試論地質勘測中的綜合物探技術應用

劉亞文

(河南省地礦局第二地質勘查院,河南許昌 461000)

試論地質勘測中的綜合物探技術應用

劉亞文

(河南省地礦局第二地質勘查院,河南許昌 461000)

地質勘測是礦產資源開發及地質災害預防治理等的基礎工作。地質勘測中相關技術的運用直接關系到勘測的成果。物探技術是地質勘測中非常重要的勘測技術,將兩種以上的物探技術相結合,以有效的解決特定的地質問題,這便是地質勘測中綜合物探技術的應用。綜合物探技術不僅可以提高地質勘測效果的準確性,還可以有效的節省勘測成本,提高勘測效益。 本文在綜合物探技術在地質勘測中應用的必要性及原理進行簡單分析,明確常用的綜合物探技術,并結合案例對其應用進行探討。

地質勘測 物探技術 應用 分析

地質勘測中的綜合物探技術將多種物探技術優化組合,在礦產資源地質勘測、工程地質勘測、環境地質勘測及地質災害勘測等方面得到了廣泛應用,綜合物探技術的應用不僅提高了地質勘測的準確性及效率,避免了單一物探技術的局限性,而且在一定程度上提高了勘測的經濟效益,節省了資源及成本。在明確綜合物探技術的作用原理及常用技術的基礎上,對相關的應用案例進行探討,是進一步了解綜合物探技術,合理運用這一技術的有效途徑。

1 地質勘測中綜合物探技術應用的必要性及原理分析

1.1 綜合物探技術應用的必要性分析

隨著科技的發展,綜合物探技術已經逐漸走向成熟,在地質勘測方面的應用也取得了良好的效果。在水文地質勘測中可以根據水質具有的導電特性及巖石具有的電磁場綜合進行探測;在地質災害調查中,綜合物探技術可以對地質結構進行正確的判斷,從而對異常結構的位置及巖層的斷層情況進行確定;在工程地質勘測中,可以對地質進行有效的勘測,從而保障工程的施工安全及建筑質量安全。在考古地質勘測中,綜合物探技術可以通過幫助考古人員對文物的準確位置進行確定等等。因此,在地質勘測中,綜合物探技術的運用非常廣泛,不僅可以提高勘測工作的準確性,而且可以提高勘測效率,降低工作強度,對我國地質勘測工作具有非常重要的作用及意義。所以,在地質勘測中綜合物探技術應用是必然的,也是必要的。

1.2 綜合物探技術的原理分析

物探技術的作用原理是根據巖石之間的密度、電性、磁性及放射性等物理性質差異,用不同的物探設備及物理方法,在地球物理的原理基礎之上,對區域地球物理場的變化進行測量,從而充分了解這一區域的水文地質、工程地質、地質災害發生幾率等地質狀況。由于單一物探技術作用具有一定的局限性,所以在地質勘測中,常采用多種物探方法相結合進行勘測的形式,這便是綜合物探技術。綜合物探技術是在電子信息技術高速發展的基礎上發展起來的,由于不同地質結構的物理特性不同,利用精密電子儀器對地質結構進行探測,而后通過儀器反饋的數據及圖像,對地質結構進行定量的分析,有效判斷地質結構的嚴實密度及輻射,從而為地質相關工作提供有價值的指導。

2 地質勘測中的常用綜合物探技術分析

2.1 地震橫波反射勘測技術

地震橫波反射勘測技術是物探技術在地質勘測中應用的技術之一,基于橫波的頻率較低、速度較低及波長較短的特點,其對地層的分辨率比較高且不會受到地層含水的影響,所以在近地表地質體勘測及地質災害勘測中被應用較廣。橫波反射勘測技術的原理主要是利用不同的介質之間的波阻抗差異,對地層內的地質體進行探測。在橫波反射勘測中,由于近地表地層的介質性質變化及沉積差異較大,橫波的傳播速度變化相對較大,所以,要對表層的速度參數進行有效的提取,并且要盡量保證參數的精度,以準確的對發射資料進行解釋。在橫波發射勘測中,一般會結合折射波勘測及橫波回折波等技術,從而獲得更加精確的表層橫波速度資料。

2.2 地震映像技術

地震映像技術是在近些年發展起來的一種淺層地質勘測綜合物探技術,這一技術的施工方法及資料處理方法比較簡單,不僅分辨率高,而且抗干擾能力較強,在淺海、江、河、湖等水文地質勘測中被應用較廣,能夠有效的解決淺層地質問題。在這一技術的應用中,要選擇最佳的偏移距,并通過反復試驗來確定折射波、直達波、聲波及面波等規則干擾波出現的范圍,最終取得最佳的接收效果。這一技術如果應用于陸上地質勘測,則一般采用單道檢波器進行接收,振動源則一般用重錘對地面進行敲擊。而在水上應用這一技術時,則需要震源船及水聽器進行激發和接收工作,并且要配備定位系統。

2.3 地質雷達技術

地質雷達技術也是物探技術中的一種,這一技術的分辨率高、速度快且對作業無損,而且相對探測深度范圍較大,一般在工程地質勘測、地質災害勘測、高速公路質量檢測等方面被廣泛應用。其原理是通過高頻電磁波以寬頻帶短脈沖的形式由地面通過發射天線送入地下,并經過底層反射返回地面,并由接收天線進行接收。當電磁波在介質中傳播時,其強度、路徑及波形都會隨著通過介質的變化而發生形態變化,從而根據接收到的信息,進行圖像處理及分析,以確定地質結構。這一技術在應用中,獲取真實直觀的雷達圖像資料及數據采集是獲取有效信號并做出正確解釋的基礎,因此要準確的選擇測量參數,以保障雷達圖像的清晰直觀。

2.4 電磁波層析成像技術

電磁波層析成像技術是利用透射電磁波的測量數據,利用物理及數學關系對物體內部物量分布進行揭示,從而以圖像的形式對結果進行表現。電磁波層析成像對特定工作頻率的發射及接收比較容易實現,而且相對成本較低,因此對于精細構造及電阻率差異較大的地質體進行勘測比較適宜。同時,這一技術的分辨率較高,勘測結果的可靠性比較強,因此在地殼淺部地質構造勘測中應用廣泛,對于城市活斷層勘測具有較大的實用價值。

2.5 鉆孔彩色電視全孔壁成像技術

鉆孔彩色電視全孔壁成像技術是綜合物探技術中的一項新技術。這一技術能夠直接對鉆孔壁360°范圍圖像進行直接觀察,將觀察者的視線延伸到鉆孔所達到的地下巖體及地質體內部,從而可以準確的了解地下隱蔽工程的內部結構。其關鍵的技術主要有干涉光斑消除、密封結構設計、360°孔壁成像實現及圖像處理軟件系統開發等等。

3 綜合物探技術的應用及實例分析

綜合物探技術在地質勘測中的應用非常廣泛,水文地質勘測、工程地質勘測、地質災害勘測、考古地質勘測等諸多地質勘測中都會用到綜合物探技術。而綜合物探技術的應用對于地質勘測中有效數據及信息的獲取具有非常重要的意義。下面就以工程地質勘測中綜合物探技術應用的案例進行簡單的分析,以更加清晰的認識綜合物探技術的應用過程及所發揮的作用。某一高速公路工程需要經過一段地形較為復雜的山區,這一區域的工程建設需要較多的橋梁隧道構筑,因此,需要運用綜合物探技術作為地質勘測的重要手段。首先,在橋梁的構筑中,由于橋梁區域的表層是耕地,有少許的基巖出露,且在初步勘測結果中顯示從上到下的覆層速度依次增大,可以應用綜合物探技術。而后,根據地形條件進行測點布置,進而使用綜合物探技術獲取數據及圖像信息;其次,在隧道的構筑中,通過初步勘測,確定此地適合運用綜合物探技術。而后進行測點布置,期間充分考慮測點及鉆孔資料之間的對比,并保證多道瞬態面波與折射波能夠重合。進而對測試參數進行設置,并嚴格按操作步驟對信號數據進行采集,進行數據的分析處理,從而得到了綜合物探與鉆孔結果的對比關系圖,兩者的吻合效果比較好。而后進行資料的解釋,以完成綜合物探在這一工程中的運用。實踐證明,綜合物探技術的應用提高了勘測工作的效率,并且在一定程度上節省了大量的勘測費用。也為綜合物探相關技術的理論應用成果做了比較權威的事例論證,展示了綜合物探技術的應用效果。

4 結語

通過本文的分析,對地質勘測中的綜合物探技術有了清晰的認識,明確了其在地質勘測中應用的必要性,對其作用原理及常用技術類型簡單的進行了了解。并針對相關技術的應用案例進行了探討。對進一步了解綜合物探技術的應用效果,發揮綜合物探技術在地質勘測中的作用,有積極的指導意義。

[1]王華政.地質勘測中的綜合物探技術應用分析[J].建材與裝飾(中旬刊),2008年第3期.

[2]尹國良.綜合物探技術在地質勘查中的分析應用[J].四川建材,2008年第4期.

劉亞文(1961.10—),男,中專,畢業于鄭州地質學校,地球物理勘探專業,主要從事物探找礦和物理勘探在地質災害中的應用。