地球物理勘查法在工程地质中的应用盛勇

地球物理勘查法在工程地质中的应用盛勇

盛勇

安徽省勘查技术院安徽合肥230031

摘要：我国地大物博，地质条件非常复杂。地球物理探测是利用物理学理论对地球进行调查研究，它具有快速、信息量大、远程测量等优点，它不仅可以对深部地质状况进行研究，而且可以对矿产资源进行勘察。地球物理勘察法主要是根据不同岩石之间的物理性质差异来解决地质和工程结构上的问题，因此地球物理勘察法对工程地质的研究有着十分重要的重要的作用。

关键词：地球物理勘查法；工程地质；应用

引言

随着我国经济的快速发展，我国各行业迎来新的发展机遇和空间。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。

1地球物理勘查方法的重要性

地球物理勘查方法简称“物探法”，其采用物理学原理与方法，对地球物理场的分布与变化进行间接勘探，主要研究地球本体、近地空间、物质演化等规律和特点，在工程、环保、矿产等方面的勘探都有着广泛的应用，可以说是非常强大的勘查方法。由于物探技术能够探测岩石的密度、磁性、弹性以及放射性，因此地质学专家针对物探技术陆续研制出了很多种物探方法，比如：磁法勘探、电法勘探、地震勘探、重力勘探、地温法勘探方法等。地球物理勘察方法在很大程度上，为水文地质工程的研究提供了依据和帮助，有效地促进了水文地质勘探技术的发展。因此，对于勘探方法的研究直接决定了水文地质工程能否顺利开展，接下来，本文着重探索高密度电阻物探法、激电法、自然电场法以及安装雷达法在水文地质勘查工作中的应用。

2地球物理勘察法的发展

地球物理勘察法有着长远的历史发展，早在640年，瑞典人尝试利用罗盘寻找磁铁矿，这也就为后人勘察资源奠定了基础。1870年，瑞典的地质学家泰朗和铁贝尔发明了万能磁力仪，并且正式将磁法勘察作为一种地球物理方法。进入20世纪以后，随着科学技术快速发展，多种地球勘察方法被广泛应用，例如磁法、自然电位法、激发极化法等。这些方法不仅具有很高的精确度和灵敏度，而且可以适用于不同复杂的地质中。例如激发极化法不仅可以区分蚀变和硫化物类型，而且可以区分人工引起的耦合异常。近30年来，我国的地球勘测法取得了明显的进步，并且取得了显著的地质效果，但是我国的地球物理勘测技术和设备和世界发达国家相比还是有一定差距的。地球物理勘察根据研究对象的不同可以划分为：金属地球物理勘探、石油地球物理勘探、煤田地球物理勘探、水文地质地球物理勘探、工程地质地球物理勘探和深部地质地球物理勘探等。工程地质地球物理勘察是地球物理勘察中十分重要的一部分，因为工程地质地球物理勘察对国家的可持续发展有着关键性作用，并且工程地质地球物理勘察技术的水平决定着国家矿产资源的利用率。

3地球物理勘测法在工程地质中的应用

3.1制定工程地质勘察标准

工程的地质勘查是一个复杂且专业的工作，具有多个勘查环节，一旦在某一环节出现问题，会影响到整体的勘察质量，无法为工程提供精准的勘察数据。为了保证勘察工作的顺利进行，首先要制定相应的标准，才能规范地质勘查工作。我国的工程地质勘查已经有了多年的发展历史，形成了成熟的运作体系，在实际的勘察工作中，按照规章制度进行勘察工作，既可以保证地质勘查的规范性。在工程勘查之前，所有勘察人员要了解工程的实际情况，并明确相应的勘察规定和内容，严格按照国家的勘察要求进行作业。

3.2高密度电阻率物探法勘查

在探究高密度电阻率物探法以前，我们首先要认识一个专业名词：岩石电阻率。岩石电阻率包含多种因素，比如：含水量、水的矿化度、孔隙度、颗粒结构以及矿物成分。同一岩层中是否含水与含有水量的多少决定了电阻率的数值，而运用电阻率物探法勘查，就是通过测定含水层电阻率的分布规律，探查含水层的储水条件和空间分布，进而实现水文地质勘查地下水工作的顺利进行。我国关于高密度电阻率物探法的研究开始于20世纪末期。高密度电阻率物探法与普通电阻率物探法相同，都集中了电剖面法和电测探法，不同之处在于：前者会在观测中设置一个高密度的观测点，而后者则不会。一方面，运用高密度电阻率物探法在野外测量时，首先将全部电极放在剖面上，然后通过程控电极转换开关和微机工程电测仪，将剖面中不同电极距以及电极排列方式的数据信息进行自动化采集。另一方面，高密度电阻率物探法为地下水资源的勘查提供了有效工具：第一，它可以根据非含水地层和含水介质之间的差异，来直观获取水循环的条件。第二，它能够建立含盐量和电阻率之间的转换关系，对含盐量实行动态化监测。“陈列方式”在高密度电阻率物探法里的应用，使得它比常规的电阻率探测法更加自动化，更有利于岩层水分的采集。

3.3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。

3.4可控源音频大地电磁法

可控源音频大地电磁法的简称是CSAMT，它是由ATM（音频大的电磁）和MT（大地电磁法）相结合的一种地质勘探方法，其实可控源音频大地电磁法也是一种电磁法。可控源音频大地电磁法具有人工控制场源的特性，从而来测量电偶极源到地下的电磁场的分量。一般情况下，两个电偶极源相距1km~2km，而测量的位置需要距场源5km~10km，而可控源音频大地电磁法的工作频率一般为10kHz~0.125Hz，所以运用可控源音频大地电磁法进行勘探时，勘探深度往往会达到几千米。因为可控源音频大地电磁法不受外界的干扰，所以用该方法测定的数据都比较准确。可控源音频大地电磁法是根据物理学中的麦克斯韦方程组，以及电磁波的传播理论，从而确定出电场强度、磁场强度和视电阻率的关系式。可控源音频大地电磁法可以解决比较深层次的地质问题，因为其具有勘探深度很深以及勘探数据很准确的优点，所以可控源音频大地电磁法往往用于地热勘察和水文地质勘查，并且取得了良好的地质效果，另外可控源音频大地电磁法还可以用于寻找深部的基岩裂缝水。

4结语

综上所述，地球物理勘察法主要包括高密度电阻率法、激发极化法、可控源音频大地电磁法、瞬变电磁法、地面核磁共振法，并且这些方法都在工程地质中有着广泛的应用，但是每种方法都存在着优势和不足，没有哪一种方法可以应用于不同的地质、可以满足勘探的需要。只有根据不同的地质条件和工作要求，才能决定使用哪一种地球物理勘察法，多种勘察法的结合使用往往会取得更高的勘探效果。

参考文献：

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