綜合物探技術在地質勘探中的應用分析

1.劉 穎 2.董春友

1.河北省地礦局第二地質大隊 2.河北源眾工程技術有限公司

綜合物探技術在地質勘探中的應用分析

1.劉 穎 2.董春友

1.河北省地礦局第二地質大隊 2.河北源眾工程技術有限公司

當前，在地質勘探工作中，各種新技術得到了廣泛的應用。因此，在當下的地質勘探工作中應該進一步加強對新興的科學技術的研究，以提高地質勘探的整體水平，采用物探技術進行地質勘探便具有重要的現實意義。同時，為確保不同物探技術彼此優缺點的有效互補，通常選擇多種物探技術對地質工程進行綜合探測，從而更好的提升勘探的精準度。

綜合物探技術；地質勘探；應用

1.地質勘探技術中的綜合物探技術

由于受到地球復雜的地質條件等因素的影響，地質結構容易出現電場、磁場等物理場的變化，因此在實際的工程地質勘探過程中，可以通過使用電法、地震法、磁法等物探的方法對目標實施探測。

綜合物探技術在地質勘探中有以下優點：(1)這種方法能夠對淺層地質情況進行探測，探測深度可以是幾米也可以是上百米，并且勘測對象廣，施工周期段，費用低。(2)這種方法解決問題的準確性和精度較高，因而對那些對精準度有著更高要求的勘探單位來說，能夠獲得更為理想的探測結果。(3)這種方法能夠快速完成勘探任務，并且不需要較大的施工場地，具有簡便易行的特點，為后續施工的按時進行提供時間上的保障。

2.綜合物探技術方法原理

2.1 瞬變電磁法。瞬變電磁法(TEM)，其工作實質上是將未與地線相連的通電回路或接地的導線充當場源，通過刺激探測對象感應生成二次電流，進而借由測定脈沖間隙電磁場變化相應狀況來判定地質狀況的一種方法。由于二次場的持續時間非常短暫，近乎為瞬時，所以從根本上而言其是一種時間域電磁法。這種方法的物理基礎是電磁感應原理。借助具有導電特性的物質在發生階躍變化的電磁場中會產生渦流場變化的特性。

2.2 可控源音頻大地電磁測量法。可控源音頻大地電磁測量方法英文簡稱CSAMT，是指借助一定的發射裝置，通過頻率不一的交流電源發射不同的電磁波，然后通過對比分析地表所接收到電磁場振幅與相位的變化，實現地質環境的勘測。依據交流電所具有的集膚效應，不同頻率電磁波所具備的穿透性能也各不相同，一般而言在淺部地層廣泛分布著各種高頻率電磁場，而深部地層中則分布有各種低頻率電磁場。所以，通過對不同電磁頻率的轉換，便能夠對深部不一的地層地質狀況進行探查。

3.綜合物探方法在地質勘探中的應用

3.1 本次瞬變電磁法試驗選取某礦進行數據采集，在礦區內在煤礦礦界內共布設了4條瞬變電磁勘探線，實際完成104個地球物理探測點。

通過對區內巖層、地下水、采空區等層位的電阻率差異分析，認為區內視電阻率值大于60Ω·m的為弱富水性，視電阻率值為40～60Ω·m的為中等富水性，視電阻率值小于40Ω·m的為強富水性。

礦區內布置的1號勘測線視電阻率等值線斷面圖如圖1。

數據解釋：1號勘測線以下地層存在3個低阻異常區，其中1號、2號低阻異常區在+1440m以下連為一體。1號低阻異常區位于1測點至8測點之間，其中等富水區的頂界出露地表；2號低阻異常區位于10測點至14測點之間，對應C2煤層采空區。

1號、3號低阻異常區的中等富水區已經到達地表，有利于大氣降水的匯集和下滲，通過長時間的下滲后大氣降水補充了各含水層的靜儲量，形成了縱向的低阻異常區。

根據煤層賦存情況推測中泥盆系(D2)灰巖、泥灰巖積水的區域為：1號低阻異常區的強富水區，在+1450m高程以下；2號低阻異常區的強富水區，在+1460m以下；3號低阻異常區的強富水區，在+1550m高程以下；初步推測中泥盆，(D2)灰巖、泥灰巖由裂隙節理、斷裂、巖溶孔洞組成的積水空間距煤層的距離在150m左右，巖溶水對煤層開采沒用影響。

總結：1號勘測線0測點至3測點C2煤層沒有開采過，4測點至26測點對應C2煤層采空區；27測點至32測點位于C2煤層露頭(風氧化帶)以外。C2煤層采空區除個別地段為疑似積水區外，大部分地段沒有積水的物性特征。通過分析后推測中泥盆系(D2)灰巖、泥灰巖的巖溶水對煤層開采沒有影響。

3.2 由于目標體的電性是有不同的，基于此人們又發現了一種勘探方法，即為高密度電阻率法。由于較多的水存在于滑動面表層的土內，因此在滑坡物內該部分具有比較低的電阻率。又因為粉質砂巖以及泥巖存在于滑動面的下半部分，且該部分具有很差的滲水能力，因此該部分有著比較高的電阻率。如此，滑坡面不同部位的交界處就出現了帶有不同電性的一層，通過對巖體進行實際的電性測試，可以得知介質不同會導致電阻率出現一定的變化，表層的電阻率大小處于0～30Ω·m的范圍值內，相對而言，滑動面的下半部分由于具有較差滲水能力的砂巖的存在具有較大的電阻率值，電阻率大小處于55～125Ω·m的范圍值內，所以應用高密度電阻率法可以對滑動面的不同部分進行區別。

綜上，合理且科學的綜合運用多種不同物探技術并參照已有地質勘測資料，從而對勘測區域內的地質進行分析在地質勘探中具有重要意義。同時，要通過不同的角度和方式對勘測結果的穩定及可靠性進行驗證，抓住具體的勘探需求，最終完成勘探目標數據的收集整理，達到對地質進行精確勘探的目的。

[1]楊嘉明，劉凱，韓飛，郭奇.綜合物探方法在地質超前預報中的應用[J].東北水利水電，2016，09：43-45.

[2]李敬宇.綜合物探技術在煤炭礦井水文地質中的應用研究[J].山西建筑，2016，29：53-54.

圖1 視電阻率等值線斷面圖