地球物理勘查在地质工程中的应用王伟

地球物理勘查在地质工程中的应用王伟

王伟

河北省地质测绘院河北省廊坊市065000

摘要：随着科学技术的发展，我国的地球物理勘查技术有了很大进展。物探其实是对地球物理勘探的简称，是依据各种类型岩石之间的密度、磁性以及弹性等物理性质的差异，凭借地球物理的原理，使用不同类型物探设备及物理方法，在工程区域当中的地球物理场里面开展测量工作，以便于可以妥善解决地质问题的一种物理勘探方法。在解决地质及工程结构等问题的过程中，得到的应用十分广泛，所以针对地质工程中地球物理勘查法的应用进行研究，具有一定现实意义，本文当中详细分析地球物理勘查法在地质工程中的应用，希望可以在日后地球物理勘查法实际应用的过程中，可以将自身的作用充分发挥出来。

关键词：地球物理勘查；地质工程；应用

引言

地球物理勘查技术的应用涉及的领域十分广泛，其不但能够准确的调查和现实地球地质构造的分布情况，还能在地质工程中，对出现的病害问题进行详细的检测分析，帮助工作人员在处理问题的过程中提供准确的信息依据，备受众多领域工作人员的青睐，为很多重要的社会建设活动提供了便利条件。由此，在社会的发展进程中，地球物理勘查技术的应用将愈加广泛，为我国社会和经济的持续发展都做出了重要的贡献。

1地球物理勘查技术概述

1.1地球物理勘查技术

地球物理勘查技术属于地质学专业。其是将物理学的内容作为技术基础，通过测量和观察物理场的变化和分布情况，实现对地球构成元素和空间中存在各类物质构造以及其演化过程的探索，并对其中的各种现象和变化规律进行研究分析，从而完成对所处地区周围环境的监测和资源的探索。同样，地球物理勘查技术还能应用在检测自然灾害的领域中，并起到了十分重要的作用。

1.2地球物理勘查技术的发展历程概述

1640年瑞典人首次尝试使用罗盘来找寻磁铁矿，以此为基础开发出来了一种通过磁场变化找寻矿产资源的新途径。1870年，瑞典人泰朗研发出来万能磁力仪之后，磁法勘探才作为一种地球物理方法构建起来并投入应用。电法勘探是十九世纪初期开始研究的，1835年佛科斯尝试通过电法来找寻金属矿，一直到二十世纪初期自然电场法才在找矿环节当中得到应用。1957年苏联率先研发出来一台以大地电磁测探法为基础的大地电磁仪，在此之后逐渐研发出来很多不同频率域和时间跨度的电磁勘探系统，这些勘探系统一般会在找寻块状硫化物矿床中低电阻率异常问题的过程中得到应用。20世纪60年代~70年代斑岩铜矿勘查时期当中，很多地球物理勘探方法都取得了一定成果。诸如重力、磁法以及激发极化法等，至今为止这些方法仍然在使用。以往一段时间当中，在电子技术发展和应用速度得到大幅度提升的背景之下，这些方法的精准性和灵敏度得到大幅度提升。垂直测深法领域当中，诸如可控源音频大地电磁测深法和瞬变电磁法，会用来找寻地质结构和块状硫化物矿体。井中物探技术一般会在评价孔间矿化及蚀变带空间分布特征的过程中得到应用。在地震仪器和数据处理技术发展速度大幅度提升的背景之下，深部及浅部勘探的分辨率及解释能力得到大幅度提升。

2地球物理勘探法在地质工程中的应用

2.1地质工程中激发极化法得到的应用

激发极化法是依据岩石、矿石的激发极化效应找寻金属或非金属并解决工程地质问题的一种电法勘探方法。经常使用到的激发极化法可以分为中间梯度排列、联合剖面排列以及四极测深排列等。既可以使用直接也可以使用间接方法圈定矿体的范围。在实际应用的过程中，初期激发极化法一般会在硫化金属矿床找寻的过程中应用。早在20世纪60年代，国外学者就提出了使用激电二次场衰减速度找水这样一种思想。我国学术领域中的相关人员也积极针对这个问题进行研究，其实也就是使用激发极化法找水或者将地层中的水量及水性明确的找寻出来。

2.2瞬变电磁法探测原理及特点

瞬变电磁法可简称为TEM，是基于电磁感应定律，利用电磁场在阶跃变化时可以激发导电介质产生涡流场效应的特点，对断层、陷落柱等地质构造及采空区进行勘探的一种探测技术。煤层开采后，采后空间的上覆岩层在应力作用下先后发生冒落、断裂和弯曲下沉，在采空区上方以此形成冒落带、裂隙带和弯曲下沉带，因此，采空区处的电阻率与周围完整岩层相比，其视电阻率表现出明显的局部增大的特点，但当采空区内富含水时，其视电阻率会降低。通常情况下，视电阻率值从采空区、石灰岩、煤层、泥岩、冲水岩溶裂隙岩层依次降低。因此，采空区的特性可用瞬变电磁感应的特征进行表征。

2.3地震勘探

地震勘探这一技术方法主要用于检测不同地质层中的密度弹性波组。具体来讲，其是利用相关的设备仪器对地质层中的信号和电波进行勘查，通过人工激活地震，实现对地质详细情况的研究与分析。同时，此项技术方法还能实现对煤炭资源或石油资源的有效勘查。根据此项技术方法的实际应用情况进行分析，发现其在煤炭勘探工作中的应用更为普遍，主要是利用高分辨成像技术构建相关的地震三维模型，从而呈现出地质情况的立体图像，再实行进一步的操作和处理。

2.4可控源音频大地电磁法在地质工程中的具体应用

可控源音频大地电磁法是电磁法当中的一种，这种方法的特征是将人工控制的场源为频率开展测深工作。人工场源实际应用的过程中，固然可以弥补天然场源信号微弱这种缺陷，但是波本身的非平面波特性决定资料处理工作会显得比较复杂，因此在正式应用这种方法之前，一定需要衡量得失，以便于可以对各项工作的顺利开展做出一定保证。

2.5活性炭测氡法探测原理及特点

活性炭测氡法探测的原理是当埋藏于地下的活性炭吸附器吸附的Rn量与吸附器周围地层中的Rn浓度相平衡时，取出吸附器，再使用放射性仪器测量相关射线的强度，进而确定Rn的浓度。如果地下地质体是连续、均匀的地质体，则地表所测氡值的变化符合一定的规律，不会出现氡值变化的异常区。然而，采空区改变了天然地质体的原始应力状态和气体运移环境，从而使放射性Rn向采空区运移和聚集，加上Rn具有垂直向上运移的能力，因此在浅地表会形成一个与采空区范围基本对应的Rn异常区，通过进一步测定Rn的浓度可确定采空区位置。该方法是一种静态、累积的氡测量方法，不仅操作简单、成本低，且具有灵敏度高、精度高、易于发现微弱异常、抗干扰性强等特点。

结束语

综上所述，作为深部找矿领域当中的一项重要技术措施，地球物理勘查技术的研究及应用，促使深部矿产资源勘探水平及效率得到大幅度提升。未来一段时间当中，地球物理勘探技术会逐渐向着精度高及功能多样化的方向发展。与此同时，在现代地质学理论发展的过程中，促使深度地质问题的研究工作显得更为重要，在研究工作进行的过程中得到应用的地球物理勘探方法，逐渐展现出来比较明显的优势。

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