地球物理是地球科学中重要的基础学科。它的研究范围十分广阔，不仅涉及地球内部的地壳、地幔或岩石层、软流层与地核，也应包括地表以上的外部空间如大气层、电离层乃至宇宙外层所发生的各种物理现象、变化和过程。本书只论及固体地球部分，也称为固体地球物理。它是以地壳中各种岩石、矿石间的物理性质差异（如密度差Δρ、磁性差Δγ、电性差Δρk、速度差ΔV， 波阻抗差ΔρV、放射性差异等）为物质基础的，利用物理学（力、声、光、热、电、磁、核变等）的理论、方法和技术（表1-1），通过观测和研究因岩石、矿石物理性质差异而引起相应的地球物理场（如重力场、地磁场、电场等）在空间上的局部变化（称为地球物理异常），以认识地球及其结构、运动和各种动力学过程。
即便如此，将固体地球作为一个整体，它在时间上和空间上都是处于不断运动和发展之中的，而不是静止的与固定不变的，尽管地球内部发生过并进行着极为复杂的地质、物理和化学过程，因此必须用系统论的观点分层次、分阶段地加深认识，既要进行整体的、一般的、宏观的研究，又要进行局部的、个别的、微观的研究，既要进行地球物理观测处理和解释，又要力求与地质学、地球化学的研究紧密结合起来，相互交叉渗透以求得出更全面的认识。此外，历史经验表明，科学技术的发展及其与最新成果的研究紧密结合起来，相互交叉渗透以求得出较全面的认识。此外，历史经验表明，科学技术的发展及其最新成就，提供了认识地球并使之服务于人类的可能，也促进了认识与服务的深化。
表1-1 地球物理学方法分类表
在地球物理问题的研究中，取得第一手的资料是十分关键的，这是因为可靠信息与信息量的缺乏，是任何数学技巧无法弥补的。这表明，地球物理学在本质上是一门观测的学科。为此，在地震波场、重力场、磁力场、电磁场、温度场以及地球自由振荡的观测中，为取得可靠的、
大量的有效信息，就必须满足以下条件：
第一，要有高密度、宽带、大动态范围、三分量记录的、自动化数字观测系统；
第二，要有快速、高分辨率的先进软件包和数据库；
第三，要有一支高素质的、责任心强的观测队伍，并能取得第一手可靠数据；
第四，要有与观测资料处理相匹配的物理与数值模拟系统。
基础数据不仅要确切可靠，而且必须在较长时间内能妥为保存，以便在发展中二次开发并经得起检查与核 对。
地球物理勘探的理论基础是各种地球物理场的理论和正、反演计算及解释方法。重力勘探和磁力勘探基于位场理论，电法勘探基于直流电场和电磁场理论，地震勘探基于波场理论，对这些理论和正、反演方法的研究是进行地球物理解释的基本条件。
地球物理勘探最重要的环节是对观测资料的处理和解释，消除和压制干扰和噪声，提取和增强有用信息是地球物理勘探资料处理的基础任务以及对处理后资料应用正、反演方法，结合地质等资料进行推断解释，得到相应的地质结论，是地球物理勘探的最终目的。
在任何一种地球物理方法中，对地球（地质体）进行观测，求得地球物理场，称为正演问题，而根据地球物理场来推断地球（地质体）结构、岩性描述和模型刻画，则称为反演问题。一般地说，地球物理方法都是从简化了的地球介质模型出发，研究其地球物理场的特征，再以此正演问题的理论值与观测结果的拟合（逼近）程度，反演地质体模型。这样，正演问题制约着反演问题的研究，而反演问题则归结为数学上的最优逼近问题，即逼近于简化了的地球介质模型。地球物理反演问题，在数学上大多数表现为不适定问题，即具有多解性。消除地球物理反演问题的多解性始终是地球物理的基本问 题。
每一种地球物理方法只是从一种岩石物理性质的角度来看地质体，从而只能反映地质体的一个侧面。只有综合各种地球物理信息并与地质结合起来，才有可能逼近地质体的完整认识，从而对地球物理中的多解性问题进行约 束。
图1-8为江苏某地MT的偏移成像图。此图是结合所有能够收集到的地质、钻井及其他地球物理方法所取得的资料，并且包括MT与重力的野外实测数据、磁力资料和解释结果绘制的初始正演模型，图中显示在一套相对高阻背景下有一套低阻电性层。
图1-8 偏移成像反演结果（陈华根）
图1-9 反演成果综合解释剖面图（陈华根）
图1-9为多种地球物理方法综合应用反演成果综合解释剖面图，经研究证实地下这套低阻层的存在，是生储油气的理想盖层。
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