（天津市地質(zhì)調(diào)查研究院 天津300191）

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由于各個(gè)地區(qū)的地形結(jié)構(gòu)復(fù)雜，地質(zhì)構(gòu)造的成分不同，野外的環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，存在著很多因素干擾。因此需要采取先進(jìn)的綜合物探的方法，對(duì)于各地區(qū)的進(jìn)行勘探。如果只應(yīng)用一種物探方法，很容易造成一個(gè)結(jié)論有多種解釋的現(xiàn)象出現(xiàn)。所以對(duì)于一個(gè)地區(qū)的勘探往往是采用多種的物探方法綜合起來運(yùn)用。本文主要講述了物探解釋的相關(guān)理論，并闡述了這些理論的相關(guān)應(yīng)用方法。

綜合物探解釋技術(shù)地質(zhì)結(jié)構(gòu)勘探

1 綜合物探解釋的理論概述

所謂的綜合物探解釋就是指面對(duì)不同的各地區(qū)不同的地形和自然條件，單一的物探方法已經(jīng)不能滿足勘探的要求，需要采取多種的綜合物探的方法相結(jié)合的方式，進(jìn)行多方面的勘探，從而得出一個(gè)較精確的解釋和結(jié)論。在現(xiàn)今的勘探工作中，用到的各種的物探方法主要有：重力、電、磁等綜合勘探方法。現(xiàn)在主要對(duì)當(dāng)今用到的幾種物探方法進(jìn)行一個(gè)詳細(xì)的介紹。

1.1 大地電磁測(cè)深法理論

大地電磁測(cè)深法是將自然中存在的交變電磁場(chǎng)作為磁生地，根據(jù)磁場(chǎng)頻率的大小來達(dá)到這個(gè)地質(zhì)結(jié)構(gòu)深度的方法。其中的原理是運(yùn)用麥克斯韋的電磁場(chǎng)原理，即麥克斯韋方程。因?yàn)榇蟮仉姶艤y(cè)深法中所考慮的電場(chǎng)頻率都要求極低，因此可以將任意隨時(shí)間變化的電磁場(chǎng)經(jīng)過傅里葉變換轉(zhuǎn)變?yōu)橐幌盗械闹C變場(chǎng)。在經(jīng)過一系列的相關(guān)推理，可以知道地質(zhì)結(jié)構(gòu)中介質(zhì)導(dǎo)電性越好，電磁波的周期就越長(zhǎng)，磁場(chǎng)衰竭的速度就越慢，電磁波所穿透的深度也就越深。在大地的電磁測(cè)深法理論中，所測(cè)的電性結(jié)構(gòu)的信息就是電場(chǎng)和磁場(chǎng)在經(jīng)過地質(zhì)結(jié)構(gòu)后所傳回來的。

1.2 重力勘探的理論含義

所謂的重力勘探就是指通過先進(jìn)的電子設(shè)備觀察地球表面的重力場(chǎng)的變化，來查看該地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造和礦產(chǎn)分布的情況。因?yàn)楦鱾€(gè)地區(qū)的巖層結(jié)構(gòu)和地形條件的不同，地質(zhì)結(jié)構(gòu)所組成的巖礦石成分也不近相同。各種的巖礦石不同密度所產(chǎn)生的重力場(chǎng)也是不同的。這些密度差所帶來的重力場(chǎng)的分布的情況，就為我們提供了一個(gè)很好地勘探方法。通過對(duì)這些重力場(chǎng)的分析和計(jì)算，就可以對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)有個(gè)大概的了解，達(dá)到勘探的目的。重力勘探的原理是牛頓的萬有引力公式經(jīng)過一系列的推理和計(jì)算，得出地質(zhì)體剩余質(zhì)量所引起的引力位。再將這個(gè)引力位進(jìn)行求導(dǎo)，從而得到該地區(qū)的重力的情況，進(jìn)而分析出該地區(qū)的重力是否存在異常的狀況。

1.3 磁法勘探原理

磁法勘探顧名思義就是通過觀察該地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)中所產(chǎn)生的磁性狀況，來分析該地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，達(dá)到勘探該地區(qū)的目的。在磁性勘探法中，因?yàn)楦鱾€(gè)地區(qū)的復(fù)雜條件帶來的種種因素。所以在進(jìn)行磁法分析時(shí)，要進(jìn)行一系列的磁法資料的收集和計(jì)算。通過這些計(jì)算得出，可以知道該地區(qū)的磁異常值是實(shí)測(cè)異常值和個(gè)改正量的總和。同時(shí)磁法資料的收集與整理有日變改正、基點(diǎn)改正、正常場(chǎng)改正、高程改正等方法。在磁法資料處理過程中一般要經(jīng)過這幾個(gè)步驟的。即極化處理，區(qū)域磁異常的提取，剩余磁力異常提取三個(gè)步驟。

2 綜合物探解釋在地質(zhì)構(gòu)造中的應(yīng)用

2.1 大地電磁方法的應(yīng)用

經(jīng)過半個(gè)世紀(jì)的快速發(fā)展，大地電磁測(cè)深法得到了廣泛的應(yīng)用。這不僅僅是因?yàn)樵摽碧椒椒ǖ目碧降纳疃壬?，?duì)低阻的感應(yīng)靈敏和不受高阻層的屏蔽的影響等優(yōu)勢(shì)。也是因?yàn)樵谶@幾十年中，這種勘探方法在野外收集采集數(shù)據(jù)，相關(guān)資料的處理、正反演和解釋方法等方面不斷地改進(jìn)和優(yōu)化。這種快速的發(fā)展速度，使得其在眾多的勘探法中脫穎而出，成為廣大的地質(zhì)研究中所喜愛的技術(shù)和方法。為了滿足勘探地質(zhì)的要求，現(xiàn)在的大地電磁方法在數(shù)據(jù)處理和正反演的方面發(fā)展了一些先進(jìn)的解釋方法，如遠(yuǎn)參考道分析法、robust處理技術(shù)、一維bostic反演法等。遠(yuǎn)參考道分析法的目的是減少電磁噪聲對(duì)大地電磁阻抗估算的影響。Robust處理技術(shù)也是降低在計(jì)算過程中誤差所帶來的影響。而一維bostic反演法相對(duì)于二維的，其運(yùn)算更加簡(jiǎn)便，計(jì)算出來的結(jié)果的解釋也具有唯一性。

2.2 重力勘探方法的應(yīng)用

重力勘探方法在地質(zhì)探究中的應(yīng)用使探明地質(zhì)結(jié)構(gòu)中物性不均和物性界面起伏的情況。一般告知重力的異常分布的點(diǎn)和變化情況，來探明場(chǎng)源的信息，這種方法就為重力的反演法。在地質(zhì)結(jié)構(gòu)探究中最常用的有特征點(diǎn)法、任意點(diǎn)法、選擇法、最優(yōu)化選擇法。特征點(diǎn)法是根據(jù)重力場(chǎng)上的異常點(diǎn)，如半極值點(diǎn)、極值點(diǎn)、拐點(diǎn)等，根據(jù)這些點(diǎn)來確定地質(zhì)物體的形狀。其優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單。任意點(diǎn)法是分析異常觀測(cè)曲線上的任意點(diǎn)來進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。選擇點(diǎn)法是在建立在初始模型的基礎(chǔ)上，進(jìn)行正演計(jì)算，得出數(shù)值。然后與實(shí)際的數(shù)值進(jìn)行比較，如果差異較大，則進(jìn)行修正，多次的重復(fù)，直到與實(shí)際值偏差不大為止。最優(yōu)化選擇法是根據(jù)應(yīng)用數(shù)學(xué)中求多參量的非線性函數(shù)極值的最優(yōu)化的方法衍生出來的一種方法，該方法具有高度的自動(dòng)化特性，得出的結(jié)果也是比較接近事實(shí)的。

2.3 磁法勘探方法的應(yīng)用

磁法勘探在地質(zhì)勘探中的應(yīng)用主要是根據(jù)磁性的異常變化來探查地質(zhì)體的形態(tài)結(jié)構(gòu)。該種方法也被稱為磁異常的反演法，這種方法也分為時(shí)間域和空間域。磁異常發(fā)反演法與重力場(chǎng)反演法相似，現(xiàn)在勘探中經(jīng)常用到的有特征點(diǎn)法、切線法。特征點(diǎn)法也是利用磁線上的異常點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算的，其計(jì)算過程相對(duì)的簡(jiǎn)單，但是抗干擾的能力較弱，容易造成誤差。因此，這種方法往往只在簡(jiǎn)單的磁性光滑中運(yùn)用。切線法相對(duì)特征點(diǎn)法，不用考慮磁化強(qiáng)度和形體的形狀，因此在實(shí)際的地質(zhì)勘探中應(yīng)用的會(huì)更多。

3 結(jié)論

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)于地質(zhì)結(jié)構(gòu)的勘探研究也相應(yīng)的增多起來。面對(duì)現(xiàn)在的復(fù)雜的地質(zhì)問題，單一的物探解釋已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足勘探的要求。為了對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行更詳細(xì)的研究，保證地質(zhì)結(jié)構(gòu)勘探的精確性，需要采取綜合物探解釋法。為此，本文論述了綜合物探基本理論和其在勘探中的應(yīng)用。

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綜合物探解釋在地質(zhì)構(gòu)造研究的應(yīng)用

■陳浩輝 朱翔鵬 徐方

P62[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-10-242-1