物探方法在工程地質(zhì)勘查中的應(yīng)用

摘 要：物探方法主要是以客觀的地質(zhì)體為研究分析的對象，具有較強的探索性，并且擁有一定復雜度的研究過程。在對工程地質(zhì)進行勘察工作時，一定要采用科學的勘察方法。該文首先介紹了地球物理探測技術(shù)的含義及其一般存在的工作原理，并主要分析物探技術(shù)的勘察方法。

關(guān)鍵詞：地球物理探測技術(shù) 工程地質(zhì) 勘察方法

中圖分類號：P62文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2013）05（a）-0115-01

對工程進行地質(zhì)勘查是現(xiàn)代工程建設(shè)的前提。目前主要的勘探方法有鉆探、槽探、探井和物探等，近幾年來，由于物探技術(shù)在很大程度上得到了改進，使得它工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用越來越普及。物探技術(shù)不僅經(jīng)濟、快速，而且擁有良好的效果。在探測對象時，并沒有損害對象，因此物探技術(shù)具有強大的生命力。而且不斷發(fā)展的計算機技術(shù)以及不斷創(chuàng)新的各種反演方法，使得物探技術(shù)具有更高的探測精度、更廣的探測范圍、更清晰的解釋方向，對未來表現(xiàn)出良好的前景。在工程、環(huán)境、災(zāi)害地質(zhì)勘查中常常運用物探技術(shù)，該技術(shù)受到更多人們的重視。

1 地球物理探測技術(shù)

1.1 概念

在地球的內(nèi)部及其周圍，存在著一定物理作用的物質(zhì)空間，該空間形成了一定的地球物理場。地球物理探測技術(shù)簡稱物探技術(shù)，主要是采用專門的儀器及設(shè)備，對地球物理場的分布及其變化特征進行觀察。能夠在很大程度上解決環(huán)境地質(zhì)及工程地質(zhì)中的問題。

1.2 地球物理探測技術(shù)的工作原理

人-地系統(tǒng)的公共空間主要是以各向異性的物質(zhì)空間存在的。在地球物理探測技術(shù)中，其工作所依據(jù)的原理是：通過專門的設(shè)備對探測目標題發(fā)射相應(yīng)的信號，并使用專門的接受裝置接收在介質(zhì)體中被異常面返回的信號。利用信號在介質(zhì)體中呈現(xiàn)的傳播特征，對其分析、辨別。并利用存在的資料對介質(zhì)體的結(jié)構(gòu)進行一定程度上的判斷。比如探地雷達技術(shù)。

所謂的探地雷達技術(shù)，是采用一定的方法對地下介質(zhì)的分布情況進行相應(yīng)分析確定的廣譜電磁技術(shù)。主要是以地球物理探測對象為前提，通過據(jù)實際探測目的布置測線L，探地雷達利用發(fā)射裝置發(fā)射高頻寬帶電磁波，用接收裝置接收來自地下介質(zhì)界面的反射波電磁波在介質(zhì)中傳播時，其路徑、電磁場強度與波形將隨所通過介質(zhì)的電性質(zhì)及幾何形態(tài)而變化。通過接收波的傳播時間、幅度、波形和存在的已知資料，可以對地質(zhì)情況進行很大程度上的勘察，在防災(zāi)、減災(zāi)等方案的制定上提供了很有效的資料。

2 地質(zhì)物探現(xiàn)用勘察方法及其應(yīng)用

目前主要是使用六種方法對地球物理進行探查，這些方法為勘察工作提供了很多的幫助。分別是重力、電法、磁法、地震、地溫、放射性六種方法。近幾年來，物探技術(shù)廣泛運用在眾多生產(chǎn)行業(yè)中，比如礦產(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。而且在勘查、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)及地下水等方面也發(fā)揮了重大的作用。

2.1 大地電磁測探

該方法主要是利用天然交變電磁場作為場源，稱作被動場源電磁測探法。在探測過程中，可以具有較大的探測深度，沒有受到高阻層的屏蔽，并且具有較強的良導介質(zhì)分辨能力。在運作成本中，也是具有較低的數(shù)值，而且擁有輕便的野外裝備。在地震預(yù)報、勘探油氣、調(diào)查地熱田中，具有著至關(guān)重要的作用，能夠在很大程度上促進金屬礦物勘探的成功進行。

2.2 航空及地面甚低頻電磁法。

在20世紀80年代初，從國外引進了航空及地面甚低頻電磁法的物探勘測方法。該方法主要是運用在良導層的斷裂破碎及腐蝕帶圈定方面，對較低電阻率的巖脈及礦脈進行一定的尋找，并追蹤含礦構(gòu)造，很好的圈定礦化范圍。在使用該種物探技術(shù)中，所采用的設(shè)備也較為輕便，能夠在野外擁有較為簡單的觀測方法，并快速處理資料。當然在地形、電纜等人文干擾及異常情況的發(fā)生中，要格外注意該方法的使用，要進行相應(yīng)的識別和糾正。因為在該技術(shù)中，是使用巧kHz、30kHz的頻率電磁波作為場源，對陸空地下的電磁場空間進行了很大程度上的測量，并對淺層的電性局部異常情況進行了解。具有較淺的探測深度，并對異常信息具有較弱的反應(yīng)效果。因此該方法主要是使用在淺覆蓋區(qū)或者是用于外圍剖面及掃面工作中。

2.3 地震層析成像

在20世紀80年代，在金屬礦的勘察工作中，發(fā)展了地震層析成像技術(shù)。該技術(shù)主要是采用X射線理論，利用地震波數(shù)據(jù)對地下結(jié)構(gòu)的物理屬性進行一定程度上的反演，能夠很好的剖析數(shù)據(jù)，并繪制相應(yīng)的圖像。

2.4 瞬變電磁場

瞬變電磁場主要是以電磁場感應(yīng)理論為勘測基礎(chǔ)，研究分析目標感應(yīng)出的渦流場而形成的二次電磁場變化。并預(yù)測相應(yīng)的空間形態(tài)，能夠?qū)崿F(xiàn)一定的探測目的。使用該方法對尋找高導電性的礦體有很重要的作用。

2.5 可控源音頻大地電磁法。

在20世紀80年代廣泛應(yīng)用了以主動場源頻率域為電磁勘測依據(jù)的技術(shù)，該技術(shù)具有2km以上的勘測深度，能夠在探尋深層地質(zhì)構(gòu)造及隱伏礦的過程中發(fā)揮重要的作用。在測量時，只要使用移動接收機就可以測探相應(yīng)的面積，在很大程度上提高了工作效率，降低了工作成本。

2.6 連續(xù)電導率剖面測量系統(tǒng)。

因為天然信號存在不足的頻段，需要人工頻段進行補充，在這個過程中，利用連續(xù)電導率剖面測量系統(tǒng)對其天然信號進行補充。而且可以擁有較高分辨率的電阻，從而成像。

3 物探技術(shù)的重要意義

從多項成功的工程實例中發(fā)現(xiàn)，地球物理探測技術(shù)在地質(zhì)工程勘察中具有重大的實踐意義。它在很大程度上能夠?qū)Φ湫偷牡刭|(zhì)災(zāi)害進行相應(yīng)的監(jiān)測、預(yù)報、防災(zāi)、減災(zāi)，提供了較為關(guān)鍵的指導作用，保證了自然災(zāi)害后的能夠進行一定的重建工作、土木工程能夠順利實施，并對災(zāi)害防護工程的出現(xiàn)及資源開采過程中的工程災(zāi)害提供重大的工程意義。而且物探技術(shù)可以提高決策者在地學工程實施科學防護措施中擁有一定的信心，能夠及時采取相應(yīng)的保護措施，在最大限度內(nèi)保證超前預(yù)警系統(tǒng)的質(zhì)量，建立公共安全保障體系，維護公共生存空間的安全。只有正確使用物探技術(shù)，才能夠保證工程的順利進行，并保證提供一定程度上的安全系數(shù)。

4 結(jié)語

各種物探技術(shù)的使用都要有一定的物理前提，其地質(zhì)、地球的物理條件及邊界條件會在很大程度上影響勘察結(jié)果。物探技術(shù)人員執(zhí)行地質(zhì)勘查時，要首先做好資料分析的工作，通過對多種物探技術(shù)的合理選擇，在最大程度上發(fā)揮物探技術(shù)的先進作用，并保證各種方法進行相互的補充，提高其技術(shù)的精度及可靠性。盡一切可能實現(xiàn)勘察的最佳效果。通過相應(yīng)的實踐表明，在工程地質(zhì)勘查中，單純利用一種勘探手段，往往不能取得良好的勘查效果，而將多種勘探手段有機地綜合利用，卻往往可取得事半功倍的收獲。

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