引論：我們?yōu)槟砹?3篇地球物理論文范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。

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表11950-1995年間人口在百萬以上的城市數(shù)目

Table1Citynumbersofpopulationbeyondonemillionbetween1950to1995

年代195019951995:1950

第三世界城市數(shù)342136.3

發(fā)達國家城市數(shù)491122.3

全世界城市數(shù)833253.9

我國的城市化進程與世界同步，近年來呈現(xiàn)出高速發(fā)展的趨勢。圖2給出了我國城市數(shù)量增加的數(shù)據(jù)[2]。

2城市化促進自然科學新領域的產生與發(fā)展

我們首先以傳統(tǒng)的地理學為例。近幾十年來，尤其是第二次世界大戰(zhàn)以后城市地理研究發(fā)展迅速，內容和影響都超過了傳統(tǒng)地理學，成為人文地理學的一門重要分支學科。對城市進行地理學研究始于19世紀。第二次世界大戰(zhàn)以后，許多國家的城市需要重建，世界范圍內的城市化進程加速，這些都要求對城市進行全面的研究和規(guī)劃，促使大批地理學家投入城市研究或城市規(guī)劃工作。新興的城市地理學的核心問題是研究區(qū)域的空間組織與城市內部的空間組織兩種地域系統(tǒng)的關系。圍繞這兩種地域系統(tǒng)，具體的研究內容有：城市化研究、城市分類研究、城市體系研究、城市群和大城市集群區(qū)研究、城市綜合地理研究等。城市地理學在城市化進程中逐漸形成了獨特的研究方法：早期數(shù)量方法、系統(tǒng)分析方法、城市信息系統(tǒng)方法、空間抽樣調查方法等。此外，地圖是地理研究的傳統(tǒng)工具。航空像片和衛(wèi)星像片在城市地理研究中表現(xiàn)出重要作用，是研究城市時空變化關系的基礎數(shù)據(jù)。

附圖

圖1全世界城市化城市人口百分比[1]

Fig.1Percentageofurbanpopulationamongthetotalpopulationinworldcities

附圖

圖2中國城市數(shù)目隨時間的變化[2]

Fig.2NumberofcitiesinChina

以典型的工程科學——建筑學為例，隨著城市化現(xiàn)象的迅速推進，建筑學向廣度和深度發(fā)展。孤立地、狹隘地研究建筑現(xiàn)象已經說明不了問題，滿足不了需要。客觀實際已經按照系統(tǒng)工程的規(guī)律伸展了它固有的領域。城市及其區(qū)域已經逐步形成了一個開放的復雜的巨系統(tǒng)。城市化對建筑科學的影響，使得系統(tǒng)的思想進入到傳統(tǒng)的建筑科學，進一步突出了新的建筑科學的關系——人與環(huán)境的關系[3]。錢學森考慮到中國傳統(tǒng)的文化藝術和自然特色等種種因素，形象地提出了山水城市的理念，這一思想對建筑科學的發(fā)展，具有深遠的意義。

以地球物理學為例，城市化問題使得傳統(tǒng)地球物理學的研究方法、研究對象和研究內容面臨新的機遇和挑戰(zhàn)。20世紀初，地震波證實了地球鐵核的存在，證明了2900km深度存在地核與地幔的邊界。30年代，地球物理方法發(fā)現(xiàn)了地球內核的存在，在此基礎上，科學家提出了地球內部分層模型。20世紀中期，各種地球物理勘探方法初步形成。40～50年代，地球物理學的主要研究對象是勘探固體礦產資源，60～70年代在此基礎上增加了石油和天然氣，80～90年代又增加了水資源。隨著工業(yè)化進程的加快，環(huán)境問題也日益成為地球物理學的研究對象。總而言之，20世紀地球物理學的研究對象是以自然資源為主。20世紀末的全球性城市化發(fā)展趨勢，使21世紀的地球物理學不可避免地要面對諸多的城市問題。80年代以來，由于地球科學各分支學科的日益成熟和全球環(huán)境問題的日益突出，人們認識到地球各圈層相互作用以及人類活動的重要性，地球科學的發(fā)展開始進入地球系統(tǒng)科學的新時代。城市地球物理學的發(fā)展在這樣的時代背景下產生。城市地球物理學是一個全新的概念，是地球科學國際研究前沿的新興學科。傳統(tǒng)地球物理學的主要研究對象是自然現(xiàn)象，而城市地球物理學則主要研究自然現(xiàn)象與人類活動的相互作用。因此，在城市地球物理學研究中，除了自然科學問題之外，還應強調科學與社會的結合、各相關學科的綜合及與各社會部門的協(xié)調。圖3表示了城市地球物理學與環(huán)境科學和地理學之間的關系，這三者既有各自獨特的研究領域，又有密切相關的交叉研究內容。

附圖

圖3城市地球物理學、環(huán)境科學、地理學之間的關系

Fig.3Relationshipamongurbangeophysics,environmentalsciencesandgeography

3城市地球物理研究的社會需求

(1)城市建設。科學家們預計21世紀的城市在向高空發(fā)展的同時，也將向地下索取空間，建設深層地下都市已經在科學家構想之中。20世紀平面式的城市功能在21世紀將從地下、地上兩個方面重新進行立體配置。在一系列城市建設活動中，迫切需求地學界利用地球物理的觀測和預測方法對城市地下空間的結構給出定量的描述，為城市規(guī)劃積累基礎數(shù)據(jù)。

(2)城市災害。人類大規(guī)模的經濟—工程活動對環(huán)境的影響，已經達到了與自然地質作用相提并論的程度，而且發(fā)展速度快、影響范圍大。各種災害無情地破壞著人類的居住空間，給人類的生存造成威脅。這些災害發(fā)生在地學研究的領域，迫切需求地學界利用地球物理的觀測和預測方法對各種起因的城市地質災害和對環(huán)境的破壞進行詳細的調查。

(3)城市地下污染。原生環(huán)境的缺陷以及由人為因素造成的地下環(huán)境污染，在地下水的作用下，對生態(tài)與工業(yè)構成極大的危害，迫切需求地學界利用地球物理的觀測和預測方法調查地下水的分布，為制定防治規(guī)劃提供基礎數(shù)據(jù)。

4城市地球物理研究的主要科學問題及其研究方法

城市地球物理學作為一門新興學科，其主要特點是學科的交叉性及其社會服務性，城市地球物理不僅與地學界的其他學科有廣泛的交叉性，而且與地學界以外的諸如人文類、社科類學科也有不可缺少的交叉內容。城市地球物理研究的最終任務是服務于社會，科學研究的核心問題是人與自然的關系問題。具體解釋為：

(1)城市近地表結構與地質災害的相互作用關系。天然與人為的地質災害對城市構成極大的危害。這些災害改變和破壞近地表地質結構，近地表地質結構從客觀上阻止或促成地質災害的發(fā)生。二者之間的相互作用關系是科學研究的問題之一。

(2)城市近地表結構與地下基礎設施和地下建筑的相互作用關系。地下基礎設施是城市的命脈，地下基礎設施的科學規(guī)劃以及地下建筑計劃需要對近地表結構的觀測與評價，大型地下建筑有可能改變城市地下應力場的平衡，二者之間的相互作用關系在未來城市發(fā)展中為地學研究提供了一個新的研究空間。

(3)城市近地表結構與地下環(huán)境污染的相互作用關系。地下環(huán)境污染破壞生態(tài)環(huán)境、危害人類健康，地下環(huán)境污染直接受控于地下水的分布，同時受控于近地表地質結構。對地下水的分布及其浸染走向的研究是防止和治理地下環(huán)境污染的重要依據(jù)。

城市地球物理學研究方法主要依靠觀測技術、數(shù)據(jù)處理技術以及綜合評價系統(tǒng)。觀測是地球物理學研究得天獨厚的手段，數(shù)字地震臺陣、地球信息系統(tǒng)、INSAR計劃、淺層地球物理觀測在地學研究領域發(fā)揮了重要的作用。地球物理觀測數(shù)據(jù)起到了透視地下的作用，是實現(xiàn)地下結構定量化與可視化研究的基本條件。針對城市問題的地球物理觀測，需要在提高儀器動態(tài)范圍的基礎上獲得高分辨率的數(shù)據(jù)，需要研究城市特定環(huán)境下的觀測方式。認識淺層介質的復雜性以及地球物理數(shù)據(jù)的特殊性是研究城市各類問題數(shù)據(jù)處理方法的出發(fā)點。數(shù)據(jù)處理方法研究應該從基礎研究出發(fā)，研究地震波場、電磁場、重力場分布規(guī)律以獲得清晰的三維地下圖像。保證足夠的信息量是對城市問題做出準確評價與預測的基礎，綜合性研究在評價和預測中至關重要。地球物理學中各類方法的優(yōu)化與組合以及與地學研究領域中其他學科的交叉，包括與非地學研究領域相關學科的交叉是開展城市地球物理評價與預測研究的主要方向。

5城市地球物理現(xiàn)階段主要研究內容

(1)城市條件下地球物理觀測方法研究。城市條件下的地球物理觀測比常規(guī)野外條件下的觀測表現(xiàn)出更多的復雜性。需要在已知的典型地下結構的條件下進行足夠多的觀測方法實驗，針對“源”的問題，研究電磁波與彈性波的聚束發(fā)射，研究綜合方法的同時觀測技術以及時移觀測技術，并根據(jù)已知條件進行數(shù)值模擬計算，對比觀測數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)的差別，分別城市條件下觀測噪聲與干擾的特殊性，發(fā)現(xiàn)規(guī)律性，為實際的工業(yè)性調查提供指導性方案。

(2)城市介質地球物理正演算法研究。城市地下介質除受到地質構造運動外，更多地受到人為因素的改造，演變成為難以保存其原生地質痕跡的、極其復雜的地下介質。其地球物理響應與以往的地球物理觀測必將表現(xiàn)出極大的差異。因此，必須以城市地下條件的特殊性為介質模型，研究地球物理正演計算方法，認識城市介質條件下觀測數(shù)據(jù)的基本性質和形成規(guī)律。

(3)城市地球物理數(shù)據(jù)處理方法研究。城市地球物理需要采用非常規(guī)觀測方式，其觀測數(shù)據(jù)包含了大量意想不到的噪聲。認識噪聲的特征和有效地消除噪聲，保護觀測數(shù)據(jù)的分辨率是數(shù)據(jù)處理的關鍵問題。針對時移觀測數(shù)據(jù)研究四維數(shù)據(jù)處理方法。在信號分析與數(shù)字處理方法研究中，需要充分吸收現(xiàn)代數(shù)字信號技術，開展適用于城市特定問題的處理方法研究，為綜合評價提供準確數(shù)據(jù)。

(4)城市介質三維可視化研究。城市地下介質覆蓋在水泥路面、綠地和建筑物之下。傳統(tǒng)的鉆井或探槽式觀察方法在現(xiàn)代化城市中即落后又不適用。這項研究通過對觀測數(shù)據(jù)的有效反演對城市地下介質實現(xiàn)三維空間可視化描述，提供三維精細成像結果。對典型問題開展有針對性的反演算法研究，為三維精細成像和可視化描述以及綜合評價提供有效資料。

6城市地球物理研究需要社會關注

城市地球物理研究如何落實與如何發(fā)展是一個非常重要的問題。大專院校和研究機構應該進行必要的學科調整，實現(xiàn)資源共享和優(yōu)勢互補，應該積極參與城市地球物理研究相關工程項目，在學科之間進行經常流。工業(yè)、商業(yè)與企業(yè)部門應該面向用戶，以市場為導向，為城市地球物理技術的研究提供場所和經濟支撐，同時有必要參與各種研究活動，各學術團體應該相互配合，設立城市地球物理專業(yè)委員會，在學術刊物上開辟專欄廣泛宣傳城市地球物理研究的科研成果，各專業(yè)學會之間也應進行廣泛交流。政府部門應該做出具體計劃，以便各職能管理部門統(tǒng)籌安排，實現(xiàn)資源的合理分配與協(xié)調，要選擇典型城市和典型項目作為依托，開展研究工作，在基礎研究方面需要得到自然科學基金和國家相關部門的支持。

應該充分估計到地球物理各種方法在目前技術條件下的難點，要通過研究地球物理新方法、新技術提出新的認識、加強科技創(chuàng)新尤其是原始性創(chuàng)新。要集中精力利用地球物理數(shù)據(jù)編制城市地下三維結構的圖像，當前城市地球物理研究的主題是“城市三維地圖(3-DImagingofUrbanUnderground)”（注：國家自然科學基金委員會.中國內地—香港城市地球物理戰(zhàn)略研討會，香港大學.2001.）。

7城市地球物理研究的技術支撐條件

近20年來，地理信息系統(tǒng)技術的出現(xiàn)，乃至空間數(shù)據(jù)基礎的建設和“數(shù)字地球”戰(zhàn)略的提出，使得獲取地球信息的手段達到了前所未有的高度，不僅使全球的制圖和動態(tài)性制圖成為可能，而且在環(huán)境監(jiān)測、災害預警預報、區(qū)域與城市規(guī)劃等方面也發(fā)揮著極為重要的作用。21世紀將廣泛采用高分辨率的觀測系統(tǒng)（地面、海洋和空間對地觀測）、高靈敏度和高準確度的分析測試系統(tǒng)（包括微粒、微量、納米級和超微量）、不同條件下的實驗模擬系統(tǒng)、建立在動力學及高性能計算基礎上的數(shù)值模似以及數(shù)字化的地球信息系統(tǒng)，此外，現(xiàn)代化的觀測技術與設施也將成為開展城市地球物理研究必要的支撐條件。

圈層相互作用研究是地球科學20世紀90年代以來的全新發(fā)展方向，方興未艾。這些研究將導致交叉學科、綜合學科的興起與發(fā)展，形成整體性的地球系統(tǒng)科學。地球及其各圈層是一個整體。一些地球科學問題固然有區(qū)域性的一面，但這種區(qū)域性是寓于全球性之中的。在一定意義上，只有更好地了解全球才能更好地了解區(qū)域。同時，區(qū)域也是全球的窗口，區(qū)域性是通向全球性的大門。地球科學方面的“全球變化及其區(qū)域響應”研究計劃，則為城市問題的研究提供了廣泛的科學基礎。

8結語

地球不僅在自然力作用下發(fā)生變化，而且人類活動作為地球上有關過程的一種作用力將進一步得到深入研究。21世紀將從人—地關系的角度審視環(huán)境的變化，為人類社會與自然環(huán)境的協(xié)調發(fā)展提供科學理論基礎，使人居環(huán)境得到最大限度地改善，同時又要保持地球的“健康”演化。在新千年和新世紀來臨之際，地學界應該重新考慮地學發(fā)展的方向和重點，使地學研究在人類社會發(fā)展中體現(xiàn)出自身的價值。在新世紀，地學在應用研究領域所面臨的主要任務是合理地利用地球資源，幫助工業(yè)界解決難題，改善地球的可居住性。為此，作為地學領域主要學科之一的地球物理學應該做出應有的貢獻。

收稿日期：2002-01-08；修回日期：2002-05-23．

【參考文獻】

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很多人認為：大企業(yè)應該建立起龐大的管理機構對企業(yè)實施管理，也就是說：企業(yè)越大，行政機構就應該越多，企業(yè)因此才能發(fā)展。但是事實并非如此，即使是小企業(yè)，在經理們事無巨細的干預下也不會繁榮，反而會每況愈下。但惠普公司的經驗卻告訴我們，管理機構是可以做到又大、又富于靈活性的。為了更好地解釋這兩種管理模式所帶來的不同后果，還是讓我們看看惠普是怎樣超過Digital而成為美國第二大計算機公司的吧！

在所有的70年代繁榮一時的計算機廠商中，歷經了15年的風風雨雨，艱難險阻，卻能轉危為安，而沒有面臨停工、破產和失去市場威脅的企業(yè)，也只有惠普公司一家了。

許多企業(yè)的經理們要靠“數(shù)量”取勝。歸根到底就是要通過克扣員工工資來增加企業(yè)利潤。比爾·休略特和戴維·帕卡德（惠普公司的創(chuàng)立者）卻認為只有員工們受益，企業(yè)才會繁榮，企業(yè)應該給員工們提供一個穩(wěn)定的工作環(huán)境，幫助他們擺脫隨時被解雇的不安心理。隨時解雇員工的做法在當時的電腦界是很正常的。但比爾和戴維卻認為，強大的企業(yè)應該是一個團結協(xié)作的團體，應創(chuàng)立一種不拘禮節(jié)的公司作風。在經營和管理惠普公司的過程中，比爾和戴維創(chuàng)立了一種為員工服務的企業(yè)文化。在這種新型管理模式的指導下，惠普公司不斷繁榮發(fā)展。

當時惠普公司的主要競爭對手是總部設在馬薩諸塞州的Digital公司（1957年由畢業(yè)于麻省理工學院的電子工程師肯·奧爾森創(chuàng)立）。奧爾森認為Digital公司的一切行動都要以他的意志為轉移，他甚至創(chuàng)造了企業(yè)座右銘：“一個公司，一個策略，一個思想。”Digital公司的管理方法是“管理即控制”管理模式走向極端的一個例子。

奧爾森的命令就是圣旨，沒有他的命令任何工作都不能啟動。專斷是Digital公司走下坡路的主要原因。雖然現(xiàn)今的許多公司都存在這種情況，但在當今的形勢下，這種做法必然會使企業(yè)走向滅亡。

從表面上看起來，惠普公司的經營方式與Digital 極其相似，兩個公司都向同類用戶出售小型計算機，但惠普公司權力下放，企業(yè)文化輕松靈活，員工們有決策權。而在Digital公司，獨斷專行的管理思想滲透到了Digital公司企業(yè)文化的各個環(huán)節(jié)。當時的Digital 公司是個成功的企業(yè)，是世界最大的小型機廠商，同時也是北美洲第二大計算機生產企業(yè)（僅次于IBM公司）。就是到了1988年，Digital公司在小型計算機銷售方面也仍處于領先地位，年收入達到124億美元，幾乎是惠普公司年收入的兩倍。

1994年，情況發(fā)生了變化。由于管理得法，惠普公司年銷售額增至240億美元，公司以每年銷售額增長24%的速度迅速發(fā)展。而Digital公司的年收入?yún)s只有135億美元，如果把通貨膨脹的因素考慮進來，它的銷售額同1988年相比還有所下降。

權力下放幫助惠普公司及時對用戶需求做出反應。因此，惠普公司很早就進入了個人計算機市場。目前，惠普的各個分公司不僅向市場上銷售桌面計算機，他們還設計出一種便攜式超小型計算機并投放市場。惠普的打印機分公司還占領了桌面打印機市場。惠普公司在計算機領域因勇于改革，大膽創(chuàng)新而聞名。他們經常主持研制和開發(fā)新技術、新產品，和英特爾公司聯(lián)合設計的P7型超速微型數(shù)字機就是他們革新的成果。

90年代的計算機工業(yè)已發(fā)生了巨大的變化。惠普公司也面臨低盈利、日益強大的競爭對手和要求苛刻的用戶群體等一系列實際問題。令世人關心的是，惠普公司如何對這些挑戰(zhàn)做出反應呢？惠普沒像其他公司那樣加強和鞏固高層管理部門的權力，而是更進一步地下放權力。

與惠普公司不同的是，Digital公司龐大的官僚機構決定了他們很難生產出令用戶滿意的產品。創(chuàng)始人肯·奧爾森對個人計算機不感興趣，當然對用戶的需求只能置若罔聞了。把持Digital公司決策權的總部的領導者也都持有這種偏見。結果Digital公司在IBM推出IBM PC機后又白白耽誤了10年。

惠普公司是通過權力下放的管理方法來解決財務危機的。而Digital公司在銷售額下降，公司陷入困境之時卻堅持遵循管理即控制的企業(yè)思想模式，自上而下實行財務控制，并加強和鞏固了公司內部的官僚機構。

Digital公司從IBM那樣的傳統(tǒng)公司雇來了“鐵腕”經理，以此加強公司的凝聚力。不久，裁員開始了。最初被迫下崗的是那些有實踐工作經驗的“現(xiàn)場”銷售人員。Digital公司把能傾聽用戶呼聲，能為用戶服務的人員都當作了裁員對象，Digital公司因此失去了用戶，自然也失去了市場。所以當1994年5月《商業(yè)周刊》感嘆Digital公司處境每況愈下時也就不足為奇了。

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《應用地球物理》課程是河南理工大學資源環(huán)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(tài)，從時間和空間兩方面找出它們之間的聯(lián)系和規(guī)律，從而達到認識地球，借以實現(xiàn)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(yè)類高校來說，本科畢業(yè)的學生大部分進入到煤炭系統(tǒng)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(xiàn)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(fā)展的礦產資源開發(fā)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(huán)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(fā)展迅猛，各種新技術、新方法層出不窮。例如物探數(shù)據(jù)處理技術早已融合了現(xiàn)代信號處理的思想、概念和方法。而課堂上講授的仍是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)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(fā)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(shù)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(xiàn)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(xiàn)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(shù)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(tǒng)的理論學習，與生產單位發(fā)展需求脫節(jié)。

（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(qū)的實際數(shù)據(jù)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(xiàn)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(yè)類高校，本科畢業(yè)的學生大多進入到煤炭系統(tǒng)工作。因此，在教學過程中，因充分考慮煤礦企業(yè)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(qū)和采空區(qū)的探測內容，使得學生在學校所學到的知識能夠跟上現(xiàn)代社會發(fā)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(yè)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(yè)先進性。在保留傳統(tǒng)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(xiàn)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(yè)競爭力。

（4） 重視應用地球物理數(shù)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(chuàng)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(shù)據(jù)實際采集，提高學生對地球物理的理解，提高物探行業(yè)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(yǎng)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(yè)是一門非常重要的基礎課程，是煤礦企業(yè)的一項重要的技術手段。作為培養(yǎng)人才的礦業(yè)類高等院校，應注重學科發(fā)展的動向，保持與實際生產密切結合，避免理論與實踐脫節(jié)，為培養(yǎng)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(huán)節(jié)。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(yǎng)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(yè)課程體系研究[m].武漢:中國地質大學出版社,2002

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主辦單位：中國地質大學(武漢);長江大學

出版周期：雙月刊

出版地址：湖北省武漢市

語

種：中文

開

本：16開

國際刊號：1672-7940

國內刊號：42-1694/TV

郵發(fā)代號：

發(fā)行范圍：國內外統(tǒng)一發(fā)行

創(chuàng)刊時間：2004

期刊收錄：

核心期刊：

期刊榮譽：

Caj-cd規(guī)范獲獎期刊

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隨著找礦勘探難度的不斷增大，在大比例尺構造控礦特征研究以及隱伏礦體定位預測方面,開展新技術、新方法攻關已成共識。針對南方復雜地形地質條件下的深部礦和隱伏礦勘探，如何有效地利用當代地球物理探測技術進行大比例尺構造控礦特征研究，并指導找礦預測工作,具有重要的理論和現(xiàn)實意義。

本課題與生產實際需求緊密結合，針對廣泛應用于多個領域、頗有發(fā)展前景的可控源音頻大地電磁測深法(CSAMT)進行應用研究，尤其對于熱液型等構造控礦明顯的礦床，此技術方法在開展隱伏構造—礦化帶的空間定位、控礦構造基本格局分析和找礦有利部位定位預測等方面，應用效果明顯，值得進一步推廣。

關鍵詞

CSAMT；花崗巖型鈾礦；低阻體；構造控礦

1. 引言

中國核工業(yè)地質局制定了《鈾礦地質科研“十五”計劃實施意見》，提出實施“產、學、研”相結合，運用新理論、新技術、新方法創(chuàng)新性地開展鈾礦地質科研工作，努力開展攻深找盲的系列物探技術方法研究。要求開展對不同地區(qū)和不同鈾礦類型，因地制宜并有選擇性的開展復雜地形條件下非常規(guī)地震勘探技術、非線性區(qū)域物(化)探成礦信息提取技術、鈾成礦深部定位的高精度磁法探測技術和電磁勘探技術、大深度的井中地球物理探測技術、航空放射性測量定量解釋方法技術以及車載伽瑪全能譜測量方法技術等方面的研究。

近年來，隨著找礦勘探深度的不斷增大，地-物-化-遙聯(lián)合攻關，已經成為地質研究的基本技術途徑。在中小比例尺構造控礦規(guī)律研究方面，航磁、重力資料及遙感技術方法已在區(qū)域性控礦構造格局研究方面得以廣泛的應用。然而，針對具體的礦區(qū)和礦床而言，尤其是針對南方山區(qū)（復雜地形地質條件），大比例尺控礦構造格局研究的難度很大，一般地球物理和遙感資料分辨率偏低。因此，在南方山區(qū)探索控礦構造格局研究的方法，有重要的現(xiàn)實意義。

可控源音頻大地電磁法(CSAMT法)是以有限長接地導線為場源，在距偶極中心一定距離r處同時觀測電、磁場參數(shù)的一種電磁測深方法。

2.工區(qū)地質與地球物理特征

工區(qū)位于貴東巖體的東部,在區(qū)域構造上處于華夏古陸西緣、加里東隆起西南緣與湘、桂、粵北海西—印支坳陷的結合部，南嶺緯向構造帶中帶，是地殼淺部地質構造急劇變化的地帶。區(qū)內燕山晚期細粒花崗質小巖體及中基性巖脈(墻)極為發(fā)育,并有火山巖、次火山巖出露,巖性較復雜，是我國南方重要的鈾礦成礦集中區(qū)。

區(qū)內鈾成礦活動有早晚兩期,都發(fā)生于晚期巖漿演化過程之中。早期鈾礦化主要賦存于NWW向斷裂帶與NE(含NNE、NEE)向斷裂帶的交匯部位和次火山花崗巖內外接觸帶及其產狀變異且向內凹陷的部位;晚期鈾礦化則與NNE 向斷裂帶關系密切。論文參考網。通常富鈾礦的形成多為早晚兩期鈾礦化活動疊加的結果。

工區(qū)巖礦石物性參數(shù)經測定統(tǒng)計，見表2-1。論文參考網。論文參考網。

表2-1 工區(qū)物性參數(shù)特征表

 

巖石名稱 取樣位置 密度g/cm3 電阻率Ω.m 細粒白云母花崗巖 帽峰巖體  

 

2.56 59960 中粒斑狀黑云母花崗巖 貴東巖體  

 

篇6

前言：我國歷史悠久，歷經數(shù)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?shù)貞茫拍鼙M可能準確地得到我們需要的資料。地球物理技術是現(xiàn)今考古研究中主要運用的方法，其根據(jù)考古目標的物性差異，即根據(jù)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(shù)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(guī)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(huán)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(tài)和排列方向都發(fā)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(guī)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(jù)在施加電場作用下地層傳導電流的分布規(guī)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(xiàn)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(jù)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(shù)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(yōu)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(fā)生較大的偏差，一個電極的位置變化后，會給后續(xù)電極的位置帶來一定的影響，為數(shù)據(jù)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(fā)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(tài)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(shù)差異，形成電性界面，這是電磁波在地下傳播過程中發(fā)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(fā)現(xiàn)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(qū)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(jù)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(guī)律進行研究，獲得地下介質的電阻率。與傳統(tǒng)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(qū)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(qū)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(xù)到元代騰沖城遺址。由于年代久遠，許多城墻已深埋地下，現(xiàn)地表已無存。由于此地區(qū)火山巖發(fā)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(xiàn)多組連續(xù)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(qū)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(qū)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?shù)厝罕娝追Q“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(zhàn)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(qū)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(qū)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(jù)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7

一、研：研究環(huán)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(xiàn)在科學研究上，同時也體現(xiàn)在研究環(huán)境上育人。本學科本著研究環(huán)境中培養(yǎng)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。

1、研究環(huán)境的創(chuàng)建與研究型教學

從人才培養(yǎng)模式入手，針對數(shù)字地質學發(fā)展的需要，提出了多學科交叉是工科學科建設的發(fā)展趨勢的看法，指出傳統(tǒng)的工科學科建設目標、培養(yǎng)模式、知識結構等比較單一，已不能完全適應新形式下社會對人才培養(yǎng)的需要，這就要求我們必須進行專業(yè)設置和知識結構等多方面的改革，建立具有培養(yǎng)復合型的、多學科交叉協(xié)作功能的人才培養(yǎng)模式。

開展多種方法并存的教學方法研究。在遙感原理的教學中提出了以學生學習為主體，教師講授為主導的研究型教學理念，總結了應用互動式教學法的效果與體會；地震勘探原理、地震勘探數(shù)據(jù)處理、地震勘探專題等系列課程的教學，提出了鏈式教學法模式，系統(tǒng)地設計了整個課程體系的教學內容和銜接方式，使整個地震勘探知識用一個“有機鏈”連接起來，達到了學生易于整體掌握，教師講課思路清楚、結構合理等的效果；等等。

2、研究能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)——實踐教學

實踐教學環(huán)節(jié)是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的基礎和渠道，“實踐是創(chuàng)新的源泉”。本學科圍繞著課程實驗、實踐教學、畢業(yè)實習與畢業(yè)論文（設計）等環(huán)節(jié)的有限實踐教學學時，提出了實驗、實習一體化建設的實踐教學體系。為充分利用實驗室資源提出和逐步實施的“應用地球物理實踐教學室內微型化”的實驗室建設思路，取得了預期的效果；合理的設計課堂與實驗內容的結合，實驗室實驗內容與野外實習內容的結合等研究；特別注重現(xiàn)代計算機與數(shù)值計算的結合、數(shù)學模擬與物理模擬的結合等研究，力求達到抽象理論形象化的目的。同時加強對口大型企業(yè)實習實踐基地的建設，強調先進的企業(yè)文化與校園文化結合，實習實踐的同時，提高學生社會責任感。

3、提高人才培養(yǎng)質量的關鍵環(huán)節(jié)——課程建設

幾年來，本學科建設成國家級精品課1門——鉆井地球物理勘探，省級精品課2門——應用地球物理—電法勘探和鉆井地球物理勘探，校級精品課2門——遙感技術應用和固體地球物理。課程建設是提高本科生教學質量的關鍵。課程建設中，突出了教材建設、師資隊伍建設、教學研究與教學改革、教學管理等幾個方面的研究。教材建設要有自己的特色，多年來，我們一直是多部地礦類教材的主編單位，有多部教材列入“十五”、“十一五”國家規(guī)劃教材。教學強調課程組的組建，力求達到零串課率等，提高課程建設的質量。

二、嚴：嚴格教學管理、嚴謹?shù)慕田L和嚴肅的學習態(tài)度

教學管理是提高人才培養(yǎng)質量的重要保障。多年來我們制定嚴格管理制度和管理規(guī)范，為我們順利完成教學工作，監(jiān)督教學質量，考核教師教學效果等方面起到了保障作用。制定了《地探學院師德規(guī)范細則》、《地探學院教學管理暫行條例》、《地探學院關于全面實施領導干部聽課制度的決定》、《地探學院教學檔案管理制度》、《地探學院學生導師制實施辦法》、《地探學院出題考試管理規(guī)定》、《地探學院學士學位論文管理細則》、《地探學院督學組工作條例》、《地探學院學生考試管理制度》、《實驗教學考核與成績評定的規(guī)定》等等。并將上述管理制度匯編成冊，院內印發(fā)。

教風集中體現(xiàn)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：第一，加強教師職業(yè)道德規(guī)范建設。教師職業(yè)道德規(guī)范與一般的道德規(guī)范的區(qū)別，在于突出可操作性。明確教師的職責和義務。強調教師是一個特殊的職業(yè)，教師的服務質量關系到國家、民族和事業(yè)的興衰。第二，促進教師隊伍業(yè)務水平和能力的不斷提高。因為沒有教師學術水平與業(yè)務素質的提高，就沒有教育教學質量的提高。在這方面學院鼓勵年青教師出國學習（高訪、進修、讀學位），在職攻讀博士學位。對新上崗的教師進行職業(yè)道德規(guī)范、講課、實習、實驗的綜合訓練。鼓勵教師承擔基礎研究和應用基礎研究課題。以此促進教師不斷的學習，自覺地提高自己的素質與能力。第三，增強教師學術信譽意識。教師職業(yè)與其它職業(yè)的最大區(qū)別，在于所服務對象不同。教師的服務對象是國家、民族未來的建設者。工廠生產的產品不合格影響面很小，學校培養(yǎng)的人才不合格影響的將是一個行業(yè)，乃至一個民族、一個國家。教師不但要探索真理，還要將已經發(fā)現(xiàn)的真理、規(guī)律闡述清楚，培養(yǎng)學生從更高層次去認識真理，發(fā)現(xiàn)真理。要作到這一點，教師必須有學術信譽，能夠潛心學術，有奉獻精神。為此，學院不斷要求教師要遵守職業(yè)道德規(guī)范，不斷增強自身的學術信譽。對基礎研究成果突出的教師，學院每年都要給予表彰與獎勵。

學生的學習態(tài)度受學校、社會、家庭多方面的影響。但是作為業(yè)務學院，我們始終沒有放棄應盡的責任，堅持開展學風建設。重點放在引導學習端正學習態(tài)度方面。學生的來源不同，個體差異很大，作為學校的責任，就是最大限度的調動學生學習的積極性和主動性，幫助學生發(fā)現(xiàn)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。我們采取樹立各類典型（十佳大學生、自強自立大學生標兵，三好學生、單項獎勵等）等方式，引導學生以積極的態(tài)度對待學習，發(fā)揮自身的優(yōu)勢，體現(xiàn)各自的價值。

三、培養(yǎng)高素質的人才，鼓勵學生個性發(fā)展，百花齊放

本院教師和學生工作管理人員，圍繞大學生的素質教育，大學生的思想品德與德育教育，大學生素質分析與大學生培養(yǎng)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(fā)展直到了積極的作用。

篇8

摘要： 為了給城市工程建設規(guī)劃提供基礎地質資料,需查明區(qū)內斷裂的準確位置、產狀以及覆蓋層厚度。利用CSAMT方法進行了勘察工作,為避免區(qū)內人文干擾和電磁的嚴重干擾,野外施工時采用了多種手段以保證觀測數(shù)據(jù)的可信度;數(shù)據(jù)處理時首先利用五點平滑進行去噪處理,然后利用空間濾波消除靜態(tài)效應,最后采用基于遺傳算法的CSAMT全資料反演程序對野外數(shù)據(jù)進行反演。分析反演結果并結合已知地質資料,給出了區(qū)內斷裂的準確位置等信息。

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.

關鍵詞： 可控源音頻大地電磁測深 空間濾波 遺傳算法 全資料反演

Key words: CSAMT；spatial filtering；genetic algorithm；full data inversion

中圖分類號：G31文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2011）29-0295-03

0引言

隱伏斷層是在地表無顯示或出露不明顯，而潛伏在地表以下的斷層。這種斷層可以是切穿基巖的斷層被新沉積物覆蓋，或者是斷層被侵位巖體占據(jù)，也可以形成于地下深處沒有切穿至地表的盲斷層。

用可控源音頻大地電磁法研究隱伏斷層是近幾年來才逐漸開始的。根據(jù)大量學者的研究可得出結論：采用可控源音頻大地電磁法對低阻非常敏感，可有效地劃分斷層破碎帶，可有效避免高阻屏蔽，解決常規(guī)電法以及地震折射法不能解決的地質問題[1、2、3、4、5]。

根據(jù)前人研究工作，珠三角地區(qū)發(fā)育兩條NW向斷裂及它們的次生斷裂，由于工作程度不夠，斷裂的位置、產狀、活動性等信息不清楚。為了更好地進行區(qū)域建設規(guī)劃，在區(qū)域內開展了可控源音頻大地電磁測深工作，力求查明區(qū)內斷裂的具置和產狀及覆蓋層厚度，為區(qū)域建設規(guī)劃提供基礎地質資料。

1測區(qū)地質地球物理概況

珠江三角洲地區(qū)地層隸屬華南地層大區(qū)中的東南地層區(qū)，主體為東江地層分區(qū)。地層出露齊全，從震旦系至第四系均有出露，在工作區(qū)范圍內以中酸性巖漿巖為主，第四系廣泛分布于珠江三角洲平原（見圖1）。

因隱伏斷層潛伏地表以下，因此單憑通過野外的地質調查難以發(fā)現(xiàn)線索。但由于斷層切斷了巖層的水平連續(xù)性，上下盤的錯動和斷層滑動面的破碎導致巖層中地震波的傳播特征和電性特征發(fā)生明顯變化，當這種地震波的傳播異常和電性異常突出到一定程度就能夠通過地面的地球物理探測而反映出來。一般而言，相對于圍巖介質的電阻率，斷層可表現(xiàn)為低阻斷層或高阻斷層，取決于斷層的性質、破碎帶寬度、膠結程度、含水特征、巖脈侵入等特性及圍巖電阻率特性。根據(jù)斷層的發(fā)育情況及其與兩側巖層的電性差異，斷層的電性特征主要有以下幾種表現(xiàn)：當斷層破碎帶寬、斷層電阻率與兩側巖層電阻率差異明顯時，斷層表現(xiàn)為高阻或低阻板狀體；當斷層帶不發(fā)育或斷層電阻率與兩側巖層電阻率差異不明顯時，如果斷層兩側巖性不同，斷層將表現(xiàn)為巖性分界面[6、7]。根據(jù)以上特征我們在測區(qū)開展了可控源音頻大地電磁測深工作。

2方法原理

可控源音頻大地電磁法[8、9、10]簡稱CSAMT法。20世紀70年代Goldstein和Strangway引入該方法，是20世紀80年代末開始興起的一種地球物理新技術，其勘探深度較大和分辨率較高，使得它在油氣勘查、礦產資源探測、地下水以及工程地質研究中應用頗多[11、12、13]。

該法基于電磁波傳播理論和麥克斯韋方程組，推導出電場（E）、磁場（H）與電阻率（ρs）的關系式：ρ■=■■（1）

式中f代表頻率。式（1）說明：在地面上測定的電場與磁場之比具有阻抗概念，可獲得地電阻率，稱之為卡尼亞電阻率。

又根據(jù)電磁波的趨膚效應理論，導出了趨膚深度公式：

H≈356■（2）

式中H代表探測深度，ρ代表地表電阻率，f代表頻率。

由（2）式可見，當?shù)乇黼娮杪使潭〞r，電磁波的傳播深度（探測深度）與頻率成反比：高頻時，探測深度淺；低頻時，探測深度深。因此人們可以通過改變發(fā)射頻率來改變探測深度，從而達到變頻測深的目的。

3野外工作方法

勘探采用儀器為驕鵬公司E60系統(tǒng)，根據(jù)探測任務，采集頻率選擇為10000~0.325Hz，共計59個頻點。發(fā)射極供電采用30Kw大功率發(fā)電機，最大發(fā)射電流30A。

根據(jù)區(qū)域地質資料以及前人工作，在區(qū)內布置了兩條測線：1號線長1400m，點距100m；2號線長度800m，點距50m。

CSAMT法在開展大面積工作之前，進行方法試驗和參數(shù)選擇是必要的，尤其是對發(fā)射和接收的頻率以及對發(fā)射與接收距離R進行選擇[14、15]。在本區(qū)由于探測目標較深，因此利用中低頻段，選擇的頻率為10000~0.325Hz，此頻段可實現(xiàn)從地表探測到地下2000m的深度。CSAMT法的探測深度既受到頻率的控制，又受到收發(fā)距R的限制[10]，選取R為7000m，AB長為1000m，可保證地表到地下1000m的深度范圍內探測結果的可靠性。

為接收保證接收信號的可靠性，在每次觀測前，要測量接地電阻，接地電阻小于1000Ω時可獲得較強的電場信號和較高的信噪比。對于磁探頭的埋設，使其與供電電極AB方向垂直，并保證其水平放置，同時將其埋實,以避免環(huán)境干擾。

4數(shù)據(jù)處理與資料解釋

在獲得了可信的原始數(shù)據(jù)后,首先對資料進行預處理。工作中雖采取各種措施，但還是受到比較嚴重的電磁干擾，數(shù)據(jù)出現(xiàn)飛點，因此數(shù)據(jù)預處理首先是去噪和靜態(tài)校正。對于五點三次、五點二次平滑及三點、五點漢寧窗濾波等去噪方法，經對比發(fā)現(xiàn)采用五點二次平滑在忠于原始曲線趨勢的情況下能最大限度的平滑飛點，取得較好的效果。

靜態(tài)效應[16~18]嚴重影響著處理解釋的結果，為此需要對CSAMT資料進行靜態(tài)校正來提高處理解釋質量。空間濾波法做靜態(tài)校正認為地下電性異常體或地質構造引起的視電阻率沿測線的變化是平緩的，而地表局部不均勻體或局部地形不水平則會引起視電阻率沿測線急劇變化，采用此種濾波方式，可壓制“高頻”的靜態(tài)效應[19]。結合本次勘探深度范圍為地下50m-1000m，所以采用空間濾波法做靜態(tài)校正。

經過上述處理步驟以后，還需要對CSAMT數(shù)據(jù)進行反演計算。近年來國內外一些地球物理學家開始尋求不考慮近場校正的全場資料的數(shù)值模擬和反演方法，并成功開發(fā)出基于遺傳算法[20~26]的CSAMT全資料反演程序。本次將基于遺傳算法的CSAMT全場資料反演程序應用到本次數(shù)據(jù)處理。

5資料解釋

圖2、圖3是綜合剖面解釋圖,圖中橫軸為測點位置，縱軸為探測深度。電阻率從小到大的變化用不同的顏色變化規(guī)律來表示。

1號線綜合解釋結果如圖2所示。從CSAMT反演剖面的電性特征來看，該測線的淺部為低阻層，這一電性層判定為第四系沉積物。該層上下電性層細分不明顯，在500m-650m之間出現(xiàn)淺部局部高阻，是由于該段測線在馬路旁邊，來往車輛對高頻信號造成的干擾。在本區(qū)，我們推斷斷裂的依據(jù)為：當基巖中有斷裂破碎帶時，往往由于充水，電阻率顯著降低；當縱向地層存在電阻率差異時，斷層上下盤的錯動，也可以形成電性界面。

結合以上討論從剖面圖可以看出：600m-800m、1000m-1200m之間有明顯的斷裂顯示，分別定為F1、F2，斷層產狀較陡。

2號線綜合解釋結果如圖3所示，橫軸代表點位，縱軸代表深度。從CSAMT反演剖面的電性特征來看，該測線的淺部為低阻層，從左側到右側低阻層逐漸加厚，厚度由200m逐漸變?yōu)?00m，在300m-500m之間淺部出現(xiàn)2個局部的高阻，該段穿過馬路，判定為來往車輛所形成的高頻干擾造成的。從剖面圖看出，在深度500m以下，0m-300m范圍的電性明顯變化，推斷為F3斷裂。

結合地質資料分析，F(xiàn)1斷裂對第四系的沉積厚度影響較明顯，F(xiàn)2斷裂應該為F1斷裂的次生斷裂。F3斷裂對第四系沉積物的沉積厚度影響不明顯，故F1斷裂較F3斷裂活動性更強一些。

6結論

6.1 CSAMT法是電阻率頻率測深法，采用人工場源，信號強度大，信噪比高，在工業(yè)電磁干擾、人文干擾因素較大的地區(qū)進行隱伏斷裂的探測發(fā)揮了重要作用，取得了較好的地質成果。說明該方法具有較強的抗干擾能力，在高噪聲地區(qū)仍能較好的開展工作。

6.2 由于干擾的存在，數(shù)據(jù)預處理是有必要的。采用基于遺傳算法的CSAMT全場資料反演程序進行數(shù)據(jù)反演，不但具有對初始值依賴小、抗干擾能力強的特點，而且不用進行近場校正，能最大限度的利用數(shù)據(jù)。并能夠定量反映地下電性參數(shù)，給地質解釋帶來更大的實用價值。

6.3 經過本次工作，準確的定位了區(qū)內斷裂的位置、產狀及其覆蓋層厚度。后期鉆探工程施工中，在推斷斷裂F1、F3處發(fā)現(xiàn)破碎帶進一步證明了CSAMT法具有準確探測隱伏斷層的能力。

6.4 通過本項目的隱伏斷裂的探測工作證明，CSAMT法成本低、效率高、成果可靠。在地形起伏較大的工作區(qū)或山區(qū)等不易開展常規(guī)物探方法的地區(qū)較適合開展此工作。此方法在地質災害調查等工程物探領域具有廣闊的應用前景。

6.5 CSAMT法探測深度大、準確度高，不僅能夠推測斷裂構造或破碎帶，而且能夠電性分層，圈出低阻區(qū)等，如果能與工區(qū)地質相結合，在尋找隱伏礦床和地下水資源方面可有廣泛的應用。

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篇9

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

二、區(qū)域成礦學的基本研究內容和研究方法

（一）區(qū)域成礦學的研究內容

區(qū)域成礦學的研究內容主要包括以下幾個方面。1．區(qū)域地層、構造、巖漿和變質作用及地質發(fā)展史；區(qū)域主要地質事件及其成礦意義；區(qū)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(qū)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(qū)域地質流體：古含礦流體的類型、來源、輸運和停積；區(qū)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(qū)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(lián)及其示礦意義。7．區(qū)內的成礦系統(tǒng)（一個或數(shù)個）及各成礦系統(tǒng)間的聯(lián)系；按區(qū)域構造演化和成礦繼承性建立區(qū)域成礦譜系。8．建立礦產信息庫，編制區(qū)域成礦規(guī)律和成礦預測圖。9．總結區(qū)域成礦規(guī)律，認識區(qū)域成礦特征，明確進一步研究的問題與方法。10．區(qū)域礦產資源潛力評價：明確區(qū)域內的主要礦種、主要礦床類型；預測礦產資源量和遠景區(qū)；研究重點礦床的找礦模型和區(qū)域普查找礦方向以及適用于本區(qū)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(qū)域成礦規(guī)律。

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

三、區(qū)域成礦研究和找礦思路

在成礦區(qū)帶研究中如何運用當代區(qū)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(tǒng)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(xiàn)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(qū)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(qū)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(qū)存在的礦床組合或礦床系列，即由一定成礦系統(tǒng)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(tǒng)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(qū)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(zhàn)略眼光。

（二）從礦化網絡入手逐步縮小靶區(qū)

在區(qū)域找礦中，一般先發(fā)現(xiàn)示礦異常，再據(jù)以追溯礦體。因此，深入研究礦致異常，應該成為區(qū)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(lián)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(tǒng)的產物之中。即一個成礦系統(tǒng)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(xiàn)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(qū)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(qū)分和篩選這些有關異常，一步步地縮小找礦靶區(qū)，以達到發(fā)現(xiàn)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(qū)域成礦系統(tǒng)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(guī)模等，其結局有幾種可能：①保存完好；②部分保存，即礦床規(guī)模縮小；③轉變?yōu)槠渌愋停虎芟觥Ｄ壳埃阎牡乇砗徒乇淼暮芏嗟V床都是經過眾多地質事件磨難后的“幸存者”。一個區(qū)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(tǒng)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(guī)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(qū)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(qū)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(shù)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(qū)，還要研究一個成礦系統(tǒng)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(qū)域礦產資源評價是十分必要的。

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篇10

傳承深厚底蘊

沐師恩實現(xiàn)成長

“簡單”“淳樸”是李帝銓這位“陽光”青年地理科研工作者言談中給記者的第一印象，亦如他的經歷：2001年至2005年就讀于中南大學信息物理工程學院應用地球物理學專業(yè)，獲學士學位；2005年至2010年就讀于中國科學院地質與地球物理研究所固體地球物理學專業(yè)，碩博連讀，獲博士學位；之后又回到中南大學從事博士后及教研工作。

在攀爬象牙塔的路上，李帝銓用簡單和執(zhí)著換取了地球物理探索欲望的不斷滿足。但誰又知道，這位一直執(zhí)著念書的地理學博士，初涉這一專業(yè)時并不是十分情愿，且強烈地想要換專業(yè)，好在人生路上遇上了多位“貴人”：當時他的輔導員多次找他談話，最終讓他認識到這一學科的奧妙所在，這一“扎”下去，時間愈久，欲罷不能。

或許是因為這個原因，李帝銓從涉足專業(yè)之路一開始就對中南大學充滿了感情，10年寒窗苦讀，豐滿羽翼的同時，轉了個圈，他又回到最初這個他“放飛夢想”的地方，因為這里有“歸屬感”，有一個“溫暖”、“可敬可愛”的團隊；有一個循循善誘的恩師――何繼善院士。站在更高的起點上，他開啟了另一段探尋征程。

美國著名地球物理學家弗蘭克?莫里森說過，在地球物理學界，既懂方法原理，又懂研制儀器的，世界上只有兩個人，何繼善是其中一個。這位曾為中國地球物理技術的發(fā)展做出了重大貢獻的科學巨匠，雖年過八旬，如今仍然沉浸在岳麓山下這支煥發(fā)著厚重底蘊的團隊里，默默支撐著團隊乃至中國相關事業(yè)的“開枝散葉”，而李帝銓是其中廣受潤澤的一員。

在李帝銓的眼中，恩師是個話不多，但一生勤勉為學的人，他善于“因材施教”，對于自己在科研中所反映出來的錯誤常常是“當時不予批評，但總會在適當時機通過實例加以點撥”。導師在為學、為人、為研上所體現(xiàn)出來的種種優(yōu)秀品質，皆成為李帝銓之后人生發(fā)展比量的準繩。

讓李帝銓感到高興的是，導師之外，他還有一群“可愛”的團隊成員，平時大家在一起并肩作戰(zhàn)，各有所長，互相關心，互相學習。

“如果說我比別人看得遠一些，那是因為我站在巨人們的肩膀上”科學名人牛頓一席話揭示了科學傳承的重要性。對李帝銓來說，人生最值得慶幸的是遇上了這些良師益友，他們對自己的關懷和指導，如影，相伴相隨；如燈，指明方向。是他們給李帝銓鋪設了通向成功的墊腳石。

情牽地球物理

育桃李延續(xù)希望

“山不在高，有仙則靈；水不在深，有龍則靈。”對李帝銓所在的這支團隊來說，這句話再貼切不過。雖然規(guī)模不算很大，但健全的體制、卓著的科研成果足以證明一切。

據(jù)李帝銓介紹，湖南是一個貧煤、缺油、無常規(guī)氣的省份。頁巖氣地質資源量為9.19萬億方，在全國排第六位，與貴州、湖北相近。勘探開發(fā)頁巖氣資源將是湖南省解決自身能源問題的唯一出路。但湖南頁巖氣勘探程度低、埋深大，并受地形地貌和勘探費用等因素的制約，常規(guī)的地球物理勘探方法無法滿足。因此，急需尋找一種具有獨特的抗干擾能力、工作效率高、測量精度高、成本低、勘探深度大的地球物理方法勘探湖南的頁巖氣資源。

在何繼善院士多年摸索和創(chuàng)新帶領下，團隊形成了適用于湘西北地區(qū)頁巖氣勘探的廣域電磁法數(shù)據(jù)處理方法，初步形成湖南省炭質頁巖地球物理探測方法與體系，并為其他地區(qū)頁巖氣勘探起到借鑒作用，充實了我國頁巖氣理論研究體系。

作為團隊中的一員，李帝銓在其中發(fā)揮著不可或缺的“螺絲釘”的作用，雖然比較年輕，在團隊的時間也比較短，但他一直力求盡自己所能發(fā)揮特長，為團隊成長貢獻力量。

俗話說：不積跬步無以至千里，不積小流無以成江海。李帝銓在科研上的成長歷程說明了這一點。早在中科院從事博士論文研究期間，他就作為科研骨干參與了國家重大科技基礎設施建設項目之一的“極低頻探地（WEM）工程”，開始了極低頻電磁法的基礎研究工作。這是一項富有挑戰(zhàn)性的工作，計算復雜且國內沒有相關前路可循，經過一年多時間推算公式，半年時間寫程序，李帝銓首次導出了極低頻電磁法的電磁波計算表達式，首次實現(xiàn)了該方法精確的理論計算，為該方法打下了堅實的理論基礎。研究成果為進一步揭示極低頻電磁法探測地下電性細結構的理論基礎、提高極低頻電磁法勘探的分辨率的技術、儀器開發(fā)、數(shù)據(jù)處理和最佳測量裝置制定具有重要的理論意義和現(xiàn)實意義。

有了前期工作的良好鋪墊，李帝銓回到中南大學后從事起相關科研工作來得心應手。在博士后工作期間，在恩師何繼善院士的引導下開始主攻廣域電磁法在油氣勘探中的應用，期間總結出廣域電磁法識別深部油（氣）藏的技術方法及流程，極大提高了廣域電磁法在油氣勘探中的應用效果，為火山巖型油藏勘探提供了一種新的技術手段。

“我們有火焰般的熱情，戰(zhàn)勝了一切疲勞和寒冷。背起了我們的行裝，攀上了層層的山峰，我們滿懷無限的希望，為祖國尋找出富饒的礦藏。”對李帝銓來說，曾經他因不知道地球物理學的奧妙而有意遠離，但當他一頭“扎進去”，逐漸產生了“迷戀”，他喜歡解開地球未知帶來的，喜歡到野外去探索帶來的心情歡愉。從事專業(yè)工作以來，他的足跡已經遍及全國各地。

篇11

一、地球重力場

地球是一個具有明顯圈層結構特征的非均勻質體。總體上說，地球圈層分為地球外圈和地球內圈兩大部分。其中，地球內圈分為地幔圈、液態(tài)外核圈和固態(tài)內核圈。各圈層可根據(jù)密度結構劃分成更細的層，各圈層的密度結構各不相同，同時，各圈層之間存在著極為復雜的耦合作用。地球表面靜止物體所受的作用力為引力和地球自轉離心力的合力，通常稱為重力，它的物理量是重力加速度。地球重力場是表征地球介質密度變化和各種環(huán)境下（如固體潮汐、內部熱流、固體和液體之間的質量交換、表面負荷和構造運動等）動力學特征的最基本和最直接的物理量[1]。因此，地球重力場不僅存在著空間變化而且存在著時間變化，地球表面重力觀測隨時間的變化，形成時變重力信號。時變重力信號有很寬的頻譜范圍，周期變化范圍可從幾秒到一年以上，其中大部分理論上已知的地球動力學現(xiàn)象都可通過高精度連續(xù)重力測量，所獲得的不同時間尺度的重力變化，可用于揭示地殼均衡、地殼形變、冰后回彈、自由振蕩等地球的動力學過程，以及與人類活動相關的重力場時變成因。

二、地球重力場的觀測與應用

準確的地球重力值可通過絕對重力測量獲得，它不僅是大地測量、區(qū)域性乃至全球性地球重力場標定的基礎，也被廣泛應用于地殼非潮汐形變監(jiān)測、海平面變化、地震及震后效應、火山活動等現(xiàn)象的研究領域。隨著資源開發(fā)和環(huán)境監(jiān)測日益增長，高精度絕對重力測量也逐步延伸到這些領域[2]。隨著科學技術的發(fā)展，高精度連續(xù)重力儀器已經取得在小型化、自動化及智能化等方面的發(fā)展。利用全球重力觀測網絡獲得的重力場時間變化資料能夠用以研究地球物理學和地球動力學中的熱點問題[3]。與此同時，GRACE衛(wèi)星時變重力模型的，使得利用衛(wèi)星重力數(shù)據(jù)研究地球全球性乃至區(qū)域性物質質量變遷成為可能。進入21世紀以來，地面與衛(wèi)星時變重力觀測逐漸受到重視，在很大程度上促進了地球重力場的研究進展，其中，與人類活動及生活息息相關的應用領域主要包括三個方面：（1）解決行星間系統(tǒng)下的地球動力學變化特征及地球內部參數(shù)的確定問題，例如，地球本身的固有運動，地球重力潮汐（固體潮）、地球自轉及同震重力響應時變重力觀測等。（2）解決非唯一性的地球內部物質遷移與結構問題，例如，地球相對穩(wěn)定重力場的應用，圈層結構及資源勘探。（3）解決人類活動時間尺度下的地表物質遷移與環(huán)境問題，例如，地表及以上物質遷移的監(jiān)測，以及地表負荷激發(fā)的地球動力學響應。

三、高校開設相關領域課程的現(xiàn)狀

“重力學/重力勘探”等課程是目前國內外高校在地球科學領域中開設的主要專業(yè)骨干課，通過重力測量技術和觀測數(shù)據(jù)解譯技術以及相關的理論的講授，為進一步從事地球物理基礎研究和應用研究打下基礎[1]。重力學（重力勘探）是地球物理學（地球物理勘探）的一個分支[4]，由于專業(yè)的實踐性和應用性都很強，因此，少有高校開設與其內容相關的公選課程，對于“地球物理學”及“大地測量學”專業(yè)外的學生而言，很難接觸并了解跟我們人類活動與生活息息相關的地球重力場及其相關的地球科學問題。中國地質大學（武漢）自建校以來，始終大力構建“以地球系統(tǒng)科學為主導”的學科體系，積極發(fā)展應用科學、前沿科學，以及與社會經濟發(fā)展密切相關的信息等新興交叉學科。通過開設該公選課程，為其他學科專業(yè)學生提供認知地球重力場的學習與交流平臺，了解與熟悉相關重力測量理論與方法，結合目前地球重力場研究領域的發(fā)展現(xiàn)狀，加深對地球重力場探測及其相關地學應用與人類生活之間關系的理解。

四、“地球重力場與人類生活”公選課程設計

在國內，關于“重力學”及“重力勘探”等方面的教材較多，主要面向的對象為地球物理學及大地測量學等專業(yè)學生，教材涉及的內容主要涵蓋了概念、基本理論公式、處理方法及實際應用解釋等，但是還沒有地球重力場直接與人類活動等科學問題配套的教材。其原因一方面是此類內容多是近年來地球科學領域與社會關注的熱點問題，通常以科學研究的通訊新聞或科技論文的形式發(fā)表，體現(xiàn)了課程所設計內容的實時性與重要性。因此，課程以認識地球重力場為主線，結合最新的科技文獻等熱點信息資料，以講授故事、分享實例及相互交流等形式，增加學生對地球科學學科的感性認識，提高學生的學習興趣。以上課程內容按24個學時設置，主要涵蓋了4個方面的內容。

1.地球重力場介紹。主要介紹地球重力的組成、引力及慣性離心力分布特征、人類對于重力現(xiàn)象的認識過程經歷了幾次大飛躍；重力的單位、重力位、引力位、水準面、大地水準面等基本概念；分析直角坐標系中地球重力場（包括各個分量）的基本表達式、重力位與重力的關系等基本關系，著重講解地球重力場、重力位、及大地水準面等問題。

2.重力觀測方式介紹。主要介紹重力測量儀器以及觀測的主要方式等，重點介紹衛(wèi)星重力觀測的基本原理與觀測方式。通過簡單地講解“重力測量儀器”或“衛(wèi)星傳感器”的基本原理，使學生了解用于測量的重力儀技術要求等功能原理，其中主要以發(fā)展歷史、圖片展示的過程進行針對性講授。

3.人類活動與生活相關的地球重力場應用。地球表面的任何物體都受到地球重力的作用，地表重力不僅隨不同的時間與地點而變化，并且與地下物質密度分布不均勻以及物質遷移有關。因此，研究地上、地表與地下物質密度分布不均勻及遷移引起的重力變化，可以了解和推斷地球的結構、地殼的構造，以及地球動力學等課題。在這些研究領域中，人類活動無疑存在于甚至影響這些地球系統(tǒng)運動過程。

4.由地球重力場的變化帶給我們的啟示。主要介紹地球重力場的變化可能帶來的地球活動的前因與后效等問題，例如，地震前兆等與人類緊密相關的事件。同時，重點介紹由于人類活動導致的質量遷移所引起的重力變化，例如，冰雪融化、地下水流失等社會熱點問題。通過結合科學研究成果詳細介紹，并與學生廣泛地交流，以期達到從各類事件中給予學生對資源保護災害認知的啟示。

地球是一個龐大而復雜的系統(tǒng)。人類在這顆星球上世世代代生息繁衍，并在生產和科學實踐中不斷地研究和深化對地球的認識。對于地球物理學中的重力場而言，許多自然現(xiàn)象引起的重力場微弱變化現(xiàn)如今都已可以檢測，如冰后回彈、地球自由振蕩、陸地地下水儲量變化等，因此，推動了重力場理論模擬和重力觀測技術的發(fā)展，并為“重力學理論”研究提供基礎和動力。作為面對地球物理學專業(yè)以外學生開設的“地球重力場與人類生活”公選課程，能夠使學生更好地了解我們賴以生存的地球，對“地球科學學科”產生興趣。因此，作為以地球科學類特色的中國地質大學（武漢），應該開設相關科普性公選課程，培養(yǎng)具備一定的地學知識的綜合型人才，這是我校地球科學學科為主導的學科體系發(fā)展不可忽視的教學環(huán)節(jié)。

參考文獻：

[1]王謙身，安玉林，張赤軍，等.重力學――中國現(xiàn)代科學全書?固體地球物理學[M].北京：地震出版社，2003.467-470.

[2]王勇，張為民.高精度絕對重力測量在地殼垂直運動研究中的作用和應用前景[J].地殼形變與地震，1997，17（3）：98-102.

[3]孫和平，許厚澤.國際地球動力學合作項目的實施與展望[J].地球科學進展，1997，12（2）：152-157.

[4]曾華霖.重力場與重力勘探[M].北京：地質出版社，2005.

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，

篇12

吉林大學應用地球物理卓越人才培養(yǎng)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(yǎng)高素質人才

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

1.研：研究環(huán)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(xiàn)在科學研究上，同時也體現(xiàn)在研究環(huán)境上育人。本學科本著研究環(huán)境中培養(yǎng)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(yǎng)質量必須開展“研究環(huán)境的創(chuàng)建與研究型教學”、“研究能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)――實踐教學”、“提高人才培養(yǎng)質量的關鍵環(huán)節(jié)――課程建設”等方面的研究。

2.嚴：嚴格教學管理、嚴謹?shù)慕田L和嚴肅的學習態(tài)度

教學管理是提高人才培養(yǎng)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(guī)范，并匯編成冊，院內印發(fā)，為我們順利完成教學工作，監(jiān)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(xiàn)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(yè)道德規(guī)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(yè)，教師的服務質量關系到國家、民族和事業(yè)的興衰。二是促進教師隊伍業(yè)務水平和能力的不斷提高。沒有教師學術水平與業(yè)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(fā)現(xiàn)的真理、規(guī)律闡述清楚，培養(yǎng)學生從更高層次去認識真理，發(fā)現(xiàn)真理。

學生的學習態(tài)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(tài)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(fā)現(xiàn)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(fā)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(yǎng)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(fā)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(wěn)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(yè)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(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)，多年來，學生畢業(yè)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(yè)基礎

作為應用學科的人才培養(yǎng)，強調專業(yè)課內容設計和教學重要性的同時，公共基礎課和專業(yè)基礎課的設計和學習更要重視。它決定學生的發(fā)展?jié)摿臀磥韯?chuàng)造力，所以我們堅持素質、知識和能力的綜合培養(yǎng)。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(yǎng)，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(fā)展前途。

在我們的人才培養(yǎng)體系中，有很大的內容體現(xiàn)在公共基礎和專業(yè)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)學知識表達。

在專業(yè)基礎知識學習時，我們結合大學生創(chuàng)新項目等的學習和研究，讓學生思考一些理想狀態(tài)下的專業(yè)問題，可能討論時專業(yè)語言不規(guī)范，但物理和數(shù)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(yè)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(yè)的學習，用于解決本專業(yè)的問題，提升本專業(yè)解決實際問題的能力和專業(yè)需求。

三、四個支撐：專業(yè)、隊伍、課程和教材、實踐教學基地

1.特色專業(yè)建設

優(yōu)勢特色專業(yè)是人才培養(yǎng)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(yè)積淀并形成了具有自己特色的人才培養(yǎng)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(yè)培養(yǎng)方案和專業(yè)建設方案。通過改革與實踐，勘查技術與工程專業(yè)于2008年被批準為國家一類特色專業(yè)建設點，應用地球物理是建設點的主體部分。

在特色專業(yè)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(yǎng)方案。“李四光（地球物理）試驗班”以培養(yǎng)崇尚科學、求是創(chuàng)新，具備良好科學素養(yǎng)的學術精英為目標，倡導求是、探索、創(chuàng)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(yǎng)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(yè)經歷和競爭實力。通過上述方案的實施，促進了專業(yè)建設。

2.教學團隊建設

教學團隊是人才培養(yǎng)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(yǎng)，堅持按照德才兼?zhèn)溥x材，以愛崗敬業(yè)、甘于奉獻引導，依照國際視野、勇于創(chuàng)新的目標培養(yǎng)，保證了應用地球物理教學團隊的傳承與發(fā)展，成為應用地球物理卓越人才培養(yǎng)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(yǎng)體系實施的重要基礎。近年來通過持續(xù)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(yè)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(yōu)秀教材獎， 為同類專業(yè)和相關專業(yè)提供了優(yōu)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(guī)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(guī)劃教材。通過國家級規(guī)劃教材和相關配套教材建設，促進了課程建設，凸顯了專業(yè)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(yǎng)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(yǎng)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(huán)節(jié)，突出創(chuàng)新思維與創(chuàng)新能力培養(yǎng)”作為實驗教學的指導思想，提出了“抽象理論形象化、野外現(xiàn)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(yè)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(huán)節(jié)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(xù)建設已成為以學生為本、教學體系科學、實驗教材系統(tǒng)、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(yǎng)模式，以培養(yǎng)“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(zhí)行項目。

四、建立“校、研、企協(xié)同，社會廣泛參與”的卓越人才培養(yǎng)機制

2003年起應用地球物理專業(yè)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(zhàn)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(xié)議。雙方決定發(fā)揮高等學校和國有大型企業(yè)各自優(yōu)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(huán)境和教育資源，以培養(yǎng)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(chuàng)新能力為核心，以合作教育為切入點，著力推動人才培養(yǎng)模式轉變。從吉林大學的內部培養(yǎng)走向開放的吉林大學與大慶鉆探工程公司的合作培養(yǎng)。發(fā)揮企業(yè)具備真實工程環(huán)境和先進的工程實踐條件的優(yōu)勢，為培養(yǎng)學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力創(chuàng)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(yǎng)方案，共同建設課程體系和教學內容，共同實施培養(yǎng)過程，共同評價培養(yǎng)質量。企業(yè)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(yè)教師和學生一起到企業(yè)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(yǎng)。研究所在學校設立基金獎勵德才兼?zhèn)涞谋究粕?0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(yǎng)。

通過人才培養(yǎng)模式改革，近3年本專業(yè)學生申請“大學生創(chuàng)新性實驗項目”66項，其中國家級項目26項。近5年來畢業(yè)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(yè)率（含考研）連續(xù)十年保持在95%以上。畢業(yè)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(yǎng)計劃”的若干意見[Z]. 教高[2011]1號.

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主辦單位：中國地質學會

出版周期：雙月刊

出版地址：北京市

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種：英語

開

本：16開

國際刊號：1000-9515

國內刊號：11-2001/P

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發(fā)行范圍：國內外統(tǒng)一發(fā)行

創(chuàng)刊時間：1922

期刊收錄：

CA 化學文摘(美)(2009)

SCI 科學引文索引(美)(2009)

CBST 科學技術文獻速報(日)(2009)

Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)

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