Geoelectromagnetic Waves

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出版者:CRC Pr I Llc
作者:Guglielmi, A. V./ Pokhotelov, O. A.
出品人:
页数:382
译者:
出版时间:
价格:140
装帧:HRD
isbn号码:9780750300520
丛书系列:
图书标签:
  • 地球物理学
  • 电磁波
  • 地球电磁场
  • 地电场
  • 大地电磁法
  • 地球物理勘探
  • 无线电波传播
  • 空间物理
  • 地球物理信号处理
  • 数值模拟
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具体描述

勘探地球物理学:原理、方法与应用 作者: [在此处填写作者姓名,或留空] 出版社: [在此处填写出版社名称] 出版日期: [在此处填写出版日期] ISBN: [在此处填写ISBN,或留空] --- 内容简介 《勘探地球物理学:原理、方法与应用》是一部全面、深入的教科书与专业参考资料,旨在为地球科学、工程地质学、资源勘探以及相关领域的研究人员和高级学生提供扎实的理论基础与广泛的实践指导。本书聚焦于利用物理学原理探测地球内部结构和物质性质的各种地球物理勘探技术,涵盖了从基础电磁场理论到复杂数据处理和三维反演的完整流程。 本书的结构精心设计,分为理论基础、核心勘探方法、数据处理与成像、以及应用实例四大板块,力求在理论的严谨性与工程实践的有效性之间取得完美平衡。 第一部分:地球物理勘探的理论基础 本部分为后续复杂方法奠定必要的数学和物理基础。首先,详细阐述了电磁场理论在地下介质中的传播规律,包括波动方程的推导及其在非均匀导电介质中的特解。随后,深入探讨了势场理论(重力与磁力勘探)的数学模型,讲解了泊松方程、拉普拉斯方程在地球物理中的应用,并对地球的重力场和地磁场的正常场与异常场进行了系统的分析。对于电法勘探,重点解析了欧姆定律的微分形式、电流密度场以及在不同几何构型下的电位与电场分布。 这一部分特别强调了正演模拟的重要性,介绍了有限差分法(FDM)、有限元法(FEM)以及频域方法的数值求解技术,使读者能够理解地球物理观测数据是如何由地下物性分布决定的。 第二部分:核心勘探方法深度剖析 本部分是全书的核心,系统介绍了当前主流的地球物理勘探方法,并为每种方法设立了专门的章节进行详尽阐述。 1. 重力勘探: 详细讲解了重力测量仪器(如绝对重力仪和相对重力仪)的工作原理、测量误差校正技术(如潮汐、纬度、地形校正)。重点分析了重力异常与地下密度分布之间的关系,包括对浅部不均匀体、断层和褶皱的定性和半定量解释。 2. 磁法勘探: 阐述了地磁场的起源、正常场模型以及各种地质体(如岩浆岩、沉积盆地中的磁性地层)产生的磁性异常。内容涵盖了磁力数据的日变校正、正常场扣除、化极处理以及磁性资料的三维反演技术。 3. 电法勘探: 这是一个内容极其丰富的章节。它系统地介绍了电阻率法、激发极化法(IP)、大地电磁法(MT)和可控源电磁法(CSAMT)的原理、仪器的选择与布设方式。 电阻率法: 详细讨论了温纳、舒伦贝格、二极和电极排列方式对测量结果的影响,以及如何通过视电阻率曲线进行地层划分和水文地质结构分析。 激发极化法: 解释了极化现象的物理机制(如双电层效应和电化学极化),以及电荷率、衰减时间等参数在金属矿产勘探中的应用。 大地电磁法(MT): 侧重于讲解天然电磁场(霍尔等效源)的接收与阻抗张量计算,特别是对电磁场在各向异性、不均匀介质中传播的斯卡拉和平移分解。本书提供了详尽的电磁场透射深度与频率的关系图表。 4. 电磁法勘探(非MT): 专门讨论了时间域电磁法(TEM)和频域电磁法(如CSAMT、频率域电磁法)。TEM部分深入分析了瞬变场响应的衰减机制,并讨论了积分和微分方法在数据处理中的应用。 5. 人工源电磁法: 集中讨论了电磁波在地下深部传播的特性,特别是高导电率目标体对二次场的影响。 6. 放射性勘探: 介绍了伽马射线、阿尔法粒子和中子的基本性质,以及它们在铀矿、稀土元素勘探以及工程地质中的应用。重点讲解了自然伽马测井和激发伽马测井的技术细节。 第三部分:数据处理、反演与成像技术 勘探数据获取后,数据的质量和解释的可靠性直接依赖于先进的处理和反演技术。本部分详细阐述了从原始数据到地质模型的转化过程。 1. 数据预处理: 涵盖了野外观测数据的质量控制、仪器误差修正、异常分离技术(如平滑、最小二乘拟合用于扣除正常场)以及滤波技术(如傅里叶变换和ウェーブレット变换在噪声压制中的应用)。 2. 三维反演方法: 深入探讨了现代反演的核心算法,包括基于非线性共轭梯度法(CG)、Gauss-Newton法以及粒子群优化(PSO)等迭代算法的地球物理参数(如密度、磁化率、电阻率)反演。重点讨论了模型约束、正则化技术(如Tikhonov正则化、最小结构约束)的选择,以应对地球物理反演的固有欠定性问题。 3. 联合反演与多参数融合: 讲解了如何整合来自不同地球物理方法的数据(如重力、磁法、地震和电法)进行联合约束反演,以提高地下结构分辨率和模型稳定性,尤其适用于复杂构造区的油气勘探和金属矿床定位。 第四部分:勘探应用实例与案例分析 本书的最后一部分将理论与实践紧密结合,通过大量真实的勘探案例展示了不同方法的适用性和局限性。案例覆盖了多个关键应用领域: 1. 油气与天然气勘探: 重点分析了利用地震(简要提及作为背景)、重力与磁力数据圈定大型沉积盆地构造,以及使用MT/TEM和高精度电阻率法进行浅层圈闭和流体检测。 2. 金属矿产勘探: 详细阐述了高精度磁法、激发极化法和电磁法在寻找磁性矿体(如铁矿)和致矿蚀变带(如硫化物矿体)中的联合应用策略。 3. 工程与环境地球物理: 探讨了浅层高密度电阻率法和探地雷达(GPR)在地下管线探测、地基稳定性评估、污染物羽流监测以及岩土工程中的具体实施步骤和结果解释。 4. 地热资源勘探: 阐释了如何利用大地电磁法揭示深部热储层的构造特征和流体分布,特别是高温和低阻特征的识别。 总结特点 《勘探地球物理学:原理、方法与应用》的显著特点在于其内容的广度、理论的深度以及与现代计算技术的高度结合。书中包含大量的数学推导、清晰的物理图像解释,并辅以丰富的图表和实测数据示例。它不仅是地球物理专业学生的必备教材,也是希望扩展勘探技能的地球科学家、工程师以及环境地质学家的重要参考书。通过学习本书,读者将能够系统地掌握从野外观测设计到复杂三维地质模型构建的全套地球物理勘探流程。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书最让我印象深刻的,是它所展现出的跨越不同尺度的视野。作者似乎并不满足于局限于实验室或理论推导的小范围验证,他不断地将讨论延伸到更宏观、更实际的应用层面。例如,在讲解了基础的场耦合理论后,紧接着就会有一段关于其在地质勘探或遥感技术中如何体现的讨论,这种及时反馈机制极大地激发了我将所学知识应用于实际问题的热情。书中对于不同理论模型适用范围的界限划分也处理得相当到位,不像有些著作那样将所有模型一概而论,而是明确指出了在何种频率、何种介质条件下,某个近似模型是成立的,而何时必须采用更复杂的全波解析方法。这种对“适用性”的深刻理解,恰恰是区分理论学习者与实践工程师的关键点。总而言之,这本书不仅教会了我“如何计算”,更重要的是教会了我“何时计算”以及“为何选择此种计算方式”,它提供了一种系统的、与实际工程紧密结合的思维框架,而不是单纯的公式堆砌。

评分☆☆☆☆☆

我花了整整一个周末的时间沉浸在这本著作之中,其内容的深度和广度着实让我大吃一惊。它绝非市面上那些泛泛而谈的科普读物可以比拟,更像是直接从一线研究者的案头直接搬运过来的知识结晶。作者在论述问题的过程中,展现了一种近乎苛刻的精确性,每一个公式的推导、每一个参数的选取,都似乎经过了千锤百炼,不容许丝毫的含糊不清。我尤其欣赏作者对于理论背景的追溯和发展脉络的梳理,他没有简单地罗列结论,而是深入剖析了支撑这些理论的哲学基础和历史演变,这使得读者在掌握“是什么”的同时,也能深刻理解“为什么会是这样”。例如,在讨论某些非线性效应时,作者引入了大量的历史文献和经典实验的复盘,这种做法极大地丰富了阅读的层次感,让阅读体验从单纯的知识输入,转变为一种历史与现实交织的学术对话。坦率地说,阅读过程中我多次不得不停下来,拿起另一本基础教材进行交叉验证,因为书中涉及的数学工具和高阶微积分的应用已经达到了相当高的水准,这无疑要求读者具备扎实的数理基础,但回报也是巨大的——一旦攻克难关,便能获得对相关物理现象的透彻洞察力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计确实挺别致的,封面采用了深邃的午夜蓝,配上银色的抽象波纹图案,初看之下就给人一种神秘而深奥的感觉,让人不禁对手中的这份厚重产生了敬畏之心。内页的纸张质感也相当不错,光滑细腻,即便是长时间阅读也不会让眼睛感到过度疲劳。我花了些时间研究了它的目录结构,发现作者似乎非常注重逻辑的严谨性和内容的连贯性。每一章节的标题都如同精确的导航指示牌,清晰地标明了即将探索的领域,从基础的电磁理论框架的梳理,到更为复杂的场分布和介质响应的探讨,编排得层次分明,循序渐进。对于初次接触这一领域的读者来说,这种结构无疑是极大的福音,它提供了一个坚实的阶梯,让人可以一步步攀登知识的高峰,而不是被突如其来的高深概念所淹没。书中的图表制作水平也值得称赞,那些复杂的数学模型和物理概念,往往通过简洁而精准的示意图得以直观展现,极大地降低了理解的门槛,让抽象的物理过程变得触手可及,这在很多同类专业书籍中是难得一见的用心之处。整体而言,这本书在视觉呈现和内容组织上的精心打磨,预示着它不仅仅是一本工具书,更像是一次精心策划的知识探险之旅的起点。

评分☆☆☆☆☆

说实话,拿到这本书时,我有些忐忑,因为我对这方面的专业知识尚处于摸索阶段,担心里面的术语和复杂的数学符号会成为我理解的巨大障碍。然而,实际阅读体验却出乎我的意料。这本书的行文风格非常具有“引导性”,作者似乎总能预判到读者可能产生的困惑,并在关键节点设置了精妙的“脚手架”。他擅长使用类比的手法,将那些看似高不可攀的物理概念,用日常生活中的现象加以阐释,这对于提升学习的亲和力具有奇效。比如,在解释某种波的传播特性时,作者引用了声学和流体力学中的相似模型进行对照,这种跨学科的参照,让原本晦涩的电磁学概念一下子变得具体可感,阅读的流畅度因此大大增加。更重要的是,书中提供的例题设计得非常巧妙,它们并非简单的公式套用,而是融入了实际应用场景的微缩模型,解答过程不仅展示了如何操作,更重要的是传达了背后的物理直觉。我感觉自己不是在被动地接收信息,而是在一个经验丰富的导师的带领下,一步步地构建自己的知识体系,这种参与感是其他许多教材无法比拟的。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认,这本书的学术价值毋庸置疑,但对于大众读者而言,它的门槛确实设置得非常高,这一点需要明确指出。这本书更像是面向已经有一定电磁学基础的研究生或资深工程师的参考手册,而不是一本入门导读。其中的某些章节,例如关于各向异性介质中波的解析方法,简直就是一本小型教科书的浓缩版,其密度之大,令人叹为观止。作者在阐述理论时,几乎是全景式地展现了所有可能的数学工具和边界条件的讨论,这种详尽的程度虽然对于深度研究者是宝贵的财富,但对于希望快速抓住核心概念的学习者来说,可能会造成信息过载。书中对参考文献的引用也极为严谨,每一个重要结论几乎都有明确的出处标注,这使得这本书本身就成为了一个深入研究的索引库,读者可以顺着这些引用线索,回溯到每一个关键理论的源头。不过,这种严谨也带来了一个侧面效应:阅读体验的趣味性相对减弱,更多的是一种冷静、理性的学术探究过程,需要极强的专注力和持续的毅力才能坚持到底。

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