地球物理绪论课件.ppt

绪 论 1.1 应用地球物理的发展方向和应用领域 人类社会正在经历一个巨大变革时期。地球物理学在经历了以活动论为内涵的板块构造和行星际探测双重革命的重大发展时期以后，正处在一个新起点上。 ——未来更富有挑战性的综合探测，展现出前所未有的发现和突破机会。 ——出现许多新的成果，带来新的科学思维、理论、方法和概念。 地球物理学 是地球科学中的新兴学科，也是人类深入认识地球的重要工具。 地球物理学以物理学研究的发展为依托，运用物理学的理论方法探索地球内部的结构、动力体系与演化。其研究范围涉及地壳、地幔和地核，尤其是岩石层和软流层发生的各种物理现象、成因及其过程。通过地球物理场的观测、资料处理和模型计算，以达到深入认识地球、造福人类的目的。 地球物理研究的起源 可以追索到很早远的年代。例如，2000年前中国的指南针，1640年瑞典人找铁矿用的罗盘，l684年牛顿的万有引力定律等。但地球物理学真正形成为一门完整、系统的科学是在19至20世纪，尤其近50年来，地球物理以其观测密集、精度高、信息量大的资料数据系统和全球整体性的研究思路和方法所显示出的科学力量，使地球物理学研究受到普遍的重视。 地球物理学的组成 由(1)固体地球物理学，(2)应用地球物理学，(3)大地测量学，(4)空间物理学，(5)大气物理学，(6)海洋地球物理学等分支学科组成。 应用地球物理学的主要任务 应用物理学原理和方法开展能源、资源勘探与开发，地质灾害的预测预防，地球环境的保护和污染监测等。 应用地球物理学在人类生存和社会发展中的作用 地球资源和能源的开采，使人类自17世纪以来，逐渐建立起物质文明的工业社会。20世纪，对能源资源的需求和对威胁民众生命财产的地震、火山喷发和滑坡等地质灾害的关注，应用地球物理（地球物理勘探、勘查地球物理）迅速发展成为一门自成体系的地球物理学分支，在能源和矿产资源的勘探与开发、灾害预测预防、环境监测和保护、文物勘查以及监测核爆炸等作出了辉煌的成绩。 应用地球物理学发展的动力 首先来自社会和经济发展的需求。近年来，促进应用地球物理学发展的社会背景涉及以下几个方面： 1) 20世纪70年代的能源危机促进了对油气勘探的投资，形成强大的地震勘探队伍和技术储备。到20世纪80年代，几乎所有的大型沉积盆地都已开展地球物理测量。随后，油气资源后备基地濒临枯竭，勘探逐渐转入在已知沉积盆地内部寻找过去难以发现的圈闭和储层。为此，要求应用地球物理学的理论、方法和技术进一步的发展和提高。 2) 在固体矿产勘探方面，20世纪70年代以来，随着前苏联、南美和澳洲多个超大型金属矿床的发现，矿石价格下跌，造成采矿工业的世界性不景气。为此，物探界一方面提高物探方法技术水平，增加技术储备，以求度过难关。另一方面加强金矿等贵金属及急缺矿种的地球物理勘探，扩大应用领域。 3) 随着社会发展和社会文明进程的加速，水利、电力、工程建设和环境监测、文物和古建筑勘测及保护等方面对应用地球物理提出了新的需求，促进了浅层工程物探、层析成像和环境地球物理等方法技术研究的发展与深入。 应用地球物理学应用领域 应用地球物理学利用力、声、电、磁、热、光及核变等物理方法进行地球资源和能源的开发、重大工程的施工设计、地质灾害的预测预防和环境污染的监测。 促使物理学、数学、信息科学等学料向地球科学渗透。海量的物探资料处理以及各种高灵敏度、高精度、多功能地球物理仪器的发明，促使物理学、数学、信息科学迅速发展。 应用地球物理学的主要发展方向 (1)勘探地震学的主要发展方向: “能源危机”在世界规模上导致对石油、天然气勘探的大量投资，形成强大的地震勘探队伍和技术设备。目前，石油、天然气地震勘探从信息采集到处理解释已全部数字化，采集的信息量增加迅速，在信号处理、成像理论及实践方面都有新的发展。以反射地震为主导的勘探地震学的主要发展方向: 1)从信号采集到处理解释实现全面数字化。采集装置从几十道发展到近一万道，检波器可全部遥控。在解释上已经普及专用的地震解释工作站，使地震勘探取得可应用的信息量提高一个数量级以上。 2)信号处理方法技术。通过模式识别等方面的长期探索，最终建立了比较适合反射地层信号处理的小波理论，从而使非线性地震信号处理建立在一个牢靠的基础上。同时，基于神经网络理论的地震信号处理引起了广泛的重视，在废道剔除、测井层位对比等应用上取得了效果。 3)地震成像理论。地震偏移理论得到进一步提高，叠后偏移的算法不断改进。叠前偏移的研究全面展开，初步取得了应用效果。基于走时和波场的地震层析成像理论已初步建立，线性算法已可实用。但对于非均匀地球的成像属非线性问题，其研究才刚刚开始。 4)地震反演研究。在