地球物理方法在地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查中的應(yīng)用

劉晨

摘要：隨著我國(guó)工業(yè)不斷發(fā)展，對(duì)于能源的需求量越來(lái)越大，目前來(lái)說(shuō)我國(guó)利用的主要能源為礦物資源，所以我國(guó)必須提高礦物資源的開(kāi)采力度以及效率。先進(jìn)技術(shù)的利用是我國(guó)提高地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查效率最直接的方式，目前地球物理方法是我國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查過(guò)程中最常用的方式之一。本文就地球物理技術(shù)的相關(guān)概況以及這一技術(shù)的應(yīng)用情況進(jìn)行深入的介紹，希望能對(duì)我國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作提供一定的幫助，促進(jìn)我國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)事業(yè)走上一個(gè)新的高度，最終提高我國(guó)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

關(guān)鍵詞：地球物理方法；地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查；應(yīng)用與研究

一、地球物理方法在地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查中的重要性

如今我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度非?？?，目前來(lái)說(shuō)仍處于持續(xù)發(fā)展的狀態(tài)中，但是在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，我國(guó)的資源消耗巨大，環(huán)境破壞情況也非常嚴(yán)重。如果把經(jīng)濟(jì)發(fā)展建立在資源環(huán)境的消耗與破壞的基礎(chǔ)上必然不能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，甚至我們還會(huì)為此付出慘痛的代價(jià)，我國(guó)必須對(duì)這一現(xiàn)狀引起重視。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過(guò)程中，我國(guó)人民的環(huán)保意識(shí)逐漸變高，相關(guān)部門也逐漸意識(shí)到資源環(huán)境對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的意義重大，因此我國(guó)正在從多個(gè)角度進(jìn)行資源環(huán)境的保護(hù)工作，其中地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作是我們最重視的工作之一，因?yàn)榈V產(chǎn)資源是我國(guó)工業(yè)發(fā)展過(guò)程中應(yīng)用的主要能源，所以將地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作作為我國(guó)能源環(huán)境開(kāi)發(fā)及保護(hù)工作的入手點(diǎn)是由我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的結(jié)構(gòu)和程度共同決定的。地球物理是地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查的重要方法，該方法主要利用物理學(xué)的相關(guān)原理，通過(guò)專業(yè)儀器探測(cè)地殼中巖石以及礦石的物理性質(zhì)，記錄并研究探測(cè)到的數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)的特征對(duì)地下礦物的相關(guān)情況進(jìn)行判斷，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作的開(kāi)展。地球物理技術(shù)對(duì)我國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作開(kāi)展的意義非常重要，所以我國(guó)相關(guān)機(jī)構(gòu)一定要明確認(rèn)識(shí)這一現(xiàn)狀，并且增大這方面的科學(xué)投入，提高我國(guó)地球物理技術(shù)的整體水平，為我國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)的開(kāi)采保護(hù)做貢獻(xiàn)，提高我國(guó)礦產(chǎn)資源的總量，以及礦產(chǎn)資源的使用效率，提高我國(guó)的基礎(chǔ)建設(shè)水平，促進(jìn)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，同時(shí)實(shí)現(xiàn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，切實(shí)提高我國(guó)人民的生活水平及生活質(zhì)量。

二、地球物理方法在地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查的主要應(yīng)用類型

1. 利用地球物理方法進(jìn)行淺層地震勘探的技術(shù)。在進(jìn)行淺層地震勘探的過(guò)程中，利用到的地球物理技術(shù)總類很多，如反射波法、折射波法以及瑞雷面波等。反射波法的利用在地質(zhì)環(huán)境觀測(cè)處理過(guò)程中利用率比較高，這是由于反射波的分辨率比較高，同時(shí)使用范圍比較廣泛，在研究低層界面的起伏變化、地面塌陷的調(diào)查以及建筑前期地基情況調(diào)查的過(guò)程中都涉及該技術(shù)。反之，折射波法在地質(zhì)災(zāi)害研究方面的應(yīng)用就相對(duì)比較少，在地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作的實(shí)際開(kāi)展過(guò)程中的成功案例也非常少。瑞雷面波法的分辨率也比較高，在研究和評(píng)價(jià)淺部地層結(jié)構(gòu)的過(guò)程中利用都比較廣泛。選擇哪種方法進(jìn)行研究是根據(jù)不同的研究需要以及研究對(duì)象決定的，在實(shí)際的地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作中要進(jìn)行合理選擇，提高工作的效率和質(zhì)量。

2. 電阻率法的利用。礦山地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)是地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作中非常重要的一項(xiàng)，在進(jìn)行這項(xiàng)工作的時(shí)候通常會(huì)利用電阻率剖面法、電測(cè)深法以及高密度電法。電阻率剖面法有時(shí)也被稱為電剖面法，通過(guò)這一方法可以清晰地展現(xiàn)出地下地質(zhì)礦產(chǎn)的相關(guān)情況。電阻率法的原理主要為：不同的地下結(jié)構(gòu)其電阻率具有一定的區(qū)別，通過(guò)電阻率的測(cè)算就可以判斷出地質(zhì)礦產(chǎn)結(jié)構(gòu)的相關(guān)情況。

3. 瞬變電磁法。該技術(shù)利用的物理原理為地殼中巖石的導(dǎo)電性具有差異，通過(guò)專門的儀器測(cè)算地殼中巖石的導(dǎo)電性。把不接地回線或者是接地線源通上一定的脈沖電流，同時(shí)以激勵(lì)探測(cè)目的感應(yīng)二次電流，觀察電流隨著時(shí)間變化而變化的情況，通過(guò)這些數(shù)據(jù)了解地下礦產(chǎn)的結(jié)構(gòu)、規(guī)模等相關(guān)情況。由于瞬變電磁法的操作簡(jiǎn)單，精確度比較高，所以在實(shí)際操作過(guò)程中該技術(shù)的應(yīng)用頻率比較高，通過(guò)這一技術(shù)的利用也取得了非常多的顯著成果，在今后的地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查過(guò)程中如果情況相符可以首選這種方法。

4. 探地雷達(dá)技術(shù)。探地雷達(dá)技術(shù)的成功應(yīng)用大大減小了我國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作的成本以及效率，對(duì)于我國(guó)的地質(zhì)礦產(chǎn)工作人員而言，這項(xiàng)技術(shù)能夠大大減小他們的工作量，通過(guò)探地雷達(dá)獲得的信息也更多，更精確，能夠有效地提高我國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作的水平。利用的物理原理為：地質(zhì)周圍的介質(zhì)存在導(dǎo)電性、介電性等方面的差異，通過(guò)發(fā)射高頻率的脈沖電磁波，接收到反射波就可以探測(cè)到目標(biāo)物體。探地雷達(dá)利用高頻率的采樣技術(shù)獲得了高精度的地質(zhì)礦產(chǎn)信息，為后期礦產(chǎn)的開(kāi)采工作奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)，這一技術(shù)的發(fā)展開(kāi)創(chuàng)了人們對(duì)地下礦物信息了解的新程度，是地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查過(guò)程中一項(xiàng)突破性的技術(shù)。探地雷達(dá)技術(shù)的水平不會(huì)止步于此，在今后的發(fā)展過(guò)程中這項(xiàng)技術(shù)還會(huì)有進(jìn)一步的發(fā)展，引進(jìn)國(guó)外更加先進(jìn)的探地雷達(dá)技術(shù)，在實(shí)際的運(yùn)用過(guò)程中也會(huì)更加便捷，為地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作帶來(lái)更多意想不到的收獲。

三、地球物理方法在地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查的應(yīng)用分析

1. 研究礦區(qū)地質(zhì)概況的應(yīng)用

區(qū)內(nèi)低層的結(jié)構(gòu)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，在工區(qū)中覆蓋層與巖石之間存在著比較明顯的電阻率差異，另外在工區(qū)的地表?xiàng)l件下也比較容易接受波動(dòng)情況，通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的測(cè)量、記錄以及研究就能夠判斷出地質(zhì)礦產(chǎn)的相關(guān)情況，圖1即為利用地球物理技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查的工作布置平面圖，通過(guò)該圖我們可以清晰地了解到該次地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作的主要分配情況，該圖也可以使得相關(guān)工作人員的工作更加清晰有效，是地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作開(kāi)展過(guò)程中一種常用的圖形。

2. 根據(jù)視電阻率測(cè)量值判斷地質(zhì)礦產(chǎn)情況的應(yīng)用。由視電阻率測(cè)算值匯總而成的等值線圖如下（圖2），出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象是由于局部電性不均勻造成的，根本原因是地殼中出現(xiàn)了層面溶蝕、裂隙發(fā)育以及溶蝕溝槽等地理現(xiàn)象。圖中凹陷的部分是電阻率較低的地方，凸出的部分則是電阻率較高的地方，由此我們可以推斷出，凹陷處為溶蝕、裂隙發(fā)育并且含有一定的水分。從圖二中我們還可以判斷出其它信息，比如說(shuō)通過(guò)該圖與測(cè)線鉆孔進(jìn)行對(duì)比以后我們可以得知700Ω·m等值線和鉆孔的溶蝕底界面位置是相互對(duì)應(yīng)的；另外，從圖五中我們還能夠判斷出等值線在這個(gè)測(cè)算過(guò)程中出現(xiàn)的五個(gè)伴生的局部凹凸部分位于950m、1015m、1110m、1220m和1300m測(cè)點(diǎn)下，并且凹陷的平均寬度也都不相同，700Ω·m的等值線深度也存在一定程度的區(qū)別。視電阻率測(cè)量值的匯總等值線圖能夠清晰地反映出地殼中電阻率的相關(guān)情況，對(duì)于地質(zhì)礦產(chǎn)工作人員來(lái)說(shuō)這是一種非常便捷直觀的圖形，是實(shí)際操作過(guò)程中一種常見(jiàn)的匯總形式。

通過(guò)以上分析我們可以得出，地球物理方法在地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：（1）利用地球物理方法進(jìn)行地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查能夠通過(guò)物理學(xué)的角度推斷出地下水經(jīng)流帶的具體位置；（2）地球物理方法中包括多種技術(shù)，比如說(shuō)四極電測(cè)深以及淺層地震反射波法等，不同的地球物理方法各有特點(diǎn)，要根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行合理選用，在通常情況下，為了提高測(cè)量的精度和準(zhǔn)確程度會(huì)通過(guò)多種方式結(jié)合的方法，這樣能夠提高地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查的效率以及整體工作的質(zhì)量，還能夠避免某項(xiàng)技術(shù)使用過(guò)程中的失誤帶來(lái)的不必要損失，地球物理技術(shù)的使用有效地改善了地質(zhì)礦產(chǎn)資料不充足的現(xiàn)狀，為地質(zhì)礦產(chǎn)事業(yè)的發(fā)展提供了良好的基礎(chǔ)。因此，建議在今后地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作的開(kāi)展過(guò)程中要綜合利用地球物理方法，加強(qiáng)地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作的嚴(yán)謹(jǐn)性，為保護(hù)地質(zhì)礦產(chǎn)做貢獻(xiàn)。

四、結(jié)論

綜上所述，本文從不同的角度討論了地球物理方法的具體作用以及該方法在如今地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作開(kāi)展過(guò)程中的重要性，通過(guò)分析過(guò)去的相關(guān)調(diào)查實(shí)例，我們可以認(rèn)識(shí)到地球物理方法的有效性。因此，只有不斷創(chuàng)新才能夠滿足地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查過(guò)程中的新型需求，真正為地質(zhì)礦產(chǎn)事業(yè)的發(fā)展帶來(lái)幫助，提高我國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)及保護(hù)工作的水平，提高我國(guó)人民的生活質(zhì)量，促進(jìn)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提高我國(guó)的綜合國(guó)力。