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摘要:随着地球物理勘探仪器的不断更新换代及其性能的提高、地球物理数据处理技术的发展,地球物理方法在地热勘查中发挥着重要的作用。综合地球物理方法在地热勘查中具有勘查效率高、成本低、适用范围广、勘探深度大等特点。本文就物探方法在工程地质勘查中的应用进行简单的探讨。
关键词:物探;地质勘查;应用
中图分类号:p62 文献标识码:A
一、地球物理探测技术
(一)概念
地球物理探测技术也被称为物探技术,主要是运用专门的仪器和设备,观察分布的地球物理场的变化特点。可以有效的对环境地质及其工程地质中出现的问题加以解决。
(二)地球物理探测技术的工作原理
地球物理探测技术的工作原理是:通过专门的设备发射相应的信号给探测目标题,并采用专门的接受装置对介质体中被异常面返回的信号进行接受。运用信号在介质体中呈现的传播特点,对其进行分析和辨别。并运用存在的资料判断介质体的结构。如探地雷达技术。
探地雷达技术主要是以地球物理探测对象为前提,运用一定的方法对地下介质的分布情况的广谱电磁技术加以分析确定。通过据实际探测对测线L进行布置,探地雷达运用发射装置发射高频宽带电磁波,用接收装置对来自地下介质界面的反射波电磁波进行接收,在介质中传播的过程中,其路径、电磁场強度与波形都会伴随所通过介质的电性质及几何形态发生变化。通过对波的传播时间、幅度、波形和存在的已知资料的接收,可以很大程度上对地质情况进行勘察,在防灾、减减灾等方案的制定上提供了可靠的资料。
二、工程地质工作与物探方法之间的关系
物探是地球物理勘探的简称。物探为我国资源的开发和环境的保护方面提供
了一定的借鉴。近年来物探工作主要包括资源、环境、工程领域服务。伴随我国科学技术的发展物探方法也有了很大的进展与突破,退工了我国国民经济的快速发展。传统的工程地质勘查方式主要有钻探取土、标准贯入实验、双桥静力触探等,这些常用的技术为各个领域的发展都做出了很大的贡献,要是只选择一种勘查的方式其作用是有限的,无法满足勘查的所有需求,而结合多种勘查手段,能够取长补短,使地质勘查的整体质量得以提高。
伴随我国经济的快速发展,工程建设的水平在很大程度上也有了提高,同时工程项目对地质勘查要求也越来越严格。工程地质勘查是工程中十分关键的环节,对工程的质量的影响非常大。物探工作和地质工作一定要相互结合起,这样才可以使地质勘探工作顺利完成,也是对地质工作方式的扩展。传统地质工作和地点通常都是通过研究地质资料来勘查的,然而对地质的深层次的研究资料还不是十分精确,需要运用多种精密的仪器来勘测,这样才可以确保勘测的质量,使地质勘测的整体水平有效提高。
三、工程物探工作开展的特点
(一)工程探测的深度小
在具体的工程中,探测设计中因为地址问题多,再加上都是浅层问题,在进行地球物理探测的时候,其深度在地表几米至几十米不等,最大的深度在百米以上。
(二)探测的精度比较高
对于城市和高速铁路勘查等工程具有比较高的勘察精度,在平面和勘察深度上的误差很小,几乎达到几厘米。
(三)工程施工的场地狭小
工程地球物探工作时工程勘察、测试的主要部分,一般要求在很短的时间内完成,有时要求在几天到十几天不等就要完成测试工作,特别是工程抢险工程项目中。
四、地质物探现用勘察方法及其应用
现阶段探查地球物理所运用的的方法有重力、电法、磁法、地震、地温、放射性这六种,对于勘察工作而言这些方法为其提供的帮助很大。物探技术近些年来在很多的生产行业中应用的十分广泛,如矿产资源地质、工程地质和地质灾害、环境地质、考古等方面的勘查。并且在勘查、能源矿产寻找、黑色金属和有色金属矿产、非金属矿产及地下水等方面也有很好的功能。
(一)大地电磁测探
大地电磁测探方法作为场源在天然交变电磁场,被称为被动场源电磁测探法。探测过程中的深度非常大,不会被高阻层影响而屏蔽,其分辨良导介质的能力也很强。运作成本也不高,且野外装备也很轻便。在地震预报、勘探油气、调查地热田中意义重大,可以在一定程度上推动金属矿物勘探的成功进行。
(二)航空及地面甚低频电磁法。
在20世纪80年代初,航空及地面甚低频电磁法的物探勘测方法从国外引进。此方法主要是寻找较低电阻率的岩脉及矿脉,并对含矿构造进行追踪,对矿化范围很好地圈定,运用在良导层的断裂破碎及腐蚀带圈定方面比较多。在此物探技术使用过程中,其设备在野外观测的方法比较简单,且能对资料快速处理。然而在地形、电缆等人文干扰及异常情况发生情况下,要注意针对性的予以识别和纠正。在该技术中,因为使用的场源为kHz、30kHz的频率电磁波,在很大程度上对陆空地下的电磁场空间进行了测量,并了解浅层的电性局部异常现象。具有探测的深度较浅,并较弱的反应着异常信息。所以这种方法在浅覆盖区或者是外围剖面及扫面工作中运用的较多。
(三)地震层析成像
金属矿的勘察工作在20世纪80年代出现了地震层析成像技术。主要是运用X射线理论,利用地震波数据在一定程度上对地下结构的进行了反演,可以对数据进行剖析,并绘制出相应的图像。
(四)瞬变电磁场
瞬变电磁场主要是对目标感应出的涡流场而形成的二次电磁场变化进行研究分析,并以电磁场感应理论为勘测基础。对相应的空间形态进行预测,可以实现一定的探测目的。这种方法的使用对寻找高导电性的矿体的作用十分重要。
(五)可控源音频大地电磁法
这项技术的勘测深度有2 k m以上,可以在探寻深层地质构造及其隐伏矿的过程中发挥十分重要的作用,在2 0世纪8 0年代以主动场源频率域为电磁勘测依据的技术被广泛应用。在测量的过程中,只要运用移动接收机就能够对相应的面积进行测探,在一定程度上使工作效率提高了不少,并且还有效降低了工作成本。
(六)连续电导率剖面测量系统
由于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,运用连续电导率剖面测量系统对其天然信号加以补充。并且能够拥有较高的分辨率电阻,从而成像。
(七)钻孔彩色电视全孔壁成像技术
钻孔彩色电视伞孔壁成像系统是一项新技术,是直接把人们的视线延伸到钻孔到达的地下岩体等地质体内部,为准确对地下隐蔽工程的内部结构了解提供的测试手段。可以直接对钻孔壁360°范围图像进行观察,这一成果的关键技术主要有:设计密封结构、实现360°孔壁成像、消除干涉光斑、研究与开发图像处理软件系统等。
五、物探方法发展展望
(一)物探技术方法发展
因为探测技术工程牵涉的地质与检测问题,在未来将会有很大的发展,多波理论和物理波场的频谱范围也会越来越广泛的被运用,电磁波谱可利用的范围由纯直流扩到雷达波,弹性波谱由瑞雷波向超声波频率扩展。陆地声纳法、地震映像法、高密度电阻率法、大地电磁电导率剖面法等探测数据快速连续自动采集技术将会更加活跃。
(二)物探仪器设备的发展
勘测复杂的地质条件使得仪器设备必须具备防尘、防震、防潮等效果,要求其智能化程度不断增强、能够捕捉较大动态范围的长远信号,仪器将会从单一化的专用仪器逐渐发展为多功能化,推动各种探测方法相互渗透和综合应用。
结语
使用物探技术首得熟悉其原理,并做好资料分析的工作,合理选择多种物探技术,使物探技术的先进作用能在最大程度上得以发挥,为生产和科研带来可观效益,促进生产力更快发展。
参考文献:
[1]高云升. 物探方法在工程地质勘查中的应用[J]. 黑龙江科技信息,2013,14:56.
[2]林伟. 物探与钻探在工程地质勘查中的应用[J]. 中国高新技术企业,2008,22:214+217.
关键词:物探;地质勘查;应用
中图分类号:p62 文献标识码:A
一、地球物理探测技术
(一)概念
地球物理探测技术也被称为物探技术,主要是运用专门的仪器和设备,观察分布的地球物理场的变化特点。可以有效的对环境地质及其工程地质中出现的问题加以解决。
(二)地球物理探测技术的工作原理
地球物理探测技术的工作原理是:通过专门的设备发射相应的信号给探测目标题,并采用专门的接受装置对介质体中被异常面返回的信号进行接受。运用信号在介质体中呈现的传播特点,对其进行分析和辨别。并运用存在的资料判断介质体的结构。如探地雷达技术。
探地雷达技术主要是以地球物理探测对象为前提,运用一定的方法对地下介质的分布情况的广谱电磁技术加以分析确定。通过据实际探测对测线L进行布置,探地雷达运用发射装置发射高频宽带电磁波,用接收装置对来自地下介质界面的反射波电磁波进行接收,在介质中传播的过程中,其路径、电磁场強度与波形都会伴随所通过介质的电性质及几何形态发生变化。通过对波的传播时间、幅度、波形和存在的已知资料的接收,可以很大程度上对地质情况进行勘察,在防灾、减减灾等方案的制定上提供了可靠的资料。
二、工程地质工作与物探方法之间的关系
物探是地球物理勘探的简称。物探为我国资源的开发和环境的保护方面提供
了一定的借鉴。近年来物探工作主要包括资源、环境、工程领域服务。伴随我国科学技术的发展物探方法也有了很大的进展与突破,退工了我国国民经济的快速发展。传统的工程地质勘查方式主要有钻探取土、标准贯入实验、双桥静力触探等,这些常用的技术为各个领域的发展都做出了很大的贡献,要是只选择一种勘查的方式其作用是有限的,无法满足勘查的所有需求,而结合多种勘查手段,能够取长补短,使地质勘查的整体质量得以提高。
伴随我国经济的快速发展,工程建设的水平在很大程度上也有了提高,同时工程项目对地质勘查要求也越来越严格。工程地质勘查是工程中十分关键的环节,对工程的质量的影响非常大。物探工作和地质工作一定要相互结合起,这样才可以使地质勘探工作顺利完成,也是对地质工作方式的扩展。传统地质工作和地点通常都是通过研究地质资料来勘查的,然而对地质的深层次的研究资料还不是十分精确,需要运用多种精密的仪器来勘测,这样才可以确保勘测的质量,使地质勘测的整体水平有效提高。
三、工程物探工作开展的特点
(一)工程探测的深度小
在具体的工程中,探测设计中因为地址问题多,再加上都是浅层问题,在进行地球物理探测的时候,其深度在地表几米至几十米不等,最大的深度在百米以上。
(二)探测的精度比较高
对于城市和高速铁路勘查等工程具有比较高的勘察精度,在平面和勘察深度上的误差很小,几乎达到几厘米。
(三)工程施工的场地狭小
工程地球物探工作时工程勘察、测试的主要部分,一般要求在很短的时间内完成,有时要求在几天到十几天不等就要完成测试工作,特别是工程抢险工程项目中。
四、地质物探现用勘察方法及其应用
现阶段探查地球物理所运用的的方法有重力、电法、磁法、地震、地温、放射性这六种,对于勘察工作而言这些方法为其提供的帮助很大。物探技术近些年来在很多的生产行业中应用的十分广泛,如矿产资源地质、工程地质和地质灾害、环境地质、考古等方面的勘查。并且在勘查、能源矿产寻找、黑色金属和有色金属矿产、非金属矿产及地下水等方面也有很好的功能。
(一)大地电磁测探
大地电磁测探方法作为场源在天然交变电磁场,被称为被动场源电磁测探法。探测过程中的深度非常大,不会被高阻层影响而屏蔽,其分辨良导介质的能力也很强。运作成本也不高,且野外装备也很轻便。在地震预报、勘探油气、调查地热田中意义重大,可以在一定程度上推动金属矿物勘探的成功进行。
(二)航空及地面甚低频电磁法。
在20世纪80年代初,航空及地面甚低频电磁法的物探勘测方法从国外引进。此方法主要是寻找较低电阻率的岩脉及矿脉,并对含矿构造进行追踪,对矿化范围很好地圈定,运用在良导层的断裂破碎及腐蚀带圈定方面比较多。在此物探技术使用过程中,其设备在野外观测的方法比较简单,且能对资料快速处理。然而在地形、电缆等人文干扰及异常情况发生情况下,要注意针对性的予以识别和纠正。在该技术中,因为使用的场源为kHz、30kHz的频率电磁波,在很大程度上对陆空地下的电磁场空间进行了测量,并了解浅层的电性局部异常现象。具有探测的深度较浅,并较弱的反应着异常信息。所以这种方法在浅覆盖区或者是外围剖面及扫面工作中运用的较多。
(三)地震层析成像
金属矿的勘察工作在20世纪80年代出现了地震层析成像技术。主要是运用X射线理论,利用地震波数据在一定程度上对地下结构的进行了反演,可以对数据进行剖析,并绘制出相应的图像。
(四)瞬变电磁场
瞬变电磁场主要是对目标感应出的涡流场而形成的二次电磁场变化进行研究分析,并以电磁场感应理论为勘测基础。对相应的空间形态进行预测,可以实现一定的探测目的。这种方法的使用对寻找高导电性的矿体的作用十分重要。
(五)可控源音频大地电磁法
这项技术的勘测深度有2 k m以上,可以在探寻深层地质构造及其隐伏矿的过程中发挥十分重要的作用,在2 0世纪8 0年代以主动场源频率域为电磁勘测依据的技术被广泛应用。在测量的过程中,只要运用移动接收机就能够对相应的面积进行测探,在一定程度上使工作效率提高了不少,并且还有效降低了工作成本。
(六)连续电导率剖面测量系统
由于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,运用连续电导率剖面测量系统对其天然信号加以补充。并且能够拥有较高的分辨率电阻,从而成像。
(七)钻孔彩色电视全孔壁成像技术
钻孔彩色电视伞孔壁成像系统是一项新技术,是直接把人们的视线延伸到钻孔到达的地下岩体等地质体内部,为准确对地下隐蔽工程的内部结构了解提供的测试手段。可以直接对钻孔壁360°范围图像进行观察,这一成果的关键技术主要有:设计密封结构、实现360°孔壁成像、消除干涉光斑、研究与开发图像处理软件系统等。
五、物探方法发展展望
(一)物探技术方法发展
因为探测技术工程牵涉的地质与检测问题,在未来将会有很大的发展,多波理论和物理波场的频谱范围也会越来越广泛的被运用,电磁波谱可利用的范围由纯直流扩到雷达波,弹性波谱由瑞雷波向超声波频率扩展。陆地声纳法、地震映像法、高密度电阻率法、大地电磁电导率剖面法等探测数据快速连续自动采集技术将会更加活跃。
(二)物探仪器设备的发展
勘测复杂的地质条件使得仪器设备必须具备防尘、防震、防潮等效果,要求其智能化程度不断增强、能够捕捉较大动态范围的长远信号,仪器将会从单一化的专用仪器逐渐发展为多功能化,推动各种探测方法相互渗透和综合应用。
结语
使用物探技术首得熟悉其原理,并做好资料分析的工作,合理选择多种物探技术,使物探技术的先进作用能在最大程度上得以发挥,为生产和科研带来可观效益,促进生产力更快发展。
参考文献:
[1]高云升. 物探方法在工程地质勘查中的应用[J]. 黑龙江科技信息,2013,14:56.
[2]林伟. 物探与钻探在工程地质勘查中的应用[J]. 中国高新技术企业,2008,22:214+217.