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电法勘探方法应用原理分析论文(共5篇)

2023-12-06 07:05 来源:学术参考网 作者:未知

 

 第1篇:有关常用电法勘探的原理及优点研究


  地质勘探工作应用于土木工程建设、城市规划、矿产资源开采等多个领域,其技术水平提升较快。电法勘探是其中一种应用较为广泛的物理勘探方法,其科学依据为地质结构中不同岩体的电化学特性和电磁学性质的差异性,能够根据这些岩层结构的属性判断出地质情况,是一种准确性较高的勘测方法[1]。电法勘探最初是应用在矿产资源的探索中,随着其应用领域的开拓,其应用方法也在不断增加。


  1.高密度电法勘探的原理及优点


  地质勘探工作大多是在野外进行,采用高密度电法勘探,可以将所有的电极放置与勘测铺面,通过成远程控制的电极转换开关和电测仪,可忽略电极距和电极排列方式的差异,短时间内实现数据的自动采集。整体上来说,高密度电法勘探的工作原理就是电阻率法,通过不同岩土的电阻率差异实现对地质结构的信息探查,且随着科学技术的发展,电阻率成像技术水平也在慢慢地提升,逐步实现了平面到三维的过渡,勘测信息的解释精度大大提升。


  与传统的电阻率法相比,具有高效、自动化的优势,具体来说,体现在以下幾个方面:①一次性完成电极的现场布置工作,大大提高了勘探工作效率;②点击排列方式的多样化,能够帮助勘测工作者获取更多地电断面的地质信息,提升勘测信息的丰富度;③通过科学的电法勘探仪器,实现了数据的半自动或自动化采集,实现了地质勘测有手工操作到自动化发展的跨越。


  2.瞬变电磁法的原理及优点


  瞬变电磁法的基本原理是电磁感应定律,利用接地线源或者是不接地回线,不断向地下发射一次脉冲磁场的方式,地下介质接收信号将形成二次感应涡流场,反馈给接地电极或线圈,从而达到探测介质电阻率的目的。在实际应用过程中,需要在地面或者是控制设置发射线圈,通以波形电流,在线圈周围空间形成瞬变的脉冲磁场,使得地下介质产生感应电流,以此获得勘探信息。


  瞬变电磁法具有施工效率高的特点,而且对于低阻体高度敏感,使得它在近几年被迅速兴起,被广泛用于煤田水文地质勘探领域。很多时候为了确保勘测信息的完整性,会在一些有争议的勘测点进行深度探测,就会选择瞬变电磁法,或者是在高阻区域寻找低阻地质体,为了保证其灵敏度,也会使用该方法。但是,这种方法有一定的局限性,比如说金属结构丰富的地层中或者是表层有大量的低阻层矿化带时,就不能采用瞬变电磁法,这也是该方法虽然高效但仍不能取代其他电法勘探手段的重要原因。


  3.自然电场法的原理及优点


  自然电场法应用的就是地质体在氧化还原作用、扩散作用、吸附作用等自然力的作用下而形成的自然电场。有一些岩层会因为岩石颗粒的吸附作用而形成电位异常的现象,比如说石墨化片岩和渗水带。目前自然电场法被广泛应用于硫化金属、石墨矿床等电子导电型矿体的探查中国,具有工作效率高、勘探成本低的优点,而且不需要提供电力能源,非常适合用于野外勘探,扩大了电法勘探的工作范围。但是,一般需要探测的矿脉有一部分暴露在水中,才能够获取其具体的矿脉信息,而且在一些电磁场干扰大的地方,或者是碳质页岩电场等地方,不宜采用该方法。这个方式充分利用了地质体的特性,技术体系较为复杂,是一项较为先进但不太稳定的电法勘探手段。


  4.激发极化法的原理及优点


  相比于其他的电法勘探手段,激发极化法有一定的局限性,因为它的基本原理水的激发极化效应,所以在勘测地周围必须有水源。该方式根据不同岩土的激发极化效应来获取地址信息,探寻金属和矿产,或者是用来解决土木工程建设和城市规划中的地质问题,可分为时间域法和频率域法两种类型,有固定点电源排列、联合剖面排列等多种电极排列方式,在实际使用过程中,勘测者常采用给地质体充电的方式来圈定矿体的延展范围,扩大勘探的深度,以获取更多的地质信息。作为一种经典的电法勘探手段,激发极化法有其独特的优势,尤其是在斑岩型矿和浸染状硫化矿的探寻中,这类矿脉的矿物质颗粒散乱分布于地质体中,无法形成低阻或电位异常现象,但是可以产生强烈的激发极化效应。


  5.结语


  随着社会的发展,对于地质勘探工作的技术要求也越来越高,而这正是推动地质勘测技术水平不断提高的动力[2]。电法勘测是传统电阻率法勘测的一项革新技术,利用电极和相关电测仪可自动采集数据,并传输到电脑进行数据处理,大大提升了地质勘测工作效率,能够帮助勘测人员获取更为详尽的地质信息,具有低成本、高效率的优点,近年来被广泛用于矿脉探索等领域,取得了不错的应用成果。


  作者:吴曼等

  第2篇:关于电法勘探金属矿产查中的应用探讨


  1电法勘探的发展现状、具体概念及优势所在


  所谓电法勘探主要是指地质工作者根据地壳中各种岩石或矿体的不同电磁学性质和电化学特性,通过对人工或天然电场、电磁场以及电化学场的有效空间分布规律和时间特性的观测研究,来寻找不同类型的有用矿床和查明地质构造以及解决地质问题的地球物理勘探方法。目前电法勘探经过不断发展已经被广泛应用在寻找金属矿、非金属矿床、勘探地下水资源、应用于某些建筑工程地质以及深部地质问题等领域中。当前随着科学技术的飞速发展,科学家们已经根据不同的野外测区地质条件、工作效率、解决地质问题能力的不同等各个方面探索出各种不同的电法勘探技术,主要有电阻率法、瞬变电磁法以及CSAMT法等各种方法。各种电法勘探技术都有其特定的应用范围和优势,总得来说电法勘探具有成本低廉、绿色环保、设备轻巧、易于搬迁和施工灵活等优势,其获得的资料分辨率更高、探测更为精确,在金属矿勘查中有着广阔的应用前景。


  2电法勘探在金属矿勘查中的具体应用


  电法勘探极大的满足了金属矿山的勘探工作,在实际应用中要提前对矿区的地质构造、水文等进行研究,选择合适的电法勘探方法,保证电法勘探技术的正常应用。在实际的金属矿勘探过程中,主要采用以下几种方法来进行勘探:


  (1)激发极化法:其工作原理是当电极排列向地面供入或者切断电源的瞬间在测量电极之间可以观测到随着时间的变化的附加电场。它以岩石、矿石之间的激发极化效应的差异作为基础来对金属矿床等进行勘察,其主要测量二次场,其优势在于不受地形起伏和岩石周围电性不一致的影响的特点,而且具有可测量参数多的优势。初期这种方法主要应用于勘查硫化金属矿床,后来随着科学技术的不断发展应用到了诸多领域,例如各种金属矿床和非金属矿床、工程地质等方面,目前已经得到了更加广泛的应用。


  (2)瞬变电磁法:这种方法是指利用不接地或者接地线向地面或者矿山发送一次场,在一次场的间歇期间,测量由地质体产生的感应电磁场随着时间的变化,来根据二次场的衰减曲线特征判断地下不同深度的地质体的电性特征及规模,这种方法可以消除一次场所产生的各种由装置带来的噪音,体积小分辨率高,探测深度深以及受旁侧地质体影响小的优点。


  (3)CSAMT法:这种方法可以在那些具有较强干扰的金属矿区进行作业,其抗干扰能力强,它通过利用改变频率而不改变几何尺寸来进行不同深度的电测,不仅提高了工作效率而且减轻了劳动强度,可以一次性完成七个点的电磁测深,方便简单,其通过接收频点和采用整条断面反演,有效的提高了分辨率,其对地形要求不高,适应性很强,而且勘探范围大,当某些地质体无法使用直流电法勘探时,可以采用此法。


  除此之外,在利用电法勘探金属矿的时候还应该在仪器、信号处理以及方法等几个方面多加注意:


  在使用仪器方面,勘探工作者要根据矿山的电磁干扰的频率范围和强度情况,设计各种滤波器来对各种干扰进行消除,尤其要注意控制来自地面的共模干扰,因此在利用电法勘探在金属矿山时应该在使用仪器前置精密隔离放大器以此来放大有效信号,抵抗干扰,根据金属矿山受干扰的具体情况如强干扰或者是中干扰乃至是弱干扰来灵活选择合适的放大器和滤波器。


  在信号处理方面主要是要A/D转化后所产生的数字信号进行处理。金属矿山周围的电磁干扰具有随机性的特点,其干扰出现的时间、强度也具有随机性,因此可以通过长时间的持续观测来探求其干扰规律,找到其频率分布范围,总结出干扰的特点规律,以此来设计电法仪器的各种滤波器,同时还可以通过模拟信号处理和数字信号的有机结合来达到良好的效果。


  在采用电法勘探对金属矿山进行勘查的过程中还应该注意根据矿山的具体特点来选择合适的方法。金属矿山地质勘探要求高、难度大,易于受到各种干扰,同时地下存在着大量的人工坑道,这些都会对电法的正常勘探带来不良干扰,可以通过开展多参数的测井、近矿激电法、井下电法、地面电法等多种方法来加强对金属矿山的勘查的准确率。


  3電法勘探应用于金属矿勘查中的难点介绍及注意事项


  实践证明,电法勘探在金属矿产的勘探中具有其天然优势,近年来我国不少地区综合利用电法勘探已经在不少矿山深部以及许多大中型金属矿山得以充分利用等取得了丰硕的成果,为我国金属矿产资源的充分开发做出了巨大的贡献,但是由于电法勘探受制于其自身的特点,一旦生产矿山附近地区存在工业设施,其电力线所产生的电磁干扰将会对电法勘探产生极大的干扰,严重影响了电法勘探的正常工作效率,其次不少生产矿山附近存在着的坑道也会对电法勘探的工作效率造成诸多的不便。但是同时也应该看到,虽然电法勘探在使用中会受到各种不良的干扰给其正常的工作带来影响,但是这些干扰和不良影响并非是不可以控制和消除的,只要我们在实际作业中采用正确的控制方法,从仪器、信号、数据处理等各个方面进行有效控制,那么一定会在金属矿的勘查中取得良好的效果。因此在电法勘探的实际应用中如何有效避免电磁干扰及大量坑道对电法勘探所带来的不良影响,这是正常电法勘探所必须要面对和有效解决的。


  总结:综上所述,电法勘探在金属矿勘查中具有极大的优势,前景广阔,因此在实际使用电法对金属矿山进行勘探的过程中要注意做到发挥其优势,采用各种方法来避免其受到不良影响和干扰,努力在实际应用中取得良好效果。


  作者:梁国玮

  第3篇:水文地质勘察中电法勘探的具体运用


  1水文地质勘察中电法勘探的具体运用


  1.1高密度电法


  高密度电法是把剖面法与电测探法有效地结合在一起,这种方法的基本原理与电阻率法是极为相似的,可是,高密度电法为陈列勘探方法的一种,在进行勘测的整个过程当中需设置高密度观测位置。这里所说的阵列电法勘探源于英国,二十世纪末,中国开始对其进行相关探究,随后在水文地质勘察过程中得到具体的运用。水文地质勘察过程当中,高密度电法运用需在剖面上及性能电极的相关设置,通过程控电极转换开关与微机工程电测设备对剖面当中的电极距与排列情况方面的信息进行迅速的自动化采集。高密度电法与电阻率法对比来看有着显著性的优势。第一,电极是一次性全部布置好的,以此才能够避免设置电极的过程中会遭受到其他因素的影响,将故障出现的可能性降到最低的程度,并且在一定程度上促使勘察工作效率大幅度的提升;第二,高密度电法能够把很多种不同的电极作出系统性的排列,在地质勘察工作中进行广泛性的运用,以此才能够获得丰富详细的地电断面数据;第三,地质勘察过程中高密度电法是通过半自动化或全自动化的方式来采集数据的,这不但能够将人力工作量缩减到最少,并且预防了人为因素对整体工作带来的不利影响,可在一定程度上促使数据采集工作效率大大提升;第四,伴随着地球物理反演方法的不断发展,高密度电法成像技术水平迅速提升,促使三维成像的顺利实现,从而促使地点勘察资料的精准性大大升高。


  1.2激发极化法


  激发极化法又叫做激电法,是在岩、矿石激发极化效应的差异性基本前提下所创建的一种电法勘探方法。二十世纪中期,激发极化法在我国开始研究发现,激电法研究早期是以直流为主,历经交流的不断变化,直至二十世纪末期,伴随着电法探究的不断深入化,频谱激电法得到了一定程度的发展,激电法的不断发展逐渐演变为复视电阻率的频谱,由于激电法是进行的二次场测量,所以其不会受到地形变化所带来的影响,可对多数参数作出相关测量。水文地质勘察过程当中,激电法的运用可将含水层与隔水层很好的分开,同时与高密度电阻率同时使用,将两者有效地结合在一起能够促使地球物理的多解性得到大幅度的降低,使得找水效率得到大幅度的提升。高密度电阻率法的运用在对低阻或高阻地质勘察过程中有着非常大的优势,其中,低阻地体并不表示有地下水,这是由于泥岩能够造成地层电阻率过低,针对这种情况,需配合激电法针对含水层与泥岩作出明确性的划分。


  1.3可控源音频大地电磁法


  可控源音频大地电磁法运用的是人工场源,有一定的可控制性特点,针对电偶极源向地下传输报电磁场分量实施相关测量。把两大电极的电源中间间隔1.5千米来进行科学性的设置,在场源周边大于10千米的范围内进行测量,逐渐形成一个平面波的场源。可控源音频大地电磁法的探测深度通常能够达到大于2千米的深度,与此同时,这种方法具备剖面与测深的双重属性。可控源音频大地电磁法的独特优点表现在以下几大方面:第一,此电法勘探运用的是人工场源,有着很大的可控性,其是将卡尼亚电阻率作为最为关键性的重要测量参数,抗干扰性能非常显著,不会受到外界地形条件的任何约束;第二,针对深度不同的地质实施勘测的过程当中,仅仅需要将频率改变就可以,无需对尺寸的大小作出更改,能够促使整体工作效率得到大幅度的显著提升;第三,此方法能够在2千米区域实施深度性探测,探测区域十分广泛,同时横向分辨率是非常高的;第四,高阻屏蔽作用非常小,不会受到高阻层的任何影响。


  1.4瞬变电磁法


  顺变电磁法是通过不接地或接地线源向地下发送一次场,在发送中间针对时间而产生相应改变的感应电磁场所实施的测量。水文地质勘察过程当中,仅仅需要按照二次场的变化曲线来作出相应的浅析,针对地下不同深度的地质电性特征及大小范围作出精准性的分辨。此方法主要是针对二次场进行的观测,所以不会受到一次场噪音的任何影响。顺变电磁法的横向分辨率是非常高的,可探测深度比较深,同时可清楚的展现出低阻层的具体情况,不会受到外界任何地质体的影响。瞬变电磁法不但在矿产、石油、海洋地质等勘察作业中得到了广泛性的运用,同时在水文地质勘测作业中也是较为常见的,最终达到了非常好的勘察成效。


  2结论


  2.1高密度电法在探测深度、效率及精准度上是非常高的,在目前的水文地质勘察中获得了广泛性的有效运用。


  2.2水文地质勘察中,激发极化法与可控源音频大地电磁法在电法勘探的运用上是较为常见的,若此方法能够借助地震勘探当中现有的资料进行处理,那便可得到突飞猛进的进步,可促使其作用得到最大的发挥。


  2.3水文地质勘探作业当中,激发极化法与可控源音频大地电磁法方法的综合性运用,对于地下水资源的寻找可起到很大的帮助作用,可达到非常好的勘探成效。


  2.4水文地质勘察作业当中,瞬变电磁法的运用是非常常见的,特别是大功率的顺变电磁法,其不但能够在深部地质勘探中发挥极大的作用,并且具备非常清晰的分辨能力,若把瞬变电磁法与高密度电法有效的综合在一起,那么便能够促使深部地质勘察问题得到很好的解决。


  结束语:水文地质勘察中电法勘探方法有着非常广阔的运用空间,可是,不管是哪种勘探方法都有着自身显著的优势,在具体的地质勘察作业当中,我们需把握利用好每一种勘探技术,可将多种勘探技术有效地结合在一起共同使用,最终得到全面的精准性的水文地质勘察资料,以促使我国的水文地质勘察水平得到进一步的提高。


  作者:唐昌

  第4篇:电法勘探在金属矿勘查中的应用探究


  电法勘探是我国对于金属矿勘查中比较常用也比较重要的一种物理技术探测手段,这种技术手段的完善与我国在现有社会状况中对金属矿勘查项目的重要关注有很大的关系,电法勘探技术的应用水平同金属矿勘查中的技术水平有直接性的反映。在我国现在的一些金属矿勘查过程中,由于对电法勘探的技术还存在不够全面的认识,对其使用的重要性了解得也不够透彻,在现实的金属矿勘查中的运用状态也不是很多,导致电法勘探的综合技术远远落后于国外的水平。所以,在今后的金属矿勘查电法勘探的技术来说,应该提升其技术的研究以及应用,以方便我国的金属矿勘查的效率提升。


  一、电法勘探的分类以及主要的方法


  在我国,对电法勘探具有很多种方法。按照电法勘探产生的异常电磁场的原因进行分类,可以将电法勘探分成感应类电法、传导类电法;按照电法勘探电磁场的时间状况进行分类,可以分成脉冲瞬变场法、频率域电法、时间域电法;按照电法勘探观测空间进行分类,可以分成地下电法、地面电法、航空电法;按照电法勘探地质目标进行分类,可以分成煤田电法、水文与工程电法、石油与天然气电法、金属与非金属矿电法;按照电法勘探场源性质进行分类,可以分成被动源法、主动源法;按照电法勘探观测内容进行分类,可以分成电磁感应法、大地电磁测探法、自然电场法、激发极化法、充电法、电阻率法等。


  二、电法勘探在金属矿勘查的应用


  由于国家对于金属矿勘查的重视,在近几年之间,电法勘探的应用得到了十分快速的发展。电法勘探的工作人员应该按照地壳中的各种金属矿体电化学特性以及电磁学性质进行科学的分类,按照它们之间的差异进行有效的比较,并以差异为依据,观察并研究电磁场以及电化学场的特性,在这种性质研究的过程中,对于天然电场及人工为电场也可以进行比较细致的划分,使用电场之间空间分布状态进行充分的研究,选择比较合适的勘探方法进行金属矿藏分布情况的分析。


  针对电法勘探在金属矿勘查的应用问题,可以按照以下几方面进行分析:


  (一)选择合适的电法勘探模式


  对于电法勘探的选择来说,首先应该按照金属矿产勘查的结果进行比较细致的分析,在分析的结果中选择比较合适的电法勘探方法,并且,在电法勘探方法的选择中不仅仅应该重视这种方法的先进性,还应该对该技术的经济状况,适用范围以及针对性的要求进行比较综合性的考量。在电法勘探的方式选择中,还应该在考虑技术时序性的基础上进行时效性的结合,按照金属矿的需求进行比较客观的分析,假如单一的电法勘探技术不能满足相关的金属矿要求,可以根据实际的状况进行多种电法勘探方式的选择,使得电法勘探的方法具有比较全面的使用有效性。


  在进行金属矿勘查的实际操作中,应该首先进行系统全面的现场工作环境研究,有效的分析金属矿产自身的电化学性质以及物理特点,对于地质也应该进行比较针对的考量,从现场收集的资料中进行分析,整理以及结果的归纳。然后,应该对于该金属矿勘查时发现的问题与现在选择的电法勘探方法进行合理的融合,按照现在的资料整合为依据,将电极排列装置进行科学的放置,保证该电法勘探的有效性和经济性的特点;最后,在充分了解金属矿现有的基础条件之后,将金属矿矿产以及地质条件之间的关系进行比较科学的关联,方便在今后电法勘探的技术操作中确定目标的金属矿矿体位置。


  在我国现有电法勘探条件下,按以上的方法进行相关设备的放置,让电法勘探的工作人员进行全方位的考虑,科学有效地进行勘测方法的选择,在整体上提升金属矿勘查的效率。


  (二)处理数据以及异常解释的推断


  对于处理数据及异常解释的推断来说,首先应由专业人员按比较科学的原则进行相关问题的分析,在整个金属矿的勘查过程中,不仅应该对以上的原始数据进行可靠性的分析,还应该明确地认识到相关问题的多解性,从问题的结果进行多方面分析,从分析的内容中,按照异常强度,异常特性进行推断,在推断的过程中,因为,不同的方法在使用之后也会呈现异常状况,所以还应该对组合型的电法勘探内容进行细致的分析。在异常解释分析的过程中,想要尽可能的进行地质体表的评价,就应该与金属矿的地质背景状况进行准确的结合,以提升最终评价的合理性以及科学性。


  对于金属矿勘查异常解释推断过程中,也应该按照一定的要求进行针对性的分析。在一般的情况下,首先会按照先前地质物理探测的内容进行当前地质的分析并且,在该内容的展现中合理地将异常问题进行提取和划分,这种步骤就是异常判定的过程;然后,按照异常状况进行细致的分类,并且根据实际的勘查状况进行针对性的解释按照技术的审核模式进行工程位置的确定与验证;最后,应该通过物理技术进行数据的勘测,并且,在该过程中,收集更多的知识内容,按照这些内容进行分析,给出问题的结论。


  在整个金属矿勘查过程中,出现异常问题应该按照数学物理的知识结构方向进行针对性的解释,并且,还应该结合地球的地质特点进行重点性的分析,在异常剖析的过程中,应该对相关的地质条件进行科学的研究,按照地理的空间结构模式进行全面的考量,对异常的物理参数进行针对性的分析,判断出异常情况的性质以及产生的原因。


  在解释金属矿勘查内容时,应该按照当前的资料以及内容为前提进行比较全面的资料分析,按照客观的内容进行相关知识的解释,并且在问题研究的过程中,不断地积累经验,提升电法勘探的技术水平,在技术深化之后,方便对更深层次的知识进行研究。


  (三)在金属矿勘查实际应用中应该注意的问题


  针对金属矿勘查实际应用中应该注意的问题来说,可以进行两方面的分析:


  第一方面就是对金属矿勘查过程中出现隐伏矿以及低品位矿进行比较精确的预测。对于该过程的勘查来说,勘查人员必须发现在整个矿区中隐伏矿的位置,并且按照最佳地段的分布进行矿产资源的查找,在一般的情况下使用物理探测组合的技术进行地区,地质以及成矿条件等地段的勘查,按照地段的不同状况进行针对性的记录。对于低品质矿的预测来说,由于其存在的位置不是十分的明显,在现有的勘查技术下,很难进行相关矿产的发现,所以通常状况下难以识别该种矿产的异常状况。


  另一方面就是在勘查的过程中,勘查人员应该注意到物理探测异常的地质体,这种地质体的产生自身本就属于一种良性导体,极易出现各种电法异常的状况,针对这种状况,应该重点引起勘查人员的注意,根据实际的状况进行重点的分析,按照提升金属矿勘查质量的标准进行全面的细致安排。


  三、结语


  随着社会进程的不断加快,科学技术的不断提升,对于电法勘探的技术来说,在今后的发展过程中,也会有更加全面的发展状态,以方便适应现在社会对于金属矿探查的需求状况。出于国家对于金属矿勘查的重视,在电法勘探研究的过程中,应该按照金属矿的现实状况进行针对性的细节融合,将金属矿的地质构造以及地质条件进行比较全面的分析,只有这样的勘查基础,才能在电法勘探的整体方法选择中进行比较科学的选择,在该方法的使用过程中,也会尽可能地减少异常的状况,使得降低技术工作人员的工作内容,整体性的提升金属矿勘查的工作效率。对于电法勘探方法的研究,应该在实际使用的过程中,对于出现的问题进行精准的分析,由相关的技术人员与金属矿勘查的操作人员的结果进行结合,只有按照知识结构与实际操作相结合的模式,才能进一步地将电法勘探的内容进行全面的推进。在我国今后的发展中,金属矿的勘查任务会越加增多,面对这种情况就应该将重要的电法勘探进行全面的发展与推进,为国家金属矿勘查的任务奠定扎实的基础,推动金属矿勘查的整体任务进行全面性的发展与建设,提升国家整体的竞争力量。


  作者:赵雷等

  第5篇:浅谈电法勘探方法在工程中的应用


  1、地质勘查的释义


  广义的地质勘查是根据国防安全建设、经济建设和科学技术研究的需要,对某一地区内的岩石、地下水、地层构造、矿产、地形地貌等地质情况进行的有目的的调查研究工作。按照目的的不同,地质勘查工作的方法也不一样。例如,水文地质勘查,是以寻找可开发和可利用地下水为主要目的进行的勘查工作,主要使用高密度电法、激发极法等勘探方法。而工程地质勘探一般使用分辨率高的地质雷达法。


  2、工程地质勘察的目的与任务


  在城建规划和建(构)筑物、交通等的基本建设工兴建之前,需要进行前期的工程地质勘察,其目的是了解工作区域内的工程地质条件,利用勘探资料分析可能存在的地质问题,对工程开展地区做出合理的工程地质评价,为工程建设的设计、规划和施工提供可靠的地质数据支撑,以达到保证施工过程中的安全稳定和施工成本的经济合理的目的。


  工程地质勘察的任务主要有下列几个方面:


  (1)查明工程建筑地区地基土体的工程地质条件。


  (2)分析可能存在的工程地质问题。


  (3)有条件的情况下挑选地质情况相对较好的建筑场地。


  (4)提出改进和规避地质隐患的措施和建议。


  (5)预测工程完工后对本地区地质环境造成的影响。


  3、常见的几种电法勘探方法


  3.1电法


  3.1.1高密度电法


  高密度电法实际上是集中了电剖面法和电测深法,其原理与普通电阻率法相同,不同的地方是设置了密度较高的观测点,所以也可以称为阵列勘探方法。关于阵列电法勘探的思想源于20世纪70年代末期,20世纪80年代中期日本将之应用于野外,20世纪末期被引进我国,继而开启了我国高密度电法及其应用技术的研究。


  使用高密度电法在野外开展工作时需将全部电极(数十根及其以上)置于剖面上,利用相关控制和采集仪器便可实现剖面中各个位置的数据的快速采集。与常规电阻率法相比,高密度电法具有如下优点:1.电极布置方便,可以一次性完成,提高了效率;2.电极排列方式多种多样,能获得十分丰富的地电断面信息;3.室外的数据采集实现了自动化或半自动化,避免了人为误差的同时,也提高了数据采集的速率。


  3.1.2超高密度电法


  高密度电阻率法作为一种阵列勘探方法,其本质仍然是采取普通电法的电极装置和数据采集方式。而超高密度电阻率法不受电极装置和数据采集方式的限制,可以将ABMN放到任意网格节点上。只需布置好电极,连接好仪器就可进行勘测工作。而且超高密度电法所使用的反演方法已经发展为电法勘探中非常重要的一种数据处理方法,而采集数据量的多少直接影响反演结果的准确性。采用超高密度电阻率法,所得到的数据量是普通电法的40倍以上,所以反演后的结果就更加可靠。


  3.2激发极化法


  研究发现在电法勘探的过程中,在电极排列向大地供入或切断电流的瞬间,测量电极之间总能观测到跟时间相关的缓慢变化的附加电场,称为激发极化效应。激发极化法是通过电场激发岩石、矿石,观察不同岩石、矿石的激发极化效应的差异来解决地质问题的一类勘探方法。我国开始研究激电法是在20世纪50年代末,到20世纪80年代初又开始对频谱激电法进行研究。激发极化法不受地形地势的限制,测量数据较多,在水文地质和工程地质中有较大的应用空间。


  3.3可控源音频大地电磁法


  基于电磁波传播理论和麦克斯韦方程组建立了视电阻率和电场与磁场比值之间的关系,并根据电磁波的趋肤效应理论得出电磁波的传播深度(或探测深度)与频率之间的关系,可以通过改变发射频率来改变探测深度,达到频率测深的目的。


  可控源音频大地电磁法是采用人工场源,在一定范围内该场源可近似为平面波。其有勘探范围大,能显著增强电阻抗干扰能力减少地形对电阻的影响,且7个点的同时测量也提高了勘探效率等优点。可应用于寻找金属矿、找煤、水库坝体渗漏情况调查、地下水源的寻找等。


  3.4地质雷达


  地质雷达与探空雷达技术均是利用宽带高频率电磁脉冲波的反射勘测目标,再对目标进行分析。不同点是地质雷达的频率较低,更适应与用于地质体的勘测。


  地质雷达的穿透效果和发射电磁脉冲波的频率有一定的联系,发展初期,由于技术等原因的限制,其穿透深度很浅,但是分辨率却很高。随着研究的深入以及技术的不断革新,其穿透程度就也越来越大。由于地质雷达的分辨率比较高,测量结果准确度高等优点,在浅层地质勘测中应用十分广泛。


  4、结论


  本文通过对当下应用较多的几种电法勘探方法的探讨,可以看出,电法勘探方法在实际的地质勘探中有着十分广泛的应用,归结起来有以下几个方面:


  (1)高密度电法和超高密度电法由于其工作效率高、精确的地电剖面成像以及较深的探测距离,成为水文和工程地质勘察中最有效的方法。但是考虑到该方法的分辨率不高,在具体的应用中需要结合实践经验和其他勘探方法,以达到探清地质体的目的。


  (2)地质雷达由于分辨率高,主要应用于各类工程地质条件的勘探,是工程地质勘探首选的电法勘探方法。同时,该方法还可以和地震勘探结合,利用已有的资料和技术,可以在更多的领域发挥作用。


  (3)在水文地质条件的勘探中,激发极化法和可控源音频大地电磁法都是十分有效的电法勘探方法,将两者结合起来使用,可以在寻找地下水资源方面发挥很好的作用。


  作者:黄卫

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