物探方法在巖溶勘查中的應用綜述

王鵬

【摘要】巖溶作為一種特殊的地質條件環境，其在很大程度上對建筑物、礦山以及水庫等都產生著直接的聯系，如果對其重視程度不夠，一旦發生事故，必將會造成極大的破壞和損失。在巖溶地質的研究中積極應用物探方法，對于對于提高作業的精確程度以及避免問題的擴大化有著十分積極的意義。本文就重點這一問題展開論述。

【關鍵詞】巖溶勘查；物探方法；應用

一、巖溶勘查及物探方法的簡要概述

巖溶是一種潛在的地質災害，會危及建筑物、水庫、礦山等的安全，引起地面沉陷，破壞環境。另一方面，巖溶水是一種豐富的水資源，溶洞則可以在發展旅游業、儲集業等方面發揮作用。因此，在可溶巖石（主要是碳酸鹽巖）分布地區進行工程建設、國土整治、環境保護、水資源和礦產資源的開發與利用以及旅游資源的開發時，都需要對巖溶進行勘察，弄清其發育情況和分布規律。

物探方法是通過探測巖溶引起的物理場的異?，F象來勘察巖溶的。它不僅可以在地面測量，而且可以在地下測量（例如在鉆孔中、隧道中或其間）以及地下（鉆孔、隧道等）與地面之間測量，以勘察所研究空間的巖溶分布。目前，巖溶勘察中常用的物探方法主要有電法、地震法、微重力法、射氣法和地球物理測井等（本文中不論述與地球物理測井有關的問題）。巖溶常常沿斷層、破碎帶發育，用物探方法探測斷層和破碎帶以間接探測巖溶，可能比直接探測它們更容易。物探方法探測巖溶的有效性主要取決于巖溶與圍巖的物性差異、探測深度、分辨率和信噪比。此外，在巖溶地質環境中應用物探方法，對巖溶發育強度的評價和監測，對于防治巖溶區的化學污染、保護環境和預測巖溶地質災害，均有著十分重要意義?？傊?，要想更好地分析并研究巖溶問題，采用最新物探技術效果顯著。

二、物探方法的分類介紹

由于不同地區的地質條件不同，因此，在地熱勘查過程中，使用的物探方法也不盡相同，主要包括：地面勘探、電法勘探、地震勘探、重力勘探、磁法勘探、測井勘探以及航空勘探。

1、磁法勘探。磁法勘探實質是利用巖石不同的磁性進行勘查，根據探測出的數據與磁場空間分布的特征聯系起來，對待測地區進行勘查。這一方法適用于沉積巖形成的地區，對沉積巖會產生較大的磁感應。磁法勘探還可細分為：地面高精度磁測、航空磁測。

2、重力勘探。下巖層中礦物質分布較密集的地方使用重力勘探能夠產生重力反應，或者稱之為重力異常。通過重力反映出來的數據與地質資料比對，準確找到地下儲熱區。重力勘探的原理是根據野外測得的地質重力數據進行科學校正后，制出重力分布圖，從而推斷出儲熱區。

3、電法勘探。電法勘探又稱為地球物理勘探法，這種勘探技術能夠精確的勘測出地下儲熱區的分布情況，對于地熱異常的區域能夠產生物理反應，從而推斷出地熱異常的區域。電法勘探還可細分為電測探法、激發極化法、可控音頻大地電磁測探法等。

4、地震勘探。地震勘探原理是通過人工激發產生的震波觀察地質中波聲傳播規律進行地質分析。人工激發產生震波后，巖石間會發生直線傳播或者震波反彈等現象，通過收集來的地震波傳播規律與地質資料相比，從而進行勘察地質情況。這一勘探法具有高精度、高深度以及高分辨率的優點。

三、物探方法在巖溶勘查中的應用

在碳酸鹽巖層分布地區，在進行工程地質勘察 和巖溶地下水的尋找時，物探方法應用得相當廣泛。下面就簡要對其的具體應用展開論述：

1、重力法的應用。在勘察巖溶時，尤其是在地形平坦地區，重力法得到了廣泛的應用。巖溶被溶蝕的空間無論是充填空氣、水還是沉積物，相對圍巖都是低密度體，這是重力法勘察巖溶的物質基礎。在勘察時，最好采用微重力儀進行微重力測量，并且要仔細校正地形影響，此外，還要考慮地表沉積物厚度、巖相變化以及潛水面起伏等因素的影響。除在地面進行測量外，也可以在隧道、坑道中進行，以勘察其周圍的巖溶分布。這時受地面起伏的影響小，分辨能力高，還可以作為三維傳感器，進行大體積巖石原位密度測定。

2、射氣測量法的應用。致密碳酸鹽巖中的巖溶或斷裂破碎帶（與巖溶發育有關）往往成為地下水或氣體運移的良好通道和儲存場所。巖溶帶中的射氣向上遷移，尤其是通過斷裂破碎帶遷移，常常會在上方土壤中形成線狀射氣異常，從而可以通過對這些射氣異常的探測來勘察其下巖溶的存在。

3、地熱勘查中的應用

3.1研究區的地球物理參數模型。根據某相關材料研究，對地下儲熱區狀況以及覆蓋面做了分析與探索，便于獲取該地區的地球物理參數模型的曲線。利用綜合物探法能夠獲取相關數值，進而分析出地熱儲存情況。

3.2物探方法組合的意義。地球物理勘探技術是借助各種不同的勘查數據對同一地區進行測量，主要包括橫向測量以及縱向測量兩種測量方法。將野外測試的數據進行科學合理的校正，然后與地質資料進行橫向與縱向的對比，從而對地質情況做出勘探。在進行地熱勘探時，對于不同的地質條件區域應該采用多種物探法有機結合進行，能夠提高勘探的精度、準度以及可靠度。具體的物探方法應結合實際的地質條件與巖石層的特性進行科學分析，如何存在差異，測量儀會產生異常反應。地球物理勘探技術的初期任務主要有：一是，劃分地熱異常和儲熱區的空間；二是，確定巖石在地下的起伏或斷裂分布情況；三是，確定勘測區的地層結構以及儲熱層的深度。查清這三項基本任務，并對照地質資料，分析研究出各區域適合的物探方法，創建出適合研究區的地球物理勘探方法組合。

3.3物探方法勘探地熱資源所面臨的挑戰。其一，地質勘探企事業單位的物探技術不夠先進，沒有引起重視；其二，地球的物理資料沒有唯一性，是隨著時間不斷演變的。產生這一現象的原因有兩點，一是，不同的地質的物質形態以及地質性質對地球物理磁場的影響是相同的；二是，觀測的數據具有局限性。從某種程度上而言，地球物理資料的多變性是阻礙地熱勘探發展的一大關鍵因素；其三，隨著地熱資源勘探范圍加大，對勘探技術的要求也日益增高。隨著我國經濟體制的不斷深化改革，我國本土地熱資源淺層資源開發殆盡，逐步轉向深層開發。由于我國物探技術有限，深層地熱勘探的研發工作還需不斷改進。物探方法的合理應用，可以大大減少這些直接方法的工程量。此外，物探方法的應用，還可以解決一些傳統地質學方法難以解決或無法解決的問題，例如檢測工程處理質量和預測巖溶地質災害等?？梢灶A料，隨著物探方法理論與技術的發展以及在勘察巖溶方面的應用研究的深入，物探方法勘察巖溶的地質效果將會不斷提高，其應用領域也會不斷地得到拓展。

結束語：

總而言之，物探技術優點較多，比如其具有操作簡單、快速、并且參數多等各種特點，能夠科學的顯示某地區的實際地質情況，對該地區的巖溶狀況的勘查探索提供了科學可靠的憑據，在以往的巖溶勘查中表現優異。此外，由于不同地區地質條件不同，勘查工作不能使用一種物探技術，應結合實際地質情況，選擇最佳的物探技術，從而提高勘查的精確度、可靠度，得到想要的勘查資料，促進日后巖溶資源的開發與探索，更好地為我們社會的建設服務，最終將該技術的應用加以廣泛推廣。

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