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物探方法技术

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物探 方法 技术
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物探方法技术昆 明 理 工 大 学国土资源工程学院李文尧13908869178物探方法技术一、什么是物探二、物探方法分类三、六大类方法的概念、用途、特点四、物探优点五、物探缺点六、物探方法与技术七、物探的应用及实例一、什么是物探• 物探:• --是用物理方法进行勘查(探)的一种方法。1、物探的概念• -- 是以不同岩、矿、土(介质)之间的 物性差异 为物质 基础 ,• 利用物理学 原理 ,• 通过 观测 和 研究 地球物理 场 的 时空分布规律 ,• 来 解决地质问题(介质物性空间分布)的方法。2、物探概念的要点• 1、基础--物性差异• 2、原理--物理原理• 3、手段--仪器观测、研究• 4、对象--地球物理场• 时空分布规律• 5、目的--解决地质问题3、岩(矿)土物理性质(物性)• 密度;• 磁性(磁导率、磁化率、剩余磁性);• 电性(电导率、极化率、介电常数);• 弹性(弹性波速度等);• 放射性;• 热物理性等。• 有物性差异,才有物探工作的前提。4、地球物理场• --地球物理场:• 地球内部及其周围的具有物理作用的空间。• 例如:• 重力场;磁场;电场;弹性波场;放射性场;地热场等。5、物探的同义词• 地球物理勘查• 物探• 地球物理勘探• 勘查地球物理• 勘探地球物理• 地球物理探矿• 物碳• 木碳• 误探• 密探• 1、地球物理勘查• 2、 3、物探• 4、地球物理勘探• 5、勘查地球物理• 6、勘探地球物理• 7、地球物理探矿• 8、物碳• 9、木碳• 10、误探• 11、密探• 1- 2是国标, 3- 7是同义词, 8- 11是笑话。 在方法后可加 “ 法 ” 或 “ 学 ” 字。二、物探方法分类• 1、按物性分类• 2、按空间分类• 3、按地质目标分类• 4、按场源性质分类• 5、按场源时间特性分类1、按物性分类( 1)重力勘探;( 2)磁法勘探;( 3)电法勘探;( 4)地震勘探;( 5)放射性勘探;( 6)地热勘探。2、按空间分类• --航空物探;• --地面物探;• --地下物探;• --海洋物探。3、按地质目标分类• --金属非金属矿物探(简称金属物探);• --石油与天然气物探(简称石油物探);• --煤田物探;• --工程与环境物探;• --城市与环境物探(简称城市物探)等。( 1)金属非金属矿物探(简称金属物探)( 2)水文与工程物探(简称水工物探)• 金属物探 主要方法是重力、磁法、电法,其次是地震、放射性、地热勘探)• 水工物探 主要方法是地震、声波、电法,其次是重力、磁法、放射性、地热勘探)4、按场源性质分类• -- 人工场法(或主动源法);• --天然场法(被动源法);• --人工场和天然场法(混合源法)。5、按场源时间特性分类• ( 1)时间域法• (稳定场法,在电法中为传导类方法,包括直流方法和过渡过程法或脉冲瞬变法);• ( 2)频率域法• (交变场法,在电法中为感应类方法,包括低频法和高频法)三、六类方法的概念、用途、特点1、重力勘探;2、磁法勘探;3、电法勘探;4、地震勘探;5、放射性勘探;6、地热勘探。1、重力勘探• --以岩石、矿石、土(介质)之间的密度差异为基础,通过观测和研究重力场的变化规律来解决地质问题的方法。• --用途:地质构造;• 圈定岩体;• 寻找密度差异大的矿产等;• 水文、工程、环境地质问题;• 航天问题。• --特点:理论成熟,轻便、快速。• 但应用范围小,地形改正工作量大。2、磁法勘探• --以岩石、矿石、土(介质)之间的磁性差异为基础,通过观测与研究磁场的变化规律来解决地质问题的方法。• --用途:寻找具磁性矿产;• 寻找与磁性矿物相关的各种矿产;• 地质填图;• 圈定岩体;• 地质构造等。• --特点:理论成熟,轻便、快速、成本低 。• 但应用范围不够广。3、电法勘探• --以岩石、矿石、土(介质)之间的电性差异为基础,通过观测与研究天然及人工电磁场的时空变化规律来解决地质问题的方法。• --用途:地质构造;• 寻找油气田、煤田;• 寻找金属与非金属矿产;• 水、工、环地质问题等。• --特点:三多:参数多,场源多,方法多;• 二广:应用空间广,应用领域广。• 但受地形及外部电磁场干扰大。电法详细分类电法分类传导类测电场类测磁场类感应类天然电场类人工电场类混合场源类测电场的传导类电法测电场的传导类电法电阻率法充 电 法自然电场法激发极化法高密度电法测电场的传导类电法电阻率法分类电阻率剖面法中间梯度法联合剖面法对称四极剖面法偶极剖面法电测深法二极测深三极测深对称四极测深五极纵轴测深测电场的传导类电法充 电 法 梯度法电位法自然电场法 梯度法电位法激发极化法二极法联合剖面法中间度法偶极剖面法测深法高密度电法 18种装置测磁场的传导类电法• 点源法;• 均匀场源法;• 偶极场源法;• 充电场源法。感应类电法(电磁法)按场源分类(常用)按场源分类 方法 备注天然场 地电磁法 1频大地电磁法 2人工场控源音频大地电磁法 3低频法 4地雷达法 5磁共振法 6变电磁法 7无线电波透视法 8大定源回线法 9电磁偶极剖面法 10混合场 频大地电磁法 114、地震勘探• --以岩石、矿石、土(介质)之间的弹性差异为基础,通过观测与研究地震波的时空变化规律来解决地质问题的方法。• --用途:地层分层;• 地质构造;• 寻找油气田、煤田;• 水文、工程地质问题等。• --特点:探测深度大,精度高。但要放炮,工作难度大,破坏环境。地震勘探的分类• 折射波法;• 反射波法;• 面波法。5、放射性勘探• --以某些元素具有天然和人工激发的核辐射特性为基础,通过观测与研究核辐射场的时空变化规律来解决地质问题的方法。• --用途:放射性铀、钍矿、钾盐矿;• 与放射性元素伴生的稀有、稀土;• 寻找油气田、煤田;• 寻水;• 环境监测等。• --特点:不受环境干扰,高效、方便、低成本、可确定矿石品位等优点。但探测深度浅。放射性勘探的分类• 天然核辐射法: γ测量法;• α测量法。• 人工核辐射法: 中子法;• 光核反应法。6、地热勘探• --以岩石、矿石、土(介质)之间的热物理性质差异为基础,通过观测与研究地热场的时空变化规律来解决地质问题的方法。• --用途:地热田;• 地质构造;• 预测油气远景区;• 间接预测金属矿;• 预测矿山热害等。• --特点:可用航空照片、红外照片方法测温,快速、高效。但受气候、环境干扰大。四、物探的优点• 1、无损探测性• 2、不可代替性• 3、延长视力性(探测深度大)• 4、快速性• 5、经济性五、物探的缺点• 1、多解性• 2、间接性• 3、误差性六、物探方法与技术• 1、应用条件• 2、方法选择• 3、物探技术• 4、物探工序• 5、异常验证方法1、物探的应用条件• 物探的应用前提条件(重点) :• (一)、必要条件:• 1、 要有物性差异;• (二)、充分条件:• 2、目前仪器技术条件下,能测出异常:• ( 1)场源体要有一定的规模,• ( 2)场源体要有一定的埋深比,• ( 3)仪器要有一定灵敏度;• 3、干拢要小或能压制或能分辨异常;• 4、环境条件允许。2、方法选择• ( 1)、有效原则• ( 2)、综合物探方法原则• ( 3)、快速原则• ( 4)、经济原则• ( 5)、先进原则( 1)、有效原则• 1)、指有效物探方法、物探装置• 2)、如何知道有效?(应用条件)• ①、测定物性参数(物性差异)• ②、方法有效性试验(充分条件)• ③、理论分析• ④、正演计算• ⑤、收集资料• ⑥、类比法• ⑦、现场踏勘( 2)、综合物探方法原则• 克服:• 多解性• 间接性• 误差性• 发现异常• 定位场源体2、方法选择• ( 1)、有效原则• ( 2)、综合物探方法原则• ( 3)、快速原则(周期)• ( 4)、经济原则(成本)• ( 5)、先进原则(精度)3、物探技术• ( 1)、测区范围• ( 2)、比例尺(网度)• ( 3)、物探精度• ( 4)、测量仪器• ( 4)、测量方法• ( 5)、质量要求3、物探技术• ( 1)、测区范围:• 要有正常场• ( 2)、比例尺(网度):• 线距: 1点距: 3( 3)、物探精度:• 最小异常的 1/3• ( 4)、测量仪器• ( 4)、测量方法• ( 5)、质量要求( 4)、测量仪器合格:1)、准确性2)、精密性3)、稳定性4)、一致性( 4)、测量方法1)、解决问题2)、达质量要求3)、流程合理4)、按设计施工( 5)、质量要求• 1)、执行标准• 2)、检查量• 3)、检查分布• 4)、检查方法• 5)、质量指标明确4、物探工序• 确定目的任务• 踏勘• 方法有效性试验• 设计• 野外施工• 室内工作• 编报告• 异常验证5、异常验证方法• 验证方法合理• 注意多解性• 注意误差性• 注重实践 探的应用及实例• (一)、物探的应用• (二)、应用实例(一)、物探的应用• 1、在矿产资源中的应用• 2、工程中的应用• 3、水文地质中的应用• 4、环境灾害中的应用• 5、考古中的应用1、在矿产资源中的应用• ( 1)地质填图• ( 2)解决构造问题• ( 3)圏定隐伏岩体• ( 4)圏定矿化带、矿体• ( 5)矿体形态、空间位置• ( 6)指导矿山生产2、工程中的应用• ( 1)、地基勘察中的应用• ( 2)、施工工程中的应用• ( 3)、工程检测中的应用( 1)地基勘察中的应用• 1)土、石界面划分• 2)土的空间分布及性质• 土的土的空间分布:垂向;横向• 土的性质:粘土、软土、砂土等• 3)岩体的空间分布及性质• 岩体的土的空间分布:垂向;横向• 岩体的性质:不同岩类• 同岩类:风化性;硬度、密度;完整性;• 稳定性等• 4)地基震动特性:卓越周期、固有频率等( 2)施工工程中的应用• 1)超前预• 2)开挖岩体质量( 3)工程检测中的应用• 1)工程的空间分布• ①管道位置:水、电、煤气、下水道等;• ②路基、坝基、隧道壁厚度;• ③钢筋分布,长度;• ④桩基长度等。• 2)工程质量检测• ①工程体硬度、标号检测(混凝土、灌浆、围岩);• ②工程体破损检测:断桩、扩径、缩径;• ③腐蚀体(铁管);• ④渗漏:管道、坎基渗漏。3、水文在质中的应用• ( 1)找地热:温度场法,解决构造;• ( 2)找冷水• 砂层水:核磁共振、电阻率法, ρ约 100Ω·m;• 构造水:找构造:核磁共振、 射性等;• 承压水:找潜水面:核磁共振、 震等;• 岩溶水:核磁共振、电法等。• ( 3)水的流向流速(时间性):自电、充电法。4、环境灾害中的应用• ( 1)污染区的确定:如放射性高含量区;• ( 2)滑坡、陷落柱、溶洞探测;• ( 3)病害工程:路基、桥函、隧道、坝体病害勘探。5、考古中的应用• 寻找枪支弹药;• 古墓探测;• 文物损坏程度探测等。(二)、应用实例• 1、找矿 100例• 2、沙漠地区找矿• 3、海底工程勘查• 4、水文难题(个旧抗洪抢险)• 5、工程勘察(基岩起伏;垂直断层)• 6、抢险难题(贵州隧道抢险)100个大型特大型矿床概况• 产出国家: 18个• 发现年代: 197130年。• 矿床类型: 18类• 矿种:铜、铅、锌、银、金、镍、钴、铂、钯等• 据 >• 中国地质调查局发展研究中心• 施俊法 姚华军 李友枝等 编著各类勘查技术在矿床发现中的作用各方法作用77%69%47%24%12% 11%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%地质填图 地球化学 地球物理 理论找矿 遥感 钻探物探方法在矿床发现中的作用物探作用55%45%17%11% 11%9%0%10%20%30%40%50%60%航磁和地面磁法激发极化法 瞬变电磁法电磁法 重力法可控源音频大地电磁法各类勘查技术在全部矿床发现中起的 关键 作用全部矿关键作用50%32%23%15%10%0%10%20%30%40%50%60%地球化学 地球物理 地质填图 理论找矿 遥感钻探等各类勘查技术在铜矿床发现中起的 关键 作用铜矿关键作用47%41%21%18%0%10%20%30%40%50%地球物理 地球化学 地质填图 理论找矿各类勘查技术在铅锌矿床发现中起的 关键 作用铅锌矿起关键作用47%40%27%20%0%10%20%30%40%50%地球物理 地球化学 地质填图 理论找矿各类勘查技术在金矿床发现中起的 关键 作用金矿关键作用59%29%25%13%0%10%20%30%40%50%60%70%地球化学 地球物理 地质填图 理论找矿各类勘查技术在块状硫化物矿床发现中起的 关键 作用块状硫化矿关键作用92%25% 25%0%0%20%40%60%80%100%地球物理 地球化学 理论找矿 地质填图
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