地質儀器

介紹

地質工作中使用的收集、存儲、識別、處理地質信息，解釋和推斷地質現象的器具。地質信息涉及的範圍極為廣泛。巨觀方面包括大地構造、地形、地貌、地層、地球物理場、岩石和礦物的各種物性參數，土壤和水域中化學元素的含量與分布情況等；微觀方面包括岩石、礦物的光片和薄片在顯微鏡下呈現的物質組成、結構和演變特徵，元素的裂變徑跡等。

結構

地質儀器

地質工作中使用的收集、存儲、識別、處理地質信息，解釋和推斷地質現象的器具。地質信息涉及的範圍極為廣泛。巨觀方面包括大地構造、地形、地貌、地層、地球物理場、岩石和礦物的各種物性參數，土壤和水域中化學元素的含量與分布情況等；微觀方面包括岩石、礦物的光片和薄片在顯微鏡下呈現的物質組成、結構和演變特徵，元素的裂變徑跡等。地質信號的波譜視窗,從γ射線開始，經X射線、可見光、紅外輻射、雷達波，到甚低頻波，遍及各波段。地質信號往往十分微弱，被淹沒在強大的噪聲與干擾背景之中。電信號有時只有百分之幾微伏，元素含量有時只有十億分之幾。因此要求提取和處理這些地質信息的儀器要有極高的靈敏度、分辨能力和抗干擾能力。

用途

地質儀器種類繁多，其工作原理幾乎涉及物理和化學的各學科，同時又是地球科學知識與電子技術、微弱信號檢測技術、通信技術、自動化技術、計算機技術、光技術、航空與航天技術等多種高科技相結合的產物。

發展簡史

中國古代

最早的地質儀器大多是光學儀器或機械儀器。中國古代四大發明之一的羅盤的套用，導致了地磁偏角的發現。它同長期以來使用的鐵錘和放大鏡，一直是野外地質工作的基本工具。東漢張衡發明的地動儀就是一種機械式地震儀。機械式磁力儀差不多使用了400年之久。常規化學分析方法（如重量法、滴定法等）的儀器，使用歷史也很久，有的沿用至今。

電子時代

1906年製造成功的三極體使人類步入電子時代，地質儀器也由此迅速發展。儀器的測讀系統經歷了電子管和電晶體兩代。早期採用反饋技術來提高穩定性和輸入阻抗等技術指標，利用電磁禁止和各種模擬濾波器來抗干擾和作原始的數據處理。第二次世界大戰以後，離散時間信號處理理論和統計通信處理理論逐漸成熟；60年代積體電路出現，使這些理論的套用成為可能，地質儀器向數位技術方向發展，並開始使用相關接收、鎖相接收、匹配濾波、多次平均等技術解決強幹擾背景中微弱信號的檢測和估值問題。

60年代後期

60年代後期,計算機技術開始引入地質研究，被用於地質數據採集、處理、運算、地質圖件繪製，地質資料的推斷解釋等多方面。野外或室內採集的原始數據，先記錄在數字磁帶或磁碟等媒介中，經過校正、偏移、濾波、延拓、微分等處理，提取有用信息，用以建立資料庫，或作進一步的分析和運算。計算或處理的結果，可用於繪製各種地質圖件。在推斷解釋方面，利用人機聯作方式，採用圖像綜合技術，與多元統計或模糊數學結合，據以劃分礦帶、古生物帶、岩性岩相帶、判別礦與非礦等。人工智慧在發展地質專家系統方面也取得了顯著進展。