摘要 物探技術(shù)是以客觀的地質(zhì)體作為分析研究的對象,其特點是探索性比較強、調(diào)查研究過程極為復雜。所以在進行工程地質(zhì)勘查工作時要注重采用科學的勘查方法。本文對綜合物探的基本原理進行了分析,并提出了幾種地質(zhì)勘查中常用的綜合物探技術(shù)。
關(guān)鍵詞 物探技術(shù);工程地質(zhì);勘查
0 引言
伴隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展,物探技術(shù)已被引用到地質(zhì)資源勘查工作中。物探技術(shù)是地質(zhì)科學中新興的、相對活躍的、具有重要價值的勘查方法,大大的提升了地質(zhì)勘查的速度、質(zhì)量,也提高了生產(chǎn)力,是地質(zhì)勘查現(xiàn)代化水平的標志。
1 地質(zhì)物探現(xiàn)用勘查方法
目前在進行勘察工作時應用在地球物理探查的方法有六種:他們分別是重力、電法、磁法、地震、地溫、放射性。發(fā)展至今,物探技術(shù)已經(jīng)在眾多生產(chǎn)行業(yè)運用,例如:礦產(chǎn)資源地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)、工程地質(zhì)和地質(zhì)災害、考古等方面的勘查。物探技術(shù)不僅在這些方面發(fā)揮了重要的作用,應用于勘查、尋找能源礦產(chǎn)、黑色金屬和有色金屬礦產(chǎn)、非金屬礦產(chǎn)及地下水等方面都同樣有著重要的作用。
1)大地電磁測深。它是我國20世紀60年代研究,1980年前后在礦產(chǎn)勘查方面開始應用的。它是以天然交變電磁場作為場源,被動場源電磁測深法?商綔y至上地幔,探測的深度較大并不受高阻層的屏蔽,對于良導介質(zhì)的分辨能力更強,工作成本相對較低,野外裝備較為輕便。對地震預報、勘探油氣、地熱田的調(diào)查以及對地球的巖石圈深部結(jié)構(gòu)研究等都有重要的作用。由于它對地下低阻層異常的敏感,所以能夠在金屬礦物勘探中發(fā)揮巨大的作用;
2)航空及地面甚低頻電磁法。這種物探勘查方法是20世紀80年代從國外引進,應用于良導層的斷裂破碎及腐蝕帶圈定方面,找尋具備較低電阻率的巖脈和礦脈,對含礦構(gòu)造進行追蹤,圈定礦化范圍等方面都具有明顯的效果。這種物探方法使用的儀器設(shè)備十分輕便,在野外進行觀測時方法簡單,對資料的處理速度相對較快,但是必須注意對地形、電纜等人文干擾或是異常情況進行識別和改正。由于是將15kHz~30kHz頻率的電磁波作為場源,進而測量陸、空、地下的電磁場空間分布狀況,掌握淺層電性局部異常,所以探測深度一般在左右,深度較淺,對于深層地質(zhì)異常體所發(fā)出的有效信息應用此種勘探方法接受到的反映相對較弱,因此,多用于淺覆蓋區(qū)或者是外圍剖面、掃面工作;
3)地震層析成像。這種技術(shù)是在20世紀80年代后才應用于金屬礦的勘查工作中,利用X射線理論,將地下結(jié)構(gòu)的物理屬性采用地震波數(shù)據(jù)進行反演,依舊數(shù)據(jù)信息進行剖析并繪制圖像的技術(shù);
4)瞬變電磁法。它是以電磁感應理論作為勘測的基礎(chǔ),通過對目標物感生出的渦流場形成的二次電磁場變化響應特征進行研究分析,將空間形態(tài)準確的預測出來,達成探測目的。所以,應用于高導電性的較大礦體尋找方面,效能十分突出;
5)可控源音頻大地電磁法。它是20世紀80年代興起的以主動場源頻率域為電磁勘測依據(jù)的技術(shù)。它的勘探深度可達2km以上,通過變頻調(diào)整到各種探測深度,具備測量深度和進行剖面研究雙重功能,對深層地質(zhì)構(gòu)造及隱伏礦的探尋均有顯著效果。在測量的時候,可以只通過移動接收機即可進行面積性的測深工作,工作效率大大的提高了,成本也較低;
6)連續(xù)電導率剖面測量系統(tǒng)。此系統(tǒng)是利用人工信號對天然信號進行不足頻段的補充,獲得分辨率相對較高的電阻,然后成像;
7)淺層地震技術(shù)。人工激發(fā)彈性波在巖石中進行傳播,依據(jù)傳播情況進行地下資質(zhì)結(jié)構(gòu)、巖性信息的研究分析。
2 綜合物探技術(shù)在地質(zhì)勘查中的應用
基本原理:激發(fā)地層表面產(chǎn)生振動信號,通過地層進行傳播,過程中會產(chǎn)生一些面波、體波相關(guān)信號。Rayleigh波和Love波屬于面波信號;橫波和縱波屬于體波信號。
通過非均勻介質(zhì)進行傳播,面波信號就會發(fā)生頻散現(xiàn)象。面波信號頻散特性規(guī)律如下:1)(VR-f)曲線變化規(guī)律與層速關(guān)系:頻率產(chǎn)生變化時,VR(面波速度)將會依據(jù)勘探深度變化的情況逐漸向該深度層層速度趨近;2)(VR-f )與層厚度之間的關(guān)系:厚度產(chǎn)生變化的時候,頻散曲線相應的拐點位置會依據(jù)厚度變化情況向低頻方向移動,即證明:拐點的位置、層厚度之間存在密切關(guān)系。
處于特定的地層條件下,體波信號會發(fā)生明顯的反射或是折射的現(xiàn)象產(chǎn)生。地震信號進行傳播是通過分層的地層,如果上覆層的波速相較下伏層波速較小,地震信號在進行傳播時將會發(fā)生明顯的折射現(xiàn)象;如果上覆層的波阻抗比不上下伏層的波阻抗大時,地震信號傳播時將發(fā)生反射波現(xiàn)象。折射波有兩種:初至折射波、對比折射波。因為初至折射波只負責追蹤初至區(qū)某個界面的折射波,相對容易辨認,識別率較高;對比折射波不僅對初至區(qū)進行追蹤,對續(xù)至區(qū)折射波也要進行追蹤。折射波相對于薄層的探測能力十分差,同樣也不適用地質(zhì)速度逆轉(zhuǎn)層。
3 結(jié)論
各種物探技術(shù)的應用都依據(jù)了一定的物理前提,地質(zhì)、地球的物理條件及邊界特征都會對勘查的結(jié)果有較大的影響。物探技術(shù)人員在進行地質(zhì)勘查工作的時候,應該先對已有的勘查資料進行詳細的分析,進行實地的勘測可以選擇多種物探的方法,發(fā)揮物探技術(shù)的先進作用,使各種方法成果互相補充,取長補短,才能提高物探技術(shù)的精度和可靠性,達到最佳的勘查效果。
參考文獻
[1]王正常,孟利,王學文.淺談物探技術(shù)在地質(zhì)勘查中應用[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2012(6).
[2]曲為責,趙振華,孔祥棟.物探技術(shù)綜述及綜合物探探討[J].大科技·科技天地,2011(3):186.
[3]尹國良.綜合物探技術(shù)在地質(zhì)勘查中的分析應用[J].四川建材,2008,34(4):133-136.