关于综合物探技术在地质勘查中应用论文.doc

综合物探技术在地质勘查中的应用【摘要】近年来,由于我国交通建设投资加大,公路工程在工程勘察与环境评价中,经常需要准确地查明第四系覆盖层厚度及基岩埋深(或土石界面)。且公路建设工期大大缩短,采用一般的钻探方法很难保证工期。有些工程地形及地质条件复杂,如采用常规勘察手段(钻孔、槽探、钎探及坑探等)工作量较大,且难以满足业主及设计要求,为此采用水电物探研究所生产的sws-2型多功能勘察与检测仪,在少量的钻探工作量配合的前提下,采用综合物探技术进行勘察,保质保量地完成勘察任务。【关键字】综合物探技术，地质勘查，应用分析一前言伴随着科学技术的快速发展，物探技术已被引用到地质资源勘查工作中。物探技术是地质科学中新兴的、相对活跃的、具有重要价值的勘查方法，大大的提升了地质勘查的速度质量，也提高了生产力，是地质勘查现代化水平的标志。二地质物探现用勘查方法目前在进行勘察工作时应用在地球物理探查的方法有六种:他们分别是重力、电法，磁法、地震、地温、放射性。发展至今，物探技术已经在众多生产行业运用，例如:矿产资源地质、环境地质、工程地质和地质灾害、考古等方面的勘查。物探技术不仅在这些方面发挥了重要的作用，应用于勘查、寻找能源矿产、黑色金属和有色金属矿产、非金属矿产及地下水等方面都同样有着重要的作用、1大地电磁测深 它是我国20世纪60年代研究，1980年前后在矿产勘查方面开始应用的。它是以天然交变电磁场作为场源，被动场源电磁测深法。可探测至上地慢，探测的深度较大并不受高阻层的屏蔽，对于良导介质的分辨能力更强，工作成本相对较低，野外装备较为轻便、对地震预报、勘探油气、地热田的调查以及对地球的岩石圈深部结构研究等都有重要的作用。由于它对地下低阻层异常的敏感，所以能够在金属矿物勘探中发挥巨大的作用;2航空及地面甚低频电磁法 这种物探勘查方法是20世纪80年代从国外引进，应用于良导层的断裂破碎及腐蚀带圈定方面，找寻具备较低电阻率的岩脉和矿脉，对含矿构造进行追踪，圈定矿化范围等方面都具有明显的效果、这种物探方法使用的仪器设备十分轻便，在野外进行观测时方法简单，对资料的处理速度相对较快，但是必须注意对地形、电缆等人文干扰或是异常情况进行识别和改正。由于是将巧khz、30kh，频率的电磁波作为场源，进而测量陆、空、地下的电磁场空间分布状况，掌握浅层电性局部异常，所以探测深度一般在左右，深度较浅，对于深层地质异常体所发出的有效信息应用此种勘探方法接受到的反映相对较弱，因此，多用于浅覆盖区或者是外围剖面、扫面工作;3地震层析成像 这种技术是在20世纪80年代后才应用于金属矿的勘查工作中，利用x射线理论，将地下结构的物理属性采用地震波数据进行反演，依旧数据信息进行剖析并绘制图像的技术;4瞬变电磁法 它是以电磁感应理论作为勘测的基础，通过对目标物感生出的涡流场形成的二次电磁场变化响应特征进行研究分析，将空间形态准确的预测出来，达成探测目的。所以，应用于高导电性的较大矿体寻找方面，效能十分突出;5可控源音频大地电磁法 它是20世纪80年代兴起的以主动场源频率域为电磁勘测依据的技术。它的勘探深度可达2km以上，通过变频调整到各种探测深度，具备测量深度和进行剖面研究双重功能，刘深层地质构造及隐伏矿的探寻均有显著效果;在测量的时候，可以只通过移动接收机即可进行面积性的测深工作，工作效率大大的提高了，成本也较低;6连续电导率剖面测量系统 此系统是利用人工信号对天然信号进行不足频段的补充，获得分辨率相对较高的电阻，然后成像;7浅层地震技术 人工激发弹性彼在岩石中进行传播，依据传播情况进行地下资质结构、岩性信息的研究分析。三综合物探技术在地质勘查中的应用 基本原理:激发地层表面产生振动信号:通过地层进行传播，过程中会产生一些面波、体波相关信号。rayleigh波和love波属于面波信号;横波和纵波属于体波信号。通过非均匀介质进行传播，面波信号就会发生频散现象。面波信号频散特性规律如下:1.(vrf)曲线变化规律与层速关系:频率产生变化时，vr(面波速度)将会依据勘探深度变化的情况逐渐向该深度层层速度趋近。2.(vrf)与层厚度之间的关系:厚度产生变化的时候，频散曲线相应的拐点位置会依据厚度变化情况向低频方向移动，即证明:拐点的位置、层厚度之间存在密切关系。 处于特定的地层条件下，体波信号会发生明显的反射或是折射的现象产生。地震信号进行传播是通过分层的地层，如果上覆层的波速相较下伏层波速较小，地震信号在进行传播时将会发生明显的折射现象;如果上覆层的彼阻抗比不上下伏层的波阻抗大时，地震信号传播时将发生反射波现象。折射波有两种:初至折射波、对比折射波。因为初至折射波只负责追踪初至区某个界面的折射波，相对容易辨认，识别率较高;对比折射波不仅对初至区进行追踪，对续至区折射波也要进行追踪。折射波相对于薄层的探测能力十分差，同样也不适用地质速度逆转层。3信号分析与成果资料解释 （一）信号数据的分析 信号数据的分析包括两方面的内容:面波信号数据的分析;折射波信号数据的分析。面波信号数据分析主要包括以下几个过程: a.面波有效信号的提取, 设置合理的时间窗在时域信号窗口提取有效面波信号数据;b.面波频散曲线的求取, 根据有效面波时域信号求取面波基阶模态的频散曲线, 进行深度转换, 得到深度- 波速曲线;c.利用空间相似性原理进行测点间数据插值, 得到测线面波波速云图;d.面波频散曲线的遗传反演分析, 得到面波频散曲线的反演分层结果。 （二）成果资料处理与解释 通过现场信号数据的分析处理得到面波频散曲线及折射波法的纵波速度与深度的关系曲线, 为了综合利用两者的处理结果, 需要进行综合解释。a.折射波的结果处理。b. 面波频散数据插值处理。c. 初步确定土石分层界限。d.对比钻孔点的地质分层, 进行土石分界线的调整将第3步得到的初步土石分界结果, 将对应综合测点的分层结果与钻孔的土石分层结果进行对比, 调整初步土石分界结果和判定速度标准,确定土石分界的最终结果。四布置物探工作需注意的问题 在岩土工程勘察项目中先期投入物探工作可以大大提高钻探工作的效率和准确性，但物探方法有很多，投入物探方法需要策划和设计，而且物探方法是间接的勘探方法，物探结论是对异常的推论，因此物探方法是不能完全替代钻探的。概括而言，选用物探方法应注意如下问题: 选用物探方法应有针对性物探方法在岩土工程勘察中的作用是毋庸置疑的，但并不是说任何物探方法可包治百病，布置物探方法应该有针对性，而不应该滥用，更不能任意夸大或缩小物探方法的作用。物探方法的选择应具备主要的物性前提和场地条件，例如潮湿的地面对于地质雷达勘测会产生明显的干扰，应采取适当措施降低干扰或采用其他的物探方法;而在煤矿采空区进行勘探发现低阻异常既要考虑到可能是采空区反应，也要考虑到是否为煤层的影响。某一物探方法获得的解释成果不能简单地否认另一种方法所确定的异常的存在，即物探方法之间只是对异常的补充而不是对异常的否定。物探推论需要验证多种物探方法综合勘测确定的异常并不能保证推论100%正确，验证仍是最需要的关键环节，在没有验证的情况下，物探异常的推论仅仅是一种理论和经验的推断。选用物探方法也要考虑经济性通常在地质情况简单的情况下，如果由一种或一种以上的物探方法能获得较一致的异常反应，是没有必要投入更多的物探手段来重复获得同样的异常认识的，物探方法同样也需要成本。在实际工程中投入物探方法应提倡够用就行。 物探方法在岩土工程勘察中的作用正在被大多数勘察工作者接受并给予重视，实践证明，如果投入物探方法的时机适当则可提高勘察效率，降低造价，对提高勘察成果的质量也很有益处。结束语 面波信号在分层介质中传播会发生频散现象, 而体波信号在存在折射层位的地层中传播会发生明显的折射现象。因此在工程地质勘察中,可以充分利用面波和折射波法各自的