馬 驍

由于各種物探方法的應(yīng)用都依據(jù)一定的物理前提，且地質(zhì)、地球物理?xiàng)l件和邊界特征對測試成果具有較大的影響，使得這些方法技術(shù)存在著一定的條件性和局限性，加之大中型重點(diǎn)工程大多具有比較復(fù)雜的地質(zhì)和工程問題，所以采用單一的物探方法一般難以查明或解決有關(guān)地質(zhì)和工程問題，此時應(yīng)考慮綜合物探進(jìn)行施測，以提高物探成果的地質(zhì)解釋精度和成果分析質(zhì)量，滿足工程勘查之需。如在地質(zhì)勘查項(xiàng)目區(qū)的物探測試中，綜合物探技術(shù)提供了大量的數(shù)據(jù)，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，又應(yīng)用高密度電法、電測深法和聯(lián)合剖面法查明了地質(zhì)勘查項(xiàng)目的斷層，近乎直立,為地質(zhì)勘查項(xiàng)目的穩(wěn)定性評價提供了科學(xué)依據(jù)，發(fā)揮了物探技術(shù)的快速、經(jīng)濟(jì)、便于大面積測試等優(yōu)點(diǎn)。綜合物探的工程實(shí)例很多在此不一一列舉?？傊?，隨著國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，工程建設(shè)場地開發(fā)也向縱深處發(fā)展，其場地的各種自然條件（包括地質(zhì)、環(huán)境等）大多較為復(fù)雜，給前期勘查工作帶來諸多困難，此時均要求采用物探技術(shù)解決或了解地質(zhì)和工程中遇到的難題。而作為物探技術(shù)人員應(yīng)在詳細(xì)分析已有勘察資料（區(qū)域性和地區(qū)性）的基礎(chǔ)上，經(jīng)過實(shí)地踏勘和現(xiàn)場方法試驗(yàn)來選擇多種物探方法投入施測，以達(dá)到最佳的測試成果，多快好省地進(jìn)行工程地質(zhì)勘查，發(fā)揮物探技術(shù)的先進(jìn)作用。綜合物探技術(shù)目前廣泛應(yīng)用于地質(zhì)勘查，是一種較新的技術(shù)，可以有效提高勘查工作的效果和質(zhì)量。在地質(zhì)綜合物探技術(shù)方面，不同新技術(shù)應(yīng)用的綜合應(yīng)用可以取得更加良好的效果，不同類型可以滿足不同的標(biāo)準(zhǔn)，為更好地提高綜合物探技術(shù)在地質(zhì)勘探中的實(shí)踐效果，需要根據(jù)實(shí)際需要控制各個環(huán)節(jié)的行為，遵循專業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，不斷提高勘探數(shù)據(jù)信息結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1 地質(zhì)勘查項(xiàng)目實(shí)施與綜合物探技術(shù)應(yīng)用分析

各種礦產(chǎn)資源在我國現(xiàn)代化建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮了極其重要的作用，一切生產(chǎn)生活都與礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用密不可分，為發(fā)展提供了充足的動力。但是，實(shí)際發(fā)展情況并不十分理想，我國目前擁有的礦產(chǎn)資源量、開發(fā)程度和有效利用水平無法與我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展相匹配，這使得所有的生產(chǎn)行業(yè)獲取不了足夠的發(fā)展動力。同時，我國當(dāng)前礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作的實(shí)際水平還不能滿足其他領(lǐng)域?qū)ΦV產(chǎn)資源數(shù)量和質(zhì)量的需求，甚至不合理開采導(dǎo)致部分礦產(chǎn)資源枯竭。科技與礦產(chǎn)資源開發(fā)資源豐富開采時代對于我國礦山地質(zhì)勘探的創(chuàng)新和綜合物探技術(shù)的合理應(yīng)用具有重要意義。

1.1 綜合物探技術(shù)的優(yōu)勢

第一個優(yōu)勢是許多新型工程物探技術(shù)可以在各個監(jiān)測點(diǎn)實(shí)現(xiàn)多站點(diǎn)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測，無需信息交互，增加了物探任務(wù)的便利性和速度，提高了探測效率，并能夠節(jié)省運(yùn)營時間、業(yè)務(wù)費(fèi)用。同時，物探技術(shù)可以在多種條件下勘查，不受復(fù)雜環(huán)境的影響，使工程物探人員可以進(jìn)行24小時觀測工作，提高工作效率。

第二個優(yōu)勢是礦產(chǎn)信息管理的智能化和自動化。許多任務(wù)現(xiàn)在無需人工干預(yù)即可自行執(zhí)行。例如，地質(zhì)勘探接收機(jī)可用于自動數(shù)據(jù)采集，同時自動控制系統(tǒng)可用于數(shù)據(jù)采集和傳輸數(shù)據(jù)處理方法。此外，可以設(shè)置異常警報，最大限度地提高勘探工作效率，降低成本的作用。

第三個優(yōu)勢是綜合物探技術(shù)在一定程度上實(shí)現(xiàn)了礦物信息的有效性，數(shù)據(jù)信息精度高，速度快，可以最大限度地減少系統(tǒng)偏差，保證采集數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，綜合物探技術(shù)的高精度、快速的地理信息系統(tǒng)的優(yōu)勢已在礦產(chǎn)資源領(lǐng)域得到普遍認(rèn)可，并在勘探領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

1.2 綜合物探技術(shù)的弊端

綜合物探技術(shù)雖然具有諸多技術(shù)優(yōu)勢，但毫無疑問，在一些日常工作中仍然存在很多問題。處理好這些問題，有利于綜合地質(zhì)勘探技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。實(shí)際問題的關(guān)鍵在于以下幾個方面。

第一個缺陷是錨點(diǎn)選擇的自由性低。在實(shí)際勘探工作中，綜合物探技術(shù)采集礦產(chǎn)信息內(nèi)容時，專業(yè)技術(shù)人員必須遵循一定的操作規(guī)范，在許多環(huán)境中必須暢通無阻，確保獲得的數(shù)據(jù)和信息的嚴(yán)謹(jǐn)性和準(zhǔn)確性。同時，在選擇測量點(diǎn)時，還要保證該部位沒有強(qiáng)磁場。在利用綜合物探技術(shù)采集地質(zhì)勘探信息內(nèi)容數(shù)據(jù)信息期間，測點(diǎn)的選取必須科學(xué)規(guī)范，降低了測點(diǎn)選取的自由性，降低工作效率。

第二個缺陷是準(zhǔn)確測量的有效性低。由于視野范圍很窄，很容易出現(xiàn)多徑偏差，嚴(yán)重影響了數(shù)據(jù)信息的穩(wěn)定性。例如，在使用地理信息系統(tǒng)對堤壩、大壩等各種大中型工程項(xiàng)目進(jìn)行測試的全過程，由于大壩周圍通常有自然地理環(huán)境和植被，因此，電離層延遲時間校準(zhǔn)的精度會因大壩本身的自然地形和植物群落的差異而有所不同，在一定程度上受到損害。

2 綜合物探技術(shù)應(yīng)用原理

2.1 從簡單到復(fù)雜原則

要將綜合物探技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)勘探，嚴(yán)格遵循從點(diǎn)到面，從簡單到復(fù)雜原則，逐步獲取更多的勘探數(shù)據(jù)。需要對存儲的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和利用，根據(jù)地質(zhì)勘探作業(yè)的要求選擇合適的技術(shù)參數(shù)，建立綜合物探模型，開發(fā)各種信息的數(shù)據(jù)處理方法、數(shù)據(jù)分析和推斷提供正確的指導(dǎo)。因此，對各種信息進(jìn)行詳細(xì)的收集和綜合分析，是綜合物探技術(shù)應(yīng)用的基本要求。

2.2 大信息量原則

進(jìn)行地質(zhì)勘查時，必須確定災(zāi)害地質(zhì)環(huán)境的化學(xué)性質(zhì)與軟巖材料存在一定的差異。這印證了在應(yīng)用綜合物探技術(shù)時，需要結(jié)合實(shí)際情況，在綜合分析所有相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，選擇合適的綜合物探方法。同時收集各種綜合物探方法的基本參數(shù)，分析地質(zhì)體的形成原因和性能特征。這樣可以避免物探異常的模糊性問題，提高物探信息的準(zhǔn)確性和一致性。

3 綜合物探技術(shù)在地質(zhì)勘探中的應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 地質(zhì)資料收集

3.1.1 設(shè)計測線

地質(zhì)勘探中信息內(nèi)容和數(shù)據(jù)信息的收集作為綜合物探技術(shù)的基礎(chǔ)，在較大程度上對綜合物探技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用效果造成一定程度的影響。收集信息內(nèi)容數(shù)據(jù)信息的第一步是放置測線，總結(jié)過去的操作經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合被測區(qū)的具體情況，提高表層土層厚度檢測的準(zhǔn)確性，以及地表測點(diǎn)和折射測點(diǎn)設(shè)計、維護(hù)，提高信號數(shù)據(jù)利用的一致性和效率。測線布置的技術(shù)方案很多，但必須把控技術(shù)體系實(shí)施中的每一個關(guān)鍵點(diǎn)，為測線的技術(shù)應(yīng)用奠定良好的基礎(chǔ)。

3.1.2 參數(shù)設(shè)計

首先，采集通道。在參數(shù)化設(shè)計層面，安全通道數(shù)量的選擇是比較基礎(chǔ)的日常任務(wù)。一些操作人員并不關(guān)心這項(xiàng)日常工作，認(rèn)為任務(wù)并不難，導(dǎo)致無法保證工作的效果和質(zhì)量，在實(shí)際操作過程中相關(guān)人員必須遵守操作標(biāo)準(zhǔn)。例如，地震儀必須有一個多通道的接收端口號，通常是12個和24個安全通道。由于表層土層厚度有可能較小，在現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)可接受的情況下，應(yīng)盡可能采用數(shù)據(jù)信號采集，以保證足夠的空間分辨率。在選擇采集通道數(shù)時，確保足夠的空間分辨率，由此才能確保下一階段施工的開展。

其次，激震方式。除了采集道數(shù)選擇以外，還有一個非常重要的工作，就是激震方式的選擇。我國在參數(shù)設(shè)計方面的工作之所以能夠在各個發(fā)展階段滿足社會的需求，主要原因在于能夠?qū)?shù)設(shè)計的每一項(xiàng)工作都細(xì)致化的進(jìn)行，不僅如此，還積極的進(jìn)行深化和加強(qiáng)工作，避免一些系統(tǒng)漏洞和安全風(fēng)險，從客觀性和主觀性上，將參數(shù)化設(shè)計工作提升到一個新的水平。在參數(shù)化設(shè)計中，激震模式的選擇非常關(guān)鍵，可以說對參數(shù)設(shè)計工作具有一定的決定性影響。

從現(xiàn)階段的發(fā)展趨勢來看，主要有三種激震方式，三種激震方式的最大勘探深度分別是：錘擊震源達(dá)20m～30m；落中震源可達(dá)30m～50m；爆破源探測深度可達(dá)50m～150m。激震點(diǎn)土質(zhì)松軟程度影響震源所能激發(fā)的頻率，軟地面的頻率較低，硬地面的頻率較高。三種激震方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，要達(dá)到理想的效果，需要結(jié)合所在地區(qū)的實(shí)際情況和激震方式的長處。

最后，道間距設(shè)計。通道間隔的選擇。多地地質(zhì)環(huán)境實(shí)地勘查雖然采用了綜合物探技術(shù)，但存在一些關(guān)鍵點(diǎn)不及時，結(jié)果不準(zhǔn)確，不利于地理學(xué)發(fā)展。道間距的選擇就是一個非常重要的細(xì)節(jié)，由于我國的幅員比較遼闊，因此在應(yīng)用綜合物探技術(shù)的過程中，必須在一些細(xì)節(jié)方面進(jìn)行足夠的努力，合理選擇道間距可以使工作更加完善，在提高精度的同時減少不準(zhǔn)事故發(fā)生。從各個角度來說，道間距能夠幫助綜合物探技術(shù)更加有效的應(yīng)用到地質(zhì)勘查工作中。

3.2 數(shù)據(jù)信號分析

地質(zhì)環(huán)境綜合物探技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)環(huán)境研究工作時，應(yīng)對數(shù)據(jù)信號和數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，以協(xié)助綜合物探技術(shù)和地質(zhì)環(huán)境研究工作的準(zhǔn)確性，及時發(fā)現(xiàn)問題并加以解決。在數(shù)據(jù)信號的統(tǒng)計分析過程中，最重要就是工作過程。許多地區(qū)未能取得良好的勘探結(jié)果，主要因素便是沒有按照規(guī)定步驟對數(shù)據(jù)信號進(jìn)行統(tǒng)計分析。

通過科技人員和管理人員的不斷總結(jié)，數(shù)據(jù)信號的統(tǒng)計分析主要包括：面波數(shù)據(jù)信號的統(tǒng)計分析和折射波數(shù)據(jù)信號的統(tǒng)計分析。面波數(shù)據(jù)信號的統(tǒng)計分析主要包括對面波數(shù)據(jù)信號的合理采集。從設(shè)置的頻域數(shù)據(jù)信號窗口中獲取合理的面波數(shù)據(jù)信號信息的有效周期時間，獲取面波色散曲線，根據(jù)合理的面波頻域數(shù)據(jù)信號獲取面波基模色散曲線，并通過深度轉(zhuǎn)換得到深層的波速，利用圖形的基本原理和室內(nèi)空間均勻性，在測量點(diǎn)之間插值數(shù)據(jù)信息，得到一行面波速氣象圖。

4 物探新技術(shù)綜合分析

4.1 瞬態(tài)磁感應(yīng)法分析

瞬態(tài)磁感應(yīng)法是綜合物探的主要技術(shù)手段，該技術(shù)主要利用瞬態(tài)電磁技術(shù)對測區(qū)地質(zhì)進(jìn)行分析研究，重點(diǎn)對礦區(qū)進(jìn)行水位勘測和分析。瞬時電磁技術(shù)，也稱為TEM，廣泛應(yīng)用于地質(zhì)勘探過程中。

瞬態(tài)磁感應(yīng)法的原理主要是利用不同原材料的差異來使磁感應(yīng)工作。該技術(shù)可以分析地下礦體的電導(dǎo)率和磁效應(yīng)之間的差異。得到電磁分布，然后利用相關(guān)的磁感應(yīng)基礎(chǔ)理論，制定一個可行的方案。該技術(shù)可以對礦山中的非地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行詳細(xì)的解析，進(jìn)一步提高地質(zhì)勘探的高效性。該技術(shù)方法可以合理地采集礦山相關(guān)水文氣象數(shù)據(jù)信息，對數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析，進(jìn)而制定出合理的解決方案。

4.2 探地雷達(dá)法

探地雷達(dá)法工作原理與其他綜合工程綜合物探相比，探地雷達(dá)法具有很強(qiáng)的靈活性和可擴(kuò)展性，可適用于各種地質(zhì)構(gòu)造，制定了各種技術(shù)方案，地質(zhì)構(gòu)造保證綜合物探技術(shù)的科學(xué)性和合理性。探地雷達(dá)方法在勘探過程的實(shí)際應(yīng)用中主要表現(xiàn)出以下特點(diǎn)。

第一，探地雷達(dá)法進(jìn)行精確測量時，程序流程簡單，實(shí)際操作方便，可長時間連續(xù)采集數(shù)據(jù)。第二，綜合物探技術(shù)對地質(zhì)環(huán)境勘查效率高，數(shù)據(jù)采集速度更快，可根據(jù)地質(zhì)環(huán)境制定不同的勘探方案。第三，該技術(shù)是一種無損檢測技術(shù)，與其他技術(shù)相比，它在高效率和速度方面具有很大的優(yōu)勢。

4.3 礦井直流法

礦用直流法適用于地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的地區(qū)。隨著我國礦產(chǎn)資源的不斷開發(fā)和設(shè)計，礦產(chǎn)資源開發(fā)設(shè)計的地質(zhì)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)越來越復(fù)雜，雖然傳統(tǒng)綜合物探技術(shù)無法進(jìn)行地質(zhì)環(huán)境勘查，但礦井直流法合理解決了這一問題。

通過礦井直流法分析不同巖石的電學(xué)差異，利用相關(guān)電場理論進(jìn)行詳細(xì)的研究，制定合理的礦山水文地質(zhì)條件解決方案。

5 傳統(tǒng)勘探技術(shù)的局限性和發(fā)展趨勢

5.1 局限性分析

我國土地遼闊，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。給地質(zhì)勘查帶來了很大的困難。此外，隨著自然資源的不斷開采，自然資源的勘探和開采難度越來越大，地質(zhì)勘探領(lǐng)域帶來了新的考驗(yàn)。傳統(tǒng)的勘探技術(shù)已不能滿足地質(zhì)勘探的要求。綜合物探技術(shù)的應(yīng)用，將成為勘探開發(fā)的新方向。傳統(tǒng)測繪技術(shù)存在的關(guān)鍵問題如下：

首先，如何科學(xué)、規(guī)范地進(jìn)行合理有效的區(qū)分，區(qū)分問題關(guān)鍵是如何區(qū)分巖土工程與巖層的邊界，以及地質(zhì)構(gòu)造、弱構(gòu)造面、不良地質(zhì)環(huán)境體的差異。

其次，合理處理地質(zhì)環(huán)境形態(tài)。在整個地下勘查過程中，可能存在不明物體、地下結(jié)構(gòu)和不明狀況。如何使用綜合物探技術(shù)來提高埋藏位置和基礎(chǔ)深度的可預(yù)測性。

最后，如何改進(jìn)和設(shè)置巖土工程主要參數(shù)。在測試巖層樣品時，很難對大量樣品進(jìn)行取樣或進(jìn)行相應(yīng)的測試。常見的原材料，如粗粒土層和巖石風(fēng)化層。地質(zhì)工程設(shè)計方案的主要參數(shù)（承載力、應(yīng)變指數(shù)值等）基本相同。這個主要參數(shù)可以根據(jù)以下數(shù)據(jù)信息進(jìn)行設(shè)置。綜合探測包括了面坡法、折射波法，土層厚度分為較薄、較厚，采用坡面法時，測試道數(shù)分別為12、24、24，檢波器為104HZ，激震方式為垂直、落重，偏移距離為3m～6m或6m～12m這一區(qū)間，采樣點(diǎn)分別為1024點(diǎn)、2048點(diǎn)，采樣率為0.20ms、0.25ms；采用折射波法時，測試道數(shù)分別為12、12、24、24，檢波器為1028HZ，激震方式為錘擊、落重、放泡，偏移距離為3m～6m或6m～12m這一區(qū)間，采樣點(diǎn)分別為1024點(diǎn)、2048點(diǎn)，采樣率為0.205ms、0.25ms。

5.2 發(fā)展趨勢分析

地質(zhì)勘查過程中綜合物探技術(shù)的應(yīng)用雖然已經(jīng)取得了良好成績，但是由于還存在很多不足之處，因此，在未來發(fā)展的過程中，應(yīng)強(qiáng)化技術(shù)創(chuàng)新力度，構(gòu)建信息化的綜合物探技術(shù)模式，增強(qiáng)綜合物探技術(shù)在地質(zhì)勘探中的應(yīng)用效果。首先，提升綜合物探技術(shù)的信息化水平，使用計算機(jī)總線控制技術(shù)、輔助技術(shù)等，提高綜合物探技術(shù)的靈活性、數(shù)字化、智能化程度，借助數(shù)字技術(shù)和“三遙”技術(shù)等，增強(qiáng)綜合物探技術(shù)應(yīng)用的便利性、可靠性。同時還需將總線控制技術(shù)應(yīng)用于綜合物探的儀器設(shè)備上，使其向著模塊化、插卡式的方向發(fā)展，能夠智能化、自動化完成地質(zhì)勘探的工作。另外，也可以使用單片數(shù)字信號處理器技術(shù)增強(qiáng)綜合物探技術(shù)的應(yīng)用效果，完善誤差修復(fù)的功能。其次，理論的創(chuàng)新化發(fā)展。地質(zhì)勘探中的綜合物探技術(shù)在未來發(fā)展的過程中，會向著理論創(chuàng)新性的方向進(jìn)步，通過小波理論、分形幾何理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算理論、地理信息技術(shù)理論等，完善綜合物探技術(shù)的應(yīng)用功能，準(zhǔn)確進(jìn)行地質(zhì)勘探，獲得精準(zhǔn)、詳細(xì)、全面的勘探數(shù)據(jù)信息，通過計算機(jī)計算進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、存儲、查詢和輸出，得到最佳的地質(zhì)勘探結(jié)果，便于準(zhǔn)確開展各項(xiàng)勘探工作，充分發(fā)揮新理論的作用價值，達(dá)到預(yù)期的創(chuàng)新發(fā)展目的。

6 結(jié)論

總之，傳統(tǒng)的勘探技術(shù)已經(jīng)不能融入時代進(jìn)步的需要，合理利用綜合物探技術(shù)，提高地質(zhì)勘探應(yīng)用的嚴(yán)謹(jǐn)性和合理性，還可以提高地質(zhì)勘探、礦產(chǎn)資源管理方法的工作效率。