物探应用领域

  一、地球物理探测方法简介

 

  地球物理学是用物理学的原理和方法，对地球的各种物理场分布及其变化进行观测，探索地球本体及近地空间的介质结构、物质组成、形成和演化，研究与其相关的各种自然现象及其变化规律。在此基础上为探测地球内部结构与构造、寻找能源、资源和环境监测提供理论、方法和技术，为灾害预报提供重要依据。

 

  地球物理学的研究内容总体上可分为应用地球物理和理论地球物理两大类。勘探地球物理学利用地球物理学发展起来的方法进行找矿、找油、工程和环境监测以及构造研究等，方法手段包括地震勘探、电法勘探、重力勘探、磁法勘探、地球物理测井和放射性勘探等，通过先进的地球物理测量仪器，测量来自地下的地球物理场信息，对测得的信息进行分析、处理、反演、解释，进而推测地下的结构构造和矿产分布。勘探地球物理学是石油、金属与非金属矿床、地下水资源及大型工程基址等的勘察及探测的主要学科。

 

  工程地球物理探测属于应用地球物理的一个分支，相对资源勘探，研究对象主要针对地球浅表介质，利用的是物理场近场，研究介质也更加复杂。方法手段主要包括地震或声波勘探、电（磁）法勘探及电磁波勘探。从观测方法看，又分为地面(包括水上)与地下方法，如间、井间，硐、硐间的探测就属于地下方法。

 

  二、物探方法应用范围

 

  1、电法勘探

 

  电法勘探主要应用范围：

 

  可用于探测覆盖层厚度和下伏基岩面起伏形态，进行地层分层和风化分带，探测地下水位埋深等，也可用于探测构造破碎带、岩性分界面、喀斯特、洞穴、堤坝隐患等：还可用于测试岩土体电阻率。

 

  可用于探测地下水流向，进行堤防和防渗墙探测，也可用于探查地下金属管道、桥梁、输电线路铁塔的腐蚀情况等。

 

  可用于地下水探测，圈定含水的古河道、古洪积扇、喀斯特、构造破碎带等，确定含水层的埋深，评价含水层的富水程度。

 

  2、地震勘探

 

  地震勘探主要应用范围：

 

  可探测地层厚度及其分层、基岩面起伏形态及风化带厚度、隐伏构造破碎带、松散层中的地下水位以及滑坡体厚度等，对探测岩体卸荷和洞室围岩松弛范围亦很有价值，也可测试岩土体纵波速度，可进行浅部覆盖层分层，饱和砂土液化判定，地基加固效果评价，在测定岩土体密度，地基承载力等地基力学参数测试方面也作了许多有意义的工作。

 

  3、弹性波测试

 

  利用弹性波运动学和动力学特征对岩土体或混凝土进行波速测试或缺陷探测的方法。弹性波测试实际上就是弹性波勘探法在岩土体或混凝土质量检测中的运用，分声波法和地震波法两种，声波法包括单孔声波、穿透声波、表面声波、声波反射、脉冲回波法；地震波法包括地震测井、穿透地震波测试、连续地震波测试等。

 

  弹性波测试主要应用范围：

 

  可用于测试岩体或混凝土纵波、横波速度和相关力学参数，探测不良地质结构、岩体风化带和卸荷带，测试洞室围岩松弛圈厚度，检测建基岩体质量及灌浆效果等。还可用于测试孔间或其他二度体空间的岩土体或混凝土波速，探测不良地质体、岩体风化和卸荷带，测试洞室围岩松弛圈厚度，评价混凝土强度，检测建基岩体质量及灌浆效果等。

 

  4、层析成像

 

  利用弹性波或电磁波的透射原理，对被测区域进行断面扫描，重建介质的波速或能量吸收图像的方法；分地震波CT、声波CT、电磁波CT。

 

  层析成像(CT)主要应用范围：

 

  适用于不良地质体探测，灌浆效果检测，建基岩体质量检测，混凝土粱柱及坝体质量检测等。可进行岩体质量分级，圈定构造破碎带、裂隙密集带、喀斯特及洞穴等速度异常地质体。

 

  5、水声勘探

 

  利用声波反射原理专门探测水底地形地貌和进行水下地层分层的一种勘探方法。发射探头向水底发射声波脉冲，接收探头接收来自水底和地层分界面的反射波，当测船航行时可获得连续的地层剖面记录，根据该记录可探测水底地形并进行水底地层分层。可探测水库、河道、湖泊和浅海深水区的水下地形，探测坝址、桥基、港口工程水下地层剖面。

 

  6、综合测井

 

  采用两种或两种以上的地球物理测井技术，以测量钻孔中介质的物理特性的综合探测方法。主要方法有电测井、声波测井、地震测井、放射性测井、电磁波或雷达测井、井中流体测量、磁化率测井、孔壁超声成像、钻孔电视观察、温度测井、井径测量、井斜测量等。

 

  综合测井主要应用范围：

 

  主要用于划分地层，区分岩性，确定软弱夹层、裂隙和破碎带位置及厚度，确定含水层的位置、厚度，划分咸淡水分界面，也可用于计算地层岩土体的力学参数和孔隙度。

 

  7、放射性测量

 

  利用介质的天然或人工放射性特性进行勘探的方法，包括自然γ测量、α射线测量、环境氡浓度测量和同位素追踪。同位素追踪是采用人工放射性同位素标记天然流场或人工流场中的地下水流，用示踪或稀释原理来测试地下水流向、流速的一种放射性测量方法。

 

  放射性测量主要应用范围：

 

  可通过测量地表γ场的分布来寻找隐伏断层破碎带和地下储水构造，辅助地质填图和环境放射性检测等。还可用于测试地下水流速、流向、渗透系数，了解地下水的变化规律。