張振宇，袁桂琴，孫躍，王之峰

(1.國(guó)家現(xiàn)代地質(zhì)勘查工程技術(shù)研究中心, 河北 廊坊 065000;2.自然資源部 地球物理電磁法探測(cè)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 廊坊 065000;3.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院 地球物理地球化學(xué)勘查研究所，河北 廊坊 065000)

0 引言

我國(guó)地質(zhì)調(diào)查地球物理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)從無(wú)到有，從零散到成系列，前后經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展歷程[1]?？梢哉f(shuō)，有代表性的3個(gè)時(shí)期奠定了目前地質(zhì)調(diào)查地球物理勘查技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系的基礎(chǔ)。一是20世紀(jì)60年代，我國(guó)地球物理勘查處在大發(fā)展階段，地球物理勘查技術(shù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也開(kāi)始陸續(xù)研究制定；二是20世紀(jì)90年代在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中多種新地球物理技術(shù)方法面臨無(wú)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可循，大量生產(chǎn)性地球物理勘查工作行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)需要修訂的情況下，在原地質(zhì)部、地質(zhì)礦產(chǎn)部主導(dǎo)下，制修定出一大批地球物理勘查工作中急需的行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為當(dāng)時(shí)地球物理技術(shù)方法規(guī)范化工作程序的建立起到重要作用；三是進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)地質(zhì)調(diào)查工作出現(xiàn)了繁榮期，市場(chǎng)活躍、需求旺盛，強(qiáng)大動(dòng)力促進(jìn)了地球物理新方法新技術(shù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定和老標(biāo)準(zhǔn)的更新，標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作進(jìn)程明顯加快，基本滿(mǎn)足了各種地質(zhì)調(diào)查活動(dòng)對(duì)地球物理技術(shù)應(yīng)用的需求。隨著我國(guó)地質(zhì)調(diào)查的轉(zhuǎn)型發(fā)展，堅(jiān)持需求導(dǎo)向、問(wèn)題導(dǎo)向原則，面對(duì)復(fù)雜的地質(zhì)問(wèn)題，多元化的服務(wù)對(duì)象，地球物理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系也應(yīng)保持“先進(jìn)性、有效性和適宜性”。

1 地球物理勘查技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

地球物理勘查方法按工作原理分為重力、磁法、電法、地震、放射性等，各種方法是針對(duì)不同的地球物理場(chǎng)而提出并發(fā)展起來(lái)的。地球物理勘查技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)伴隨著地球物理技術(shù)方法的發(fā)展與應(yīng)用而產(chǎn)生，分為通用標(biāo)準(zhǔn)和方法技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。通用標(biāo)準(zhǔn)包括技術(shù)符號(hào)、計(jì)量單位、圖式圖例標(biāo)準(zhǔn)及地球物理專(zhuān)業(yè)各方法共同遵守的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)；方法技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是按重力、磁法、電法、地震、放射性等方法制定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。地質(zhì)調(diào)查地球物理現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系見(jiàn)表1，共有46項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)[2]，包含國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng)、地質(zhì)礦產(chǎn)領(lǐng)域行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)38項(xiàng)、中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局標(biāo)準(zhǔn)5項(xiàng)。除9項(xiàng)通用標(biāo)準(zhǔn)和物化遙綜合標(biāo)準(zhǔn)外，包含重力標(biāo)準(zhǔn)5項(xiàng)、磁法標(biāo)準(zhǔn)4項(xiàng)、電法標(biāo)準(zhǔn)16項(xiàng)、地震標(biāo)準(zhǔn)7項(xiàng)、放射性標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)、測(cè)井標(biāo)準(zhǔn)4項(xiàng)，這些標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成了基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查、能源資源勘查、地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查、工程勘察和地下空間探測(cè)等方面地球物理工作共同遵守的技術(shù)文件，支撐著地球物理勘查技術(shù)在地質(zhì)勘查中更好地發(fā)揮作用。

依據(jù)表1可知，從標(biāo)準(zhǔn)首次發(fā)布時(shí)間看，20世紀(jì)90年代首次發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)27項(xiàng)，占現(xiàn)行地球物理標(biāo)準(zhǔn)總量的58.7%；2000～2009年，標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作活躍度不高，首次發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)僅為4項(xiàng)，占比8.7%； 2003～2013年是地球物理工作高速發(fā)展的十年，伴隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展和對(duì)能源資源需求的激增，地質(zhì)行業(yè)迎來(lái)春天，地球物理技術(shù)在資源、能源、環(huán)境、工程等多個(gè)方面得到廣泛應(yīng)用。這一時(shí)期，對(duì)不能滿(mǎn)足工作要求的老標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了更新?lián)Q代，同時(shí)對(duì)無(wú)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可循的新技術(shù)方法，迫切需要制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以便為新方法推廣保駕護(hù)航。近十年來(lái)，首次制定出新行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)15項(xiàng)，占標(biāo)準(zhǔn)總量的32.6%，對(duì)20世紀(jì)90年代發(fā)布的16項(xiàng)老標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂或正在修訂，占老標(biāo)準(zhǔn)總量的59%。地球物理勘查標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作的持續(xù)開(kāi)展，使地球物理勘查技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系得到極大更新和完善，提升了地球物理技術(shù)在地質(zhì)工作中的支撐服務(wù)能力。

表1 現(xiàn)行地質(zhì)調(diào)查地球物理技術(shù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

表1中地質(zhì)礦產(chǎn)領(lǐng)域行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(DZ/T)共38項(xiàng)，在現(xiàn)行地質(zhì)調(diào)查地球物理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系中占據(jù)主導(dǎo)地位。其中，標(biāo)齡達(dá)20年以上的標(biāo)準(zhǔn)有18項(xiàng)，6～20年的標(biāo)準(zhǔn)有5項(xiàng)，5年以?xún)?nèi)的標(biāo)準(zhǔn)有15項(xiàng)，現(xiàn)行地質(zhì)調(diào)查地球物理技術(shù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)見(jiàn)表2。

表2 現(xiàn)行地質(zhì)調(diào)查地球物理技術(shù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)

2 正在制定中的地球物理技術(shù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

地球物理勘查技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定以需求為導(dǎo)向，以學(xué)科發(fā)展、技術(shù)進(jìn)步和綜合應(yīng)用成果為基礎(chǔ)，在達(dá)到方法工作精度要求的前提下有利于提高工作效率，促進(jìn)新方法新技術(shù)應(yīng)用。目前，結(jié)合地質(zhì)調(diào)查多門(mén)類(lèi)工作需求、技術(shù)方法自身的應(yīng)用情況以及目前正在開(kāi)展的研究項(xiàng)目，重點(diǎn)圍繞清潔能源頁(yè)巖氣、煤層氣、干熱巖和航空重力測(cè)量、無(wú)人機(jī)航空磁力測(cè)量、地下電磁波、井間聲波、頻率域航空電磁法等地球物理新方法以及術(shù)語(yǔ)、計(jì)量單位等通用標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展地球物理標(biāo)準(zhǔn)的制修訂工作。目前正在制定的地球物理技術(shù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表3。

表3 制定中的行業(yè)和地調(diào)局地球物理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

3 發(fā)展趨勢(shì)

隨著我國(guó)地質(zhì)調(diào)查的轉(zhuǎn)型發(fā)展，目前已經(jīng)形成的地球物理標(biāo)準(zhǔn)體系不能完全適應(yīng)當(dāng)下我國(guó)地質(zhì)調(diào)查的需求，面對(duì)目前多元化的服務(wù)領(lǐng)域，以及更復(fù)雜的地質(zhì)問(wèn)題，地球物理技術(shù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定需要拓展“新領(lǐng)域”，開(kāi)拓“新思路”。

3.1 地球物理勘查技術(shù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)應(yīng)用轉(zhuǎn)型發(fā)展相適應(yīng)

21世紀(jì)40年代到60年代初是全面建設(shè)小康社會(huì)的關(guān)鍵歷史時(shí)期，也是我國(guó)地質(zhì)調(diào)查工作大轉(zhuǎn)折、大發(fā)展的重要時(shí)期。我們應(yīng)順應(yīng)內(nèi)外部形勢(shì)變化大趨勢(shì)，依托高新技術(shù)、多學(xué)科綜合研究，探索和解決人類(lèi)所面臨的一系列重大地球科學(xué)難題。地質(zhì)調(diào)查工作驅(qū)動(dòng)機(jī)制由供給驅(qū)動(dòng)型逐步轉(zhuǎn)變?yōu)樾枨篁?qū)動(dòng)型，與之配套的地質(zhì)調(diào)查社會(huì)化服務(wù)的領(lǐng)域需要不斷拓寬[3]。在這種背景下，地球物理勘查工作正面臨業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型發(fā)展的挑戰(zhàn)，即主要服務(wù)領(lǐng)域由原來(lái)的地質(zhì)礦產(chǎn)、能源、水資源為主，向?yàn)?zāi)害地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)等多領(lǐng)域轉(zhuǎn)變。僅就在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查方面而言，雖然目前地球物理勘查技術(shù)還很少被直接應(yīng)用于滑坡勘查，但地球物理勘查技術(shù)在該領(lǐng)域展現(xiàn)出較大發(fā)展空間。我國(guó)是一個(gè)地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)的國(guó)家，在各類(lèi)型地質(zhì)災(zāi)害中，滑坡分布范圍較廣，造成的損失也明顯高于其他地質(zhì)災(zāi)害。僅2008年“5·12”汶川地震就觸發(fā)15 000多處滑坡、崩塌、泥石流，導(dǎo)致大約2萬(wàn)人死亡，地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)達(dá) 10 000 余處[4]。災(zāi)區(qū)滑坡快速、有效的排查防治關(guān)鍵在于獲取滑坡體的結(jié)構(gòu)特征。傳統(tǒng)采用的鉆探、土工試驗(yàn)等常規(guī)方法，存在所獲得的滑坡信息量較少、成本高及工作效率較低等不足。近幾年，運(yùn)用綜合地球物理勘查方法，查明地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題成為主流趨勢(shì)[5-6]。國(guó)外高分辨率的地質(zhì)雷達(dá)在滑坡體上的應(yīng)用很普遍，驗(yàn)證手段也很豐富。探地雷達(dá)與電阻率法、激發(fā)極化法、地震法(反射法、折射法)、面波譜分析法、電磁法和地面激光掃描等方法的組合應(yīng)用及相互驗(yàn)證能更有效地提高探測(cè)結(jié)果的可靠性[7]，國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域與國(guó)外存在較大差距，需要加大地球物理勘查技術(shù)在滑坡領(lǐng)域的應(yīng)用研究。因此，隨著地球物理技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，地球物理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的適應(yīng)性應(yīng)隨之進(jìn)行調(diào)整。

3.2 綜合地球物理勘查技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)需求趨勢(shì)明顯上升

總體看，目前地質(zhì)調(diào)查中地球物理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以單方法技術(shù)應(yīng)用為主，綜合性標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)較少；現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)注重方法應(yīng)用的通用性，在不同應(yīng)用領(lǐng)域適應(yīng)性方面偏弱。例如，在海陸過(guò)渡地帶灘涂區(qū)開(kāi)展地球物理調(diào)查，面臨交通不便、鹽分含量高、受潮汐時(shí)間約束儀器設(shè)備布設(shè)及數(shù)據(jù)采集效率低等不利因素[8]，照搬陸域地球物理技術(shù)方法在灘涂區(qū)工作難以取得滿(mǎn)意的勘查成果，現(xiàn)行的淺層地震、瞬變電磁法、大地電磁測(cè)深等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)多適合在陸地開(kāi)展工作。所以應(yīng)綜合研究灘涂區(qū)淺層地震、海上單道(多道)地震、張量可控源大地電磁法、瞬變電磁法、微動(dòng)測(cè)量、淺地層剖面等多種地球物理方法的適應(yīng)性，確定適合灘涂區(qū)工作的合理技術(shù)方法組合和技術(shù)參數(shù)，研究?jī)x器設(shè)備、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理及安全保障措施等與陸域差異化的要求，形成適應(yīng)灘涂區(qū)地球物理工作要求的標(biāo)準(zhǔn)文件，解決單方法標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)性弱的問(wèn)題。當(dāng)前面臨的多是較復(fù)雜地質(zhì)問(wèn)題，由于所要解決的地質(zhì)問(wèn)題的復(fù)雜性與多樣性，以及各種地球物理方法所能解決地質(zhì)問(wèn)題的有限性，不得不采用多種地球物理技術(shù)方法進(jìn)行綜合研究、綜合解釋?zhuān)行p少地球物理勘查異常解釋中的多解性問(wèn)題，提高勘查的準(zhǔn)確性和精度，為此制定綜合性地球物理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)將成為今后地球物理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作的發(fā)展方向。

3.3 依據(jù)方法技術(shù)進(jìn)步，及時(shí)制修訂行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

面向資源、環(huán)境、地下空間、地質(zhì)災(zāi)害等多應(yīng)用領(lǐng)域，通過(guò)創(chuàng)新研發(fā)與改進(jìn)完善并重的發(fā)展途徑，逐步形成對(duì)多領(lǐng)域支撐能力強(qiáng)的地球物理技術(shù)體系和與之配套的標(biāo)準(zhǔn)體系。評(píng)估地質(zhì)調(diào)查中地球物理技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀和技術(shù)應(yīng)用效果，確定地球物理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作的必要性。不合時(shí)宜的過(guò)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修訂，對(duì)于尚無(wú)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的新技術(shù)方法，應(yīng)把握標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象的最佳時(shí)機(jī)?？傊?，在綜合評(píng)估技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀和地質(zhì)勘查任務(wù)需求的基礎(chǔ)上，保持技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)發(fā)展的協(xié)調(diào)一致，確保地球物理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)性、有效性和適宜性，為地球物理技術(shù)在更多領(lǐng)域發(fā)揮高新技術(shù)優(yōu)勢(shì)作用提供標(biāo)準(zhǔn)保障。

4 結(jié)論與展望

標(biāo)準(zhǔn)來(lái)源于實(shí)踐活動(dòng)，其產(chǎn)生的基礎(chǔ)是科學(xué)研究和技術(shù)進(jìn)步的成果，是實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的高度總結(jié)。受行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)委托，在中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局統(tǒng)一部署下，通過(guò)多年持續(xù)開(kāi)展地球物理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作，已經(jīng)逐步形成了較為完善的地質(zhì)調(diào)查地球物理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，有效提升了地球物理勘查技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)性、有效性和適宜性，發(fā)揮了標(biāo)準(zhǔn)的引領(lǐng)作用，同時(shí)基本滿(mǎn)足了地質(zhì)調(diào)查工作對(duì)地球物理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的需求。隨著地質(zhì)調(diào)查地球物理技術(shù)從以礦產(chǎn)、能源、地下水等勘查為主，轉(zhuǎn)向、深部、環(huán)境、地下空間探測(cè)、地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查等多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，地球物理勘查技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)注重方法應(yīng)用領(lǐng)域適應(yīng)性、綜合地球物理方法解決復(fù)雜地質(zhì)問(wèn)題的效果以及新方法新技術(shù)的應(yīng)用效果。

展望未來(lái)，地球物理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制修訂應(yīng)始終與技術(shù)發(fā)展密不可分，以需求為導(dǎo)向，以技術(shù)方法應(yīng)用成果為基礎(chǔ)，不斷建立與完善地球物理勘查技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。其發(fā)展趨勢(shì)，一是跟蹤技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域拓展和業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型發(fā)展動(dòng)向，及時(shí)制定或修訂地球物理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，滿(mǎn)足多要素多領(lǐng)域勘查工作的需要；二是地質(zhì)勘查工作對(duì)綜合性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的需求加大，有效方法技術(shù)組合將是綜合性地球物理勘查技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的重要的內(nèi)容，傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)編寫(xiě)思路受到限制，形成新的標(biāo)準(zhǔn)編寫(xiě)思路是必然趨勢(shì)；三是關(guān)注新方法新技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)，抓住標(biāo)準(zhǔn)制定最佳時(shí)機(jī)，為新方法新技術(shù)推廣提供標(biāo)準(zhǔn)保障。