地球物理勘探及其應(yīng)用

蔡會梅

【摘 要】在新中國成立以來，我國地球物理工作在資源勘探中發(fā)揮了巨大的作用，取得了舉世矚目的成績。論文通過介紹地球物理勘探技術(shù)的概念、主要的物探方法，探討了物探技術(shù)在土壤污染探測和地質(zhì)災(zāi)害勘探中的有效應(yīng)用。

【Abstract】Since the founding of new China， China's geophysical work has played a huge role in resource exploration， and has achieved remarkable results. By introducing the concept of geophysical exploration technology and the main geophysical methods， this paper discusses the effective application of geophysical technology in soil pollution exploration and geological disaster exploration.

【關(guān)鍵詞】地球物理勘探；物探技術(shù)；土壤污染探測；地質(zhì)災(zāi)害勘探

【Keywords】geophysical exploration； geophysical technology； soil pollution detection； geological hazard exploration

【中圖分類號】P631 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）03-0055-02

1 地球物理勘探的概述

普通物探亦稱地球物理勘探，簡稱“物探”，是通過觀測由地下探測對象與周圍介質(zhì)物理性質(zhì)的差異所引起的物理場變化，來研究探測對象的形態(tài)和性質(zhì)的一門地質(zhì)學(xué)與物理學(xué)的邊緣學(xué)科。目前，已利用的物理性質(zhì)包括密度、磁性、電性、彈性、熱性和放射性等，與其相應(yīng)的物探方法有重力勘探、磁法勘探、電法勘探、地震勘探、地?zé)峥碧?、放射性勘探。依?jù)工作空間位置的不同，又可劃分為地面物探、航空物探、海洋物探、井中物探等。按照勘探對象的不同，可劃分為金屬與非金屬、石油與天然氣、煤、水文、工程與環(huán)境物探等。

從物探技術(shù)所包括的三部分內(nèi)容，即數(shù)據(jù)采集、處理和解釋來看，它屬于信息科學(xué)的范疇。它的整個(gè)發(fā)展過程，一方面體現(xiàn)在：儀器設(shè)備的性能和觀測技術(shù)的不斷改進(jìn)完善，使數(shù)據(jù)采集的精度越來越高；數(shù)據(jù)處理方法的不斷改進(jìn)，使各種影響因素得以消除；針對不同研究對象不斷地優(yōu)化地球物理方法組合，以得到正確的地質(zhì)解釋。另一方面是研究利用新的物理參數(shù)，以擴(kuò)大信息來源。因此可以看出，地球物理勘探技術(shù)的發(fā)展，是和相關(guān)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)的。

2 物探技術(shù)在土壤污染探測中的應(yīng)用

在我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人民生活水平不斷提高的同時(shí)，帶來了一系列的環(huán)境污染問題。科學(xué)家們考察了陜北的黃土高原，東北的黑土地侵蝕基地，以及大量的農(nóng)村土地現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)不少的土地面臨著嚴(yán)重的鹽堿化、風(fēng)沙化和重金屬污染等問題。由于工業(yè)迅猛的發(fā)展，固體廢物不斷向土壤表面堆放和傾倒，有害廢水不斷向土壤中滲透，大氣中的有害氣體及飄塵也不斷隨雨水降落在土壤中，都導(dǎo)致了土壤污染。這些土壤問題應(yīng)該像病人一樣得到醫(yī)生的治療和修復(fù)。土壤改良能夠改善貧瘠土壤的營養(yǎng)狀況，提升農(nóng)作物的產(chǎn)量；土壤修復(fù)能夠解決土壤污染帶來的環(huán)境問題，讓健康的土壤給大家?guī)斫】档纳睢?/p>

就我國環(huán)境現(xiàn)狀，土壤污染不僅嚴(yán)重，而且還在轉(zhuǎn)移擴(kuò)散。有毒化工和重金屬污染由工業(yè)向農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)移、由城區(qū)向農(nóng)村轉(zhuǎn)移、由地表向地下轉(zhuǎn)移、由水土污染向食品鏈轉(zhuǎn)移的趨勢。為土地把脈看病，解決其風(fēng)沙化、鹽堿化以及重金屬污染等問題已是迫在眉睫，而且這也是我們國家重點(diǎn)關(guān)注和支持的領(lǐng)域。物探技術(shù)可以用來圈定污染物范圍，找出污染源，確定受污染的程度，為進(jìn)一步的土壤治理和改良修復(fù)提供依據(jù)。所以，物探技術(shù)將會在土壤污染探測這一領(lǐng)域中發(fā)揮其重要的作用。

物探技術(shù)用于土壤污染探測領(lǐng)域還存在一些不足。我國幅員遼闊，土壤地域性差異較大，無法用單一的技術(shù)和方法對污染物進(jìn)行探測、改良和修復(fù)。這就需要針對污染源性質(zhì)的不同，選用不同的地球物理方法對其進(jìn)行探測和監(jiān)測。比如根據(jù)污染物的電性、磁性、放射性等物理性質(zhì)的不同，選用電阻率法、激發(fā)極化法和探地雷達(dá)法（GPR）、磁法、放射性探測法等進(jìn)行探測。目前，我國已經(jīng)有很多物探方面和環(huán)境方面的專家學(xué)者在土壤污染物探測和受污物物性方面做了大量的實(shí)驗(yàn)和研究，積累了很多寶貴的經(jīng)驗(yàn)。土壤污染探測是一門綜合性的學(xué)科，需要加強(qiáng)多個(gè)學(xué)科之間的技術(shù)交流與合作；需要建立具有專業(yè)技術(shù)人員的隊(duì)伍來推進(jìn)物探技術(shù)的更深層次研究；需要研究開發(fā)新的探測儀器設(shè)備。由于大部分探測作業(yè)所處的環(huán)境非常惡劣，這就要求探測設(shè)備應(yīng)該具備良好的防塵、防潮和防震等性能，并且還應(yīng)進(jìn)一步增強(qiáng)設(shè)備的智能化程度，具備較高的分辨率和靈敏度，提高信號采集和數(shù)據(jù)處理能力，使現(xiàn)有的單一功能的設(shè)備向多功能方向發(fā)展，突破各種不同探測方法之間的界限，使各種探測方法互相滲透，促進(jìn)各種方法的發(fā)展，加快對污染探測的研究[1]。

3 物探技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害勘探中的應(yīng)用

地質(zhì)環(huán)境是我們?nèi)祟惞餐妫⒊掷m(xù)發(fā)展所需要的最基本條件。但是在地質(zhì)改變的過程中地質(zhì)體及環(huán)境發(fā)生了巨大的變化，特別是最近幾年，我國很多地區(qū)出現(xiàn)暴雨、地震、泥石流、滑坡、崩塌、海嘯、水土流失、土地沙漠化、土壤鹽堿等地質(zhì)災(zāi)害，導(dǎo)致了大量人員、牲畜傷亡，建筑物倒塌毀壞等情況，使人類的生命財(cái)產(chǎn)安全、生存環(huán)境造成巨大破壞和損失，阻礙了社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

物探技術(shù)應(yīng)用在地質(zhì)災(zāi)害勘探工作中屬于一種現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)，它可以對地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行調(diào)查、勘探以及危險(xiǎn)性評估，提供較為科學(xué)的依據(jù)，使相關(guān)研究部門獲得有效的使用數(shù)據(jù)。此方法具有快速、準(zhǔn)確、全面、省時(shí)且經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)。近些年來，在滑坡，采空區(qū)，巖溶土洞，地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害的勘探工作方面，取得了較好的調(diào)查結(jié)果，并且得到了很好的實(shí)踐效果。由此可見，地質(zhì)勘探是對地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)防與治理的重要環(huán)節(jié)，是保護(hù)環(huán)境建設(shè)美好家園的重要部分。

對地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測和監(jiān)測是地質(zhì)勘察的主要任務(wù)，充分利用所在區(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等信息，對其進(jìn)行最初的預(yù)測工作，劃定地質(zhì)災(zāi)害范圍目標(biāo)，然后進(jìn)行調(diào)查研究，劃分目標(biāo)區(qū)域，分析目標(biāo)區(qū)域地質(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其發(fā)展變化的規(guī)律，對目標(biāo)地質(zhì)選用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)方法進(jìn)行掃描勘探，明確目標(biāo)地質(zhì)的化學(xué)形態(tài)狀況，統(tǒng)計(jì)好數(shù)據(jù)結(jié)果，整理成文件。結(jié)合現(xiàn)有的技術(shù)，客觀地評價(jià)調(diào)查區(qū)域存在的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)狀況，研究下一步計(jì)劃和制訂合理的治理方案。地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測工作主要是在得到真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)以后，利用配套的計(jì)算機(jī)軟件對觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，輸出各類地質(zhì)解釋圖。依據(jù)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的背景條件，分析統(tǒng)計(jì)地質(zhì)數(shù)據(jù)，根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害的分布情況，判斷形成地質(zhì)災(zāi)害的狀態(tài)，及時(shí)對其是否繼續(xù)擴(kuò)大發(fā)展做出預(yù)測，并提出相關(guān)預(yù)防控制的方法措施。地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估是對地質(zhì)災(zāi)害的活動(dòng)程度進(jìn)行調(diào)查、監(jiān)測、分析、評估的工作，主要評估地質(zhì)災(zāi)害的破壞能力。如災(zāi)害活動(dòng)強(qiáng)度或規(guī)模、活動(dòng)頻率、分布密度、危害強(qiáng)度等。為規(guī)劃、部署、實(shí)施地質(zhì)災(zāi)害防治工作提供科學(xué)依據(jù)。

人類活動(dòng)區(qū)域日益廣泛，地殼活動(dòng)始終不斷，必然就導(dǎo)致各種各樣的地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)。物探技術(shù)之所以被大范圍應(yīng)用在地質(zhì)災(zāi)害的防治和評估工作中，受到政府的高度重視，主要是因?yàn)樗軌蚩焖佟⑷娴亍巴敢暋钡厍?，得到?zāi)情信息，并進(jìn)行綜合分析、監(jiān)測、預(yù)報(bào)和預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害。

物探技術(shù)在我國的工程、資源以及環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域上都發(fā)揮了其重要的作用。隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市化建設(shè)進(jìn)程不斷加快，它在城市建設(shè)過程中的影響力也越來越大，物探技術(shù)將在城市規(guī)劃、建設(shè)和管理等其他更多的領(lǐng)域?yàn)樯鐣髁x經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。

【參考文獻(xiàn)】

【1】錢桂蘭，張?？?，屈建余.普通物探[M].北京：地質(zhì)出版社，2007.