張軍

遼寧省有色地質(zhì)一〇五隊(duì)有限責(zé)任公司 遼寧 葫蘆島 125000

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，我國很多先進(jìn)技術(shù)運(yùn)用到各行業(yè)中，助其發(fā)展更為迅速。地球物理勘探是指利用地球物理原理，根據(jù)各巖石間的電性、彈性、磁性以及反射性等物理性差異，而采取不同物探儀或其他物理方法解決地質(zhì)問題的勘探方式。隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，地球物理勘查技術(shù)也逐步走向成熟，應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷增加。雖然目前地球物理勘探技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛，但也存在著一定的發(fā)展瓶頸。

1 地球物理勘探技術(shù)的定義

地球物理勘探技術(shù)，也稱之為工程地球物理勘探技術(shù)，是較為實(shí)用的一種技術(shù)，因?yàn)榈厍蛭锢砜碧郊夹g(shù)在施工過程中可以為人們提供準(zhǔn)確的質(zhì)量分析和良好的應(yīng)用效果，所以經(jīng)常廣泛地用于各項(xiàng)工程地質(zhì)的勘察工作中，并發(fā)揮著巨大作用。地球物理勘探技術(shù)在當(dāng)代經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和工程地質(zhì)施工中具有重要意義。地球物理勘探技術(shù)在資源開發(fā)、環(huán)境和地質(zhì)工程等領(lǐng)域做出巨大的貢獻(xiàn)力量。這項(xiàng)技術(shù)是基于不同地質(zhì)體的物性差異，使用不同的機(jī)器設(shè)備和不同的檢測技術(shù)來測量工程。由于現(xiàn)代工程建設(shè)具有較高要求，傳統(tǒng)的地質(zhì)勘探工作已經(jīng)無法滿足需求，傳統(tǒng)的地質(zhì)勘探工作通過技術(shù)性控制孔、一般性控制孔和地點(diǎn)所在的地質(zhì)獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，缺乏對深層次地質(zhì)的研究，所以不被廣泛采納。地球物理勘探技術(shù)通過機(jī)器設(shè)備進(jìn)行觀察測量，得出的相關(guān)結(jié)論更加具有準(zhǔn)確性。如水文地質(zhì)勘測，由于不同地區(qū)的地下水地質(zhì)均具有堅(jiān)硬的硬巖、次堅(jiān)硬的軟巖、不同程度的地下水和其他特征等，所以在選擇地球物理勘探技術(shù)時，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、場地條件、當(dāng)?shù)貤l件進(jìn)行充分結(jié)合，確?？碧浇Y(jié)果無誤差。除了需要獲取地理位置信息外，使用地球物理勘探技術(shù)還應(yīng)分析和提前預(yù)測重大災(zāi)害。傳統(tǒng)的地質(zhì)勘探主要是使用地質(zhì)勘探鉆孔機(jī)深度取土、雙橋靜探燈方法，所以適用范圍也存在差異。通常單一的方法無法滿足在調(diào)查過程中勘察的需求。必要時需通過多種方法或措施將優(yōu)勢進(jìn)行互相補(bǔ)充，準(zhǔn)確寫出重大災(zāi)害的數(shù)據(jù)報告，然后對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析，采取相應(yīng)的措施方法，確?？梢栽诎踩闆r下進(jìn)行施工[1]。

2 地球物理勘探技術(shù)在地質(zhì)工程勘查中的應(yīng)用

2.1 在礦產(chǎn)資源地質(zhì)工程勘查中的應(yīng)用

同樣為了保證礦產(chǎn)資源地質(zhì)工程勘查的準(zhǔn)確性，在進(jìn)行地球物探技術(shù)勘探前也需要先收集資料，并根據(jù)收集的資料確定勘查方案，選擇合適的物探技術(shù)、方法以及勘查儀器。利用地球物探技術(shù)對礦產(chǎn)資源進(jìn)行勘探的操作如下：①選擇測量儀器：音頻大地電場儀，因其設(shè)備小巧，受地形地貌特征影響小，操作簡單，獲取的礦產(chǎn)資源勘查信息量大等優(yōu)勢成為目前最常用的礦產(chǎn)資源地質(zhì)勘探儀器。②對勘探區(qū)地層進(jìn)行掃描探測：測量需選擇電位差值較穩(wěn)定的地點(diǎn)放置探測儀；同時為了保證準(zhǔn)確性需進(jìn)行至少3次掃描測量。③得出地球物探結(jié)果報告：通過終端計(jì)算機(jī)對掃描探測到的地層圖像、圖表以及數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析整合，最后得出地球物探結(jié)果報告。④確定鉆孔位置：將地球物探結(jié)果與技術(shù)人員的勘探經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行結(jié)合，最終得出勘探區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源鉆孔位置。隨著地球物探技術(shù)在地質(zhì)工程勘查中的應(yīng)用，不僅大幅降低了地質(zhì)工程勘查的難度，提高了工作效率，還有效增加了勘探結(jié)果的準(zhǔn)確性和科學(xué)性，為了地質(zhì)資源的開發(fā)利用提供了依據(jù)和安全保障。

2.2 地球物理勘探技術(shù)之地震勘探

地震勘探技術(shù)是利用人工激發(fā)的地震波來反映不同地質(zhì)特征，提前預(yù)測隧道前方的地質(zhì)情況，觀測人員需要仔細(xì)觀察反射波和折射波，并獲得測量線的分布規(guī)律等，分析后得到反射波的距離、折射波的距離和地質(zhì)的結(jié)構(gòu)等相關(guān)信息。與其他地球物理勘探技術(shù)相比較而言，地震勘探技術(shù)不需要對勘探研究結(jié)果進(jìn)行復(fù)雜的解釋。但是為了確保測量時的準(zhǔn)確性，需要在測量時消耗大量的成本。在實(shí)際過程中，地震勘探員所觀察的地球物理勘探技術(shù)都是經(jīng)過改進(jìn)的，所提交的觀測報告都包含施工所在地段的地質(zhì)條件，可以很好地進(jìn)行地質(zhì)區(qū)分的特性。淺層折射法的優(yōu)點(diǎn)，可用于勘測混凝土內(nèi)部的孔洞或具有潛伏性的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，地質(zhì)勘察結(jié)果精準(zhǔn)度較高。淺層折射法的缺點(diǎn)，實(shí)際使用過程中需要注意施工場地是否滿足實(shí)際使用要求，且勘察結(jié)果存在一定的誤差。

2.3 深度域成像技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，近年來，深度域成像技術(shù)也獲得了極大提升呈現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢，在該方法的研究方面，一大批美國專家，在研究共方位角波動方程深度偏移技術(shù)方面在研究共方位角波動方程深度偏移技術(shù)方面獲得了顯著的工作成效。我國近年來在此方面的研究也在日漸加深，具有代表性的是，同濟(jì)大學(xué)近年來在深度偏移成像技術(shù)方面研究日漸推進(jìn)，獲得的成果領(lǐng)先于世界先進(jìn)水平。伴隨近年來，國內(nèi)外在深度成像技術(shù)方面的研究日漸加深，很多物理勘探服務(wù)公司也非常重視深度成像技術(shù)的研究工作，正在著力產(chǎn)品化深度域成像技術(shù)。然而，對于此項(xiàng)技術(shù)而言，在具體應(yīng)用時，還有很多方面亟待進(jìn)行改進(jìn)，隨著研究工作的不斷深入，在此方面，也出現(xiàn)很多經(jīng)過改進(jìn)的先進(jìn)技術(shù)，過去成像技術(shù)在技術(shù)速度方面，對于傾角技術(shù)方面的應(yīng)用還是一個難題，而通過加疊后偏移方法，使這一問題得到了良好解決，但是在勘探過程當(dāng)中，由于現(xiàn)實(shí)求取技術(shù)在應(yīng)用過程當(dāng)中還有偏差存在，所以具體應(yīng)用時加疊后偏移方法，有成像不精準(zhǔn)的問題存在，還會引發(fā)虛擬構(gòu)造情況發(fā)生，因此利用改良方法，對于水平疊加速度不精準(zhǔn)問題的解決，主要是通過疊加深度偏移成像來實(shí)現(xiàn)，對提高成像精度起到了重要的促進(jìn)作用，然而當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，對疊前深度偏移方法有造成一定影響，隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的高速推進(jìn)，在此方面的影響也會得到很好的解決[2]。

2.4 在地下水資源地質(zhì)工程勘查中的應(yīng)用

為了保證地下水資源地質(zhì)工程勘查的準(zhǔn)確性，在進(jìn)行地球物探技術(shù)勘探前，技術(shù)人員需要先收集勘探區(qū)域的地形地貌特征、氣候特征、人文環(huán)境、交通狀況等資料，并根據(jù)上述資料制定合適的勘查方案，選擇合適的物探技術(shù)、方法以及勘查儀器。其中激發(fā)極化法因?yàn)閷λ沫h(huán)境和地貌特征的影響較小，且可以同時對多個參數(shù)進(jìn)行測量，是目前地下水資源勘查中最常用的地球物探技術(shù)。激發(fā)極化法在地下水資源地質(zhì)工程勘查中的操作如下：①選擇在勘探區(qū)的3處地點(diǎn)平均安放3個探測儀進(jìn)行激電探測，收集測量到的極化率、偏離度以及電阻率等參數(shù)。②將3個探測儀收集到的參數(shù)信息，通過終端計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，得到地球物探結(jié)果；為了數(shù)據(jù)處理過程中出現(xiàn)參數(shù)信息丟失的問題，需要先對原始數(shù)據(jù)備份。③將地球物探結(jié)果與技術(shù)人員的勘探經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行結(jié)合，最終得出勘探區(qū)內(nèi)地下水鉆孔的位置。

2.5 地球物理勘探技術(shù)之電磁法勘探技術(shù)

電磁法勘探技術(shù)是指在自然磁場或者人工磁場中觀察被測量位置的深度變化或者各種物質(zhì)的電阻所引起電阻率的變化，從而分析地質(zhì)在巖石層的總體分布規(guī)律，并獲得不同巖石的電學(xué)性質(zhì)。電磁法勘探技術(shù)的勘探深度較大，具有剖面性和測深性兩大特點(diǎn)。電磁法勘探技術(shù)目前成為最重要的地球物理勘探技術(shù)，由于電磁法勘探技術(shù)對巖層的勘探有著明顯效果，因此電磁法勘探技術(shù)的應(yīng)用較為廣泛。大地電磁法是人工控制的一種電磁勘探方法，大地電磁法可以克服在自然磁場中信號差的缺點(diǎn)。大地電磁法數(shù)據(jù)處理的復(fù)雜性取決于非平面波的特征。

3 地球物理勘探技術(shù)的發(fā)展趨勢

①因計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)采集技術(shù)的應(yīng)用，物探技術(shù)朝著智能化、簡約化、自動化的方向發(fā)展，很多發(fā)達(dá)國家的淺部礦產(chǎn)資源瀕臨消失，地質(zhì)工作者開始朝著更多有難度的領(lǐng)域進(jìn)軍。在建設(shè)重大工程的過程中，要對地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行事先勘探，包括巖洞、巖溶等，針對這些任務(wù)，需要借助新技術(shù)、新方法和新儀器，數(shù)字化和遙感技術(shù)實(shí)現(xiàn)了這些難度高地區(qū)的地質(zhì)勘測。②總線技術(shù)的發(fā)展成為模塊化、積木式和插卡式物探儀器的關(guān)鍵技術(shù)。通過這些技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)自動測量，企鵝包括多種功能和參數(shù)的選擇。便于組成結(jié)構(gòu)緊湊的模塊式物探儀器系統(tǒng)，表示新一代物探技術(shù)的發(fā)展方向和發(fā)展趨勢。③集成化的計(jì)算機(jī)輔助測試技術(shù)和功能強(qiáng)的軟件，使得測量儀器和測試技術(shù)的發(fā)展朝著更高的層次前進(jìn)，用戶可以快速便捷的實(shí)現(xiàn)所需要的測量系統(tǒng)，具有很強(qiáng)的功能和個性，反映出了軟件開發(fā)和誤差修復(fù)功能的大大增強(qiáng)[3]。

4 結(jié)束語

相比傳統(tǒng)的勘探方式，可以根據(jù)不同地質(zhì)狀況選擇不同物探方案的地球物探技術(shù)，不僅在保證工程質(zhì)量的基礎(chǔ)上提升了地質(zhì)工程勘探的能效，還增加了地質(zhì)工程勘查的成礦率和成井率?？偠灾?，地球物探技術(shù)在地質(zhì)工程勘查中運(yùn)用效果顯著，帶來了良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。