■王賜鴻（重慶市地勘局208水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊(duì)重慶400700）

如何正確使用地球物理勘探方法為地質(zhì)勘察工作服務(wù)

■王賜鴻
（重慶市地勘局208水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊(duì)重慶400700）

本文結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)，先對(duì)從事地球物理勘探的基本條件進(jìn)行了論述，然后對(duì)地質(zhì)人員使用地球物理勘探方法容易產(chǎn)生的誤區(qū)進(jìn)行了詳細(xì)的概述，希望能為地質(zhì)勘察工作提供一定的參考借鑒。

地球物理勘探地質(zhì)勘察

1　前言

物探全稱(chēng)為地球物理勘探，它是利用不同地質(zhì)體在物理性質(zhì)上的差異所進(jìn)行的一種物理勘探方法，通過(guò)分析、計(jì)算由儀器、設(shè)備所采集的地下地質(zhì)體的物理信息并結(jié)合對(duì)有關(guān)地質(zhì)資料的研究，可判斷、解決探測(cè)對(duì)象在地下賦存的位置、大小范圍和產(chǎn)狀，以及反映相應(yīng)物性特征的物理量等，作出相應(yīng)的解釋推斷。地球物理勘探是地質(zhì)調(diào)查和地質(zhì)學(xué)研究不可缺少的一種手段和方法。

2　從事地球物理勘探的基本條件

（1）物性條件：所研究的地質(zhì)問(wèn)題是否有被探測(cè)出來(lái)的物理異常。如地震勘探是利用物體的密度、強(qiáng)度特性；電法勘探利用物體的導(dǎo)電特性；重力勘探利用物體的密度特性；磁法勘探利用物體的磁性特性；放射性勘探利用物體的放射性特性等。

（2）場(chǎng)地條件：從事的物探工作場(chǎng)地是否滿(mǎn)足選定的物探方法、勘探深度對(duì)場(chǎng)地的坡度、高差的要求。常規(guī)的交、直流地面電法勘探剖面中其勘探深度是供電極距的1/3。總之不同的物探方法對(duì)工作場(chǎng)地有不同的要求并且必須具備人力、設(shè)備能到達(dá)場(chǎng)地的前提條件。

（3）技術(shù)條件：理論上利用不同的物探方法能解決所有的地質(zhì)問(wèn)題（結(jié)合地質(zhì)資料），但受儀器精度、設(shè)備能力、計(jì)算方法的限制而無(wú)法滿(mǎn)足要求。以人工地震勘探為例，要達(dá)到足夠的勘探深度則必須具備兩個(gè)基本條件：儀器靈敏度和震源能量，而這兩者都不可能無(wú)限放大。以交、直流地面電法為例，當(dāng)儀器、設(shè)備一定，隨著勘探深度加大，其供電電流也應(yīng)加大，而供電電流的加大不是無(wú)限的?？傊S著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，儀器、設(shè)備的越來(lái)越先進(jìn)，解決的地質(zhì)問(wèn)題就越來(lái)越廣泛。

（4）人員條件：從事地球物理勘探工作對(duì)工作人員具備的知識(shí)要求較高，技術(shù)人員必須掌握較好的數(shù)學(xué)、物理知識(shí)和基本的地質(zhì)知識(shí)。所以從事地球物理勘探的隊(duì)伍是否具有應(yīng)有的物探知識(shí)是從事物探工作的重要條件。

3　地質(zhì)人員使用地球物理勘探方法容易產(chǎn)生的誤區(qū)

3.1物探的多解性

我們知道，任何物體所產(chǎn)生的物理現(xiàn)象是唯一的，就像金屬銅在電性上呈低阻而空氣在電性上呈高阻一樣，但我們就不能說(shuō)低阻物體就是金屬銅而高阻物體就是空氣。因?yàn)閹缀跛械慕饘傥矬w在電性上均呈低阻而木材、塑料等許多物體在電性上呈高阻。當(dāng)我們已知地質(zhì)體性質(zhì)、型狀、大小、賦承空間位置和產(chǎn)狀等，我們就能計(jì)算和推斷該地質(zhì)體產(chǎn)生的唯一的物理反應(yīng)參數(shù)（物探曲線(xiàn)），這在數(shù)學(xué)上稱(chēng)為正演計(jì)算（簡(jiǎn)稱(chēng)正演）。當(dāng)我們利用儀器、設(shè)備獲取了某一勘探場(chǎng)地的地球物理參數(shù)（物探曲線(xiàn)）來(lái)推斷地質(zhì)體性質(zhì)、型狀、大小、賦承空間位置和產(chǎn)狀等，這就是地球物理勘探，這在數(shù)學(xué)上稱(chēng)為反演計(jì)算（簡(jiǎn)稱(chēng)反演），它得出的結(jié)果不是唯一的，而是有多種可能，這就是物探的多解性。

3.2物探的視力效應(yīng)（個(gè)人術(shù)語(yǔ)）

在巖溶地區(qū)利用地球物理勘探方法探測(cè)一個(gè)直徑約10米的洞穴，如果洞穴的埋深在50米以?xún)?nèi)則可以很容易地探測(cè)到，如果埋深在50米以下或更深就有可能探測(cè)困難或無(wú)法探測(cè)到。地球物理勘探就像人的眼睛一樣，放眼望去，山川、河流盡收眼底，而遠(yuǎn)處的細(xì)節(jié)卻無(wú)法分辨，所以人眼的分辨率由近及遠(yuǎn)是越來(lái)越低。以中淺部勘探為主的地球物理勘探，由于采樣參數(shù)的選擇、人工源場(chǎng)能量大小的選擇往往不能探測(cè)到地下深部的信息；而以深部勘探為主的地球物理勘探，亦因參數(shù)的選擇、人工源場(chǎng)能量大小的選擇和場(chǎng)地條件的限制往往又使淺部成為物探的盲區(qū)。地質(zhì)鉆探則不一樣，就像將遠(yuǎn)處的物體拿到眼前一樣，它的分辨率的相對(duì)固定的（當(dāng)然鉆探所能達(dá)到的深度和工藝是前提條件）。物探的視力效應(yīng)主要是我們現(xiàn)使用的儀器設(shè)備的精度和廣度決定的，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步這一問(wèn)題會(huì)得到改善。

這里談?wù)劦刭|(zhì)人員經(jīng)常誤會(huì)的幾個(gè)問(wèn)題：

（1）為什么地球物理勘探不能單獨(dú)給出確切的地質(zhì)結(jié)論？

這可用前面講到的物探工作的多解性來(lái)回答，我們知道物探只是探測(cè)地質(zhì)體的物理信息，如沒(méi)有區(qū)域地質(zhì)資料，鉆探資料和其它資料則物探就只能推斷出地質(zhì)體在地下空間的分布情況和分布范圍。所以任何以地質(zhì)勘察為目的的地球物理勘探都必須結(jié)合地質(zhì)、鉆探等資料綜合分析判斷，才能得出較準(zhǔn)確的地質(zhì)結(jié)論。

（2）為什么物探推斷的地質(zhì)體的空間分布會(huì)有誤差，有時(shí)會(huì)是較大的誤差？

這個(gè)問(wèn)題一般出現(xiàn)在地面物探中，這里面有幾個(gè)因素：①地面以下的巖土體是非均質(zhì)體，而地球物理勘探的理論是建立在以巖土體是均質(zhì)體為前提的；②物探方法分定量和非定量的，而定量的物探方法亦因地質(zhì)邊界條件的不確定實(shí)際上是半定量的，如電法勘探的電測(cè)深……非定量的物探方法有電法的中梯、聯(lián)剖、四極等；③場(chǎng)地環(huán)境的影響，如地形起伏較大、溝壑較多、電磁輻射較強(qiáng)、不滿(mǎn)足半無(wú)限空間的要求等；④儀器設(shè)備誤差、人員素質(zhì)、方法選擇是否合理。

總之物探定量解釋的誤差一般在±10%左右，當(dāng)影響因素較多時(shí)誤差可達(dá)±30%?，F(xiàn)在建設(shè)市場(chǎng)上的低應(yīng)變基樁檢測(cè)算是精度較高的，但檢測(cè)誤差也在±10%左右，它是由物探的地震勘探方法延伸而來(lái)的。

（3）為什么同樣的地質(zhì)問(wèn)題深度不一樣時(shí)物探的效果不一樣？

這個(gè)問(wèn)題可以用我們前面定義的術(shù)語(yǔ)《視力效應(yīng)》來(lái)解釋。理論上講，物探對(duì)埋深淺的地質(zhì)體勘探精度較高、效果較好；反之物探對(duì)埋深較大的地質(zhì)問(wèn)題一般只解決大的地質(zhì)構(gòu)造如深部巖層產(chǎn)狀、起伏、斷層等，而對(duì)無(wú)規(guī)律的裂隙、破碎、巖溶則分辨率較低。

4　結(jié)束語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，物探儀器智能化程度越來(lái)越高，從現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集到物探資料的處理均實(shí)現(xiàn)了智能化，所以現(xiàn)在有很多從事物探工作的人員對(duì)物探方法的工作原理一知半解，對(duì)計(jì)算機(jī)軟件的依賴(lài)較大，不能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題作出正確的判斷、修正，導(dǎo)致物探成果嚴(yán)重偏離地質(zhì)信息，這值得我們警惕。

[1]顧功敘編.地球物理勘探基礎(chǔ)[D].北京地質(zhì)出版社，1990.

[2]昌格，劉紹文，王良書(shū)等.塔里木盆地現(xiàn)今地?zé)崽卣鳎跩］.地球物理學(xué)報(bào)，2009，52(11):2752-2762.

P624[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-1-228-1