物探在考古勘探中的应用初探

本文从模拟实验、理论计算和实际应用出发,着重阐述了磁法、电法和遥感技术在考古勘探中的应用机理、方法、效果等。论证了物探考古的可行性,并就物探考古勘探深度浅、物性差异小的特点,讨论了抑制各种干扰,提高分辨率的基本原理和方法。同时,对于目前物探考古应用中存在的问题及其发展方向,提出了一孔之见,供进一步研究和讨论,     

Seismic tomography: Application for archaeological purposes

Work on the excavations at the ancient Etruscan settlement of Marzabotto (Bologna) restarted in 1988. These excavations, as they were worked, brought to light a complete urban layout represented primarily by foundations, courtyards, roads and wells. The site has been the focus of intensive experimentation to assess the feasibility of geophysical remote sensing in exploration archaeology. Different geophysical techniques have been tested at this site: geoelectric, electromagnetic, magnetic, and seismic methods. One of the methods tested was geophysical seismic tomography. This method utilizes straightray algorithms to map subsurface properties by analyzing the first signal arrival time. Seismic tomography treats the problem of identifying a buried structure as a wave propagation process by inverting the linearized wave equation to compute the spatial distribution of the slowness of the velocity. The purpose of our tomographic study is to further test the method and to guide archaeologists in their future excavations by locating and identifying buried structures. In particular, analyses are performed on the geometries, signal characteristics, discretization of the area, and constraints of the inversion algorithm in order to enhance the effectiveness of the tomographic reconstruction process and to reduce costs. A controlled experiment is presented for a typical Marzabotto buried structure with which it is possible to verify the effectiveness of the applied technique. It is demonstrated how proper field measures and an inversion test can provide reliable information that can be used to guide excavation work. © 1994 John Wiley & Sons, Inc.     

考古磁学─磁学在考古中的应用

60年代质子磁力仪问世,磁力勘查成为探查古遗存空间分布的主要地球物理方法之一。同时,古地磁学的发展使磁性地层学成为确定古遗存、古人类化石时代的重要手段。随着第四纪沉积物磁性特征研究的深人,又为环境考古提供了新的途径。作者通过实践研究,认为以古遗存本身及所处的地层的磁性特征为基础,从磁学机制出发,可将上述空间、时间及环境考古诸方面有机结合起来,构成统一的考古磁学。文中以祥硕的数据、实例介绍了应用的效果,并阐述了具体的工作方法与技术。     

中国环境考古学研究综述

近十几年来，环境考古学在中国取得了令人瞩目的发展。回顾十几年来的研究实践可以发现，我国旧石器时代的环境考古工作，主要集中于古代人类生存环境的重建，在研究方法上经历了传统分析阶段和多元分析阶段，现在试图进入综合研究阶段。而新石器和铜石并用阶段的环境考古工作，则集中于探讨考古文化的兴衰、更替、中断和转移的环境背景。实践证明，现阶段的环境考古学需要考古学和地学各分支学科之间的紧密结合，需要基础理论上的突破与研究方法上的改进。     

Applications of hydrogeophysics in characterization of subsurface architecture and contaminant plumes

Geophysical methods have been applied to a wide range of hydrogeological problems. With improvement in geophysical inversion algorithms and measurement tools, significant achievements have been made in the characterization of subsurface architecture, time-lapse monitoring of hydrogeological process and contaminant plumes delineation. In this paper, we summarize the geophysical methods that are most widely used in hydrogeology including Electrical Resistivity Tomography (ERT), Induced Polarization (IP), Ground Penetrating Radar (GPR) and Electromagnetic Induction (EMI). Three examples including lab and field works are used to demonstrate current application of geophysical methods for characterizing subsurface architecture and contaminant plumes. Though great progress has been made in hydrogeohysics over the last few decades at home and abroad, challenges still remain in practical applications. More recently, hydrogeophysics continues to develop in the areas of establishment of hydrogeophysical models, large-scale architecture characterization, uncertainty analysis, biogeochemical process monitoring and ecosystem science.     

ATEM-Ⅱ型瞬变电磁系统的实际应用

介绍了ATEM-II型瞬变电磁系统在矿产普查、大型矿山潜力资源探查、地下水勘察、城市工程勘察和地下活断层调查、矿井透水预测等领域的应用实例.     

青海祁漫塔格成矿带地球物理方法找矿有效性试验

随着青海祁漫塔格成矿带矿产地质调查工作的深入开展,地球物理勘探方法在该地区地质找矿中,特别是在隐伏矿床找矿中发挥着越来越重要的作用。通过对青海祁漫塔格成矿带中地形地貌特征具有代表性的夏日哈木镍矿区及其外围这一区域开展重力、磁测、激电中梯、可控源音频大地电磁测深、天然场源电磁测深等地球物理勘探的有效性试验及示范工作,证明在解决好施工过程中的一些技术问题后,这些方法在青海祁漫塔格成矿带的地质矿产调查工作中都是有效的。通过进一步总结认为,在该地区利用地球物理勘探方法进行重点区域调查时,应首先开展大于1∶1万比例尺的高精度磁测、重力和激电中梯工作,细分异常,在此基础上,开展激电测深和电磁测深,以确定地下地质体的深度,进而通过综合研究,对其成矿前景进行评价。本文对方法有效性的认识,可作为在青海祁漫塔格成矿带开展地质矿产调查工作时地球物理勘探方法选择的参考。     

发展测井和井中物探技术提高地质工作效果和经济效益

地矿系统的测井和井中物探工作始于1954年, 三十多年来的主要成果是:(一)圆满地完成了历年能源矿产的测井任务, 取得了显著效果。(二)水文测井得到稳步发展, 技术水平逐步提高。(三)开拓了井中物探领域, 为寻找井底、井旁隐伏矿奠定了基础。(四)扩大了测井在原位测定矿层品位和区域物探领域中的应用。(五)取得了较显著的技术进步和科技成果。存在的主要问题有三个即:(一)对地下物探的作用估计不足, 像有形成正式而完整的技术规定。(二)一些方法技术和仪器设备没有跟上地质任务变化的需要。(三)技术力量过于分散, 形不成有力的拳头。在分析当前形势的基础上, 指出地下物探面临着机遇和困难并存的局面, 今后的奋斗目标是:推广数字测井技术, 发展微机控制、实时处理的井中物探仪器系列;地下物探要发展全方位服务, 力争更直接地参与国家经济建设, 并提出了四个方面的钻孔要进行测井, 三个方面的钻孔要进行井中物探。     

综合物探在寻找矽卡岩型矿床中的应用

矽卡岩型多金属矿是我国重要的成矿类型之一,通常利用频谱激电（SIP）、瞬变电磁（TDEM）、可控源音频大地电磁（CSAMT）及高精度磁测等地球物理勘探方法,从直接和间接角度寻找这类矿床。该文介绍了以上方法的应用现状,探讨了物探方法在寻找矽卡岩型矿床中的有效性。     

Exploration of Tunnel Alignment using Geophysical Methods to Increase Safety for Planning and Minimizing Risk

Engineering geophysics provides valuable and continuous information for the planning and execution of tunnel construction projects. For geotechnical purposes special high-resolution geophysical methods have been developed during the last decades. The importance of applying geophysical methods in addition to usually used geological and geotechnical exploration techniques is increasing. The main goal is to achieve an accurate and continuous model of the subsurface in a relative short period of operation time. The routine application of engineering geophysical methods will increase in the coming years. Due to the high acceptance of engineering geophysics at construction sites, much wider application of geophysical investigations is expected. The combination of different methods—geophysics, geology, and geotechnics as well as the so-called joint interpretation techniques—will be of essential importance. Engineering geophysics will play an important role during the three phases: geological investigation, tunnel planning, and execution of tunnel construction. If hazards are well known in advance of a tunnel project the safety of workers will essentially be increased and geological risks will be minimized by means of successful and interdisciplinary cooperation.     

现代遥感技术在秦始皇陵考古研究中的应用

秦始皇陵考古研究已取得大量成果,但对是否存在西墓道、阻排水渠位置及阻水效果等问题还不清楚。应用现代遥感技术在秦始皇陵区对文物遗存进行探测,对航空全色遥感图像和航空高光谱遥感图像进行数据处理、解释,提取文物遗存信息,发现了封土堆热异常,证实了阻排水渠的存在及其阻水效果,确认了西墓道的存在。与地球物理和地球化学的研究结果进行比较,得到的结论完全一致,证实了遥感方法的准确性和有效性。     

Radiowave and gas-emanation control of objects in the fuel and energy sector in the zones of natural and anthropogenic risks

Radiowave and gas-emanation geophysical methods have long been used to study the upper segment of a geological section, i.e., at the depths of the first tens of meters. This work deals with the improvement of these methods and the accuracy of the results of works due to the use of the new techniques and technology of other electrical prospecting methods. A complex of geophysical and geochemical methods based on studying the Earth’s radio fields (the ERF method) and the emanation fields of radon or other gases in the soil (EM) has been developed and widely tested. The proposed methods were tested during the study of the zones of natural and anthropogenic risks (landslides, karsts, etc.) at fuel and energy-sector objects (pipelines, their construction sites, etc.). They can be used to solve other engineering and hydrogeological tasks related to the upper segment of a geological section.     

西藏冈底斯东段铜多金属成矿带综合物化探技术有效性试验

应用综合物化探方法在西藏冈底斯东段铜多金属成矿带驱龙、甲马矿区进行了方法有效性试验。介绍了野外方法试验采用的综合物化探技术及数据处理方法,对各方法的试验成果进行了综合对比分析,在此基础上展望了以DPEM、TEM方法为主的综合物化探方法在该区矿产资源勘查评价中的巨大应用潜力。     

迎接新形势 将物探推进到一个新阶段

近年来,随着整个地质工作任务和布局的调整,贯彻以地质一找矿为中心的方针,综合物探(指除专业石油物探队伍以外的所有物探)工作有了很大的发展,主要是工作领域和工作方面有所扩大,所采用的方法也有所增加,新研制的仪器陆续投入生产,地质效果也日益明显,方法技术有较大进步。     

航空地球物理勘查科技创新与应用

简要回顾了中国航空物探技术的发展历程，重点阐述了21世纪以来、尤其是"十一五"以来国内航空物探的主要技术创新与应用成果，并对今后发展趋势进行了分析与预测。为满足国家与社会需求，"十一五"以来，中国的航空物探技术，尤其是航磁多参量、矢量测量、航空重力测量和时间域航空电磁测量技术得到快速发展；在航空物探技术创新过程中，航空物探资料的综合研究和应用得到了加强，在基础地质、固体矿产勘查与评价、能源勘查与评价等方面取得了重要成果，在地下水资源调查、工程地质勘查、环境地质调查等方面显示出了良好的应用前景。为满足国家资源勘查和环境评价对航空探测技术的需求，未来中国航空物探测量系统的分辨率、稳定性和实用性将进一步提高，航空物探在加强基础地质、固体矿产勘查、能源勘查等传统领域应用的基础上，将拓展及加强在深地探测、深海探测、深部地热调查、水资源调查、地质灾害调查、军事及测绘等领域的应用。      

安徽及邻区史前地震研究进展

历史地震可靠性检验分析显示,安徽省及邻区M_S 5及以上地震完整记录起自1336年,这以前地震记载大部分丢失。近年来,地震和考古部门利用大规模考古和工程开挖契机,编录识别分析了晚第四纪尤其是新石器时代以来构造变形遗迹。结果表明,在皖西南的西周-春秋期和皖北大汶口晚期及豫南东周期文化层中分别发现史前地震遗迹。郯庐断裂带苏皖交界地区段落,自晚更新世以来曾发生数次以斜向平移逆冲为主要方式的快速变形事件,后者得到微观研究方面的证实。研究结果一定程度上弥补了地震史料记载的局限,并丰富了考古和史前地震乃至地震预测的研究方法。     

从一个布井失败案例探讨多种地球物理方法综合研究

为探讨多种地球物理方法结合的重要性,以一个应用地球物理方法布井失败案例为研究对象,通过比较高密度电阻率法、磁共振探测以及两种方法结合的探测结果与实际钻探资料的差异,分析了每种方法的优缺点,并借助经济成本计算,讨论了多种方法结合的可行性。结果表明:高密度电阻率法与磁共振探测各有优缺点。高密度电阻率法可很好地判断地层结构的整体变化,但对岩性的推断具有较强的不确定性。磁共振探测推断的地层岩性与钻孔资料基本吻合,但无法判断是否有断层或裂隙带存在。高密度电阻率法与磁共振探测结合推断的剖面尺度上地层岩性和厚度变化与钻孔资料基本一致,是揭示地层岩性及含水层位置的有效方法,说明应重视多种方法结合的研究及应用。相比不采用任何地球物理方法或单一方法,两种方法结合的费用更低,在实际应用中具有可行性。     

铬铁矿地球物理勘探：回顾与展望

铬铁矿是关键金属铬唯一可经济利用的自然资源,主要有层状铬铁矿和蛇绿岩中的豆荚状铬铁矿两种类型,其中豆荚状铬铁矿矿体规模小、发育不规律,是一个长期存在的勘探难题。由于铬铁矿特殊的经济战略地位,美国、欧洲、苏联和中国都非常重视铬铁矿地球物理勘探。铬铁矿地球物理探测技术发展始于20世纪30年代,至20世纪80年代,发展了以重力、磁法为主导的铬铁矿地球物理勘探技术,地震、电法也被应用。这一阶段在苏联乌拉尔肯皮尔赛等超大型蛇绿岩型隐伏铬铁矿勘探取得重大突破,在其他矿区取得一定的进展。自21世纪以来,高精度的便携式仪器和新兴地球物理技术逐渐运用到铬铁矿地球物理勘探,综合地球物理成为铬铁矿勘探的主流方法,在我国罗布莎等多个岩体隐伏铬铁矿勘探中取得突破,在印度、阿尔巴尼亚等国家也取得进展。本文回顾了铬铁矿地球物理勘探的发展历程,综述了铬铁矿岩石物理特征与测量方法、重磁勘探主要应用及存在问题、电磁法勘探的主要方法,并重点介绍了音频大地电磁测深在罗布莎铬铁矿的探测效果和电磁法勘探模式,展望了张量CSAMT技术、磁异常模量反演、高光谱遥感、高密度激电、无人机物探等有望在铬铁矿地球物理勘探中发挥重要作用的前沿...     

银矿床基本物性特征及银矿物探成功经验

通过研究国内外各类银矿床地质资料中银矿石的共生矿物组成，得出了各类银矿床的基本物性特征，为合理选择银矿物探的有效方法提供了依据；引述和分析了银矿物探取得显著效果的若干实例，说明合理的综合找矿方法在银矿找矿中的巨大潜力有待发挥。     

评地球物理反演的发展趋向

自 2 0世纪 70年代以来 ,地球物理反演方法已走向成熟 ,这些方法包括地震走时反演与波场反演、层析成像反演、线性化迭代反演、仿真淬火法反演、遗传算法及联合反演方法等。地震反演的目标不仅仅是波速模型 ,而且是地球内部的精细组构和动力学过程 ,并向密度、各向异性及粘度等更多参数成像发展。波动方程线性化迭代反演基于开放物理系统状态发生相变的原理 ,要进一步改善模型参数化的技术和迭代过程的自组织 ;仿真淬火法与遗传算法基于自然过程的指数率或生物演化的优生率 ,可以相互结合以提高解估计的分辨率与置信度 ;联合反演要结合岩石物理性质的统计规律 ,才能取得兼容地质与综合方法的应用效果。地球动力学中的反问题不仅涉及偏微分方程系数项的求解 ,而且涉及初始条件或初始边界的求解 ,对地球动力学作用过程研究特别重要。