早在17世纪人们便尝试用罗盘寻找磁铁矿，20世纪初，各种物探方法才广泛地用于找矿勘探与工程勘察。60年代以来，由于物理学、数学、特别是电子技术、计算机技术的发展，大大促进了各种物探方法以及仪器设备的发展与改革。例如，50年代工程物探常用的光点地震仪已被信号增强型地震仪以及轻便的数字磁带地震仪所替代。地球物理场的观测空间已从地面发展到地下（如地下物探）、水域（如海洋物探）、低空（如航空物探）以至空间的遥感技术等。
地震勘探
通过研究人工激发的弹性波在地壳内的传播规律来勘探地质构造的方法。由锤击或爆炸引起的弹性波，从激发点向外传播，遇到不同弹性介质的分界面，将产生反射和折射，利用检波器将反射波和折射波到达地面所引起的微弱振动变成电信号，送入地震仪经滤波、放大后，记录在像纸或磁带中。经整理、分析、解释就能推算出不同地层分界面的埋藏深度、产状、构造等。常用于探测覆盖层或风化壳的厚度，确定断层破碎带，在现场研究岩土的动力学特性等。可分为折射波法和反射波法两种。
折射波法
当地震波遇到上下速度v1、v2）不同的界面时，有一部分波将透过界面形成透射波，其透射角β与入射角α的关系符合斯涅耳定律sinα/sinβ=v1/v2）。对于sinα=v1/v2）的入射波可产生透射角β=90°的透射波，并以v的速度沿界面滑行。这种滑行波又引起个介质中质点的振动而产生可传到地面的折射波（也称首波）。但是折射波法在盲区得不到记录，因此需要加大检波距。当下层速度v2）小于上层速度v1时，不可能形成折射波。
遥感技术
根据电磁波辐射（发射、吸收、反射）的理论，应用各种光学、电子学探测器对远距离目标进行探测和识别的综合技术。航空摄影地质是早的一种遥感地质方法，至今仍然是遥感地质中一个重要的组成部分。60年代以来，在运载工具、传感器及图像处理、解释方法上都有了迅速发展。除可见光波段摄影黑白像片和彩色像片外，还发展了红外线，多波段、雷达、激光等技术。利用地物反射人工发射的电磁波进行遥感的称为主动遥感；利用地物反射太阳辐射的或由地物自身发射的电磁波进行遥感的称为被动遥感。遥感技术可以提供有关地貌、岩性、地层、褶皱、断层、构造、岩浆岩以及隐伏构造和深部构造的资料。红外遥感技术在水文地质勘察中具有特别重要的意义。遥感技术不仅能克服地面点、线调查的局限性及视野的阻隔，使人们能从整体上宏观地进行地质研究，而且还能提供各种电磁波的地质信息，其中微波能穿透植被和第四纪地层，提供一定深度范围的地质信息。此外，还可以对一个地区反复成像，以取得的的地质动态资料。
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