工程測量在地球物理探礦中準(zhǔn)確性的方法研究

徐福旺，梁維天

(1.中國交通隧道工程局，北京100088;2.遼寧省第五地質(zhì)大隊(duì)，遼寧 大石橋115100)

地球物理勘探是地質(zhì)工作的前期重要流程，在確定下一步工作內(nèi)容方向上起著決定性作用，所以對(duì)其準(zhǔn)確度得要求較高。而地球物理勘探主要進(jìn)行的是數(shù)據(jù)的測量采集與處理工作，所以工程測量的可靠性又決定了物探工作的精度。所以十分有必要提高工程測量的準(zhǔn)確性，從而達(dá)到更好的完成地球物理勘探和其他各項(xiàng)地質(zhì)工作的目的。我國的工程測量技術(shù)在科學(xué)信息技術(shù)迅速發(fā)展的今天，其發(fā)展的方向已經(jīng)趨于自動(dòng)化、數(shù)字化、實(shí)時(shí)化;測量數(shù)據(jù)的管理趨于科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化。GPS技術(shù)、數(shù)字化測繪技術(shù)及相關(guān)的先進(jìn)地面測量儀器越來越廣泛的被人們應(yīng)用到工程測量中，發(fā)揮著重要的作用。本文就如何提高工程測量在地球物理探礦中精度的方法進(jìn)行了簡要的探討。

1 地球物理探礦精度的影響因素

1)工程測量在地形的測量與地球物理勘探點(diǎn)位置的確定過程中所得到的結(jié)果和測量工作人員的工作技術(shù)水平存在很大的聯(lián)系，測量成果的精度往往于測量人員的操作水平高低有著十分直接的關(guān)系。

2)工程測量的結(jié)果都會(huì)受到作業(yè)環(huán)境客觀因素的影響，比如機(jī)械的震動(dòng)、天氣的影響等等。在測量過程中，涉及到精密度較高的地球物理勘探工作，往往需要采用專業(yè)的高精度的儀器和更具針對(duì)性的測量方法進(jìn)行，一般的普通測量儀器和方法不能勝任這樣的工作。

3)地球物理勘探本身也是一個(gè)數(shù)據(jù)測量與采集過程，這個(gè)過程所采用的儀器與勘探方法也對(duì)結(jié)果的準(zhǔn)確度有著直接的影響。

2 提高準(zhǔn)確性的方法

2.1 物化探測網(wǎng)與方法設(shè)計(jì)

地球物理探礦是根據(jù)巖石物理性質(zhì)來完成對(duì)地質(zhì)體探測目的的方法。常用的方法有磁法，電法，重力和地震，但不管哪種方法都得在預(yù)先測設(shè)的物探網(wǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行物探觀測。物探網(wǎng)的布設(shè)要有一條基線通過異常軸，再以一定的線距布設(shè)垂直于基線的測線而構(gòu)成網(wǎng)狀。見圖1。

設(shè)計(jì)測線的線距與測點(diǎn)點(diǎn)距要按照精度以及規(guī)范要求來設(shè)定。點(diǎn)線號(hào)的疏密與大小編號(hào)要方便中間加線以及擴(kuò)大測區(qū)。工程測量的任務(wù)是把預(yù)先設(shè)定好的物探網(wǎng)反應(yīng)到地面上。

圖1 物探設(shè)計(jì)網(wǎng)

2.2 物化探測網(wǎng)的實(shí)測過程

物化探網(wǎng)的實(shí)測過程是最重要的工程，它直接決定了結(jié)果的準(zhǔn)確度，因?yàn)槲锾剿〉玫漠惓７秶軠?zhǔn)確的在實(shí)際地形上找到，才能繼續(xù)下一步地質(zhì)工作。在實(shí)測過程中，首先要求人員要經(jīng)過專業(yè)的培訓(xùn)，有一點(diǎn)的測量專業(yè)基礎(chǔ)。其次起始的基點(diǎn)選擇要確定不變，保證全區(qū)測點(diǎn)對(duì)照統(tǒng)一。點(diǎn)位的確定要根據(jù)專門的公式(求距公式)進(jìn)行計(jì)算確定，如圖2。最后進(jìn)行放線的過程中儀器要用叫先進(jìn)的高精度儀器。并使用等腰三角形法以及九十度中轉(zhuǎn)站法來越過中間障礙物。以保證結(jié)果準(zhǔn)確無誤。

2.3 地球物理勘探過程

地球物理勘探過程除了嚴(yán)格按照規(guī)程操作外，最重要的提高精度方法便是總基點(diǎn)的各種改正方法的應(yīng)用?？偦c(diǎn)為全測區(qū)的零點(diǎn)，即異常起算點(diǎn)。如果工區(qū)范圍較大時(shí)可設(shè)立分基點(diǎn)，總基點(diǎn)與分基點(diǎn)組成基點(diǎn)網(wǎng)。使用質(zhì)子磁力儀測定地磁場強(qiáng)度，無需用基點(diǎn)網(wǎng)進(jìn)行地磁場值傳遞和基點(diǎn)網(wǎng)聯(lián)測，但需消除日變影響，求出各基、測點(diǎn)之間地磁場的真正差值。因此，除總基點(diǎn)外，各日變站也擔(dān)負(fù)著測區(qū)分基點(diǎn)的作用，并通過日變改正，把測區(qū)的觀測值歸一化到同一時(shí)間。

在日變改正中，要提高對(duì)地磁場短周期變化的改正精度。因此，應(yīng)按地電結(jié)構(gòu)的差異分區(qū)設(shè)日變觀測站，按需要的精度確定采作間隔 ，進(jìn)行日變改正。當(dāng)測區(qū)范圍內(nèi)或剖面長度內(nèi)正常場變化超過一定誤差限值時(shí)，必須進(jìn)行地磁場正常梯度改正。當(dāng)測點(diǎn)與總基點(diǎn)的高差超過一定的高度改正的誤差(見表1)時(shí)，必須進(jìn)行地磁場垂向梯度改正。

圖2 測點(diǎn)位置圖

表1 高程誤差分配表

3 工程實(shí)例

遼寧某地區(qū)要對(duì)其測區(qū)范圍內(nèi)進(jìn)行鐵礦和其發(fā)育的構(gòu)造進(jìn)行測量工作，經(jīng)過研究以往的地質(zhì)工作與實(shí)地的踏勘，設(shè)計(jì)全區(qū)測線方位27°，采用50×10m測網(wǎng)。地球物理勘探工作的測點(diǎn)要求精度較高，誤差要求小于1米，手持GPS工作儀不能完成任務(wù)，所以選擇采用全站儀放線測量定點(diǎn)。磁法測量工作使用的是高精度質(zhì)子核旋磁力儀，通過定點(diǎn)定時(shí)測量對(duì)比工作中使用儀器的測量精度，選擇出一致性較好的幾臺(tái)儀器投入到實(shí)際的野外磁法工作，提高工作成果的可信度。

在勘探網(wǎng)的實(shí)際放測過程中，嚴(yán)格的按照規(guī)程和設(shè)計(jì)要求來完成作業(yè)，在這個(gè)過程中結(jié)合經(jīng)緯儀，水準(zhǔn)儀和GPS定位系統(tǒng)來完成每一個(gè)測量點(diǎn)的定位，并要安排不同的工作人員進(jìn)行抽樣互查，完成物探網(wǎng)實(shí)測，為物探實(shí)測做好準(zhǔn)備。在物探實(shí)測過程中也要嚴(yán)格的按照工程測量所測定的點(diǎn)位進(jìn)行實(shí)地測量，完成數(shù)據(jù)的采集后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

結(jié)合實(shí)地的勘察所獲得得數(shù)據(jù)和水文地質(zhì)與鉆探工程的資料，可以比較準(zhǔn)確的得出鐵礦富集的具體位置與斷裂帶的位置，見物探成果圖，根據(jù)勘探設(shè)計(jì)的精度，其具體測點(diǎn)位置與圖所示位置誤差不超過1m，具有較高的可信度。

圖3 遼寧某區(qū)物探成果圖

4 結(jié)論

1)進(jìn)行工程測量工作要按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程進(jìn)行操作，盡量減少其它不利影響因素，從而獲得比較準(zhǔn)確的第一手資料。

2)地球物理勘探前要對(duì)工程測量所取得得資料與以往的工作資料進(jìn)行對(duì)比，并要盡可能的收集測區(qū)工程地質(zhì)，水文地質(zhì)及各種勘探開挖資料，為異常的解釋做準(zhǔn)備。

3)各項(xiàng)資料的數(shù)據(jù)處理過程要注意每一部分的意義，要根據(jù)其特點(diǎn)進(jìn)行分類研究，從而提高準(zhǔn)確度。

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