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(diǎn)是探索性比較強(qiáng)、調(diào)查研究過程極為復(fù)雜。所以在進(jìn)行工程地質(zhì)勘查工作時要注重采用科學(xué)的勘查方法。本文對綜合物探的基本原理進(jìn)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
中圖分類號P63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708(2012)77-0116-01
0 引言
伴隨著科學(xué)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(xué)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(biāo)志。
1 地質(zhì)物探現(xiàn)用勘查方法
目前在進(jìn)行勘察工作時應(yīng)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(yùn)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(zāi)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(yīng)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(jì)60年代研究,1980年前后在礦產(chǎn)勘查方面開始應(yīng)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(dǎo)介質(zhì)的分辨能力更強(qiáng),工作成本相對較低,野外裝備較為輕便。對地震預(yù)報、勘探油氣、地?zé)崽锏恼{(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(jì)80年代從國外引進(jìn),應(yīng)用于良導(dǎo)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行識別和改正。由于是將15kHz~30kHz頻率的電磁波作為場源,進(jìn)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(yīng)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(jì)80年代后才應(yīng)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(jìn)行反演,依舊數(shù)據(jù)信息進(jìn)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(yīng)理論作為勘測的基礎(chǔ),通過對目標(biāo)物感生出的渦流場形成的二次電磁場變化響應(yīng)特征進(jìn)行研究分析,將空間形態(tài)準(zhǔn)確的預(yù)測出來,達(dá)成探測目的。所以,應(yīng)用于高導(dǎo)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(jì)80年代興起的以主動場源頻率域?yàn)殡姶趴睖y依據(jù)的技術(shù)。它的勘探深度可達(dá)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(jìn)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(jī)即可進(jìn)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(dǎo)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(jìn)行不足頻段的補(bǔ)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(jìn)行傳播,依據(jù)傳播情況進(jìn)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(yīng)用
基本原理:激發(fā)地層表面產(chǎn)生振動信號,通過地層進(jìn)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(jìn)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(yīng)的拐點(diǎn)位置會依據(jù)厚度變化情況向低頻方向移動,即證明:拐點(diǎn)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(jìn)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(jìn)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?yàn)槌踔琳凵洳ㄖ回?fù)責(zé)追蹤初至區(qū)某個界面的折射波,相對容易辨認(rèn),識別率較高;對比折射波不僅對初至區(qū)進(jìn)行追蹤,對續(xù)至區(qū)折射波也要進(jìn)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(yīng)用都依據(jù)了一定的物理前提,地質(zhì)、地球的物理?xiàng)l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(jìn)行地質(zhì)勘查工作的時候,應(yīng)該先對已有的勘查資料進(jìn)行詳細(xì)的分析,進(jìn)行實(shí)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(jìn)作用,使各種方法成果互相補(bǔ)充,取長補(bǔ)短,才能提高物探技術(shù)的精度和可靠性,達(dá)到最佳的勘查效果。
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