地球物理勘探及其應用

蔡會梅

【摘 要】在新中國成立以來，我國地球物理工作在資源勘探中發揮了巨大的作用，取得了舉世矚目的成績。論文通過介紹地球物理勘探技術的概念、主要的物探方法，探討了物探技術在土壤污染探測和地質災害勘探中的有效應用。

【Abstract】Since the founding of new China， China's geophysical work has played a huge role in resource exploration， and has achieved remarkable results. By introducing the concept of geophysical exploration technology and the main geophysical methods， this paper discusses the effective application of geophysical technology in soil pollution exploration and geological disaster exploration.

【關鍵詞】地球物理勘探；物探技術；土壤污染探測；地質災害勘探

【Keywords】geophysical exploration； geophysical technology； soil pollution detection； geological hazard exploration

【中圖分類號】P631 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）03-0055-02

1 地球物理勘探的概述

普通物探亦稱地球物理勘探，簡稱“物探”，是通過觀測由地下探測對象與周圍介質物理性質的差異所引起的物理場變化，來研究探測對象的形態和性質的一門地質學與物理學的邊緣學科。目前，已利用的物理性質包括密度、磁性、電性、彈性、熱性和放射性等，與其相應的物探方法有重力勘探、磁法勘探、電法勘探、地震勘探、地熱勘探、放射性勘探。依據工作空間位置的不同，又可劃分為地面物探、航空物探、海洋物探、井中物探等。按照勘探對象的不同，可劃分為金屬與非金屬、石油與天然氣、煤、水文、工程與環境物探等。

從物探技術所包括的三部分內容，即數據采集、處理和解釋來看，它屬于信息科學的范疇。它的整個發展過程，一方面體現在：儀器設備的性能和觀測技術的不斷改進完善，使數據采集的精度越來越高；數據處理方法的不斷改進，使各種影響因素得以消除；針對不同研究對象不斷地優化地球物理方法組合，以得到正確的地質解釋。另一方面是研究利用新的物理參數，以擴大信息來源。因此可以看出，地球物理勘探技術的發展，是和相關科學技術的發展息息相關的。

2 物探技術在土壤污染探測中的應用

在我國經濟快速發展，人民生活水平不斷提高的同時，帶來了一系列的環境污染問題。科學家們考察了陜北的黃土高原，東北的黑土地侵蝕基地，以及大量的農村土地現狀，發現不少的土地面臨著嚴重的鹽堿化、風沙化和重金屬污染等問題。由于工業迅猛的發展，固體廢物不斷向土壤表面堆放和傾倒，有害廢水不斷向土壤中滲透，大氣中的有害氣體及飄塵也不斷隨雨水降落在土壤中，都導致了土壤污染。這些土壤問題應該像病人一樣得到醫生的治療和修復。土壤改良能夠改善貧瘠土壤的營養狀況，提升農作物的產量；土壤修復能夠解決土壤污染帶來的環境問題，讓健康的土壤給大家帶來健康的生活。

就我國環境現狀，土壤污染不僅嚴重，而且還在轉移擴散。有毒化工和重金屬污染由工業向農業轉移、由城區向農村轉移、由地表向地下轉移、由水土污染向食品鏈轉移的趨勢。為土地把脈看病，解決其風沙化、鹽堿化以及重金屬污染等問題已是迫在眉睫，而且這也是我們國家重點關注和支持的領域。物探技術可以用來圈定污染物范圍，找出污染源，確定受污染的程度，為進一步的土壤治理和改良修復提供依據。所以，物探技術將會在土壤污染探測這一領域中發揮其重要的作用。

物探技術用于土壤污染探測領域還存在一些不足。我國幅員遼闊，土壤地域性差異較大，無法用單一的技術和方法對污染物進行探測、改良和修復。這就需要針對污染源性質的不同，選用不同的地球物理方法對其進行探測和監測。比如根據污染物的電性、磁性、放射性等物理性質的不同，選用電阻率法、激發極化法和探地雷達法（GPR）、磁法、放射性探測法等進行探測。目前，我國已經有很多物探方面和環境方面的專家學者在土壤污染物探測和受污物物性方面做了大量的實驗和研究，積累了很多寶貴的經驗。土壤污染探測是一門綜合性的學科，需要加強多個學科之間的技術交流與合作；需要建立具有專業技術人員的隊伍來推進物探技術的更深層次研究；需要研究開發新的探測儀器設備。由于大部分探測作業所處的環境非常惡劣，這就要求探測設備應該具備良好的防塵、防潮和防震等性能，并且還應進一步增強設備的智能化程度，具備較高的分辨率和靈敏度，提高信號采集和數據處理能力，使現有的單一功能的設備向多功能方向發展，突破各種不同探測方法之間的界限，使各種探測方法互相滲透，促進各種方法的發展，加快對污染探測的研究[1]。

3 物探技術在地質災害勘探中的應用

地質環境是我們人類共同生存，并持續發展所需要的最基本條件。但是在地質改變的過程中地質體及環境發生了巨大的變化，特別是最近幾年，我國很多地區出現暴雨、地震、泥石流、滑坡、崩塌、海嘯、水土流失、土地沙漠化、土壤鹽堿等地質災害，導致了大量人員、牲畜傷亡，建筑物倒塌毀壞等情況，使人類的生命財產安全、生存環境造成巨大破壞和損失，阻礙了社會經濟的發展。

物探技術應用在地質災害勘探工作中屬于一種現代化的科學技術，它可以對地質災害進行調查、勘探以及危險性評估，提供較為科學的依據，使相關研究部門獲得有效的使用數據。此方法具有快速、準確、全面、省時且經濟的特點。近些年來，在滑坡，采空區，巖溶土洞，地面塌陷等地質災害的勘探工作方面，取得了較好的調查結果，并且得到了很好的實踐效果。由此可見，地質勘探是對地質災害進行預防與治理的重要環節，是保護環境建設美好家園的重要部分。

對地質災害進行預測和監測是地質勘察的主要任務，充分利用所在區域的地質結構特點等信息，對其進行最初的預測工作，劃定地質災害范圍目標，然后進行調查研究，劃分目標區域，分析目標區域地質結構特點及其發展變化的規律，對目標地質選用適當的技術方法進行掃描勘探，明確目標地質的化學形態狀況，統計好數據結果，整理成文件。結合現有的技術，客觀地評價調查區域存在的地質災害風險狀況，研究下一步計劃和制訂合理的治理方案。地質災害的監測工作主要是在得到真實可靠的數據以后，利用配套的計算機軟件對觀測數據進行分析和處理，輸出各類地質解釋圖。依據地質災害發生的背景條件，分析統計地質數據，根據地質災害的分布情況，判斷形成地質災害的狀態，及時對其是否繼續擴大發展做出預測，并提出相關預防控制的方法措施。地質災害危險性評估是對地質災害的活動程度進行調查、監測、分析、評估的工作，主要評估地質災害的破壞能力。如災害活動強度或規模、活動頻率、分布密度、危害強度等。為規劃、部署、實施地質災害防治工作提供科學依據。

人類活動區域日益廣泛，地殼活動始終不斷，必然就導致各種各樣的地質災害出現。物探技術之所以被大范圍應用在地質災害的防治和評估工作中，受到政府的高度重視，主要是因為它能夠快速、全面地“透視”地球，得到災情信息，并進行綜合分析、監測、預報和預防地質災害。

物探技術在我國的工程、資源以及環境保護等領域上都發揮了其重要的作用。隨著經濟的飛速發展，城市化建設進程不斷加快，它在城市建設過程中的影響力也越來越大，物探技術將在城市規劃、建設和管理等其他更多的領域為社會主義經濟發展做出更大的貢獻。

【參考文獻】

【1】錢桂蘭，張保康，屈建余.普通物探[M].北京：地質出版社，2007.