物探方法在工程地质勘查中的应用

关键词：地球物理探测技术 工程地质 勘察方法 

　　对工程进行地质勘查是现代工程建设的前提。目前主要的勘探方法有钻探、槽探、探井和物探等，近几年来，由于物探技术在很大程度上得到了改进，使得它工程地质勘察中的应用越来越普及。物探技术不仅经济、快速，而且拥有良好的效果。在探测对象时，并没有损害对象，因此物探技术具有强大的生命力。而且不断发展的计算机技术以及不断创新的各种反演方法，使得物探技术具有更高的探测精度、更广的探测范围、更清晰的解释方向，对未来表现出良好的前景。在工程、环境、灾害地质勘查中常常运用物探技术，该技术受到更多人们的重视。 

　　1 地球物理探测技术 

　　1.1 概念 

　　在地球的内部及其周围，存在着一定物理作用的物质空间，该空间形成了一定的地球物理场。地球物理探测技术简称物探技术，主要是采用专门的仪器及设备，对地球物理场的分布及其变化特征进行观察。能够在很大程度上解决环境地质及工程地质中的问题。 

　　1.2 地球物理探测技术的工作原理 

　　人-地系统的公共空间主要是以各向异性的物质空间存在的。在地球物理探测技术中，其工作所依据的原理是：通过专门的设备对探测目标题发射相应的信号，并使用专门的接受装置接收在介质体中被异常面返回的信号。利用信号在介质体中呈现的传播特征，对其分析、辨别。并利用存在的资料对介质体的结构进行一定程度上的判断。比如探地雷达技术。 

　　所谓的探地雷达技术，是采用一定的方法对地下介质的分布情况进行相应分析确定的广谱电磁技术。主要是以地球物理探测对象为前提，通过据实际探测目的布置测线L，探地雷达利用发射装置发射高频宽带电磁波，用接收装置接收来自地下介质界面的反射波电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场强度与波形将随所通过介质的电性质及几何形态而变化。通过接收波的传播时间、幅度、波形和存在的已知资料，可以对地质情况进行很大程度上的勘察，在防灾、减灾等方案的制定上提供了很有效的资料。 

　　2 地质物探现用勘察方法及其应用 

　　目前主要是使用六种方法对地球物理进行探查，这些方法为勘察工作提供了很多的帮助。分别是重力、电法、磁法、地震、地温、放射性六种方法。近几年来，物探技术广泛运用在众多生产行业中，比如矿产资源地质、环境地质、工程地质和地质灾害、考古等方面的勘查。而且在勘查、寻找能源矿产、黑色金属和有色金属矿产、非金属矿产及地下水等方面也发挥了重大的作用。 

　　2.1 大地电磁测探 

　　该方法主要是利用天然交变电磁场作为场源，称作被动场源电磁测探法。在探测过程中，可以具有较大的探测深度，没有受到高阻层的屏蔽，并且具有较强的良导介质分辨能力。在运作成本中，也是具有较低的数值，而且拥有轻便的野外装备。在地震预报、勘探油气、调查地热田中，具有着至关重要的作用，能够在很大程度上促进金属矿物勘探的成功进行。 

　　2.2 航空及地面甚低频电磁法。 

　　在20世纪80年代初，从国外引进了航空及地面甚低频电磁法的物探勘测方法。该方法主要是运用在良导层的断裂破碎及腐蚀带圈定方面，对较低电阻率的岩脉及矿脉进行一定的寻找，并追踪含矿构造，很好的圈定矿化范围。在使用该种物探技术中，所采用的设备也较为轻便，能够在野外拥有较为简单的观测方法，并快速处理资料。当然在地形、电缆等人文干扰及异常情况的发生中，要格外注意该方法的使用，要进行相应的识别和纠正。因为在该技术中，是使用巧kHz、30kHz的频率电磁波作为场源，对陆空地下的电磁场空间进行了很大程度上的测量，并对浅层的电性局部异常情况进行了解。具有较浅的探测深度，并对异常信息具有较弱的反应效果。因此该方法主要是使用在浅覆盖区或者是用于外围剖面及扫面工作中。 

　　2.3 地震层析成像 

　　在20世纪80年代，在金属矿的勘察工作中，发展了地震层析成像技术。该技术主要是采用X射线理论，利用地震波数据对地下结构的物理属性进行一定程度上的反演，能够很好的剖析数据，并绘制相应的图像。 

　　2.4 瞬变电磁场 

　　瞬变电磁场主要是以电磁场感应理论为勘测基础，研究分析目标感应出的涡流场而形成的二次电磁场变化。并预测相应的空间形态，能够实现一定的探测目的。使用该方法对寻找高导电性的矿体有很重要的作用。 

　　2.5 可控源音频大地电磁法。 

　　在20世纪80年代广泛应用了以主动场源频率域为电磁勘测依据的技术，该技术具有2km以上的勘测深度，能够在探寻深层地质构造及隐伏矿的过程中发挥重要的作用。在测量时，只要使用移动接收机就可以测探相应的面积，在很大程度上提高了工作效率，降低了工作成本。 

　　2.6 连续电导率剖面测量系统。 

　　因为天然信号存在不足的频段，需要人工频段进行补充，在这个过程中，利用连续电导率剖面测量系统对其天然信号进行补充。而且可以拥有较高分辨率的电阻，从而成像。 

　　3 物探技术的重要意义 

　　从多项成功的工程实例中发现，地球物理探测技术在地质工程勘察中具有重大的实践意义。它在很大程度上能够对典型的地质灾害进行相应的监测、预报、防灾、减灾，提供了较为关键的指导作用，保证了自然灾害后的能够进行一定的重建工作、土木工程能够顺利实施，并对灾害防护工程的出现及资源开采过程中的工程灾害提供重大的工程意义。而且物探技术可以提高决策者在地学工程实施科学防护措施中拥有一定的信心，能够及时采取相应的保护措施，在最大限度内保证超前预警系统的质量，建立公共安全保障体系，维护公共生存空间的安全。只有正确使用物探技术，才能够保证工程的顺利进行，并保证提供一定程度上的安全系数。 

　　4 结语 

　　各种物探技术的使用都要有一定的物理前提，其地质、地球的物理条件及边界条件会在很大程度上影响勘察结果。物探技术人员执行地质勘查时，要首先做好资料分析的工作，通过对多种物探技术的合理选择，在最大程度上发挥物探技术的先进作用，并保证各种方法进行相互的补充，提高其技术的精度及可靠性。尽一切可能实现勘察的最佳效果。通过相应的实践表明，在工程地质勘查中，单纯利用一种勘探手段，往往不能取得良好的勘查效果，而将多种勘探手段有机地综合利用，却往往可取得事半功倍的收获。 

　　参考文献 

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