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科学使用物探方法

科学使用物探方法
科学使用物探方法

科学使用物探方法技术

刘士毅

摘要:本文主要论述了当前金属矿物探和区域性物探中的问题和差距。

在最近几次会议上,欣闻部、局的现任领导和著名地质学家发表了重视物探工作的意见。作为一名老物探工作者自然十分高兴——总算盼来了伴随着地质工作一个新春天的来临,物探工作一个新春天的开始。

在欣喜之余,又担心物探工作辜负了领导和地质界的期望——物探工作没有起到应起的作用。为防患于未然,本人借鉴于我所了解的过去的经验与教训并基于当今的现状,就影响物探等方法技术发挥其应有作用的几个关键——从工作部署、设计编写、数据采集、解释推断、异常验证到验证后的再解释,提些建议,供执物探工作部署之牛耳的领导、地质领军专家和物探同仁们参考,但愿是多余的话。

一、成就与问题

矿产勘查中物探已有大的作为。

(一)矿床发现阶段——快速、廉价缩小靶区。

1、国内统计数字

据《矿床发现史·物探化探卷》,我国自20世纪50年代~1998年发现和扩大的中~大型各类矿床中,物探、化探起了重要作用的矿床数如下:

注1:“发现”和“扩大”分别指在矿床发现和扩大规模中起了重要作用。

注2:括号中的数字为扣除能源、地下水和非金属矿产外的统计数字。

这张统计表说明,建国以来我国的物探化探技术在矿床发现和扩大方面起了重要作用。

近年来,在金属矿勘查界普遍充分重视了化探在矿床发现过程中的作用,相比之下对物探在矿床发现过程中的作用,充分重视者尚不普遍。上述统计表清楚地说明了,截至1998年为止,我国物探技术在发现、扩大矿床方面的贡献优于化探,即使扣除化探起作用不大的

能源、地下水和非金属矿产,也是如此。我们相信,在以寻找隐伏矿、深部矿为主的当今,物探的优势将更加明显。我们在此列举这些数字并说了这样一段话,绝对不是贬低化探的作用。我们认为化探在寻找贵金属、有色金属、稀有金属方面作用明显,不可缺少。我们只是希望人们等同重视物探和化探。为了实现找矿的重大突破,我们希望在认识上和实际上尽快普遍的、真正的重视物探的作用。

2、国外统计数字

据《信息找矿战略与勘查百例》,1970年以来世界上(不包括中国)发现的大型、特大型贵金属与贱金属矿床中各类勘查技术所起的重要作用统计如下:

这张统计表说明,近期世界上在寻找贵金属与碱金属矿床方面,物探和化探的效果也是突出的,排在各类勘查技术的前两位。在上述100例中,化探的效果优于物探。

除中国以外的世界统计数字似乎与中国的统计数字有所不同,其实没有大的差异,差异主要是由于两者统计的矿种不同造成的——上表中没有统计铁、能源、地下水等物探明显优于化探的矿种。纳入上表中的矿床若按矿种统计,结果如下表:

注:括号中的数字表示有关技术起关键作用的矿床数。

从上述两张统计表中可以看出,寻找金矿,化探明显优于物探,寻找铜矿和铅锌矿两者旗鼓相当,在寻找块状硫化物矿床方面物探优于化探,这与中国的情况大体一致。

3、资源量估算

物探除了轻便快速相对廉价外,可以定量反演矿体的埋深、长度、宽度、延深,从而可以在钻探前估算矿床的资源量。例如:

在内蒙古黄岗铁锡矿勘探之初,物探工作者依据1:2000磁法详查资料,认为28个磁异常中27个由铁矿引起。通过定量反演27个异常的推断矿体埋深、长度、宽度和延深,估算的铁矿石资源量约一亿吨,与最终勘探结果(0.9亿吨)很接近。

在内蒙古谢尔塔拉铁锌矿发现之初,当时物探局的工程师朱庚使用刚刚引进的小型台式计算机利用磁异常资料反演了矿体的几何参数并估算了铁矿石的资源量约为5000万吨。内蒙古一一六地质队1978年探明的铁矿石的储量是6040.3万吨。

在甘肃陈家庙铁銅矿钻探之前,1958年3~4月份地质部西方物探大队二0九队利用1:5000磁法详查资料定量反演矿体的几何参数并估算铁矿石的资源量,认为可达大型规模。同年5月,甘肃地质局二0一队,用部分已经见矿的钻孔资料作为约束重新进行了反演,估算的铁矿石资源量为2920万吨。后者认为二0九队的反演忽略了夹层等因素,致使估算的资源量偏大了约10倍。最终地质队提交的储量为3031万吨。

以上三例说明:

(1)依据物探详查资料(尤其是磁法资料)可以在普查之初或之前估算矿石的资源量;

(2)利用物探资料估算矿石的资源量,工作者须有较高的水平和丰富的经验;

(3)若利用普查初期少量的钻孔作为约束条件,估算的可靠性将大为提高。

有关利用物探反演资料估算矿床资源量的较详细情况,笔者以《利用物探资料推断结果计算矿床的资源量》为题,已发表在《中国地质》2007年增刊上。

(二)矿床勘探阶段

物探技术除用于发现矿床外,在矿床勘探阶段也可发挥重要作用——提高钻孔见矿率,节约钻探工作量,降低总体勘探成本,缩短勘探周期,还能提高勘探质量。例如:

1、从1965年开始,在安徽潘(集)-谢(桥)煤矿进行了以地震方法为主配合钻探验证的工作方法以代替以钻探为主的煤田精查试验,当年获得成功。采用这种方法的中日合作勘探的刘庄井田,质量可靠,节约钻探工作量12万米,节约地勘费1000万元,缩短勘探周期7年,因此1988年《刘庄井田精查地质报告》获国家储量管理局优质报告金质奖,1989年获煤炭部优质地质报告奖,又获国家科技进步三等奖。

近期以三维地震为主配合钻探验证的煤田精查工作方法,还提高了确定小断层的准确性。

2、在国内利用井中三分量磁测方法发现井旁、井底盲矿体的事例已经很多了。在国外利用地-井TEM发现深达1000米左右的盲矿体的成功实例也有报道。

3、在上个世纪60年代,我们国家就成功地利用剩余异常法在已经勘探完毕的矿床下方找到了矿体。例如,山东莱芜顾家台铁矿等。

(三)现状

可是,近年来金属矿物探的效果却不能令人满意——少见依据物探工作发现新矿床的报道;更少见由于合理采用物探工作节约了总成本、加快了勘探总速度的消息。地质界在说物探的找矿(金属矿)效果不显著;物探工作者本身也感觉确实存在问题。

当今的物探技术与20世纪后半期相比,有了明显的进步——仪器的灵敏度提高了;反演技术先进了。为什么技术进步了,效果反而降低了?显然不是方法技术本身出了问题!

国外物探技术发展快,当今的应用效果也好。是不是我们的物探技术落后于国际先进水平所致呢?非也。可以这样说,自从改革开放后,尤其近年来我们几乎引进了可以引进的先进设备——除了航空TEM和航空重力以外,在金属矿领域使用的物探仪器国际上有什么新仪器,我们就有什么!为什么先进技术引进了,效果仍然不能令人满意呢?显然也不是由于方法技术落后于国际先进水平所致!

而且施俊法等人在《信息找矿战略与勘查百例》中统计过,在列举的世界100个大型、特大型矿床发现过程中,使用频度最高、效果最好的物探方法是经典、成熟的磁法和激发极化法,分别占到55%和45%。这两种方法在我国早已普及了。

若能找到问题之所在,并改正之,物探在提高地质-找矿效果方面还有相当大的空间。

那么,原因何在?到底哪里出了问题呢?下面,谈谈个人的看法。

二、关于工作部署

1、为什么布置物探工作?或布置物探工作的出发点是什么?

这似乎是一个不该提出的问题。但是,恰恰在这个简单的问题上,普遍存在着不同的认识。

(1)有相当多的地质专家是在遇到难题时,才想到利用物探资料或布置物探工作的,例如:

湖南省七宝山铜多金属矿是验证磁异常发现的。1958年,当依据M1磁异常定量推断结果布置的CK1孔在150米深处见到41米厚的含铜磁铁矿石后,地质人员可能认为没有难题了,不再理睬物探异常,更不依据物探推断,而是采用400×400(米)勘探网布孔,结果因在异常区之外的4个孔未见矿而下马。其后,又几上几下。直到1966年,采用地质与物探相结合的方式重新验证磁异常,才肯定为一个中型铜多金属矿。

内蒙古吉林郭勒煤田是1980年水文普查时发现的。1982年施工12个孔,依据7个见煤孔求得煤炭远景资源量15.7亿吨。同年,在地质界认为有利地区362平方公里范围内,开展了1:5万电测深工作,依据电测深资料圈定的赋煤地段约80平方公里。1983年进行煤田普查,地质专家的预测与物探推断成果不同,因而不理会物探推断成果,按规则网施工43孔,求得24.17亿吨储量。其中位于物探圈定赋煤区之内的6孔全部见到煤层;而位于物探圈定赋煤区之外的32孔未见煤,6孔见煤线或薄煤层。即使地质专家不相信物探推断成果,在物探推断赋煤区内、外先验证两个孔,证实或否定后再决定是否利用物探成果,也不至于打那么多“白眼”,使钻探成功率降低到25.6%的不正常水平。

内蒙古甲乌拉银铅锌矿是依据化探异常发现的。1985年查证1:5万化探异常时,地质人员按照自己的先验判断——斑岩铜矿,布置5个验证孔,未见工业矿体,改为依据化探异常布置槽探见矿。后来地质、化探、物探密切结合,至1990年肯定为一大型银铅锌矿。

云南大平掌铜铅锌矿是1995年检查矿点发现的,地质专家依据“盆状”矿体的推测布孔勘查。当两个深孔未见矿后,于1997年才布置物探工作,证实已知矿体能引起激电异常,而未见矿孔都位于激电异常之外。之后,地质与物探人员密切结合,在发现的5个激电异常上布孔,均见矿。若勘探前先做物探工作,勘探周期肯定缩短,还能节约钻探工作量。

目前,只有研究钻探无法达到的深度以下的深部构造问题时,因为物探是唯一的勘查方法(研究方法还有多种),才具有解决其他方法无法解决难题的性质。

只为解决地质难题而利用物探资料或布置物探工作,这不仅大大限制了物探技术的广泛应用,也往往将物探工作置于“捧得高,摔得重”的境地——成功时,捧得过高,不成功时则从此不再相信物探工作。

另外,许多地质专家对物探等方法的资料有自己的推断,这显然是对的,也是应该提倡的。但是,却不能因此不重视物探工作者的推断,就像医院里内科大夫重视各种检验专科大夫的推断意见一样。当有分歧时,不能只相信自己的判断,而应该通过实践去检验谁的推断正确。

(2)最小最大公式

我国著名经济学家孙冶方强调“价值规律是任何社会化大生产都不能取消的规律,社会主义建设效益低、浪费大,就是因为缺乏价值观念。”他强调“用最小的劳动消耗取得最大的有用效果,即‘最小最大’是他整个经济学思想的一条主线。”

我认为科学使用物探等方法技术就是按最小最大公式制订合理勘查方案(含方法组合与有机配合)并科学实施。是否使用物探等方法,取决于使用了能否提高总体效益(含投资总水平、施工总周期和总体质量)和不使用是否降低了总体效益,而不论地质专家是否遇到了难题或物探解释成果是否具有多解性。

以钻探为主的煤田精查方法成熟、悠久,没有遇到困难。但是,华东煤炭基建公司物探队和安徽省煤化局基建总队物探测量支队等当时的煤炭部的有关同事们,悟到了合理使用方法技术的真谛,敢于创新,20世纪60年代就在安徽潘(集)-谢(桥)煤矿进行了以地震方法为主配合钻探验证的工作方法以代替以钻探为主的煤田精查试验,用事实说明科学使用方法技术可以大大减少总投资水平、缩短勘探周期、提高总体质量水平,实现了最小最大公式的要求。

安徽向山硫铁矿是日伪时期发现的浅部矿床。早在1955年准备勘探时,苏联专家提出:矿区地质构造尚未查清,应该先采用物探方法查清后,再勘探。结果,3个电法异常和1个磁法异常为勘探缩小了靶区,1957年勘探工作顺利结束。这是一个在苏联专家指导下,科学制订勘查方案的成功实例。这也是一个动用钻探手段勘探,没有困难的矿区,但是若不先进行物探,不知多打多少“白孔”,投入/产出之比必然增大。

反面的例子如上面提到的湖南、内蒙古和云南等省区的勘查矿例。

在我们行业,以最少的投入获取最大效益的观念没有被重视,人们往往不计算、不考察勘查成本,不对比优选勘查方案,因而这方面的成功实例还不多见。

我所参加的立项论证和设计评审,几乎没有一次提出并论证不同方法技术组合方案的“最大最小”问题。似乎这一问题对我们并不重要。其实,由于我们忽视了这一重要经济学原则,不知浪费了多少纳税人的辛苦钱,不知推迟了多少矿床的发现日期。

我呼吁重视勘查成本问题,为实现勘查工作的“最小最大”而合理使用方法技术。该与时俱进了,不要固守在多年不变的思维模式上。设计书的经济审查,应以审查是否符合“最小最大”公式为主,而不是只审查课目、标准、计算对不对、费用超不超。

一般情况下,是否投入物探工作,应本着“最小最大”原则予以确定,而不是遇到难题时才投入。

2、许多地质专家不喜欢使用物探技术的主要原因据说是因为物探具有多解性。其实,任何预测、推断都具有多解性(实际为不确定性),并不与专业、学科有关。只是物探工作者正视了这一客观事实而已。上述实例说明,地质推断、预测的多解性(不确定性)不比物探少,不比物探弱。像大地构造学派之多、矿床成因说之多、成矿远景区划法之多、地层时代之争论、深部构造之争论和预查、普查孔成功率低……都与物探所说的多解性是一个意思,却没有人因为地质上也有“多解性”(不确定性)而主张不进行大地构造划分、矿床成因研究、圈定成矿远景区、划分地层时代、探索深部构造、不打预查普查孔……这算不算双重标准呢?

医院中的CT、核磁共振、X光透视等检查方法与物探的原理和方法是一样的,仅仅探测对象不是地球,而是人体而已。它们也有与物探一样的多解性,人们有病时仍然都去利用这些技术检查一下,因为它们能免受“活捡”的伤害,又能提供有用的信息。

因为物探解释成果具有多解性而不采用物探方法,也大大限制了物探方法的广泛使用。这是不公道的——使物探工作失去了许多发挥作用的机会,更是不经济的。

多解性是可以降低的,只要部署者和工作者做到三个精细——精细设计、精细施工和精细反演。

顺便说一句,只要质量可靠,物探原始数据本身没有多解性,异常是客观存在,只是异常的起因和对异常体的几何形态、定位推断有多解性。

3、物探发挥作用的方式

物探发挥作用的特点在不同勘查阶段是不同的。

(1)物探方法用于区域性调查是为了通过增加参数类型,逐渐逼近对地球认识的全面性。

地球是一个复杂体,岩性、构造等地质特征是它的重要属性,但不是唯一属性。物理参数本身也是地球的一种客观属性。要全面认识地球,就必须全面调查它的全部属性——地质的、物理的、化学的……因此我们曾多次呼吁:区域性物探除了已经开展的重力、磁法外,应增加电性(电阻率、极化率等)、地温、放射性和弹性方面的调查内容。只有这样才能全面认识我们这个地球——“大地质”观念下,应该如此认识。

全国陆域地质区域调查的比例尺已经加大到1:5万了,可是全国1:20万重力、磁法区域调查还没有完成,其他物性参数的区域调查还没有开始。

从增加对地球了解的全面性出发,地球物理区域调查具有独立性——并非从属于狭义的地质调查(“小地质”观念)。这就是老一代物探专家曾多次强调的——物探是一门独立学科,不能仅仅作为地质勘查的一种手段。

由于事物的关联性,不管出于什么目的,凡地球物理调查的数据,必能或多或少地转化为地质成果,提高地质方面认识的全面性。

(2)物探方法用于预查、普查,主要为了快速、廉价缩小靶区。

在这个阶段,采用加大地表地质填图和化探的方式,可以快速、廉价缩小靶区,但是只在寻找地表或近地表目标物时才是十分有效的。

采用钻探等探矿工程技术逐步缩小靶区,在什么情况下都是有效的,但是成本高、周期长。

物探的最大优势是快速、廉价地提供从地表到地下深处的有关待寻找目标物的信息。相对于钻探的劣势就是上面提到的多解性——对地下待寻找目标物存在信息的反映虽然是可靠的,却难以剔除干扰体引起的异常,也给不出有关“品位”等的高质量数据。但是,物探用于发现目标物异常的同时,用于否定——在物探方法可探测的深度范围和网度条件下,识别、剔除无目标物存在地段(目标物可引起物探异常而无异常的地段)是非常可靠的,这十分有利于快速、廉价缩小靶区。

要发挥物探快速、廉价缩小靶区的优势,应在整个有可能存在目标物的地区(例如整个成矿远景区)大面积布置工作,而不是仅仅在地质专家认为有必要的局部地段(地质专家自己认为需要使用物探的地段)布置。以往航磁找铁、区域化探找金取得公认的突出找矿效果,就是大面积布置工作的典型成功案例——不但在地质界认为有利的地区发现了大批隐伏的或肉眼难以辨认的矿床,还在地质界没有重视的地区,甚至认为不利的地区发现了大量隐伏的或肉眼难以辨认的矿床。

然而,多年来大多没有这样布置物探工作。

(3)物探方法用于详查、勘探,一般认为主要为了提高钻孔见矿率。其实更全面的认识应是为了制订科学、合理的详查、勘探方案,以达到减少总投资水平、缩短总勘查周期、提高总勘查质量的目的。

在这方面,如上面提到的安徽潘-谢煤矿那样做的就更少了。

总之,在任何一个勘查阶段,都应按最小-最大公式办事,考虑勘查成本,讲究投入/产出比;只有将探矿工程、物探、化探、测试、遥感等技术有机的结合在一起,才能制订出兼顾快速、廉价、有效各个方面的最佳方案。

还应强调一点:在制订多种方法技术联合勘查方案和对综合方法资料进行解释时,应采用医院大夫“会诊”的方式——各专业相同、相近水平的技术人员平等讨论的方式,不能采用“有主有从”的方式,不然既难以最大限度地发挥从属方法技术人员的作用(积极性),也会像“木桶理论”所寓意的那样——总体水平不是趋强,而是趋弱的。综合方法勘查方案

若仅由领军专业的专家制订,难以制订出各方法技术水平都高的方案;综合方法资料仅由领军专业的专家解释,更难以准确可靠。对绝大多数人来讲,地质专家的物探知识水平犹如物探专家的地质知识水平。隔行如隔山,隔行者只知大概,不知细节,有时细节却决定着成败。

4、适用的地质领域

物探的如上效果,不只是在矿产勘查和区域地质调查方面如此,在水文、工程和环境地质勘查领域皆然。在能源领域的效果已是公认的。在深部地质调查中,目前是不可替代的。

5、勘查程序的科学性

物探在各类、各个勘查阶段都应是先行者。物探工作只有先行了,才有可能起到它应起的作用:区调时,物探走在地质填图前面,其推断才能被地质专家在填图时考虑,才能纳入地质图中;预查、普查时,物探走在地质填图的前面,才能对探矿工程的数量、位置、孔深、孔斜等布置起到指导作用;详查、勘探时,物探工作无论是为了提高探矿工程的见矿率还是为了提高总体效益,物探工作也必须走在制订探矿工程勘查方案之前。物探与地质填图、探矿工程并行或滞后,效果必将大减,甚至属于浪费。这与预查、普查、详查、勘探不能并行作业,更不能颠倒次序的道理是一样的。

可是,物探与地质填图、探矿工程同时设计的问题大量存在,设计中和实施中并行作业和滞后作业等时序不合理问题经常发生。后续工作需依据前期工作结果布置的,并行设计的后续工作必然依据不足(基本上凭想象——“拍脑袋”设计后续工作量),也等于实际上不重视前期工作成果。

设计中不同工种时序安排合理,实施中却出现并行,甚至滞后的也时常遇到。

总之,人们对时序问题重视、讲究不够,带有普遍性。这也是不重视最小-最大公式,不讲究勘查成本的一种表现。

物探工作本身也有阶段性,普查、详查物探工作同时设计,后续工作的安排也必然没有科学依据。同样,这样的事情却时常遇到。另外,当方法技术的有效性尚不明确,须踏勘试验后才能决定是否开展剖面、面积工作的,也往往由于担心错过了立项机会,“拍脑袋”预留剖面、面积工作量(若试验无效后,不知如何处理这些工作量)。

普遍出现时序问题,既与工作者有关,又与财政政策有关(没有项目的总体刚性计划,只有刚性的年度计划,且中间不能调整),更与没有制订完整的具有可操作性的勘查总体方案有关。

6、新方法新技术问题

作为甲方,一般要求乙方使用新方法新技术。作为乙方,总爱以拥有新方法新技术来招揽顾客。这里边存在两个问题:

(1)什么是新方法新技术?

若以探测的物理参数划分,近10年来可以用于实用的物探新方法还没有诞生。作为六大类物探方法,探测技术的创新层出不穷,尤以仪器改进、反演方法改进为多。其中,仪器改进,以数字化、自动化、组合化、分布式等改进较多,但是明显提高了探测精度、探测深度且实用的并不多见(如三维地震者)。反演技术的改进进展也不够快。重磁三维反演、几种电法的带地形二维反演虽然属于重要进展,却普及缓慢——人们对新仪器的兴趣远高于对新反演技术的兴趣。就目前来讲,其实对物探效果影响更大的不是仪器,而是反演技术。可惜,无论甲方还是乙方,对此均重视不够——甲方是因为不知,乙方则是为了省事。

新方法新技术是个相对概念,笼统的提倡新方法新技术,不知所云何物,有针对性的提出新技术要求,才能提高勘查效益。

(2)是不是新方法新技术一定效果好?

任何一种方法、技术,都只适用于一定的条件,没有一种方法技术是万能的。在选择方法技术时,不能盲目地提倡新,最关键的是“对症下药”。

若听说有一种新方法技术,首先应弄清“新”在何处?新颖之处的作用是什么?若不分析其特点,就到处使用,效果好坏难定,属于滥用。

在使用新技术方面,也应追求“最小最大”公式。只有在探测精度、探测深度方面有实质性提高的新技术,才值得花大价钱采用。其他方面的改进,虽新,属于可用、可不用之列。

总之,在选择方法技术方面,不应将新与旧摆在第一要素的位置上,应将有效、廉价、快速摆在首要的位置上。

另外,人们多注重新仪器,不太注重新的反演方法。笔者认为,目前影响物探效果的第一位的方法技术问题是工作布置与反演方法,而不是仪器设备,尤其在近年大量引进国际先进设备之后。只有布置得当、数据可靠、反演精细三者相结合,才能得到好的效果,缺一不可。精细设计才能布置得当,精细施工才能数据可靠,精细反演才能减少多解性。

7、出于保护各自专业利益的工作量分配

在立项论证和设计评审时,时常遇到一种怪现象——各专业人士都想给自己的专业多要一点工作量(所谓不让自己的专业“吃亏”),甚至多工种项目的领军人物也如此(偏爱自己的专业,不像总负责人,将自己降低到所学专业负责人的位置),将总体的“最小最大”原则仍在一边。这也是不提供多方案对比,不论证技术方案经济合理性的思想根源之一。

在这种思想指引下,制定不出最优的、符合“最小最大”原则的技术方案。

在这个问题上,帅才的作用是至关重要的。只要帅才看重“最小最大”原则,将自己放在“帅”而不是“将”的位置上,问题就基本上解决了。

三、物探工作本身方面

1、当前物探勘查、调查设计中存在的问题

(1)资料收集不齐全不深入

许多设计没有全面收集工作区以往的地质、物探、化探工作成果。

收集到的,也往往只列出报告名称、工作年份、工作单位,没有列出已经解决的地质问题和尚未解决的地质问题,没有分析以往工作中的经验、教训,因而难以在以往工作的水平上起步,避免低水平重复。

(2)设计前不踏勘,甚至物性前提不明(方法有效性不明)时,也不先行进行方法有效性试验。

(3)叙述地质概况时不密切针对本次工作任务。列举物性参数后,也往往不针对本次任务进行方法有效性和可能的干扰因素论述。这些对合理布置、选择方法技术和解释推断都是至关重要的。

(3)重视落实工作量,而如何实现最终地质-找矿目标,则论述很少,也往往缺少有针对性的具体措施。

(4)许多设计不说明、不图示选区及测区范围确定的合理性(依据)。方法选择、技术参数的确定不列举依据。不列举、不分析干扰因素及消除措施。

(5)有关数据处理、定性解释和定量反演的陈述过于简单,只相当于设想方案,执行中必然随意性强。

设计中重数据处理,轻定量反演;数据处理往往缺少针对性;通常没有积极引入高维反演等先进方法。在地形起伏地区,不设计地形影响处理方法。这些都将严重影响定量反演的准确性。

(6)设计中对异常的地面查证重视不够,这一部分过于简略,安排查证异常的数目过少。这些将严重影响异常地质起因推断的可靠性。

……

存在上述等问题的设计,不能称为精细设计。

2、数据采集中的问题

本人多年没有深入野外一线,对此了解不多。我认为最严重的问题莫过于为完成数据采集而采集数据,缺少强烈的为多出地质-找矿成果而采集数据的强烈愿望。因而,出现过:

(1)为省劲:开工前技术试验不充分;测线沿地形等高线或过于不规则,以至异常走向、连接、等值线面貌被歪曲、模糊;磁法物性工作只测感磁,不测至关重要的剩磁;物性不针对异常采集标本,降低了使用价值。

(2)为快速:激发极化法供电时间过短,降低了信噪比,也不利于定量反演;数据、曲线出现跳动时,不及时查找、记录原因。

(3)只完成设计明文规定的工作,没有对有意义的异常进行加密、追索,重要定量反演前没有测量精测剖面。

(4)不及时踏勘所有有意义异常,失去了异常定性的一种至关重要的手段;很少为异常定性多次反复踏勘、采集物性标本。

(5)当设计之方法技术效果不理想时,未及时调整、改变方法技术。

(6)偶尔发生数据造假。

……

数据采集的不精细多与设计不精细有关。

存在上述等问题,不能称为精细施工。

3、数据处理与解释

近年来简单化倾向比较严重。表现为:

(1)喜欢进行数据处理,不喜欢进行定量反演,重磁方法尤甚。而数理处理不能代替定量反演,它只是定量反演的一种辅助手段。数据处理时又往往缺少针对性,形成大量数据处理图件,作用却不明显。之所以如此,只是由于无针对性的数据处理简单快速,定量反演和有针对性的数据处理麻烦费事。但是,若想提高定量反演的准确性,这个麻烦和费事是省不了的。

(2)在山区工作,反演时不考虑地形影响。这样不仅仅降低了反演的准确性,还会造成假异常。

(3)大多不采用重磁三维反演和电法带地形二维反演等新方法、新技术。原因一是怕麻烦;二是推广不够;三是资金投入不足(仍等留在简单解释的投资水平上)。但是,进行精细解释离不开高维反演技术。

(4)在定性解释(异常地质起因解释)上花的精力、体力很少,殊不知定性结论错了,造成的损失最大。大多没有从地质、物性、异常特点、综合资料、定量推断等多角度综合推断,更缺少反复的去伪存真过程。

4、报告编写

(1)报告的内容

地质概况一般没有重点介绍与本次工作的有关内容。

一般没有依据物性数据分析本次工作有可能解决哪些地质问题和解决这些地质问题时存在哪些干扰(多解性干扰)以及干扰程度。

全面性有余,针对性不强—许多报告不将测区内与任务目标有关的关键问题作为解释的重点,而是面面俱到,一般性的内容多,物探能起作用的关键问题的文字反而少。

物探报告本应重点说明本次工作的新发现、新认识,而不是全面论述工作区总的地质状况(因为不是总结报告,是本次工作报告)。但是许多报告多没有重点、全面交代清楚本次工作的新成果(含新发现、否定或不同意已有认识、修改、补充认识等),而是与地质界的和以往的成果混在一起叙述。

有不少报告主方法色彩不浓,对推断岩性构造图、最小深度图和基底深度图这些物探成

果一带而过,甚至不介绍、不描述;对后两者之间的异同不比较、不分析。而对物探资料难以发挥作用的地质演化、基底性质等,却大量引用别人的观点,进行详细论证,又说不清在形成观点的过程中物探资料起了什么作用。

一般没有列举每个异常的解释推断具体依据,而是书写笼统依据(例如依据地质、异常…)或只写一个适用所有异常的解释原则,很少不图示依据。

地质填图对地质界线的定位精度有明确要求,若想将依据物探资料推断的断裂、岩体、地层等成果被地质人员采纳并放在地质图上,除定性依据须充分外,界线是否准确也是关键之一。但是许多重要地质界线没有采用定量计算的方法确定;不介绍各个地质界线的具体确定方法,不说明其精度或可靠性,使人用起来不放心。

使用所谓的定量预测方法进行成矿预测,例如层次分析法、特征分析模型法等,变量选择和权系数赋值欠严密,不注意使用条件(物探异常未转化为地质认识;赋值不列举依据或只是主观估计;缺少一票否决权;不是每一种矿床类型各有一套变量与系数;对本区成矿规律知之甚少的情况下也用,其实这些方法只有当预测对象规律性强和资料齐全时才是准确的)。

使用综合资料的力度不够。

如上,定量反演多用简单快速方法,定量推断的模型,考虑地质约束不够。

……

(2)报告的形式

几十年一贯制,应该改革了:

建议将现行的成果报告一分为二:一为工作报告;另一为推断成果图及其说明书。

工作报告阐述任务完成情况和概述成果。

推断成果主要用图件来表达。说明书的目的主要是帮助用户正确使用推断成果图——像一份好的药品说明书一样。其好坏标准以是否杜绝误理解和误用成果为准。因而推断成果图说明书不能用举例的方式说明成果,而应逐一详细、具体说明成果及其内涵、可靠性(精度、依据)、使用(引用)注意事项等图上难以表达的具体内容。

说明书中逐一说明异常定性、定量推断依据是关键,并说明推断的可靠性。

总之,物探工作本身的问题可以归纳为三个不够精细——设计不够精细、数据采集不够精细和解释推断不够精细。若想较大幅度提高物探效果,则应实现三个精细——精细设计、精细施工、精细反演。

再重复一遍:只有布置得当、数据可靠、反演精细三者相结合,才能得到好的效果,缺一不可。精细设计才能布置得当,精细施工才能数据可靠,精细反演才能减少多解性。精细非常重要,正如近来孙文珂先生常常强调的那样——有时“细节决定成败”。

四、管理方面

1、质量监管不连续

在质量管理的最高、最后一级,只重点评审立项报告、设计书和成果报告,且评审(含检查)过后,改正与否及其修改的程度基本无监管。勘查中间过程很少监管,遇新情况不能及时调整。虽然已实行了ISO9000式质量管理模式,却在ISO9000的一个重要原则——过程控制方面,要求不严,违背了ISO9000的基本精神。

2、质量管理不够严格

(1)时间安排

下达任务书后,规定的立项建议或设计编写时间往往过短,难以写出高质量的报告和设计;立项报告、设计书和成果报告的评审时间安排过短,难以认真审查。给人的感觉似乎

不是时间服从质量,而是质量服从时间。

(2)认真程度

仓促写出的报告和设计,问题往往很多,有的还存在重要问题,却很少有不放行的。

虽然多数报告和设计存在许多问题,评级却以优秀居多,极少评为及格级别(一种安慰式说法:给出的级别不是指提交审查的文本,而是按专家意见修改后的,可是谁能保证修改后的水平?)。在评审中,尤其评定级别时,专家大多采取好人主义态度(本人也如此)。

承担单位的内审,许多走了过场。之所以如此,一方面自己监督自己难,更需自觉;另一方面更与外部监督不够严格有关。

有的管理众多物探项目的机构,没有设置物探技术人员,而由非专业人员管理。“隔行如隔山”的古训有道理,虽然人人都能管理,但水平却不会一样。在高层次,外行领导内行不可避免,在具体操作层次还是内行领导内行效果好。

(3)目前一人同时承担多个项目的现象在非野外施工类项目中比较普遍。一个人的时间、精力、能力有限,承担多个项目时必然在时间、精力方面“偷工减料”,这也是影响质量的一个重要原因。之所以出现这样一种现象,主要应归因于管理方面。

3、连续监理制

实践已经证明:社会上的许多工程项目实行的从头到尾的监理制度,才是体现过程控制的一种连续质量管理的好制度。

4、人才培训

目前在一线工作的物探技术人员,实践经验不足和掌握新方法、新技术不多也是影响物探效果的一个重要因素。加强有针对性的培训和提高一线工作人员的待遇,将有助于快速解决人才问题。

5、国家政策

(1)年度财政计划

地质勘查项目一般为多年性项目。可是,目前除极少数国家专项以外,一般没有刚性的项目总投资计划,只有刚性的年度财政计划。人们唯恐下一年度立不上项,都挤在第一年立项,或抢先立项。这是造成有衔接关系的不同阶段工作一起立项、一起设计、并行作业的主要原因。这一情况不改变,就难以制订多年性勘查、科研项目的完整、合理、可行总计划。

大项目没有完整、合理、可行的总计划,必然不可能实现最小最大原则。

(2)财政年度计划零预算

这一制度不符合大部分地质勘查、科研项目的实际——地质勘查与研究带有探索性,不可能像工厂生产产品那样制订准确的支出计划,依据进展情况及时调整计划不仅是不可避免的,而且是应该鼓励的——这样才可能为多出地质-找矿成果而工作,不是为完成工作量而工作。其实,在市场经济下,工厂也难以制订准确的年度支出计划——客户的需求难以准确把握。

而且,年度资金几乎都是到年中~年底才定盘、拨付,拨付前的半年多时间,如何运转呢?

一定这样做,等于逼着人们造假——不作假是不可能运转的。

(3)费用定额

市场经济下的计划管理遇到的新问题。费用随市场而波动,费用定额却是几年前制订的,而且是刚性的。

已经造成多起项目无人承担的局面。更多的是对付着干——不可避免的“偷工减料”,使质量受到损失。

无论认识方面、技术方面,还是管理方面存在的问题,归结起来都起因于违背了“一切从实际出发”、“实事求是”这一马克思主义的灵魂。很多情况下不是从实际需要出发,而

是从想象出发,从主观愿望出发。

如果上述问题得以解决,笔者相信物探方法提高地质-找矿效果的空间仍较大,必能在我国的地质-找矿工作,尤其深部找矿工作中发挥更大作用。

2008.1.于北京

地球物理反演成像方法综述

地球物理反演概述 地球物理反演是近年来发展很快的地球物理学中利用地球表面及钻孔中观测到的物理数据推测地球内部介质物理参数分布和变化的方法。其目的就是根据观测数据等已知信息求取地球物理模型。众所周知,地球物理学中有地震学、电磁学、重力学、地磁学、地热学、放射性学和井中地球物理等学科。尽管地球物理学家研究地球所依据的物性参数不同,方法各异,但就工作程序而言,一般都可分为数据采集,资料处理和反演解释等三个阶段。 数据采集就是按照一定的观测系统、一定的测线、测网布置,在现场获得第一手、真实可靠的原始资料。所以数据采集是地球物理工作的基础,是获得高质量地质成果的前提和条件;资料处理的目的是通过各种手段,去粗取精,去伪存真,压制干扰,提高信噪比,使解释人员能从经过处理的资料(异常或响应)中,较准确的提取出测区的地质、地球物理信息。所以,资料处理是从原始观测数据到地球物理模型之间的必不可少的手段和过渡阶段;反演解释的目的,用地球物理的术语来说,就是实现从地球物理异常(或响应)到地球物理模型的映射,使解释人员能从经过处理的地球物理资料(异常或响应)中提取出获得最接近真实情况的地质、地球物理模型,圆满的完成提出的地质任务。 虽然各种地球物理方法的原理、使用的仪器设备和资料采集方式有很大的不同,但是它们资料处理和反演解释的基础确有许多共同之处。前者的基础是时间(空间)序列分析,后者的基础是反演理论。在本文中只涉及地球物理资料的反演解释,地球物理反演是地球物理资料定量解释的理论和算法基础,也是地球物理资料处理技术的基础之一。 1 地球物理反演概述 地球物理反演理论是近二三十年来才发展起来的地球物理学的一门重要分支,它是研究从地球物理观测数据向量,到地球物理模型参数向量映射理论和方法的一门学科。虽然地球物理问题千差万别,但把地球物理观测数据和地球物理模型参数联系起来的数学表达式,却只有线性和非线性两大类。如以d 表示观测数据向量,m 表示模型参数向量,f 是表示联系d 和m 的函数或泛函表达式,则凡满足 (1)d m f m f m m f =+=+)()()(2121

工程物探

地球物理勘探 一、物探及其分类 二、物探方法简介 三、物探方法的特点: 四、物探方法的应用范围与应用条件 五、物探在工程勘探中的应用

一、物探及其分类 1、地球物理勘探 地球物理勘探,简称物探,是以地下岩体的物理性质的差异为基础,通过探测地表或地下地球物理场,分析其变化规律,来确定被探测地质体在地下赋存的空间范围(大小、形状、埋深等)和物理性质,达到寻找矿产资源或解决水文、工程、环境问题为目的的一类探测方法。 物理性质:岩体的物理性质主要有密度、磁性、电性、弹性、放射性等。主要物性参数密度、磁场强度、磁化率、电阻率、极化率、介电常数、弹性波速、放射性伽马强度等。 地球物理场:物理场可理解为某种可以感知或被仪器测量的物理量的分布。地球物理场是指由地球、太空、人类活动等因素形成的、分布于地球内部和外部近地表的各种物理场。可分为天然地球物理场和人工激发地球物理场两大类。 天然场;天然存在和形成的地球物理场主要有地球的重力场、地磁场、电磁场、大地电流场、大地热流场、核物理场(放射性射线场)等 人工场:由人工激振产生弹性波在地下传播的弹性波场、向地下供电在地下产生的局部电场、向地下发射电磁波激发出的电磁等,发球人工激发的地球物理场。人工场源的优点是场源参数书籍、便于控制、分辨率高、探测效果好,但成本较大。

地球物理场还可分为正常场和异常场。 正常场:是指场的强度、方向等量符合全球或区域范围总体趋势、正常水平的场的分布。 异常场:是由探测对象所引起的局部地球物理场,往往叠加于正常场之上,以正常场为背景的场的局部差异和变化。例如富存在地下的磁铁矿体或磁性岩体产生的异常磁场,叠加在正常磁场之中;铬铁矿的密度比围岩的密度大,盐丘岩体的密度比围岩的密度小,分别引起重力场局部增强或减弱的异常现象。 2、地球物理勘探分类 二、物探方法简介 1、重力勘探 重力勘探是研究地下岩层与其相邻层之间、各类地质体与围岩之间的密度差而引起的重力场的变化(即“重力异常”)来勘探矿产、

浅谈野外地质工作方法及要点

浅谈野外地质工作方法及要点 地质, 野外, 要点 地质工作包括: 1、基础性地质调查(测量),诸如:1:20万、1:5万区调-矿调,区域物、化探测量,区域水文测量等。 目的:具战略意义,提高研究程度。为开展进一步普查找矿工作和其它有关的地质工作提供依据。即总结规律、优选(缩小)靶区。 2、矿产勘查:包括特定矿产勘查、固体矿产勘查、地下水资源勘查等。 3、矿山生产勘探。等等。 固体矿产地质勘查工作 分为预查、普查、详查、勘探四个阶段。 矿产地质勘查工作方法 1、系统收集资料,综合分析、研究,根据目的任务制定“方案”编写“设计”。 2、地质测量(填图)—剖面测制,最直接的找矿方法。通过地质填图,工作区内自燃地理条件、景观,成矿地质背

景、有利地段、可能的成矿类型、地表蚀变带(构造带)、矿化带、矿体地表直接露头(铁锰冒、碎石或转石等),主成(控)矿构造及产状、规模等基本摸清,为下一步部署工作提供充分依据。如:重点工作区、采用何种方法及范围、网度、方向等。 3、化探测量:水系沉积物、土壤测量方法为主,还有水化学、汞气、植物等。包括地表面积(自由网和规则网)和剖面及钻孔原生晕等形式。关键是采样介质和层位,“代表性”和“有效性”,该加密的必须加密、该放稀的一定放稀、无意义的样不取,不做无用功。尤其大比例尺化探测量若地质人员亲自做,那更应该得心应手。最间接的找矿方法。缩小靶区,为下一步部署工作提供可靠依据。如:槽探(异常带、高值点等),物探范围、网度、方法、测向等。大比例尺规则网及剖面一定要注意测线方向。 4、物探测量:常规高精磁、激电中梯方法为主,还有重力、放射性及瞬变电磁、SIP、V8等。注重“适用性”和“有效性”及“多解性”(每种方法都不是万能的)。最有力的辅助找矿方法。只有在与化探异常、矿化蚀变带、成矿有利地区(段)密切相关的物探异常才有找矿意义。注意测线方向-垂直目的体,一般要求上测量,若物化探工作只给一次工作量,一定要用到此处,化探可用GPS。

工程勘察中物探方法的应用 于春友

工程勘察中物探方法的应用于春友 发表时间:2019-04-16T10:33:30.737Z 来源:《防护工程》2018年第36期作者:于春友 [导读] 物探方法的探测对于各种场的变化及利用具有重要的现实作用,如电场、磁场、重力场等方面,这种场源有人工的,有天然的。黑龙江省第一地质勘查院黑龙江牡丹江 157011 摘要:作为一门新兴的勘探技术,工程物探能够检查地球物理场变化找出地质问题并加以解决,我国岩土勘察中广泛应用这项新兴的技术已经取得较好的成果。在工程勘察中物探方法作为辅助手段,根据前期物探结果,有利于提高勘察工作效率及降低成本。在我国工程勘察技术和质量不断升级的背景下,我国工程勘察逐渐在工程行业得到了普及和推广。在勘察技术得到推广的过程中,尤其是工程勘察技术中的物探技术得到广泛的好评和肯定。鉴于此,本文对工程勘察技术中的物探技术进行相关分析,并对工程勘察物探技术的使用提出可行性建议。 关键词:工程勘察;物探方法;应用 1引言 物探方法的探测对于各种场的变化及利用具有重要的现实作用,如电场、磁场、重力场等方面,这种场源有人工的,有天然的。地质体的空间结构和物质成分的变化导致场的变化。因此在一定的基准面探测其场的变化,则可对地质体的空间结构和物质成分的变化进行推论。工程物探技术从属于地球物理勘察技术,针对现阶段的地质问题,一般采用这种技术来勘察地球物理场变化从而找出解决问题的办法。通过物探技术,全面彻底地了解这些变化。物探技术的技术方法十分广泛,在我国,这些技术已被广泛应用于岩土工程测量和勘察工作中,且已经取得十分优秀的成果。 2物探技术应用于岩土工程的分析 2.1检测应用分析 对岩土的的检测是工程物探技术应用于岩土工程的基本工作,主要检测工作有评价地基加固效果的检测、路基密实度检测、基桩质量检测,在检测工作进行过程中,要严格遵守正确的测量方式。从现阶段的技术水平而言,对于岩土工程应用工程物探技术检测的主要方式有地质雷达检测法、瞬态面波检测等方面,检测工作要在岩土工程开始前和结束后要全面开展,利用岩土工程开始前后的不同数据进行全方位对比和仔细研究,找出不相一致的数据。针对不相一致的数据一定要仔细找出具体原因,做好总结工作。 此外,检测工程建筑裂缝还可以利用电磁波检测法,工程物探技术在控制建筑质量工程工作中同样起着十分巨大的作用。一般情况下,检测建筑工程质量时应用的工程物探技术主要有声波测桩检测法和动力测桩检测法,其共同的检测原理是分析被测对象传递出的弹性波和反射特征还有传递速度的不同检测应用于工程的混凝土质量是否合格。工程物探的检测方法不但花费较低、工艺上简便易行而且对于工程的检测效率非常高,适合应用于检测整体工程,因此工程物探技术的检测应用十分广泛。 2.2实际应用分析 钻探勘察法是应用在岩土勘察中的传统方法,使用的时间长久,缺点是勘察结果的连续性不强,从而影响对于勘察结果的全面分析,加大对于地质情况分析的难度。为了更加连续的获得勘察结果,更加简便地分析全面的地质情况,我们可以在岩土勘察中使用工程物探技术,工程物探技术不但可以连续获得勘察结果,其勘察的准确性也大大高于传统的钻探勘察法,漏洞很少。此外,工程物探技术的应用范围要超出传统的钻探勘察法,其不受地形和天气因素的限制,操作性强,精确度较高,最关键的是勘察成本较低,吸引了市场的注意力,工程物探技术迅速在岩土勘察工作上迅速铺展开来。在以后的勘察工作中,工程物探技术能够和传统的勘察方法相结合,争取勘察更广泛的地质情况。工程物探技术采用高密度电勘察法和地质雷达勘察法进行工程勘察。 3布置物探工作应注意的问题分析 在岩土工程勘察项目中先期投入物探工作能够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。因此,选用物探方法应注意如下问题: 3.1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,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。 3.2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。 3.3选用物探方法要综合考虑经济性 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。 4岩土工程应用发展方向 工程物探技术能够在保全被测对象的情况下对地质情况进行非常全面的测量,这就大大优于传统的勘察技术。此外,其高精确度、高工作效率和低廉的勘察成本都使其拥有非常广阔的发展前景,并且科技水平的逐渐提高,工程物探技术的水平和精确度还在不断提高。以下简要分析工程物探技术的发展方向。 4.1地震波层析成像勘察 使用地质钻探法在浅层成像仪的帮助下对岩土工程剖面测试和勘察就是地震波层析成像勘察。此种勘察方法能够摆脱地标障碍物和岩土风化层给勘察工作带来的影响。从现阶段的勘察实践工作来看,由于受井深和其附近的电缆的影响,地震波层析成像勘察所测量的岩土

海洋物探设备发展综述

海洋物探的成长与发展 摘要 中国海洋物探工作开始于1 9 6 0年。经过渤海的技术方法试验和北部湾综合物探生产试验,然后在各个海域全面铺开。 以寻找油气资源为主要任务的海洋物探,不仅在引进技术装备、完善勘查方法、提高处理与解释水平等方面作了大量工作,而且进一步开展了海域内的深部调查,工程地质条件调查以及深海大洋多金属结核调查。 在新世纪,高精度的导航定位技术能进行海底高精度探测,能精确定位水面船只和水下探测系统,发展前景很广阔。 关键词 海洋物探设备—marine geophysical prospecting equipment 成长与发展—growth and development 海底探测 正文 海洋物探:海洋地球物理勘探简称“海洋物探”,是通过地球物理勘探方法研究海洋和海洋地质的新方法之一。目前,用此种方法主要勘探石油和天然气构造及一些海底沉积矿床。海洋物探包括海洋重力、海洋磁测和海洋地震等方法。海洋物探的工作原理和地面物探方法相同,但因工作场地是在海上,故对于仪器装备和工作方法都有特殊地要求,需使用装有特制的船弦重力仪、海洋核子旋进磁力仪、海洋地震检波器等仪器的勘探船进行工作,海洋勘探船还装有各种无线电导航、卫星导航定位等装备。 海洋物探设备的过去 中国海洋物探工作开始于1 9 6 0年。在这3 0年的成长过程中,始终坚持了以油气资源勘探作为中心任务,带动了海洋物探技术方法的进步与发展,发现了近海大陆架地区一系列油气资源,同时也为海洋地质研究提供了丰富的资料。油气资源在我国社会主义经济建设中具有十分重要的意义。特别是50年代中,世界近海大陆架地区的油气勘探活动不断地取得成功,中国海底的油气资源就更具有吸引力。这样,我国社会主义经济建设建设就特出了寻找海底油气资源的任务,而寻找海底油气资源则必须依靠海洋物探来认识与了解海底结构。 1958年,地质部、石油部和中国科学院共同组成了一个海洋物探队,由刘光鼎等同志参加,以青岛海洋研究所为依托,开展海洋地震勘探的各项前期准备工作,并派刘光鼎赴苏联里海考察海洋物探工作。 1960年5月,地质部在塘沽组建第五物探大对,由刘光鼎率领北京地质学院海洋物探教研室等同志组织海洋物探技术工作,系统得开展地震、重力、磁力、电法、放射性以及定位的海上试验工作,确定地震反射的单船连续观测能获取沉积盖层资料。于是,借用海军汾河号登陆舰沿塘沽-黄河口一线开展反射地震的试生产。当时采用了多种定位措施,如抛标、六分仪、无线电相位系统,最后确定使用无线电相位系统,但它受晨昏天电干扰严重,每天的工作时间很短。在此基础上,对渤海展开了还有地震剖面测量,取得对渤海地质结构的初步认识。 应该说明,渤海的海洋物探方法试验,尽管在重力、磁力、电法和放射性方面没有取得

物探方法在地质勘察中的应用分析

物探方法在地质勘察中的应用分析 【摘要】:物探技术是利用多种地球物理探测方法对地质体进行探测,这项技术在工程地质勘察中越来越受到重视。本文介绍了工程地质人员在地质勘察中如何理解并应用物探方法,使之充分发挥效益。 【关键词】:工程地质;物探;应用 [ abstract ]: geophysical technology is the use of a variety of geophysical methods to detect the geological body, this technology in more and more attention in engineering geological investigation. this paper introduces the engineering personnel in the geological investigation in the understanding and application of geophysical exploration methods, make full play of benefit. [ keyword ]: engineering geology; geophysical exploration; application 中图分类号:p642 1 工程地质工作与物探方法之间的关系 “物探”是地球物理勘探的简称。物探在满足我国资源、环境与工程领域中的需求方面作出了重要贡献。近几年的物探工作围绕资源、环境、工程这三大市场。其仪器装备方法技术取得了长足的进步和发展,为经济社会的发展作出了贡献。传统的工程地质勘察手段有钻探取土、标准贯入试验、双桥静力触探等,这些常规方法也

(建筑工程管理)工程物探基础方法及案例分析

(建筑工程管理)工程物探基础方法及案例分析

反射波法、折射波和透射波法在工程勘查中的基础方法 原理及其实测案例分析 前言 地震勘探是通过观测和分析大地对人工激发地震波的响应,推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法。地震勘探是钻探前勘测石油和天然气资源的重要手段。在煤田和工程地质勘察、区域地质研究和地壳研究等方面,地震勘探也得到广泛应用。20世纪80年代以来,对某些类型的金属矿的勘查也有选择地采用了地震勘探方法。目前的流行的地震勘探方法主要有反射波法、折射波法、透射波法、瑞雷波法和桩基无损检测法。本人认为桩基无损检测法实际上也是应用地震波发射波法检测桩基的完整性,故在本文中擅自将桩基无损检测法归纳入反射波法当中。 二、正文 1、反射波法的应用 反射波法是利用地震反射波进行地质勘探的方法。通常在激发点附近,即深层折射波的盲区以内接收反射波。在巨厚沉积岩分布的地区,壹般在几公里的深度范围内能有几个到几十个反射界面,故能详细研究浅、中、深层地质构造。根据反射波的资料,可求地震波在覆盖层的传播速度和大段地层的层速度,进而能准确地求得界面的埋藏深度且进行大段的地层对比。由于反射波法壹般在激发点附近观测,受激发时产生的干扰及地表结构的影响较大,故随时都必须注意消除干扰,以获取质量良好的反射资料。 1、1桩基无损性检测 下面例举利用地震反射波法进行桩基完整性检测的试验: 1、1、1桩基无损性检测原理 桩基础是建筑结构工程重要的基础形式之壹,由于工程地质及施工技术等方面的原因,部分桩常出现断裂、离析、夹泥、缩颈,严重影响基桩的承载力。为了保证工程质量,需要对基桩进行检测。对于桩基的低应变动态检测通常采用低应变反射波法。它的主要检测方法是通过激励锤在桩顶施加激振力,在桩顶产生压缩波。该波沿桩身向下传播过程中,遇到不连续界面、截面大小发生变化至桩底时,由于波阻抗发生变化,将产生反射波。利用传感器、信号线及数据采集系统将反射波的时程、幅值和波形特征记录下来,然后通过分析系统来判定桩的完整性情况。 反射波法的理论基础是壹维波动理论,当弹性波沿着垂直截面的方向从壹种介质到另壹阻抗不同的介质,在界面将会产生扰动,分别以反射波和透射波在俩种介质中传播。 (杆的壹维波动微分方程) (通解采用行波形式) 波的阻抗其中ρ为桩的质量密度,c为波速,A为面积,根据阻抗发生变化界面处的连续条件可得: 其中Z1和Z2分别桩界面变化处的上、下部的阻抗。当VR和VI同号,说明反射波和入射波同相位,即Z1>Z2,桩阻抗由大变小,此处桩发生了断裂、砼离析、夹泥、缩颈或摩擦桩底反射。当VR和VI异号,说明反射波和入射波反相位,即Z2>Z1,桩阻抗由小变大,此处桩发生了嵌岩桩底反射或扩颈。 假设桩为壹维线弹性杆,其长度为L,横截面积为A,弹性模量为E,质量密度为ρ,弹性波速为C(C=E/ρ),广义波阻抗为Z=AρC;推导可得桩的壹维波动方程: 假设桩中某处阻抗发生变化,当应力波从介质Ⅰ(阻抗为 Z1)进入介质Ⅱ(阻抗为Z2)时,将产生速度反射波Vr和速度透射 波Vt。 令桩身质量完好系数β=Z2/Z1,则有

物理勘探的基本原理与方法综述讲解

地球物理勘探方法综述 一、重力勘探 重力勘探是地球物理勘探方法之一,它主要研究地球表面及其周围空间重力变化现象。地表及其周围空间重力变化原因之一是由于地球内部各种岩石密度的不同而引起的,而岩石密度不均往往与地下地质构造、矿产分布等地质因素有关。由于某种地质原因或矿产赋存而引起的重力变化称重力异常。通过研究重力异常的变化特征,从而得到地下地质构造、岩石分布和矿产赋存的地球物理信息,这就是重力勘探的实质和任务。 1重力勘探的理论基础 1.1重力场 重力是经典物理学中的基本概念。当地球表面及其周围空间存在有质量的物体时,就要受到地球质量对它的引力作用,以及地球自转而使它产生的离心力的作用,两者的合力就是这一物体所受的重力。 如图,F表示地球引力,C表示离心力,P表示 重力,则P=F+C。显然,重力场是引力场和离心力 场的叠加。物体所受重力的大小不仅和物体在重力 场的位置有关,而且和其质量m小有关。按照场强 定义,重力场强度(P/m)即单位质量所受的重力大 小。重力场强度和重力加速度概念不同,但其数值 和量纲完全相同,方向也一致。地球物理勘探中所 谓的重力测量,也就是重力加速度或者重力场强度的测量。 一般的,将地球的大地水准面作为一个理想的椭球面,根据地球的大小,质量、扁度、自转角速度计算出大地水准面上不同位置的重力值,把这种重力值的分布称为正常重力场。1979年国际地球物理及大地测量学会确定推荐的国际正常重力公式: g0=978032.7(1+0.0053024sin2φ-0.0000075sin22φ)(×10-5m/s2) 1.2 重力异常 地表重力值是随着地点和时间不同而变化的。根据地表重力变化来进行地质构造和矿产勘查是重力勘探的基本内容。影响地表重力变化的因素主要包括:纬度、海拔、地形、地球的潮汐以及地球内部密度不均。其中地球密度的非均一和各种地质构造、矿产分布有密切联

物探工作方法技术

1:5000激电中梯剖面测量 1:5000激电中梯剖面测量采用长导线,针对重要异常带、矿化带进行,为寻找隐伏矿提供依据。 1、1:5000剖面敷设 剖面端点用全站仪或GPS RTK布设,用木桩标记;测点采用GPS RTK分段控制、罗盘定向、测绳量距布设,用带有编号的红布标记。质量检查按“一同三不同”的原则进行,检查点在空间上、时间上大致均匀,总检查量不低于5%,精度要求达到“B级”精度要求,即在相应比例尺图上平面点位限差<±2.5mm,点位中误差不超过12.5m;相邻点距误差限差10%,均方相对误差不超过5%。 2、野外工作方法 激电剖面法采用中间梯度装置,AB=1200米,MN=40米,点距=20米。 采用时间域激电测量,正反向标准直流脉冲供电,脉冲宽度2秒。 以上参数可根据野外实际情况,通过现场试验进行适当调整。 激电观测参数为一次电位Vp、供电电流强度I及视充电率Ms,计算视电阻率ρs。观测时,测量电极MN在供电电极AB的2/3区间移动,旁线距小于AB/5。全区装置大小、观测参数设置应保持一致。一条剖面不能在一个供电装置内完成时,每个装置接头处应有三个以上的重复观测点。供电电流应使二次电位观测值大于最小可靠值,一般应使一次电位观测的观测值绝大部分在30mV以上。野外要经常检查仪器、导线的漏电情况,对突变点、异常点应进行重复观测和加密观测,确保观测数据可靠。 3、电性参数测定 电性参数测定主要采用露头法测定,有条件时,应采集一定的岩矿石标本,用标本法测定,并分别统计。每类岩(矿)石标本不少于30块,参数测定的质量评定应以采用某一种岩性测定的全部标本检查结果来衡量,即用基本观测统计出来的常见值与检查观测结果统计出来的常见值相对误差不得超过20%。 4、质量标准 视电阻率观测精度(<±7%),视充电率观测精度(<±12%),达到B 级精度;电性参数总平均相对误差≤±20%。

工程与环境物探-期末考试试题及答案-绝版培训讲学

不一、填空题 1. 组成地壳的不同岩土介质往往在密度、弹性、电性、磁性、放射性及导热性等方面存在差异,这些差异将会引起相应的地球物理场在空间(或时间)上的局部变化,这种变化称为_____地球物理变化______。 2. 按照介质的物理性质分类,物探方法可以分为__纵波___、_磁场____、__电磁___、_振动____、__放射____、__地热___大类。 3. 工程物探的特点主要要求探查目标对象_____、埋藏____、分辨率_高___。 4. 电法勘探是以岩、矿石之间的 电学性质 差异为基础,通过观测和研究这些差异有关的电场或电磁场在空间或时间上的分布特点和变化规律,从而查明地下地质结构和解决工程地质问题。 5. 电法勘探按照场源分为_天然_____和___人工_____,按电流性质分为___直流____和____交流_____。 6. 影响岩石电阻率的主要因素有:_矿物结构______、___空隙排列_____、__含水性______、_温度______。 7. 高密度电阻率法是集 剖面法 和 测探法 法于一体的一种多装置、多极距的组合测量方法,它具有一次布极即可进行多装置数据采集以及通过求取比值参数而能突出异常信息的特点。 8. 视电阻率计算公式中,I U K MN S ?=ρ,其中K 称为___装置系数________,主要与_电极距____有关。 9. 影响水的电阻率的主要因素是_矿化度______和__温度______。 10. 激发极化法是以岩、矿石的 激发极化效应 的差异为基础,通过观测和研究大地激发效应来探查地下地质情况或解决某些水文地质问题的一种勘探方法,其视极化率的定义为_二次场______和___总场_____比值,它表征了不同岩矿石的激发极化性质。 11. 地下溶洞、采空区等是一种地质灾害,在通常情况下,视电阻率值为高阻,但在实际测量中,常常为低阻,原因是__封闭性不好,有低阻填充物____。 12. 地震勘探按照有效波类型分___反射波_______地震法、_折射波_____地震法和__投射波___地震法三种。反射波地震勘探,首先用人工方法使__人工方法使地表________产生振动,振动在地下__传播______形成地震波,地震波遇到岩层__分界面_______时,会产生__反射____成反射波.反射波到达地表时,引起地表的_质点振动________.检波器把地表的__机械振动_______转换成____电信号_______,通过电缆把电振动输送到数字地震仪器里, 记录在磁带上的,这就成为_____数字__________地震记录。对数字磁带地震记录,用电子计算机进行地震资料__处理_________,得到各种时间剖面,再对时间剖面进行地震资料___解释_______,并根据解释的结果做出工程设计,完成地震勘探。 13. 物体在外力作用下发生了_____形变_______,当外力去掉以后,物体能立刻__恢复__原状,这样的特性称为___弹性________.具有这种性能的物体叫___弹性波_______;弹性体在___外力______作用下所发生的___体积______或___形状_____的变化,就叫做_____弹性________形变. 14. 根据炮点和接收点的相对位置,地震测线分为__纵测线___和____非纵测线观测系数___两大类。 15. 地震勘探工作主要分为_采集___, 处理 和_解释 三大部分工作。 16. 炮点和接收点之间的___相对位置______关系,被称为___观测系数________ 17. 反射系数的大小取决于弹性分界面上下地层的__波阻抗______的大小.

物探方法简介

物探方法简介 一、瞬变电磁法简介 1、瞬变电磁法技术原理 瞬变电磁法(Transient ElectromagneticsMethod, TEM)是以地壳中岩(矿)石的导电性与导磁性差异为主要物质基础,根据电磁感应原理,利用不接地回线或接地线源向地下发送一次脉冲磁场,在一次脉冲磁场的间隙期间,利用线圈或接地电极观测二次涡流场,并研究该场的空间与时间分布规律, 来寻找地下矿产资源或解决其它地质问题的一支时间域电磁法。下图即为瞬变电磁法原理的图解。 2、瞬变电磁法应用领域 瞬变电磁法施工简便、低阻探测能力强、精度高、探测深度大(地面1000m、井下150m),井下、井上均可施工。具有许多传统直流电法不可比拟的优点,可应用于: ◆地下水探测。瞬变电磁法可用于找水、咸淡水区分、地下电性

分层、圈定地下充水溶洞; ◆寻找金属矿床; ◆煤层顶底板富水性探测、巷道迎头超前探、圈定煤层采空(塌陷)区; ◆陡倾角、断层、岩脉等地质构造探测。 二、高密度电法简介 其原理与普通电阻率法相同,不同的是在观测中设置了高密度的观测点,工作装置组合实现了密点距陈列布设电极,是一种阵列勘探方法,现场测量时只需将全部电极(几十至上百根)置于测点上,然后利用程控电极转换开关和微机工程电测仪便可实现数据的快速和自动采集,增加了空间供电和采样的密度,提高了纵、横向分辨能力和工作效率。 在众多直流电阻率方法中,高密度电阻率法以其工作效率高、反映的地电信息量大、工作成本低、测量简便等突出优势,在物探领域中发挥着越来越重要的作用。主要应用于: ◆寻找地下水、管线探测、岩土工程勘察; ◆煤矿采空区调查,煤矿井下富水性探测; ◆水库大坝的坝体稳定性评价、坝基渗漏勘查、堤坝裂缝检测、建筑地基勘探; ◆涵洞和溶洞位置勘查、岩溶塌陷和地裂缝探测 三、矿井直流电法简介 主要应用于井下,其原理与地面直流电法相似,不同之处为:矿井直流电法属全空间电法勘探、采用本安防爆设备,它以岩石的电性

工程物探

工程物探

《工程物探》课程地震部分 实验报告 系别:土木工程学院 专业:勘查技术与工程 姓名: 学号:

折射波法实验内容 一﹑实验仪器 检波器、大线、铁锤、炮线、地震仪主机 二、现场仪器布置 1. 振源和一组检波器布置在一条直线上(纵测线),排列相对较长; 2.采用相遇法观测系统接收; 3.检波器用大线与仪器相接,检波器个数与通道数和大线类型有关。 4.振源激振时通过触发开关控制检测仪开始记录。 三、实验参数设置 记录号:工区名称+序号 记录道数:24 每道采样数:1024 采样间隔:0.5ms 偏移距:5m 四、实验数据的整理与编写实验报告 1.实验数据整理步骤 (1)从仪器中把采集的地震记录数据导出,显示、选择质量好的可用于解释的资料,并打印。 (2)在地震记录上解释直达波和折射波,人工读或利用地震波显示软件拾取直达波和折射波的距离和初至时间。 (3)绘制相遇法时距曲线观测系统图。 (4)利用t0 解释法获得地质剖面图。 2.折射波法基本原理 以水平界面的两层介质进行简要的说明,假设地下深度为h,有一个水平的速度分界面R,上、下两层的速度分别为V1和V2,且V2>V1。 如图 4 所示。从激发点O 至地面某一接收点 D 的距离为X,折射波旅行的路程为OK、KE、ED 之和,则它的旅行时t 为:

(1—1)为了简便起见,先作如下证明:从O,D 两点分别作界面R 的垂线,则OA =DG=h,再自A、G 分别作OK,ED 的垂线,几何上不难证明∠BAK=∠ EGF=i,因已知,所以: (1—2)和(1—3)上式说明,波以速度V1旅行BK (或EF)路程与以速度V2旅行AK (或EC)路程所需的时间是相等的。将式(1—3)的关系和式(1—1)作等效置换,并经变换后可得: (1—4)这就是水平两层介质的折射波时距曲线方程。它表示时距曲线是一条直线,若令x=0,则可得时距曲线的截距时间t0(时距曲线延长与t 轴相交处的时间值) (1—5) 2、折射波分层解释的t0法 折射波t0解释法是常用的地震折射波解释方法,它是针相遇时距曲线观测系统采集发展起来的解释方法。 t0法解释的主要原理与方法如下: t0法又称为t0差数时距曲线法,是解释折射波相遇时距曲线最常用的方法之。 当折射界面的曲率半径比其埋深大得很多的情况下,t0法通常能取得很好的效果,且具有简便快速的优点。 如图 6 所示,设有折射波相遇的时距曲线S1和S2,两者的激发点分别是O1和O2,

2021年浅谈工程地质勘查物探方法

2021年浅谈工程地质勘查物探方法 1资源勘查与物探方法的简单阐述 对于矿产资源而言,其形成过程是非常复杂的,在多年的地质作用下逐渐形成的。在矿产资源的形成过程中,主要有三种形式,即液态、气态以及固态,并且这些状态的物质也是地表或者是地壳中的原生富集物。所以,一般情况下矿产资源主要集中于地表或是地壳,一旦形成,受到地质的长期作用,从而展现出液态、气态以及物态三种性质,并且可以利用现有的技术对矿产资源进行勘探与开采,其在当前的社会发展过程中所发挥的作用是举足轻重的。但是,由于矿产资源的形成过程是比较漫长,并且再生的速度极为缓慢,在被开发之后要再生的话是艰难的,所以,就需要对当前已开发的矿产资源加以珍惜,以免由于过度消耗而造成资源匮乏。 2地球物理勘探方法 2.1瑞雷波法 在瑞雷波法中,可以将其分成瞬态瑞雷波法与稳态瑞雷波法。但是由于稳态瑞雷波法所使用的设备比较笨重,而且花费的成本也比较高,所以在应用方面比较难以推广。而瞬态瑞雷波法具有速度快、使用简便以及分辨率高的优点,在岩土工程勘察以及环境灾害的调查与评估中得到了广泛的应用。在瞬态雷波测试中,利用一个与地面垂直的冲击震源发出信号,再使用两个或者是多个检波器从震源开始的地方,沿着与测线垂直的方向布置直线,并且对一定频率范围当中瑞利波信号进行详细的记录,对有效信息进行提取,然后再利用专门的软

件进行正演或是反演。一般情况下,瑞雷波法常用于层状岩土体的识别与探测当中。 2.2地质雷达 地质雷达的特点是具有较强的抗干扰性、轻便以及分辨率较高,所以在文物考古、地质勘探以及公路质量检测中得到广泛的应用。对于地质雷达而言,其分辨率与探测深度与设备的参数以及电磁波在地下介质中的传播速度等岩土层物理性质有关。当前,在双天线地质雷达中,主要有两种观测方式,即宽角法与剖面法。其中,宽角法观测就是将其中的一个天线进行固定,而另一个天线则沿着测线进行移动,对地下不同层面的反射波的双层走时进行记录,从而将地下介质的电性参数与电磁波传播速度求取。而剖面法就是接收天线以及发射天线对间隔沿测线进行固定并同步移动,移动一步就会得到一个有效的记录,地质雷达度地下探测的时间剖面图像就可以通过整条测线来进行记录,通过这种记录方式能够将测线下方的地下物变化情况准确的反映出来。 2.4瞬变电磁测深法 在电法勘探中,瞬变电磁测深法(TEM)是最近几年发展起来的,它对所采集的数据加以利用,对各个测点在不同深处的视电阻率进行求取,然后形成视电阻率的剖面图,从而对视电阻率异常加以利用,对地下目的物的几何形态加以定位与分辨。在瞬变电磁测深法中,其不仅具有电磁法的高分辨率、强穿透高阻层能力之外,还具有受地形影响小、方便耦合等特点,并且在用人工源随机干扰的话,具有成像

工程物探方法综述

工程物探方法综述 摘要 随着经济的发展,工程物探方法显得尤为重要;本文简单介绍了用地质雷达、高分辨率SH 波浅层反射波法、瞬态瑞雷面波法勘探及高密度多波列地震映像法等工程物探方法. 关键词 地质雷达瑞雷波 工程物探 浅层反射勘探 随着我国国民经济的高速发展,城市现代化进程的不断深入,各种城市工程建设方兴未艾,而城市工程建设在规划、设计、施工阶段都必须对建设区域内的地质情况及地下埋设物情况有一个系统的了解,在建设工程中及建成后还必须对工程质量进行检测和监测,另外,在工程抢险、地质灾害调查、考古等工作中都须进行适当的探测工作。工程物探的应用领域大致有以下几个方面: (1)工程地质调查;(2)工程质量检查;(3)环境检测、监测;(4)工程抢险;(5)地质灾害调查;(6)地下、水下埋设物及障碍物探测;(7)地下管线测漏及防腐层完整性检测;(8)水文工程参数测定;(9)考古。 可以毫不夸张的说,工程物探在国民经济高速发展的时代显得越来越重要,现就把常用的工程物探方法简单介绍如下: 1 工程地震勘探 工程上常用的地震波法勘探可分为:高分辨率浅层地勘探、瑞雷波勘探、地震映像、横波勘探四种。 在工程及水文地质调查领域,地震波法勘探经常被用来详细划分第四纪地层、确定目标层的深度、厚度、起伏形态、横向分布,探测异常体的位置和埋深、寻找溶洞、断层及破碎带。 x u y o u j i n

1.1高分辨率浅层地勘探 这里先介绍高分辨率浅层地勘探中的反射波法及折射波法。其主要原理是根据对反射波或折射波时间场沿测线方向的时空分布规律的观测确定地下反射面或折射面深度及构造形态和性质。地震勘探相比其它物探方法,具有精度高、解释成果单一的优点。我们所看到的物探剖面是一种经过校正后的并赋以地质内涵的反射波或折射波时间剖面(实质是不同地质体的反射波或折射波波速差异)。地震勘探成果同其它物探解释成果一样,由于物理力学指标差异,不同地质体的波速有可能相近,而相同地质体由于所遭受的内力或外力地质作用不同,波速也有可能不同。选择有代表性的钻孔资料能更好的确定剖面中各界线的代表的地质体,从而提高地震勘探解释成果的可靠性,也能够使其成果在邻区或类似地区推广应用,使其优点更好的发挥高分辨浅层地震勘探 在工程地球物理领域的应用极为广泛. 1.1.1浅层地震反射法 浅层地震反射法勘探主要采用多次覆盖技术,是根据水平叠加技术的要求而设计的。水平叠加又称共发射点叠加或共中心点叠加,就是把不同激发点、不同接收点上接收到的来自同一反射点的地震记录进行叠加,这样可以压制多次波和各种随机干扰波,从而大大地提高信噪比和地震剖面的质量,并且可以提取速度等重要参数。 1.1.2浅层初至折射波法 浅层初至折射波法地震勘探是国内外公认的勘测浅层地震构造的有效方法之一。它能探测基岩的深度、起伏、岩性接触带及断裂破碎带的位置和延伸方向,尤其能测定基岩中的纵波速度的大小及其分布范围,从而了解测区基岩的岩性变化和致密程度等。这是其它物探方法所无法替代的,因此,被广泛应用于陆地和水域中的桥梁、建筑等大型工程建设的地基勘x u y o u j i n

物探电法野外工作方法

第一章野外工作方法和技术 3.1频率域激电工作程序 3.1.1 踏勘 根据地质任务在选择测区时,应组织力量进行踏勘,踏勘的目的在于了解测区的地质特点和地球物理前提以及接地条件、干扰水平、生活驻地、交通运输等情况。 3.1.2试验工作 对新的工作测区,在编写设计时应在典型的地质剖面上或具有代表性的地段,做一定数量的试验工作,具体实验工作量以能对测区的地球物理特征有一定的了解为宜。 3.1.3草查与普查 对于1:5万~1:2.5万的大面积草查与普查时,其工作方法的选择以偶极法或近场源法(AMBN)为宜。就某一具体测区而言,应根据地质任务,通过分析所掌握的地质及以往的物化探资料或通过试验,确定一个适当的极距进行面积性的工作,以迅速得到面积性的资料,达到发现异常的目的。 3.1.4 详查 在普查所发现异常的基础上,开展1:1万~1:2千的详查工作,这时可用中梯装置扫面。建议采用一线供电多线测量的工作方式,以便在短时间内圈出异常的形态、做出成果的解释推断以及对异常进行轻型山地工程揭露。 对精测剖面,可采用偶极装置,根据不同极距(一般4-6个)

的观测结果勾绘出断面图,以判断矿体的埋深、倾向和形态,然后根据综合解释结果建议施钻验证,进而达到对异常的再解释。 在上述工作的同时,还要进行岩矿石物性测定和幅频特性的研究。 一、联合剖面法 图2-10 联合和剖面装置 如图2-10所示,装置系数计算方法和三极装置相同 联合剖面法是两个三极排列AMN∞和MNB∞的联合。所谓三极排列是指供电电极之一位于无穷远的排列。采用联合剖面装置时,可以用A电极,也可以用B电极供电,而A和B有一个共同的无穷远电极C。也就是当A或B供电时,供电迴路中另一电极C位于无穷远。如果以O表示测量电极M和N的中点,则在联合剖面装置时,四个电极A、M、N和B极位于同一直线上(这条直线就是测线),且AO=BO。无穷远极C一般铺设在测线的中垂线上,与测线之间的距离大于AO的五倍(CO>5AO) 工作中将AMNB四个电极沿测线一起转动,并保持各电极间距离不变,中点O就作为测点的位置。在每个测点上分别测出AMN∞排列和MNB∞排列Fs、ρs。对于同一极化体,AMN、BMN的测量结果将在极化体上方形成交点。利用这种交点性质和曲线的不对称性可判断极化体的产状、形态。

工程物探常用方法及技术

工程物探常用方法及技术 工程物探——工程地球物理勘探的简称,它是以地下岩土层(或地质体)的物性差异为基础,通过仪器观测自然或人工物理场的变化,确定地下地质体的空间展布范围(大小、形状、埋深等)并可测定岩土体的物性参数,达到解决地质问题的一种物理勘探方法。 按照勘探对象的不同,工程物探技术又分为三大分支,即石油工程物探、固体矿工程物探和水工环工程物探(简称工程物探),我们使用的为工程工程物探。 工程物探技术方法门类众多,它们依据的原理和使用的仪器设备也各有不同,随着科学技术的进步,工程物探技术的发展日趋成熟,而且新的方法技术不断涌现,几年前还认为无法解决的问题,几年后由于某种新方法、新技术、新仪器的出现迎刃而解的实例是常见的。它是地质科学中一门新兴的、十分活跃、发展很快的学科,它又是工程勘察的重要方法之一,在某种程度上讲,它的应用与发展已成为衡量地质勘察现代化水平的重要标志。 常用工程物探方法及特点 ①电法勘探:包括电测深法、电剖面法、高密度电法、自然电场法、充电法、激发极化法、可控源音频大地电磁测深法、瞬变电磁法等; ②探地雷达:可选择剖面法、宽角法、环形法、透射法、单孔法、多剖面法等; ③地震勘探:包括浅层折射波法、浅层反射波法和瑞雷波法; ④弹性波测试:包括声波法和地震波法。声波法可选用单孔声波、穿透声波、表面声波、声波反射、脉冲回波等;地震波法可选用地震测井、穿透地震波速测试、连续地震波速测试等; ⑤层析成像:包括声波层析成像、地震波层析成像、电磁波吸收系数层析成像或电磁波速度层析成像等; 地下管线探测 主要检测内容: (1)金属管线探测 地下金属管线适宜用管线探测仪和探地雷达进行探测,管线仪对于金属管线探测具效率高、仪器轻便、结果准确等优点;探地雷达可用于埋深较大和密集管线的探测。 (2)非金属管线探测 目前地下非金属管线探测的首选方法是探地雷达。探地雷达具有连续无损探测、高效、高精度、易反演解释等优点。 使用探地雷达具有独特的天线阵技术,可以极大提高探测结果的精度和有效性。 考古探测 利用地下古代遗物与周边物质的物性差异,采用地球物理勘探手段对它们的平面位置、埋深、分布范围进行调查。利用雷达多天线阵列技术,探测的精度高,在小面积精确定位方面有无可比拟的优势;磁法探测能更快、更大面积地揭示地下遗址的面貌,结合已经为考古发掘与考古调查所认识的部分,加以典型影像校正,能更完整地认识遗址的全貌。 主要应用于找出遗址内土城墙、壕沟、坑、柱洞、房屋、墓穴等的位置及分布情况。 成都建测科技有限公司拥有领先的无损检测设备与检测系统方案,主要提供工程物探设备、基桩检测设备、建筑检测设备、路基基坑监测设备。

公路工程物探规程

1 总则 1.0.1为了统一公路工程物探技术要求,保证物探工作质量,制定本规程。 1.0.2本规程适用于任何公路工程的物探工作。 1.0.3工程物探工作,内容应与公路基本建设程序各阶段工程地质勘察的目的和深度要求相适应,程序按准备工作、方法试验、外业生产、内业资料整理、成果报告提交开展,并与地质、钻探等专业密切协作,为工程地质勘察报告的编制提供物探资料。 1.0.4 公路工程物探除应符合本规程外,尚应符合国家和交通运输部颁发的现行有关标准、规范的规定。

2 术语、符号 2.1 术语 2.1.1地球物理勘探geophysical prospecting 根据地质体内部的各种物性差异,借助仪器对其天然场或人工场的分布与变化情况进行观测,通过综合分析研究,对地质体的地质情况进行推断、解释的勘探方法,称为地球物理勘探,简称“物探”。 2.1.2 综合工程物探comprehensive geophysical method 采用两种或两种以上物探方法相互配合,对地质体进行综合探测,称综合工程物探。 2.1.3声波探测acoustic prospecting 在水上、地面、井中或孔间,通过探测声波在岩土体内的传播特征,来研究岩土体性质和完整性的物探方法。 2.1.4 电法勘探electrical prospecting 以探测对象的电性差异为基础,对地质体进行探测的物探方法,称为电法勘探,简称“电法”。 2.1.5直流电法D. C. electrical method 以探测对象的直流电场为基础所进行的电法勘探,简称“直流电法”。 2.1.6电测深法electrical sounding 在同一测点上逐次扩大供电极距,使探测深度逐渐加大,得到观测点处沿垂直方

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