综合物探技术在地质勘探中的应用分析

1.刘 颖 2.董春友

1.河北省地矿局第二地质大队 2.河北源众工程技术有限公司

综合物探技术在地质勘探中的应用分析

1.刘 颖 2.董春友

1.河北省地矿局第二地质大队 2.河北源众工程技术有限公司

当前，在地质勘探工作中，各种新技术得到了广泛的应用。因此，在当下的地质勘探工作中应该进一步加强对新兴的科学技术的研究，以提高地质勘探的整体水平，采用物探技术进行地质勘探便具有重要的现实意义。同时，为确保不同物探技术彼此优缺点的有效互补，通常选择多种物探技术对地质工程进行综合探测，从而更好的提升勘探的精准度。

综合物探技术；地质勘探；应用

1.地质勘探技术中的综合物探技术

由于受到地球复杂的地质条件等因素的影响，地质结构容易出现电场、磁场等物理场的变化，因此在实际的工程地质勘探过程中，可以通过使用电法、地震法、磁法等物探的方法对目标实施探测。

综合物探技术在地质勘探中有以下优点：(1)这种方法能够对浅层地质情况进行探测，探测深度可以是几米也可以是上百米，并且勘测对象广，施工周期段，费用低。(2)这种方法解决问题的准确性和精度较高，因而对那些对精准度有着更高要求的勘探单位来说，能够获得更为理想的探测结果。(3)这种方法能够快速完成勘探任务，并且不需要较大的施工场地，具有简便易行的特点，为后续施工的按时进行提供时间上的保障。

2.综合物探技术方法原理

2.1 瞬变电磁法。瞬变电磁法(TEM)，其工作实质上是将未与地线相连的通电回路或接地的导线充当场源，通过刺激探测对象感应生成二次电流，进而借由测定脉冲间隙电磁场变化相应状况来判定地质状况的一种方法。由于二次场的持续时间非常短暂，近乎为瞬时，所以从根本上而言其是一种时间域电磁法。这种方法的物理基础是电磁感应原理。借助具有导电特性的物质在发生阶跃变化的电磁场中会产生涡流场变化的特性。

2.2 可控源音频大地电磁测量法。可控源音频大地电磁测量方法英文简称CSAMT，是指借助一定的发射装置，通过频率不一的交流电源发射不同的电磁波，然后通过对比分析地表所接收到电磁场振幅与相位的变化，实现地质环境的勘测。依据交流电所具有的集肤效应，不同频率电磁波所具备的穿透性能也各不相同，一般而言在浅部地层广泛分布着各种高频率电磁场，而深部地层中则分布有各种低频率电磁场。所以，通过对不同电磁频率的转换，便能够对深部不一的地层地质状况进行探查。

3.综合物探方法在地质勘探中的应用

3.1 本次瞬变电磁法试验选取某矿进行数据采集，在矿区内在煤矿矿界内共布设了4条瞬变电磁勘探线，实际完成104个地球物理探测点。

通过对区内岩层、地下水、采空区等层位的电阻率差异分析，认为区内视电阻率值大于60Ω·m的为弱富水性，视电阻率值为40～60Ω·m的为中等富水性，视电阻率值小于40Ω·m的为强富水性。

矿区内布置的1号勘测线视电阻率等值线断面图如图1。

数据解释：1号勘测线以下地层存在3个低阻异常区，其中1号、2号低阻异常区在+1440m以下连为一体。1号低阻异常区位于1测点至8测点之间，其中等富水区的顶界出露地表；2号低阻异常区位于10测点至14测点之间，对应C2煤层采空区。

1号、3号低阻异常区的中等富水区已经到达地表，有利于大气降水的汇集和下渗，通过长时间的下渗后大气降水补充了各含水层的静储量，形成了纵向的低阻异常区。

根据煤层赋存情况推测中泥盆系(D2)灰岩、泥灰岩积水的区域为：1号低阻异常区的强富水区，在+1450m高程以下；2号低阻异常区的强富水区，在+1460m以下；3号低阻异常区的强富水区，在+1550m高程以下；初步推测中泥盆，(D2)灰岩、泥灰岩由裂隙节理、断裂、岩溶孔洞组成的积水空间距煤层的距离在150m左右，岩溶水对煤层开采没用影响。

总结：1号勘测线0测点至3测点C2煤层没有开采过，4测点至26测点对应C2煤层采空区；27测点至32测点位于C2煤层露头(风氧化带)以外。C2煤层采空区除个别地段为疑似积水区外，大部分地段没有积水的物性特征。通过分析后推测中泥盆系(D2)灰岩、泥灰岩的岩溶水对煤层开采没有影响。

3.2 由于目标体的电性是有不同的，基于此人们又发现了一种勘探方法，即为高密度电阻率法。由于较多的水存在于滑动面表层的土内，因此在滑坡物内该部分具有比较低的电阻率。又因为粉质砂岩以及泥岩存在于滑动面的下半部分，且该部分具有很差的渗水能力，因此该部分有着比较高的电阻率。如此，滑坡面不同部位的交界处就出现了带有不同电性的一层，通过对岩体进行实际的电性测试，可以得知介质不同会导致电阻率出现一定的变化，表层的电阻率大小处于0～30Ω·m的范围值内，相对而言，滑动面的下半部分由于具有较差渗水能力的砂岩的存在具有较大的电阻率值，电阻率大小处于55～125Ω·m的范围值内，所以应用高密度电阻率法可以对滑动面的不同部分进行区别。

综上，合理且科学的综合运用多种不同物探技术并参照已有地质勘测资料，从而对勘测区域内的地质进行分析在地质勘探中具有重要意义。同时，要通过不同的角度和方式对勘测结果的稳定及可靠性进行验证，抓住具体的勘探需求，最终完成勘探目标数据的收集整理，达到对地质进行精确勘探的目的。

[1]杨嘉明，刘凯，韩飞，郭奇.综合物探方法在地质超前预报中的应用[J].东北水利水电，2016，09：43-45.

[2]李敬宇.综合物探技术在煤炭矿井水文地质中的应用研究[J].山西建筑，2016，29：53-54.

图1 视电阻率等值线断面图