物探技術(shù)在地質(zhì)勘查中的應用

李保凱

（河北省地礦局第四水文工程地質(zhì)大隊，河北 滄州 061000）

當今社會，科學技術(shù)發(fā)展十分迅速，物測方式也愈發(fā)先進，提升物測技術(shù)能夠為測量數(shù)據(jù)的精準度提供良好保障，從而為工程建設(shè)奠定良好基礎(chǔ)。為了提升物測技術(shù)水平和應用效果，在今后發(fā)展過程中，還要確保該技術(shù)的不斷發(fā)展，使其能夠被廣泛的應用于地熱資源勘查工作中，提升測量精準性和科學性，促進我國地質(zhì)勘查事業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展。

1 物探方法的分類

地球物探的方式多種多樣，截止到目前為止，一般可分為地面物測、鉆井物測、航空物測等等。在鉆井物探中，主要是通過地球物理的方式，對鉆孔地質(zhì)剖面進行分析，有效解決相關(guān)地質(zhì)技術(shù)問題，具體包括密度、側(cè)向、視電阻率、產(chǎn)狀、中子、自然電位、井溫、聲波、水文流量、干硬、壓力等等[1]。常見的物探方法包括以下幾種：地震法，主要是借助地震波的傳播規(guī)律對地下結(jié)構(gòu)進行探測，判斷地下是否存在有價值的礦藏。地震法具體包括透射波法、反射波法和折射波法等。電法在應用的過程中，主要是將巖石的電性作為依據(jù)，對地下水、地下礦藏等進行發(fā)掘，同時還能對地質(zhì)構(gòu)造進行解釋，常見方式包括自然電場法、電測探法、電測剖面發(fā)以及感應法等。除上述提到的物探方式外，還包括磁法物探、高精度重力物探方法、高分辨率物探方法等等，這些測量資料一般會應用于斷裂構(gòu)造空間展布、區(qū)域構(gòu)造單元劃分、盆地基底起伏等研究工作中，通過磁法的實踐應用，還能夠?qū)﹄[狀巖漿巖體分布、與斷裂帶的關(guān)系和厚度等進行確定[2]。

借助遙感技術(shù)，還能夠獲取航空圖像和衛(wèi)星圖像，通過對不同比例尺和不同種類的航空遙感圖像進行地質(zhì)解釋，能夠?qū)Φ刭|(zhì)構(gòu)造、地層以及地貌等進行判斷，從而尋找最佳的水文地質(zhì)條件，對地熱溢出帶、地面全點等進行判斷。

2 地熱物探評價方法的應用

在地熱勘探過程中，由于熱天地質(zhì)條件、地熱液體化學成分和成因類型各不相同，因此，在選擇物探方式時一定要結(jié)合個地區(qū)的實際情況來進行，選擇科學合理的物探方式。

3 地熱勘探中對物探方法組合的應用

（1）研究區(qū)的地球物理參數(shù)模型。通過對某研究區(qū)的工作資料和成果進行借鑒，能夠?qū)醿拥木C合物性參數(shù)進行統(tǒng)計，從而進一步研究其地球物理特征，獲取相關(guān)的模型參數(shù)，從中可知該熱儲層的波速平均值為每秒2021m，上覆第四系波速值每秒在1300m以下，兩者之間差異懸殊。但兩者的電阻率值差異較小，密度值差異明顯。

（2）物探方法組合的意義。地球物探勘查技術(shù)屬于一種現(xiàn)代化先進的技術(shù)類型，其通常在地熱資源可行性勘查階段和預可行性勘查階段進行應用，通過地熱鉆井和結(jié)構(gòu)單元對勘查范圍進行確定。地球物理勘查技術(shù)的實施，通常都是采用不同的方式對某一地區(qū)進行測量，具有包括垂向測量和平面測量兩個方面，之后再對結(jié)合測量結(jié)果進行分析和統(tǒng)計，對地質(zhì)體垂向和平面特征進行了解。

在平面測量過程中，基本上都是對天然物理場進行測量，常見方法如電法、磁法、重力法等等，對穩(wěn)定場值進行接收，即由一個測點提供一個數(shù)值，實踐中，一個測量區(qū)域需設(shè)立多個觀測點，如此才能更加客觀精準的反映出被測區(qū)域的實際情況。同一平面上的觀測值能夠形成一個剖面曲線，聚少成多，最后可形成一組平面數(shù)據(jù)。測探方式如面波測深法。電法、人工地震法等等，實踐過程中，通常要建立一個天然場，將接受系統(tǒng)布設(shè)在原地布上，以此對不同深度地下的實際情況進行了解，最終獲取垂直剖面。

地熱物探在實施過程中，通常都是由于多種方式共同構(gòu)成，相關(guān)工作人員可結(jié)合實際的地質(zhì)情況對測量方式進行選擇，若實際情況復雜，還可對多種測量方式進行組合應用。此外，在測量中還要對層的物理前提進行重點考慮，具體如不同層之間的物理差異，若該差異較大，則通常會在物理場中進行反映，被觀測設(shè)備所記錄。

在凹陷區(qū)域，蓋層的沉積通常較大，物探異常形態(tài)主要包括波速低、電阻率低和重力低的平緩曲線變化。相比于古近系，新近系為高阻層，古近系相反。對于厚度較大的古近系、新近系高阻層，電阻率的曲線通常會成呈現(xiàn)為低緩的低阻段。以石家莊凹陷地熱勘查工程為例，在本次勘查中一共識別出3條一級斷裂和4條二級斷裂，結(jié)合相關(guān)地質(zhì)解釋結(jié)果以及電磁測電阻率圖可知，該區(qū)域現(xiàn)階段的大斷裂屬于陡傾斜斷層，從剖面上來看，石家莊凹陷是由2個洼夾共同構(gòu)成，在剖面的西段，突起的重力落差是由重力梯度所造成，通過普通的正斷層一般無法擬合。通過密度界面反演結(jié)果可知，在該區(qū)域中，新生界面的埋藏深度具有中央部分深度深、西南部分深度淺的特點，中央?yún)^(qū)域的凹陷是由北部正定凹陷和南部的石家莊凹陷共同構(gòu)成。

在隆起區(qū)域，物探異常形態(tài)具有波速高、電阻率高和重力高的特點，磁力場一般以為低緩的正磁場為主，由于異常區(qū)域經(jīng)常與火山活動、構(gòu)造以及巖漿巖侵入具有直接關(guān)聯(lián)，因此，這一類巖石的磁性往往較強。為此，通常可選用磁法勘探的方式對火成巖體、斷裂構(gòu)造等與熱流體通道相關(guān)的因素進行了解。隆起區(qū)的電測探側(cè)電阻率曲線與凹陷區(qū)域完全不同，這主要是因為隆起區(qū)域的新近系低阻層較薄，電阻率曲線呈現(xiàn)為狹窄的低阻段，之后迅速上升，這是裂隙層熱儲層最為普遍的特征。

地質(zhì)勘查的主要工作任務在于：第一，對熱儲的空間分布特征和地熱異常范圍進行圈定；第二，隱藏斷裂和基地起伏的空間展布進行；第三，對勘查區(qū)域的底層結(jié)構(gòu)進行確定，同時也包括熱儲層的實際深度。通過對上述的地質(zhì)勘查任務進行明確，同時結(jié)合相關(guān)研究資料和成果，可對各種勘查方式在實踐應用過程中所能取得的實際效果進行對比分析，根據(jù)地熱田的實際物理特征，最終能夠確定適合于該區(qū)域的勘查方式。

4 結(jié)語

綜上所述，本文主要對物探方法的分類以及地熱物探評價方法在現(xiàn)實中的實踐應用進行了分析，同時提出在地熱勘查中，物探方式的組合應用方式，具體包括研究區(qū)域地球物理參數(shù)模型、物探方法組合應用的重要意義等。總之，隨著現(xiàn)代化科技的不斷發(fā)展，也推動了物測技術(shù)的不斷創(chuàng)新。現(xiàn)階段，綜合物測方式逐漸開始在工程實踐中進行廣泛應用，且有著的單一化物測方式所無法比擬的優(yōu)勢，因此，人們在對地球物理參數(shù)模型進行研究的過程中，也不應忽視物測方法組合的重要意義。與此同時，還要不斷推動物測技術(shù)發(fā)展，使其在后續(xù)的地熱資源勘查工作中獲得更加廣泛的應用，以此促進我國社會經(jīng)濟的長久穩(wěn)定發(fā)展。