201综合物探方法的一般特点
物探方法是以岩石、矿石物理性质的密度、磁学性质、电学性质、速度、放射性等与其围岩的物理性质差异为基础,采用专用仪器设备观测和研究天然存在或人工形成的物理场的变化规律,进而达到查明地质构造,寻找矿产资源和解决工程地质、水文地质以及环境地质等问题的目的。
综合物探方法具有条件性、多解性、透视性、高效性等特点,综合应用各种物探方法时,必须根据地质任务、工作区地质及地球物理条件以及工作经验,认真选择物探方法。主要遵循要求为:首先要明确各种物探方法的目的和任务,在选用方法上应当如何相互配合,既可以相互补充或彼此验证,又不显得重复多余;其次要研究如何投入尽可能少的经费在尽可能短的时间内圆满完成地质任务,采用尽可能少的方法去解决涉及的地质问题;最后,要认真考虑各种方法的施工顺序、工作范围、精度等问题,遵循由浅入深、由已知到未知的认知规律,反复推敲,深入研究逐步接近地质规律的正确认识。
2综合物探在地质灾害勘查中的应用
2.1浅层地震反射波法
地震勘查根据研究目的层的埋藏深度不同分为浅层地震勘探、中深层地震勘探和深部地震勘探,解决地质灾害问题主要采用浅层地震勘探,研究地震波频谱的高频成分。浅层地震反射波法具有成本较低、便捷的优势,且具有较高的成像率与精准程度,能够更好辅助工程建造。
浅震反射波法是利用研究对象在外力作用下产生的震颤频率以及振幅不同的原理进行探测测量。利用发射波法通过测定地震波从震源到不同弹性的地震界面上反射后回到地面的旅行时间,利用不同位置的反射时间变化反映地层的构造形态,从而达到划分地质层位或断层、采空区和岩溶等地质情况的目的。然而,这种方法也易受到外界因素干扰,当地下目的层受到外来影响作出震动反应,导致几种反射波重叠的现象,会影响我们对地下结构的具体判断。
2.2瞬变电磁法
瞬变电磁法的原理是电磁感应原理,通过导电介质在阶跃变化的电磁场激发下而产生的涡流场效应,瞬变电磁法属于时间域电磁法。地质目标体的规模、电性及产状这些参数直接影响着瞬变场的强度及延迟时间,根据这些特征,判断围岩的性质,经过细致的探测,获取有效数据进行分析和研究,判断不良地质体的位置和规模。
2.3磁法勘探技术
岩土和矿石都具有磁性的,这些磁性在一定的区域内产生相应的磁场,从而直接产生磁异常。磁法勘探技术,就是使用专业的仪器设备,发现和采集磁异常的情况,并将这些异常情况进行分析,然后针对地质构造进行研究,磁法勘探技术是物探技术中较为常用的一种方法,根据地质勘探工作的特点,在地质勘探工作中采用,并取得了显著的效果。在实际应用中,磁法勘探技术对主要勘探区进行分区处理,将有磁场异常的地区圈为靶区,然后在做具体的勘查与研究。
2.4探地雷达勘探法
探地雷达勘探法是通过发射天线向地下发射高频电磁波,通过接收天线接收反射回地面的电磁波,借助矿山地下的各种介质来发射其发出的高频率电磁波,将该电磁波反射到目标地质,根据电磁波反射回的电磁波的波形、振幅强度和时间的变化等特征对该处地质进行勘查,筛选和分析。其工作原理接近于光学的原理,通过持续不断的反射折射将电磁波不断的深入地下,从而对金属矿山进行更深层次的勘查。根据电磁波传播的原理,要想确定电磁波在地下传播的深度就必须要了解该处地质中电磁波借助传播的介质特点。通过该处介质的特点从而对反射回的电磁波进行综合的分析和判断,推断地下介质的空间位置、结构、形态和埋藏深度。在介质类似的情况下,通常接收回的电磁波频率也大致相同,因此相对较高的分辨率是探底雷达所必备的能力。
2.5高密度电阻率法
高密度电阻法是一种阵列勘探方法,是由传统的电法基础衍生出来的,具有信息丰富、解释快捷、勘探效率高的特点。这种技术是以岩土体导电性差异为基础,借助专业的勘查仪器对勘查区施加电场,研究在施加电场的作用下地中的传导电流的分布规律,通常采取各种数值模拟方法,判断地质的差异性和岩土的性质。
3综合物探在地质灾害勘查中的应用实例分析
3.1地质概况
某矿区地处滑坡多发地带,滑坡区内主要岩体属于层状软弱碎屑岩体,滑坡体组成部分为砂岩互层、耕植土盖层、层状较软泥岩。该矿区地貌属于缓坡,且坡面倾角在软弱泥岩一侧,经过长年的风化以及地质变化,岩体出现碎裂且表层被切割,岩体裂缝具有进一步扩张的趋势。
3.2具体勘测工作分析
本次勘查采用的装置为对称四级测深,即WENNER装置。该装置主要仪器为DUK-2A,测量系统采用高密度电法测量,采用该检测系统的主要优势在于其精确度高。通过观察可以看出,测量电极为MN极,供电电极为AB极,测量电极和供电电极保持对称性,随着深度的变化而变化,且呈现出等比规律。然后将探测的原始数据转化成兼容格式,经过多次的修改制作成图,利用图纸进行电阻率剖面的计算,将电极MN的中点作为记录点,结合勘探区实际进行划分区块后开始探测。具体来说,本次设计了十条探测线,其中四条为纵向探测线,六条为横向探测线,将采集的电法数据加以分析研究得出勘查结论。该勘查区域,采用最小二乘法,以获取电阻率,根据所获电阻率进行数据的反演,从而绘制出反演断面图。本次地质勘探项目,依据实际的地质情况以及收集的勘探资料,结合电阻率值得的变化,得出最终的地质解释成果。经过钻孔验证,反演成果与其结果一致。
3.3成果验证
通过本次勘探及实地的野外调查研究可以发现,沟壑下游出现了裂口,出现了滑坡体,山上部分积雪融化后,渗透到裂缝之中,滑坡体在上游的融化雪水冲击,同时在沟内被混合土盖住,导致沟壑东部有着小面积范围的滑坡坡积体。
实践结果表明,滑坡体占区域面积90%左右,滑体主要向西北至东南方向滑动,滑坡体主要划分为两个部分,分为西北滑坡区和东南滑坡区,划分的界限是工作区域内一条北东向较深的冲沟。其中西北滑坡区滑动面较深,滑动面的后缘主要在小号测点方向大约20~25m,东南滑坡区滑动面相对较窄,主要受风化作用、雨水侵蚀等影响。
4结语
综上所述,随着科学技术的不断发展,物探技术的应用不断改进,被广泛应用在地质灾害的勘查工作中,不同的勘探方法侧重点也存在不同,将多种物探技术相结合,综合运用物探技术已经成为目前勘探工作的主流。在实际应用中,我们应结合工作任务和勘探区域地质特点,合理设计参数指标,选择适应的探测技术,获取精准的勘查信息,按照专业要求进行矿山地质勘探,给矿山开采提供客观的参考依据。
参考文献
[1]资源与工程地球物理勘探[M].李世峰,金瞰昆,周俊杰.北京:化学工业出版社,2008.
[2]综合物探方法在崩塌地质灾害勘查中的应用[J].高启凤,夏方华,周萌,张磊,刘明.工程地球物理学报.2019(01)
[3]物探技术在工程地质勘查中的应用[J].高祖有.世界有色金属.21(03)