地球物理通论：研究思路

8.1.1 地球物理工作的一般流程

由本书方法篇可以归纳得到地球物理工作的一般流程［1］如图8．1所示。

图8.1 地球物理工作的一般流程

由上述流程可以得到以下几点认识：

（1）地球物理工作一般可以分为地质任务的确定、地球物理工作的设计、观测数据的采集、资料的整理与处理、资料的解释5个阶段。各个阶段都有特定的任务与分工，缺一不可，相互紧密衔接，其中观测数据的采集是基础，只有准确可靠的数据才能保证后续阶段的顺利进行，才能保证有条件获得可靠的解释结果。有了高分辨率、高精度的观测数据，才能获得丰富充分的地球物理场信息，从而可能对地下复杂的异常源（异常体）作出客观准确的推断。

（2）资料的解释是关键。地球物理的解释结果是否符合地下客观情况，关键在于：①运用地质地球物理资料是否充分；②解释方法是否科学合理和解释思路是否正确。

纵观地球物理的工作流程，可以看到地质的重要性。地质地球物理的先验信息及地质规律认识决定了地质任务。而物理-地质模型的建立、修改与完善贯穿了整个流程。地质、地球物理与其他物探资料进入资料解释流程体现了综合地质地球物理结合的重要性。

8.1.2 地球物理解释的基本问题

地球物理解释主要有三个基本问题：地球物理正演与反演问题；定性与定量解释问题；地球物理解释与地质解释问题。

1）正演与反演

地球物理正演就是已知场源研究相应的地球物理场，而反演问题则是已知地球物理场来推断相应场源。地球物理场正演问题与反演问题是地球物理的基本问题之一。根据所建立的物理-地质模型用计算模拟或物理模拟求取其异常曲线，即作为正演问题的解答。它具有唯一性，应与观测异常取得良好的吻合，并以此说明模型的正确性。通过对实测异常的反演，即通过解析反演或拟合给出多种异常的地质体，即反演问题的解答，其中不仅给出地质体的形状与埋深，也给出物性参数。

2）定性与定量

地球物理场的定性解释与定量解释是地球物理解释的两个重要环节。根据地球物理异常的各种信息来推断地球物理异常源的各种岩石物理性质与大致地质原因，称为定性解释；使用数据物理方法反演异常源的物理参数与几何参数（包括形态、规模与空间位置等内容）称为异常的定量解释。

3）地球物理与地质解释(www.xing528.com)

地球物理解释与地质解释是地球物理解释的最终成果，两者既有联系又有区别。地球物理解释重点是对地球物理异常进行定性定量解释等获得有关异常体的形态、产状、位置、埋深及物性参数的总体认识，而地质解释则主要对地球物理解释得到的异常体模型赋予地质认识建立完善的物理-地质模型，即由物理模型变为地质模型，进而得到有关地质构造或矿产资源的相关地质认识。

8.1.3 综合地球物理的研究思路

不同的地球物理方法是通过不同的岩石物性参数从不同角度来认识地球以解决有关地质问题的。因此，要想获得比较全面的认识，找出比较正确的答案，就必须尽可能联合多种地球物理方法，对它们的资料作综合解释。其次，通过地球物理仪器对地球进行观测，即数据采集，是正演问题，而对观测数据的处理和解释则是地球物理反演问题。一般来说，地球物理反演问题的解答不是唯一的，即具有多解性。为了减少多解性应该尽可能地进行约束反演，例如应用测井资料对反射地震计算进行约束，应用反射地震资料对重磁数据进行约束等，主要是用精度较高的资料去约束精度较低的数据。但是，更重要的是进行综合地质地球物理研究，在地质理论的指导下，通过电子计算机的反复处理，使地球物理反演问题的解答逐步逼近于真实地质情况。总结综合地质地球物理研究的基本工作方法，其工作流程如图8．2所示。

图8.2 综合地球物理研究工作流程

图8．2体现了以下几个特点：

（1）地质是贯穿于整个综合地球物理解释的一条主线，从地质任务的确定到地质成果的取得，它包括了先验资料的研究、物理-地质模型的建立、地球物理工作的设计、野外施工、资料的处理和解释直至综合地球物理的地质解释，可以说没有地质的指导和参与，综合地球物理解释就无法完成。

（2）岩石物性是综合地球物理的前提条件和关键环节，是综合地球物理的物质基础。它是综合地球物理的物理-地质基础，贯穿于整个解释的各个阶段。综合地球物理的设计、野外施工、资料的处理和解释都需要岩石物性的资料，而且在物探的野外施工中，还必须开展相应的物性研究并获取本区完整的物性资料。

（3）物理-地质模型是综合地球物理问题的核心问题和关键环节。它是地质与地球物理相结合的产物，是地质理论指导地球物理工作的具体体现。物理-地质模型的建立、修改与完善是地球物理解释的重点，因为地质成果是要根据最终获得的物理-地质模型来得到的。

（4）在综合地球物理的资料解释中，正演与反演的结合、定性解释与定量解释的结合是重要思想。

（5）地球物理方法的有效合理综合是地球物理工作的要点，它体现了地质效果与经济效益的高度一致。它不仅反映在物探工作的设计上，还反映在野外施工的资料处理和解释上。要根据施工的时间修改与完善技术方案，而且在资料的解释处理中也要做到有效合理的综合。

（6）流程图清楚地说明了综合地球物理解释不是一次完成的，而是要通过观测资料与实测资料的比较，反复解释，反复修改与完善物理-地质模型，多次反馈来完成的，这符合人们的认识规律。

（7）在综合地球物理解释中，一般是根据方法的先后施工顺序和解决问题的能力，先进行单一方法的解释，然后进行综合方法的解释。按照先易后难，先区域后局部，由浅入深，逐步地深入解释。

（8）具体地质问题的解决有具体的思路。