綜合物探技術(shù)在地質(zhì)勘探中的應(yīng)用分析

羅 順，姚鵬飛

（核工業(yè)二七〇研究所，江西 南昌 330200）

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國工程物探行業(yè)在這些年取得很大的發(fā)展，各種工程物探新技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)，比如遙感技術(shù)、物探勘測技術(shù)和礦產(chǎn)信息管理就技術(shù)被應(yīng)用礦產(chǎn)管理和地質(zhì)勘探的過程中，極大提高了礦產(chǎn)的利用率，為緩解我國用地緊張做出了很大的貢獻(xiàn)。

1 傳統(tǒng)勘探技術(shù)的局限性

我國幅員遼闊，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，這些問題的存在就給地質(zhì)勘探帶來了很大的困難。另外隨著礦產(chǎn)不斷開采，礦產(chǎn)資源勘測和開采的難度越來越大。這些技術(shù)的難題給結(jié)構(gòu)和勘測專業(yè)帶來了新的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的勘探技術(shù)已經(jīng)很難滿足地質(zhì)勘探的需要了，如何將綜合物探技術(shù)和傳統(tǒng)勘探技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來成為了新時期勘探發(fā)展面臨地新的挑戰(zhàn)。在新時期傳統(tǒng)勘測技術(shù)主要存在著以下幾個方面的問題[1，2]。

第一是如何科學(xué)合理對界面進(jìn)行有效地劃分。這里劃分問題主要指的是巖土體和巖石的界面劃分問題,以及如何區(qū)分地質(zhì)構(gòu)造、軟弱結(jié)構(gòu)面，以及不良地質(zhì)體的地質(zhì)界面的區(qū)別等等。

第二是有效解決地質(zhì)形態(tài)存在的問題,在地下進(jìn)行勘探過程中，地下可能存在不明物體，地下結(jié)構(gòu)以及分布未知的現(xiàn)象，以及如何使用技術(shù)手段來提高埋藏位置和埋藏深度的測定。

第三是如何設(shè)置巖土參數(shù)，使其達(dá)到最優(yōu)。在進(jìn)行巖石樣本測試時很多樣品難以進(jìn)行取樣或者進(jìn)行相應(yīng)的試驗測試。常見的物質(zhì)如粗顆粒土和風(fēng)化巖等。其巖土設(shè)計參數(shù)(承載力、變形指標(biāo)等)難于確定。可以根據(jù)圖1給的數(shù)據(jù)來設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)。

2 綜合工程物探新技術(shù)

（1）瞬變電磁法分析。瞬變電磁法是綜合物探技術(shù)主要的技術(shù)手段，這種技術(shù)主要是通過利用瞬變電磁技術(shù)來對于勘測地區(qū)的地質(zhì)進(jìn)行分析研究，重點對礦井采空區(qū)積水位置進(jìn)行準(zhǔn)備的勘測和分析。瞬間電磁法的技術(shù)又被稱為TEM，被廣泛應(yīng)用地質(zhì)勘測過程中。瞬變電磁法工作原理主要是利用不同物質(zhì)對于電磁的不同特性來開展工作的，這種技術(shù)能夠通過分析地下礦體導(dǎo)電功能、磁功能之間的差異，從而獲得電磁之間的分布，然后利用相關(guān)的電磁理論來對勘測地區(qū)物質(zhì)分布做出科學(xué)合理的規(guī)劃。這種技術(shù)能夠?qū)ΦV井不水文地質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)的分析和處理，能夠大幅度提高水問題的處理效率。這種技術(shù)方法能夠有效搜集礦井水文的相關(guān)數(shù)據(jù)，從而對數(shù)據(jù)進(jìn)行充分分析，從未制定有效地水文災(zāi)害解決方案。

（2）探地雷達(dá)法。探地雷達(dá)法又被稱為GPR方法，探地雷達(dá)法和其他綜合工程物探技術(shù)相比，它最大的特點在于這種技術(shù)具有很強(qiáng)的靈活性和可擴(kuò)展性，可以根據(jù)不同的地質(zhì)構(gòu)造和地質(zhì)結(jié)構(gòu)制定不同的技術(shù)解決方案，從而保障綜合物探技術(shù)的科學(xué)性和合理性。探地雷達(dá)法在實際應(yīng)用到物質(zhì)勘探過程中主要表現(xiàn)出以下幾個特點。第一：在利用探地雷達(dá)法進(jìn)行勘測過程中，工序簡便且及操作，能夠長時間連續(xù)采集數(shù)據(jù)。第二，這種技術(shù)勘測地質(zhì)效率高、數(shù)據(jù)采集快，能夠根據(jù)不同的地質(zhì)情形制定不同的勘測方案。第三，這種技術(shù)是一種無損檢測技術(shù)，和其他技術(shù)相比在效率和速度具有很強(qiáng)的優(yōu)勢。

（3）礦井直流電法。礦井直流電法主要適用于地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的地區(qū)。隨著我國礦產(chǎn)不斷開發(fā)，礦產(chǎn)開發(fā)的地質(zhì)條件變得越來越復(fù)雜，傳統(tǒng)的物探技術(shù)很難開展地質(zhì)勘查，但是礦井直流法有效解決了這個問題，這種技術(shù)是屬于全空間電法勘探的一種，主要是通過對于礦產(chǎn)巖石的電性物理特性進(jìn)行研究，通過分析不同巖石的電性差異，從而利用電場的相關(guān)理論來對于礦井水文地質(zhì)狀況進(jìn)行詳細(xì)的研究分析，從而制定合理的解決方案。

3 工程物探新技術(shù)在地質(zhì)勘探中的作用

3.1 工程物探新技術(shù)優(yōu)點

第一個優(yōu)點，很多工程物探新技術(shù)可以實施多地點數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，不需要各個監(jiān)測點進(jìn)行信息交互，這樣就促進(jìn)物探勘測開展工作的方便性和快捷行，提高了檢測效率，同時減少了企業(yè)的運營成本。同時物探勘測技術(shù)不受復(fù)雜環(huán)境的影響，在很多條件下都能有效地開展工作，這樣工程物探人員就能全天候執(zhí)行觀測任務(wù)，從而提高了工作效率。

第二個優(yōu)點，礦產(chǎn)信息管理信息越來越朝著智能化、自動化的方向發(fā)展。現(xiàn)在很多工作都是自助完成的，并不需要人的參與。比如可以利用物探勘測接收機(jī)，能夠自動完成數(shù)據(jù)的采集，同時依托于自動控制系統(tǒng)，自主完成信息的采集、傳輸數(shù)據(jù)處理，同時可以設(shè)置異常報警等功能，這樣就可以最大程度提高工作效率，同時減少企業(yè)的運營成本。

第三，物探勘測技術(shù)處理礦產(chǎn)信息數(shù)據(jù)擁有著很高的精度以及很高的速度，能夠最大程度減小系統(tǒng)帶來的誤差，從而保障了采集數(shù)據(jù)的可靠性。這是由于遙感技術(shù)精度高、速度快的優(yōu)點得到礦產(chǎn)行業(yè)的廣泛認(rèn)可，迅速在檢測行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。

3.2 工程物探新技術(shù)存在的缺點

雖然工程物探新技術(shù)存在著很多技術(shù)優(yōu)勢，但是不可否認(rèn)在具體工作是還是存在著很多問題，這些問題的解決有利于工程物探新技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，具體問題主要有以下幾點。

第一個缺點就是點位選擇的自由度較低。在實際開展測量工作的過程中，如果通過物探勘測技術(shù)進(jìn)行礦產(chǎn)信息采集時,為了確保得到數(shù)據(jù)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性,技術(shù)人員必須要遵守一定的操作規(guī)范,在很多環(huán)境下不能有障礙物的干擾。同時在測量點選擇上，也要確保這個位置沒有強(qiáng)電磁波的區(qū)域。因此，在利用物探勘測技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)勘探信息數(shù)據(jù)的收集過程中，需要技術(shù)人員有一定的工作經(jīng)驗，在選擇測量點上要做到科學(xué)合理，這樣就使測量點的選擇自由度降低，這樣就降低了工作效率

第二個缺點就是測量條件差。實際利用遙感技術(shù)開展地質(zhì)勘探的過程中，很多時候觀測的視野十分狹窄，這樣就很容易導(dǎo)致多徑誤差的出現(xiàn)，這樣就嚴(yán)重影響了數(shù)據(jù)的可靠性。例如，在利用遙感技術(shù)開展大壩等各種大型項目的監(jiān)測過程，由于大壩旁邊一般是山脈或者是山地，其自身的自然地理環(huán)境及植被的差異性會導(dǎo)致對流層延遲改正精度受到不同程度的影響。

4 綜合物探技術(shù)與傳統(tǒng)勘探技術(shù)的具體應(yīng)用

（1）礦產(chǎn)管理方面。地質(zhì)勘探和勘探主要是對礦產(chǎn)質(zhì)量、礦產(chǎn)配置、礦產(chǎn)數(shù)量做科學(xué)合理的規(guī)劃和利用。我國雖然幅員遼闊，但是可用的礦產(chǎn)面積十分有限，因此必須對于我國的礦產(chǎn)做出科學(xué)合理的規(guī)范，才能最大程度提高我國的地質(zhì)勘探利用效率。在工程物探新技術(shù)被應(yīng)用于礦產(chǎn)管理的過程中，要求工程物探人員必須掌握常用軟件的使用以及如何進(jìn)行數(shù)據(jù)的相關(guān)處理，通過利用工程物探軟件來分析相關(guān)的信息資源,同時結(jié)合未來的發(fā)展合理的使用和利用現(xiàn)有的地質(zhì)勘探，同時在規(guī)劃時一定要把可持續(xù)發(fā)展的理念植入其中。

另外隨著新綜合物探技術(shù)的不斷在地質(zhì)勘探和勘探中得以應(yīng)用，使得地質(zhì)勘探和勘探信息采集的真實性和準(zhǔn)確性有了很大的提高。利用遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)來收集地質(zhì)勘探的信息數(shù)據(jù)，其形成的統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫可以最大程度確保信息的準(zhǔn)確度以及為礦產(chǎn)后續(xù)規(guī)劃和使用做了技術(shù)保障和提供了相應(yīng)的技術(shù)支持。

（2）地質(zhì)勘探方面。礦產(chǎn)勘查工作是地質(zhì)勘探和勘探工作開展的基礎(chǔ)。只有對地質(zhì)勘探進(jìn)行充分的的界定和研究，才能保證相關(guān)部門對地質(zhì)勘探的審批和管理做到有章可循。新綜合物探技術(shù)在地質(zhì)勘探和勘探中的推廣應(yīng)用，可以提高礦產(chǎn)勘查工作的科學(xué)性和合理性，同時可以提高勘查工作的效率，使用物探勘測技術(shù)可以為地質(zhì)勘探和勘探的發(fā)展提供了全面的技術(shù)支持。通過利用物探勘測技術(shù)和遙感技術(shù)來收集礦產(chǎn)信息數(shù)據(jù)，然后通過專業(yè)的軟件進(jìn)行分析，最終的數(shù)據(jù)模式不僅為礦產(chǎn)基礎(chǔ)信息的形成提供了數(shù)據(jù)支持，還為實現(xiàn)地質(zhì)勘探動態(tài)管理目標(biāo)奠定了堅實的基礎(chǔ)。

5 結(jié)語

綜上所述，傳統(tǒng)的勘探技術(shù)已經(jīng)不能滿足時代發(fā)展的需求了，將綜合物探技術(shù)和傳統(tǒng)勘探技術(shù)有效應(yīng)用在地質(zhì)勘探和管理方面，不僅提高了地質(zhì)勘探利用的科學(xué)性和合理性，同時也提高了地質(zhì)勘探、礦產(chǎn)管理等環(huán)節(jié)的工作效率。