地質(zhì)物探綜合方法及其運(yùn)用實(shí)踐探微

崔曉杰

（平度市城鄉(xiāng)規(guī)劃中心，山東 平度 266705）

物探綜合法涵蓋多種技術(shù)，不同物探技術(shù)具備不同的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)，在地質(zhì)勘測(cè)中，勘測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)度較高，是當(dāng)下較為新穎的勘測(cè)技術(shù)。物探綜合技術(shù)通過技術(shù)手段提高勘測(cè)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，使工作人員掌握地質(zhì)結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況。物探綜合法的出現(xiàn)，改變我國(guó)地質(zhì)勘探工作的方式，提高我國(guó)地質(zhì)勘探的整體水平。為了進(jìn)一步提高地質(zhì)勘探結(jié)果的可信度，確保工作良好的開展，需要加強(qiáng)對(duì)物探工作的關(guān)注力度。結(jié)合理論實(shí)踐研究數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)在地質(zhì)勘測(cè)階段物探綜合法具備較大的優(yōu)勢(shì)，按照工作需求合理的使用多種物探方法，確保地質(zhì)勘探工作有效地進(jìn)行。

1 物探綜合法的基本原理與技術(shù)特點(diǎn)

1.1 基本原理

地質(zhì)構(gòu)造的復(fù)雜性對(duì)勘探工作造成影響，通過物探綜合法降低多變、復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造對(duì)探測(cè)工作的影響。物探綜合法向地層表面發(fā)射信號(hào)，工作人員收集地表處傳輸?shù)捏w波信號(hào)與面波信號(hào)，分析信號(hào)并判斷地質(zhì)結(jié)構(gòu)的情況。前者擁有P波和S波，在信號(hào)傳輸中形成明顯的折射與反射的現(xiàn)象；后者包含勒夫波和瑞雷波，其對(duì)地層傳遞頻率有決定性作用[1]。

結(jié)合大量的研究數(shù)據(jù)，體波信號(hào)受介質(zhì)的影響較小，在均勻介質(zhì)中穩(wěn)定傳播。面波在介質(zhì)中傳輸，會(huì)根據(jù)介質(zhì)不同情況出現(xiàn)不同的表現(xiàn)，在非均勻介質(zhì)中容易出現(xiàn)頻散的情況，反之則穩(wěn)定的運(yùn)行。除此之外，利用數(shù)據(jù)分析軟件，解讀收集到的數(shù)據(jù)，掌握地質(zhì)結(jié)構(gòu)的信息，為地質(zhì)工作人員提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，保證地質(zhì)物探工作順利進(jìn)行。

1.2 技術(shù)特點(diǎn)

物探綜合法在地質(zhì)結(jié)構(gòu)測(cè)量方面能力較強(qiáng)，掌握地下百米的實(shí)際情況，掌握該處地質(zhì)構(gòu)造的情況。在地質(zhì)勘探環(huán)節(jié)，技術(shù)方法的應(yīng)用不存在較高的技術(shù)門檻，操作簡(jiǎn)單，同時(shí)，有效控制投放的成本，因此，該技術(shù)成為很多工程人員進(jìn)行地質(zhì)勘探的首選方法。使用物探綜合技術(shù)，便于測(cè)量人員按照實(shí)際情況調(diào)節(jié)工作方式，我國(guó)不同地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造存在較大的差異，使用統(tǒng)一的方式不能應(yīng)對(duì)多變的地質(zhì)情況，物探綜合法因其在應(yīng)用中具備較高的靈活性，可以更好的開展地質(zhì)測(cè)量工作，幫助工作人員掌握地質(zhì)情況，得到較為精準(zhǔn)的信息。工程人員可以借用物探綜合法取得的地質(zhì)信息進(jìn)行區(qū)域地質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究工作，確定探測(cè)區(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)。選擇不同的參數(shù)，提高選擇值的合理性。物探綜合法與傳統(tǒng)勘探技術(shù)的不同之處，物探綜合法可以靈活的選擇巖石采樣方式，按照地質(zhì)特性選擇測(cè)量方法，提高測(cè)量手段在地質(zhì)信息獲取方面的準(zhǔn)確度。工作人員憑借勘探技術(shù)完成界面劃分工作，在地質(zhì)特性探測(cè)方面確定樣本采集要點(diǎn)，規(guī)范樣本采集工作的行為，以其他測(cè)試方法進(jìn)行輔助，確定地質(zhì)的特性，憑借探測(cè)方法確定地質(zhì)體形成的原因，同時(shí)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)探測(cè)對(duì)象存在的異常狀況，為后續(xù)工作提供可靠的、有價(jià)值的數(shù)據(jù)[2]。

2 地質(zhì)物探綜合方法

物探綜合技術(shù)在現(xiàn)代技術(shù)的支持下，應(yīng)用水平不斷提高，且向多樣化方向發(fā)展，得到計(jì)算機(jī)圖像信息技術(shù)的支持，其在圖像處理方面的能力得到提升。當(dāng)下無(wú)線電磁波、地面核磁共振、瑞雷波等技術(shù)在地質(zhì)勘探中均有良好的應(yīng)用，下面具體介紹地質(zhì)勘探中常用的物探綜合技術(shù)。

2.1 地面核磁共振技術(shù)

在地質(zhì)結(jié)構(gòu)探測(cè)過程中，使用地面核磁共振技術(shù)收集地表下層的結(jié)構(gòu)情況，借助原子核弛豫性形成的SNMR效應(yīng)，整理地下結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，并制成圖像數(shù)據(jù)。該技術(shù)使用核磁共振儀，綜合核磁共振技術(shù)數(shù)據(jù)與其它相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，為地質(zhì)物探人員可靠、高效推進(jìn)地質(zhì)勘測(cè)工作提供支撐。

2.2 電阻率技術(shù)

電阻率技術(shù)在根據(jù)礦石與巖石在導(dǎo)電性方面存在的差異進(jìn)行地質(zhì)勘測(cè)工作。借助先進(jìn)的技術(shù)與設(shè)備儀器，可以全面、深入的探查地質(zhì)狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)地質(zhì)的異常。工作人員在使用儀器時(shí)，隨時(shí)觀察電子設(shè)備的狀態(tài)，一旦電阻率出現(xiàn)較大波動(dòng)，便快速圈定該區(qū)域，并且細(xì)致探查，推測(cè)巖層的分布情況與構(gòu)造信息，掌握巖層變化情況[3]。

2.3 無(wú)線電磁波技術(shù)

無(wú)線電磁波技術(shù)也是地質(zhì)勘測(cè)工作中常用的探測(cè)技術(shù)，按照地質(zhì)結(jié)構(gòu)探測(cè)需求在工作區(qū)域放置電磁波接收器，接收電磁波，根據(jù)電磁波的衰退情況，判斷地質(zhì)結(jié)構(gòu)類型。如果電磁波出現(xiàn)衰退的情況，表明在地質(zhì)勘測(cè)狀態(tài)下遇到斷層。探測(cè)人員結(jié)合電磁波衰減量確定區(qū)域地質(zhì)結(jié)構(gòu)，掌握地質(zhì)結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀況，判斷探測(cè)區(qū)域是否存在斷層，并且快速確定斷層位置[4]。

2.4 探地雷達(dá)技術(shù)

此技術(shù)參考各地質(zhì)數(shù)據(jù)，提高探測(cè)工作判斷的合理性、科學(xué)性。在探地雷達(dá)技術(shù)應(yīng)用中，需要提高操作的便捷性，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地質(zhì)結(jié)構(gòu)狀況，由此使監(jiān)測(cè)工作高效進(jìn)行，并提高探測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)度。探地雷達(dá)技術(shù)在地質(zhì)探測(cè)方面速度靈敏、探測(cè)效率高，可以根據(jù)不同地質(zhì)情況靈活的調(diào)整相應(yīng)參數(shù)。傳統(tǒng)地質(zhì)探測(cè)技術(shù)受到地質(zhì)地形的影響較大，無(wú)法獲得可靠的探測(cè)數(shù)據(jù)，探地雷達(dá)技術(shù)不存在此方面問題[5]。

2.5 瑞雷波技術(shù)

瑞雷波技術(shù)是地質(zhì)勘探領(lǐng)域出現(xiàn)的新技術(shù)，其針對(duì)具體探測(cè)區(qū)進(jìn)行全面、細(xì)致的探測(cè)工作。該方法利用瑞利波衰減程度延時(shí)性判斷斷層。工作人員使用瑞利波技術(shù)，規(guī)范操作行為，嚴(yán)格按照正確的操作方式進(jìn)行操作，達(dá)到準(zhǔn)確的判斷地層內(nèi)部結(jié)構(gòu)情況的目的。

3 地質(zhì)物探綜合方法的應(yīng)用

3.1 地質(zhì)探測(cè)

在地質(zhì)探測(cè)階段首先應(yīng)該布置測(cè)線，需要保證接收點(diǎn)與探測(cè)點(diǎn)一致，從而在探測(cè)地質(zhì)結(jié)構(gòu)的環(huán)節(jié)中，可以提高接收數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與全面性。在地質(zhì)勘測(cè)階段，提高該項(xiàng)工作的重視程度，確保參數(shù)選擇的合理性、可靠性，這是保證地質(zhì)物探工作可以獲得準(zhǔn)確結(jié)果的關(guān)鍵所在。當(dāng)下很多地質(zhì)物探勘探工作者在實(shí)際工作中，機(jī)械按照流程化的工作模式進(jìn)行地質(zhì)勘探工作，沒有意識(shí)到參數(shù)選擇對(duì)地質(zhì)探測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確度形成的影響，由于缺乏工作意識(shí)，操作不規(guī)范等問題，導(dǎo)致地質(zhì)探測(cè)工作的結(jié)果失去意義。同時(shí)在探測(cè)參數(shù)選擇設(shè)計(jì)階段，為提高參數(shù)選取的合理性，應(yīng)該借助多種探測(cè)儀器以推進(jìn)工作[6]。

在探測(cè)參數(shù)設(shè)計(jì)階段應(yīng)該清楚工作流程，在參數(shù)選取前采集比例尺。在正常情況下，物探綜合技術(shù)使用探測(cè)工具，比例尺選擇1：500至1：10000。物探人員結(jié)合具體參數(shù)選擇科學(xué)的方式，同時(shí)，明確地質(zhì)情況對(duì)探測(cè)技術(shù)形成的影響，合理地選擇物探綜合技術(shù)。

其次，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行地質(zhì)勘測(cè)工作，通過地質(zhì)調(diào)查報(bào)告與現(xiàn)場(chǎng)收集到的實(shí)際情況輔助物探工作，預(yù)測(cè)土層厚度，確定具體探測(cè)的深度。隨后勘測(cè)人員從現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況出發(fā)，選擇無(wú)線電磁波與核磁源相結(jié)合的手段，確定激發(fā)源。激發(fā)源方式的選擇直接關(guān)系到地質(zhì)勘測(cè)結(jié)果，結(jié)合地形狀況與巖性特征選擇工作方式，利用綜合物探技術(shù)開展地質(zhì)勘測(cè)工作，完成地質(zhì)勘測(cè)任務(wù)。在勘探階段綜合按具體參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，細(xì)致的劃分各項(xiàng)工作內(nèi)容，提高參數(shù)設(shè)計(jì)的可靠性和準(zhǔn)確性，防止工作人員接收錯(cuò)誤的地質(zhì)數(shù)據(jù)，影響后續(xù)工作的開展。以地震勘探為例，其震源激發(fā)方式與地質(zhì)勘探深度存在差別，比如在地震勘探錘擊震源、落重震源、炸藥震源深度分別在20m～30m、30m～50m、50m～150m的區(qū)間中，勘探人員結(jié)合實(shí)際情況選擇激發(fā)方式。激發(fā)方式的選擇，考慮土層松軟性會(huì)對(duì)震源激發(fā)頻率形成的影響，二者為反比關(guān)系，比如在土層松軟性高的情況下，震源發(fā)散頻率低，從而使地質(zhì)勘探工作收集到的數(shù)據(jù)具備較高的可信度[7]。

最后，在地質(zhì)勘探階段，防止地質(zhì)探測(cè)期間出現(xiàn)近域效應(yīng)，測(cè)點(diǎn)偏移距不超過設(shè)計(jì)點(diǎn)位距離的12.5%～50%。在參數(shù)設(shè)計(jì)時(shí)，關(guān)注間距設(shè)計(jì)內(nèi)容，并且考慮參數(shù)設(shè)計(jì)與勘探工作成果之間的關(guān)系，以及在實(shí)際設(shè)計(jì)階段充分考慮設(shè)計(jì)需求，以此提高勘探工作的整體水平。

3.2 信號(hào)數(shù)據(jù)分析

物探綜合技術(shù)在應(yīng)用中需要完成信號(hào)數(shù)據(jù)分析的工作，物探綜合技術(shù)應(yīng)用到地質(zhì)勘探中，主要目的是掌握地質(zhì)結(jié)構(gòu)狀況，通過信號(hào)分析、數(shù)據(jù)整理以及建模等工作，建立地質(zhì)結(jié)構(gòu)的三維模型，準(zhǔn)確的判斷地下情況。除此之外，圍繞發(fā)現(xiàn)的問題，快速找到解決方式，并進(jìn)行處理，保障后續(xù)工作順利的推進(jìn)。在地質(zhì)結(jié)構(gòu)勘測(cè)期間，可以選擇計(jì)算機(jī)進(jìn)行信號(hào)數(shù)據(jù)分析，輔助瑞雷波技術(shù)、無(wú)線電子波技術(shù)等掌握地質(zhì)情況。物探技術(shù)及其信號(hào)數(shù)據(jù)分析的應(yīng)用需要按照工作需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以選擇單一的方式，也可以選擇多種物探技術(shù)和信號(hào)數(shù)據(jù)分析相結(jié)合的方式，由此快速開展地質(zhì)勘探工作，提高勘探結(jié)果的可靠性、精準(zhǔn)性。

在地質(zhì)勘探期間，應(yīng)該結(jié)合數(shù)據(jù)分析結(jié)果及實(shí)際情況進(jìn)行綜合分析與判斷，地質(zhì)勘探環(huán)節(jié)勘測(cè)人員應(yīng)該掌握工程區(qū)域的實(shí)際情況，分析物探綜合技術(shù)在應(yīng)用中的使用情況，判斷技術(shù)手段能否完成地質(zhì)勘測(cè)工作。結(jié)合前期分析判斷得到的結(jié)果調(diào)整工作方式，靈活的調(diào)整技術(shù)的使用方法，可以將外界因素對(duì)地質(zhì)信息探測(cè)工作形成的影響控制在最低水平，在此基礎(chǔ)上得到準(zhǔn)確度較高的勘探數(shù)據(jù)，反映地質(zhì)情況。例如，在地質(zhì)勘探期間，可以同步進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)分析加以判斷。整理相關(guān)數(shù)據(jù)，清楚地質(zhì)結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況。勘探人員進(jìn)行地質(zhì)勘探工作，在空間相似性原理下使用軟件進(jìn)行信號(hào)數(shù)據(jù)分析，掌握探測(cè)面波波速云圖，探測(cè)人員利用探測(cè)面波的波速原圖，可以快速分析地質(zhì)和土層情況，為地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析工作提供助力。

4 結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)技術(shù)高速發(fā)展的過程中，地質(zhì)探測(cè)領(lǐng)域出現(xiàn)很多新型技術(shù)，解決傳統(tǒng)勘探技術(shù)的不方便、勘測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確度低等問題。在物探綜合法原理下，分析當(dāng)下常用的物探綜合探測(cè)方式，指出各方式的應(yīng)用原理，技術(shù)應(yīng)用范圍。地質(zhì)物探綜合法應(yīng)用到地質(zhì)勘測(cè)工作中，結(jié)合勘探工作的研究對(duì)象，選擇科學(xué)的方式反映地質(zhì)構(gòu)造情況，提高地質(zhì)勘探結(jié)果的可信度、精準(zhǔn)度。物體綜合探測(cè)方法融入現(xiàn)代技術(shù)，讓勘測(cè)工作在科學(xué)原理與先進(jìn)儀器技術(shù)的支撐下，得到更加可靠、精確的數(shù)據(jù)，為工程領(lǐng)域提供的可靠的、準(zhǔn)確的參考數(shù)據(jù)。