地球物理勘查技術(shù)與應(yīng)用分析

◎張吉?jiǎng)P 楊明浩

在勘察工作開(kāi)展過(guò)程，地球物理勘查技術(shù)被廣泛應(yīng)用到勘查領(lǐng)域，通過(guò)運(yùn)用地球物理勘查技術(shù)，能夠提高對(duì)于地質(zhì)構(gòu)造的研究能力，利于為相關(guān)人員提供有效的數(shù)據(jù)信息，從而幫助工作人員更加全面的進(jìn)行勘察研究。在進(jìn)行分析過(guò)程，作為技術(shù)人員要有效的掌握其應(yīng)用技術(shù)，科學(xué)的進(jìn)行實(shí)踐研究，從而才能不斷提高地球物理勘查技術(shù)水平。

一、基本原理與技術(shù)特點(diǎn)

基于放射化學(xué)、地質(zhì)學(xué)及核物理學(xué)等學(xué)科基礎(chǔ)理論的應(yīng)用，航空放射性測(cè)量是將放射性測(cè)量?jī)x器安裝于特定飛機(jī)上實(shí)施勘查任務(wù)，其是通過(guò)對(duì)地球人工與天然伽瑪輻射場(chǎng)規(guī)律的研究來(lái)實(shí)現(xiàn)地質(zhì)找礦與其他問(wèn)題的解決。

飛機(jī)系統(tǒng)與航空多道伽瑪能譜儀組成了航空放射性測(cè)量系統(tǒng)，晶體探測(cè)器利用光電效應(yīng)將射線(xiàn)（不可見(jiàn)）轉(zhuǎn)換為與放射射線(xiàn)能量呈正比關(guān)系的光電子流（可被探測(cè)），通過(guò)對(duì)其強(qiáng)度的分析，放射射線(xiàn)能量與其出現(xiàn)頻率（單位時(shí)間出現(xiàn)次數(shù)）便可通過(guò)能譜分析儀獲取。對(duì)不同能量射線(xiàn)強(qiáng)弱分布特點(diǎn)通過(guò)分析，可對(duì)放射污染程度或地質(zhì)信息實(shí)現(xiàn)有效獲取。

帶有自動(dòng)穩(wěn)譜裝置的航空多道伽瑪能譜儀為現(xiàn)代航空放射性測(cè)量常用設(shè)備，其組成包括能譜分析儀與晶體探測(cè)器。分辨率高、測(cè)量快速、體積較大的NaI（Tl）晶體為該探測(cè)器的基本表現(xiàn)，同時(shí)配以低噪音光電倍增管與大探測(cè)窗口，其所組成的傳感器用于放射性測(cè)量，在將放射射線(xiàn)轉(zhuǎn)換成與之成線(xiàn)性關(guān)系的光電子流后提供給后續(xù)電路實(shí)施分析?？刂齐娐?、放大器、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)輸出、數(shù)據(jù)存貯、自動(dòng)穩(wěn)譜電路與脈沖幅度分析器為能譜分析儀的主要組成，其工作程序?yàn)閷⒐怆娮恿鬓D(zhuǎn)換成脈沖后經(jīng)放大器放大與整形并送至脈沖幅度分析器實(shí)施幅度分析，進(jìn)而在將相應(yīng)射線(xiàn)能量獲取的同時(shí)增加計(jì)數(shù)一次于對(duì)應(yīng)能量道上。各能量出現(xiàn)的累加次數(shù)在一個(gè)采樣周期內(nèi)由該能量道分別獲取，進(jìn)而形成以每秒鐘內(nèi)各道計(jì)數(shù)值表示縱坐標(biāo)、能量道數(shù)表示橫坐標(biāo)的伽瑪能譜圖。當(dāng)所測(cè)到的伽瑪能譜發(fā)生漂移時(shí)，利用天然放射性譜線(xiàn)中的特征峰，采用軟、硬件相結(jié)合的數(shù)據(jù)化穩(wěn)譜技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)穩(wěn)譜，確保每條晶體的能量譜都處于正確的峰位，總譜的釷峰漂移＜±1 道。計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的各項(xiàng)控制、數(shù)據(jù)存貯、數(shù)據(jù)輸出、數(shù)據(jù)顯示和自動(dòng)穩(wěn)譜。

二、地球物理勘查技術(shù)與應(yīng)用分析

1.地球物理測(cè)井。

地球物理測(cè)井是通過(guò)觀測(cè)鉆孔內(nèi)地球物理場(chǎng)的變化，來(lái)研究井孔周?chē)橘|(zhì)分布特征，從而解決各種地質(zhì)、工程和有關(guān)科學(xué)問(wèn)題，也稱(chēng)為鉆井地球物理，或簡(jiǎn)稱(chēng)測(cè)井。地球物理測(cè)井是目前能以極高的分辨率定量提供巖層縱向連續(xù)變化特征的唯一手段，而巖層又是人們賴(lài)以研究地質(zhì)過(guò)程的基本歷史殘留痕跡。長(zhǎng)期以來(lái)，地質(zhì)學(xué)家就是依據(jù)這些痕跡定性描述各種地質(zhì)現(xiàn)象與過(guò)程的。隨著現(xiàn)代數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，為定量描述地質(zhì)現(xiàn)象與過(guò)程提供了手段，而地球物理測(cè)井不僅為這些研究提供了必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，而且成為重要的研究方法。

2.遙感技術(shù)。

遙感是地球物理學(xué)的一個(gè)較年輕的分支，是研究從空中攝取地面圖像時(shí)，與物體的電磁能量輻射與反射有關(guān)的各種方法。涉及的電磁波譜范圍包括可見(jiàn)、近紅外、紅外和微波，波長(zhǎng)從0.4μm～25cm。利用微波的雷達(dá)成像系統(tǒng)提供了穿過(guò)覆蓋云層獲得地面圖像的方法。合成孔徑雷達(dá)采用從活動(dòng)平臺(tái)得到的多信號(hào)來(lái)構(gòu)組地面反向散射的雷達(dá)全息圖。

3.地震勘查技術(shù)。

資源勘查中的地震學(xué)方法是研究人工激發(fā)的彈性波在不同地層中傳播的規(guī)律，如波的速度、波的衰減和波的形狀，以及在界面的反射、折射來(lái)研究地層埋深、構(gòu)造形態(tài)，以及巖性等。地震勘查在油氣勘查中得到了最廣泛的應(yīng)用并發(fā)揮了巨大的作用。其次在煤田、鹽礦、水資源，以及金屬與非金屬礦產(chǎn)勘查中都得到不同程度的應(yīng)用。產(chǎn)生人工地震波的震源有兩大類(lèi)：一類(lèi)是炸藥震源，如機(jī)械震源、氣爆震源、電能震源等；一類(lèi)是機(jī)械震源。陸地表面進(jìn)行地震勘查時(shí)，主要使用炸藥震源和機(jī)械震源。

4.磁力勘查技術(shù)。

磁力勘查是以巖、礦石間的磁性差異為基礎(chǔ)，通過(guò)觀測(cè)和分析地磁場(chǎng)的變化特征，查明研究對(duì)象地質(zhì)特征和性質(zhì)的一種地球物理方法。以資源探測(cè)為目的的磁法勘查，主要用于地質(zhì)填圖、預(yù)測(cè)成礦遠(yuǎn)景區(qū)和直接尋找具有磁性的礦體。磁力勘查中瞬變電磁法你作為一種非接觸式的時(shí)間域電磁法對(duì)含水地質(zhì)體具有獨(dú)特的響應(yīng)優(yōu)勢(shì)。通過(guò)有效的應(yīng)用磁力勘查技術(shù)，加強(qiáng)了對(duì)于礦產(chǎn)的分析能力，能夠不斷為勘察人員提供有的技術(shù)保證。

5.電法勘探。

電法勘探也是地球物理勘查技術(shù)中的重要應(yīng)用方法之一，其主要是通過(guò)地面電法、航空電法及直流電法等方式實(shí)現(xiàn)對(duì)地質(zhì)地質(zhì)情況的勘查。在其中，直流電法的勘查探測(cè)的結(jié)果尤為精準(zhǔn)，在水文地質(zhì)勘查中的應(yīng)用效果比較理想。在這一技術(shù)方法的應(yīng)用過(guò)程中，其對(duì)勘查的地形環(huán)境具有一定的要求。由此必須要應(yīng)用之前，對(duì)所處地區(qū)的地形情況進(jìn)行探測(cè)，從而保證其能發(fā)揮出理想的應(yīng)用效果。而其中的直流激發(fā)極化法，在一般情況下用于勘查斑巖鋼礦或黃鐵礦等礦產(chǎn)。并且在勘探水源的過(guò)程中也具有十分重要的作用。除此之外，電法勘探還有一種技術(shù)方法為瞬變電磁法，這種方法是利用不接回線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)地下的電磁輸送，從而形成脈沖電磁場(chǎng)，再應(yīng)用相應(yīng)的儀器設(shè)備進(jìn)行勘查、探測(cè)，具有勘查范圍廣、攜帶方便等優(yōu)勢(shì)。

三、結(jié)束語(yǔ)

總之，地球物理勘查技術(shù)在很多領(lǐng)域得到了有效運(yùn)用，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷更新，地球物理勘查技術(shù)得到了有效發(fā)展。在進(jìn)行技術(shù)應(yīng)用與創(chuàng)新研究過(guò)程，要結(jié)合具體工作內(nèi)容，科學(xué)的進(jìn)行實(shí)踐分析，從而才利于全面提高勘查技術(shù)水平。同時(shí)作為技術(shù)人員，更應(yīng)該不斷學(xué)習(xí)與總結(jié)更加先進(jìn)的技術(shù)手段，以此才能有效的掌握更全面的技術(shù)方法，以進(jìn)一步為我國(guó)勘查事業(yè)發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。