田永春
北京科力华安地质灾害监测技术有限公司北京市 10070
摘要：地质勘查工作在经济建设、国防建设和科学技术发展等诸多领域都有着广泛应用，并且起着基础性作用，而物探工作又是地质勘查工作中一种主要的技术方法，特别在矿产地质勘查中地球物理勘探的工作成果是布设钻孔的主要依据。本文针对物探方法的特点进行分析以及在不同领域的应用进行研究，希望能为地质勘查技术人员带来一些帮助。
关键词：地质勘查；物探方法；特点分析
这些年来物探技术不断发展，并且在实际工作的运用中表现出了极为良好的效果，所以这一方法被广泛的使用于矿产、水文地质勘查等调查研究中。可是随着工程数量以及难度的不断提高，这一技术也逐渐暴露了其中的一些问题。例如无法及时的解译物探成果会导致工程中的勘探精度逐渐降低，甚至对于物探技术的进一步发展产生掣肘。因此为了确保物探技术能够更有效的应用于现代地质勘查工作中，更高效的解决实际工作中的存在的问题，所以需要对物探技术的特点进行分析和实际应用进行更为深入的探索和研究。
1物探方法的使用条件和任务
物探方法是一种先进的地质、水文地质调查手段，但它能否取得良好效果，还取决于一系列自然条件和人为因素。
1.1使用条件是
①探测对象（岩层或含水带）与围岩之间存在比较显著的物性差异；其物性差异，要有一定的异常幅度，并能在所探测的深度内被目前使用的物探仪器测出来。②探测对象呈现的异常现象，能与其他自然和人为干扰因素引起的异常现象很好地区别开来。③探测对象有一定的规模（厚度或范围）、埋藏不能太深、其他自然和人为干扰因素（地形坡度、切割程度、浮土厚度、工业地电、地下金属管道等）的影响不能太强烈。
1.2 物探工作的任务
①通过地面物探方法寻找含矿（水）层位或含矿（富水）带，确定它们的分布范围、埋藏深度、厚度和产状。②通过物探测井方法准确地确定含水层（带）的厚度、深度、富水程度、咸淡水界面位置，或测定某些水文地质参数及完成某些水井工程探测任务（测量井径、井斜和检查钻孔止水效果，确定地下水流速流向等）。
2地质勘查中物探方法的特点分析和应用研究
2.1电法勘探
2.1.1传导类电法勘探
①对称的四级电测法可以探测出角度小于20°或者水平的岩石电性层的电阻率以及埋深等实际参数。②电剖面法主要分为联合剖面法和中间梯度法，前者可以探测出陡峭的岩石层以及脉状的低阻体和断裂的破碎地带，而后者则是能够探测出比较陡的高阻力的薄脉。③高密度电法主要是的应用场景则是地质勘察还有选择坝基地质的环节之中，并且对岩溶以及煤炭采空区也具有十分显著的成效。④自然电厂法则是能够探测那些埋藏深度比较小的金属硫化物的矿床还有一部分的金属氧化物矿床。对石墨以及无烟煤的勘探效果十分显著。因为其可以精准的找到断层的位置，找到含水的破碎地带，确定地下水的准确流向。⑤充电法则是用来确认充电导体的范围以及形状还有顶部边界，在探测良性的多金属卡矿床还有无烟煤时十分有效。再有就是激发极化法，此类勘测法主要用来判断山脉的主要产矿情况。
2.1.2感应类电法勘探
①连续的电导剖面法主要运用于检测岩土垫层率的分层，还有地下水的勘探，基层岩石埋深等调查和环境调查等方向，其探测深度大概在一千米左右。而CSAM则可以探测到两千米的深度，主要作用于探测地热还有油气矿还有煤田等较深矿藏中。剖面法分为同点装置剖面法和大回线装置剖面法两种，同点装置剖面法主要被应用在金属矿的寻找和探测方面，大回线装置剖面法主要被应用在探测矩形回线等方面，由于这一技术主要利用宽频带的观测，所以在音频干扰比较大的区域不适用使用。②甚低频率法基本被使用在探测金属矿床还有探测水资源地质填图的项目中。③地质雷达法的主要作用是可以划分花岗岩的风化地带。能够准确的辨别出地表土之下的各种的风化地带的界面，比较常用的场景是在隧道中用于勘测管线并用于开挖，可以明确管线的走势和深度，并运用合理的电磁感应原理来勘探出金属管线以及电缆，而这种探测法通常被人们称之为管线探测法。④核磁共振找水法，由于此类方法具的分辨率和效率很强，能够明确远景找水区，并可以精准的探测出地下水的空间分布情况，找到水井的最佳位置。在探测古河床，滑坡，地下暗河等方向应用十分广泛。
电探测法具有较强的抗干扰能力，但是缺点是比较容易受到地形因素的影响。而自然电场法具有高便捷的特性，但是缺点是很容易受到地点因素的影响。充电法能够检测出地下水的流向。
激发极化法则在地下水和金属矿体的勘测中效果明显，但是也会受到地形等因素的影响。而探测深度为一千米的连续电导剖面法优于其抗干扰能力不强，所以应用范围也受到很大的限制。而CASMT探测深度能到最高达到三千米，同时也不会收到地形等因素的影响，但是其设备又相对来说较为沉重。TEM基本不会受到地形等因素的影响，但是其探测深度和线圈的长度挂钩，而且受到地电干扰也很大。而地质雷达的优势主要是探测十分精准，可正是探测深度又恰恰成为应用中的不利因素。而管线探测法的探测范围仅仅受限于地表的浅层管线。
2.2弹性波法
弹性波法在地震探测中的深度以及分辨率以及解析效果方面具有很大的优势，能够快速的确定复杂的油气机构和含煤的构造，进而确定覆盖层的厚度，能够探测出结构密度相关的矿产。此类方法被主要的运用在地质构造，覆盖层的厚度还有岩体动弹性和完整系数等方面的探测。折射波法可以探测百米范围内的浅层土石界限和低速带以及围岩分级。反射法则主要应用于断层和采空区的勘测，其具有探测深度大的优势。瑞雷波法具有操作便捷的优势，但是探测深度有限则是其明显的短处。超声波法在构件测评方面应用较多。
2.3重力勘探法
重力勘测技术的使用原理是由于地壳结构中的各类岩石体的密度不同，并且之间的差异性较大，因此会产生重力方面的变化，而根据这一项原理就诞生除了重力探测技术。此类技术是基于牛顿的万有引力作为科学理论基础。随着科学技术的不断发展，这一探测法在当今的地质勘查工程中做出了突出的贡献。并且由于其精准度较大还被带到了更大的场景中去使用。此类勘测方法的最大优势则是在于对拟定工程项目建设区域勘查的过程中，能够把重力勘测的结构和其他方式勘测的机构进行对比以及整合，进而推测出更为有效和准确的勘测数据。基于此种情况下，工程地质勘测所述区域的矿体分布和矿体的特性都能够有效的推断出来，最后能够通过重力勘测法得到一份完整并且十分准确的工程地质结构分析详情数据图，能够为后续的地质勘测工作节约了大量的时间。与此同时，重力勘测技术还可以反向为工程的设计方案制定方面进行确认和校对的功能，并且提供有力的数据基础。伴随着这一技术的不断完善和改进，大部分的工程地质勘测工作都会运用这一勘查技术。
2.4天然磁场法
通常来讲，大部分的岩石本身都会携带一定程度的电磁场，因此岩石的磁场能够有效的和地质勘察工作相结合。而且那些天然磁场法通常就是指岩石自身携带的磁场，而天然磁场法就是一种利用岩石自身磁场的最为基础的探测方式。在开始天然磁场的检测工作之前，还要综合分析整个区域内岩石磁场的范围，并根据磁场的频率和相应的地质构造进行深入分析，并制定出一个科学合理的勘测方案。
在开展勘测工作的同时还要防止所有外界因素对于天然磁场造成的干扰，由于天然磁场本身的抗干扰能力较差，甚至使用一些电子设备都可能会对其产生一定程度的干扰，所以最终的勘测数据往往会有一定的误差，对勘查的精准度有着不小的影响。
2.5放射性勘探
放射性勘探主要是在勘测基岩裂缝、断层带的探测还有土壤的湿度密度以及环境的检测方面使用，探测的对象和周围岩石的放射性有着部分差异，其探测对象的埋深较小。所以能够在地质灾害调查和评估中发挥十分重要的作用。
2.6地温勘探
地温勘探主要用于勘测异常状态下的深大断裂位置，能够勘测出地表和深处的温度变化情况，可以在地质温差较为明显并且能够深钻的地质环境之中使用。
2.7井下物探
井下物探的基本原理是通过仪器观测钻井和井间的岩石土壤存在的物理差异而发生的自然变化规律，用于研究井壁以及四周的地质结构，从而推断出自然状态下的物理力学等地质勘测参数。主要的使用范围是软弱夹层和风化层的厚度，能够精准的探测出断裂地带的位置以及岩溶地带的位置，可以有效的检测到地下水的污染情况，是核污水选址的最佳探测方法。其适用于电测井和无线电波的透视，并且声波测井中还要有水浆无套管的小孔中进行。
井下物探的主要用途：①电测井可以应用于划分地层，并且在这一方面具有着十分明显的优势。②放射性探井能够检测出井中的电阻率和点位电阻的方向作用力。③水文测井对于划分地层以及定位含水层的位置。
3物探方法发展趋势
3.1技术发展趋势
随着这些年来科学技术的不断发展和迭代，我国在地球物理勘探技术方面取得了巨大的突破。可是目前所掌握的技术依然和很多发达国家之间存在着一些差距，需要技术人员进行物探理论知识的深化研究和实践能力的提升。发挥物探高效能、高精准的技术优势，提高物探在地质勘查和工程施工中的指示作用。
在未来的物探技术发展中，需要不断的优化其技术和推广方案。比如：增加物理波长的范围频谱，而纯直流波中的电磁波也会逐渐发展成为雷达波。伴随着我国勘测工程的需要不断增加，对应的探测需求和技术水平都会持续的增长和优化，因此科学技术的不断发展必然会带动物探技术的持续更新，为其后续的发展注入源源不断的动力。
3.2仪器设备发展趋势
复杂的地质环境是在实际勘测过程中经常遇到的，并且往往是无法避免的。而在这种情况下就要求勘测设备至少要具备基本的防震和抗潮湿的能力。而且近些年来我国的信息化水平在逐渐提升，因此在相应的技术设备中融入智能化和信息化手段也必然有助于勘测效率的提升。我国具有着辽阔的国土面积和复杂的地形，在这样的大环境下就要求设备的防震抗潮能力进一步提高，同时还要在设计上让设备更加的便捷，尽最大能力降低因为地形而对设备造成的限制，并且还要与时俱进，运用当前最近的科学技术对设备进行优化，让设备的探测精准度达到最高，让设备的使用者和相关的决策人员能够在最短时间内做出最正确的选择，进一步加强工程的建设质量和工作效率。
结论
综上所述，随着新一轮科技革命和产业革命的大规模快速发展，世界正处于百年未有之大变局中，而我国面临的国际形势也更加严峻，为保障国内经济平稳快速高质量的发展，保障民生，目前对地质勘查工作也提出了更高要求，而物探工作作为地质勘查的前提，对于勘查工程的质量和工作效率有着极其重要的影响。并且随着现在的物探技术逐渐成熟，物探技术在实际工程勘探中也发挥着极其重要的作用，有效的提升了勘探过程中的勘探精准度和工作效率；因此为了物探发能够在未来发展中得到更好的应用，相关的科研人员要不断的将物探技术和先进的科学技术相结合，并不断的对物探技术进行优化和完善，让其逐渐的适用于更为复杂的地质勘查工作，与此同时，相关工作人员务必要根据现场的实际地质情况选择最为合适的物探方法，努力提升勘探工程的工作质量。
参考文献：
[1]凡波.物探方法和钻探方法相结合在工程地质勘查中的效果分析应用[J].智能城市,2019,5(09):61-62.
[2]刘海君,黄尚佐.物探方法和钻探方法在工程地质勘查中的应用[J].江西建材,2019(06):319-320.
[3]赵为民,李智海.物探方法在工程地质勘查中的应用[J].科技创新导报,2019(13):115.
[4]杨占军.地质勘查中物探方法的特点比较[J].内蒙古煤炭经济,2019(8).