地質勘測中的綜合物探技術應用分析

紀銀濤

摘 ?要：本文對地質勘測中的綜合物探技術應用問題進行了探討，文章從闡述綜合物探技術概念入手，進一步分析了綜合物探技術的信號數據采集操作要點，最后對主要的綜合物探方法展開了研究。

關鍵詞：地質勘測;綜合物探技術;概念;信號數據采集

前言

在現代社會中，各種工程建設、煤礦開采、地籍管理等工作的開展都離不開專業的測繪作業，地質勘測工作也因此顯得尤為必要。在地質勘測過程中，運用專業的物探技術，有利于保證工作準確性，同時提升工作效率，為后期一系列工作的開展奠定信息基礎。而對于我國工程與環境物探來講最大的不足在于儀器設備生產這塊，方法與技術方面還算比較先進，現在的很多設備都要靠進口，國 產的分辨率達不到要求，因此如何對各類綜合物探技術進行創新運用，值得思考。

1.綜合物探技術概述

物探技術是地球物理勘探的簡稱，它之所以能夠解決或查明有關地質和工程問題，是因為所要探測的地質對象與周圍介質間存在某種物性差異。而這種物性差異可影響被尋找地質體周圍某種天然或人工物理場的分布特征。物探技術就是利用先進的物探儀器來攝取這些物理場的分布并與均質條件下的物理場相比較，找出差異的部分來研究與勘探對象之間的關系，達到解決地質問題或工程問題之目的。物探技術方法門類眾多，它們依據的原理和使用的儀器設備也各有不同，隨著科學技術的進步，物探技術的發展日趨成熟，而且新的方法技術不斷涌現，但因為各種物探方法的應用都依據一定的物理前提，且地質、地球物理條件和邊界特征對測試成果具有較大的影響，使得這些方法技術存在著一定的條件性和局限性，加之大中型重點工程大多具有比較復雜的地質和工程問題，所以采用單一的物探方法一般難以查明或解決有關地質和工程問題，此時應考慮綜合物探進行施測，以提高物探成果的地質解釋精度和成果分析質量，滿足工程勘察之需。

2.綜合物探技術的信號數據采集

2.1測線布置

信號數據的采集工作包括多個方面，其中任何一個步驟都將直接影響到綜合物探的整體勘測效果。這里首先要做到的就是保證測線布置的合理性。從當前的工作情況來看，測線布置工作的內容主要是要保證綜合物探能夠準確的探測到表層土層的厚度，因此現場測線布置必須確保面波測點與折射波測點的位置一致，以便實現對信號數據的綜合應用。對于測線布置來講，通常需要采取針對性的布置技術和措施。在實際的信號數據采集過程中，盡管不同的步驟可以使用不同類型的技術措施，但是對于測線布置則最好還是采用針對性的技術措施來保證綜合物探的質量。

2.2參數設計

測試參數的設計，是為了確保現場采集到的信號數據，能夠科學精確的地反映地層地質的物理力學特點。另外，現場數據收集時，應該最大程度的降低來自噪聲信號的干擾。一般來說，現場測試參數的設計有幾項原則：首先，激震方式的選擇，在信號搜集工作中一般使用炸藥的激發或者選擇錘擊的激發方式;其次，偏移距的選擇，在勘探地層分界時，為了避免出現類似區域反應，所以，往往偏移距的為排列長度的六分之一至二分之一之間;再其次，就是道間距選擇，從面波法的角度來看，道間距一般是小于最小的勘探深度。在現場信號收集過程中，如果之前無法準確了解土層的可能厚度，那可以將道間距設置距離較小，避免勘探不了較薄的土層，建議距離為選取1 m或1.5 m。

2.3測試步驟

現場測試過程中，不管測點布置有多么緊湊，測點必須是對測試區域的部分抽樣，需要清楚知道測試區域的全面的情況。所以必須在開始之前對現場進行排查，確定最終的測試位置，然后依照上文所說的原則，收集面波和折射波的現場測試參數。最后綜合進行詳細探測。

3.主要的綜合物探方法

3.1 瞬變電磁法的應用

在使用瞬變電磁法來進行水文地質信息勘探時，應先選擇好瞬變電磁儀的安裝位置，并根據探測目標區域的實際情況將發射線圈和接收線圈放置于相近的位置，兩者距離不能超過十米，然后在進行探測，探測深度能達到一百米，在接通電流時，控制發射頻率在二十五赫茲，發射電流為十七安，時間窗口能設置則二十門左右。以礦井內地質勘察為例，由于該地區往往與周圍介質的電阻率有差異，通常寒武系灰巖和煤系的電阻率要比周圍巖層的電阻率高，含水斷層和裂隙的電阻率偏低，因此了解該區域的不同深度電阻率，通過瞬變電磁法的工作原理，就可以了解探測區域的水文地質特征，并作出科學合理的評價，根據探測信息制定可行的水文地質災害的應對措施。

3.2 井下三維電法的應用

井下三維電法指的是在電源電場理論上衍生出的探測方法，在進行實際操作時，采用高密度電法儀的探測方法測量一圈工作面井道，從而對觀察到的數據進行計算，得到工作面底板視電阻值，也可以對三維成像進行合理的解釋，例如，在某個礦井開采單位的勘測中，曾探測帶工作底板以下100米，就可以根據高度密度法進行事先預測，查看地層狀況相符的視電阻率分布的三維數據，得出地質規律和探測結果不相符，探測分辨率較低，所以在后續的工作中，應重新建立數學模型，并根據本區域的實際情況找到合適的綜合方法，從而保證煤礦礦井的安全性。

3.3 探地雷達法

探地雷達方法是通過發射天線向地下發射高頻電磁波，通過接收天線接收反射回地面的電磁波，電磁波在地下介質中傳播時遇到存在電性差異的分界面時發生反射，根據接收到的電磁波的波形、振幅強度和時間的變化等特征推斷地下介質的空間位置、構造和埋藏深度等。探地雷達的探測深度與天線發射的信號頻率和介質的電阻率有顯著關系。信號頻率越低，在介質中的衰減越弱，探測深度則越大;介質電阻率越高則探測深度越大。探地雷達可用于檢測各種材料，如巖石、泥土、礫石，以及人造材料如混凝土、磚、瀝青等的組成。雷達可確定金屬或非金屬管道、下水道、纜線、纜線管道、孔洞、基礎層、混凝土中的鋼筋及其它地下埋件的位置。它還可檢測不同巖層的深度和厚度，并常用于地面作業開工前對地面作一個廣泛的調查。

3.4地球化學法

地球化學法用于地層的探測，前人已進行了大量的研究。尤其是對于活動斷層等地質的探測，由于斷層處于巖石破碎、結構相對松散、空隙貫通性好，因此，在斷層破碎帶內及其附近常出現元素的特征規則分布。通過探測這些化學異常，利用其分布規律可以確定斷層的空間位置、產狀等。在淺層斷層探測中，最常用的地球化學探測方法為土壤氡測量和土壤汞測量。地球化學法定位斷層位置的精度定位與斷層的性質、構造復雜程度、埋深以及探測點位間距等有關，一般定位精度在幾米只幾十米。

結語

綜上所述，加強對地質勘測中的綜合物探技術應用的探討，意義重大。相關工作人員需要明確綜合物探技術概念及相關的信號數據采集操作要點，如：包括測線布置、參數設計、測試步驟等，在此基礎上對主要的綜合物探方法，如：瞬變電磁法、井下三維電法、探地雷達法、地球化學法等展開研究。

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