탐사 기술 방법의 역사, 현황 및 발전 추세

0.3. 1 고대 탐험 기술

인류의 생존과 발전은 처음부터 암석, 토양, 광물, 소금, 물 등 천연자원의 개발과 활용과 밀접한 관련이 있다. 인류 역사상 구석기 시대, 신석기 시대 (점토로 구운 도자기 포함), 청동기 시대, 철기 시대의 구분은 광산품 (생산성 발전의 상징) 에 대한 인류의 개발 활용 수준에 따라 결정된다. 각종 광산자원의 개발 이용 과정에서 점차 탐사 기술과 공사를 형성하였다.

중국은 오천여 년의 유구한 역사와 문화를 지닌 문명고국으로, 탐사 기술의 발전은 유구한 역사를 가지고 있다. 기원전 180 년에 기록된' 관지서' 는 "산이 있는 사람은 누구나 산 아래에 철이 있다. 위에는 납이 있고, 밑에는 은이 있다. 위에 진사가 있고, 아래에 금이 있다. 위에는 자비석자가 있고, 밑에는 동금이 있고, 이 산에서 영광스런 자를 볼 수 있다. " 금과 수은, 철, 구리와 금, 납과 은의 사실과 법칙을 밝혀냈을 뿐만 아니라 현대 지구화학 탐사 이용 지시광물 (지시원소) 탐사를 위한 계시를 제공했다. 우리나라 서진 장화의' 박물지' 에는' 고아이축적 3 년, 납, 주석이 연소와 체액에서 흘러내려 이미 실험이 있다' 는 묘사가 있다. 이는 현대생지구화학 탐사의 원시적 사고와 방법 (주슨' 지질과학과 지질광물',/KLOC-) 이다.

지하수를 찾고 소금을 채취하는 시추와 발굴 기술은 더 일찍 발전하여 얻은 성과도 더욱 휘황찬란하다. 일찍이 중국 하조에는' 백이가 우물로 삼는다' 는 말이 있었다. 북송 시대에는 지하에서 염수 소금을 추출하기 위해 쓰촨 수녕의 탁통정 시추 깊이가 3000 m 에 달하며 시추 공사, 공예 및 관련 기술 세트를 동시에 전시하여 자공, 수녕, 오통교 등에서 광범위하게 응용되었다. 이 소금 시추 기술은' 현대 석유 시추의 아버지',' 중국 고대 5 대 발명' (중국 광업 쓰촨 롤, 1998) 으로 불린다.

중국 전국 시대에 천연 자석으로 컴퍼스를 연마하여 중국 고대 4 대 발명 중 하나를 만들었다. 이것은 암석 자성과 지구 자기장에 대한 조기 인식과 구체적 응용이다. 나중에 영국 엘리자베스 1 세 여왕의 의사 (윌리엄 길버트) 가 북쪽을 가리키는 나침반을 더 연구한 결과 지구 자체가 거대한 불규칙자석이라는 결론을 내렸다. 이 결론은 뉴튼이 나무에 있는 사과가 왜 땅에 떨어졌는지에 대해 생각하도록 어느 정도 영감을 주었다. 그는 물체 사이에 중력이 있어야 한다고 생각했고, 결국 그의 유명한 중력 이론 (A.E. Mussett Etal., 2000) 이 생겨났다. 지자장과 중력장 이론의 수립은 현대 지구의 물리적 중력 탐사를 위한 토대를 마련했다. 우리나라 동한 저명한 학자 장형은 서기 132 년에 지진과 지진재해에 대한 우리 학자들의 인식과 지진관측 기술 발전에 탁월한 공헌인 지동계인 후풍지동계를 발명했다. 그림 0-4 는 지동계의 모양과 관성 원리로 지진파가 전파되는 방향으로 거꾸로 스윙하고 용구가 이 방향으로 공을 뱉게 하는 도식도입니다.

0.3.2 현대 탐사 기술

현대 탐사 기술은 19 말에서 20 세기 초까지 발전하기 시작했다. 1888, 헝가리 학자 롤랜드 폰 E 남작? 텔레비전? S 는 토션 스케일을 발명했습니다. 1900 년 유럽은 비틀림 스케일로 구조도를 그렸다. 1922 년 텍사스에서 염구 구조 중력 이상이 발견됐고, 1926 년 처음으로 지구물리학 비틀림 저울법으로 염구 구조 중의 석유를 발견했다.

그림 0-4 기후 지진계 및 다이어그램

지진 탐사 방법은 지진파, 천연지진, 음파의 이론 연구에서 발전했다. 1905 에서 L.P.Garret 은 지진 굴절 파동으로 염구 구조를 찾을 것을 권장합니다. 19 12 년, 영국 타이타닉호가 대서양에서 수중 빙산과 충돌하여 침몰한 후 R.A. 페이센던은 즉시 수중 빙산의 탐지를 연구하기 시작하여 수중 음파 탐지법을 만들어 미국 특허를 획득했다. 이 특허 허가번호는 19 17 로 지진파를 이용한 세계 최초의 탐사 특허입니다. 더 실용적인 응용가치를 지닌 지진 탐사 방법은 독일 학자 민트로프가 제시한 것이다. 그는 19 14 년에 기계 동력계를 발명했다. 이런 기구를 근거로 그는 19 19 에서' 암석 구조를 결정하는 방법' 이라는 제목의 독일 특허를 신청했다. 이 특허는 1926 에 발표되었습니다. 특허에서는 인공폭발을 통해 기계파를 생성하여 지진기구에 의해 수신될 수 있다고 합니다. 다양한 지진파가 지하에서 전파되는 깊이, 이동 시간 및 거리를 분석하여 지층의 두께와 밀도, 지층 구조의 방향과 기울기 (R.E. Sharif, 1995) 를 결정하여 현대 지진 탐사의 거의 모든 중요한 내용을 다룹니다.

1879 년 R. Salem 교수는' 자법찾기 철광' 이라는 책을 출간한 뒤 스웨덴에서 Salem-Tibberg 자력계와 Thomson-Salem 자력계를 성공적으로 만들어 지하 자성맥의 깊이를 확정했다.

전기법 탐사도 유구한 발전 역사를 가지고 있다. 18 15 년, R. Fox 는 일부 광물이 자극화 특성을 가지고 있다는 것을 발견하고 이 효과를 특정 광물을 찾는 데 사용할 수 있다고 예측했다. 상응하는 기구를 만드는 데는 약 65,438+000 년이 걸린다. 65,438+0,965,438+03 년, C. 스렌베셰는 이런 기기로 황화물 광상을 발견했고, 나중에 실제 탐사 가치를 지닌 저항률법과 등시선 방법 (M.B. 도블린, 65,438+0) 을 발명했다.

사람들은 지각 물질의 물리적 성질과 구조를 연구하는 동시에 그 화학 성분을 매우 중시하여 원소와 그 풍도에 대한 장기적인 연구를 진행했다. 65438-0889 년에 미국 학자 F.W. 클라크는 유명한 논문인' 화학 원소의 상대적 풍도' 를 발표하여 현대 지구화학 연구를 시작하였다. 현재 사람들은 지각에 있는 원소의 풍도를 클라크 값이라고 부른다.

0.3.3 현대 탐사 기술 및 개발 동향

현대 탐사 기술과 방법의 형성과 발전은 서구 제 2 차 세계대전 이후 중국 1949 년 중화인민공화국이 설립된 후 시작되었다.

탐사 기술의 진보와 응용 분야의 변화에 따라 현대 탐사 기술의 발전은 두 시기로 나눌 수 있다. 첫 번째 시기는 1940-80 년대 탐사 기술의 빠른 발전과 성숙기이며, 응용 분야는 광산탐사를 중심으로 한다. 두 번째 시기, 80 년대부터 현재까지 응용 분야가 끊임없이 변화하고 확장되는 시기이다.

탐사 중심의 첫 번째 시기에 탐사 기술은 주로 석유가스 탐사 기술과 고체 광산 탐사 기술로 나뉜다.

석유가스 탐사 기술의 전형적인 대표는 지진 탐사와 지하 지구 물리학이다. 그것들의 발전을 통해 우리는 전체 석유 탐사 기술의 발전 과정과 개황을 이해할 수 있다. 지진 탐사의 발전은 다음 세 단계를 거쳤다.

1 단계 (1940-50 년대) 지진기구는 전자관 부품을 사용하여 광학 촬영을 통해 전용 인화지를 매체로 하는 지진 기록을 얻어 수동으로 자료를 정리, 처리 및 해석했다. 우리나라 대경 유전을 포함한 많은 대형 유전은 모두 이런 기기와 기술 방법으로 처음 발견되었다. 이런 설비의 주요 단점은 부피가 크고 기동성이 약하여 데이터를 재처리할 수 없고, 동적 범위가 작고 (20 dB, 10 의 폭만 차이) 데이터 처리 효율이 낮다는 것이다.

2 단계 (50-70 년대) 에서는 지진기구가 트랜지스터 장치를 사용하여 테이프를 미디어로 사용하여 지진 기록을 얻습니다. 이 녹음은 반복해서 재생할 수 있으며 아날로그 (A/D) 변환 후 아날로그 전자 컴퓨터나 디지털 컴퓨터로 처리할 수 있습니다. 기록의 동적 범위가 1 단위 증가 (40 dB, 차이 100 배 신호 인식). 테이프 기기의 출현으로 반사 지진이 여러 차례 수평 중첩 기술을 응용하고 발전시켰으며, 지금까지도 효과적으로 사용되어 지진 탐사의 능력과 효과를 크게 높였다.

3 단계 (70-80 년대) 는 디지털 테이프 기록, 디지털 컴퓨터 처리, 다중 채널 (1000 채널 이상), 높은 범위 관찰, 큰 동적 범위 (100 dB 이상) 로 차이 60 을 식별할 수 있습니다 이것은 디지털 처리 기술의 급속한 발전을 촉진시켰다. 세계 선진국이 지진 데이터 처리에 사용하는 전자컴퓨터는 연산 속도, 성능, 저장 용량이 군사 및 기상 부문 못지않게 많다.

지진 탐사 외에 다른 석유가스 탐사 기술 방법도 급속히 발전하였다. 중력 측정에서는 더 이상 무거운 비틀림 저울을 사용하지 않고, 대신 정확도가 높고 경량화된 중력계로 대체되었다. (윌리엄 셰익스피어, 중력, 중력, 중력, 중력, 중력, 중력, 중력) 수중, 지하, 공중을 측정할 수 있습니다. 지면 중력 측정의 정확도는 미세 중력 수준에 도달할 수 있으며, 이러한 고정밀 측정은 다른 면에서도 유용합니다. 예를 들어, 1970 년대 초에 미국 아폴로-17 달 착륙선에 사용된 달 -4 중력계와 탐사에 사용된 고정밀 중력계는 같은 회사의 같은 디자이너로부터 나온 것으로, 정확도가 미중력 수준이다. 실험의 목적은 달을 참고질량으로 하는 동시에 지구와 달에 대한 중력 측정을 실시하여 아인슈타인의 중력파 존재에 대한 예언을 증명하는 것이다. 불행히도, 몇 가지 작은 디자인 오류 때문에이 실험은 실패했습니다. 중력계의 정확도와 고해상도는 매우 확실합니다.

이 기간 동안 석유가스 시추 기술도 급속도로 발전하여 초깊은 우물, 사선, 수평정, 동정위 다방향 시추식 우물, 드릴을 진원지로 하는 시추지진 기술이 등장했다.

고체 광산 탐사 등의 응용에서 탐사 기기, 설비 및 방법은 휴대용, 디지털화, 고정밀, 고효율 방향으로 발전하고 있다. 1950 년대와 1960 년대에는 정확도가 더 높은 항공 핵 자력계와 광펌프 증기 자력계가 나타났다. 항공 자기 측정은 빠르고 효율적이며, 광범위한 측정을 용이하게 하며, 사막, 고산, 극지, 해양과 같이 지면이 들어가기 어려운 지역에서 탐사하기 쉬우며, 철광 탐사와 석유가스 분지 기저설명에 중요한 역할을 한다. 이 기간 동안 원격 감지, 항공 사진, 위성 위치 확인, 항공 전자법, 항공 감마, 항공 중력 등 다른 항공 탐사 방법, 지상 및 지하 방사성, 지구 화학, 전기 방법, 지상 관통 레이더 등 각종 새로운 방법, 신기술, 새로운 계기가 등장해 전체적으로 광산탐사의 기술 수준을 높이고 탐사 기능을 전면적으로 향상시켰다.

1980 년대부터 현재까지 현대 탐사 기술 공학 발전의 두 번째 시기로, 이 시기의 방법과 기술도 탐사 기술의 발전 추세를 어느 정도 대표하고 있다. 그 두드러진 특징은 탐사 기술이 끊임없이 발전하는 동시에, 활동 분야는 광산을 중심으로 자원과 에너지 탐사뿐만 아니라 생태 환경, 도시, 대형 공사 건설에도 서비스를 제공하는 것이다. 활동 필드의 변경은 다음 요소에 의해 결정됩니다.

첫째, 사람들은 점차 환경 보호의 중요성을 인식하고 있습니다. 인류는 자연을 개발하고 활용하고 첨단 기술로 창조된 현대 물질 문명을 즐기면서 자연과 생태 환경에 심각한 피해를 가져왔다. 환경문제는 세계 각국의 중시를 불러일으켰고, 환경지구물리학, 환경지구화학 등 새로운 탐사 기술공학 분기도 점차 자신의 위치와 방향을 조정했다.

둘째, 대형 공사 건설 속도와 규모는 도로 철도 지하철 공항 광산 파이프 댐 건축 원전 부두 등 지속적으로 확대되고 있다. 이러한 시설의 품질과 안전 및 해당 환경 보호는 전례 없는 관심사가 되었습니다. 이에 따라 공학지구물리학이라는 더 오래된 학과도 특별한 관심을 받았고, 90 년대부터 환경공학지구화학이라는 새로운 학과가 등장하기 시작했다.

환경공학 지구화학은 지구화학작용을 통해 환경을 개선하는 과학기술이다. 주요 임무는 오염을 방지하고 암석과 토양의 물리적, 화학적 성질을 개선하고 수질을 높이는 것이다.

셋째, 도시화 과정이 가속화되고 도시 인구가 증가함에 따라 지하수를 찾는 도시 지구 물리학, 지리 정보 시스템 (GIS), 원격 감지 (RS) 및 수자원 탐사 기술에 대한 시장 수요가 급속히 확대되고 있다.

위에서 언급한 다른 응용 분야에서 유래한 새로운 탐사 기술과 방법은 여전히 그림 0-2 와 그림 0-3 사이에 표시된 대로 구성되어 있으며 각 방법의 적용 범위는 표 0- 1 을 참조해야 합니다. 이 테이블은 주로 기술적 방법의 성능에 따라 결정됩니다. 실제 응용에서는 가격 대비 성능을 사용하여 적절한 방법을 선택하는 데 주의해야 합니다. 높은 비율이 우선입니다. 여러 가지 방법으로 같은 일을 하면 경제 비용이 다르다.

1980 년대 이후 정보기술의 진보와 사회적 수요의 변화에 따라 탐사 기술은 다음과 같은 주요 발전 추세를 보이고 있다.

정보, 네트워크 및 컴퓨터를 최대한 활용하여 탐사 기술을 데이터 수집, 전송, 저장, 처리, 해석 및 표시에 더욱 현대화합니다. 거대한 병렬 컴퓨터, 대용량 스토리지, 네트워크 데이터의 고속 전송 및 통신, 다양한 해석 워크스테이션 및 3D 시각화 디스플레이가 널리 사용됩니다.

탐사 기술 공사는 연구 대상의 복잡성에 따라 복잡한 문제를 해결하는 능력을 지속적으로 향상시킬 것이다. 지구는 복잡하고 방대한 시스템이다. 현재는 이상적이고 단순한 수학 물리 모형으로만 설명할 수 있다. 이러한 이상적인 모델과 탐사 기술자가 지표 또는 위에서 관찰한 제한된 데이터를 근거로 지구 내부를 반연하거나 해석하는 것은 정확하지 않다. 그것은 단지 몇 가지 간단한 문제를 부분적으로 해결할 수 있을 뿐, 복잡하고 진실한 지구 내부를 사람들에게 보여 주는 것은 어렵고 장기적인 임무가 될 것이다.

탐사 기술 기능을 강화하고 투자 구조를 조정하다. 탐사 기술의 새로운 응용 분야 중 일부를 지적하고, 어떻게 이 분야에서 실질적인 진전을 이루는가는 사람들이 집중해야 할 또 다른 문제이다. (존 F. 케네디, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언) 수자원 개발은 절박한 문제이다. 전 세계 지하수 탐사 투자 (199 1 년) 는 총 탐사 투자의 0. 1%(r. e. Sheriff,/kloc-) 이렇게 불합리한 투자 구조를 바꾸면 기술이 적절한 방향으로 발전하도록 촉진할 수 있다.