航空物探

航空地球物理勘探

摘要

航空地球物理勘探aerogeophysical prospecting~aapor'eo 简称航空物探，是物探方法的—种。它是通过飞机上装备的专用物探仪器在航行过程中探测各种地球物理场的变化，研究和寻找地下地质构造和矿产的一种物探方法。

目录

1简介

2发展情况

3航空磁法

4航空放射性法

5航空电磁法

6航空重力法

简介

航空地球物理勘探目前已经应用的航空物探方法有，航空磁测、航空放射性测量、航空电磁测量(航空电法)等。航空物探具有速度快，不受地面条件(如海、河、湖，沙漠)的限制，大面积工作精确度比较均一，可在一些地形条件比较困难的地区工作等优点。特别是自动控制和电子计算技术的发展，使航空物探综合化，从而提高了航空物探观测数据的计算和整理的速度及解释推断的水平，有力地促进了航空物探的发展。它的缺点是：对一些异常值较小的异常体反映不够清楚，分辨力要低些；其次是异常体的定位目前还不够十分准确，需要地面物探进行必要的补充工作。装有专门探测仪器的飞机从空中测量地球各种物理场（如磁场、重力场、导电性等）的变化，从而了解地下地质和矿藏分布情况的作业，简称航空物探。它是第二次世界大战期间利用遥感技术发展起来的一种快速找矿和地质调查的方法。主要方法有航空磁法、航空放射性法、航空电法、航空重力法等。常用的是前两种方法。航空磁法主要用来勘探具有磁性的矿藏，如磁铁矿。探矿时的飞行高度一般为50～200米。航空放射性法用航空能谱仪等测量地球放射性射线强度(如γ射线)，以寻找放射性元素矿藏。飞行高度一般为30～120米。航空物探与地面探矿方法比较具有一系列优点。它能克服种种不利地形条件和气候条件的限制，如在高寒地区、陡峭山区、原始森林、沼泽湖泊等人员难以到达的地区寻找矿藏和进行地质调查。航空物探速度快、效率高、使用劳力少,能在短期内取得大面积区域的探测资料。利用航空物探还能了解地球物理场在不同高度的变化情况，为解释地质现象和找矿提供更多的信息。航空物探通常使用低速性能好的小型飞机,飞行速度以150～200公里/时为宜。对飞机的要求是爬升性能好、转弯半径小、操纵灵活、低空和超低空性能好，以适应复杂的山区、丘陵地形的条件。飞机上应有便于安装各类探测仪器的部位，保证对不同仪

器的磁场、电场、放射性干扰为最小。飞机上还应装有导航和无线电定位系统，以保证飞机在指定空域作精确的扫描飞行。用于航空物探的飞机通常需要在结构上进行适当的改装或进行专门的设计。

发展情况

运用飞机（或其他飞行器）装载物探仪器在飞行中进行地球物理勘探，简称航空物探。它的优点是短时间内能在大面积地区上（包括地面难以通行的地区，如沙漠、森林、海洋、高山区等）进行连续的测量，在许多情况下，经济效益高、地质效果好。缺点是受飞机性能的限制，有些地区难以保证必须的低飞高度；并且需要有导航、定位设备，否则不能把空中测得的数据与地面位置联系起来，详细勘查的精度在很大程度上取决于定位的精确度。航空物探开始于20世纪30年代。1936年，苏联用旋转线圈感应式航磁仪进行航空物探,灵敏度约达100纳特。第二次世界大战中,美国发明了灵敏度近1纳特的磁通门式航空磁力仪，在海上侦察敌国的潜艇，1946年开始用于地质勘探。1948年，加拿大首先试验航空放射性法成功，美国和英国同年也完成了类似的试验。1950年，第一台航空电磁仪在加拿大试用成功。1955年，瑞典和美国相继试验成功新类型的航空电磁仪，各种航空物探方法相继迅速发展。中国航空物探开始于1953年，首先应用航空磁法，以后陆续增加了航空放射性等方法，不断有新的进展。航空物探综合站现已进行工作。（见彩图）

航空磁法

应用最广的航空物探方法，又称航空磁测或航空磁力勘探，简称航磁。目前航空磁测用的仪器有两类，一类是测总磁场模数的变化△T,另一类是测总磁场模数变化的梯度。目前在生产中应用的测总磁场模数变化的仪器主要是核子旋进磁力仪和光泵磁力仪，也有用磁通门磁力仪的（见磁法勘探）。测总磁场模数变化梯度的是航空磁力梯度仪。它用距离固定的两个磁力仪探头（如光泵磁力仪探头），同时测量地磁场并记录其差值（即磁力梯度，可测垂直梯度或水平梯度），一般灵敏度约达3×10-4～5×10-4纳特／米。航空磁法在地质工作中应用较为广泛，用于以下几个方面的地质效果较好。地质制图和研究大区域构造

在大片研究程度很低的地区和海上，可用小比例尺的航空磁测研究地质构造。许多火成岩和老变质岩都具有磁性。根据磁异常场的特征可以区分并圈定它们的范围，包括在沉积盖层下伏的部分。它们的分布、排列、组合有一定的规律，并且常可见到一些线形特征。例如，串珠状或雁行排列的局部异常，条带形或弧形的异常带,异常带的错动,异常场区域性特征的线形分界线等，据此可以发现或追索各种断裂、断裂带、褶皱构造等，然后划分地质构造单元。沉积岩一般磁性很小，但其下常有磁性岩体组成基底。对航空磁测资料进行定量计算，可以算出磁性体顶面距飞机的高度，减去航高,就可得到沉积岩层的估计厚度,从而圈出沉积盆地的范围，并研究它的特点。找金属矿和其他固体矿藏直接找强磁性矿体（例如磁铁矿）是航空磁法应用的重要方面。要求发现几十万吨至几亿吨的不同规模矿藏，飞机的飞行高度为几十米到上千米。有些矿藏虽然不能用航空磁法直接勘探,但可用它快速圈定成矿的远景区，然后进行地面磁测（见磁法勘探）。

普查石油和天然气根据小比例尺磁测研究区域构造和沉积盆地的特点,结合其他资料,可以提出找油的远景地区；在进一步的详细工作中,当条件有利的时候,用航空磁法能圈出控制储油构造的二级构造带；如沉积岩中夹有稳定的磁性岩层，还可直接发现可能储油的构造。

航空放射性法

航空物探中应用较早的一种方法，简称航放。用它直接普查放射性矿藏的效果是显著的。应用最多的仪器，是闪烁式γ能谱仪和多道能谱仪(见放射性勘探)。应用较广的是四道能谱仪。它所测的元素和特征谱线是:钾道40K-1.46 MeV,铀道214Bi-1.76 MeV，钍道208Th-2.62 MeV，总计数道0.4-3MeV。还有测五道、六道的。为了使每道都能有足够的灵敏度，晶体体积必须足够大，例如30000立方厘米或更大,从而使测量道能增加到500道以上,并且有微处理机安排分道取样和数据收录。航放用于找寻放射性矿藏、含放射性矿物的非放射性矿和地质制图。找各种放射性矿用航空放射性法找寻各类型铀矿、铀-钍矿、钍矿、钍-稀土矿的效果是显著的。由于放射性强度在空气中随高度按指数衰减，因此要求飞机低飞，航测的有效高度与仪器的灵敏度（晶体的大小）和航速（必需的响应时间）有关，飞行高度一般要求在几十至一百多米。找非放射性矿有些非放射性矿体含有某些放射性矿物，可根据航放异常找到它们。例如：稀土、稀有金属，金、银、钨、锡、铝、铝土、汞、磷灰石、磷块岩、多金属、油页岩等。金伯利岩上放射性强度低，航放可帮助分辨航磁异常。地质制图按γ辐射的强度只能分辨少数几种岩石。而γ能谱的数据经过各种改正和换算以后，可以得出地表物质中几种放射性物质（钾、铀、钍）的百分比含量，从而可分辨各种岩石和进行地质制图。因为迄今发现的有工业价值的铀矿，都在“高铀区”或其边缘，用带大晶体的γ多道能谱仪先以较宽的线距（5～8公里）和较高航高（120～150米）圈出“高铀区”，它鉴别铀、钍含量变化的能力可达1～2ppm,然后在最有远景的地段布置大比例尺普查的航放工作。

航空电磁法

简称航电。主要是音频电磁法，仪器有几十种，可以有多种分类法，如果按工作原理结合工作特点可分为以下6类。硬架式和直升飞机电磁系统飞机上带有发射器，发射连续电磁波（一次场），另有接收器，用补偿法去掉所接收到的一次场，接收从地面导体感应产生的二次场。一般把发射和接收线圈固定在硬架上，为取得更大的探测深度，二者相距要尽可能远，因此安装在飞机的头尾或机翼的两端。若用直升飞机，则采用特制的拖吊式大吊舱（长至 9米），在其两头安放发射、接收线圈，称为直升飞机电磁系统，它可在山区作低飞勘探。测量与一次场同相（实）和异相（虚或正交）分量。为提高找矿效果，可同时发射和接收几种频率的电磁波。发射线圈和接收线圈有水平的或垂直的，或二者兼有，加上它们不同的组合方式，可以有许多变型，根据不同的探测目标和条件选用。异相(虚分量)系统工作原理与上类同。由于异相分量不受发射、接收线圈距离变化的影响，只测异相分量时,可将接收线圈远远拖出机外（100米或更多）以加大探测深度。缺点是不能测同相分量，常用多个频率工作来弥补。瞬变脉冲 (INPUT)和瞬变相关(COTRAN)系统为避免一次场的干扰，在一次场（脉冲波）