关于物探方法在地质勘探中的技术运用

2019-02-10刘钊

世界有色金属 2019年12期

刘钊

（四川省核工业地质局二八二大队，四川德阳 618000）

随着社会的发展，人类对于资源的需求量愈发提高，多种地质资源相继得到了开发及利用，其中不断创新的物探技术的出现，产生了不可替代的价值。物探方法在地质勘探中的应用极其普遍，其相关技术较为成熟、经济成本也在可控范围内，这些优势使得原本复杂危险的地质勘探工作，更易实施且更具安全性[1]。对物探部门而言，在实际工作中合理地判断地质情况，在此基础之上选择最适合的物探措施并进行综合应用，以取得最佳的效果[2]。

1 用于地质勘探的物探方法特点分析

现代社会对于地质勘探的要求越来越高，所开发的物探方法种类比较丰富，且不同的方法具备独一无二的优势，能够在特定环境下精准、圆满地完成地质勘探任务。基于地质勘探目的地的地形和地理条件差异，必须结合具体情况选用最适宜的物探方法。因此在实际应用中，物探人员必须基于多方面因素进行综合考虑，尤其是可行性与安全性。通常需要思考的问题包括：被测对象的地质条件、地下水文变化以及地形结构是否存在安全隐患等。在目前所常用的物探方法中，用于地质勘探工作的技术都具备以下这些特点。

（1）探测深度始终有限。用于地质勘探的物探方法有很多只能满足地质表面浅层的勘探需求，最大的特点在于探测深度普遍较小，通常情况下大多数都停留在几十米位置，最深也不会超过百米。

（2）探测精度逐渐提升。根据我国现阶段的地质勘探状态分析，所用到的物探方法并不是一成不变的，伴随着科技的进步一般都会逐渐得到提升。纵观国内市场上多种物探设备，可以明显看出其探测精度不断提高，这也间接影响物探方法变得越来越精密，越来越能满足现代工程地质勘探不断上涨的探测要求。物探方法的精度一方面体现在技术的先进性上，另一方面体现在探测标准上。根据工程地质勘探所给出的具体要求，我们在应用物探技术时必须保证实际勘探深度应与平面位置之间的误差仅限于厘米范围内，这样才能有效避免因误差过大而导致的勘探成本提升和一系列安全隐患。

（3）探测半径一般较小。在工程地质勘探过程中，物探方法的应用承载着多种工作职责，包括但不限于最基本的地下资源辨别考察、地质条件分析测试以及其他各种工作。为了满足工程地质勘探的要求，任何物探工作都应当在短时间内全部完成，一般时限都控制在十几天里，与此同时还要保证整个地质勘探的精度和有效性，避免出现各种质量问题。对于一些那以避免的抢险项目，要求地质勘探工作以更短的时间、更高的精度完成，所以常用的物探方法其探测半径必然较小，如此一来才能满足实际工作需求。

2 地质勘探中常用的物探方法分析

在现代社会中，地质勘探工作最常用到这三种物探方法，即电法、电剖面法和地震勘探法，它们在实际应用中都能取得良好的效果，具体的应用情况分别如下。

（1）地质勘探中应用电法探测。作为最常用的物探方法之一，电法探测从观测点入手，将相关设备直接送入地下，通过分析电阻率来掌握其变化情况，从而了解到各个岩层的具体资源分布情况。电法探测的最大优势在于可以深入研究地质层的分布和变化情况。目前来说，发展最为迅猛的当属高密度电阻率法，并取得了越来越广泛的应用，高效准确地从浅层地质中获取到所需的信息。该方法的应用前提是先对地质结构进行有效划分，再进行探测。另外，在研究岩层分布过程中，运用该方法能够精确地探测出水平方向或者有较小倾斜角的岩层，但不适用于倾斜角过大的岩层。综合而言，电法探测的最佳应用场景为：目标地质测量的深度与周边物质之间存在一定的物理性质差异，同时难以获知不同岩层的分布规律是否出现异常。

（2）地质勘探中应用电剖面法探测。与电法探测类似，电剖面法探测也是利用设备来探测与分析物理场地下岩层的分布情况，实际应用较为广泛。将电剖面法探测与电法探测进行合理结合，可以详细查明岩层的变化规律以及断裂带的分布情况。通常将电剖面法探测分为四极法与联合剖面法。考虑到电剖面法主要针对的是对沉积岩，因此在探测前首先需要深入研究岩层电性的差异，配合电阻率法分析了解电性差异的变化情况、岩层的含水情况以及各种状态。其中，岩石中的含水呈分散状态就表示电阻率对其影响过小，呈集中状态就表示电阻率对其影响较大。综合而言，运用电剖面法的原理是：岩层中含水量相同且矿化度以及电阻率均不同，则电阻率会不断增大。

（3）地质勘探中应用地震勘探法探测。地震勘探法探测又可细分为反射波法和折射波法，所依据的原理是通过观测反射波或折射波时间场沿测线方向的时空分布规律，来确定地下反射面或折射面深度及构造形态及性质。相比其它物探方法，地震勘探法精度高，但同时成本也高。通常情况下我们所看到的物探剖面都经过校正，实质上存在不同地质体的反射波或折射波波速差异。对于覆盖层地质的探测，浅层折射法技术优势明显，甚至在隐伏构造、空洞以及考古探查中也常被用到。在测试波速时，常用到直达波法或透射波法，它们都极度依赖测试条件。其中，弹性波CT技术能够为工程建设场地动力学研究提供有价值的参数，具备良好的应用前景。

3 物探方法在地质勘探中的发展前景

纵观国内现有的物探方法，用于地质勘探的技术大部分都发展的比较成熟，具有一定的先进性，这是社会经济发展以及科技进步所带来的必然结果。可以预想在未来，用于地质勘探的物探技术水平势必会更高，其探测精度与操作可行性也会越来越好。

基于现阶段技术的发展趋势以及地质勘探的需求变化来看，未来物探方法在地质勘探中的发展方向体现在两个方面。第一，技术将不断提升。包括多波理论、电磁波谱、地震映像法、高密度电阻法等在内的各种先进性探测理念和技术会被不断引进，在实际应用中为工程地质勘查工作的开展提供更大的便利；第二，设备会不断更新。物探设备的防潮、防尘、防震等性能会不断完善，在科技进步的推动下，物探设备愈发先进，进一步会带动工程地质勘查物探技术的可持续性发展。