地球物理勘查技术与应用探讨

王洁婧

（中国建筑材料工业地质勘查中心黑龙江总队，黑龙江 哈尔滨 150000）

随着社会经济的快速发展，矿产资源开采需求持续增加，但是由于矿产资源开采的环境比较复杂，整体开采难度比较大，所以必须要采取先进的地质勘查技术来及时、高效地确定矿产资源的赋存情况。然而，传统的一些地质勘查技术与手段的勘察效率和精确度低下，尤其是不符合当下复杂地质环境条件下的地质勘查工作需求，进而会影响地质勘查工作的质量。因此，如何在复杂地质勘查工作中有效运用地球物理勘查技术这种先进的勘查技术值得深入讨论。

1 地球物理勘查技术概述

1.1 地球物理勘查技术的概念

地球物理勘查技术本质上是一种综合运用数学和物理学科知识，通过综合运用数据采集、处理及分析技术等一些先进现代技术，以及有效的探测设备与仪器等有效观测地球各种物理场分布及变化规律的一种观测技术，可以实现对地球内外部物质构成、介质的构造情况与演变情况等进行深入探究，这样就可以实现对各种自然现象及其变化规律进行探寻的目标。地球物理勘查技术在地质勘查中的灵活应用可以实现对宏观和微观层面的地球物理勘探内容进行勘查，前者包括储层矿性情况、地层分布情况以及物质构造情况等，后者则主要包括地质分布情况、储层流体情况以及地质模型构建情况等等。比如，通过地球物理勘测技术的运用，可以对地球内部结构及构造进行探测，这样可以为地质灾害预测提供更加可靠、真实的参考数据。

1.2 地球物理勘查技术的常见种类

地球物理勘查技术的种类比较多，常见包括如下几种：

（1）电法勘查技术。电法勘查技术是采取航空电法、直流电阻率法以及地面电法等几种方式来开展勘查工作，其中直流电阻率法具有可靠、准确的勘查结果，主要适用于水文地质勘查工作当中，但是这种地球物理勘查技术本身对勘查区域的地形具有一定要求，所以勘查工作人员在前期需要认真探测勘查区域的地形条件。直流激发极化法则在水源查找或者斑岩铜矿、黄铁矿等资源的勘查；瞬变电磁技术则主要是基于不接回线向地下输送来形成一种脉冲式电磁场，之后借助测量设备来加以观测并计算相应的电阻率，这种勘查技术的勘查设备便于携带，相应勘查范围可以拓展到500m之上。

（2）磁法勘查技术。磁法勘查技术是借助磁力设备对自然界中的岩石或矿石磁性的不同进行勘查，并且科学分析及检测磁场的实际变化情况，这种勘查技术在资源勘查以及地质问题分析中得到了广泛应用。磁法勘查技术本身的检测仪器便于携带，成本较低，检测效率更高，尤其适用于勘查有色金属。此外，磁法勘查技术也可以用于研究地质情况，或者可以在飞机上放置磁力仪器来对航空磁力进行测量，保证可以高效地开展大范围磁力扫描，降低地质勘查中安全事故发生概率。

（3）地震勘查技术。地震勘查技术可以检查不同地层弹性波组与密度，同时也可以借助检测设备来对电波信号进行探查，具体就是采用人工方式对地震进行激发，以此可以对地质构造进行深入研究的同时，高效地勘查石油工程和煤炭工程的建设情况，所以地震勘查技术在当下地质勘查工作中的应用范围比较广。随着地震勘查技术的发展，其中引进了许多分辨率比较高的成像技术，并且可以便捷地构建三维地震模型，可以直观地反映出地质勘查结果。

（4）重力勘查技术。重力勘查技术也是当下比较多用的地球物理勘查技术，具体就是运用勘查仪器来分析矿体或地层的密度差，这样为地质研究提供必要的依据，是一种非常便捷、高效的矿产资源勘查方法。此外，重力勘查技术也可以对岩体岩浆、沉积盆地等基础地质情况进行检测，尤其是可以高效地勘查同金属有关花岗岩的矿产资源。

2 地质勘查工作中地球物理勘查技术的应用价值

2.1 有利于提升地质勘查工作精度

在地球物理勘查过程中，可以借助先进的勘查设备及仪器来检测复杂地质的情况，以此来高效地获取相关的地质数据，同时也可以借助大数据技术、人工智能技术等先进科学技术来对获取的地质勘查数据进行高效处理，这样可以极大提高数据检测结果的精确度。

2.2 有利于提升地质勘查效率

复杂地质勘查工作本身涉及到复杂的地质构造与结构，岩性不均匀，且具有多变的物化性质，为了保证最终勘查结果的精度及可靠性，就必须要获取及分析大量地质勘查的数据。而传统地质勘查更多依靠勘查人员的工作经验，效率及可靠性都比较低。而借助地球物理勘查技术的灵活应用，则可以借助先进勘查仪器及设备，配合计算机技术、大数据乃至人工智能技术等先进科学技术可以高效地获取及处理地质勘查数据，并且可以应用图形化的方式来展示有关的勘查结果，这样极大提高了地质勘查工作的效率。

2.3 有利于确保地质勘查安全

基于地球物理勘查技术的应用可以确保复杂条件下地质勘查工作的安全性是该种勘查技术应用的另一优势。通常而言，复杂地质勘查条件下涉及到复杂的地质结构，实际勘查工作如果出现地质勘查方案制定不合理，那么就非常容易诱发勘查安全事故。特别是传统地质勘查技术只能够在勘查工作结束后通过仔细分析勘查数据来明确地质勘查区域的地质构造等情况，期间勘查工作中可能出现的一些安全事故是无法进行预测的。而通过有效应用地球物理勘查技术，通过开展高效扫描及探测活动则可以对勘查区域的地质结构等进行扫描及探测，这样可以对勘查区域可能出现的地质灾害进行提前预测，在此基础上可以制定更为合理的地质勘查方案，大大提高了地质勘查结果的可靠性。

3 地质勘查工作中地球物理勘查技术的常见应用

3.1 应用于油气能源勘查

随着能源需求量的持续增加，当下的油气能源勘查及开采需求不断增加，此时如果可以在天然气与石油等能源的勘查过程中有效应用地球物理勘查技术，那么可以实现高效确定储油或储气区域的目标。比如，在天然气及石油勘查期间，可以配合前期勘查分析的同时综合运用重力勘查技术与磁力勘查技术等地球物理勘查技术来对天然气与石油的储存区域进行高校调查及评估，这样可以快速确定油气储藏位置，对解决国内油气开采困难难题有很大帮助。

3.2 应用于勘查金属矿物

金属矿物的勘查也是当下比较多见的一种资源勘查需求。在勘查金属矿物资源过程中，可以灵活应用电法勘查技术与磁法勘查技术等来开展矿物勘查。比如，其中电法勘查技术主要是在对金属矿物进行勘查期间依据土地与岩石在导电方面差异性进行勘查，通过对稳定磁场环境下的金属矿物资源层的差异化电流改变规律及特征等情况进行观察及分析之后方可更好地确定金属矿物资源的储存位置及储存量等。通过有效运用地球物理勘查技术，可以为我国金属矿产资源的高效开采提供必要的勘查数据支持，这对拉动社会经济发展有积极意义。

3.3 应用于工程勘探实践

随着社会经济的发展，建筑、道桥、隧道等工程项目的数量不断增多，为了确保工程项目顺利建设，同样离不开工程勘探活动的支持。比如，在水利、管道以及公路与建筑等工程项目建设过程中，可以采取电法勘查技术来检测相应工程项目建设的质量情况，如可以借助探地雷达技术来检测某段公路，具体就是可以通过对多通道雷达系统来获取检测目标对象的雷达图，之后可以通过分析雷达图上面的相关雷达波形及频率等参数来判断公路的损坏情况、完整性情况以及是否存在含水区域等等，保证可以最大程度借助地球物理勘查技术来确保工程项目建设的质量。

3.4 应用于环境保护实践

基于地球物理勘查技术的灵活应用，可以对热、光、电等相关因素的实际变化情况进行有效检测，以此可以更加全面了解勘查区域的环境变化情况，这样可以为环境保护工作的顺利开展提供必要的依据。又或者也可以借助地球物理勘查技术来防治各种地质灾害，如借助地球物理勘查技术的灵活应用可以高效地预测某些突发性的自然灾害发生情况，以此可以及时制定有效的应对方案来防范相关地质灾害的出现，对确保人们人身安全有积极的作用。

3.5 应用于矿井勘查实践

矿井是当下煤炭勘查过程中比较关键的一个勘查对象，其本身是决定煤矿资源开采质量的重要基础，所以必须要注意采用恰当的勘查技术来对矿井情况进行高效勘查，保证及时发现及解决矿井基础设施建设中存在的问题。比如，可以借助地震勘查技术来检测矿井井巷的质量情况。一般可以在矿井巷道底板两侧及下放位置处设置井巷二维测线，具体需要结合顶底板声波属性进行合理计算，保证偏离距、波距、检波点与炮点等位置设置的准确性，之后可以借助这种地球物理勘探技术来收集井巷地震数据，这样可以有效控制矿井基础设施的施工质量。

4 地质勘查工作中地球物理勘查技术应用的要点

4.1 合理选择地球物理勘查技术

通过上述分析控制当下地球物理勘查技术的种类比较多，并且不同种类地球物理勘查技术本身的应用条件及优势等各不相同，为了确保最终的地质勘查工作的质量与效率，首先需要合理选择恰当类型的地球物理勘查技术。实际上，针对任何一种地球物理勘查技术的运用，实际选用中需要综合考虑地质条件等实际情况。因为围岩、矿体与地质条件等之间存在比较大的差异性，且地质体与矿化体本身具有较大的规模，所以为了确保最终的地质勘查工作质量，就需要优选适宜的地质勘查方法。基于相关地质勘查工作的实践经验及需求等，如果地质勘查工作中测定的是超基性岩、基性岩、角岩以及铁矿等矿产资源，在对它们进行勘查过程中最适宜采用磁法勘查技术这种地球物理勘查技术来保证最终地质勘查工作质量。而如果测定的硫化体矿体，那么在勘查工作中适宜采用电法勘查技术，这主要是因为激电可以对黄铁矿化所在位置的破碎情况进行更加高效地探测，如在对近况进行勘探期间可以借助电法勘查技术来间接性获取判断金矿资源赋存情况的数据支持。而针对那些矿产资源具有比较大的埋置深度的矿产资源，可以采取重力勘查技术来开展勘查，如针对沉积矿床的勘查则更加适宜应用重力勘查技术，这样可以更好地保证勘查地质岩层构造及厚度等相关数据的准确性与可靠性。

4.2 综合考虑勘查技术的可行性

在地质勘查工作中运用地球物理勘查技术期间，一般会涉及到许多精密性检测仪器及设备，这些数据资料本身的获取可能会受到外在因素影响而出现精度不高等问题。比如，火山岩与矽卡岩本身具有比较强的磁性，它们会干扰各种勘查仪器及设备本身的正常使用，而在对黄铁矿化及炭质岩进行激电过程中会产生非矿异常问题。又或者如果碰到伴有岩溶破碎带或者强烈起伏地形的过程中会对电阻率采集带来直接影响，进而会对地质勘查工作质量及效率带来不利影响。因此，在借助地球物理勘查技术开展地质勘查工作期间必须要综合考虑勘查区域的实际地质结构情况。比如，在碰到有色金属矿期间，由于这些矿产资源多存储于深度比较大的岩层赋存区域，并且有色金属矿层比较薄，相应品位也较低，这就容易影响实际的物探效果，所以必须要综合考虑有色金属矿的物探技术应用有效性与可行性。此外，在开展矿产资源勘查期间还要注意灵活地应用多种地球物理勘查技术来探查矿产资源的赋存情况，同时还要结合可能存在的各种影响因素制定有效的应对方案，这样方可更好地提升矿产资源的探寻准确度与效率，降低地质勘查工作中安全事故的发生概率。

4.3 科学制定勘查技术应用方案

在应用地球物理勘查技术期间，为了最大程度发挥这种勘查技术在提高地质勘查结果可靠性与准确度方面的积极作用，就必须要在综合考虑各种影响地质勘查结果可靠性的因素基础上，优选恰当类型的地球物理勘查技术，并在此基础上制定完善的地质勘查方案，保证所选地质勘查技术可以得到顺利应用。而在确定地球物理勘查技术应用方案期间，必须要注意首先搞清楚其主要需要关注的问题，并采取有效措施来提高整体勘查结果可靠性。实际上，地球物理勘查技术本身涉及到地质、矿产资源及工程等许多学科知识，并且在当下发展过程中很大程度引进了空间几何技术以及先进分辨率视频处理技术等，这样可以更加高效地识别及分析各个结构及分布情况，从而更有利于高效地探测那些具有复杂结构的地质条件，保证所选地球物理勘查技术可以正确应用于复杂地形与地貌的勘查工作当中。比如，在对地下管线赋存情况进行探查过程中要注意使测量工作与地质勘察工作保持良好的统一性，如可以采取一些高新地质监测技术来高效地检测及测定隐蔽地下管线赋存情况，同时还要注意确保地质勘测点设置位置及数量等设计的合理性，这样可以保证地球物理勘查技术应用的有效性，保证最终地质勘查结果的准确性。

4.4 仔细校核勘查技术应用仪器

在地球物理勘查技术应用过程中由于涉及到磁法、电法、地震等多种形式的地质勘查技术，并且不同种类的勘查技术应用中会涉及到种类各不相同的地质勘查仪器及设备，这些仪器及设备本身的质量情况、检测精度及可靠性等会在很大程度上影响地质勘查技术的应用效果。因此，为了可以最大程度提高整体的地质勘查结果可靠度及效率，要在做好地球物理勘查技术应用方案的基础上，对所用各种类型的检测仪器及设备本身的质量及性能进行严格管理及控制，保证它们可以在实际的地质勘查工作中保持良好的运行状态，避免因为这些检测仪器或设备存在质量问题而影响最终的测量精度。比如，高温超导磁强计是当下磁法勘查技术应用中一种典型的勘查仪器，可以用来对磁场传感信息的变化情况进行接收及监测，在油气资源、矿产资源的地质勘查工作中都有广泛应用。在实际的检测过程中要注意结合实际的地球物理勘查工作需求来选择恰当型号及类型的高温超高磁强计，保证其检测灵敏性与准确度满足使用的规定及要求。又或者，要保证基于电法勘查技术应用的电法工作站软件始终保持良好的运行工况，使其可以稳定、高效地处理地质勘查工作中获取的各种数据，避免因为这些软件故障问题而影响最终勘查结果的准确度与效率。

5 结语

综上所述，地质物理勘查技术的种类比较多，常见的包括基于磁法、电法、重力及地震的勘查技术，并且在油气能源勘探、金属矿物、工程勘探、环境保护和矿井勘查等领域都有广泛应用。在实际的地质勘查中应用地球物理勘查技术期间，可以从合理选择地球物理勘查技术出发，注重综合考虑勘查技术的可行性，科学制定勘查技术应用方案以及仔细校核勘查技术应用仪器，这样方可全面提升地质勘查结果的可靠性及准确度。