地质勘查中物探方法特点比较

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摘要:本文通过对各种物探技术的基本原理、应用范围、适用条件进行分析，总结出各种物探方法的特点，并对物探技术在地质勘查工作中的应用提出建议。

关键词:地质勘查;物探;特点比较

在地质勘查工作实践中，相对于钻探法的成本高、风险大、周期慢、连续性较差等弊端，地球物理勘查方法(简称物探法)以其成本低、效率高、方便快捷、整体性/连续性较好而备受关注，应用范围也日益拓展。随着科技的发展，物探技术、设备、手段也日益完善和多样化。但各种物探技术也不是万能的，都有其自身的特点和一定的适用范围。

1电法勘探

1．1传导类电法勘探

(1)电测深法:最常用的对称四极电测深法可以探测水平或倾角＜20°岩层电性层的电阻率和埋深。(2)电剖面法:联合剖面法可探测产状较陡的层状、脉状低阻体或断裂破碎带;中间梯度法可探测产状较陡的高阻薄脉如石英岩脉、伟晶岩脉。(3)高密度电法:可用于地基勘查、坝基选址、水库或堤坝查漏和探测裂缝、岩溶塌陷、煤矿采空区。(4)自然电场法:勘查埋藏较浅的金属硫化物矿床和部分金属氧化物矿床，寻找石墨和无烟煤，确定断层位置，寻找含水破碎带，确定地下水流向。(5)充电法:判定充电导体的形状和范围、顶部和边界，主要用来勘探良导性多金属矿床、无烟煤、石墨以及水文地质、工程地质问题的解决。(6)激发极化法:判断脉状体的产状。

1．2感应类电法勘探

(1)连续电导率剖面法:岩土电导率分层、地下水探测、基岩埋深调查、煤田高分辨率电探、金属矿详查和普查、环境调查、咸/淡水分界面划分，勘探深度1000m。(2)CSAMT:电性源CSAMT探测深度较大，通常可达2km，主要用于探测地热、油气藏、煤田和固体矿产深部找矿。(3)TEM:剖面法:同点装置剖面法即共圈回线法经常用于勘查金属矿产;大回线装置剖面法采用边长达数百米矩形回线。由于TEM用宽频带观测，在音频干扰大地区如有线广播工作时比较困难。(4)甚低频率法VLF:主要用于探测金属矿床、水资源和地质填图。(5)地质雷达法GPR:划分花岗岩风化带，可清晰地分辨出表土以下全风化带、强风化带、弱风化带之间的界面，主要用于隧道探测。(6)管线探测法。主要是在非开挖的情况下探测地下管线的走向与埋深。一类是利用电磁感应原理探测金属管线、电/光缆，以及一些带有金属标志线的非金属管线，这类简称管线探测仪。另一类是利用电磁波探测所有材质的地下管线，也可用于地下掩埋物体的查找，俗称管线雷达。(7)核磁共振找水法(NMR):是目前唯一直接找水的新方法。与传统物探方法相比，其优点是具有高分辨率、高效和唯一性解，在探测地下淡水时更具优越性，可高效地用于区域水文地质调查，确定远景找水区，圈定地下水三维空间分布状态，选定可靠水井位置。应用范围:①探测古河床、古墓、覆盖层、滑坡体、砂卵砾石层;②探测隐伏地质构造、岩溶、地下暗河、人工坑洞;③探测含水层富水带，划分咸淡水界线，测水库漏水点;④工程质量检测、探测地下管线。特点:①电测深法、电剖面法、高密度电法:抗干扰性强，但受地形限制大;②自然电场法:方便快捷，但受地电干扰大;③充电法:能探测地下水流向;④激发极化法:适用于探测地下水、金属矿体等高极化体，但受地形限制大;⑤连续电导率剖面法:受地形影响较小，探测深度1km。但探测深度不如CSAMT，而且抗干扰性弱;⑥CSAMT:受地形影响较小，探测深度2km～3km，但设备笨重(期望随着科技发展能大大减小仪器的体积和重量，使之轻便化);⑦TEM:受地形影响较小，探测深度随线圈长度而增加(可达数百米)，但受地电干扰大;⑧甚低频率法:可探测高极化体，但受地电干扰大;⑨地质雷达:分辨率高，但探测深度小(10m～30m);⑩管线探测法:可探测地下管线，但只限于地表浅层。

2弹性波法

弹性波法包括地震勘探(地震勘探又分为折射波法、反射波法、瑞雷波法)、超声波法、场地波速测试，地脉动测试。地震勘探:勘探深度较大、分辨率较高、解释结果较直观。能迅速查明复杂储油气构造和含煤构造。探测地下含水层、地下水位、基岩起伏、断裂带、覆盖层厚度。间接探测与构造有关的矿产(如铝钒土、砂金、铁、磷、铀)。应用范围:①探测地质构造;②探测覆盖层厚度、断层破碎带、滑动面、潜水位;③探测岩体动弹性模量;④探测地脉动卓越周期、桩基及建筑物基础;⑤测定岩体完整性系数。特点:①折射波法。能探测100m以浅土石界限、围岩分级、低速带;②反射波法:探测断层、采空区，探测深度较大，但要求场地相对平缓;③瑞雷波法。优势:场地评价、计算横波，方法简便，但探测深度较小;④超声波法:构件评价;⑤场地波速测试:场地类型评价，模量参数，沙土液化;⑥地脉动测试:安全性评价。

3重力勘探

应用范围:探测区域地质构造，深部断层，大溶洞，巨大的埋藏谷。特点:可探测密度体异常、采空区边界，推测深大断层、断裂。

4磁法勘探

应用范围:探测岩浆岩体界线，断层带，地下管线，考古。适用条件:探测地质体与围岩有明显密度差异，探测对象规模与埋深比要足够大。特点:探测磁性体异常，深大断层、断裂。

5放射性勘探

应用范围:探测基岩裂隙水、断层带，测量土的湿度、密度，环境监测。适用条件:探测对象与围岩有放射性差异，探测对象埋深较浅。特点:探测断层、裂隙带、采空区边界。

6地温勘探

应用范围:判定地温异常的深大断裂位置，探测地表与深部地温的变化规律。适用条件:地质体之间有温度差异，在深部钻孔中探测地温变化情况。特点:深大断层定位。

7井下物探

井下物探包括电测井、放射性测井、水文测井、单孔声波测井、跨孔声波测井、声波及超声成像测井、孔间电磁波透射法、孔间地震波透射、钻孔技术测量。基本原理:用仪器观测钻井及井间岩土物理差异所引起的天然或人工物理场变化规律，以研究井壁和井周空间地质构造，测定岩土自然状态下物理力学和水文地质参数。应用范围:划分软弱夹层、风化层厚度，探测断裂带和岩溶位置，探测测井中出水位置、水文地质参数，探测岩土物理力学参数，监测地下水污染，核处理场地的选址。适用条件:电测井、无线电波透视、声波测井应在有泥(水)浆无套管的孔中进行，水文测井应在无套管或有滤管经洗井后的清水井中进行。用途:①电测井:划分地层;②放射性测井:井液电阻率与电位电阻率反向;③水文测井:划分地层，确定含水层位;④单孔声波探测、跨孔声波探测、声波及超声成像测井、孔间电磁波透射波、孔间地震波透射:查找孔间裂隙带、溶洞。

8建议

鉴于物探技术是一种间接的勘探方法，由于各种地质条件和围岩条件的差异性，以及解释方法的多解性，再加上环境和人为因素的干扰，单独基于物探技术进行的判断和解释都有程度不一的误差甚至是误判，所以，在地质勘查工作中应用各种物探技术进行分析时必须紧密结合已有的地质资料科学研究，有时要运用不同的物探方法进行相互印证，才能提高物探成果的准确性和解析精度。

作者:杨占军 单位:河北省煤田地质局

参考文献:

［1］刘天佑．地球物理勘探概论［M］．北京:地质出版社，2007:207－217．

［2］陈仲候，等．工程与环境物探教程［M］．北京:地质出版社，1993:167．

［3］物探方法的应用范围及适用条件［EB/OL］．2014－3－23．wenku．baidu．com．