地质勘探中综合物探技术的应用

马 骁

由于各种物探方法的应用都依据一定的物理前提，且地质、地球物理条件和边界特征对测试成果具有较大的影响，使得这些方法技术存在着一定的条件性和局限性，加之大中型重点工程大多具有比较复杂的地质和工程问题，所以采用单一的物探方法一般难以查明或解决有关地质和工程问题，此时应考虑综合物探进行施测，以提高物探成果的地质解释精度和成果分析质量，满足工程勘查之需。如在地质勘查项目区的物探测试中，综合物探技术提供了大量的数据，积累了丰富的经验，又应用高密度电法、电测深法和联合剖面法查明了地质勘查项目的断层，近乎直立,为地质勘查项目的稳定性评价提供了科学依据，发挥了物探技术的快速、经济、便于大面积测试等优点。综合物探的工程实例很多在此不一一列举。总之，随着国民经济建设的飞速发展，工程建设场地开发也向纵深处发展，其场地的各种自然条件（包括地质、环境等）大多较为复杂，给前期勘查工作带来诸多困难，此时均要求采用物探技术解决或了解地质和工程中遇到的难题。而作为物探技术人员应在详细分析已有勘察资料（区域性和地区性）的基础上，经过实地踏勘和现场方法试验来选择多种物探方法投入施测，以达到最佳的测试成果，多快好省地进行工程地质勘查，发挥物探技术的先进作用。综合物探技术目前广泛应用于地质勘查，是一种较新的技术，可以有效提高勘查工作的效果和质量。在地质综合物探技术方面，不同新技术应用的综合应用可以取得更加良好的效果，不同类型可以满足不同的标准，为更好地提高综合物探技术在地质勘探中的实践效果，需要根据实际需要控制各个环节的行为，遵循专业技术标准，不断提高勘探数据信息结果的准确性。

1 地质勘查项目实施与综合物探技术应用分析

各种矿产资源在我国现代化建设和经济发展中发挥了极其重要的作用，一切生产生活都与矿产资源的开发利用密不可分，为发展提供了充足的动力。但是，实际发展情况并不十分理想，我国目前拥有的矿产资源量、开发程度和有效利用水平无法与我国经济的发展相匹配，这使得所有的生产行业获取不了足够的发展动力。同时，我国当前矿产地质勘查工作的实际水平还不能满足其他领域对矿产资源数量和质量的需求，甚至不合理开采导致部分矿产资源枯竭。科技与矿产资源开发资源丰富开采时代对于我国矿山地质勘探的创新和综合物探技术的合理应用具有重要意义。

1.1 综合物探技术的优势

第一个优势是许多新型工程物探技术可以在各个监测点实现多站点数据采集和监测，无需信息交互，增加了物探任务的便利性和速度，提高了探测效率，并能够节省运营时间、业务费用。同时，物探技术可以在多种条件下勘查，不受复杂环境的影响，使工程物探人员可以进行24小时观测工作，提高工作效率。

第二个优势是矿产信息管理的智能化和自动化。许多任务现在无需人工干预即可自行执行。例如，地质勘探接收机可用于自动数据采集，同时自动控制系统可用于数据采集和传输数据处理方法。此外，可以设置异常警报，最大限度地提高勘探工作效率，降低成本的作用。

第三个优势是综合物探技术在一定程度上实现了矿物信息的有效性，数据信息精度高，速度快，可以最大限度地减少系统偏差，保证采集数据的稳定性，综合物探技术的高精度、快速的地理信息系统的优势已在矿产资源领域得到普遍认可，并在勘探领域得到广泛应用。

1.2 综合物探技术的弊端

综合物探技术虽然具有诸多技术优势，但毫无疑问，在一些日常工作中仍然存在很多问题。处理好这些问题，有利于综合地质勘探技术的进一步发展。实际问题的关键在于以下几个方面。

第一个缺陷是锚点选择的自由性低。在实际勘探工作中，综合物探技术采集矿产信息内容时，专业技术人员必须遵循一定的操作规范，在许多环境中必须畅通无阻，确保获得的数据和信息的严谨性和准确性。同时，在选择测量点时，还要保证该部位没有强磁场。在利用综合物探技术采集地质勘探信息内容数据信息期间，测点的选取必须科学规范，降低了测点选取的自由性，降低工作效率。

第二个缺陷是准确测量的有效性低。由于视野范围很窄，很容易出现多径偏差，严重影响了数据信息的稳定性。例如，在使用地理信息系统对堤坝、大坝等各种大中型工程项目进行测试的全过程，由于大坝周围通常有自然地理环境和植被，因此，电离层延迟时间校准的精度会因大坝本身的自然地形和植物群落的差异而有所不同，在一定程度上受到损害。

2 综合物探技术应用原理

2.1 从简单到复杂原则

要将综合物探技术应用于地质勘探，严格遵循从点到面，从简单到复杂原则，逐步获取更多的勘探数据。需要对存储的历史数据进行分析和利用，根据地质勘探作业的要求选择合适的技术参数，建立综合物探模型，开发各种信息的数据处理方法、数据分析和推断提供正确的指导。因此，对各种信息进行详细的收集和综合分析，是综合物探技术应用的基本要求。

2.2 大信息量原则

进行地质勘查时，必须确定灾害地质环境的化学性质与软岩材料存在一定的差异。这印证了在应用综合物探技术时，需要结合实际情况，在综合分析所有相关资料的基础上，选择合适的综合物探方法。同时收集各种综合物探方法的基本参数，分析地质体的形成原因和性能特征。这样可以避免物探异常的模糊性问题，提高物探信息的准确性和一致性。

3 综合物探技术在地质勘探中的应用要点

3.1 地质资料收集

3.1.1 设计测线

地质勘探中信息内容和数据信息的收集作为综合物探技术的基础，在较大程度上对综合物探技术的实际运用效果造成一定程度的影响。收集信息内容数据信息的第一步是放置测线，总结过去的操作经验，结合被测区的具体情况，提高表层土层厚度检测的准确性，以及地表测点和折射测点设计、维护，提高信号数据利用的一致性和效率。测线布置的技术方案很多，但必须把控技术体系实施中的每一个关键点，为测线的技术应用奠定良好的基础。

3.1.2 参数设计

首先，采集通道。在参数化设计层面，安全通道数量的选择是比较基础的日常任务。一些操作人员并不关心这项日常工作，认为任务并不难，导致无法保证工作的效果和质量，在实际操作过程中相关人员必须遵守操作标准。例如，地震仪必须有一个多通道的接收端口号，通常是12个和24个安全通道。由于表层土层厚度有可能较小，在现场标准可接受的情况下，应尽可能采用数据信号采集，以保证足够的空间分辨率。在选择采集通道数时，确保足够的空间分辨率，由此才能确保下一阶段施工的开展。

其次，激震方式。除了采集道数选择以外，还有一个非常重要的工作，就是激震方式的选择。我国在参数设计方面的工作之所以能够在各个发展阶段满足社会的需求，主要原因在于能够对参数设计的每一项工作都细致化的进行，不仅如此，还积极的进行深化和加强工作，避免一些系统漏洞和安全风险，从客观性和主观性上，将参数化设计工作提升到一个新的水平。在参数化设计中，激震模式的选择非常关键，可以说对参数设计工作具有一定的决定性影响。

从现阶段的发展趋势来看，主要有三种激震方式，三种激震方式的最大勘探深度分别是：锤击震源达20m～30m；落中震源可达30m～50m；爆破源探测深度可达50m～150m。激震点土质松软程度影响震源所能激发的频率，软地面的频率较低，硬地面的频率较高。三种激震方式各有优缺点，要达到理想的效果，需要结合所在地区的实际情况和激震方式的长处。

最后，道间距设计。通道间隔的选择。多地地质环境实地勘查虽然采用了综合物探技术，但存在一些关键点不及时，结果不准确，不利于地理学发展。道间距的选择就是一个非常重要的细节，由于我国的幅员比较辽阔，因此在应用综合物探技术的过程中，必须在一些细节方面进行足够的努力，合理选择道间距可以使工作更加完善，在提高精度的同时减少不准事故发生。从各个角度来说，道间距能够帮助综合物探技术更加有效的应用到地质勘查工作中。

3.2 数据信号分析

地质环境综合物探技术应用于地质环境研究工作时，应对数据信号和数据进行统计分析，以协助综合物探技术和地质环境研究工作的准确性，及时发现问题并加以解决。在数据信号的统计分析过程中，最重要就是工作过程。许多地区未能取得良好的勘探结果，主要因素便是没有按照规定步骤对数据信号进行统计分析。

通过科技人员和管理人员的不断总结，数据信号的统计分析主要包括：面波数据信号的统计分析和折射波数据信号的统计分析。面波数据信号的统计分析主要包括对面波数据信号的合理采集。从设置的频域数据信号窗口中获取合理的面波数据信号信息的有效周期时间，获取面波色散曲线，根据合理的面波频域数据信号获取面波基模色散曲线，并通过深度转换得到深层的波速，利用图形的基本原理和室内空间均匀性，在测量点之间插值数据信息，得到一行面波速气象图。

4 物探新技术综合分析

4.1 瞬态磁感应法分析

瞬态磁感应法是综合物探的主要技术手段，该技术主要利用瞬态电磁技术对测区地质进行分析研究，重点对矿区进行水位勘测和分析。瞬时电磁技术，也称为TEM，广泛应用于地质勘探过程中。

瞬态磁感应法的原理主要是利用不同原材料的差异来使磁感应工作。该技术可以分析地下矿体的电导率和磁效应之间的差异。得到电磁分布，然后利用相关的磁感应基础理论，制定一个可行的方案。该技术可以对矿山中的非地质构造进行详细的解析，进一步提高地质勘探的高效性。该技术方法可以合理地采集矿山相关水文气象数据信息，对数据进行全面分析，进而制定出合理的解决方案。

4.2 探地雷达法

探地雷达法工作原理与其他综合工程综合物探相比，探地雷达法具有很强的灵活性和可扩展性，可适用于各种地质构造，制定了各种技术方案，地质构造保证综合物探技术的科学性和合理性。探地雷达方法在勘探过程的实际应用中主要表现出以下特点。

第一，探地雷达法进行精确测量时，程序流程简单，实际操作方便，可长时间连续采集数据。第二，综合物探技术对地质环境勘查效率高，数据采集速度更快，可根据地质环境制定不同的勘探方案。第三，该技术是一种无损检测技术，与其他技术相比，它在高效率和速度方面具有很大的优势。

4.3 矿井直流法

矿用直流法适用于地质构造复杂的地区。随着我国矿产资源的不断开发和设计，矿产资源开发设计的地质环境标准越来越复杂，虽然传统综合物探技术无法进行地质环境勘查，但矿井直流法合理解决了这一问题。

通过矿井直流法分析不同岩石的电学差异，利用相关电场理论进行详细的研究，制定合理的矿山水文地质条件解决方案。

5 传统勘探技术的局限性和发展趋势

5.1 局限性分析

我国土地辽阔，地质构造复杂。给地质勘查带来了很大的困难。此外，随着自然资源的不断开采，自然资源的勘探和开采难度越来越大，地质勘探领域带来了新的考验。传统的勘探技术已不能满足地质勘探的要求。综合物探技术的应用，将成为勘探开发的新方向。传统测绘技术存在的关键问题如下：

首先，如何科学、规范地进行合理有效的区分，区分问题关键是如何区分岩土工程与岩层的边界，以及地质构造、弱构造面、不良地质环境体的差异。

其次，合理处理地质环境形态。在整个地下勘查过程中，可能存在不明物体、地下结构和不明状况。如何使用综合物探技术来提高埋藏位置和基础深度的可预测性。

最后，如何改进和设置岩土工程主要参数。在测试岩层样品时，很难对大量样品进行取样或进行相应的测试。常见的原材料，如粗粒土层和岩石风化层。地质工程设计方案的主要参数（承载力、应变指数值等）基本相同。这个主要参数可以根据以下数据信息进行设置。综合探测包括了面坡法、折射波法，土层厚度分为较薄、较厚，采用坡面法时，测试道数分别为12、24、24，检波器为104HZ，激震方式为垂直、落重，偏移距离为3m～6m或6m～12m这一区间，采样点分别为1024点、2048点，采样率为0.20ms、0.25ms；采用折射波法时，测试道数分别为12、12、24、24，检波器为1028HZ，激震方式为锤击、落重、放泡，偏移距离为3m～6m或6m～12m这一区间，采样点分别为1024点、2048点，采样率为0.205ms、0.25ms。

5.2 发展趋势分析

地质勘查过程中综合物探技术的应用虽然已经取得了良好成绩，但是由于还存在很多不足之处，因此，在未来发展的过程中，应强化技术创新力度，构建信息化的综合物探技术模式，增强综合物探技术在地质勘探中的应用效果。首先，提升综合物探技术的信息化水平，使用计算机总线控制技术、辅助技术等，提高综合物探技术的灵活性、数字化、智能化程度，借助数字技术和“三遥”技术等，增强综合物探技术应用的便利性、可靠性。同时还需将总线控制技术应用于综合物探的仪器设备上，使其向着模块化、插卡式的方向发展，能够智能化、自动化完成地质勘探的工作。另外，也可以使用单片数字信号处理器技术增强综合物探技术的应用效果，完善误差修复的功能。其次，理论的创新化发展。地质勘探中的综合物探技术在未来发展的过程中，会向着理论创新性的方向进步，通过小波理论、分形几何理论、神经网络计算理论、地理信息技术理论等，完善综合物探技术的应用功能，准确进行地质勘探，获得精准、详细、全面的勘探数据信息，通过计算机计算进行数据的采集、存储、查询和输出，得到最佳的地质勘探结果，便于准确开展各项勘探工作，充分发挥新理论的作用价值，达到预期的创新发展目的。

6 结论

总之，传统的勘探技术已经不能融入时代进步的需要，合理利用综合物探技术，提高地质勘探应用的严谨性和合理性，还可以提高地质勘探、矿产资源管理方法的工作效率。