綜合物探技術(shù)在地質(zhì)勘探中的應(yīng)用分析

羅 順，姚鵬飛

（核工業(yè)二七〇研究所，江西 南昌 330200）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)工程物探行業(yè)在這些年取得很大的發(fā)展，各種工程物探新技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，比如遙感技術(shù)、物探勘測(cè)技術(shù)和礦產(chǎn)信息管理就技術(shù)被應(yīng)用礦產(chǎn)管理和地質(zhì)勘探的過(guò)程中，極大提高了礦產(chǎn)的利用率，為緩解我國(guó)用地緊張做出了很大的貢獻(xiàn)。

1 傳統(tǒng)勘探技術(shù)的局限性

我國(guó)幅員遼闊，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，這些問(wèn)題的存在就給地質(zhì)勘探帶來(lái)了很大的困難。另外隨著礦產(chǎn)不斷開(kāi)采，礦產(chǎn)資源勘測(cè)和開(kāi)采的難度越來(lái)越大。這些技術(shù)的難題給結(jié)構(gòu)和勘測(cè)專業(yè)帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的勘探技術(shù)已經(jīng)很難滿足地質(zhì)勘探的需要了，如何將綜合物探技術(shù)和傳統(tǒng)勘探技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來(lái)成為了新時(shí)期勘探發(fā)展面臨地新的挑戰(zhàn)。在新時(shí)期傳統(tǒng)勘測(cè)技術(shù)主要存在著以下幾個(gè)方面的問(wèn)題[1，2]。

第一是如何科學(xué)合理對(duì)界面進(jìn)行有效地劃分。這里劃分問(wèn)題主要指的是巖土體和巖石的界面劃分問(wèn)題,以及如何區(qū)分地質(zhì)構(gòu)造、軟弱結(jié)構(gòu)面，以及不良地質(zhì)體的地質(zhì)界面的區(qū)別等等。

第二是有效解決地質(zhì)形態(tài)存在的問(wèn)題,在地下進(jìn)行勘探過(guò)程中，地下可能存在不明物體，地下結(jié)構(gòu)以及分布未知的現(xiàn)象，以及如何使用技術(shù)手段來(lái)提高埋藏位置和埋藏深度的測(cè)定。

第三是如何設(shè)置巖土參數(shù)，使其達(dá)到最優(yōu)。在進(jìn)行巖石樣本測(cè)試時(shí)很多樣品難以進(jìn)行取樣或者進(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn)測(cè)試。常見(jiàn)的物質(zhì)如粗顆粒土和風(fēng)化巖等。其巖土設(shè)計(jì)參數(shù)(承載力、變形指標(biāo)等)難于確定?？梢愿鶕?jù)圖1給的數(shù)據(jù)來(lái)設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)。

2 綜合工程物探新技術(shù)

（1）瞬變電磁法分析。瞬變電磁法是綜合物探技術(shù)主要的技術(shù)手段，這種技術(shù)主要是通過(guò)利用瞬變電磁技術(shù)來(lái)對(duì)于勘測(cè)地區(qū)的地質(zhì)進(jìn)行分析研究，重點(diǎn)對(duì)礦井采空區(qū)積水位置進(jìn)行準(zhǔn)備的勘測(cè)和分析。瞬間電磁法的技術(shù)又被稱為TEM，被廣泛應(yīng)用地質(zhì)勘測(cè)過(guò)程中。瞬變電磁法工作原理主要是利用不同物質(zhì)對(duì)于電磁的不同特性來(lái)開(kāi)展工作的，這種技術(shù)能夠通過(guò)分析地下礦體導(dǎo)電功能、磁功能之間的差異，從而獲得電磁之間的分布，然后利用相關(guān)的電磁理論來(lái)對(duì)勘測(cè)地區(qū)物質(zhì)分布做出科學(xué)合理的規(guī)劃。這種技術(shù)能夠?qū)ΦV井不水文地質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)的分析和處理，能夠大幅度提高水問(wèn)題的處理效率。這種技術(shù)方法能夠有效搜集礦井水文的相關(guān)數(shù)據(jù)，從而對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行充分分析，從未制定有效地水文災(zāi)害解決方案。

（2）探地雷達(dá)法。探地雷達(dá)法又被稱為GPR方法，探地雷達(dá)法和其他綜合工程物探技術(shù)相比，它最大的特點(diǎn)在于這種技術(shù)具有很強(qiáng)的靈活性和可擴(kuò)展性，可以根據(jù)不同的地質(zhì)構(gòu)造和地質(zhì)結(jié)構(gòu)制定不同的技術(shù)解決方案，從而保障綜合物探技術(shù)的科學(xué)性和合理性。探地雷達(dá)法在實(shí)際應(yīng)用到物質(zhì)勘探過(guò)程中主要表現(xiàn)出以下幾個(gè)特點(diǎn)。第一：在利用探地雷達(dá)法進(jìn)行勘測(cè)過(guò)程中，工序簡(jiǎn)便且及操作，能夠長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)采集數(shù)據(jù)。第二，這種技術(shù)勘測(cè)地質(zhì)效率高、數(shù)據(jù)采集快，能夠根據(jù)不同的地質(zhì)情形制定不同的勘測(cè)方案。第三，這種技術(shù)是一種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，和其他技術(shù)相比在效率和速度具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。

（3）礦井直流電法。礦井直流電法主要適用于地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的地區(qū)。隨著我國(guó)礦產(chǎn)不斷開(kāi)發(fā)，礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)的地質(zhì)條件變得越來(lái)越復(fù)雜，傳統(tǒng)的物探技術(shù)很難開(kāi)展地質(zhì)勘查，但是礦井直流法有效解決了這個(gè)問(wèn)題，這種技術(shù)是屬于全空間電法勘探的一種，主要是通過(guò)對(duì)于礦產(chǎn)巖石的電性物理特性進(jìn)行研究，通過(guò)分析不同巖石的電性差異，從而利用電場(chǎng)的相關(guān)理論來(lái)對(duì)于礦井水文地質(zhì)狀況進(jìn)行詳細(xì)的研究分析，從而制定合理的解決方案。

3 工程物探新技術(shù)在地質(zhì)勘探中的作用

3.1 工程物探新技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

第一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，很多工程物探新技術(shù)可以實(shí)施多地點(diǎn)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，不需要各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行信息交互，這樣就促進(jìn)物探勘測(cè)開(kāi)展工作的方便性和快捷行，提高了檢測(cè)效率，同時(shí)減少了企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本。同時(shí)物探勘測(cè)技術(shù)不受復(fù)雜環(huán)境的影響，在很多條件下都能有效地開(kāi)展工作，這樣工程物探人員就能全天候執(zhí)行觀測(cè)任務(wù)，從而提高了工作效率。

第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)，礦產(chǎn)信息管理信息越來(lái)越朝著智能化、自動(dòng)化的方向發(fā)展?，F(xiàn)在很多工作都是自助完成的，并不需要人的參與。比如可以利用物探勘測(cè)接收機(jī)，能夠自動(dòng)完成數(shù)據(jù)的采集，同時(shí)依托于自動(dòng)控制系統(tǒng)，自主完成信息的采集、傳輸數(shù)據(jù)處理，同時(shí)可以設(shè)置異常報(bào)警等功能，這樣就可以最大程度提高工作效率，同時(shí)減少企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本。

第三，物探勘測(cè)技術(shù)處理礦產(chǎn)信息數(shù)據(jù)擁有著很高的精度以及很高的速度，能夠最大程度減小系統(tǒng)帶來(lái)的誤差，從而保障了采集數(shù)據(jù)的可靠性。這是由于遙感技術(shù)精度高、速度快的優(yōu)點(diǎn)得到礦產(chǎn)行業(yè)的廣泛認(rèn)可，迅速在檢測(cè)行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。

3.2 工程物探新技術(shù)存在的缺點(diǎn)

雖然工程物探新技術(shù)存在著很多技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但是不可否認(rèn)在具體工作是還是存在著很多問(wèn)題，這些問(wèn)題的解決有利于工程物探新技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，具體問(wèn)題主要有以下幾點(diǎn)。

第一個(gè)缺點(diǎn)就是點(diǎn)位選擇的自由度較低。在實(shí)際開(kāi)展測(cè)量工作的過(guò)程中，如果通過(guò)物探勘測(cè)技術(shù)進(jìn)行礦產(chǎn)信息采集時(shí),為了確保得到數(shù)據(jù)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性,技術(shù)人員必須要遵守一定的操作規(guī)范,在很多環(huán)境下不能有障礙物的干擾。同時(shí)在測(cè)量點(diǎn)選擇上，也要確保這個(gè)位置沒(méi)有強(qiáng)電磁波的區(qū)域。因此，在利用物探勘測(cè)技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)勘探信息數(shù)據(jù)的收集過(guò)程中，需要技術(shù)人員有一定的工作經(jīng)驗(yàn)，在選擇測(cè)量點(diǎn)上要做到科學(xué)合理，這樣就使測(cè)量點(diǎn)的選擇自由度降低，這樣就降低了工作效率

第二個(gè)缺點(diǎn)就是測(cè)量條件差。實(shí)際利用遙感技術(shù)開(kāi)展地質(zhì)勘探的過(guò)程中，很多時(shí)候觀測(cè)的視野十分狹窄，這樣就很容易導(dǎo)致多徑誤差的出現(xiàn)，這樣就嚴(yán)重影響了數(shù)據(jù)的可靠性。例如，在利用遙感技術(shù)開(kāi)展大壩等各種大型項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)過(guò)程，由于大壩旁邊一般是山脈或者是山地，其自身的自然地理環(huán)境及植被的差異性會(huì)導(dǎo)致對(duì)流層延遲改正精度受到不同程度的影響。

4 綜合物探技術(shù)與傳統(tǒng)勘探技術(shù)的具體應(yīng)用

（1）礦產(chǎn)管理方面。地質(zhì)勘探和勘探主要是對(duì)礦產(chǎn)質(zhì)量、礦產(chǎn)配置、礦產(chǎn)數(shù)量做科學(xué)合理的規(guī)劃和利用。我國(guó)雖然幅員遼闊，但是可用的礦產(chǎn)面積十分有限，因此必須對(duì)于我國(guó)的礦產(chǎn)做出科學(xué)合理的規(guī)范，才能最大程度提高我國(guó)的地質(zhì)勘探利用效率。在工程物探新技術(shù)被應(yīng)用于礦產(chǎn)管理的過(guò)程中，要求工程物探人員必須掌握常用軟件的使用以及如何進(jìn)行數(shù)據(jù)的相關(guān)處理，通過(guò)利用工程物探軟件來(lái)分析相關(guān)的信息資源,同時(shí)結(jié)合未來(lái)的發(fā)展合理的使用和利用現(xiàn)有的地質(zhì)勘探，同時(shí)在規(guī)劃時(shí)一定要把可持續(xù)發(fā)展的理念植入其中。

另外隨著新綜合物探技術(shù)的不斷在地質(zhì)勘探和勘探中得以應(yīng)用，使得地質(zhì)勘探和勘探信息采集的真實(shí)性和準(zhǔn)確性有了很大的提高。利用遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)來(lái)收集地質(zhì)勘探的信息數(shù)據(jù)，其形成的統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)可以最大程度確保信息的準(zhǔn)確度以及為礦產(chǎn)后續(xù)規(guī)劃和使用做了技術(shù)保障和提供了相應(yīng)的技術(shù)支持。

（2）地質(zhì)勘探方面。礦產(chǎn)勘查工作是地質(zhì)勘探和勘探工作開(kāi)展的基礎(chǔ)。只有對(duì)地質(zhì)勘探進(jìn)行充分的的界定和研究，才能保證相關(guān)部門對(duì)地質(zhì)勘探的審批和管理做到有章可循。新綜合物探技術(shù)在地質(zhì)勘探和勘探中的推廣應(yīng)用，可以提高礦產(chǎn)勘查工作的科學(xué)性和合理性，同時(shí)可以提高勘查工作的效率，使用物探勘測(cè)技術(shù)可以為地質(zhì)勘探和勘探的發(fā)展提供了全面的技術(shù)支持。通過(guò)利用物探勘測(cè)技術(shù)和遙感技術(shù)來(lái)收集礦產(chǎn)信息數(shù)據(jù)，然后通過(guò)專業(yè)的軟件進(jìn)行分析，最終的數(shù)據(jù)模式不僅為礦產(chǎn)基礎(chǔ)信息的形成提供了數(shù)據(jù)支持，還為實(shí)現(xiàn)地質(zhì)勘探動(dòng)態(tài)管理目標(biāo)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，傳統(tǒng)的勘探技術(shù)已經(jīng)不能滿足時(shí)代發(fā)展的需求了，將綜合物探技術(shù)和傳統(tǒng)勘探技術(shù)有效應(yīng)用在地質(zhì)勘探和管理方面，不僅提高了地質(zhì)勘探利用的科學(xué)性和合理性，同時(shí)也提高了地質(zhì)勘探、礦產(chǎn)管理等環(huán)節(jié)的工作效率。