课程思政视角下地球物理学专业认识实习教学实践

在地球物理学专业认识实习课程中提炼和挖掘课程思政元素,把专业教育和思想品德教育有机地结合起来,特别是在汶川地震遗址现场讲解专业知识的同时,挖掘抗震救灾过程中涌现的可歌可泣的故事,使学生树立“万众一心、众志成城,不畏艰险、百折不挠,以人为本、尊重科学”的抗震救灾精神,使学生认识到学好地球物理学不仅是专业人才培养目标的需求,更是社会使命的需要,从而激发学生热爱专业、学好专业。实现专业课程思政与思政教育同向同行的立德树人协同目标。

新工科背景下的本科生综合能力培养研究与实践——以成都理工大学勘查技术与工程专业为例

新时代勘查技术与工程专业(应用地球物理方向)面临诸多挑战,如何改革勘查技术与工程专业的本科生人才培养模式,满足工程教育认证和新工科建设的理念,成为我们迫在眉睫的任务。成都理工大学勘查技术与工程专业坚持以学生能力培养为中心,通过近8年的建设,形成了一套适用于勘查技术与工程专业学生综合能力的培养方法与培养模式,有力促进了西部欠发达地区的复合型人才培养,为我国勘查技术与工程专业教育教学改革提供了经验与借鉴。

综合地球物理方法在成都地铁站异常沉降勘察中的应用

一些地面沉降的发生可能是由于非抽水因素和非地质因素的影响,这些因素引起地面沉降的机理研究较少,也难被查明。本研究以成都轨道交通18号线火车南站站沉降为例,采用综合地球物理测井,井下摄像以及井间地震层析成像方法,并结合井间地震波衰减分析,查明了异常沉降原因。成都地铁火车南站站基坑东侧泥岩声波速度比西侧低5%左右,东西两侧差异较小。但是,基坑东侧穿透泥岩的地震直达波低频能量强,高频弱,高频成份衰减大,其平均峰值频率约340 Hz,而西侧穿透泥岩的地震直达波平均峰值频率约450 Hz,东西两侧相差约30%。直达波衰减程度的显著差异说明,基坑东侧的泥岩层裂隙较发育,泥岩强度较低,西侧泥岩层则较完整。结合基坑东侧井温异常,本研究得到废弃地源热泵使得泥岩在长期热交换作用下产生物理风化,促进裂隙发育,地下水进一步软化泥岩,降低岩体承载力,导致地面沉陷的结论。本研究表明,为探测岩体完整性,使用传统的地震波层析成像,当波速差异不明显时,难以判断岩体裂隙发育情况或是岩体软化情况。地震波衰减分析额外利用了频谱信息,提高了岩体力学性质刻画的准确度和可靠性,为沉降成因机理分析提供了科学依据。

基于储层砂岩孔隙结构的地震岩石物理模型

在实验室内对新疆车排子地区春光油田沙湾组储层砂岩样品进行了系统地震岩石物理实验,在确定储层砂岩中不同孔隙类型组成条件下,基于非接触模型综合考虑储层砂岩孔隙度以及孔隙形状对于干燥岩石骨架弹性性质的影响,并利用实验结果对模型参数进行标定进而建立表征目标储层岩石骨架地震弹性性质的岩石物理模型,模型结果与实验结果吻合良好。依据实验及模型结果,利用喷射流作用模型替代传统Gassmann方程进行流体替换,同样能够较好地对超声频率实验结果进行解释。

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技术。

多阶段成岩作用对深层碳酸盐岩岩石物理性质的影响——以四川盆地震旦系灯影组四段为例

国内深层-超深层碳酸盐岩储层普遍经历多阶段、多期次的成岩作用改造,非均质性极强,致使脱离地质背景的岩石物理分析方法难以准确地给出岩石物理变化规律与储层特征之间的联系.本文通过对合川地区震旦系灯影组四段深层白云岩岩石物理性质的测量,并结合岩石学特征分析、多尺度孔隙结构分析及沉积环境的划分,在成岩作用过程框架下分析岩石物理特征的变化规律.研究结果表明,目标层段白云岩差异性成岩过程形成了不同的岩石孔隙结构特征与微观结构特征.丘滩相高能微生物白云岩分别经历同生期微生物白云岩化与渗透回流白云岩化作用、准同生期选择性溶蚀作用、埋深白云岩化作用以及构造-热液白云岩化,形成的晶粒白云岩主要为致密"焊接"型和紧密型白云石晶体接触边界,溶蚀孔隙发育,微裂隙与孔喉共同作为流体渗流通道.滩间海低能硅质、泥质与灰质云岩主要经历弱毛细管浓缩白云岩化作用、强机械压实致密化与埋深白云岩化作用,形成的晶粒白云岩存在致密"焊接"型、黏土型、石英胶结型与方解石型晶体接触边界,孔隙以残余原生粒间或晶间孔为主,以微裂隙作为主要的流体渗流通道.晶粒边界性质与孔隙结构共同控制了样品的宏观物性及地震弹性性质,相同晶粒边界的样品具有一致的纵波-横波速度和纵波速度-速度比变化关系.微裂隙等软孔隙对纵、横波速度影响程度的差异造成有效压力-速度、纵波-横波速度、纵波速度-速度比、孔隙度-速度关系以及孔隙尺度流体相关频散作用的强弱发生明显变化.研究结果可为深层碳酸盐岩的储层特征地震预测提供岩石物理依据,并可作为示例形成在地质过程中研究岩石物理特征演化的新方法.

自然科学通识思政教育的价值及生成路径探析--以非物理类学科《大学物理》为例

增强高校思想政治教育的实效性,必须充分发挥课堂教学主渠道作用,着力推进“思政课程”向“课程思政”转变。《大学物理》作为高校非物理类理工专业开设的一门自然科学通识基础课程,是实施“课程思政”的有力载体。有效将爱国奋斗精神教育、科学品格教育、社会责任意识教育融入其课堂教学中,是建设世界科技强国的根本保证,是实现高校立德树人根本任务的重要举措,也是提升学生自主学习能力的内在要求。

页岩气储集层的地球物理特征及识别方法

页岩气储集层具有高自然伽马、低声波速度、低密度、高电阻率等地球物理特性,这些特性都可以作为页岩气储集层识别的依据。但由于其有效孔隙度较低,成藏主要受控于裂缝发育程度,页岩气的地球物理勘探主要是通过检测页岩裂缝的发育程度及方向来确定页岩储集层的有利发育区带。讨论了利用因岩性各向异性而产生的地震波的各向异性、快慢横波分裂、曲率相干属性、频变AVO等几种裂缝检测识别页岩气储集层的方法,为页岩气的地球物理勘探提供了思路。

金属矿地球物理勘探技术与设备:回顾与进展

地球物理勘探技术是深部矿产资源勘查的主要技术手段.长期以来,我国地球物理勘查技术和仪器严重依赖国外进口,国产勘查技术无论仪器设备,还是方法、软件尚不能满足日益增长的深部矿产勘查需求.“十二五”国家高技术研究发展计划(863计划)资源环境技术领域设立了“深部矿产资源勘探技术”重大项目,以提高深部矿产资源探测的深度、精度、分辨率和抗干扰能力为目标,研发高精度重磁探测技术、电法及电磁探测技术、地震探测、钻探和井中探测技术和装备.经过4年的攻关研究,突破了高精度微重力传感器、铯光泵磁场传感器、宽带感应式电磁传感器等10余项关键技术;研发、完善和升级了地面高精度数字重力仪、质子磁力仪、大功率伪随机广域电磁探测系统、分布式多参数电磁探测系统等18套勘探地球物理仪器设备;创新和完善了20余项勘探地球物理数据处理、正反演方法,研发和完善了2套适合金属矿数据处理及解释的大型软件系统,和8套其他专用软件系统,大幅度提升了我国地球物理勘探技术水平.本文旨在介绍项目取得的主要成果,首先回顾我国地球物理勘探技术的发展历程,然后再重点介绍“深部矿产资源勘探技术”重大项目取得的主要成果和进展,最后对发展我国地球物理勘探技术提出作者的看法和建议.

综合物探资料在油气地质地球物理综合解释中的应用

分析XF山西侧地区的深部构造特征、电性层与断裂的展布及圈定有利油气构造带,为含油气远景评价和选择有利区块提供依据,综合MT电法、重力和磁法资料,并以物性资料为基础,石油地质理论为依据,提出综合物探资料在XF山西侧油气地质—地球物理解释中的综合解释方法.通过对重磁电资料与石油地质资料的联合正反演综合解释,分析剖面中生界和古生界地层垂向分布,确定研究区电性层的展布、断裂及下组合有利生储盖组合的综合物探异常特征.结果表明:物探剖面中、东段最多发育3套电性层,西段可完整发育5套电性层,震旦系—寒武系地层发育厚度较大,构造变形相对较弱,是油气勘探的有利区,从而验证地球物理综合解释方法在XF山西侧地区的有效性.

红格地区钒钛磁铁矿地质特征及地球物理找矿的探讨

攀西红格钒钛磁铁矿是我国大型的钢铁生产基地。攀西红格钒钛磁铁矿床赋存于层状基性和超基性的辉石岩和辉长岩岩体中,仅限于攀西裂谷的古隆起带分布,含矿岩体沿安宁河深断裂、昔格达-元谋断裂、攀枝花大断裂侵入。含矿岩体在时间上仅限于华里西期时段的基性-超基性岩。"三位一体"(基性-超基性岩、灯影组白云质灰岩、峨眉山玄武岩)的岩性组合,是形成大型、超大型矿床的必要条件。攀枝花含矿岩体的一级韵律层由岩体上部的辉长岩、中部暗色层状辉长岩、下部中粗粒暗色辉长岩夹橄辉岩和橄榄型矿层组成。准确把握攀西钒钛磁铁的矿床特征,是寻找该矿床的有效途径,目前已利用地球物理方法在红格钒钛磁铁矿及外围发现了多处矿点,为这次整装勘查提出了进一步找矿的新思路。

基于MapGIS等软件的地球物理联合成图——以在滑坡勘查中应用为例

随着计算机技术在地学工作中的广泛应用,物探图件的计算机绘制尤其是MapGIS绘制也显得越发重要,并且已逐渐成为绘制物探图件的发展方向。同时为了提高制图质量和效率,在实际工作中经常需要结合使用几种软件。综合Surfer、AutoCAD、Section以及MapGIS等软件来进行地球物理联合成图,而不是直接在MapGIS系统下来生成基本的物探图件(实际材料图、剖面图、等值线剖面图和地质解译剖面图等),这样既充分利用了各个软件的优势,又快速、高效、高质量地完成物探相关图件的MapGIS实现。

重磁电资料在XF山西侧油气地质—地球物理综合解释中的应用

为了解XF山西侧地区的深部构造特征,电性层与断裂的展布情况以及圈定有利油气构造带,为含油气远景评价和选择有利区块提供依据,本文综合MT电法、重力和磁法资料,并以物性资料为基础,石油地质理论为指导,对重磁电资料与石油地质资料进行了联合正反演综合解释,对剖面中生界和古生界地层垂向分布进行了深入研究,确定了本区电性层的展布、断裂及有利生储盖组合的综合物探异常特征,结果表明:物探剖面中、东段至多发育三套电性层,而西段可完整发育五套电性层,震旦系—寒武系地层发育厚度较大,构造变形相对较弱,是油气勘探的有利区,从而验证了该套综合解释方法在该区的有效性。

煤田的地球物理勘探技术应用和实践

对地球物理勘探技术中比较具有代表性的地震反射勘探技术、地震折射技术以及磁法和电法进行简单的介绍,并阐述了在煤炭地球物理勘探实践中相关技术的具体应用情况。

浅谈信息时代的大学物理双语教学

在二十一世纪的信息时代,教育的形式也发生了很大的变化。本文从教材的选择、教学模式的改进和学生的学习预期三个方面探讨了在当前信息技术喷发的背景下,大学物理双语教学当顺应潮流,蓬勃发展。

波形空间梯度法在深部地球物理学中的应用

近几年，不同尺度（全球性，区域性和局部性）的高密度地震台网迅速增加。比较典型的例子包括美国的USArray计划。约400台宽频带地震仪形成一个流动扫描仪从美国西部移动到东部。与此相应，中国也正在实施“中国地震探测台阵”计划。该计划规模更大，台网更密。为监测青藏高原东沿地震活动性，四川省和云南省地震局也建有非常密集的固定地震台网。而其他为特定研究目标而建立的流动台网也是与日俱增。有了高密度的地震台网数据，有效地从这些台网数据中得到地球内部结构和研究波传播现象的方法就成为这些高密度台网计划成败的关键。

基于改进的介观裂缝岩石物理模型的频散AVO特征分析

地下储层中存在介观尺度的裂缝是导致地震波的速度频散和能量衰减的一个重要原因。从Galvin介观裂缝模型出发,重构其低频极限和高频极限的表达形式,将频散关系施加到裂缝模型上构建依赖频率的裂缝柔度参数,建立了一种改进的介观尺度的裂缝型岩石物理模型。基于该改进模型,利用附加柔度的组合性质,可以容易地构建更复杂的模型并进行依赖频率的地震响应特征分析。在传统的反射系数公式中引入频率参数,分析了具有不同裂缝长度、背景渗透率、流体粘度等频散敏感参数的反射界面上的频散AVO及地震记录响应特征。通过数值模拟得出频散敏感参数主要影响发生频散的频段,即影响岩石的特征频率;当模型的特征频率与地震波频段主频相近时,频散现象最突出,当特征频率大于地震波频段主频一个数量级时,可以忽略频散作用,此时采用传统的Gassmann方程即可较准确地分析地震剖面的特征。基于改进模型得到的认识为地震频散特征的实际应用提供了岩石物理模型的构建方面的指导。

基于Dropout—BPNN的地球物理反演——以表层横波速度反演为例

在深度学习领域使用的Dropout机制在训练中按一定概率准则随机剔除某些神经元,能够显著提高神经网络的图像和语言识别准确率。受其启发,将Dropout机制引入基于深度BP神经网络的地球物理反演(简称Dropout-BPNN),利用地震放大效应反演浅层S波速度结构,数值试验表明,在相同条件下,Dropout-BPNN的反演效果明显好于传统BPNN。同时研究了深度学习中流行的ReLU激活函数的性能,发现在本地球物理反演案例中,其表现不及传统激活函数。

四川盆地震旦系灯影组四段碳酸盐岩岩石物理特征及影响因素

通过对四川盆地震旦系灯影组四段不同沉积相带样品岩石学、物性和弹性参数测量,分析不同沉积相带储集层的成岩过程及其对岩石物理性质的影响。结果表明:裂隙和矿物组分共同控制岩石物理性质,且两者受沉积环境和成岩作用影响显著。丘滩相微生物白云岩主要经历多期白云石化、准同生期溶蚀、构造破裂和热液有机酸溶蚀作用,发育裂隙和溶蚀孔洞;丘滩间洼地或云质潟湖晶粒白云岩主要经历机械压实、埋藏白云石化和构造-热液作用,发育裂隙和晶间孔。与裂隙发育相关的成岩作用造成样品压力效应、水饱和效应增加,纵波阻抗和泊松比显著下降。白云石化作用改变矿物颗粒的性质,造成泊松比接近于白云石,低能环境的泥质、硅质和灰质沉积物致使波阻抗降低、泊松比差异性变化(显著增加或减小)。同时,裂隙与溶蚀孔洞均发育的样品表现出高纵波速度频散特征,仅含裂隙或孔隙的样品纵波速度频散最小。

内蒙古北山地区中基性岩脉年代学和地球化学特征:对塔里木板块北缘构造演化的启示

塔里木板块北缘额济纳旗老硐沟金矿床发育系列蚀变中基性岩脉,其形成时代与成因对制约金成矿作用及区域古亚洲洋的演化提供了研究窗口。本文在老硐沟金矿区Ⅱ矿段采集系列辉绿岩脉及与金成矿相关的蚀变闪长玢岩脉样品,进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb定年、Hf同位素组成和全岩元素分析。结果表明,辉绿岩脉和闪长玢岩脉侵位时代分别为(286.5±1.7)Ma和(243.2±1.1)Ma,即早二叠世和中三叠世,二者年龄先后顺序与野外观察的交切关系相符。根据金矿体穿插闪长玢岩脉的特征,限定金成矿时代略晚于243 Ma。辉绿岩脉锆石εHf(t)为-3.67~0.97,全岩元素组成表现为准铝质钙碱性系列,反映岩浆源区既有新元古代新生地壳组分,又有中元古代古老地壳组分。蚀变闪长玢岩脉εHf(t)=-0.07~-4.76,全岩元素组成是过铝质钾玄岩系列(富钾特征受到矿区钾化蚀变的影响),指示其岩浆主要源于中元古代的地壳物质熔融。综合塔里木地块北缘晚古生代至早中生代构造演化史,提出晚石炭世—早二叠世北山地区古洋盆消减,洋壳俯冲导致地幔楔部分熔融,岩浆上侵至浅部断裂冷却形成辉绿岩脉;早二叠世末期北山地区进入陆内演化阶段,中三叠世产生造山后伸展作用,导致中元古代的地壳物质发生减压熔融,岩浆沿地壳断裂上侵、就位形成闪长玢岩脉。