物探技術(shù)在高原地區(qū)勘測中的應(yīng)用

苑永濤　譚運鴻　王亞棟

[摘要]在高原地區(qū)地質(zhì)勘測領(lǐng)域中，物探技術(shù)是重要的勘測方法。物探技術(shù)能夠?qū)Ω咴貐^(qū)工程地質(zhì)以及水文地質(zhì)等問題進行解決。除此之外，對物探技術(shù)服務(wù)領(lǐng)域進行延伸和拓寬，對巖土工程勘察進行積極開展和落實，為其提供技術(shù)服務(wù)，發(fā)揮物探技術(shù)便于大面積測試、勘測周期短以及技術(shù)先進等優(yōu)勢。建立物探科學(xué)體系，培養(yǎng)出具有綜合分析能力、懂經(jīng)營管理、掌握專業(yè)技術(shù)的人才。

[關(guān)鍵詞]高原地區(qū) 物探技術(shù) 地質(zhì)勘測 應(yīng)用

[中圖分類號] P62 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-8-222-1

在我國土地分布中，百分之二十以上的國土面積都是多年凍土地質(zhì)，高原地區(qū)更是如此。在青藏高原以及小興安嶺地區(qū)中，凍土分布十分廣泛。這些凍土地質(zhì)為高原地區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)帶來了困難，對高原地區(qū)鐵路工程以及建筑工程產(chǎn)生不穩(wěn)定的影響。再加上植被、巖土性質(zhì)、坡度、雨水以及土壤等諸多因素都對高原地區(qū)凍土產(chǎn)生影響，如果我們采用單一的地面調(diào)查、坑探、鉆孔等方式來對高原地區(qū)土質(zhì)進行分析，并不能得到準(zhǔn)確的結(jié)果。因此，必須要采用綜合物探手段，旨在對高原地區(qū)整體特性實施準(zhǔn)確把握和分析。

1物探技術(shù)的主要類型

當(dāng)前形勢下，在高原地區(qū)地質(zhì)勘測過程中使用的物理勘探方法主要包括：放射性勘探方法、地震勘探方法、磁法勘探方法、地溫勘探方法、電法勘探方法以及重力勘探方法這六種。在對高原地區(qū)地質(zhì)進行勘探的實際過程中，必須要結(jié)合物探技術(shù)類型來決定采取哪種方法進行勘探。從物探探測應(yīng)用范圍的角度出發(fā)，物探技術(shù)主要包括以下兩個主要的類型：

1.1深層凍土層的測量技術(shù)

在深層凍土層測量技術(shù)中，最為典型的代表就是大地電磁探測技術(shù)，在對高原地區(qū)地質(zhì)實施測量的過程中，地球交變電磁場是該技術(shù)的場源，通過這一場源，能夠直接勘測到地幔中，而且，探測的深度并不會受到地層高阻層屏蔽的影響。同時，該技術(shù)還具有很強的分辨能力，能夠?qū)Ω邔?dǎo)土層介質(zhì)進行分辨。再加上該技術(shù)的成本比較低，野外裝備相對而言比較輕便。在高原地區(qū)地?zé)嵴{(diào)查、巖層深部結(jié)構(gòu)分析以及油氣勘探等領(lǐng)域得以廣泛運用，并且具有重要的作用和地位，但是，該技術(shù)很少用于高原地區(qū)的凍土層分析工作中。

1.2中深層的探測技術(shù)

高原地區(qū)勘測過程中，中深層的探測技術(shù)于上個世紀(jì)的八十年代得以興起和發(fā)展，該技術(shù)通過采用主動場源頻率域來實施。中深層的探測技術(shù)是一項將電磁物探勘測作為依據(jù)的技術(shù)，因此，中深層的探測技術(shù)又被人們稱之為高密度電法。這項技術(shù)特點要求勘探的深度比較深，并且大于2千米，在對頻率進行調(diào)整以后，該技術(shù)能夠達到不同需求的探測深度。在勘探過程中，該技術(shù)能夠?qū)⑵拭娣治鲆约吧疃葴y量這兩項重要的功能發(fā)揮出來，特別是對于高原地區(qū)凍土層深層部位進行勘探，能夠?qū)Φ刭|(zhì)構(gòu)造進行準(zhǔn)確探測，同時，對探尋深層礦藏資源具有重要的作用。在運用該技術(shù)進行探測作業(yè)的時候，只需要將接收設(shè)備移動，便可以對高原地區(qū)凍土區(qū)域面積進行探測，該技術(shù)具有成本低和效率高的優(yōu)勢。

2物探技術(shù)在高原地區(qū)勘測中的應(yīng)用

2.1比較高密度電法探測方法以及地質(zhì)雷達探測方法

將高原地區(qū)某建筑結(jié)構(gòu)和凍土層建筑結(jié)構(gòu)稈區(qū)域作為案例，桿塔所在的位置底層為0米至1米粉狀粘土，1米至6米是全風(fēng)化狀泥質(zhì)巖土，下層全部是強風(fēng)化泥巖。針對該凍土地層進行反演必須要采用高密度電法來實施。經(jīng)過探測以后得出結(jié)果，該區(qū)域2米至3.58米之間地層電阻率比較低，而且其層間的連續(xù)性也比較好。在該區(qū)域3.5米至7米之間，其地層電阻率增加十分明顯，因此，其是最為典型的凍土層。當(dāng)深度高于7米以上，土層電阻率便得以下降，這說明，在2米至7米這樣的深度范圍中，地層的凍土寒冰量得以持續(xù)的增加。

在對該區(qū)域進行地質(zhì)雷達技術(shù)探測以后，其結(jié)果表明，1.9米至2.2米之間的地層深度中，地層的高反射層十分明顯，因此，可以說，這一層為凍土層與季節(jié)融化層的界限。但是，由于采用的設(shè)備自身天線的分辨率比較低，所以，這一層區(qū)域中，冰含量的區(qū)域并不明顯。因此不能夠很好地分辨小顆粒冰粒，只有產(chǎn)生了厚層地下冰的時候，才能夠出現(xiàn)比較明顯的反應(yīng)。

從這兩種探測的結(jié)果可以看出，在季節(jié)融化層與凍土層界限區(qū)域進行探測，兩者的結(jié)果比較相似，都比較理想。但是，在評價凍土層寒冰量的時候，運用高密度電法往往可以更加豐富和準(zhǔn)確的地層信息。

當(dāng)運用地質(zhì)雷達法對凍土層進行探測以后，設(shè)備收發(fā)天線頻率對精度產(chǎn)生了直接影響，收發(fā)天線的頻率越高，所得到的信號分辨率也就越高，因此，探測結(jié)果的進度也就越高。高頻率天線對于過渡層進行探測以后，其探測結(jié)果更加準(zhǔn)確和精細。過渡層處于季節(jié)融化層和多年凍土層這兩者之間。

2.2不同物探方法的應(yīng)用效果

對于那些擁有覆蓋層的多年凍土層來說，凍土層上的覆蓋層大多數(shù)是石膏巖，而且，表層還擁有粉質(zhì)粘土層。對高密度電法進行運用，來對其進行探測。該圖斷面圖能夠?qū)⑹鄮r埋深的情況進行直觀的反映，再加上在桿塔中心樁的地方有垂直低阻區(qū)域，這一區(qū)域很可能會溶蝕凍土層石膏巖的覆蓋層。因此，通過勘探的實際情況來看，這一凍土層的確是由于溶蝕而引發(fā)滑動。

如果運用瞬態(tài)面波的方法來對其進行勘探，由于地表碎石土層的存在，會使得檢測的檢波設(shè)備在插入地下的時候，不能取得好的結(jié)果，再加上其成像的分辨率比較差，導(dǎo)致在凍土勘探過程中，運用瞬態(tài)面波的方法所得到的效果并不理想。但是，在沙漠覆蓋層中運用瞬態(tài)面波方法來進行勘測，往往能夠得到良好的檢測效果。

3結(jié)語

本文中，筆者在分析高原地區(qū)地質(zhì)特性的前提和基礎(chǔ)上，對高原地區(qū)地質(zhì)勘測過程中采用的物探技術(shù)進行了探討，分析物探技術(shù)的應(yīng)用范圍和技術(shù)功能。與此同時，還從高原地區(qū)勘探工程實際情況的角度，對不同類型的物探技術(shù)在高原地區(qū)勘測中應(yīng)用的效果進行闡述，旨在為高原地區(qū)地質(zhì)勘測物探技術(shù)的運用提供參考。

參考文獻

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