地球物理勘探-给地球做CT

  众所周知，地球赐予人类极其丰富的资源，其中以煤、石油、天然气为主，金属和非金属矿产也是可利用的重要资源，这些大自然的馈赠与人类社会生活有着密不可分的亲密联系。

  有人可能会认为，即便这些资源与我们息息相关，但对这些资源的开采的物探行业似乎太过小众，让人高深莫测遥不可及，那么下面就拿生活中最常见的例子来现身说法。当你生病头痛脑热去医院，医生在初步圈定你病灶的大致位置的同时，但想得到清晰、准确、直观的图像，以便做进一步确诊，该采取什么样有效的手段？对的，做CT或B超。

  我们的地球物理探测方法就像是对地球做一个CT，对可能发现的储存在地下的油气、矿体进行有目的的“扫描检测”。主要的非地震方法手段有重力勘探、磁法勘探和电法勘探。

  以上的勘探手段与CT类似，地球好比人体，地下的地层岩石构造相当于地球的“五脏六腑”，它们有着各自的参数属性。比如不同的密度、不同的磁性、不同的电性，我们的任务是利用仪器检测扫描，收集可靠的数据，依据这一些密度差异、磁性差异和电性差异，初步推测也许会出现“病灶”的位置，并对其做到合理的“病理报告分析解释”。

  当然，给地球妈妈作“CT”，动用的设备就不能太袖珍，有时会用到下图所示的巨大发射、采集装置。

  八一四队作为历史悠远长久的专业的物探队，自上个世纪五十年代起，经过几十年的发展，在物探界声名鹊起，近年来更是硕果累累。从白山黑水到琼崖海角，从东海之滨到西部边陲，都有祖国各地都有我们勘探者的辛勤足迹。以下介绍近年八一四较为出彩有亮点的几个项目，并为大家进行简单的介绍。

  （1）2013年至2014年，八一四参与了地调局油气中心“索伦－林西地区油气资源选区调查”项目，主要承担重磁电勘探工程的施工和资料处理解释工作，油气中心主要是根据解释成果在突泉盆地南部署实施了突参1井，于1684米～1704米层段内发现2层含油层。2014年8月经试油压裂，获得了轻质原油该项目的主要成果“松辽外围突泉盆地火山岩覆盖区钻获轻质原油”评选为“2014年度中国地质科技十大进展”之一。

  图1-1为该项目依据重力资料反演得到的基底深度图，图中五彩斑斓犹如调色板，看懂这张图其实并非难事，蓝色部分说明深度深，绿色和红色则说明深度浅，这样我们就得到了地下几千米深处的基岩起伏形态，而其中的凹陷就像是深埋在地下的“藏宝箱”，里面可能蕴藏着石油。据此定下钻井的位置，就能够直接进行下一步的油气探索了。

  （2）随技术的进步和发展，对于勘探数据的处理和解释也渐渐发展到了三维。2013年至2014年，八一四承担《大杨树盆地南部三维重磁电勘探》项目，通过技术攻关试验探索，创新了三维重磁电解释技术手段。

  图1-3为重力三维视密度约束反演数据体。万有引力是物质世界都会存在的物理现象，地下岩石也不例外。我们经过测量和分析地下岩石产生的重力加速度就可以推断出地下岩石的分布情况。由于地下岩石分布不均，所以就会产生如图1-2所示的重力异常图，等值线密集的地方说明岩石重力值高，密度大，反之亦然；大红色是高密度，深蓝色是低密度，根据已知的岩石密度范围，就能判断岩石的类别。

  图1-4为磁法三维视磁化率反演数据体。位于地壳中的岩石和矿体处在地球磁场中，从它们形成时起，就受其磁化而具有不一样程度的磁性，其磁性差异在地表引起磁异常。我们对岩石磁性异常的研究，其目的是掌握岩石和矿物受磁化的原理，了解矿物与岩石的磁性特征及其影响因素，对磁异常作出正确的地质解释，如区域地层对比，构造划分等。图1-4中所显示的冷色即为弱磁性体，大部分为沉积岩，暖色则是强磁性体，一般为岩体、火山岩、金属矿。

  图1-5为该项目电法处理三维显示图，图中“红红火火”的暖色说明岩石电性为高电阻率，在岩性方面一般对应为岩体、灰岩等，而像大海般深蓝的冷色调则说明岩石电性为低电阻率，岩性对应为砂岩、页岩和泥岩等。通过这样“看图说话”的方式，我们确定了地层界面的界线，并划分出火山岩、沉积岩的分布范围，以三维立体方式直观、清晰地展现了地下的构造情况。

  图1-6和1-7则是依据岩石电阻率的差异所划分出的地层岩性。如图1-6所示上部团块状为致密玄武岩，中部为多孔玄武岩，下部则为高阻安山岩和基岩。图1-7同理可见图中文字说明

  通过以上重力、磁法和电法不同物探手段的处理，根据岩石密度、磁性和电性的差异，加上钻孔资料综合解释，对目标层进行了细分层，最后推测出合理的地质解释。

  该项目不仅在电法解释上进行了创新应用，从数据采集，到重磁电方法处理，直至最后的成果解释，三维可视化成图显示，都谨慎细致，稳步稳扎，反复斟酌，力求得到可靠合理的成果。