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中图分类号：P336文献标识码： A
引 言
物探是地球物理勘探的简称，它是根据各种岩石之间的密度、磁性、电性、弹性、放射性等物理性质的差异，利用地球物理的原理，采用不同的物探仪器和物理方法，对工程区的地球物理场进行测量，以解决地质问题的一种物理勘探方法。 当地下单元含有地下水之后，它的含水量将与电导率、渗透率、地层孔隙度、矿化度等诸多因素相关。 此外放射异常、弹性波阻抗异常、磁异常等均可以运用在水文地质实际工作中去。 在实际中，水文地质工作可以采用很多种类的地球物理勘探方法。 本文将对其中几种主要方法进行介绍，如高密度电阻率法、激发极化法、CSAMT、瞬变电磁法和地面核磁共振法等。
1 高密度电阻率法
岩石电阻率是由多种因素共同决定的。 这些因素包括含水量及水的矿化度、孔隙度、颗粒结构、矿物成分等。 在同一层岩石中有没有含水，会在很大的限度上决定电阻率的数值。 运用电阻率物探方法进行水文地质勘查，其实就是通过测定含水层的电阻率在其空间的分布规律，探查和发现含水岩层的储水条件、空间展布，最终进行水文地质勘查，这种方法是一种间接找水的方法。高密度电法实际上是电剖面法和电测深法相结合的产物。其基本原理与普通电阻率法相同， 通过 A、B 电极向地下供电流，然后在 M、N 极间测量电位差，从而可求得该点（M、N 之间）的视电阻率值。 高密度电阻率法原理如图 1 所示。
图1 高密度电阻率法原理图
由于在观实际测中布置了高密度的观测点，所以高密度电阻率法是阵列思想应用于电阻率法的产物。 高密度电阻率法为地下水资源勘查提供了有效、快捷的工具。 它不但可以运用非含水地层和含水介质之间的电性差异，来直观的获取水循环条件、富水特性和含水层位置等方面的信息；还可以通过建立含盐量与电阻率之间的转换关系，从而实现含盐量的动态原位监测。 除此之外，因为含水介质导电特性和导水性之间非常相似，高密度电阻率法便为水文地质参数的校正、确定提供了一种有效的手段。
2 激发极化法
激发极化法（或激电法）就是以岩、矿石激发极化效应的差异为基础来解决地质问题的一类勘探方法。 当对地下地质体供入一直流脉冲 ΔV1，在供电电流不变的情况下，可观测到如下现象：地面上两个测量电极的地位差 ΔV（t）随时间增加而趋于饱和值。 在供电电流断开之后，会发现电极间电位差将快速的衰减，在衰减带一定的数值后，衰减的速度将开始变慢，经过一点时间后，其可衰减为零。 这种在放电和充电过程中会产生的附加电场现象，被称为激发极化效应。在实际地质应用方面，初期的激电法主要用于勘查硫化金
属矿床，后来发展到诸多领域，如氧化矿床、非金属矿床、工程地质问题等。 近年来，激电法找水效果十分显著，被誉为“找水新法”。 利用激电法确定地层的含水性，这种方法最好与高密度电阻率法相结合，这样就可以提高找水的成功率，降低地球物理解释的多解性。
3 （CSAMT）可控源音频大地电磁法
CSAMT 是在（AMT）音频大地电磁和（MT）大地电磁法的基础上发展起来的一种可控源频率测深方法。 可控源音频大地电磁法运用可控制的人工场源来测量从电偶极源到地下的电磁场分量，两个电极的电源距离在 1~2km，测量是在距离场源5~10km 之外的地方进行 。 CSAMT 方法的工作频率一般从10kHz~0.125Hz，因此，勘探深度一般可从地表到地下几千米 。由于该方法运用巨大的人工信号源，能够压制干扰，所以可以采集到高质量的数据。 CSAMT 方法的基本理论是基于电磁波传播理论和麦克斯韦方程组， 导出电场 Hy、ρs磁场与视电阻率的关系式为:
可控源音频大地电磁法的出现展示出了较好的应用前景，其作为激发极化法和普通电阻率法的补充，可以深层次的解决地质问题。 例如地热勘查和水文工程地质勘查、推覆体或火山岩下找煤、油气构造勘查等方面，都取得了良好的地质效果。 在地下水资源中，可控源音频大地电磁法适合寻找深部的基岩裂隙水。
4 （TEM）瞬变电磁法
TEM 是运用接地线或者不接地线源向地下发送一次场 ，在一次场的间歇期间，测量出电磁场随时间的变化，依据二次场的曲线衰弱特征判断出地下不同深度地质体的规模大小及电性特征等。 因为瞬变电磁法是观测纯二次场，消除了由一次场而产生的装置偶合噪音，其有着受旁侧地质体影响小、与探测地质体有最佳偶合、对低阻反映灵敏、探测深度深、横向分辨率高、体积效应小等优点。TEM 与其他测深方法进行比较，它具有探测深度大、工作效率高的优点。 近年来，该方法得到迅速发展，特别是对探测低阻覆盖层下的良导电地质体取得了显著的地质效果。 由于上述特点，针对水文地质问题，TEM 不仅仅可以确定水文地质构造类型和在冲积层地区估算基岩的埋深和地下水位；还可以在滨海含水层中查明绘制人为和自然发生的海水入侵分布图以及咸淡水界面、监测和圈定地下水污染通道。
5 （SNMR）地面核磁共振法
地面核磁共振（SNMR）是近年发展起来的找水方法也是目前世界上唯一的直接找水的地球物理新方法。 通过运用了不同物质原子核弛豫的性质，从而产生了 SNMR 效应。SNMR 效应利用地面核磁共振找到水仪器，研究并观测在地层中水质子产生的核磁共振信号的变化的规律，进而探测地下水的时空赋存和存在性的特征。
地面核磁共振法找水的原理决定了可以找多少水，尤其是淡水。 在 SNMR 方法的探测范围之内，只要有自由水存在，就可以感应到核磁共振信号响应，反之就没有响应。 另外地面核磁共振方法受到地质因素的影响比较小，这样就可以用来区别电磁测深法的电阻率和间接找水法的电阻率的异常地质。 当前， 地面核磁共振法不足之处在于不能用来探测埋藏深度在150m 以下的地下水，并且易受电磁噪声的干扰。
6 结 语
从发展的角度看，从高密度电阻率法、激发极化法到可控源音频大地电磁法（CSAMT）、瞬变电磁法（TEM），再到地面核磁共振法，地球物理勘探方法总体上在不断进步。 尽管如此，在复杂的地质背景下，没有一种方法是万能的，只有根据不同的地质条件和工作要求，针对性地采取某种方法或几种方法的组合，才能提高成果的解译程度，更加精确地完成地球物理勘探工作。 多种方法的结合使用已经开始普遍用于地下水的勘探研究，也取得好的结果。 随着勘探难度的加大，还有更多的问题需要探索和研究。 相信随着人们认识程度的提高，物探在地下水勘察中的作用会越来越明显， 水资源勘察也将进入一个新阶段。
参考文献：
［1］ 韦卫明. 高密度电法在工程勘察应用中的体会［J］. 煤炭技术，2011（2）.
这种“管理即控制”模式还会营造一种过火的政治环境。在这种环境下，势力范围之争、劳工争端、高压统冶等一些现象屡见不鲜。这不仅会给公司带来不良后果，而且最终还会削弱公司实力，从而使公司无法达到为用户服务的目的，甚至还会产生“过分控制”的现象。比如把产品引入市场这种最简单的事情也要经过各级签字，多方协商，达成协议才得以批准。由于机构的复杂，做一项简单的工作也会不知不觉地卷入政治漩涡中。
很多人认为：大企业应该建立起庞大的管理机构对企业实施管理，也就是说：企业越大，行政机构就应该越多，企业因此才能发展。但是事实并非如此，即使是小企业，在经理们事无巨细的干预下也不会繁荣，反而会每况愈下。但惠普公司的经验却告诉我们，管理机构是可以做到又大、又富于灵活性的。为了更好地解释这两种管理模式所带来的不同后果，还是让我们看看惠普是怎样超过Digital而成为美国第二大计算机公司的吧！
在所有的70年代繁荣一时的计算机厂商中，历经了15年的风风雨雨，艰难险阻，却能转危为安，而没有面临停工、破产和失去市场威胁的企业，也只有惠普公司一家了。
许多企业的经理们要靠“数量”取胜。归根到底就是要通过克扣员工工资来增加企业利润。比尔·休略特和戴维·帕卡德（惠普公司的创立者）却认为只有员工们受益，企业才会繁荣，企业应该给员工们提供一个稳定的工作环境，帮助他们摆脱随时被解雇的不安心理。随时解雇员工的做法在当时的电脑界是很正常的。但比尔和戴维却认为，强大的企业应该是一个团结协作的团体，应创立一种不拘礼节的公司作风。在经营和管理惠普公司的过程中，比尔和戴维创立了一种为员工服务的企业文化。在这种新型管理模式的指导下，惠普公司不断繁荣发展。
当时惠普公司的主要竞争对手是总部设在马萨诸塞州的Digital公司（1957年由毕业于麻省理工学院的电子工程师肯·奥尔森创立）。奥尔森认为Digital公司的一切行动都要以他的意志为转移，他甚至创造了企业座右铭：“一个公司，一个策略，一个思想。”Digital公司的管理方法是“管理即控制”管理模式走向极端的一个例子。
奥尔森的命令就是圣旨，没有他的命令任何工作都不能启动。专断是Digital公司走下坡路的主要原因。虽然现今的许多公司都存在这种情况，但在当今的形势下，这种做法必然会使企业走向灭亡。
从表面上看起来，惠普公司的经营方式与Digital 极其相似，两个公司都向同类用户出售小型计算机，但惠普公司权力下放，企业文化轻松灵活，员工们有决策权。而在Digital公司，独断专行的管理思想渗透到了Digital公司企业文化的各个环节。当时的Digital 公司是个成功的企业，是世界最大的小型机厂商，同时也是北美洲第二大计算机生产企业（仅次于IBM公司）。就是到了1988年，Digital公司在小型计算机销售方面也仍处于领先地位，年收入达到124亿美元，几乎是惠普公司年收入的两倍。
1994年，情况发生了变化。由于管理得法，惠普公司年销售额增至240亿美元，公司以每年销售额增长24%的速度迅速发展。而Digital公司的年收入却只有135亿美元，如果把通货膨胀的因素考虑进来，它的销售额同1988年相比还有所下降。
权力下放帮助惠普公司及时对用户需求做出反应。因此，惠普公司很早就进入了个人计算机市场。目前，惠普的各个分公司不仅向市场上销售桌面计算机，他们还设计出一种便携式超小型计算机并投放市场。惠普的打印机分公司还占领了桌面打印机市场。惠普公司在计算机领域因勇于改革，大胆创新而闻名。他们经常主持研制和开发新技术、新产品，和英特尔公司联合设计的P7型超速微型数字机就是他们革新的成果。
90年代的计算机工业已发生了巨大的变化。惠普公司也面临低盈利、日益强大的竞争对手和要求苛刻的用户群体等一系列实际问题。令世人关心的是，惠普公司如何对这些挑战做出反应呢？惠普没像其他公司那样加强和巩固高层管理部门的权力，而是更进一步地下放权力。
与惠普公司不同的是，Digital公司庞大的官僚机构决定了他们很难生产出令用户满意的产品。创始人肯·奥尔森对个人计算机不感兴趣，当然对用户的需求只能置若罔闻了。把持Digital公司决策权的总部的领导者也都持有这种偏见。结果Digital公司在IBM推出IBM PC机后又白白耽误了10年。
惠普公司是通过权力下放的管理方法来解决财务危机的。而Digital公司在销售额下降，公司陷入困境之时却坚持遵循管理即控制的企业思想模式，自上而下实行财务控制，并加强和巩固了公司内部的官僚机构。
Digital公司从IBM那样的传统公司雇来了“铁腕”经理，以此加强公司的凝聚力。不久，裁员开始了。最初被迫下岗的是那些有实践工作经验的“现场”销售人员。Digital公司把能倾听用户呼声，能为用户服务的人员都当作了裁员对象，Digital公司因此失去了用户，自然也失去了市场。所以当1994年5月《商业周刊》感叹Digital公司处境每况愈下时也就不足为奇了。
二、教师在论文编写过程中的指导作用
“勘查技术与工程”专业需要具有综合素质和先进技术的人才，毕业论文写作期间，要注重培养学生收集信息、应用英语、计算机编程和解释软件使用等能力。①查阅文献的指导。论文题目选定之后，学生需要了解相关地球物理方法的发展、研究现状及应用情况。在查阅科技文献过程中，教师对相关方向的现状及学生存在的疑问进行讲解和指导。②计算机应用的指导。在“勘查技术与工程”专业毕业论文撰写过程中，教师要安排一定的计算机编程和学习使用最新地球物理资料解释软件的工作量。将这部分内容和毕业论文有机地结合起来。对于计算机基础好、能力强的学生，鼓励他们独立编程，激发他们的创新精神。对于计算机能力弱的学生，则重点学习现有软件的使用方法和技巧。指导学生灵活运用广泛应用的办公软件对资料进行简单处理，比如运用Grapher、Surfer、Excel等的电子表格计算视电阻率等一些简单的处理。③地球物理资料解释和绘图技术的指导。在“勘查技术与工程”专业毕业论文撰写过程中，资料解释和绘制成果图示是论文的核心内容。指导教师要对这部分进行重点指导。指导学生写出明确的解释依据、解释思路、解释结果，并绘制出规范、符合要求并美观的图件。规范的插图和附图是“勘查技术与工程”专业毕业论文的重要组成部分，在论文写作过程中，教师要指导学生学习必要的专业绘图软件，能够熟练地掌握绘图技巧，做出能为毕业论文提供有效证据和支撑的图件。④论文写作的指导。在毕业论文的撰写过程中，指导教师要将资料解释部分作为论文的重点部分。不仅要有解释思路、解释依据，解释理论和解释结果的讨论，还要有规范的写作格式、规范用语、规范地引用图件，以明确各部分的逻辑关系。在论文的写作过程中，提高学生的科技写作能力。
中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）03-0098-04
地球物理学诞生与发展历程，是人类对自然现象不断观测、推演和归纳的过程，其中科学实践是最主要的推动力。自上世纪后半叶以来，地球物理越来越明显地发展成为一门以高新技术和定量化观测实验为主要支撑条件的“硬科学”。随着地球物理观测和实验概念的大大拓展，对多尺度、多系统、多物理机制的地球系统过程的认识日趋具体化，特别是当代地球物理科技发展所带来的对地探测能力的空前提高，使地球物理探测开始成为地球和行星科学中几乎所有分支学科的基础[1，2]。因此，新时期地球物理学科的发展，对该领域的人才培养提出了更高的要求。现代“地球物理学”的教学既要涉及具有工科属性的观测系统与仪器、观测技术、数据分析与处理方法等方面技能的培养内容，也要涉及具有理科属性的理论证明、归纳推演、现象揭示等能力的培养内容。
纵观国内外大学的本科教学培养目标，几乎都涵盖了品格情操、专业知识、综合能力等几个方面。在本科教学过程中，实践教学环节是实现培养目标的关键步骤之一。而对于不同学科的门类，在不同教学环境和教学体系下如何有效实施实践教学则是千差万别的。就地球物理学专业而言，实践教学环节通常包括：观测仪器及装置操练（室内）、课程或案例设计（室内）、野外观测与观摩（户外）、参加科学实验或研究（室内或户外）等几个方面，其目的是期望通过实践活动与课堂理论教学的结合，加深学生对理论知识的理解，培养学生解决问题的能力和综合素养。本文结合地球物理学的特点和笔者多年的教学体会，就实践教学体系设计和教学方法进行讨论。
一、背景
随着1998年教育部《普通高等学校本科专业目录》的正式颁布与实施，我校开设近50年的工科“应用地球物理（地球物理探矿）”专业被合并为“勘查技术与工程”专业。为了延续我校多年来为国内地矿、石油以及工程勘察等行业培养应用地球物理方面人才的传统和优势，并且保持与国际同行的学术联系，我校在1998年设置了“地球物理学（理科）”本科专业并且开始招生，并按照工科模式培养，但是在2013年招生专业已改为“勘查技术与工程”。2004年，我院申办了“地质―地球物理”实验班，按照“地球物理学”理科模式培养固体地球物理方面的拔尖人才。至2016年，实验班已有8届毕业生。事实上，我校十多年来“地球物理学”专业的培养目标和教学计划仍然是延续“应用地球物理”专业的工科模式，实践教学环节也大体相似。例如，在地球物理学专业教学计划中设置的“地球物理观测与实验”课程，以及地球物理方法教学实习、生产或毕业实习和毕业设计，这与我国大多数工程教育实践教学内容是类似的。这种模式通常包括实验教学（理论课程的实验和独立开设的实验课程）和集中实践教学（认识实习、课程设计、教学实习、生产或毕业实习、毕业论文设计）两大部分。此外，部分学生参加的科技活动和社会实践活动，则是在教学体制之外运行。实践教学的目标仍然以验证理论知识和掌握实验实训技能为主，而对专业素养、责任感、表达与沟通能力、创新能力和协作精神没有硬性要求，加之一些实践过程管理和监督缺位，实践教学评价流于形式，致使实践能力培养的力度与效果远未到位[3]。
二、地球物理学本科实践教学体系设计
在我国本科教学体系中，存在重知识学习、轻能力培养的软化现象，主要特征是侧重学科基础知识的传授，而学生实践训练不足。从实践教学体系看，教学设计和实践活动缺乏层次性。随着对高等教育实践与探索的不断深入，目前许多高校本科教育实践教学环节所占比例已有明显的增长，例如我校新编2015版“地球物理本科专业培养计划”中实践性教学环节学分已占20.7%，实践教学活动累计达到了37周，但如何落实实践教学的各个环节教学内容及要求，以确保教学计划能够有效实施并且取得显著的效果，还需要认真考虑。2011年，华中科技大学就实践教学问题组织了对多所高校教师和高年级学生的调研访谈，证实目前实践教学中的认识实习、生产实习、毕业实习之间没有明显的梯度和层次[3]。显然，简单地增加实践教学课时并不能完全解决实践教学中存在的问题。
近年来，国内许多高校在专业课程设置中已开始考虑分层次教学。从着重于能力培养的实践教学体系看，实践教学方案更需要考虑层次性，不同的实践教学环节应设立不同的教学要求。以我院地球物理学专业为例，在以往的实践教学中，实验课教学要求学生掌握各种地球物理观测仪器的基本原理、操作技术以及观测方法等基础技能，而在教学实习中仪器操作又被看作是重点内容之一。随着地球物理观测技术的进步，现代地球物理仪器的使用与操作都已十分简便，如此简单的重复性工作很难通过实习来培养学生的综合能力，也无法有效启发学生的创新思维。
根据地球物理学专业的特点，实践教学体系应涵盖以下几个层次或阶段。
1.专业认识。观测地球是地球物理学的重要组成环节。“专业认识”是通过地球物理仪器及观测课程教学在课堂上来实现的，这类课程一般都伴随有仪器认识与实验，让学生通过认识仪器及其观测技术，逐渐领悟地球物理学的学科特点及研究方法。教学单位可根据现有的仪器设备开展地球物理专业教学，并要求学生掌握重力仪、磁力仪、地震仪、电法仪等仪器的工作原理、使用方法以及观测技术等基础技能，考核可以采用口试和实际操作表现进行综合评价。
2.方案设计。方案设计是训练学生运用所学知识和技能，面对一个课题（或问题）去设计解决问题的方案并验证其可行性的实践教学过程。方案设计可结合实际工作的某个阶段，从中提取问题，通过给定条件和要求，由学生自主设计解决问题的技术方案并付诸实施，类似于课程设计。例如，假定问题：研究某地区构造带特征，并提供该区域已有的重、磁、电、震之中任何一种或几种数据，以及地质构造、岩性等方面的资料，由学生自主选择数据和数据处理方法来解决问题。可以把整个过程分为方案设计和实施两个阶段，由3―5名学生组成小组，明确分工，并以口头报告和书面报告形式，分阶段考核学生的时间投入、完成的工作量、方案的合理性、实施效果等，由此可历练学生独立思考和团队协作的能力。本阶段需要在地质学、信号处理、计算机程序设计以及地球物理专业课程完成之后实施。
3.案例分析。案例分析是针对如何解决实际问题而开展的综合能力训练。实际问题通常十分复杂，且涉及野外观测技术设计、观测工作的实施、数据采集及其质量评价、人员安排等许多环节。这项训练可以结合现有实践教学环节进行。例如，我校地球物理专业设有的野外教学实习，学生可以结合实际问题进行野外实地观测，并将所获得的数据进行分析、处理和解释，最后完成实习报告。因此，教学实习可作为案例分析阶段来实施，但考核评价体系需进一步细化和加强。此外，一些针对实际工作的生产实习也可纳入这个范畴。这项训练既可以检验课堂理论教学的效果，也可以使学生得到全方位的训练。多年的教学实践表明，通过这个阶段的学习，学生基本确定了自己的专业兴趣和方向。毕业生情况调查结果表明，我校地球物理学专业本科毕业生的实践能力普遍得到了用人单位的好评。
4.科学实践。本科生参加科学实践活动是培养优秀人才的重要举措。本科生参与研究课题等科研活动是我国高校教学体系中普遍存在的“软肋”，与西方大学有明显的差距。例如，美国斯坦福大学和科罗拉多矿业学院是地球物理学领域国际上最著名的学府，它们都为本科生参与科研活动制定了详细的规则，学生可选择参与实验室或教师课题组进行科研活动，学校给予考核通过者一定的修课学分，从制度上保护了学生参加科学实践的积极性，并使学生有机会与教授们一起工作，从而获得科学素养训练的机会。本阶段的实施可结合“导师制”计划来实现，同时也可以结合本科生毕业论文或毕业设计阶段来完成。
上述四个阶段的设置，主要突出了实践教学的层次性，其中案例分析和科学实践阶段可结合不同的教学环节选择实施，具有灵活易行的特点。不同层次的实践教学需要建立不同阶段的考核评价体系。例如，评价体系可分为理论研究能力、数据分析能力、野外实施执行能力、领导能力及团队协作能力、表达与沟通能力等，这种指标有利于综合评判本科生的能力和潜质，避免仅凭考分评判所带来的弊端。
三、实践教学中的几点体会
培养方案、教学计划和教学条件是培养学生实践能力的基础，教学方法则是保障实践教学有效实施的关键。
地球物理学专业的课堂教学以理论为主，立足数学、物理和地质逻辑，讲授理论基础、方法原理、信号分析、数值模拟和逻辑推演。但这些内容或概念和方法无不与真实的世界有关，因而在教学过程中也应考虑理论联系实际。自然界的物理现象可能具有很多起因，不是一个简单的理想模型可以模拟的。例如，在课堂上讨论“如何利用简单模型去模拟现实异常体问题”，让学生分析可能产生的误差及其缘由，学生可以更好地理解理论方法的应用条件和应用价值。因此，在理论教学中应适时、适量地引入真实条件下的话题加以讨论，把抽象问题具体化，有助于启迪学生如何利用理论知识解决实际问题。
方案设计是训练学生运用所学知识和技能的一个有效环节。问题可以是虚拟的，也可以是真实的，而解决问题的途径不是唯一的，最好的答案或结论也不是唯一的。因此，训练的目的在于检验学生完成的过程是否具有科学性和逻辑性。例如，提供一个重力异常数据，学生可以用不同的方法去求解异常体的深度；给定一个叠加信号，学生可以用不同的信号分析方法去分离。而不同的方法得到的结果可能具有一定的差异，但不能依此评定学生的成绩。若能结合不同方法的特点对结果进行分析，学生的受益就不仅限于得到一个“正确”的答案了。
野外开展教学实习或生产实习，可被视为真正的职业训练。专业技能训练是主要的目的，而在实习过程中必然要涉及人员调配、分工协作、资源（包括仪器设备和材料以及经费）的管理与使用等，有时还需要面向社会，获得社会资源。地球物理野外工作需要多人协作才能完成，这是最适合训练学生领导能力、组织管理能力、团队协作能力的阶段。在实习中，教员不应包揽一切，而是应该让学生自主设计、管理，并组织实施野外工作。为了让更多的学生得到锻炼的机会，可采用定期轮岗制。例如，2000年我院在河北秦皇岛开展的教学实习就采用了“轮值经理制”方式组织学生开展野外实习。许多学生通过实习，在项目组织、团队协作能力等方面得到了锻炼。对这种新颖的举措，学生反响强烈。
实践教学方法并没有固定的模式，不同的专业有不同的要求。新时期的教学主体――学生有别于以往，其思维方式、学习方法和与他人相处等方面都有显著不同，如何开展好实践教学，需要教师在教学实践中不断探索，不懈努力。
中国高等教育始于时期，经过了近150年的发展，可以说，我国已经成为世界上在校大学生规模最大的国家。诚然，高等教育为我国的经济发展和社会进步造就了大批科技人才，取得了巨大的成就。但与此同时，高等教育也存在不少问题。而加强高等教育的实践性教学，有利于培养学生的创新思维，以此来满足我国转变经济发展方式，建立创新型国家和参与国际竞争的需要。
参考文献：
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http：//bulletin.mines.edu/pdf/2016-2017-undergraduate.pdf.
Thoughts about Practice Teaching Methods for Undergraduate Major of Geophysics in New Era
CHEN Chao
（Department of Solid-Earth Geophysics，Institute of Geophysics and Geomatics，
随着找矿勘探难度的不断增大，在大比例尺构造控矿特征研究以及隐伏矿体定位预测方面,开展新技术、新方法攻关已成共识。针对南方复杂地形地质条件下的深部矿和隐伏矿勘探，如何有效地利用当代地球物理探测技术进行大比例尺构造控矿特征研究，并指导找矿预测工作,具有重要的理论和现实意义。
本课题与生产实际需求紧密结合，针对广泛应用于多个领域、颇有发展前景的可控源音频大地电磁测深法(CSAMT)进行应用研究，尤其对于热液型等构造控矿明显的矿床，此技术方法在开展隐伏构造—矿化带的空间定位、控矿构造基本格局分析和找矿有利部位定位预测等方面，应用效果明显，值得进一步推广。
关键词
CSAMT；花岗岩型铀矿；低阻体；构造控矿
1. 引言
中国核工业地质局制定了《铀矿地质科研“十五”计划实施意见》，提出实施“产、学、研”相结合，运用新理论、新技术、新方法创新性地开展铀矿地质科研工作，努力开展攻深找盲的系列物探技术方法研究。要求开展对不同地区和不同铀矿类型，因地制宜并有选择性的开展复杂地形条件下非常规地震勘探技术、非线性区域物(化)探成矿信息提取技术、铀成矿深部定位的高精度磁法探测技术和电磁勘探技术、大深度的井中地球物理探测技术、航空放射性测量定量解释方法技术以及车载伽玛全能谱测量方法技术等方面的研究。
近年来，随着找矿勘探深度的不断增大，地-物-化-遥联合攻关，已经成为地质研究的基本技术途径。在中小比例尺构造控矿规律研究方面，航磁、重力资料及遥感技术方法已在区域性控矿构造格局研究方面得以广泛的应用。然而，针对具体的矿区和矿床而言，尤其是针对南方山区（复杂地形地质条件），大比例尺控矿构造格局研究的难度很大，一般地球物理和遥感资料分辨率偏低。因此，在南方山区探索控矿构造格局研究的方法，有重要的现实意义。
可控源音频大地电磁法(CSAMT法)是以有限长接地导线为场源，在距偶极中心一定距离r处同时观测电、磁场参数的一种电磁测深方法。
2.工区地质与地球物理特征
工区位于贵东岩体的东部,在区域构造上处于华夏古陆西缘、加里东隆起西南缘与湘、桂、粤北海西—印支坳陷的结合部，南岭纬向构造带中带，是地壳浅部地质构造急剧变化的地带。区内燕山晚期细粒花岗质小岩体及中基性岩脉(墙)极为发育,并有火山岩、次火山岩出露,岩性较复杂，是我国南方重要的铀矿成矿集中区。
区内铀成矿活动有早晚两期,都发生于晚期岩浆演化过程之中。早期铀矿化主要赋存于NWW向断裂带与NE(含NNE、NEE)向断裂带的交汇部位和次火山花岗岩内外接触带及其产状变异且向内凹陷的部位;晚期铀矿化则与NNE 向断裂带关系密切。论文参考网。通常富铀矿的形成多为早晚两期铀矿化活动叠加的结果。
工区岩矿石物性参数经测定统计，见表2-1。论文参考网。论文参考网。
表2-1 工区物性参数特征表
岩石名称 取样位置 密度g/cm3 电阻率Ω.m 细粒白云母花岗岩 帽峰岩体
2.56 59960 中粒斑状黑云母花岗岩 贵东岩体
中图分类号：P331文献标识码： A 文章编号：
一、前言
伴随着现代科学技术的日新月异，水文地质勘察人员在工作中需继承和发展传统技术基础上，也要关注并结合新技术、新理论，这样才更有利于进行找水工作，才可以使找水技术不断的更新发展。目前，我国人均淡水资料拥有量不足2 200m3，世界排名109位，而30年后，人均淡水资源拥有量将不足1 700 m3。因此用现代的水文地质勘查方法来找水减缓各区域供水压力已成为当务之急。以下分别详细介绍了遥感技术勘察法、地球物理测井勘察法、地面核磁共振勘察法的工作原理及在水文地质勘察工作中的具体应用。
二、现代水文地质勘察方法在找水中的应用
随着我国经济的快速发展，我国总体而言，水资源的利用形式逐渐严峻，以许昌市为例，许昌市水资源严重短缺,人均水资源量仅204立方米,相当于全国人均水平的1/10。市区由于过量开采地下水,已形成面积达67 平方千米的水位下降漏斗漏斗中心水位埋深24.0m,且仍以每年1.5~2.0 m的速度下降,地面最大沉降量超过277 mm。为了满足城市居民生活和工农业生产用水需求,在许昌麦岭水源地综合运用现代水文地质勘察方法找水勘察,取得了多种地质信息,基本查清了供水目的层的埋藏条件、边界条件以及地下水动态特征。笔者将从下面几个方面简述现代水文地质勘察方法在找水中的应用。
1.物探和钻探
(一)物探。在水文地质调查的基础上,结合研究区的水文地质情况,采用对称四极电测深法对勘察区西部的补给断面进行探测,共做电测深点203个,电测深剖面8条;利用EH-4电导率成像系统,对勘察区西部、南部边界和北汝河河道进行了探测,共完成9条物探剖面, 96个物理点,剖面长度54.55km;对18眼探采结合井和4眼勘探井进行视电阻率和自然电位物探测井,划分地层,进行排管。通过这些工作,基本查明了西、南边界和北汝河河床的地层结构和含水层的分布规律,为拟建水源地的供水孔和布置钻探工程量提供了科学依据。
(二)钻探。根据遥感水文地质调查、物探资料,结合以往地质、水文地质资料,在补充分析勘察阶段成果的基础上布置钻探工作量。勘探施工勘探抽水孔4眼,进尺291.4 m;地质孔4眼,进尺362 m;观测孔12眼,进尺1 071.55 m;探采结合井18眼,进尺2 242.2 m。共施工勘探孔和探采结合井38眼,总进尺为3 967.15 m。根据物探、钻探工作分析,麦岭水源地第四系孔
隙含水层的形成和分布受北西向的茨沟—姜庄凹陷和襄城大断裂等构造控制。同时根据区域水文地质条件及水源地地层时代、岩性、成因及富水性,新近系湖积层及第四系下更新统冰水沉积层的富水性差,集中供水意义不大;中更新统埋藏型冲洪积卵砾石层颗粒粗,厚度大,富水性强,不易污染,是城市集中供水的理想水源地。
2.遥感技术在地下水资源勘察中应用
遥感技术即从远处探测、感知特体各事物的技术，它技术先进、探测范围大、信息量大，并可实施动态监测。遥感勘察方法就是在勘察区范围内进行的航空遥感勘察,它是一种采用展片和航片目视解释,结合野外验证与水文地质补充调查的水文地质勘察方法。遥感勘察方法可分为4种：热戏外监测法、水文地质遥感信息法、环境遥感信息分析法和遥感模型法。
（一）热红外监测法。热红外监测法主要就是用热红外波段的遥感图像资料，通过测定地面温度来确定地下水的存在。特别适应于干旱、半干旱地区的水资源的寻找。其工作原理是：地下水可在过毛细管作用、热传导作用及地表强烈蒸发作用下可导致干旱或半干旱地区的地表湿度和温度发生变化，从而导致冷热异常的现象，此现象便可在热红外遥感图像上显示出
来。利用红外遥感数据再配合一定的航片作为基本的遥感资料便可实施地下水资源的探测工作。
（二）水文地质遥感信息分析法。水文地质遥感信息分析法就是运用水文地质理论对从遥感图像获取的地层岩性、构造、水文等水文地质信息进行分析，从而确定有利的蓄水构造，判断地下水的贮存情况。
（三）环境遥感信息分析法。环境遥感信息分析法就是根据遥感图像上提取的与地下水有关的植被、湖泊、水系等环境因子与地下水的依存、制约关系来判断地下水系统的贮存情况。其工作原理是：在干旱区域，植被的生长状态因受到气候、性、地貌、水文地质条件等因素的制约，其中区域浅层地下水对植被的影响最大。地下水水水位埋深、矿化度、水化学类型控制着被群、植被覆盖度。可通过这些信息来判断地下水的排泄点(区)的水位埋深、矿化度和水化的学类型等相关信息。
（四）遥感模型法。
通过分析遥感图像得知与地下水密切关系的水文因素状况，并建立监测地下水位的定量评价模型，对地下水资源进行估测的方法叫遥感模型法，它是遥感与数学、模型学相结合的一种新的研究方法。此种方法主要用于评价地下水位分布状况。
3.地球物理测井方法
地球物理测井是物探方法的一种，主要是配合地质钻探对钻孔内的水文地质状况进行精确探测。地球物理测井方法是以严密的物理数学原理为基础，主要用于分析地下水的分布，判断地下水质量，探测岩溶洞，分析地层构造等。地球物理测井主要工作内容及工作原理如
下：
（一）正确地划分含水层并确定层位及厚度，研究它们之间的相互关系。
（二）对地下水进行地下水矿化度进行测量。地层水的矿化度越高，地层电阻率值越低
（三）判断裂隙及其泥质含量。裂隙存在的判断标准：声波时差较大，电阻率较小，密度偏低。如果裂隙存在，那么裂隙中填充的泥质越多，自然伽马测井值就越大。
（四）岩溶水勘察。裂隙层位可由声波曲线直接反映；当溶洞中含水时，自然伽马曲线幅值略低，以此来可判断其富水性；在岩溶、裂隙发育处，会出现井径扩大的现象，因此，岩溶裂隙发育程度也可用井径曲线来判断。
（五）划分钻孔地层岩性。根据不同岩石的密度，电阻率，波阻抗，孔隙度等参数的差异，并综合电阻率测井、声波测井、密度测井、中子孔隙度测井等资料就可以划分钻孔的岩性剖面。
4.地面核磁共振法
地面核磁共振法就是利用不同物质原子核特性差异产生的核磁共振效应，通过观测、研究地层中水质子产生的核磁共振信号的变化规律，来判断探测区地下水的分布情况。它是目前世界上唯一可直接找水的地球物理方法,可量化含水层信息，勘探的深度小（目前最大勘探深度小于150m），适合北方地表较干燥地区使用。其工作原理就是水中的氢核质子在地磁场的作用下，处在一定的能级上，再以具有拉摩尔频率的交变磁场对地下水中的质子进行激发，这样原子核能级间就会产生跃迁即产生核磁共振。核磁共振信号的强弱或衰减的快慢直接与含水层中氢质子的数量、含水层孔隙大小相关，核磁共振信号的幅值越大，所探测区域内水含量就越丰富。从而，可以根据由小到大的核改变激发脉冲矩来推断由浅到深含水层的贮存状况，达到实现直接寻找地下水的目的。
地面核磁共振法属于直接找水法，在有效的勘探深度范围内，有水就有核磁共振信号显示，以此来探测各类型的地下水。主要用于探测其他物探方法难以寻找的地下水，主要应用在以下4个方面：黄土孔隙、裂隙水探测；寻找碎屑岩类浅层风化裂水和层间承压裂隙水；确定基岩裂隙带的富水性；判断灰岩区溶洞、裂隙含水或是泥质充填。
三、结束语
随着近年来科技的不断发展，以及勘探技术的不断提升，在继承了老一辈水文勘探人员的技术和知识后，新一代的工作者更要与时俱进，不断的研究并熟悉新的理论和技术，从而将新老结合，挖掘开拓出更加优良的勘探方法，从而方便找水工作，使得找水的相关技术得到不断的提升和发展。
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前言
地球物理测井，广泛应用于工程勘探的各个领域。通过测井地层得到钻孔信息丰富，岩石钻孔记录的物理性质，地球物理信息的采集，处理和解释，为地质信息，信息工程和地质灾害，生态环境等信息，在推断地质结构和地质环境，在解决水文地质问题中发挥作用。我国首家煤炭行业运用盾构技术进行隧道施工在新疆某煤矿投入生产。盾构隧道地质条件将不利于施工过程，可能引起周边建筑物沉降表面变形或冲突，特别是岩石风化、水文等因素直接影响盾构隧道施工安全。所以我们必须利用经验做好预测，基于地质隧道预报经验，国内普遍采用地质雷达、钻孔、地质分析三种方法进行处理。
1 综合地球物理测井技术和应用
地球物理测井方法：自然伽玛、声波测井、电阻率测井、自然电位测井、井温、井斜测井、井中电视、盐化等。仪器设备：测井仪器采用北京中地英捷物探研究所生产的PSJ-2型数字测井仪。该系统由主机、电缆绞车、笔记本电脑、发电机，密度、井温、井斜、声波及电极系探管组成。井下电视采用武汉长胜工程检测技术开发公司JL-IDOI（A）智能钻孔电视成像仪。
中国地调局地科院物化探在完成综合测井数据采集、资料解释、统计分析和综合研究工作基础上，获得重要发现，取得了系列进展和成果。完成了庐枞ZK01及铜陵TLZK01两个2000多米钻孔的6次综合测井数据采集工作，测量总深度达4126.43米。取得了视电阻率、自然电位、极化率、磁化率、声波速度、超声成像、自然伽马、岩性密度、井斜、井径、井温、泥浆电阻率测井及井中磁测等13种测井参数的测井数据和图像。
在XX钻孔1500米以下井段连续发现21处强放射性异常（一级表外含量），异常段累计厚度达93.02米，为庐枞地区深部找铀矿提供了重大线索。通过对TLZK01钻孔岩心编录及测井资料对比分析，采用有效的矿化带识别技术，推断金属硫化物矿化段异常12处，累计厚度400余米。利用ZK01、TLZK01钻孔的常规测井资料，研究了岩性测井响应特征，完成了钻孔主要岩性的测井响应分析和岩性识别分层。利用ZK01、TLZK01钻孔的超声成像测井资料，统计分析了钻孔壁裂隙发育和破碎状况。对多参数地球物理测井结果进行了综合研究，分析了钻遇地层主要岩性的测井响应特征，初步建立了相应的物性模型。
通过深部地球物理钻孔和地球物理勘探工作的发展状况，地壳浅层的垂直变化，深化金属和地面地球物理数据提供解释，而且提供了丰富的地球物理信息，也为工作区寻找深部隐伏矿提供了丰富的地球物理信息。目前最新的脉冲中子饱和度测井、同位素示踪测井及配套装备等研究，创立了脉冲中子双谱饱和度测井及致密气藏脉冲中子测井理论，发明了放射性同位素示踪剂载体的制备工艺及放射性同位素示踪剂评价手段，形成了满足不同地层条件下注水、产出剖面监测的同位素示踪技术体系，创建了以中子寿命谱技术为核心的套后放射性组合测井解释方法，达到了截面双参数同时测量，实现了监测技术的安全、可靠和高效。
2 综合测井在盾构隧道工程主要数据
（1）不同的地质构造，岩石层的特征曲线不同，我们可以利用综合测井数据曲线来观察比较各种岩层，通过比较可以得到不同的特征，针对不同地理特征实施钻孔方案和具体的工作面方案。（如图所示）上述综合测井数据曲线分析了电阻率、声波速度曲线和电位情况，根据具体的数据曲线解释原则，与实测曲线进行对比，可以确定工作面的岩层属性，对后续的开采工作非常有利。（2）声波速度测井曲线的解释，声波在不同岩层结构其波速会有不同的变化，通过不同层面其物理指标将有明显差异，我们根据声波速度可以确定岩孔破碎程度，进而分析岩石的破碎情况和裂缝的发展趋势。（3）电阻率、自然电位以及温度曲线的变化和异常解释，一般情况下岩石周围含水层的电阻率都会呈现较明显的异常状况，自然电位会明显偏离基准线，有明显的上升变化趋势，温度呈现不规律的变化，一般情况温度的梯度变化比完整的井孔温度梯度小，随着深度的变化并不明显，因此我们结合电阻率和温度曲线，再结合自然电位变化的解释分析确定其分类，定位含水丰富区域。（4）井液电阻率测井（盐扩散法）：在含水层（段），盐化后井液电阻率随时间有明显增加和位移，根据盐化后井液电阻率随时间的变化和盐水柱的运动方向，划分含水层（段）并确定其补给关系。根据井径测井实测数圈定井径扩大段。（5）智能钻孔三维可视化成像：三维地质建模是运用计算机技术，利用测井资料、录井资料和钻井资料，形成工程参数和地质参数的三维数据体，定量分析钻孔的破碎情况、裂隙的发育及长度、宽度、裂隙的产状，计算钻孔中破碎带的面积，绘制相应的三维井眼轨迹，逐渐成为随钻地质导向钻井技术的一个热点。利用VC++与OpenGL混合编程实现井眼轨迹和地层三维可视化。
3 测井曲线综合解释
综合测井的成果解释：可以结合声波速度曲线变化来确定岩层的破碎程度，进行较准确的评估，结合电阻率、井温度变化、电阻率变化可以对岩层井下的含水状况进行评估，利用井下电视对工作面异常区进行综合的分析。利用现代化的成像测井能够准确经行地层结构分析，得到较准确的量化分析报告，结合声波速度和地质特征进行交互式的信息对比，得到裂缝参数、岩体频谱分析等等。
4 结束语
在钻井超前勘探盾构隧道时地质预报综合录井取得了一些进展。特别是软岩、硬岩，在破碎带岩体风化程度、不良水文地质等提供了一种科学地球物理测井数据，减少技术引起的屏蔽导体和盾构施工变形和损伤的影响，以便采取相应的措施，以确保隧道施工安全。建议：如果地质雷达在隧道的顶部，位于高密度勘探地面上，盾构隧道不良地质体在施工过程中对地表扰动的形成，可能引起周围建筑物和调查监测变形或沉降，将更有现实意义。
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（①Wuhan Institute of Geology and Mineral Resources，Wuhan 430205，China；②College of Earth Sciences，Jilin University，Changchun 130061，China）
摘要： 为了给城市工程建设规划提供基础地质资料,需查明区内断裂的准确位置、产状以及覆盖层厚度。利用CSAMT方法进行了勘察工作,为避免区内人文干扰和电磁的严重干扰,野外施工时采用了多种手段以保证观测数据的可信度;数据处理时首先利用五点平滑进行去噪处理,然后利用空间滤波消除静态效应,最后采用基于遗传算法的CSAMT全资料反演程序对野外数据进行反演。分析反演结果并结合已知地质资料,给出了区内断裂的准确位置等信息。
Abstract: In order to provide basic geological information for a city construction plan, it is necessary to identify the precise location of the faults, the thickness of the overburden, and estimate the activity of the faults. We used CSAMT method for survey work. As there was strong electromagnetic interference in the survey area, we took many means to ensure the data obtained credible. By employing genetic algorithms full data inversion program for data inverse, we achieved a good result. With comprehensive analysis of the geophysics and geological data, we have determined the precise locations of faults.
关键词： 可控源音频大地电磁测深 空间滤波 遗传算法 全资料反演
Key words: CSAMT；spatial filtering；genetic algorithm；full data inversion
中图分类号：G31文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）29-0295-03
0引言
隐伏断层是在地表无显示或出露不明显，而潜伏在地表以下的断层。这种断层可以是切穿基岩的断层被新沉积物覆盖，或者是断层被侵位岩体占据，也可以形成于地下深处没有切穿至地表的盲断层。
用可控源音频大地电磁法研究隐伏断层是近几年来才逐渐开始的。根据大量学者的研究可得出结论：采用可控源音频大地电磁法对低阻非常敏感，可有效地划分断层破碎带，可有效避免高阻屏蔽，解决常规电法以及地震折射法不能解决的地质问题[1、2、3、4、5]。
根据前人研究工作，珠三角地区发育两条NW向断裂及它们的次生断裂，由于工作程度不够，断裂的位置、产状、活动性等信息不清楚。为了更好地进行区域建设规划，在区域内开展了可控源音频大地电磁测深工作，力求查明区内断裂的具置和产状及覆盖层厚度，为区域建设规划提供基础地质资料。
1测区地质地球物理概况
珠江三角洲地区地层隶属华南地层大区中的东南地层区，主体为东江地层分区。地层出露齐全，从震旦系至第四系均有出露，在工作区范围内以中酸性岩浆岩为主，第四系广泛分布于珠江三角洲平原（见图1）。
因隐伏断层潜伏地表以下，因此单凭通过野外的地质调查难以发现线索。但由于断层切断了岩层的水平连续性，上下盘的错动和断层滑动面的破碎导致岩层中地震波的传播特征和电性特征发生明显变化，当这种地震波的传播异常和电性异常突出到一定程度就能够通过地面的地球物理探测而反映出来。一般而言，相对于围岩介质的电阻率，断层可表现为低阻断层或高阻断层，取决于断层的性质、破碎带宽度、胶结程度、含水特征、岩脉侵入等特性及围岩电阻率特性。根据断层的发育情况及其与两侧岩层的电性差异，断层的电性特征主要有以下几种表现：当断层破碎带宽、断层电阻率与两侧岩层电阻率差异明显时，断层表现为高阻或低阻板状体；当断层带不发育或断层电阻率与两侧岩层电阻率差异不明显时，如果断层两侧岩性不同，断层将表现为岩性分界面[6、7]。根据以上特征我们在测区开展了可控源音频大地电磁测深工作。
2方法原理
可控源音频大地电磁法[8、9、10]简称CSAMT法。20世纪70年代Goldstein和Strangway引入该方法，是20世纪80年代末开始兴起的一种地球物理新技术，其勘探深度较大和分辨率较高，使得它在油气勘查、矿产资源探测、地下水以及工程地质研究中应用颇多[11、12、13]。
该法基于电磁波传播理论和麦克斯韦方程组，推导出电场（E）、磁场（H）与电阻率（ρs）的关系式：ρ■=■■（1）
式中f代表频率。式（1）说明：在地面上测定的电场与磁场之比具有阻抗概念，可获得地电阻率，称之为卡尼亚电阻率。
又根据电磁波的趋肤效应理论，导出了趋肤深度公式：
H≈356■（2）
式中H代表探测深度，ρ代表地表电阻率，f代表频率。
由（2）式可见，当地表电阻率固定时，电磁波的传播深度（探测深度）与频率成反比：高频时，探测深度浅；低频时，探测深度深。因此人们可以通过改变发射频率来改变探测深度，从而达到变频测深的目的。
3野外工作方法
勘探采用仪器为骄鹏公司E60系统，根据探测任务，采集频率选择为10000~0.325Hz，共计59个频点。发射极供电采用30Kw大功率发电机，最大发射电流30A。
根据区域地质资料以及前人工作，在区内布置了两条测线：1号线长1400m，点距100m；2号线长度800m，点距50m。
CSAMT法在开展大面积工作之前，进行方法试验和参数选择是必要的，尤其是对发射和接收的频率以及对发射与接收距离R进行选择[14、15]。在本区由于探测目标较深，因此利用中低频段，选择的频率为10000~0.325Hz，此频段可实现从地表探测到地下2000m的深度。CSAMT法的探测深度既受到频率的控制，又受到收发距R的限制[10]，选取R为7000m，AB长为1000m，可保证地表到地下1000m的深度范围内探测结果的可靠性。
为接收保证接收信号的可靠性，在每次观测前，要测量接地电阻，接地电阻小于1000Ω时可获得较强的电场信号和较高的信噪比。对于磁探头的埋设，使其与供电电极AB方向垂直，并保证其水平放置，同时将其埋实,以避免环境干扰。
4数据处理与资料解释
在获得了可信的原始数据后,首先对资料进行预处理。工作中虽采取各种措施，但还是受到比较严重的电磁干扰，数据出现飞点，因此数据预处理首先是去噪和静态校正。对于五点三次、五点二次平滑及三点、五点汉宁窗滤波等去噪方法，经对比发现采用五点二次平滑在忠于原始曲线趋势的情况下能最大限度的平滑飞点，取得较好的效果。
静态效应[16~18]严重影响着处理解释的结果，为此需要对CSAMT资料进行静态校正来提高处理解释质量。空间滤波法做静态校正认为地下电性异常体或地质构造引起的视电阻率沿测线的变化是平缓的，而地表局部不均匀体或局部地形不水平则会引起视电阻率沿测线急剧变化，采用此种滤波方式，可压制“高频”的静态效应[19]。结合本次勘探深度范围为地下50m-1000m，所以采用空间滤波法做静态校正。
经过上述处理步骤以后，还需要对CSAMT数据进行反演计算。近年来国内外一些地球物理学家开始寻求不考虑近场校正的全场资料的数值模拟和反演方法，并成功开发出基于遗传算法[20~26]的CSAMT全资料反演程序。本次将基于遗传算法的CSAMT全场资料反演程序应用到本次数据处理。
5资料解释
图2、图3是综合剖面解释图,图中横轴为测点位置，纵轴为探测深度。电阻率从小到大的变化用不同的颜色变化规律来表示。
1号线综合解释结果如图2所示。从CSAMT反演剖面的电性特征来看，该测线的浅部为低阻层，这一电性层判定为第四系沉积物。该层上下电性层细分不明显，在500m-650m之间出现浅部局部高阻，是由于该段测线在马路旁边，来往车辆对高频信号造成的干扰。在本区，我们推断断裂的依据为：当基岩中有断裂破碎带时，往往由于充水，电阻率显著降低；当纵向地层存在电阻率差异时，断层上下盘的错动，也可以形成电性界面。
结合以上讨论从剖面图可以看出：600m-800m、1000m-1200m之间有明显的断裂显示，分别定为F1、F2，断层产状较陡。
2号线综合解释结果如图3所示，横轴代表点位，纵轴代表深度。从CSAMT反演剖面的电性特征来看，该测线的浅部为低阻层，从左侧到右侧低阻层逐渐加厚，厚度由200m逐渐变为400m，在300m-500m之间浅部出现2个局部的高阻，该段穿过马路，判定为来往车辆所形成的高频干扰造成的。从剖面图看出，在深度500m以下，0m-300m范围的电性明显变化，推断为F3断裂。
结合地质资料分析，F1断裂对第四系的沉积厚度影响较明显，F2断裂应该为F1断裂的次生断裂。F3断裂对第四系沉积物的沉积厚度影响不明显，故F1断裂较F3断裂活动性更强一些。
6结论
6.1 CSAMT法是电阻率频率测深法，采用人工场源，信号强度大，信噪比高，在工业电磁干扰、人文干扰因素较大的地区进行隐伏断裂的探测发挥了重要作用，取得了较好的地质成果。说明该方法具有较强的抗干扰能力，在高噪声地区仍能较好的开展工作。
6.2 由于干扰的存在，数据预处理是有必要的。采用基于遗传算法的CSAMT全场资料反演程序进行数据反演，不但具有对初始值依赖小、抗干扰能力强的特点，而且不用进行近场校正，能最大限度的利用数据。并能够定量反映地下电性参数，给地质解释带来更大的实用价值。
6.3 经过本次工作，准确的定位了区内断裂的位置、产状及其覆盖层厚度。后期钻探工程施工中，在推断断裂F1、F3处发现破碎带进一步证明了CSAMT法具有准确探测隐伏断层的能力。
6.4 通过本项目的隐伏断裂的探测工作证明，CSAMT法成本低、效率高、成果可靠。在地形起伏较大的工作区或山区等不易开展常规物探方法的地区较适合开展此工作。此方法在地质灾害调查等工程物探领域具有广阔的应用前景。
6.5 CSAMT法探测深度大、准确度高，不仅能够推测断裂构造或破碎带，而且能够电性分层，圈出低阻区等，如果能与工区地质相结合，在寻找隐伏矿床和地下水资源方面可有广泛的应用。
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中图分类号：C39
一、前言
科学的发展，对于金矿进行勘查的过程中，采用综合物探的方法，对于水文地质条件进行有效的勘测，进而能有效的了解矿井的地理结构。而矿产勘查的主要目在于通过少量的经费投入获取较好的地质效果，获取较大的经济效益。在过去多年的矿产勘查工作中，找矿实例表明在目前的工作中只有将地质、物勘、化探和钻探等多种方法综合起来，并且合理的运用和配合，进而实现良好的配合效果和最佳处理途径。
二、金矿成矿的必要条件
据了解，地壳中金的丰度为0.5×10―9，与地幔中的丰度相比，地壳中的丰度更低，地幔和地壳中富集着许多的金矿的成矿物质。从当下的开采和回收水平来看，从3×10―6的工业品位出发，当金在地壳中的浓集系数达到≥6×103时才可以成矿。所以，经过了地质作用的不少回富集之后才可以形成金矿；又因为金具有亲硫性，自然界中的金通常都是金的硫化物，与硫化矿物共生，相关资料显示，造岩金难被活化，而金的硫化物不难被活化。所以，对于金的富集有决定作用的关键取决于硫化物作用。构造岩浆作用和在构造岩浆作用背景上的金属硫化物富集作用是归纳金矿成矿的两个主要条件控制。所以，我们可以从硫化物的强度、碎裂状来看，也可以从其被角砾化的岩石及其在岩石中的赋存特征来分析原生金矿存在的位置。
三、金属矿综合物探勘查技术的应用范围
1、在成矿带、矿田预测研究中的应用
综合物探技术在康古尔塔格成矿带找矿取得了重大突破，先后发现了石英脉型金矿、浅成低温热液型金矿、以铜为主的多金属矿及铜硫化物矿等类型矿床。
2、在矿产普查与勘探中的应用
在矿床普查、勘探中，应用较多的地球物理勘查技术主要有：各种地面磁法、布格重力、电阻率法、自电、激发极化法、电磁法、地震法和各种地下物探方法等。例如，天湖铁矿的发现和勘查过程中，地面磁法发挥了重要的作用；可可塔勒铅锌矿的找矿勘探史可归纳为：1/20万化探扫面发现异常―1/5万化探异常检查―1/2万地质、磁法和激电扫面圈定异常范围―1/2万TEM圈定矿体―TEM测深隐伏矿定位。该矿床的储量由小型变成大型，物探方法起了关键性的作用。
四、综合物探概述
在矿产勘查工作中将地质、化探、物探、钻探等方法综合一起，进行恰当合理的分配，进而实现采矿目标和最佳效果要求，这就是综合物探。矿产勘查的主要目的在于多快好省地发现矿产资源的储存位置和储存规律，是通过少量的经费投入获取较好的地质效果，获取较大的经济效益。对于现阶段的矿产勘查工作而言，除了采用必要的地质勘查的前提，要确保勘查工作的科学性与合理性，保证勘查能够准确、完善的描述出矿产分布规律，以提高矿产开采要求。
在这种工作基础上，很到成都上取决于勘查方法与技术选择是否合理、科学。在工作中我们在强调具体地址问题、经济效益、有效的原则和选择适当的方法技术，要在工作中尽可能的发回综合物探方法的优势，进而因地适宜的解决现有问题。
五、综合物探的原理
所谓的物探技术就是根据各种岩石之间存在密度、电性放射性以及磁性等物理性质的差异，利用地球物理的原理，选用不同是物理方法和物探设备，进行工程区地球物理场的变化测量，以此来了解其水文地质以及工程地质条件的一种勘测方法。目前，由于单一的物探方法具有自身的局限性以及地质勘查具有复杂性，因此，我们在地质勘查中常常采用多种物探方法进行勘探和测试，这就形成了综合物探技术。综合物探技术是基于先进电子信息技术而逐渐发展起来的。由于不同的地质结构具有不同的物理特性，采用精密的电子器对地质结构进行探测，然后根据仪器反的信息数据和图像，对地质结构作出准确的定量分析，从而对勘探地质结构的岩石密度和辐射进行判断。通过综合物探技术可以很好的了解各个岩石层的岩石结构和岩石种类进而有效地完成地质勘查工作，为各种地下矿石能源的开采进行安全的指导。由于地质勘查工作的复杂性，针对不同的环境往往采用不同的物探技术，因此进行地质勘查的综合物探技术的方法有很多。例电磁法、电流法、天然磁场法、无线电波法。
六、金属矿综合物探勘查技术的应用范围
1、在成矿带、矿田预测研究中的应用
综合物探技术在康古尔塔格成矿带找矿取得了重大突破，先后发现了石英脉型金矿、浅成低温热液型金矿、以铜为主的多金属矿及铜硫化物矿等类型矿床。
2、在矿产普查与勘探中的应用
在矿床普查、勘探中，应用较多的地球物理勘查技术主要有：各种地面磁法、布格重力、电阻率法、自电、激发极化法、电磁法、地震法和各种地下物探方法等。例如，天湖铁矿的发现和勘查过程中，地面磁法发挥了重要的作用；可可塔勒铅锌矿的找矿勘探史可归纳为：1/20万化探扫面发现异常―1/5万化探异常检查―1/2万地质、磁法和激电扫面圈定异常范围―1/2万TEM圈定矿体―TEM测深隐伏矿定位。该矿床的储量由小型变成大型，物探方法起了关键性的作用。
七、物探方法的选择与应用
首先，应对工作地区的研究程度进行系统地了解，充分认识工作地区待找矿床的地质、地球物理及地球化学特点，对收集的资料进行分析、归纳、整理及成矿背景研究。其次，应根据现有物探技术水平及地质找矿过程中要解决的实际问题，选择经济有效的地球物理探查方法。应根据工作区的具体地质条件确定物探目标物―与欲寻找矿产有某种关系，从而确定物探调查的目标物。要保证现有地球物理方法技术能找到该目标物，且工作方法在经济上是合理的，同时还要注意获取系统、完整的地球物理调查资料，这对全面认识矿区地质体地球物理场特征和后续找矿工作十分重要。
物探方法技术选择的基本原则是：方法技术的选择不仅要重视其先进性，更要重视其针对性、适用性和经济性；不仅要重视各种方法技术的组合，更要重视其有效配置；不仅要重视方法技术实施的时序，更要重视其时效。
八、结束语
综合物探法在矿产勘查中具有着间接找矿效果，尤其是在金矿勘查中效果最佳。在采矿过程中，运用各种物探方法来指导施工是很重要的并且也很必要，很大程度上消除了找矿过程中的盲目性。
参考文献：
1、王卓，综合物探方法在金矿勘察中的应用[J]，科技与企业，2013年第3期
主管单位：国土资源部
主办单位：青岛海洋地质研究所
出版周期：月刊
出版地址：山东省青岛市
语
种：中文
开
本：大16开
国际刊号：1009-2722
国内刊号：37-1118/P
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发行范围：国内外统一发行
创刊时间：1982
期刊收录：
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
期刊荣誉：
Caj-cd规范获奖期刊
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期刊简介
《海洋地质动态》创刊于1982年，由青岛海洋地质研究所主办，海洋出版社出版。本刊是海洋地质科学领域的一份综合性指导类刊物，主要刊登反映当今国内外海洋地质、海洋石油地质、海洋矿产资源、海洋地球物理、海洋地球化学、环境地质和灾害地质等学科的科技进展和发展趋势的学术论文；报道相关科学领域的最新研究成果、新技术方法、海洋地质调查研究和学术活动等信息。
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）03-0110-02
一、地球重力场
地球是一个具有明显圈层结构特征的非均匀质体。总体上说，地球圈层分为地球外圈和地球内圈两大部分。其中，地球内圈分为地幔圈、液态外核圈和固态内核圈。各圈层可根据密度结构划分成更细的层，各圈层的密度结构各不相同，同时，各圈层之间存在着极为复杂的耦合作用。地球表面静止物体所受的作用力为引力和地球自转离心力的合力，通常称为重力，它的物理量是重力加速度。地球重力场是表征地球介质密度变化和各种环境下（如固体潮汐、内部热流、固体和液体之间的质量交换、表面负荷和构造运动等）动力学特征的最基本和最直接的物理量[1]。因此，地球重力场不仅存在着空间变化而且存在着时间变化，地球表面重力观测随时间的变化，形成时变重力信号。时变重力信号有很宽的频谱范围，周期变化范围可从几秒到一年以上，其中大部分理论上已知的地球动力学现象都可通过高精度连续重力测量，所获得的不同时间尺度的重力变化，可用于揭示地壳均衡、地壳形变、冰后回弹、自由振荡等地球的动力学过程，以及与人类活动相关的重力场时变成因。
二、地球重力场的观测与应用
准确的地球重力值可通过绝对重力测量获得，它不仅是大地测量、区域性乃至全球性地球重力场标定的基础，也被广泛应用于地壳非潮汐形变监测、海平面变化、地震及震后效应、火山活动等现象的研究领域。随着资源开发和环境监测日益增长，高精度绝对重力测量也逐步延伸到这些领域[2]。随着科学技术的发展，高精度连续重力仪器已经取得在小型化、自动化及智能化等方面的发展。利用全球重力观测网络获得的重力场时间变化资料能够用以研究地球物理学和地球动力学中的热点问题[3]。与此同时，GRACE卫星时变重力模型的，使得利用卫星重力数据研究地球全球性乃至区域性物质质量变迁成为可能。进入21世纪以来，地面与卫星时变重力观测逐渐受到重视，在很大程度上促进了地球重力场的研究进展，其中，与人类活动及生活息息相关的应用领域主要包括三个方面：（1）解决行星间系统下的地球动力学变化特征及地球内部参数的确定问题，例如，地球本身的固有运动，地球重力潮汐（固体潮）、地球自转及同震重力响应时变重力观测等。（2）解决非唯一性的地球内部物质迁移与结构问题，例如，地球相对稳定重力场的应用，圈层结构及资源勘探。（3）解决人类活动时间尺度下的地表物质迁移与环境问题，例如，地表及以上物质迁移的监测，以及地表负荷激发的地球动力学响应。
三、高校开设相关领域课程的现状
“重力学/重力勘探”等课程是目前国内外高校在地球科学领域中开设的主要专业骨干课，通过重力测量技术和观测数据解译技术以及相关的理论的讲授，为进一步从事地球物理基础研究和应用研究打下基础[1]。重力学（重力勘探）是地球物理学（地球物理勘探）的一个分支[4]，由于专业的实践性和应用性都很强，因此，少有高校开设与其内容相关的公选课程，对于“地球物理学”及“大地测量学”专业外的学生而言，很难接触并了解跟我们人类活动与生活息息相关的地球重力场及其相关的地球科学问题。中国地质大学（武汉）自建校以来，始终大力构建“以地球系统科学为主导”的学科体系，积极发展应用科学、前沿科学，以及与社会经济发展密切相关的信息等新兴交叉学科。通过开设该公选课程，为其他学科专业学生提供认知地球重力场的学习与交流平台，了解与熟悉相关重力测量理论与方法，结合目前地球重力场研究领域的发展现状，加深对地球重力场探测及其相关地学应用与人类生活之间关系的理解。
四、“地球重力场与人类生活”公选课程设计
在国内，关于“重力学”及“重力勘探”等方面的教材较多，主要面向的对象为地球物理学及大地测量学等专业学生，教材涉及的内容主要涵盖了概念、基本理论公式、处理方法及实际应用解释等，但是还没有地球重力场直接与人类活动等科学问题配套的教材。其原因一方面是此类内容多是近年来地球科学领域与社会关注的热点问题，通常以科学研究的通讯新闻或科技论文的形式发表，体现了课程所设计内容的实时性与重要性。因此，课程以认识地球重力场为主线，结合最新的科技文献等热点信息资料，以讲授故事、分享实例及相互交流等形式，增加学生对地球科学学科的感性认识，提高学生的学习兴趣。以上课程内容按24个学时设置，主要涵盖了4个方面的内容。
1.地球重力场介绍。主要介绍地球重力的组成、引力及惯性离心力分布特征、人类对于重力现象的认识过程经历了几次大飞跃；重力的单位、重力位、引力位、水准面、大地水准面等基本概念；分析直角坐标系中地球重力场（包括各个分量）的基本表达式、重力位与重力的关系等基本关系，着重讲解地球重力场、重力位、及大地水准面等问题。
2.重力观测方式介绍。主要介绍重力测量仪器以及观测的主要方式等，重点介绍卫星重力观测的基本原理与观测方式。通过简单地讲解“重力测量仪器”或“卫星传感器”的基本原理，使学生了解用于测量的重力仪技术要求等功能原理，其中主要以发展历史、图片展示的过程进行针对性讲授。
3.人类活动与生活相关的地球重力场应用。地球表面的任何物体都受到地球重力的作用，地表重力不仅随不同的时间与地点而变化，并且与地下物质密度分布不均匀以及物质迁移有关。因此，研究地上、地表与地下物质密度分布不均匀及迁移引起的重力变化，可以了解和推断地球的结构、地壳的构造，以及地球动力学等课题。在这些研究领域中，人类活动无疑存在于甚至影响这些地球系统运动过程。
4.由地球重力场的变化带给我们的启示。主要介绍地球重力场的变化可能带来的地球活动的前因与后效等问题，例如，地震前兆等与人类紧密相关的事件。同时，重点介绍由于人类活动导致的质量迁移所引起的重力变化，例如，冰雪融化、地下水流失等社会热点问题。通过结合科学研究成果详细介绍，并与学生广泛地交流，以期达到从各类事件中给予学生对资源保护灾害认知的启示。
地球是一个庞大而复杂的系统。人类在这颗星球上世世代代生息繁衍，并在生产和科学实践中不断地研究和深化对地球的认识。对于地球物理学中的重力场而言，许多自然现象引起的重力场微弱变化现如今都已可以检测，如冰后回弹、地球自由振荡、陆地地下水储量变化等，因此，推动了重力场理论模拟和重力观测技术的发展，并为“重力学理论”研究提供基础和动力。作为面对地球物理学专业以外学生开设的“地球重力场与人类生活”公选课程，能够使学生更好地了解我们赖以生存的地球，对“地球科学学科”产生兴趣。因此，作为以地球科学类特色的中国地质大学（武汉），应该开设相关科普性公选课程，培养具备一定的地学知识的综合型人才，这是我校地球科学学科为主导的学科体系发展不可忽视的教学环节。
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Exploration on Offering the Public Elective Course of "Earth Gravity Field and Human Life"
WANG Lin-song
（Hubei Subsurface Multi-scale Imaging Key Laboratory，Institute of Geophysics and Geomatics，
