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中圖分類號：P336文獻標識碼： A

引 言

物探是地球物理勘探的簡稱，它是根據各種巖石之間的密度、磁性、電性、彈性、放射性等物理性質的差異，利用地球物理的原理，采用不同的物探儀器和物理方法，對工程區的地球物理場進行測量，以解決地質問題的一種物理勘探方法。 當地下單元含有地下水之后，它的含水量將與電導率、滲透率、地層孔隙度、礦化度等諸多因素相關。 此外放射異常、彈性波阻抗異常、磁異常等均可以運用在水文地質實際工作中去。 在實際中，水文地質工作可以采用很多種類的地球物理勘探方法。 本文將對其中幾種主要方法進行介紹，如高密度電阻率法、激發極化法、CSAMT、瞬變電磁法和地面核磁共振法等。

1 高密度電阻率法

巖石電阻率是由多種因素共同決定的。 這些因素包括含水量及水的礦化度、孔隙度、顆粒結構、礦物成分等。 在同一層巖石中有沒有含水，會在很大的限度上決定電阻率的數值。 運用電阻率物探方法進行水文地質勘查，其實就是通過測定含水層的電阻率在其空間的分布規律，探查和發現含水巖層的儲水條件、空間展布，最終進行水文地質勘查，這種方法是一種間接找水的方法。高密度電法實際上是電剖面法和電測深法相結合的產物。其基本原理與普通電阻率法相同， 通過 A、B 電極向地下供電流，然后在 M、N 極間測量電位差，從而可求得該點（M、N 之間）的視電阻率值。 高密度電阻率法原理如圖 1 所示。

圖1 高密度電阻率法原理圖

由于在觀實際測中布置了高密度的觀測點，所以高密度電阻率法是陣列思想應用于電阻率法的產物。 高密度電阻率法為地下水資源勘查提供了有效、快捷的工具。 它不但可以運用非含水地層和含水介質之間的電性差異，來直觀的獲取水循環條件、富水特性和含水層位置等方面的信息；還可以通過建立含鹽量與電阻率之間的轉換關系，從而實現含鹽量的動態原位監測。 除此之外，因為含水介質導電特性和導水性之間非常相似，高密度電阻率法便為水文地質參數的校正、確定提供了一種有效的手段。

2 激發極化法

激發極化法（或激電法）就是以巖、礦石激發極化效應的差異為基礎來解決地質問題的一類勘探方法。 當對地下地質體供入一直流脈沖 ΔV1，在供電電流不變的情況下，可觀測到如下現象：地面上兩個測量電極的地位差 ΔV（t）隨時間增加而趨于飽和值。 在供電電流斷開之后，會發現電極間電位差將快速的衰減，在衰減帶一定的數值后，衰減的速度將開始變慢，經過一點時間后，其可衰減為零。 這種在放電和充電過程中會產生的附加電場現象，被稱為激發極化效應。在實際地質應用方面，初期的激電法主要用于勘查硫化金

屬礦床，后來發展到諸多領域，如氧化礦床、非金屬礦床、工程地質問題等。 近年來，激電法找水效果十分顯著，被譽為“找水新法”。 利用激電法確定地層的含水性，這種方法最好與高密度電阻率法相結合，這樣就可以提高找水的成功率，降低地球物理解釋的多解性。

3 （CSAMT）可控源音頻大地電磁法

CSAMT 是在（AMT）音頻大地電磁和（MT）大地電磁法的基礎上發展起來的一種可控源頻率測深方法。 可控源音頻大地電磁法運用可控制的人工場源來測量從電偶極源到地下的電磁場分量，兩個電極的電源距離在 1~2km，測量是在距離場源5~10km 之外的地方進行 。 CSAMT 方法的工作頻率一般從10kHz~0.125Hz，因此，勘探深度一般可從地表到地下幾千米 。由于該方法運用巨大的人工信號源，能夠壓制干擾，所以可以采集到高質量的數據。 CSAMT 方法的基本理論是基于電磁波傳播理論和麥克斯韋方程組， 導出電場 Hy、ρs磁場與視電阻率的關系式為:

可控源音頻大地電磁法的出現展示出了較好的應用前景，其作為激發極化法和普通電阻率法的補充，可以深層次的解決地質問題。 例如地熱勘查和水文工程地質勘查、推覆體或火山巖下找煤、油氣構造勘查等方面，都取得了良好的地質效果。 在地下水資源中，可控源音頻大地電磁法適合尋找深部的基巖裂隙水。

4 （TEM）瞬變電磁法

TEM 是運用接地線或者不接地線源向地下發送一次場 ，在一次場的間歇期間，測量出電磁場隨時間的變化，依據二次場的曲線衰弱特征判斷出地下不同深度地質體的規模大小及電性特征等。 因為瞬變電磁法是觀測純二次場，消除了由一次場而產生的裝置偶合噪音，其有著受旁側地質體影響小、與探測地質體有最佳偶合、對低阻反映靈敏、探測深度深、橫向分辨率高、體積效應小等優點。TEM 與其他測深方法進行比較，它具有探測深度大、工作效率高的優點。 近年來，該方法得到迅速發展，特別是對探測低阻覆蓋層下的良導電地質體取得了顯著的地質效果。 由于上述特點，針對水文地質問題，TEM 不僅僅可以確定水文地質構造類型和在沖積層地區估算基巖的埋深和地下水位；還可以在濱海含水層中查明繪制人為和自然發生的海水入侵分布圖以及咸淡水界面、監測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）是近年發展起來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。 通過運用了不同物質原子核弛豫的性質，從而產生了 SNMR 效應。SNMR 效應利用地面核磁共振找到水儀器，研究并觀測在地層中水質子產生的核磁共振信號的變化的規律，進而探測地下水的時空賦存和存在性的特征。

地面核磁共振法找水的原理決定了可以找多少水，尤其是淡水。 在 SNMR 方法的探測范圍之內，只要有自由水存在，就可以感應到核磁共振信號響應，反之就沒有響應。 另外地面核磁共振方法受到地質因素的影響比較小，這樣就可以用來區別電磁測深法的電阻率和間接找水法的電阻率的異常地質。 當前， 地面核磁共振法不足之處在于不能用來探測埋藏深度在150m 以下的地下水，并且易受電磁噪聲的干擾。

6 結 語

從發展的角度看，從高密度電阻率法、激發極化法到可控源音頻大地電磁法（CSAMT）、瞬變電磁法（TEM），再到地面核磁共振法，地球物理勘探方法總體上在不斷進步。 盡管如此，在復雜的地質背景下，沒有一種方法是萬能的，只有根據不同的地質條件和工作要求，針對性地采取某種方法或幾種方法的組合，才能提高成果的解譯程度，更加精確地完成地球物理勘探工作。 多種方法的結合使用已經開始普遍用于地下水的勘探研究，也取得好的結果。 隨著勘探難度的加大，還有更多的問題需要探索和研究。 相信隨著人們認識程度的提高，物探在地下水勘察中的作用會越來越明顯， 水資源勘察也將進入一個新階段。

參考文獻：

［1］ 韋衛明. 高密度電法在工程勘察應用中的體會［J］. 煤炭技術，2011（2）.

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引言

《應用地球物理》課程是河南理工大學資源環境學院地質科學與工程系和地球信息科學與技術系以及水文與水資源工程系的必修課。該課程是一門以地球為研究對象的應用物理學，它利用物理學的力學、電學、磁學、熱學等方面的原理與方法，通過觀測和研究地球內部各部分的物理條件、物理性質和物理狀態，從時間和空間兩方面找出它們之間的聯系和規律，從而達到認識地球，借以實現地質勘查和找礦目標，減少地質災害[1]。

對于河南理工大學等以煤炭資源為主要主導的礦業類高校來說，本科畢業的學生大部分進入到煤炭系統工作，如何合理地設置應用地球物理課程內容對于學生以后所從事工作具有重要的指導意義。

1 應用地球物理課程現狀

應用地球物理課程主要講授內容包括以下三個部分：一是應用地球物理方法的物質基礎及地球物理場的基本概念；二是應用地球物理分析的正演方法；三是應用地球物理的各類勘探方法和應用，包括重力勘探、磁法勘探、電法勘探、地震勘探、地球物理測井和放射性勘探等。其中，第一、二部分是應用地球物理學的基礎，第三部分是課程講授的重點。

由于應用地球物理課程內容龐雜、知識面廣、理論公式繁瑣、內容抽象，學生在學習過程中普遍反映難度偏大，抓不住重點，難以理解地球物理概念。這已經不適應當前高速發展的礦產資源開發對人才的要求。一個完整、合理的應用地球物理課程，應該同時具有理論性和實踐性。既能傳授學生相應的學科科學理論體系，又要顧及生產單位對人才的要求，要具有一定的實用性，使得學生工作后能盡快融入到工作環境中，并能把課本上的理論知識應用到實際中去，能夠解決生產單位面臨的實際問題。

目前，我校應用地球物理課程主要面臨如下的實際問題：

（1） 課程內容相對陳舊。21世紀以來，應用地球物理學科發展迅猛，各種新技術、新方法層出不窮。例如物探數據處理技術早已融合了現代信號處理的思想、概念和方法。而課堂上講授的仍是傳統數據處理內容，且部分技術方法已經被生產單位所拋棄，學生在學校所接受的知識過于陳舊，不能滿足快速發展社會的需要。

（2） 基礎課程開設偏少，導致應用地球物理概念理解困難。應用地球物理具有廣泛的理論體系，涉及到數學、物理、電子、信號等領域。如果學生之前沒有學過這些基礎課程，在聽課時，對應用地球物理課本中出現的理論公式難以段時間內消化，造成學習的困難。

（3） 計算機技術對于應用地球物理來說具有舉足輕重的地位，尤其是現代地球物理處理技術，更是離不開計算機。例如目前絕大多數地球物理處理軟件都是基于unix或linux平臺，而學生普遍缺乏該系統的理論學習，與生產單位發展需求脫節。

（4） 實驗課對于學生提高應用地球物理的感性認識作用明顯，尤其是對實踐性很強的應用地球物理課來說，需要大量的實際操作才能深入理解。而目前實驗教學大多屬于觀察、驗證性類型，缺少實際地區的實際數據采集、處理和解釋的訓練，導致學生動手能力差。

2 教學內容改革探討

針對以上教學過程中出現的問題，結合多年應用地球物理教學經驗，提出以下幾個課程教學內容改革的想法。

（1） 作為以煤炭為主導的礦業類高校，本科畢業的學生大多進入到煤炭系統工作。因此，在教學過程中，因充分考慮煤礦企業對物探技術的需求。如增強地震勘探在解決煤田構造方面的內容，以及電法勘探對煤礦富水區和采空區的探測內容，使得學生在學校所學到的知識能夠跟上現代社會發展的步伐。

（2） 由于課時有限，而應用地球物理覆蓋的物探專業知識領域廣泛，因此在授課過程中，應有所取舍對。對于應用面較窄的放射性勘探、地熱勘探等可作為課余了解內容，而探測效果明顯的地震勘探、電法勘探和重力勘探等需要詳細講解。

（3） 課程內容應該與時俱進，保持行業先進性。在保留傳統基本理論的基礎上，增加應用地球物理新技術、新方法的講解。將現代信號處理、計算機處理的信息傳授給學生，擴大學生的知識面，增強學生就業競爭力。

（4） 重視應用地球物理數值正演模擬。地球物理正演模擬是反演的基礎，通過正演模擬可以使得學生更好的理解地球物理場的變化特征，避免空洞的公式推導，提高學生學習的興趣，使學生更容易掌握地球物理的概念。同時，還能增強學生計算機編程能力，讓學生自己上機進行運算模擬，提高對正演模型的理解。

（5） 重視實驗課的作用。地球物理實踐性很強，應通過實驗課程加強學生的動手能力和創新能力，能夠使學生把書本上的理論知識和實際應用相結合。通過野外數據實際采集，提高學生對地球物理的理解，提高物探行業的感性認識。為了讓學生更好地了解物探儀器設備，河南省生物遺跡與成礦過程重點實驗室（河南理工大學）購置了國際先進的aries三維地震儀、v8電法勘探儀，為學生認識物探儀器提供了有利的條件。實踐證明，充分利用好實驗課培養學生的動手能力，對于提高學生對地球物理概念的理解作用明顯。

3 結語

應用地球物理課程對于資源勘查、地質等本科專業是一門非常重要的基礎課程，是煤礦企業的一項重要的技術手段。作為培養人才的礦業類高等院校，應注重學科發展的動向，保持與實際生產密切結合，避免理論與實踐脫節，為培養新世紀人才不斷努力。

應用地球物理是實踐性很強的一門課，在課程學習過程中，實踐教學對學生認知地球物理是一個不可缺少的重要環節。通過實踐教學，使得學生把課本上說學到的理論知識和實踐應用相結合，培養學生的實際操作能力。

參考文獻：

[1] 賴旭龍,金振民,國外地質類專業課程體系研究[m].武漢:中國地質大學出版社,2002

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引言

《應用地球物理》課程是河南理工大學資源環境學院地質科學與工程系和地球信息科學與技術系以及水文與水資源工程系的必修課。該課程是一門以地球為研究對象的應用物理學，它利用物理學的力學、電學、磁學、熱學等方面的原理與方法，通過觀測和研究地球內部各部分的物理條件、物理性質和物理狀態，從時間和空間兩方面找出它們之間的聯系和規律，從而達到認識地球，借以實現地質勘查和找礦目標，減少地質災害[1]。

對于河南理工大學等以煤炭資源為主要主導的礦業類高校來說，本科畢業的學生大部分進入到煤炭系統工作，如何合理地設置應用地球物理課程內容對于學生以后所從事工作具有重要的指導意義。

1 應用地球物理課程現狀

應用地球物理課程主要講授內容包括以下三個部分：一是應用地球物理方法的物質基礎及地球物理場的基本概念；二是應用地球物理分析的正演方法；三是應用地球物理的各類勘探方法和應用，包括重力勘探、磁法勘探、電法勘探、地震勘探、地球物理測井和放射性勘探等。其中，第一、二部分是應用地球物理學的基礎，第三部分是課程講授的重點。

由于應用地球物理課程內容龐雜、知識面廣、理論公式繁瑣、內容抽象，學生在學習過程中普遍反映難度偏大，抓不住重點，難以理解地球物理概念。這已經不適應當前高速發展的礦產資源開發對人才的要求。一個完整、合理的應用地球物理課程，應該同時具有理論性和實踐性。既能傳授學生相應的學科科學理論體系，又要顧及生產單位對人才的要求，要具有一定的實用性，使得學生工作后能盡快融入到工作環境中，并能把課本上的理論知識應用到實際中去，能夠解決生產單位面臨的實際問題。

目前，我校應用地球物理課程主要面臨如下的實際問題：

（1） 課程內容相對陳舊。21世紀以來，應用地球物理學科發展迅猛，各種新技術、新方法層出不窮。例如物探數據處理技術早已融合了現代信號處理的思想、概念和方法。而課堂上講授的仍是傳統數據處理內容，且部分技術方法已經被生產單位所拋棄，學生在學校所接受的知識過于陳舊，不能滿足快速發展社會的需要。

（2） 基礎課程開設偏少，導致應用地球物理概念理解困難。應用地球物理具有廣泛的理論體系，涉及到數學、物理、電子、信號等領域。如果學生之前沒有學過這些基礎課程，在聽課時，對應用地球物理課本中出現的理論公式難以段時間內消化，造成學習的困難。

（3） 計算機技術對于應用地球物理來說具有舉足輕重的地位，尤其是現代地球物理處理技術，更是離不開計算機。例如目前絕大多數地球物理處理軟件都是基于UNIX或LINUX平臺，而學生普遍缺乏該系統的理論學習，與生產單位發展需求脫節。

（4） 實驗課對于學生提高應用地球物理的感性認識作用明顯，尤其是對實踐性很強的應用地球物理課來說，需要大量的實際操作才能深入理解。而目前實驗教學大多屬于觀察、驗證性類型，缺少實際地區的實際數據采集、處理和解釋的訓練，導致學生動手能力差。

2 教學內容改革探討

針對以上教學過程中出現的問題，結合多年應用地球物理教學經驗，提出以下幾個課程教學內容改革的想法。

（1） 作為以煤炭為主導的礦業類高校，本科畢業的學生大多進入到煤炭系統工作。因此，在教學過程中，因充分考慮煤礦企業對物探技術的需求。如增強地震勘探在解決煤田構造方面的內容，以及電法勘探對煤礦富水區和采空區的探測內容，使得學生在學校所學到的知識能夠跟上現代社會發展的步伐。

（2） 由于課時有限，而應用地球物理覆蓋的物探專業知識領域廣泛，因此在授課過程中，應有所取舍對。對于應用面較窄的放射性勘探、地熱勘探等可作為課余了解內容，而探測效果明顯的地震勘探、電法勘探和重力勘探等需要詳細講解。

（3） 課程內容應該與時俱進，保持行業先進性。在保留傳統基本理論的基礎上，增加應用地球物理新技術、新方法的講解。將現代信號處理、計算機處理的信息傳授給學生，擴大學生的知識面，增強學生就業競爭力。

（4） 重視應用地球物理數值正演模擬。地球物理正演模擬是反演的基礎，通過正演模擬可以使得學生更好的理解地球物理場的變化特征，避免空洞的公式推導，提高學生學習的興趣，使學生更容易掌握地球物理的概念。同時，還能增強學生計算機編程能力，讓學生自己上機進行運算模擬，提高對正演模型的理解。

（5） 重視實驗課的作用。地球物理實踐性很強，應通過實驗課程加強學生的動手能力和創新能力，能夠使學生把書本上的理論知識和實際應用相結合。通過野外數據實際采集，提高學生對地球物理的理解，提高物探行業的感性認識。為了讓學生更好地了解物探儀器設備，河南省生物遺跡與成礦過程重點實驗室（河南理工大學）購置了國際先進的ARIES三維地震儀、V8電法勘探儀，為學生認識物探儀器提供了有利的條件。實踐證明，充分利用好實驗課培養學生的動手能力，對于提高學生對地球物理概念的理解作用明顯。

3 結語

應用地球物理課程對于資源勘查、地質等本科專業是一門非常重要的基礎課程，是煤礦企業的一項重要的技術手段。作為培養人才的礦業類高等院校，應注重學科發展的動向，保持與實際生產密切結合，避免理論與實踐脫節，為培養新世紀人才不斷努力。

應用地球物理是實踐性很強的一門課，在課程學習過程中，實踐教學對學生認知地球物理是一個不可缺少的重要環節。通過實踐教學，使得學生把課本上說學到的理論知識和實踐應用相結合，培養學生的實際操作能力。

參考文獻

[1] 賴旭龍，金振民，國外地質類專業課程體系研究[M].武漢:中國地質大學出版社，2002

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中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）03-0098-04

地球物理學誕生與發展歷程，是人類對自然現象不斷觀測、推演和歸納的過程，其中科學實踐是最主要的推動力。自上世紀后半葉以來，地球物理越來越明顯地發展成為一門以高新技術和定量化觀測實驗為主要支撐條件的“硬科學”。隨著地球物理觀測和實驗概念的大大拓展，對多尺度、多系統、多物理機制的地球系統過程的認識日趨具體化，特別是當代地球物理科技發展所帶來的對地探測能力的空前提高，使地球物理探測開始成為地球和行星科學中幾乎所有分支學科的基礎[1，2]。因此，新時期地球物理學科的發展，對該領域的人才培養提出了更高的要求。現代“地球物理學”的教學既要涉及具有工科屬性的觀測系統與儀器、觀測技術、數據分析與處理方法等方面技能的培養內容，也要涉及具有理科屬性的理論證明、歸納推演、現象揭示等能力的培養內容。

縱觀國內外大學的本科教學培養目標，幾乎都涵蓋了品格情操、專業知識、綜合能力等幾個方面。在本科教學過程中，實踐教學環節是實現培養目標的關鍵步驟之一。而對于不同學科的門類，在不同教學環境和教學體系下如何有效實施實踐教學則是千差萬別的。就地球物理學專業而言，實踐教學環節通常包括：觀測儀器及裝置操練（室內）、課程或案例設計（室內）、野外觀測與觀摩（戶外）、參加科學實驗或研究（室內或戶外）等幾個方面，其目的是期望通過實踐活動與課堂理論教學的結合，加深學生對理論知識的理解，培養學生解決問題的能力和綜合素養。本文結合地球物理學的特點和筆者多年的教學體會，就實踐教學體系設計和教學方法進行討論。

一、背景

隨著1998年教育部《普通高等學校本科專業目錄》的正式頒布與實施，我校開設近50年的工科“應用地球物理（地球物理探礦）”專業被合并為“勘查技術與工程”專業。為了延續我校多年來為國內地礦、石油以及工程勘察等行業培養應用地球物理方面人才的傳統和優勢，并且保持與國際同行的學術聯系，我校在1998年設置了“地球物理學（理科）”本科專業并且開始招生，并按照工科模式培養，但是在2013年招生專業已改為“勘查技術與工程”。2004年，我院申辦了“地質―地球物理”實驗班，按照“地球物理學”理科模式培養固體地球物理方面的拔尖人才。至2016年，實驗班已有8屆畢業生。事實上，我校十多年來“地球物理學”專業的培養目標和教學計劃仍然是延續“應用地球物理”專業的工科模式，實踐教學環節也大體相似。例如，在地球物理學專業教學計劃中設置的“地球物理觀測與實驗”課程，以及地球物理方法教學實習、生產或畢業實習和畢業設計，這與我國大多數工程教育實踐教學內容是類似的。這種模式通常包括實驗教學（理論課程的實驗和獨立開設的實驗課程）和集中實踐教學（認識實習、課程設計、教學實習、生產或畢業實習、畢業論文設計）兩大部分。此外，部分學生參加的科技活動和社會實踐活動，則是在教學體制之外運行。實踐教學的目標仍然以驗證理論知識和掌握實驗實訓技能為主，而對專業素養、責任感、表達與溝通能力、創新能力和協作精神沒有硬性要求，加之一些實踐過程管理和監督缺位，實踐教學評價流于形式，致使實踐能力培養的力度與效果遠未到位[3]。

二、地球物理學本科實踐教學體系設計

在我國本科教學體系中，存在重知識學習、輕能力培養的軟化現象，主要特征是側重學科基礎知識的傳授，而學生實踐訓練不足。從實踐教學體系看，教學設計和實踐活動缺乏層次性。隨著對高等教育實踐與探索的不斷深入，目前許多高校本科教育實踐教學環節所占比例已有明顯的增長，例如我校新編2015版“地球物理本科專業培養計劃”中實踐性教學環節學分已占20.7%，實踐教學活動累計達到了37周，但如何落實實踐教學的各個環節教學內容及要求，以確保教學計劃能夠有效實施并且取得顯著的效果，還需要認真考慮。2011年，華中科技大學就實踐教學問題組織了對多所高校教師和高年級學生的調研訪談，證實目前實踐教學中的認識實習、生產實習、畢業實習之間沒有明顯的梯度和層次[3]。顯然，簡單地增加實踐教學課時并不能完全解決實踐教學中存在的問題。

近年來，國內許多高校在專業課程設置中已開始考慮分層次教學。從著重于能力培養的實踐教學體系看，實踐教學方案更需要考慮層次性，不同的實踐教學環節應設立不同的教學要求。以我院地球物理學專業為例，在以往的實踐教學中，實驗課教學要求學生掌握各種地球物理觀測儀器的基本原理、操作技術以及觀測方法等基礎技能，而在教學實習中儀器操作又被看作是重點內容之一。隨著地球物理觀測技術的進步，現代地球物理儀器的使用與操作都已十分簡便，如此簡單的重復性工作很難通過實習來培養學生的綜合能力，也無法有效啟發學生的創新思維。

根據地球物理學專業的特點，實踐教學體系應涵蓋以下幾個層次或階段。

1.專業認識。觀測地球是地球物理學的重要組成環節。“專業認識”是通過地球物理儀器及觀測課程教學在課堂上來實現的，這類課程一般都伴隨有儀器認識與實驗，讓學生通過認識儀器及其觀測技術，逐漸領悟地球物理學的學科特點及研究方法。教學單位可根據現有的儀器設備開展地球物理專業教學，并要求學生掌握重力儀、磁力儀、地震儀、電法儀等儀器的工作原理、使用方法以及觀測技術等基礎技能，考核可以采用口試和實際操作表現進行綜合評價。

2.方案設計。方案設計是訓練學生運用所學知識和技能，面對一個課題（或問題）去設計解決問題的方案并驗證其可行性的實踐教學過程。方案設計可結合實際工作的某個階段，從中提取問題，通過給定條件和要求，由學生自主設計解決問題的技術方案并付諸實施，類似于課程設計。例如，假定問題：研究某地區構造帶特征，并提供該區域已有的重、磁、電、震之中任何一種或幾種數據，以及地質構造、巖性等方面的資料，由學生自主選擇數據和數據處理方法來解決問題。可以把整個過程分為方案設計和實施兩個階段，由3―5名學生組成小組，明確分工，并以口頭報告和書面報告形式，分階段考核學生的時間投入、完成的工作量、方案的合理性、實施效果等，由此可歷練學生獨立思考和團隊協作的能力。本階段需要在地質學、信號處理、計算機程序設計以及地球物理專業課程完成之后實施。

3.案例分析。案例分析是針對如何解決實際問題而開展的綜合能力訓練。實際問題通常十分復雜，且涉及野外觀測技術設計、觀測工作的實施、數據采集及其質量評價、人員安排等許多環節。這項訓練可以結合現有實踐教學環節進行。例如，我校地球物理專業設有的野外教學實習，學生可以結合實際問題進行野外實地觀測，并將所獲得的數據進行分析、處理和解釋，最后完成實習報告。因此，教學實習可作為案例分析階段來實施，但考核評價體系需進一步細化和加強。此外，一些針對實際工作的生產實習也可納入這個范疇。這項訓練既可以檢驗課堂理論教學的效果，也可以使學生得到全方位的訓練。多年的教學實踐表明，通過這個階段的學習，學生基本確定了自己的專業興趣和方向。畢業生情況調查結果表明，我校地球物理學專業本科畢業生的實踐能力普遍得到了用人單位的好評。

4.科學實踐。本科生參加科學實踐活動是培養優秀人才的重要舉措。本科生參與研究課題等科研活動是我國高校教學體系中普遍存在的“軟肋”，與西方大學有明顯的差距。例如，美國斯坦福大學和科羅拉多礦業學院是地球物理學領域國際上最著名的學府，它們都為本科生參與科研活動制定了詳細的規則，學生可選擇參與實驗室或教師課題組進行科研活動，學校給予考核通過者一定的修課學分，從制度上保護了學生參加科學實踐的積極性，并使學生有機會與教授們一起工作，從而獲得科學素養訓練的機會。本階段的實施可結合“導師制”計劃來實現，同時也可以結合本科生畢業論文或畢業設計階段來完成。

上述四個階段的設置，主要突出了實踐教學的層次性，其中案例分析和科學實踐階段可結合不同的教學環節選擇實施，具有靈活易行的特點。不同層次的實踐教學需要建立不同階段的考核評價體系。例如，評價體系可分為理論研究能力、數據分析能力、野外實施執行能力、領導能力及團隊協作能力、表達與溝通能力等，這種指標有利于綜合評判本科生的能力和潛質，避免僅憑考分評判所帶來的弊端。

三、實踐教學中的幾點體會

培養方案、教學計劃和教學條件是培養學生實踐能力的基礎，教學方法則是保障實踐教學有效實施的關鍵。

地球物理學專業的課堂教學以理論為主，立足數學、物理和地質邏輯，講授理論基礎、方法原理、信號分析、數值模擬和邏輯推演。但這些內容或概念和方法無不與真實的世界有關，因而在教學過程中也應考慮理論聯系實際。自然界的物理現象可能具有很多起因，不是一個簡單的理想模型可以模擬的。例如，在課堂上討論“如何利用簡單模型去模擬現實異常體問題”，讓學生分析可能產生的誤差及其緣由，學生可以更好地理解理論方法的應用條件和應用價值。因此，在理論教學中應適時、適量地引入真實條件下的話題加以討論，把抽象問題具體化，有助于啟迪學生如何利用理論知識解決實際問題。

方案設計是訓練學生運用所學知識和技能的一個有效環節。問題可以是虛擬的，也可以是真實的，而解決問題的途徑不是唯一的，最好的答案或結論也不是唯一的。因此，訓練的目的在于檢驗學生完成的過程是否具有科學性和邏輯性。例如，提供一個重力異常數據，學生可以用不同的方法去求解異常體的深度；給定一個疊加信號，學生可以用不同的信號分析方法去分離。而不同的方法得到的結果可能具有一定的差異，但不能依此評定學生的成績。若能結合不同方法的特點對結果進行分析，學生的受益就不僅限于得到一個“正確”的答案了。

野外開展教學實習或生產實習，可被視為真正的職業訓練。專業技能訓練是主要的目的，而在實習過程中必然要涉及人員調配、分工協作、資源（包括儀器設備和材料以及經費）的管理與使用等，有時還需要面向社會，獲得社會資源。地球物理野外工作需要多人協作才能完成，這是最適合訓練學生領導能力、組織管理能力、團隊協作能力的階段。在實習中，教員不應包攬一切，而是應該讓學生自主設計、管理，并組織實施野外工作。為了讓更多的學生得到鍛煉的機會，可采用定期輪崗制。例如，2000年我院在河北秦皇島開展的教學實習就采用了“輪值經理制”方式組織學生開展野外實習。許多學生通過實習，在項目組織、團隊協作能力等方面得到了鍛煉。對這種新穎的舉措，學生反響強烈。

實踐教學方法并沒有固定的模式，不同的專業有不同的要求。新時期的教學主體――學生有別于以往，其思維方式、學習方法和與他人相處等方面都有顯著不同，如何開展好實踐教學，需要教師在教學實踐中不斷探索，不懈努力。

中國高等教育始于時期，經過了近150年的發展，可以說，我國已經成為世界上在校大學生規模最大的國家。誠然，高等教育為我國的經濟發展和社會進步造就了大批科技人才，取得了巨大的成就。但與此同時，高等教育也存在不少問題。而加強高等教育的實踐性教學，有利于培養學生的創新思維，以此來滿足我國轉變經濟發展方式，建立創新型國家和參與國際競爭的需要。

參考文獻：

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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，

篇（5）

中圖分類號：TD327.3 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）20-0326-01

前言：我國歷史悠久，歷經數個朝代，遺留下來的舊址非常多。對這些古遺址進行研究，可以讓我們洞悉歷史脈絡，了解朝代的更替，也能學習到先人的智慧。然而，我們只有掌握比較可靠的探測技術并適當地應用，才能盡可能準確地得到我們需要的資料。地球物理技術是現今考古研究中主要運用的方法，其根據考古目標的物性差異，即根據建筑類型、材料、大小，埋葬地的物性特征，地表因素等的不同分為很多種不同的方法，本研究重點介紹磁法勘探、高密度電法、探地雷達等幾種方式。

1.不同地球物理探測技術

1.1 磁法勘探的方式

磁法勘探是以有關的地質學、地磁學、巖礦石的磁性理論和數學理論為基礎，研究地球磁場以及各種磁性目標體所引起的磁異常的空間分布特征和變化規律，從而達到考古勘探的目的。田野考古勘探中應用磁法進行勘探的前提是考古目標具有異于周圍的磁異常特征，含鐵磁性礦物的文物遺存或文化遺址的磁異常要高于周圍的介質。考古勘探中的磁異常特征還與熱剩磁、壓力剩磁、化學剩磁、天然剩磁、沉積剩磁、黏滯剩磁等因素有關。尤其在對古城墻遺址探測時，熱剩磁和壓力剩磁兩個因素會起較大作用。古代的磚瓦制作過程中，都曾經經過高溫烘燒，甚至經過多次高溫-冷卻-再高溫的循環過程。在此過程中，由于熱運動和地球磁場的共同作用，這類材料中的磁性物質的磁疇體積、分布狀態和排列方向都發生了變化，從而獲得了相應的熱剩余磁性。而壓力剩磁的產生是由于夯土等建筑在營造時受到機械力作用時產生內應力，其矯頑力與內應力成正比，微細的巖土顆粒按當時地磁場方向呈定向排列，矯頑力越大，往往剩余磁化強度也越強。此外，夯土城墻在營造時會帶入一些當時的植物，經過一定的歷史時期，會造成趨磁細菌的富集，但是這種生物原因產生的磁性大小尚有待研究。

1.2 高密度電法的方式

高密度電法的基本工作原理與常規電阻率法大體相同，是以地下介質的電性差異為基礎的一種電探方法。根據在施加電場作用下地層傳導電流的分布規律，推斷地下具有不同電阻率的地質體的賦存情況。野外測量時一次性布設全部電極，利用程序控制自動實現電極轉換和測量，從而獲得剖面上不同位置、不同極距的視電阻率值。根據實測的視電阻率剖面進行計算、分析，便可獲得地層中的電阻率分布情況。影響電阻率特性的因素較多，如含水率、飽和度、孔隙率、礦物成分、介質顆粒的結構等。同一巖土材料在不同條件下的電阻率數值比其他物理量有更大的變化范圍，這使得基于電阻率特性的電法探測手段比其他物理量的地球物理探測方法對被測材料有更強的識別能力，更具有優越性。但應用這種方法時，地面起伏不能太大，因為如果地面起伏太大，會使得電極的水平位置發生較大的偏差，一個電極的位置變化后，會給后續電極的位置帶來一定的影響，為數據的解釋帶來不便。

1.3 探地雷達的方式

探地雷達利用高頻電磁波，以寬帶脈沖形式，由地面通過發射天線定向送入地下，經存在電性差異的地下地層或目標體反射返回地面，被接收天線所接收。電磁波在介質中傳播時，其路徑、電磁場強度與波形將隨所通過介質的介電性質及幾何形態而變化。通過對時域波形的處理和分析，可確定地下界面或考古目標體的結構及空間位置。不同介質由于其介電常數差異，形成電性界面，這是電磁波在地下傳播過程中發生反射的條件。

2.各種地球物理探測技術的實例

2.1 良諸古城

良諸古城被認為是良諸文明的“都城”，它是目前中國所發現同時代古城中最大的一座，被譽為“中華第一城”。古城墻大多在地表表土以下，由黃土堆筑而成，近底部鋪墊一層石頭。由于遺址區內土壤含水量較多，采用一般電磁法技術進行探測，效果較差。城墻底部有石頭層，并且城墻土和周圍土含水量不同，故可根據其電性差異，對目標體進行探測。因此，我們的探測就采用高密度電法，通過對地下半空間傳導電流分布規律進行研究，獲得地下介質的電阻率。與傳統電阻率法相比，這種方法的成本低、效率高、測點密度高、信息豐富，更適于在良諸遺址區應用。通過二維視電阻率剖面、三維視電阻率平面圖以及反演結果的綜合分析，可較好地探測古城墻。

2.2 漢安陵陵邑

漢惠帝安陵，位于陜西省咸陽市東北，封土為夯土筑成。陵邑四周有夯土筑成的城墻，至今仍存殘墻斷垣，但西墻保存較差，僅在城西北角殘留一段。此次探測目標主要是陵邑西城墻，位于農田內，地表無存。當時城墻上方鋪有瓦當，隨著城墻倒塌，瓦當多殘留在城墻原址，這些漢代瓦當有著較強的熱剩余磁性。磁法測量是考古調查中最常用的方法，如果在調查過程中此方法有效，應盡量采取。比如，在研究中，使用G858艷光泵磁力儀對目標區進行探測，可快速地確定城墻位置。

2.3 南詔古城

南詔古城文化遺址位于云南省西南邊陲的騰沖縣，縣城西北約三千米，為南詔大理時期延續到元代騰沖城遺址。由于年代久遠，許多城墻已深埋地下，現地表已無存。由于此地區火山巖發育，不適宜做磁法勘探，且城墻電性差異較小，但是城墻用黃褐色土夯筑，夯層清晰，用探地雷達進行探測，在不同的時間深度上會出現多組連續的反射同相軸。探地雷達三維屬性技術可較好地應用于考古領域，尤其是在探測夯筑的城墻時，其振幅信息相對豐富。探地雷達雖不適宜于考古面積性測量，但由于其高分辨率，所以在小區域內對考古目標體進行詳查時，效果較好。

2.4 北庭故城

北庭故城在新疆維吾爾自治區吉木薩爾縣城北約12公里處，是唐代設立的北庭大都護府所在地，當地群眾俗稱“破城子”或“唐朝城”。城址平面布局略呈長方形，城分內外兩重，內城位于外城中部略偏東北。北庭古城大約在明朝毀于戰火，城墻土就地取材，地表部分城墻殘高約7米，寬約5米，夯跡清晰。某研究中，探測區域位于外城城墻遺址，地表無殘留，探測目的就是確定地下埋存狀況。這個區域無人為干擾，且地表相對平坦，易于做物探工作，但由于目標存在的不確定性，以及目標和周圍土物性差異較小，因此采用探地雷達和磁法進行綜合探測。

結論：

本研究介紹了三種不同的地球物理探測技術，即磁法勘探、高密度電法和探地雷達，對其原理、特點以及適用的注意事項等都做了相應的闡述，再根據良諸古城、漢安陵陵邑、南詔古城和北庭故城城墻等具體實例，對這幾種方法的具體應該怎樣應用，怎么才能更好應用做出了一定的分析，這些研究也能為我們日后地球物理探測技術的綜合應用和研究做出一定的參考。

篇（6）

地質學專業設置的大體思路與其他專業并無太大差異，大一大二年級為基礎課，大三大四為專業主干課。理工類課程中的數學基礎――高等數學、線性代數、概率論與數理統計自然是不可少的；專業課除了地球化學方向以外，其余領域都有涉及，如古生物與地層、巖石與礦物、構造、礦床、地球化學等方向。

通過專業基礎課的學習，我們能夠建立起系統的地球科學思維。在基礎課學習之后，我們可以對常見巖石礦物進行鑒定，了解不同巖石礦物性質，對不同地層的形成環境進行復原。了解地球表面滄海桑田的變化歷程與變化機制。這些專業基礎課不單單是為后面的專業主干課提供知識儲備，同時可以為我們今后走上工作崗位提供技術支持。

專業主干課主要是地球物理探測方法與能源、固體礦產勘查理論課程。地球物理探測方法包括重力、地磁、地震、地電射、放性和測井等方法，是不是看上去很高端？在學習了專業基礎課和地球物理勘探方法之后，我們知道了形成礦產的環境，就能通過各種辦法尋找豐富的資源。

專業實習是我們地球科學課程的特色。“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”。書本上的知識掌握透徹是不夠的，只有大自然這本天然的教科書才能讓我們領略到地球科學的博大精深。

實習是地質學子的必經之路

北戴河地質實習、周口店地質實習、生產實習、畢業論文實習，一系列的專業實習課大大開拓了我們的視野，因而掌握地球科學在野外實際過程的應用是很必要的。地球科學是一門實踐性的學科，而且由于專業性質，常常有與大自然“親密接觸”的機會。很多同學因為害怕出野外而對地球科學敬而遠之。對于這一點我不否認，因為盡管跋山涉水肯定比端坐在電腦前享受著冷氣辛苦很多，但現在很多“驢友”背著包野外遠足不也是回到自然嗎？

篇（7）

前言

地球物理測井，廣泛應用于工程勘探的各個領域。通過測井地層得到鉆孔信息豐富，巖石鉆孔記錄的物理性質，地球物理信息的采集，處理和解釋，為地質信息，信息工程和地質災害，生態環境等信息，在推斷地質結構和地質環境，在解決水文地質問題中發揮作用。我國首家煤炭行業運用盾構技術進行隧道施工在新疆某煤礦投入生產。盾構隧道地質條件將不利于施工過程，可能引起周邊建筑物沉降表面變形或沖突，特別是巖石風化、水文等因素直接影響盾構隧道施工安全。所以我們必須利用經驗做好預測，基于地質隧道預報經驗，國內普遍采用地質雷達、鉆孔、地質分析三種方法進行處理。

1 綜合地球物理測井技術和應用

地球物理測井方法：自然伽瑪、聲波測井、電阻率測井、自然電位測井、井溫、井斜測井、井中電視、鹽化等。儀器設備：測井儀器采用北京中地英捷物探研究所生產的PSJ-2型數字測井儀。該系統由主機、電纜絞車、筆記本電腦、發電機，密度、井溫、井斜、聲波及電極系探管組成。井下電視采用武漢長勝工程檢測技術開發公司JL-IDOI（A）智能鉆孔電視成像儀。

中國地調局地科院物化探在完成綜合測井數據采集、資料解釋、統計分析和綜合研究工作基礎上，獲得重要發現，取得了系列進展和成果。完成了廬樅ZK01及銅陵TLZK01兩個2000多米鉆孔的6次綜合測井數據采集工作，測量總深度達4126.43米。取得了視電阻率、自然電位、極化率、磁化率、聲波速度、超聲成像、自然伽馬、巖性密度、井斜、井徑、井溫、泥漿電阻率測井及井中磁測等13種測井參數的測井數據和圖像。

在XX鉆孔1500米以下井段連續發現21處強放射性異常（一級表外含量），異常段累計厚度達93.02米，為廬樅地區深部找鈾礦提供了重大線索。通過對TLZK01鉆孔巖心編錄及測井資料對比分析，采用有效的礦化帶識別技術，推斷金屬硫化物礦化段異常12處，累計厚度400余米。利用ZK01、TLZK01鉆孔的常規測井資料，研究了巖性測井響應特征，完成了鉆孔主要巖性的測井響應分析和巖性識別分層。利用ZK01、TLZK01鉆孔的超聲成像測井資料，統計分析了鉆孔壁裂隙發育和破碎狀況。對多參數地球物理測井結果進行了綜合研究，分析了鉆遇地層主要巖性的測井響應特征，初步建立了相應的物性模型。

通過深部地球物理鉆孔和地球物理勘探工作的發展狀況，地殼淺層的垂直變化，深化金屬和地面地球物理數據提供解釋，而且提供了豐富的地球物理信息，也為工作區尋找深部隱伏礦提供了豐富的地球物理信息。目前最新的脈沖中子飽和度測井、同位素示蹤測井及配套裝備等研究，創立了脈沖中子雙譜飽和度測井及致密氣藏脈沖中子測井理論，發明了放射性同位素示蹤劑載體的制備工藝及放射性同位素示蹤劑評價手段，形成了滿足不同地層條件下注水、產出剖面監測的同位素示蹤技術體系，創建了以中子壽命譜技術為核心的套后放射性組合測井解釋方法，達到了截面雙參數同時測量，實現了監測技術的安全、可靠和高效。

2 綜合測井在盾構隧道工程主要數據

（1）不同的地質構造，巖石層的特征曲線不同，我們可以利用綜合測井數據曲線來觀察比較各種巖層，通過比較可以得到不同的特征，針對不同地理特征實施鉆孔方案和具體的工作面方案。（如圖所示）上述綜合測井數據曲線分析了電阻率、聲波速度曲線和電位情況，根據具體的數據曲線解釋原則，與實測曲線進行對比，可以確定工作面的巖層屬性，對后續的開采工作非常有利。（2）聲波速度測井曲線的解釋，聲波在不同巖層結構其波速會有不同的變化，通過不同層面其物理指標將有明顯差異，我們根據聲波速度可以確定巖孔破碎程度，進而分析巖石的破碎情況和裂縫的發展趨勢。（3）電阻率、自然電位以及溫度曲線的變化和異常解釋，一般情況下巖石周圍含水層的電阻率都會呈現較明顯的異常狀況，自然電位會明顯偏離基準線，有明顯的上升變化趨勢，溫度呈現不規律的變化，一般情況溫度的梯度變化比完整的井孔溫度梯度小，隨著深度的變化并不明顯，因此我們結合電阻率和溫度曲線，再結合自然電位變化的解釋分析確定其分類，定位含水豐富區域。（4）井液電阻率測井（鹽擴散法）：在含水層（段），鹽化后井液電阻率隨時間有明顯增加和位移，根據鹽化后井液電阻率隨時間的變化和鹽水柱的運動方向，劃分含水層（段）并確定其補給關系。根據井徑測井實測數圈定井徑擴大段。（5）智能鉆孔三維可視化成像：三維地質建模是運用計算機技術，利用測井資料、錄井資料和鉆井資料，形成工程參數和地質參數的三維數據體，定量分析鉆孔的破碎情況、裂隙的發育及長度、寬度、裂隙的產狀，計算鉆孔中破碎帶的面積，繪制相應的三維井眼軌跡，逐漸成為隨鉆地質導向鉆井技術的一個熱點。利用VC++與OpenGL混合編程實現井眼軌跡和地層三維可視化。

3 測井曲線綜合解釋

綜合測井的成果解釋：可以結合聲波速度曲線變化來確定巖層的破碎程度，進行較準確的評估，結合電阻率、井溫度變化、電阻率變化可以對巖層井下的含水狀況進行評估，利用井下電視對工作面異常區進行綜合的分析。利用現代化的成像測井能夠準確經行地層結構分析，得到較準確的量化分析報告，結合聲波速度和地質特征進行交互式的信息對比，得到裂縫參數、巖體頻譜分析等等。

4 結束語

在鉆井超前勘探盾構隧道時地質預報綜合錄井取得了一些進展。特別是軟巖、硬巖，在破碎帶巖體風化程度、不良水文地質等提供了一種科學地球物理測井數據，減少技術引起的屏蔽導體和盾構施工變形和損傷的影響，以便采取相應的措施，以確保隧道施工安全。建議：如果地質雷達在隧道的頂部，位于高密度勘探地面上，盾構隧道不良地質體在施工過程中對地表擾動的形成，可能引起周圍建筑物和調查監測變形或沉降，將更有現實意義。

參考文獻

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篇（8）

一、引言

隨著區域成礦學理論的不斷深入發展，其在地質礦產找礦過程中發揮的作用也越來越大了，本文將首先簡要介紹區域成礦學的基本研究內容和研究方法，之后分析區域成礦學在找礦中的應用。

二、區域成礦學的基本研究內容和研究方法

（一）區域成礦學的研究內容

區域成礦學的研究內容主要包括以下幾個方面。1．區域地層、構造、巖漿和變質作用及地質發展史；區域主要地質事件及其成礦意義；區域地球物理特征及巖石圈組成與結構。2．含礦巖石建造的種類、形成與分布；構造2成巖2成礦作用。3．區域地球化學特征：基巖、土壤、水系物質的成礦元素豐度，主要地質體的元素豐度，殼幔的主要元素豐度；作為成礦物質來源的地球化學塊體及其成礦意義。4．區域地質流體：古含礦流體的類型、來源、輸運和停積；區域尺度含礦流體的示蹤標志；構造-流體-成礦作用。5．已知礦種、礦床類型和成礦條件，主要礦床的成礦模式及成礦特征。6．區域的綜合地質異常（地質、物探、化探、遙感等），原生異常與后生異常，各類異常間的關聯及其示礦意義。7．區內的成礦系統（一個或數個）及各成礦系統間的聯系；按區域構造演化和成礦繼承性建立區域成礦譜系。8．建立礦產信息庫，編制區域成礦規律和成礦預測圖。9．總結區域成礦規律，認識區域成礦特征，明確進一步研究的問題與方法。10．區域礦產資源潛力評價：明確區域內的主要礦種、主要礦床類型；預測礦產資源量和遠景區；研究重點礦床的找礦模型和區域普查找礦方向以及適用于本區的找礦方法和技術。

（二）研究方法

針對研究對象的復雜性，宜采用多學科的綜合研究方法，包括地質學、地球化學、地球物理學、地理學、氣象學、遙感學、水文學、生物學、經濟地質學、礦產勘查學等學科的交叉融合來探索區域成礦規律。

區域成礦學的研究方法主要有：1．區域地質、地球化學、地球物理的綜合信息制圖與研究；2．區域控礦因素分析；3．區域地球化學塊體分析；4．區域成礦系統分析(環-要素-過程-產物-演變)；5．礦床形成-變化-保存研究法；6．區域成礦模式及成礦譜系研究法；7．區域成礦圖編制（二維、三維、四維）；8．區域礦產信息庫的建立；9．區域礦產預測及預測圖的編制；10．區域礦產資源潛力評估法。

以上每一種方法都有其目標、任務、技術手段、工作程序和質量指標等，詳見《區域成礦學》及有關的工作方法指南。

三、區域成礦研究和找礦思路

在成礦區帶研究中如何運用當代區域成礦學的理論與方法，是大家關心的問題。作者建議以成礦系統分析為一根主線，以它為綱，進一步研究和審視有關找礦目標、找礦信息和找礦方法等問題。現提出幾點認識和思路供參考，希望能起到拋磚引玉的作用。

（一）區域找礦目標由單個礦床到礦床系列

在過去的找礦工作中，常以單個礦種和單個礦床類型為目標，如找尋金礦、鐵礦、銅礦等，找斑巖型銅礦、找構造2蝕變巖型金礦等。這種“單打一”的找礦對象，在計劃經濟時期和專門找礦工作中是常見的，也是無可厚非的，但這終究限制了找礦者的廣闊視野，也造成了有可能避免的浪費。

當今，我國的綜合性區域礦產調查和找礦預測工作正在全面展開，找礦的目標就不只是單個礦種和礦床類型，而應該是找尋該區存在的礦床組合或礦床系列，即由一定成礦系統產生的全部礦種和礦床類型。例如，在長江中下游成礦帶找尋Cu、Fe、Au、S、Mo、Pb、Zn等礦種的斑巖型、矽卡巖型、角礫巖筒型、熱液脈型和層控型等礦床。這樣以一個成礦系統中所形成的礦床系列(組合)作為找礦的整體目標，就可胸有全局、舉一反三，線索較多，信息量大，回旋余地也大。這就增強了找礦工作的主動權，與“單打一”的找尋單個礦種和礦床類型來比較，更有利于提高找礦的命中率。從另一個角度看，礦床分類過細，不利于在找礦中建立對區域成礦的整體認識。而加強對找礦目標的整體性、綜合性研究則有利于建立起找礦的戰略眼光。

（二）從礦化網絡入手逐步縮小靶區

在區域找礦中，一般先發現示礦異常，再據以追溯礦體。因此，深入研究礦致異常，應該成為區域成礦研究的一項基本內容。在成礦作用中產生的各類異常地質的、地球化學的、地球物理的異常，或直接由礦體因素引起，或由礦化蝕變巖石及含礦地層、巖體、構造等引起。它們或反映礦化的化學異常或物理異常，或反映礦化體的生物異常。這些異常在時間、空間和成因上是密切關聯的，例如，很多地球物理異常就是由地質和地球化學異常引起的。因此，可以將與一定成礦作用有關的各類異常稱為“異常系列”，并將其納入成礦系統的產物之中。即一個成礦系統的作用產物包括礦床系列和異常系列兩個部分，它們在形成時間上常顯示階段性，在空間上組成有序結構，表現出分帶性，形成三維的礦化2異常網絡或簡稱礦化網絡。而這種礦化2異常網絡正是我們區域找礦的總體對象。由于礦致異常一般比礦體占有更大的空間，能顯示更多的有關成礦的信息，因此，常常是有效的找礦標志。應充分運用地質成礦理論，區分和篩選這些有關異常，一步步地縮小找礦靶區，以達到發現礦床的目的。

（三）全面研究礦床形成條件和保存條件“來龍去脈”找礦法

礦床是地質歷史的產物。區域成礦系統及其產物是一定的地質歷史作用的結果。礦床系列及異常系列在其形成后又進入一個新的歷史階段，即這些產物經受后來地質作用的變化和被改造的階段。主要的地質改造作用有構造變形、流體溶蝕、變質作用和地表風化剝蝕、搬運和掩埋作用等。作為一個礦床，其經受的后來變化有變形、變質、變位、變品位、變規模等，其結局有幾種可能：①保存完好；②部分保存，即礦床規模縮小；③轉變為其他類型；④消亡。目前，已知的地表和近地表的很多礦床都是經過眾多地質事件磨難后的“幸存者”。一個區域中的礦床“幸存者”越多，找礦的潛力就越大。

正是利用了歷史分析的方法，我們才注意到礦床和成礦系統的“來龍去脈”。對每一個礦床，都要問幾句：你經歷過哪些遭遇?你是原狀，還是殘破狀?你是原來的規模（儲量），還是剩余儲量?你損失的儲量到哪里去了?調查摸清這些問題，對于正確評價礦床是很有幫助的。由此還可進一步認識到，在過去的區域成礦研究工作中，大多只注重成礦條件，即有利的成礦地質因素的研究，而忽視了對于礦床形成后保存條件的研究。基于前述理由和實際找礦的經驗，區域成礦研究應該“兩手抓”：既要研究礦床的形成條件，又要研究礦床的保存條件。即礦床保存條件的研究不是附帶任務，在大多數情況下，它是一項并不亞于成礦條件研究的重要內容。在具體工作的地區，還要研究一個成礦系統產生的礦床組合和異常系列的被改造過程和整體保存條件，包括哪些礦床類型被破壞了，哪些被保存下來，保存在哪些地段?等等，這對于區域礦產資源評價是十分必要的。

參考文獻

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篇（9）

中圖分類號：E951

一、前言

地熱能是賦存于地球內部一種巨大、寶貴的礦產資源，它是一種綠色環保、經濟高效的新型能源。具有投資少、見效快、使用方便、節能環保等特點，開發利用前景廣闊。運用綜合物探方法對地熱資源進行勘探，可以避免單一物探方法的局限性，提高勘探精度。相信綜合物探方法在今后地熱資源勘查中的應用會更多，效率和精度也會有很大提高。

二、地熱概況

地球內部蘊藏著巨大的自然能源――地熱能，它通過火山爆發、溫泉、噴泉以及巖石的熱傳導等方式源源不斷的向地表傳送和散失。火山噴出的熾熱的巖漿或從地下涌出或噴射出的熱水和蒸汽，都是巨大的載熱體，它們不斷地將地球內部的熱能帶到地表。地球每年通過地表傳輸的總熱量很大，但是在有限的地區內不僅很小，而且很分散，目前的技術經濟條件尚無法抽取和利用，因此還不構成資源。自然界中有一些過程能夠使地球內部熱量在有限的地域內富集，并且達到人類能夠經濟開發利用的程度，這種熱量便構成了地球資源或地球能源。

三、物探方法分類簡介

目前，地球物理勘探方法很多，根據工作空間的不同，可分為地面物探、航空物探、鉆井物探及測井等。

測井是應用地球物理方法來研究鉆孔地質剖面，解決地下地質技術問題的一門技術，包括視電阻率、側向、自然電位、自然伽瑪、密度、聲波、中子、產狀、井徑、井斜、井溫、水文流量、核磁共振、微測井、伽瑪能譜、壓力、感應、成像測井等幾十種方法。

地震是以研究地震波在地殼內的傳播規律，達到查明地下地質構造和尋找有用礦藏的勘探方法。近年來，地震技術發展很快，有反射波法、透射波法、折射波法地震，有二維、三維地震，有高分辨率、微地震，有淺層、深部地震等，處理方法較多，不但精度高、速度快，而且處理手段靈活多樣。

電法是以研究地下各種巖層電性的差異為依據，尋找和勘探礦藏、探測地下水、解釋地質構造等，有電測深法、自然電場法、充電法、電測剖面法、瞬變電磁法、電偶源頻率測深法、電磁測深法、感應法及高密度電法等。

重力和磁法除傳統方法外，還有高分辨率、高精度重力和磁法物探方法。重力資料多用于區域構造單元的劃分、斷裂構造空間展布的確定及盆地基底起伏及其性質的研究工作。利用磁法可探測礦藏，確定隱伏巖漿巖體的分布、厚度及與斷裂帶的關系，確定水熱蝕變帶位置。

遙感可得到衛星圖像或航空圖像，通過對不同種類、不同比例尺、不同時相的航空航天遙感圖像進行地質解譯，判斷地貌、地層、地質構造，尋找礦藏和探索水文地質條件，還可判斷地面泉點、泉群和地熱溢出帶。

各種物探方法從空中、地面、地下不同角度組成了立體陣容，這種特殊的組合方式決定了物探方法必須要綜合考慮、分析和研究解釋。在地熱資源勘查中，物探工作是其重要組成部分。地熱資源勘查應視情況采用綜合物探方法進行，以避免采用單一方法在深度、廣度、精度方面的影響。因為單一物探方法有時具有多解性，如高溫熱水和蝕變礦物都能引起低阻，高溫熱流體視電阻率低，但視電阻率低的地方不一定都有高溫熱流體等；而通過綜合物探可獲得地質構造條件、熱儲賦存范圍、地下水補給關系及空間位置等資料。為了更好地查明地熱田的地質條件、熱儲特征、地熱資源量，評價開采技術經濟條件，在地熱資源勘查中對綜合物探工作應給予足夠的重視。

四、地熱物探評價方法的應用

地熱勘探中，幾乎所有的物探方法都可以考慮部署的。但是，不同的地熱田，由于地質條件、熱儲結構、成因類型、地熱液體的化學成分等不同，其物探異常的客觀反映也必然有所差異，對物探方法的選擇和異常現象的解釋也有所不同，不能照搬某一種模式，而應根據實際情況，合理地選擇適合勘探區的物探方法組合系列，才能使所獲成果達到預期的目的。并且在新的地熱田勘查中，綜合物探工作應優先開展。

五、物探方法組合在地熱勘查中的應用

地球物理勘查工作是通過不同的物探方法對一個地區進行平面測量和垂向測量，在野外試驗及資料總結分析的基礎上了解地質體平面和垂向的特征。一般在地熱資源預可行性勘查和可行性勘查階段進行，勘查范圍應包括相關的構造單元并結合地熱鉆井的井位確定。

平面測量一般是測量天然物理場，如重力、磁法和電法，其接收的是穩定的場值，在一個測點上只有一個數值，一般要有地面上多個觀測點才能反映出物理場的分布特征。在一條線上的觀測值組成剖面曲線，由多條平行的剖面可以組成平面數據。測深方法如人工地震、電法和面波測深等，一般要建立一個變化的人工場，在原地布一個接收系統來了解地下不同深度的物理量，即得到一條垂向剖面。

地熱物探工作需要多種方法組合完成，特別是要根據地質任務合理選擇不同方法進行組合。具體方法的選擇要考慮目的層的物理前提，即目的層與其他層的物性差異，這個差異要足夠大，能反映到物理場中被儀器觀測到。

地球物理勘查工作的任務是初步查明：①圈定地熱異常范圍和熱儲的空間分布特征；②確定基底起伏及隱伏斷裂的空間展布；③確定勘查區的地層結構，熱儲層的埋藏深度。鑒于這些地質任務，參考研究區的工作成果和其他資料，對比分析各種方法在不同地熱田的應用效果，結合地熱田地球物理特征，建立本區地球物理勘探方法組合。

六、總結語

地熱的開發帶來巨大的經濟效益讓很多投資者趨之若鶩，與此同時地熱的勘查具有很大的風險性，投資大、成本高也令很多投資者望而卻步。我們在地熱勘查中應該采用最有效的方法，采用新技術新方法節省經濟成本，開發利用地熱資源。

參考文獻：

1、黃健良 吳波 邵月中，淺談綜合物探方法在地熱勘查中的應用[J]，科技信息，2009年第18期

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主管單位：國土資源部

主辦單位：青島海洋地質研究所

出版周期：月刊

出版地址：山東省青島市

語

種：中文

開

本：大16開

國際刊號：1009-2722

國內刊號：37-1118/P

郵發代號：

發行范圍：國內外統一發行

創刊時間：1982

期刊收錄：

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

期刊榮譽：

Caj-cd規范獲獎期刊

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期刊簡介

《海洋地質動態》創刊于1982年，由青島海洋地質研究所主辦，海洋出版社出版。本刊是海洋地質科學領域的一份綜合性指導類刊物，主要刊登反映當今國內外海洋地質、海洋石油地質、海洋礦產資源、海洋地球物理、海洋地球化學、環境地質和災害地質等學科的科技進展和發展趨勢的學術論文；報道相關科學領域的最新研究成果、新技術方法、海洋地質調查研究和學術活動等信息。

篇（11）

在我國高等教育進入大眾教育階段且快速發展時期，如何進行精英和卓越人才培養，是我們一直思考的問題。吉林大學地球探測科學與技術學院作為擁有國家重點學科的學院，在人才培養方面一直進行著積極的探索和實踐，特別是自20世紀90年代以來，我們進行了一系列的改革。1998年我們開設了基地班，強調注重基礎、拓寬專業口徑，加強地質工科人才綜合能力的培養；2003年開始，以提高學生實踐能力為目標，開展了實踐教學體系的改革與實踐，建設了校內外實踐教學基地，形成了新的實踐教學體系；2005年以來，借助“質量工程”契機，進行了系列改革和創新研究，取得了系列的成果；2009年開辦了地球物理學與應用地球物理相結合的吉林大學李四光地球物理試驗班，實踐證明該班人才培養取得了很好的效果；從2008年開始，我們提出了卓越人才培養的理念，2010年我們開辦了“應用地球物理卓越工程師試驗班”。通過一系列的改革與實踐，積累了一些經驗和成果，切實提高了人才培養質量。

吉林大學應用地球物理卓越人才培養體系可總結為：一個理念、兩個基礎、四個支撐和一個機制體系。

一、一個理念：“研、嚴、妍”，培養高素質人才

為配合國家重點學科建設，我們對人才培養方面所做的探索進行了系統總結，提出了“研、嚴、妍”培養高質量人才的教育理念。

1.研：研究環境育人

建設研究型大學是吉林大學的建設目標。我們認為建設研究型大學不僅體現在科學研究上，同時也體現在研究環境上育人。本學科本著研究環境中培養高素質人才這一宗旨，圍繞本科教學如何適應建設研究型大學的需要，開展研究型教學體系的研究，對研究型大學教師的基本要求、教學管理等方面進行了深入的研究和探討。為提高人才培養質量必須開展“研究環境的創建與研究型教學”、“研究能力培養的重要環節――實踐教學”、“提高人才培養質量的關鍵環節――課程建設”等方面的研究。

2.嚴：嚴格教學管理、嚴謹的教風和嚴肅的學習態度

教學管理是提高人才培養質量的重要保障。多年來我們制訂了嚴格的管理制度和管理規范，并匯編成冊，院內印發，為我們順利完成教學工作，監督教學質量，考核教師教學效果等起到了保障作用。

教風集中體現了一個單位的師德建設水平。作為學院的師德建設，我們重點抓三個方面的建設：一是加強教師職業道德規范建設。明確教師的職責和義務，強調教師是一個特殊的職業，教師的服務質量關系到國家、民族和事業的興衰。二是促進教師隊伍業務水平和能力的不斷提高。沒有教師學術水平與業務素質的提高，就沒有教育教學質量的提高。三是增強教師學術意識。教師的服務對象是國家、民族的未來建設者，教師不但要探索真理，還要將已經發現的真理、規律闡述清楚，培養學生從更高層次去認識真理，發現真理。

學生的學習態度受學校、社會、家庭多方面的影響。學院始終堅持應盡的責任，堅持開展學風建設。重點放在引導學習、端正學習態度方面，教導學生人人成才，人人都能成才、人人都應該成才。學生的來源不同，個體差異很大，作為學校的責任，就是最大限度地調動學生學習的積極性和主動性，幫助學生發現自己的特長，挖掘自身的潛力，掌握必備的知識，使學生成為對社會有用的人。

3.妍：鼓勵學生個性發展，百花齊放

學院教師和學生工作管理人員，圍繞大學生的素質教育、大學生的思想品德教育、大學生培養的素質體系、高等教育階段師生關系的定位與合理構造等問題，進行了認真的研究與探討，對提高大學生綜合素質、鼓勵學生個性發展起到了積極的作用。為此，我們利用社會辦學資源，在大慶油田建立了吉林大學地球物理學科的“大學生研究和教育基地”。

另外，教師的科研水平和科研能力是提高教學質量的基礎和保障。學院已經形成了穩定的科研方向，具有明顯科研特色，對本科教學起到了積極的促進作用。科學研究促進了本科專業建設，擴充了學科的體量和繁衍能力；科學研究項目促進了學生的創新精神和實踐能力的培養，多年來，學生畢業論文（設計）的題目80%來自于教師的科研項目。

二、兩個基礎：公共基礎加專業基礎

作為應用學科的人才培養，強調專業課內容設計和教學重要性的同時，公共基礎課和專業基礎課的設計和學習更要重視。它決定學生的發展潛力和未來創造力，所以我們堅持素質、知識和能力的綜合培養。以往我們只注重知識的學習，往往忽略了人才素質和能力的培養，人才成長的因素是綜合的，只有具備良好的素質、豐富的知識和較強的實踐能力，才能有好的發展前途。

在我們的人才培養體系中，有很大的內容體現在公共基礎和專業基礎知識和素質的學習上，目的在于為學生打下一個堅強的學科基礎。在對基礎學習的同時，我們也強調階段性的知識綜合，所以我們開設階段的知識運用研討課，幫助學生學會運用知識，學會綜合思考。

在公共基礎知識學習時，我們在學生掌握高等數學和普通物理知識后，讓學生思考“你不是一個運動員，但你如何做一個好的四百米跑運動員的教練”等研討課，這就要求學生把了解的如何畫四百米跑道等素質，運動員跑步時姿勢的力學結構的數學描述、跑步時向心力和離心力對運動成績的影響、直道和彎道時力學平衡的變化等知識進行綜合思考，強調學生學習的物理、數學的運用，即基礎知識綜合運用的研討。目的是使學生學會觀察生活，運用物理知識描述和數學知識表達。

在專業基礎知識學習時，我們結合大學生創新項目等的學習和研究，讓學生思考一些理想狀態下的專業問題，可能討論時專業語言不規范，但物理和數學知識必學到位，然后逐漸精煉和提升。目的讓學生學會分析問題、用工具解決問題、描述和表達問題解決的情況等。

同時，我們一直強調公共基礎知識和專業基礎知識一定要與時代同步，時時把相關基礎學科的知識引進本專業的學習，用于解決本專業的問題，提升本專業解決實際問題的能力和專業需求。

三、四個支撐：專業、隊伍、課程和教材、實踐教學基地

1.特色專業建設

優勢特色專業是人才培養體系的重要依托。在長期的辦學實踐過程中，吉林大學勘查技術與工程（應用地球物理）專業積淀并形成了具有自己特色的人才培養模式。以“地質資源與地質工程”一級國家重點學科、“地球探測與信息技術”和“地質工程”兩個二級國家重點學科為依托，深入貫徹產、學、研相結合的指導思想，形成了特色專業培養方案和專業建設方案。通過改革與實踐，勘查技術與工程專業于2008年被批準為國家一類特色專業建設點，應用地球物理是建設點的主體部分。

在特色專業建設的基礎上，分別形成了“李四光（地球物理）試驗班”和“應用地球物理卓越工程師試驗班”培養方案。“李四光（地球物理）試驗班”以培養崇尚科學、求是創新，具備良好科學素養的學術精英為目標，倡導求是、探索、創新；“應用地球物理卓越工程師試驗班”以強化工程意識、工程素質和工程實踐能力，培養未來地質工程技術領域領軍人才為目標，注重國際視野、企業經歷和競爭實力。通過上述方案的實施，促進了專業建設。

2.教學團隊建設

教學團隊是人才培養體系實施的關鍵。吉林大學“應用地球物理”是我國第一批博士學位授權點、博士后流動站，是國內第一個應用地球物理國家重點學科，國家“211工程”和“985工程”重點建設學科。

在教師隊伍建設過程中，始終重視中青年教師的培養，堅持按照德才兼備選材，以愛崗敬業、甘于奉獻引導，依照國際視野、勇于創新的目標培養，保證了應用地球物理教學團隊的傳承與發展，成為應用地球物理卓越人才培養的重要支撐。應用地球物理教學團隊2010年被遴選為國家級教學團隊。

3.精品課程建設與教材建設

精品課程建設與教材建設是人才培養體系實施的重要基礎。近年來通過持續建設，錘煉出一系列精品課程，建成了“鉆井地球物理勘探”國家精品課程；“電法勘探原理與方法”、“固體地球物理學”等3門省級精品課程。

在精品課程建設的同時建設了一批高質量的教材，涵蓋了本科專業的主要課程。這些教材具有鮮明特色，2007-2011年共有8部教材獲吉林省優秀教材獎， 為同類專業和相關專業提供了優質教材資源。其中《重力與磁法勘探》等3部教材入選“十一五”國家級規劃教材，《地震勘探》于2012年初推薦為“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材。通過國家級規劃教材和相關配套教材建設，促進了課程建設，凸顯了專業特色。

4.實驗中心與工程實踐基地

實驗中心與工程實踐基地是人才培養體系實施的重要保障。應用地球物理實驗中心圍繞人才培養目標，突出學生主體地位，以“注重基本技能訓練，加強設計性與綜合性實驗環節，突出創新思維與創新能力培養”作為實驗教學的指導思想，提出了“抽象理論形象化、野外現場室內微型化、實驗實習一體化”的實踐教學建設理念，按照“實驗實習、校內校外、軟件硬件”三個主線合理配置實驗資源，以解決學時有限、先進生產設備有限、專業軟件訓練有限等問題。形成了“全、新、強”特色，即技術方法全、訓練環節全、實驗層次全；組織模式新、實驗內容適時更新；師資隊伍強、學生能力強。該中心2009年被批準為國家級實驗教學示范中心建設單位。經過持續建設已成為以學生為本、教學體系科學、實驗教材系統、實驗設施完善、實驗裝備精良、隊伍結構合理、實驗管理一流的開放式應用地球物理實驗教學中心。

借鑒國外合作教育的培養模式，以培養“卓越計劃”人才的工程意識、工程素質與工程能力為核心，建設了勘查技術與工程（應用地球物理）工程實踐教育中心。該中心被教育部批準為“本科教學工程”項目2011年執行項目。

四、建立“校、研、企協同，社會廣泛參與”的卓越人才培養機制

2003年起應用地球物理專業學生開始到大慶油田測井公司實習，2005年建立了“吉林大學地球物理實踐教學基地”，公司每年選配高層次工程技術人才擔任指導教師。2010年12月18日，吉林大學地球探測科學與技術學院與大慶鉆探工程公司在吉林大學與大慶油田有限責任公司全面戰略合作框架下，在長期合作的基礎上，簽訂了國家級工程實踐教育中心合作共建協議。雙方決定發揮高等學校和國有大型企業各自優勢，共同建設“勘查技術與工程”國家級工程實踐教育中心。

利用吉林大學和大慶鉆探工程公司兩種不同的教育環境和教育資源，以培養具有國際競爭力的卓越工程人才為宗旨，以強化工程實踐能力、工程設計能力與工程創新能力為核心，以合作教育為切入點，著力推動人才培養模式轉變。從吉林大學的內部培養走向開放的吉林大學與大慶鉆探工程公司的合作培養。發揮企業具備真實工程環境和先進的工程實踐條件的優勢，為培養學生的工程實踐能力和創新能力創造條件。在運作方式上由吉林大學和大慶鉆探工程公司共同制訂人才培養方案，共同建設課程體系和教學內容，共同實施培養過程，共同評價培養質量。企業選聘實踐經驗豐富的高水平工程專家擔任學生的指導教師，學校選派專業教師和學生一起到企業實習、實踐，增強教師工程能力。

2002年起與中國科學院地質地球物理研究所建立了長期合作關系。聘請研究所的院士擔任學校的雙聘院士，聘請一批博士生導師兼任本學科的研究生指導教師，參與本科人才培養。研究所在學校設立基金獎勵德才兼備的本科生，近10年來已有20名學生獲得獎勵資助，有30多名學生免試推薦或考取了中國科學院地質地球物理研究所的碩士研究生。院所合作開展國家重大項目研究，取得科研成果的同時促進了卓越人才培養。

通過人才培養模式改革，近3年本專業學生申請“大學生創新性實驗項目”66項，其中國家級項目26項。近5年來畢業生推薦免試研究生和考取研究生的比例保持在40%以上，本科生就業率（含考研）連續十年保持在95%以上。畢業生受到用人單位的普遍歡迎。

參考文獻：

[1] 教育部關于實施“卓越工程師教育培養計劃”的若干意見[Z]. 教高[2011]1號.