1、綜合物探技術在地質勘查中的應用【摘要】近年來,由于我國交通建設投資加大,公路工程在工程勘察與環境評價中,經常需要準確地查明第四系覆蓋層厚度及基巖埋深(或土石界面)。且公路建設工期大大縮短,采用一般的鉆探方法很難保證工期。有些工程地形及地質條件復雜,如采用常規勘察手段(鉆孔、槽探、釬探及坑探等)工作量較大,且難以滿足業主及設計要求,為此采用水電物探研究所生產的sws-2型多功能勘察與檢測儀,在少量的鉆探工作量配合的前提下,采用綜合物探技術進行勘察,保質保量地完成勘察任務。【關鍵字】綜合物探技術，地質勘查，應用分析一前言伴隨著科學技術的快速發展，物探技術已被引用到地質資源勘查工作中。物探技術是地質

2、科學中新興的、相對活躍的、具有重要價值的勘查方法，大大的提升了地質勘查的速度質量，也提高了生產力，是地質勘查現代化水平的標志。二地質物探現用勘查方法目前在進行勘察工作時應用在地球物理探查的方法有六種:他們分別是重力、電法，磁法、地震、地溫、放射性。發展至今，物探技術已經在眾多生產行業運用，例如:礦產資源地質、環境地質、工程地質和地質災害、考古等方面的勘查。物探技術不僅在這些方面發揮了重要的作用，應用于勘查、尋找能源礦產、黑色金屬和有色金屬礦產、非金屬礦產及地下水等方面都同樣有著重要的作用、1大地電磁測深 它是我國20世紀60年代研究，1980年前后在礦產勘查方面開始應用的。它是以天然交變電磁場

3、作為場源，被動場源電磁測深法。可探測至上地慢，探測的深度較大并不受高阻層的屏蔽，對于良導介質的分辨能力更強，工作成本相對較低，野外裝備較為輕便、對地震預報、勘探油氣、地熱田的調查以及對地球的巖石圈深部結構研究等都有重要的作用。由于它對地下低阻層異常的敏感，所以能夠在金屬礦物勘探中發揮巨大的作用;2航空及地面甚低頻電磁法 這種物探勘查方法是20世紀80年代從國外引進，應用于良導層的斷裂破碎及腐蝕帶圈定方面，找尋具備較低電阻率的巖脈和礦脈，對含礦構造進行追蹤，圈定礦化范圍等方面都具有明顯的效果、這種物探方法使用的儀器設備十分輕便，在野外進行觀測時方法簡單，對資料的處理速度相對較快，但是必須注意對地

4、形、電纜等人文干擾或是異常情況進行識別和改正。由于是將巧khz、30kh，頻率的電磁波作為場源，進而測量陸、空、地下的電磁場空間分布狀況，掌握淺層電性局部異常，所以探測深度一般在左右，深度較淺，對于深層地質異常體所發出的有效信息應用此種勘探方法接受到的反映相對較弱，因此，多用于淺覆蓋區或者是外圍剖面、掃面工作;3地震層析成像 這種技術是在20世紀80年代后才應用于金屬礦的勘查工作中，利用x射線理論，將地下結構的物理屬性采用地震波數據進行反演，依舊數據信息進行剖析并繪制圖像的技術;4瞬變電磁法 它是以電磁感應理論作為勘測的基礎，通過對目標物感生出的渦流場形成的二次電磁場變化響應特征進行研究分析，

5、將空間形態準確的預測出來，達成探測目的。所以，應用于高導電性的較大礦體尋找方面，效能十分突出;5可控源音頻大地電磁法 它是20世紀80年代興起的以主動場源頻率域為電磁勘測依據的技術。它的勘探深度可達2km以上，通過變頻調整到各種探測深度，具備測量深度和進行剖面研究雙重功能，劉深層地質構造及隱伏礦的探尋均有顯著效果;在測量的時候，可以只通過移動接收機即可進行面積性的測深工作，工作效率大大的提高了，成本也較低;6連續電導率剖面測量系統 此系統是利用人工信號對天然信號進行不足頻段的補充，獲得分辨率相對較高的電阻，然后成像;7淺層地震技術 人工激發彈性彼在巖石中進行傳播，依據傳播情況進行地下資質結構、

6、巖性信息的研究分析。三綜合物探技術在地質勘查中的應用 基本原理:激發地層表面產生振動信號:通過地層進行傳播，過程中會產生一些面波、體波相關信號。rayleigh波和love波屬于面波信號;橫波和縱波屬于體波信號。通過非均勻介質進行傳播，面波信號就會發生頻散現象。面波信號頻散特性規律如下:1.(vrf)曲線變化規律與層速關系:頻率產生變化時，vr(面波速度)將會依據勘探深度變化的情況逐漸向該深度層層速度趨近。2.(vrf)與層厚度之間的關系:厚度產生變化的時候，頻散曲線相應的拐點位置會依據厚度變化情況向低頻方向移動，即證明:拐點的位置、層厚度之間存在密切關系。 處于特定的地層條件下，體波信號會發

7、生明顯的反射或是折射的現象產生。地震信號進行傳播是通過分層的地層，如果上覆層的波速相較下伏層波速較小，地震信號在進行傳播時將會發生明顯的折射現象;如果上覆層的彼阻抗比不上下伏層的波阻抗大時，地震信號傳播時將發生反射波現象。折射波有兩種:初至折射波、對比折射波。因為初至折射波只負責追蹤初至區某個界面的折射波，相對容易辨認，識別率較高;對比折射波不僅對初至區進行追蹤，對續至區折射波也要進行追蹤。折射波相對于薄層的探測能力十分差，同樣也不適用地質速度逆轉層。3信號分析與成果資料解釋 （一）信號數據的分析 信號數據的分析包括兩方面的內容:面波信號數據的分析;折射波信號數據的分析。面波信號數據分析主要包

8、括以下幾個過程: a.面波有效信號的提取, 設置合理的時間窗在時域信號窗口提取有效面波信號數據;b.面波頻散曲線的求取, 根據有效面波時域信號求取面波基階模態的頻散曲線, 進行深度轉換, 得到深度- 波速曲線;c.利用空間相似性原理進行測點間數據插值, 得到測線面波波速云圖;d.面波頻散曲線的遺傳反演分析, 得到面波頻散曲線的反演分層結果。 （二）成果資料處理與解釋 通過現場信號數據的分析處理得到面波頻散曲線及折射波法的縱波速度與深度的關系曲線, 為了綜合利用兩者的處理結果, 需要進行綜合解釋。a.折射波的結果處理。b. 面波頻散數據插值處理。c. 初步確定土石分層界限。d.對比鉆孔點的地質分

9、層, 進行土石分界線的調整將第3步得到的初步土石分界結果, 將對應綜合測點的分層結果與鉆孔的土石分層結果進行對比, 調整初步土石分界結果和判定速度標準,確定土石分界的最終結果。四布置物探工作需注意的問題 在巖土工程勘察項目中先期投入物探工作可以大大提高鉆探工作的效率和準確性，但物探方法有很多，投入物探方法需要策劃和設計，而且物探方法是間接的勘探方法，物探結論是對異常的推論，因此物探方法是不能完全替代鉆探的。概括而言，選用物探方法應注意如下問題: 選用物探方法應有針對性物探方法在巖土工程勘察中的作用是毋庸置疑的，但并不是說任何物探方法可包治百病，布置物探方法應該有針對性，而不應該濫用，更不能任意

10、夸大或縮小物探方法的作用。物探方法的選擇應具備主要的物性前提和場地條件，例如潮濕的地面對于地質雷達勘測會產生明顯的干擾，應采取適當措施降低干擾或采用其他的物探方法;而在煤礦采空區進行勘探發現低阻異常既要考慮到可能是采空區反應，也要考慮到是否為煤層的影響。某一物探方法獲得的解釋成果不能簡單地否認另一種方法所確定的異常的存在，即物探方法之間只是對異常的補充而不是對異常的否定。物探推論需要驗證多種物探方法綜合勘測確定的異常并不能保證推論100%正確，驗證仍是最需要的關鍵環節，在沒有驗證的情況下，物探異常的推論僅僅是一種理論和經驗的推斷。選用物探方法也要考慮經濟性通常在地質情況簡單的情況下，如果由一種或一種以上的物探方法能獲得較一致的異常反應，是沒有必要投入更多的物探手段來重復獲得同樣的異常認識的，物探方法同樣也需要成本。在實際工程中投入物探方法應提倡夠用就行。 物探方法在巖土工程勘察中的作用正在被大多數勘察工作者接受并給予重視，實踐證明，如果投入物探方法的時機適當則可提高勘察效率，降低造價，對提高勘察成果的質量也很有益處。結束語 面波信號在分層介質中傳播會發生頻散現象, 而體波信號在存在折射層位的地層中傳播會發生明顯的折射現象。因此在工程地質勘察中,可以充分利用面波和折射波法各自的