变部分,包含18道习题。
此书作者之一的buforn教授就职于马德里康普斯顿大学,开设的课程包括地球物理学、地震学、物理学以及数值方法等。buforn教授长期致力于断裂源分析、地震强度以及地震构造等方面的研究,目前是地球物理主编以及《地震学》
本书可以为学生提供逐步深入的习题实例,可作为物理学、地质学、地球物理学以及行星科学专业本科生的辅导用书,也可供相关专业研究生参考。
[关键字]地球物理学 地球物理勘探 综合应用
[中图分类号] P3 [文献码] C [文章编号] 1000-405X(2013)-4-151-1
地球是一个庞大而复杂的系统。这一系统在几十亿年不断发展演变的过程中记录下了大量的信息。而地球物理就是应用物理学的理论将这些蕴含于地球内部的宝贵信息发掘出来,以供人类使用的一门学科。
地球物理学通过研究目的的不同可分为理论地球物理学和应用地球物理学,前者目的在于研究地球内部结构及其发展演化,后者则是利用理论地球物理学发展过程中总结的方法来勘探有用矿床和石油,或应用于工程地质勘探、工程检测,环境探测和监测及环境保护等方面。
由于笔者所学专业偏重应用,故下文主要介绍勘探地球物理的有关信息。
地球物理学,顾名思义与物理学息息相关,正是基于物理学领域中取得系统规律性认识的力学、磁学、电学、波动学、热学和原子物理学等分支学科,相应的产生了重力、地磁、地电、地震、地热和放射性等分支学科及勘探方法。下面一一给出介绍。
重力勘探的物理基础是万有引力定律。它根据观测的地球重力的变化研究地球的构造,勘探与开发矿产资源,进行灾害的预测与防治,以及解决一些力所能及的地质问题。这种方法的基本原理简单地说就是通过重力仪测量出地表各处的重力异常(即实际重力值与正常重力值之差),然后根据地下不同密度的介质及不同的密度分界面在地表产生的万有引力(其竖直方向的分量即为重力分量部分)不同这一关键,推断地下构造的几何形态,岩石性质等。
磁法勘探则是基于磁学理论。它通过观测和分析由岩矿石或其他探测对象磁性差异所引起的磁异常,进而研究地质构造和矿产资源等探测对象分布规律的一种方法。所谓磁异常,即实际观测到的磁场值与正常磁场值(认为地磁场是一个处于地球中心,轴向南北的磁偶极子导致的均匀磁化球场)之差。实际工作中,利用磁力仪可观测出磁异常。在应用方面,它已成功应用于直接寻找磁铁矿及其共生矿床;广泛应用于固体矿产、石油天然气构造的普查和不同比例尺的地质填图及深部,区域,全球构造的研究;与其他勘探方法配合应用于煤田火烧区探测、地热远景预测、考古、探雷与探潜、核电及为大型水电建设提供基础稳定性评价资料;探索性地应用于水文工程地质学问题中的圈定裂隙与滑坡监测、油气藏标志的磁异常、磁性检测和金属矿成因的剩磁应用等。
由电学理论发展而来的勘探方法称为电法勘探。由于实际工作的自然条件多种多样,故这一类勘探方法变种、分支方法也较多。它的原理比较复杂,简单的说就是通过地表电极供电,在地下建立电场,这时由于地下构造及不同物性岩层的存在,电场分布将呈现出一定的规律,我们在地表通过对不同位置电场值的测量,便可推断出地下构造及岩性,从而达到勘探目的。电法勘探通常用以勘查石油与天然气和煤田地质构造,寻找金属与非金属矿产,进行水文工程地质、城市环境与建筑基础及地下管线铺设情况的勘察等。
地震勘探是基于波动学理论的勘探方法。它依据地震波在地球内部的传播规律来推断地下介质的结构和岩性,从而达到勘探目的。简单地说,地震勘探就是通过某种方式激发地震波,激发的方式有天然地震、火山爆发等自然现象,也可以是人工爆炸、冲击、可控震源或其他人工震动源。当地震波产生后经地球内部介质传播到地表,由我们事先布置好的检波器接收记录。而地震波在不同物性的介质中传播规律有所不同,所以根据所记录到的信号,便能推断出地下构造的几何形态及岩性。地震勘探在石油勘探开发中具有举足轻重的地位,几乎所有石油公司都依赖地震解释来布设钻井。此外,地震勘探还能确定其他沉积矿床储集带(如煤、盐岩)的位置;在寻找地下水资源、地热资源、工程勘测、研究地壳和上地幔深部结构,测定大型建筑物、水坝、高速公路和海港结构的基岩深度,确定建筑物地下是否存在潜在的危险,是否在隧道或矿床钻探中会遇到岩石中的充填水等方面,地震勘探都发挥了重要作用。
建立在原子物理及核物理基础上的勘探方法被称为放射性勘察。它的物质基础是地壳中存在的天然放射性元素,其衰变放出α、β、γ射线,穿过物质时,将产生游离、荧光等物理现象,我们根据放射性射线的物理性质利用专门仪器(如辐射仪、射气仪等)测量放射性元素的射线强度来寻找放射性矿床,及解决有关地质问题。多年来,放射性勘察在寻找地下裂隙水、油气田、多金属矿产及探查滑坡、地裂缝、塌陷、地震预报等多领域作出了贡献。
摘要:应用地球物理是矿业类高校的一门重要必修课程。随着煤炭系统对物探技术的需求与日俱增,对应用地球物理课程内容的讲授提出了更高的要求。为了使学生的培养更加适应现代化技术快速发展的需要,本文通过分析目前应用地球物理课程中存在的问题,提出了一些课程教学内容改进的方法和建议,对于矿业类高校的应用地球物理课程内容具有一定的参考价值。
关键词:应用地球物理;物探;矿业;教学
《应用地球物理》课程是河南理工大学资源环境学院地质科学与工程系和地球信息科学与技术系以及水文与水资源工程系的必修课。该课程是一门以地球为研究对象的应用物理学,它利用物理学的力学、电学、磁学、热学等方面的原理与方法,通过观测和研究地球内部各部分的物理条件、物理性质和物理状态,从时间和空间两方面找出它们之间的联系和规律,从而达到认识地球,借以实现地质勘查和找矿目标,减少地质灾害。
对于河南理工大学等以煤炭资源为主要主导的矿业类高校来说,本科毕业的学生大部分进入到煤炭系统工作,如何合理地设置应用地球物理课程内容对于学生以后所从事工作具有重要的指导意义。
一、应用地球物理课程现状
应用地球物理课程主要讲授内容包括以下三个部分:一是应用地球物理方法的物质基础及地球物理场的基本概念;二是应用地球物理分析的正演方法;三是应用地球物理的各类勘探方法和应用,包括重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探、地球物理测井和放射性勘探等。其中,第一、二部分是应用地球物理学的基础,第三部分是课程讲授的重点。
由于应用地球物理课程内容庞杂、知识面广、理论公式繁琐、内容抽象,学生在学习过程中普遍反映难度偏大,抓不住重点,难以理解地球物理概念。这已经不适应当前高速发展的矿产资源开发对人才的要求。一个完整、合理的应用地球物理课程,应该同时具有理论性和实践性。既能传授学生相应的学科科学理论体系,又要顾及生产单位对人才的要求,要具有一定的实用性,使得学生工作后能尽快融入到工作环境中,并能把课本上的理论知识应用到实际中去,能够解决生产单位面临的实际问题。
目前,我校应用地球物理课程主要面临如下的实际问题:
(1)课程内容相对陈旧。21世纪以来,应用地球物理学科发展迅猛,各种新技术、新方法层出不穷。例如物探数据处理技术早已融合了现代信号处理的思想、概念和方法。而课堂上讲授的仍是传统数据处理内容,且部分技术方法已经被生产单位所抛弃,学生在学校所接受的知识过于陈旧,不能满足快速发展社会的需要。
(2)基础课程开设偏少,导致应用地球物理概念理解困难。应用地球物理具有广泛的理论体系,涉及到数学、物理、电子、信号等领域。如果学生之前没有学过这些基础课程,在听课时,对应用地球物理课本中出现的理论公式难以段时间内消化,造成学习的困难。
(3)计算机技术对于应用地球物理来说具有举足轻重的地位,尤其是现代地球物理处理技术,更是离不开计算机。例如目前绝大多数地球物理处理软件都是基于UNIX或LINUX平台,而学生普遍缺乏该系统的理论学习,与生产单位发展需求脱节。
(4)实验课对于学生提高应用地球物理的感性认识作用明显,尤其是对实践性很强的应用地球物理课来说,需要大量的实际操作才能深入理解。而目前实验教学大多属于观察、验证性类型,缺少实际地区的实际数据采集、处理和解释的训练,导致学生动手能力差。
二、教学内容改革探讨
针对以上教学过程中出现的问题,结合多年应用地球物理教学经验,提出以下几个课程教学内容改革的想法。
(1)作为以煤炭为主导的矿业类高校,本科毕业的学生大多进入到煤炭系统工作。因此,在教学过程中,因充分考虑煤矿企业对物探技术的需求。如增强地震勘探在解决煤田构造方面的内容,以及电法勘探对煤矿富水区和采空区的探测内容,使得学生在学校所学到的知识能够跟上现代社会发展的步伐。
(2)由于课时有限,而应用地球物理覆盖的物探专业知识领域广泛,因此在授课过程中,应有所取舍对。对于应用面较窄的放射性勘探、地热勘探等可作为课余了解内容,而探测效果明显的地震勘探、电法勘探和重力勘探等需要详细讲解。
(3)课程内容应该与时俱进,保持行业先进性。在保留传统基本理论的基础上,增加应用地球物理新技术、新方法的讲解。将现代信号处理、计算机处理的信息传授给学生,扩大学生的知识面,增强学生就业竞争力。
(4)重视应用地球物理数值正演模拟。地球物理正演模拟是反演的基础,通过正演模拟可以使得学生更好的理解地球物理场的变化特征,避免空洞的公式推导,提高学生学习的兴趣,使学生更容易掌握地球物理的概念。同时,还能增强学生计算机编程能力,让学生自己上机进行运算模拟,提高对正演模型的理解。
三、结语
应用地球物理课程对于资源勘查、地质等本科专业是一门非常重要的基础课程,是煤矿企业的一项重要的技术手段。作为培养人才的矿业类高等院校,应注重学科发展的动向,保持与实际生产密切结合,避免理论与实践脱节,为培养新世纪人才不断努力。
应用地球物理是实践性很强的一门课,在课程学习过程中,实践教学对学生认知地球物理是一个不可缺少的重要环节。通过实践教学,使得学生把课本上说学到的理论知识和实践应用相结合,培养学生的实际操作能力。
参考文献:
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The Illustrated History of
Natural Disasters
2010,230 p.
Hardcover
ISBN9789048133246
地球经历着漫长的地质演化过程。通常情况下这个过程是缓慢而安全的,但当能量积聚到一定程度后会突然爆发出来,展示出令人敬畏的对自然界的破坏力,并对人类社会造成巨大的财产损失和人员伤害,这就是所谓的自然灾害。地震、海啸、火山爆发、泥石流、雪崩等自然灾害伴随着人类社会的历史,给我们留下了沉痛的历史回忆。一方面,本书翔实地描述了由14世纪至19世纪发生的著名的自然灾害,其中包括1356年巴塞尔地震、1650年东京地震、1762年君士坦丁堡地震、1868年与1909年旧金山地震与1669年的埃特纳火山喷发等历史上的特大自然灾害;另一方面,本书向读者介绍了对于形成自然灾害的地球的结构、动态表现形式及其内力发展的学术观点的发展与研究进展。
本书包含丰富的自然灾害的图片,这些图片主要是从大量的私人收藏中遴选出来的,其中包括罕见的版画、新旧地图、草图和图表的复制品等等。伴随着这些精美的图片,作者描述了相应自然灾害的地质背景、历史背景以及灾害背后的故事。
全书分为三大部分:1.简介,简要介绍自然灾害图史与图片复制技术;2.火山爆发、地震与海啸,介绍这三种主要的自然灾害的发生机理的研究历史与研究现状;3.自然灾害图史,分别对历史上发生的重大自然灾害的状况以及背景进行描述。
本书的两位作者是捷克科学院地球物理研究所的高级研究人员。J. Kozák在实验室从事地震学与地震和火山历史研究。除了他的科学工作,他一直热心于收藏珍贵的老照片。在40年中他收集了世界上地震、火山爆发、海啸等自然灾害的2300余张图像资料。V. Cermák是国际公认的地热学方面的专家。他曾担任捷克科学院地球物理研究所所长 (1990-1998)、欧洲地球物理学会副主席(1994-1998)、国际地震学与地球物理学会的主席(1995-1999)。目前他是欧洲科学院、德国与美国地球物理联盟的成员,同时担任捷克大地测量学与地球物理全国委员会的主席。
本书不仅阐述了有关自然灾害的科学观点,而且具有一定的艺术、历史与文化价值。本书适合任何对地球物理尤其是对自然灾害感兴趣的本科生、研究生与科学家阅读。
刘昊,
博士生
(中国科学院力学研究所)
关键词:竞赛驱动;地震勘探;数据处理;教学方法
“以赛促教”和“以赛促学”的教学方法在高职技术院校长期以来较为重视,在培养技术性专业人才方面起到了明显的效果[1]。其教学模式应用的直接效果是使得培养的学生具有较强的实际操作能力,有助于解决学生的就业问题[2]。近些年,在本科专业的教学过程中,也逐渐重视培养学生的实践能力,大大地增加了实践教学环节的学时。由于教学资源的有限,集体或分组实践是主要的形式,其教学效果难以控制。因此,传统的集体实习、以及讲多练少的教学模式与授课方式,在理论与实践并重的课程教学应用中难以提高学生的学习兴趣和积极性,也极大地影响着教师的授课激情。为此,将理工科大学生学科竞赛与相关课程教学相结合,协调开展与推进,对促进教学模式的改进是一条行之有效的途径,也是培养学生创新能力和实践能力的一个重要手段[3]。目前,在教育部、团中央、高校研究所及各学科专业协会等部门的主办下,不同级别和不同形式的学科竞赛种类繁多。各高校相关部门在引导学生参加学科竞赛方面也呈现积极发展态势,这对培养学生实践能力具有重要意义。而如何将竞赛训练与课程教学高度协调和紧密结合,真正做到理论与实践并重、教师的教和学生的学并重,进一步完善学科竞赛和课程教学在时间和内容上的协同开展具有重要的实际意义。本文将以中国矿业大学“地震勘探资料数据处理”课程的教学模式改革为例,探讨本课程在以竞赛为驱动力的教学方法探索与实践过程。
一、实施“竞赛驱动”的教学方法改革的重要意义
探索和应用以竞赛为驱动力的课程教学方法[4],使课堂教学、上机实验与学科竞赛协同推进,建立“以赛促学”和“以赛促教”教学氛围[5],具有重要的实际意义。一是,实施以“竞赛驱动”的课程实践环节教学。通过参加竞赛,使教师了解一流学校该课程教学动向,调整“地震勘探资料数据处理”课程教学内容与方法,让学生清楚该课程教学内容的特色,激发学生自主学习的积极性以及浓厚的学习兴趣,实现“以赛促学”的目的。二是,将专业比赛及专业培养目标相结合,将竞赛训练与课程学习紧密结合。将学、练、赛与教融为一体,以竞赛为契机,提高学生的专业技术技能、创新意识以及教师团队的整体水平,实现专业学生实践能力的整体提高,缩小与国内外一流大学该课程的教学水平差距。三是,通过探索“竞赛驱动”的课程教学方法与实践,能够使学生满足用人单位对本专业应用型人才技能掌握的实际要求,提高学生对专业发展现状的认识,帮助学生制定适合自身兴趣的职业生涯规划,提升学生的就业竞争力,激发学生对本专业理论与方法的创新[6]。四是,通过组织、指导竞赛,促进教师不断进行教学研究、改革和实践,提升相关课程教师团队的授课水平及专业素养,实现“以赛促教”的目的[7]。
二、“地震勘探资料数据处理”课程教学现状
“地震勘探资料数据处理”课程通常是本科生地球物理学专业的一门专业骨干课,该课程的特点是理论和实践并重[8]。其课程教学目的旨在通过对该课程的学习,掌握目前国内外反射地震数据处理中广泛使用的算法原理,深刻理解地震数据处理的目的和含义,熟悉基本的数据处理流程,并能运用简单的地震处理软件进行实际的地震资料处理。课程主要内容包括预处理、数字滤波与反褶积、速度分析、动静校正、水平叠加和偏移成像。地震勘探包括数据采集、数据处理和资料解释三个环节,地震资料数据处理起到中间桥梁的作用。国内外地球物理学专业该课程的开设时间大都安排在三年级下学期或四年级上学期,均要求“数字信号处理”“弹性波动力学”及“地震勘探原理”等课程作为前期基础课,课程的主要内容设置各具特色。教学形式基本都是以课堂教学和实践教学相结合的方式开展的。该课程主要在石油、金属矿山和煤田系统高校地球物理专业和勘查技术与工程专业开设,其中以石油系统高校教学质量最高,引领“地震勘探资料数据处理”教学和研究的主要方向。中国矿业大学地球物理学本科专业主要培养煤田地球物理高技术人才,“地震勘探资料数据处理”课程作为专业主干课程,于四年级上学期开设,课程总课时为48学时,其中课堂教学38学时、上机实验10学时。但长期以来,该门课程教学效果并不十分理想,主要存在以下问题:一是,课程教学模式单一、学生重视度不够。对于在校本科生,对专业发展现状和特点不够了解,学习主动性不足。对地震勘探资料数据处理在地震勘探中的重要地位认识不够,学习积极性不高,这与教学方法和教学模式不当有关。二是,上机实验教学环节学时有限,实际应用能力培养欠缺。“地震勘探资料数据处理”课程是一门理论与实践并重的课程,其特征是数理基础要求高、理论性强、难度大,其最终目的是通过理论学习掌握地震数据处理方法,并具有一定的实际资料处理能力。目前,课程设置的上机实验学时有限,难以培养学生的实际地震数据处理能力。三是,课程开设时间较晚,不利于实践教学。地球物理学专业本科生第六学期末暑假生产实习内容要求到实习单位观摩实际地震数据处理和练习实践,这需要一定的地震数据处理方法理论做铺垫,然而“地震勘探资料数据处理”课程开设时间为第七学期,不利于提高生产实习效果,且四年级学生在第七学期面临考研或找工作等压力,课程学习难以全身心投入。
三、构建竞赛驱动型“地震勘探资料数据处理”课程教学模式
1.全面搭建竞赛平台对学习“地震勘探资料数据处理”课程的学生,通过介绍和宣传国际勘探地球物理学家协会(So-cietyofExplorationGeophysicists,SEG)的发展历史及贡献,鼓励他们申请SEG学生会员,从而享受免费下载SEG官方网站提供的如《地球物理学》(Geophysics)、《前缘》(TheLeadingEdge)等勘探地球物理领域最高级别杂志的文献资料,了解国际勘探地球物理尖端技术发展前沿方向。申报成立SEG中国矿业大学学生分会,建立大赛分赛区,为参加“全国大学生勘探地球物理大赛”提供强有力的竞赛平台。“全国大学生勘探地球物理大赛”以实际地震数据处理为主,一个工区的地震数据最大可达几十GB,加上处理过程中产生的中间数据,其数据大小甚至可达几TB,因此需要较大的存储空间。此外,地震处理运算量非常大,要求计算机的运算速度必须要快。为此,建立可用于比赛训练的数据处理平台十分重要。利用校学科建设经费,购置了8节点计算机集群和大量工作站。在大赛赞助方的支持下,成功安装了比赛指定使用的大型地震数据处理软件GeoEast,创建了大赛训练与课程实验相结合的地震数据处理实验室,为参赛学生搭建了良好的竞赛学习平台。2.精心组织学生竞赛组织地球物理专业学生的竞赛具有较强的针对性和导向性,依托“地震勘探资料数据处理”课程学习,以地震数据处理能力培养为主线,以用人单位的需求为依据,鼓励学生积极报名参加每年举办的全国大学生勘探地球物理大赛。根据本科生在基础理论认识不深、动手能力不足、可自由支配时间不多的实际情况,鼓励通过“研究生+本科生”的混合组队方式报名参赛,开展协同训练。这种“一对一的帮带”组队方式,有利于高年级学生参加竞赛得到锻炼并取得良好成效,从而对低年级学生产生较好的“辐射”引导作用,激励低年级学生积极参与竞赛,形成高年级带动低年级参赛的良好循环模式。3.教学与竞赛协调发展全国大学生地球物理勘探大赛包含两大块内容:理论笔试和实际地震资料处理。结合大赛笔试知识点,补充“地震勘探资料数据处理”课堂教学内容,及时更新对媒体材料,增加最新的地震数据处理新方法和新技术的讲解。不仅让学生能够了解和接触到前沿知识,又为参加竞赛奠定了理论基础。此外,对“地震勘探资料数据处理”课程的实践教学与大赛训练两个环节进行教学融合。通过大赛训练,能够使学生接触到地震资料处理中的实际问题,弥补课程实践教学侧重理论验证性实验的不足。通过指导学生参加竞赛,提高学生的实际地震资料处理能力,强化教学过程中的实践性和“职业性”,实现边教、边学、边赛,在赛中教、在赛中学、在学中赛,将学与赛、赛与教密切结合,真正做到“地震勘探资料数据处理”课程理论教学与实践教学并重。
四、“竞赛驱动”型“地震勘探资料数据处理”课程教学模式保障机制方案建设
1.过程保障机制(1)全国大学生勘探地球物理大赛具体内容与“地震勘探资料数据处理”课程内容相互匹配,与课程教学目标一致,形成与教学与竞赛的同步。全国大学生勘探地球物理大赛是以地震数据处理为内容的大型年度赛事,大赛环节包括笔试、资料处理和答辩,由初赛和决赛组成。(2)“地震勘探资料数据处理”课程开设时间与大赛时间同步,有利课程教学与竞赛的协同推进。新一轮地球物理专业培养方案将从第七学期调整至第六学期开设,全国大学生勘探地球物理大赛每年报名时间为3月初,初赛时间为5月中旬,决赛时间为8月下旬。(3)课程实验与大赛训练指导教师团队由研究所选定实践经验丰富的教师担任。通过小组指导的形式,能够保障学生实践学习效果。(4)参加比赛发生的资料费和差旅费由优势学科建设等项目提供经费保障。2.奖励保障机制(1)学生奖励保障措施:对竞赛获奖学生,学校建立相关规定给予相应的综合素质学分,在奖学金、助学金、三好学生评优等活动中予以优先考量。(2)教师奖励制度措施:对指导竞赛获得奖励的教师,院校均制定相关的教学绩效奖励政策和在职称评审中给予优先考量的政策。
五、初步成效
中国矿业大学通过上述“竞赛驱动”型“地震勘探资料数据处理”课程教学方法改革与建设,目前已取得了明显的初步成效。一是,在2016年第四届全国大学生勘探地球物理大赛中,中国矿业大学参赛学生取得了优异的成绩,其中二等奖1项、三等奖1项、优秀作品奖2项。获奖学生明显对低年级学生具有榜样和鼓舞作用,使在学“地震勘探资料数据处理”课程的学生学习目的更加明确、学习积极性更高,表现在出勤率大幅度提高、课堂氛围更加良好、实践环节学习愿望更加强烈、学生处理实际地震数据的能力明显增强。二是,教师的教学模式也得到了进一步的丰富,课堂教学与实践教学做到了协同开展和无缝对接。下一步将对课堂教学、上机实验和竞赛锻炼三个环节进一步优化,提高教学质量和水平。
作者:胡明顺 董守华 刘志新 潘冬明 单位:中国矿业大学资源与地球科学学院
参考文献:
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地球科学是一门涵盖范围十分广泛的学科。从崇山峻岭到大海深渊,从茫茫戈壁到皑皑雪原,地球科学都能发挥巨大的作用。作为六大传统理工学科之一,地球科学一直分为定性(地质学)与定量(地球物理学)两个方向,而我就读的就是定量的地球物理学方向。
专业课程的安排和设置
地质学专业设置的大体思路与其他专业并无太大差异,大一大二年级为基础课,大三大四为专业主干课。理工类课程中的数学基础――高等数学、线性代数、概率论与数理统计自然是不可少的;专业课除了地球化学方向以外,其余领域都有涉及,如古生物与地层、岩石与矿物、构造、矿床、地球化学等方向。
通过专业基础课的学习,我们能够建立起系统的地球科学思维。在基础课学习之后,我们可以对常见岩石矿物进行鉴定,了解不同岩石矿物性质,对不同地层的形成环境进行复原。了解地球表面沧海桑田的变化历程与变化机制。这些专业基础课不单单是为后面的专业主干课提供知识储备,同时可以为我们今后走上工作岗位提供技术支持。
专业主干课主要是地球物理探测方法与能源、固体矿产勘查理论课程。地球物理探测方法包括重力、地磁、地震、地电射、放性和测井等方法,是不是看上去很高端?在学习了专业基础课和地球物理勘探方法之后,我们知道了形成矿产的环境,就能通过各种办法寻找丰富的资源。
专业实习是我们地球科学课程的特色。“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”。书本上的知识掌握透彻是不够的,只有大自然这本天然的教科书才能让我们领略到地球科学的博大精深。
实习是地质学子的必经之路
北戴河地质实习、周口店地质实习、生产实习、毕业论文实习,一系列的专业实习课大大开拓了我们的视野,因而掌握地球科学在野外实际过程的应用是很必要的。地球科学是一门实践性的学科,而且由于专业性质,常常有与大自然“亲密接触”的机会。很多同学因为害怕出野外而对地球科学敬而远之。对于这一点我不否认,因为尽管跋山涉水肯定比端坐在电脑前享受着冷气辛苦很多,但现在很多“驴友”背着包野外远足不也是回到自然吗?
在就业方面,我们专业应用领域较宽。近些年来,我国越来越重视地质灾害的防治与善后。所以,防震减灾单位也需要大量地球科学人才。大型工程建设,如水库、铁路、地铁等的建设,也需要地球科学从业人员进行选址考察等。
中国地质大学(北京)是我国地球科学领域实力很强的院校之一,地球科学与资源学院更是实力雄厚。每学期除专业奖学金外,每年还有国家奖学金、国家励志奖学金以及其他企业、院士等设立的奖学金。在课余时间,还可以参与学校组织的科技立项、创新实验设计、学科竞赛等活动。这些对同学们的学习有很大的帮助。如果同学们想继续深造,既可以努力争取保研名额,也可以尝试考取外校研究生资格。
在每年的招聘宣讲会以及第三方就业情况调研上。地质专业工作率、薪资待遇不断提升。作为地质学(地质地球物理复合)专业的一名学生,我热爱我的专业,并且愿意投身于地球科学事业,为人生目标而奋斗。
地球正在变暖已是不争的事实。地球的这种大气温度变化令人们直接关注到温室效应。众所周知,温室气体是使得地球变暖的直接原因,而人类活动是产生温室气体的主要原因,所以,减少排放温室气体成为各个国家环境保护工作的重点。在人类约束自身工业化进程的同时,我们也不应当忽视地球内热这一因素。
我们都知道,地球的地质构成包括是由地壳、地幔和地核。地壳是地球最表面的构造层,主要是由岩石组成,约占地球体积的0.8%。根据地壳的性质,地壳可分大陆地壳和大洋地壳。由于海洋占了地球表面的绝大部分,所以,大洋地壳是地壳的主要部分。构成地壳的岩石是自然形成的矿物集合体,它构成了地壳及其以下的固体部分。
在地壳之下是地幔。地幔是巨厚的硅酸盐圈层,是地球最重要的组成部分,约占地球体积的82%,由于地幔太深,无法直接观察,只能以间接的方法研究。研究方法包括地震波、重力和岩石的刚性和弹性反演,以及实验岩石学研究。根据研究,可将地幔分成由浅至深的三个部分;上地幔、过渡层和下地幔。
地幔内部有大规模的物质对流。这一对流会驱动地壳的大陆板块运动。那么,这种对流是怎么产生的呢?这就是因为地球的内热,这种热量一般被认为是由于放射性同位素衰变引起的。地球内热的秘密就隐藏在地球深处,而在地球的最核心处,就是地核。地核位于地下2900千米以下。地球物理学的研究表明,地核可分为两个部分:内地核和外地核。关于地核,人们所知还非常有限。但是有一点是可以肯定的,那就是,地球内部是一个高温高压的世界。
地球内部聚集的能量有时候会释放到外部。火山爆发就是地球释放能量的一种方式。火山爆发的时候,会从地下喷涌出各种气体和炽热的岩浆。这些岩浆把热量从地球内部转移到地球的表面。通过传导和对流扩散等方式,地热会向地球表面传递,在这种传递过程中,会出现矿物相转变、地幔对流、岩浆喷发等地质现象。那么,我们很容易想到,如果在某个地质时期,有大体量的地热从地下传递到地表,那么,地球是不是也会变热呢?
火山、温泉以及成矿热流体都表明地热是客观存在的。全球的地热分布非常不均匀,这与地球板块构造位置密切相关。不同地区、不同深度的温度存在明显差异。这种差异会造成地壳的不规则运动,当地壳的板块发生碰撞和挤压的时候,地壳下面的岩浆就可能冲出地壳,造成火山爆发。由于地球内部温度很高,压力很大,所以岩石在高温下会变成通红的炽热液体。随着温度的提高,岩浆产生的物理和化学反应可以释放出有毒气体,好像水中的气泡一样上升到岩浆表面破裂。这就是人们看到的岩浆沸腾的样子。
我们所能见到的火山只是大陆上的火山,还有更多的火山在海底。海底火山起初只是沿洋底裂谷溢出的熔岩流,以后逐渐向上增高。大部分海底火山喷发的岩浆在到达海面之前就被海水冷却,不再活动了。所以,人们很难真正看到海底火山爆发的景象。顶多看到的是,海底的熔岩泉不断冒出新的岩浆,冷却而形成新的火成岩。熔融的岩浆在海底喷溢而出,形成海底火山。海底火山在喷发中不断向上生长,会露出海面形成火山岛。随时间迁移,地幔对流将火山岛缓缓地从大洋中脊向两侧推开,同时火山岛的年龄从洋中脊向外逐渐变老。这一地质过程就是海底扩张。
20世纪50年代,地球物理学家爱德华,布拉德(EdwardBullard)发明了一种热流探针。这种探针可以下到海底,穿入海底层测量温度梯度。这种探针测量的结果令人吃惊,通过太平洋海底地壳,由地球内部释放的热流比预期值高10倍。而大洋中脊的热流值更高,海沟处则比正常值低。这测量结果表明,热流应是从大洋中脊上升,在海沟处下降。
最近一些年来,我们都知道厄尔尼诺现象,就是洋流水温反常升高,从而造成了很多气候反常的现象。那么,我们可以推测,如果大洋海底的火山活动异常,在某时期内释放了巨大热量,那么,也会对地球气候造成巨大影响。
在2007年初,有媒体报道,日本研究者使用海洋探测机器人,在印度洋海底发现了世界最大的熔岩平原。研究者们发现了因海岭扩张而形成的裂痕,据此推测,从数万年前开始,黏稠度较低的岩浆大量从海岭的裂痕中喷涌而出,最终形成了巨大的海底熔岩平原。我们不难想象,在这一地质过程中,伴随着海底熔岩的涌出,海水温度也会升高,进而会影响大气环境。
在当今世界,人类对宇宙空间的探测已经扩展到100多亿光年远的地方。但是,人们对地球内部构造的研究,钻探深度还是以千米为单位计算。这种研究的进一步深入,有赖于各个学科的交叉,地球物理学家们要和气象学家们一起工作,共同探讨,这样才能使得人们进一步了解地球变化的秘密。
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。
新高考选择物化生意味着考生可以报考所有的理工科专业,同时一些没有选科要求的文科类专业也可以报考。主要专业有物理学、大气科学、心理学、应用心理学、地球物理学、地理信息科学、天文学、工程力学、化学、应用化学、生物科学、生物技术、环境工程、化学生物学等。
新高考物化生组合专业覆盖面积物化生组合的可选专业较多,专业覆盖率达95.75%,不能选择的4.25%专业基本为哲学类、历史类专业。除此之外,其他所有专业,该选科组合的学生未来都可报考。
可选科目列举:工科类的热门专业、计算机类、经管类、医学也在选择之列。
限选科目:由于法学门类下的政治学类、民族学类、理论类、公安学类,要求再选科目中必须有政治,因此该选考科目组合不能报考以上专业类。
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关键词: CSAMT;深部隐伏矿体;构造解译
中图分类号:P624 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)16-0319-02
0 引言
大深度,高分辨率的地球物理勘探方法将在深部矿产勘探,地质构造解译中将起着主导性作用。可控源音频大地电磁法具有不受高阻屏蔽、轻便、快捷、能有效穿透不同厚度覆盖层等优点,在山区地形条件和深部进行隐伏矿体构造解译中起到关键作用。本文以四川会理县拉拉铜矿红泥坡为实验区,针对实验区地下隐伏构造解译,开展可控源音频大地电磁法(CSAMT)对测区深部隐伏构造进行构造进行地层、构造划分。
1 矿区地质、地球物理特征
1.1 矿区地质矿产特征 拉拉铜矿地处著名的川滇有色金属成矿带北段,以“拉拉式”铜多金属矿产资源为主,矿区北部紧邻著名的落凼铜矿、老羊汉滩沟铜矿,东部有石龙铜矿、石龙铁矿。西部有李家坟、官地等铁矿点,以及中生代三叠系砂砾岩型铜多金属矿和铁矿。地质构造图见图1。
拉拉式铜矿床主要含铜矿层为Pt1n(落凼组)和次要含铜矿层Pt1t(天生坝组)。其产出规律如下:矿体呈层状、似层状及透镜状基本平行岩层分布,并伴随着围岩褶皱而发生波状起伏的变化。从落凼矿区东露天采场中可以看出,矿体在褶皱转折端具有明显变厚加富的特征。主要矿体一般赋存于一个较大的火山堆积旋回的中、上部,但个别从中下部就开始含矿,并延续到顶部。
1.2 矿区岩石物性特征 矿区的主要矿物成分为斑铜矿、辉铜矿、黄铜矿具有明显的低阻高极化特性,岩石电阻率差异较大,极化率普遍较低。物性标本测试(见表1)。
通过表1,测区不同地层的电性差异明显:极化率在天生坝组,落凼组,相对高极化率;落凼组呈现电阻率相对高阻,天生坝组相对低阻。从该区域铁、铜矿体的特点,相对高阻,高极化。所以天生坝组,落凼组具备此特征,为该区域寻找铁、铜矿体主要找矿层位。上表岩矿石物性参数值反应该区不同地层的电性差异,具备CSAMT勘探前提。
2 CSAMT法简介及数据处理
2.1 观测区域的选择及测线布置 本次可控源音频大地电磁测深(CSAMT)为了获得较高的信噪比,选取在该区域的波场区R=10km采用标量测量装置进行采集。CSAMT接收测量时,一次测量九个电道,共用一个磁道。CSAMT观测和接收系统示意图如图2所示。
2.2 数据处理 本次勘探采用的是V8多功能接收系统,在充分实验的前提下,该工区的频率选择范围为0.625-7680HZ,共51个频点,接收偶极MN沿测线方向平行布设;供电电极AB为2KM;收发距离大约10km,发射最大电流16A;MN电极的接地电阻一般低于2kΩ,磁探头垂直于MN方向布设,方位误差应小于2°;磁探头水平放置,磁探头埋入地面以下,收发距离大约10km。数据处理应用凤凰公司开发的CMT-pro软件和MTSoft2D反演软件,CMT-pro软件主要对原始文件进行编排,按照测深点进行换算、合并,也可以对原始采集文件进行初步的编辑、圆滑等操作。数据经导入CMT-pro处理后导入MTSoft2D未编辑状态的数据如图3,MTSOFT2D对数据进行曲线平滑,模式识别,静校正等处理,进行反演成图,综合地质解释如图4所示。
3 CSAMT法的构造解译效果
该区域有丰富的地质钻井资料,结合地质,钻井资料进行反演综合解释如图5。
综合解释:Pt1t为天生坝组,三个火山沉积旋回中的上火山变质岩段即(Pt1h6),Pt1s是新桥组,三个火山沉积旋回中的上沉积变质岩段即(Pt1h5),Pt1n为落凼组,三个火山沉积旋回中的中火山变质岩段即(Pt1h4),Pt1d为大团箐组,三个火山沉积旋回中的中沉积变质岩段即(Pt1h3),Pt1x为小铜厂组,三个火山沉积旋回中的下火山变质岩段即(Pt1h2)。右侧断层为新发现一隐伏断层,左侧断层F29为已知断层,在右侧隐伏断层和F29附近(即里程2.5-3.5km区域)该区域深度800-1000米褶皱发育部位,推测为有利成矿区,推测成矿与断裂构造和岩浆活动有关。可控源音频大地电磁反应该区域地下电性结构反应的较好,对地层,断裂,包括隐伏断裂等的位置反应的较清晰,与已知地质剖面比较吻合,较准确的对该区域进行了构造解译。
4 结论
①获取了本区地层岩石及矿(化)石的物性成果,为在本区开展物探工作提供了地球物理依据、奠定了基础。在本测区开展可控源音频大地电磁测深是行之有效的,对中深部电性结构反应较好,寻找低阻体取得了较好的效果,反演结果能够宏观地反映勘查区深部岩性变化情况及构造。②综合地质解释反映的层位清晰,能够找到构造界面,发现隐伏构造,为中深部隐伏成矿地带构造解译提供了依据。预测两个断层区域深度800-1000米是有利成矿区。
参考文献:
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1、文科又称人文社会科学。它是以人类社会独有的政治,经济,文化等为研究对象的学科。
主要专业有:政治学、经济学、法学、哲学、历史学、文学、艺术学、外国语言与文学、新闻传播学、人类学、社会学、民族学、管理学、教育学等等。
2、理科是指自然科学和应用科学,与文科相对立。
主要专业有:数学、物理、化学、天文、地质学、地球物理学、大气科学、海洋科学、力学、信息与电子科学、计算机科学技术等等。
3、工科是指应用数学、物理学、化学等基础科学的原理,结合生产实践所积累的技术经验而发展起来的学科。
主要学科有土建类、水利类、电工类、电子信息类、热能核能类、仪器仪表类、化工制药类等等。
4、商科涵盖范围广、涉及专业多,而且不同的国家、不同的大学在商科专业细分上也有差异。
主要学科有:金融、会计、市场营销、工商管理、国际商务、电子商务、物流、经济学、人力资源管理等等。
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