关于地球物理勘查技术重要应用分析

周明

【摘要】随着经济发展和社会进步，使得我国的地球物理勘查技术变得越来越重要了。物探的服务领域将越来越广泛，物探方法技术也将随之得到发展，物探将进一步超越地学学科，为解决社会进步和经济发展所面临的新课题发挥重要的作用。本文探讨了在地球物理勘探技术应用过程中所存在的问题，同时也叙述了地球物理勘探的相关理论及其发展趋势。

【关键词】地球物理；勘查技术；物探异常

0引言

随着我国经济的发展，科学技术的进步，使得我国的地球物理勘查技术变得越来越重要了。所谓的地球物理勘查是以勘查对象的物理性质和数理理论为基础，以发现地球物理差异为手段，解释和推断工程地质勘察、区域地质调查和工程结构病害检测问题为主要任务的前沿地质学科。在矿产勘查中，特别是在寻找深部隐伏矿产方面，物探不可替代的作用日益突显；在工程地质勘察中，特别是在高速公路、铁路等线性工程勘察中，物探扮演的角色越来越重要；在区域地质调查中，特别是深部地质构造调查中，物探已成为主要调查手段；在工程病害检测中，物探也已成为独特的快速、无损工程结构检测方法。随着经济发展和社会进步，物探的服务领域将越来越广泛，物探方法技术也将随之得到发展，物探将进一步超越地学学科，为解决社会进步和经济发展所面临的新课题发挥重要的作用。

一 物探技术方法的基本特点

1直接找矿―勘探对象为矿体，如磁法勘探磁铁矿，重力法勘探盐岩，激电探测硫化物矿等；

2间接找矿―勘探对象为控矿地质体，如磁法寻找矽卡岩型铁多金属矿、重力法寻找钾盐，地震法探测油气构造，电法圈定含金破碎带或蚀变带等；

3物探资料解释的多解性，不同的地质体，可形成相似的异常，如磁铁矿和基性火山岩均可引起强磁异常，铜多金属矿与黄铁矿、石墨都能形成激电异常；

4物探成果的等效性，如地质体较小、物性差异大与地质体规模较大、物性差异小的地质体，在一定的埋藏条件下也能形成相似异常，为异常解释造成影响；

5物探异常存在的干扰因素，如地形对物探异常形成的干扰，石墨化、黄铁矿化等非成矿蚀变地质体，同样可形成激电异常，对激电异常解释和探测形成干扰，基性火上岩―玄武岩、中性火山岩―安山岩对磁异常解释和勘探形成的干扰等。

二 物探技术方法及其应用

物探方法按工作原理主要分为重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探、放射性勘探等。

1磁法勘探，是以自然界中各类岩（矿）石间的磁性差异而引起地磁场强度变化来进行矿产勘查和解决地质构造问题的一种物探方法。此法工作效率高，成本低。

主要用于直接寻找具有磁性的金属矿体，如磁铁矿、磁黄铁矿等；间接寻找无磁性的金属矿与非金属矿，如铅锌矿、铜矿、石棉矿等；地质填图和大地构造研究，如岩体、断裂的圈定、结晶基底的起伏了解等。

2重力勘探，是通过研究由岩（矿）石密度差形成的重力场变化来研究地质构造和矿产勘查的一种物探方法。

广泛应用于区域地质的研究，如划分断裂或隆起、凹陷等，尤其与有色金属矿关系密切的隐伏花岗岩体，为成矿预测提供依据。如：哀牢山推覆构造、澜沧江东侧裂陷带等。重力勘探也用于金属矿勘查，可用来圈定岩体、划分断裂带及查明各种构造等地质填图工作，尤其是勘探含铁石英岩型铁矿及铬铁矿床和沉积矿床（如盐、钾矿）。

3电法勘探，是利用天然的和人工建立的直流或交流电（电磁）场来研究地质构造和矿产勘查及水文勘察的一种物探方法。电法的种类很多，现简要介绍几种常用的方法：

①直流电阻率法，利用人工建立的直流电场来解决地质构造、矿产勘探及水文勘察的一种电法分支方法。但异常受地形影响大。

②直流时间域激发极化发（IP），以地壳中各种不同岩（矿）石激电效应差异为物质基础，采用某种特定装置，断续向地下供入正、负电流，进行地下电场的观测和研究，来探测某种目标体的一种电法分支方法。对侵染状硫化金属矿体效果好（如斑岩铜矿、铜矿等），块状硫化物矿床效果更好。在矿产勘查应用中相比而言，激电法对寻找有色金属矿效果最好。在地下水、地热勘查和划分含金破碎带中也有广泛的应用。优点：激电观测结果受地形影响较小。缺点：仪器较笨重，探测深度较小，一般200米以内。

③瞬变电磁法（TEM）利用不接地回线向地下发送脉冲式电磁场，观测由地下地质体产生的感应电磁场的时间和空间分布，来解决相关地质问题。优点：仪器轻便，探测深度较大（500米以上），观测结果受地形影响小，穿透高阻能力强、随机干扰小等，主要用于金属矿勘查（块状硫化物）、断裂的寻找、岩性层的划分等。

④可控源音频大地电磁（CSAMT）：观测天然电磁场，来研究地質构造和矿产勘查。优点：工作效率高，探测深度大（数十m至2-3km间），垂向及水平方向分辨力较高，观测结果受地形影响小，高阻屏蔽作用小等，主要用于研究断裂构造、岩体的分布和产状，也用于深部金属矿产及地下水的探测。

⑤电导率张量测量（EH4）：观测人工和天然电磁场进行找矿和研究地质构造的一种物探方法。优点：探测深度可达1000米，仪器较轻便，应用领域跟CSAMT相似。

4放射性勘探，是研究地壳内天然放射性元素脱变时放出的α、β、γ射线的一种物探方法，主要用于寻找放射性矿产。方法简便效率高，放射性能谱测量可划分岩浆岩岩相带。

5地震勘探，利用人工激发（如爆炸）产生的弹性波在地层中的传播情况，用来研究地质构造、地层分层及岩石弹性。主要应用于油气田、煤田方面的构造地质问题及区域地质问题的解决，如大地构造单元的划分；工程勘探广范的用来解决浮土厚度、基岩的埋深及基岩面的形状等。

三 地球物理勘查学发展的对策及建议

1.地球物理勘查技术发展的主攻方向

地球物理勘查学科涵盖了地质、矿产、工程等多个领域，近期和今后发展的主攻方向是提高探测目标的空间几何分辨率，增强识别、区分、描述尺度更小和结构更复杂的探测目标的能力，区分物性反差较弱的探测目标的能力，提高适应在复杂地形、地貌、不利地表条件及各种人文干扰条件下的工作能力，提高资料综合解释的能力。要研究煤矿、金属矿，特别是深部铁矿找矿方法，地热资源调查方法，适应福建省地质条件的地质、地球物理、地球化学、遥感等综合找矿评价方法，工程地质综合勘察方法和工程病害综合最佳判别方法等。

2.开展新方法新技术研究与应用

为了更好地为提高我国经济建设，应当提高各种基本物探方法技术解决问题能力的研究，同时引进新技术新方法，用以解决当前深部地质矿产和工程建设方面的问题。建议重点开展以下几方面的研究：①高精度磁测资料精细处理和复杂地质构造三维反演方法技术；②区域地温场调查方法技术；③可控源音频大地电磁测深、瞬变电磁法等方法技术在探测覆盖层下地质体的应用技术；④在高阻地电条件下激发极化法测量技术；⑤建筑工程结构检测方法技术。

综上所述，随着地球物理勘查技术的发展和地质、矿产、工程对地球物理勘查的需求逐渐增加，地球物理勘查的服务对象逐渐增加，除了服务于解决地质、矿产传统问题外，使用于解决工程地质及工程结构等问题越来越广泛。拓宽地球物理勘查学科的服务领域，促进本学科的自身发展，多方位地为经济社会发展服务将成为地球物理勘查的重点内容。

参考文献：

[1]赵永贵，中国工程地球物理研究的进展与未来[J]，地球物理学进展，2002年17期

[2]宋海涛，浅析地球物理勘查技术的应用及发展前景[J]，城市建设理论研究，2012年20期