地质勘查的方法范文

时间:2023-12-27 17:56:01

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地质勘查的方法

篇1

关键词:新时期;地质勘查技术;原则;方法

引言

科学技术在社会生产力发展中所发挥的作用无疑是决定性的。现代社会,随着科学技术的繁荣昌盛,社会生产力也发展到一个很高的水平。在各行各业中,科学技术都充分体现出第一生产力的巨大作用。在地质勘探领域,先进科学技术的应用,促进了新的地质勘探理论的形成,为我国地质勘探工作的快速发展创造了有利的发展空间。在矿床开发领域方面,科学技术的成熟,使得改善矿床开发能力技术日渐丰富,矿产开发社会效益和经济效益得以不断增加。

1 新时期地质勘查的主要技术要求

1.1 建立健全科学高效的地质勘查管理体制

科学高效的管理体制是所有项目健康开展、顺利实施的客观基础。地质勘查作为国家经济发展的前期基础性工作,其工作质量和效率离不开科学完善的管理体制的支持。地质勘探是项涉及内容众多的系统工程,要保证各项工作有序进行并取得实效,政府以及有关部门必须予以充分重视,并根据地质勘查工作的具体内容、种类等时机情况,设置并不断完善地质勘查工作管理体系和运行机制,特别是随着市场经济体制改革的不断深入,通过市场手段对地质勘测市场予以资源优化配置,政府发挥行政管理职能部门作用,构建平台,引入民间资本,建立符合社会主义市场经济特点的地质勘查机制,实现地质勘测的市场化,从而推动地质勘测工作的健康发展。

1.2 遵照客观规律,合理布局,保障地质勘查工作健康发展

要在充分考虑我国地质条件和资源分布的具体情况的同时,加强对我国国民经济发展的实际要求研究与分析,合理布置地质勘查工作区域,严格控制地质勘查工作中的商业行为,确保我国地质勘查工作的发展健康有序,资源获得高效利用。

1.3 推动新技术、新设备、新方法在地质勘查领域的应用,提高地质勘查技术水平

地质勘查本身包含大量技术性工作,其中所蕴含的技术水平与地质勘查工作质量、效率、效益有着直接且密切的关系。因此,要发展地质勘查事业,就必须大力推进科技创新。地质勘查工作科技创新包括两个方面:一是勘查工作本身技术手段的创新,要大力推进新思路、新方法、新设备的研究与实践工作,加强国外先进技术、设备的吸收和引入工作,同时要大力发展本国的技术力量,在借鉴先进技术的基础上,推陈出新,加快地质勘查工作的现代化升级。二是充分重视地质条件在地质勘查技术创新工作中的重要作用,注重将地质本身的地域优势转换成科技创新的有利条件,从而为成矿理论和地质勘查技术的的进一步发展创造有利环境。此外,信息化建设也是地质勘查工作当前所面临的重要任务之一。随着信息技术的日渐成熟,当代社会已经进入信息时代,信息技术的广泛应用,促进了社会经济、生产、生活等各方面的发展。地质勘查作为经济生产的前期要件,其工作内容中又涉及到大量数据、信息的采集、管理、分析与使用,开展信息化建设,无疑是地质勘查工作现代化建设中的重要环节,同时对于地质勘查科技创新工作也有着十分突出的推动作用。

1.4 推动地质勘查领域向更广阔空间迈进

地质勘查工作是为经济发展、生产建设而服务的。在地质勘查工作中,要充分重视地质勘查工作与经济、社会发展实际需求相结合,正确、适当使用现有的客观条件,不断拓展地质勘查工作范围。要以丰富的地质条件、资源条件和良好的环境作为地质勘查工作的出发点,对于将要勘查的地质区域进行有针对性的勘察,坚持重点领域重点勘查的工作方针,加大对重点区域的勘查资源投入额度,促进重点区域勘查工作效率的显著提升,提高地质勘查工作的效率,扩大地质勘查工作的应用以及服务领域。

2 新时期地质勘查的技术方法介绍

2.1 地质方法

地质方法是地质勘查领域传统技术方法,也是应用最为广泛的勘查手段,主要包括全球定位法、遥感地质法、地质填土法、重砂测量法、数学地质法等方法。

2.1.1 全球定位地质勘查法

该方法最主要的技术特点,就是对GPS定位技术的应用。通过使用GPS卫星对目标地区进行勘测定位,并利用全球定位系统的技术原理,对目前区域所在位置、方位的确定,是全球定位地质勘查法的基本原理。该技术能够适应各种天气条件下的精准定位,整个定位过程耗时较短,对于操作人员的技术要求也比较有限。

2.1.2 遥感地质法

遥感地质法是将遥感技术应用到地质勘查领域的一项重要成果。安装在遥感平台上的传感器对目标区域发射电磁波,使用专业设备对反射回来的电磁波进行采集、整理、分析从而得出目标区域的地质信息数据。是遥感地质勘查技术的基本原理。遥感地质法能够以较快的速度和较低的成本进行大范围地质勘测,是当前地质勘查,特别是区域地质勘查工作的重要手段之一。

2.2 数字摄影测量勘查法

该技术是信息技术高度发展后所形成的新型勘查技术。数字摄影测量勘查法统筹运用了计算机技术、数字影像处理、影像匹配等种学科技术,通过对测量区域的数字摄影所采集到的信息进行综合分析,利用数字影像和摄影测量的基本原理,从而得到目标地质情况数据信息。凭借先进的技术设备,数字摄影测量可以在短时间内对大范围区域进行高精度测量,不但数据采集量大,而且系统设备便于携带,具有良好的环境适应性,适合对复杂区域的地质勘查工作。在地质勘查工作中,利用数字影像和卫星遥感对地质进行勘查测绘,可以使所采集的数据图像更有丰富性、实时性、精确性。

2.3 地球化学测量方法

地球化学测量方法是利用化学手段,通过对目标区域采集的样本进行定量、定性分析,从而判断矿藏资源情况的一种重要方法。该技术常见于矿产地质勘查工作中。

3 结束语

经济发展离不开矿产资源的支持,城市建设规划的实施必须要以精确的地质数据信息为基础,而这些都是地质勘探工作的服务范围。此外,抢险救灾、抗震防洪等社会公共安全事业的有效开展,同样离不开地质勘查工作的大力支持。随着我国有中国特色的社会主义建设事业的稳步推进,地质勘查工作在社会发展中所发挥的经济意义会越来越大。地质勘查单位要充分认识到本职工作的重要性,不断完善勘查体系建设,提高勘查水平,科学选择、正确使用适当的地质勘查技术方法,为我国地质勘查事业的健康发展添砖加瓦。

参考文献

篇2

在铁矿地质勘探中,首要的是确定地质勘查类型,一个矿区勘查类型的确定要遵循从实际出发,追求最佳效益的原则。根据矿体的分布、大小、形状、结构复杂性和矿石质量的变化等,按照控制矿体的程度可分为简单、中等和复杂的矿石(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)三种类型。中国铁矿石的地质勘探工作,通常通过经验法、类比法、勘探线剖面精度分析,数据比较法来确定勘探工程的类型和程度。近年来开始与数理统计分析方法确定矿床勘探程度,地质类比法是一种常见的方法。在中国的铁矿石,Ⅰ类型南芬铁矿石由变质作用、海洋沉积的起源彭日成堡铁矿石;第Ⅱ类型的岩浆成因的攀枝花铁矿,通常接触交代型和火山岩型铁矿床;Ⅲ型铁矿石形式是复杂的,变化大,不稳定,矿石质量和数量不连续分布等。

2铁矿地质勘探程度和深度

铁矿石勘探基于矿山建设和生产的深度来确定实际需求。根据我国当前的铁矿石开采技术条件勘探深度是300米,500米。确定铁矿石勘探深度的规范,它是根据10米深挖掘,下降的高度计算服务勘探深度。矿床的勘探深度。大型矿床勘探分阶段进行,以防止早期勘探和导致浪费。

3铁矿勘探技术要求

①基本分析。主要的铁矿石组件需求根据矿石类型分段连续取样,样本一般长0.3米到2米,轴和隧道抽样一般通过开槽方法,截面规格5厘米×2厘米到10厘米×3厘米。磁铁矿石或其他类型与磁性铁矿石、矿体是Tfe分析项目,mFe、赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿Tfe。有用的相关联的矿石、复杂成分的有害杂质,如要求的变化和工业指数根据其内容、基本分析是确定或投资组合分析来完成的。②投资组合分析。找出有用的和有害成分的含量和分布,并计算相关的有用的资源/储量组成。复合试样群矿体,矿石类型等根据工程的结合,体重100-200克,一般从消极的基本分析样品根据样本长度成比例。分析项目通常根据光谱分析和化学分析的结果,分析项目主要是二氧化硅、硫、磷等。③光谱分析和化学分析。前者是了解矿石和围岩中的元素和它的一般内容和完成项目的化学分析的基础上,确定矿体的不同部分的样本和不同类型的矿石样本。定量找出主要元素在各种矿石类型和成分,确定铁矿石的性质和特点,在全面分析和评价的基础上。从组合分析提取的样品或副样品,或单独的代表性样本的集合。每个矿石类型通常需要1-3块,所有的分析结合应该在99.3%到99.3%之间。④阶段分析。主要物理化学相分析方法用于确定发生的铁矿石的内容和分配率,确定矿物天然成分、矿石矿物冶炼和加工提供了依据和条件。铁矿石相分析和磁铁的一般分析两种方法,主要含铁、铁碳酸盐、铁硫化物和硅酸盐红褐铁矿等五类。⑤单矿物分析。找到铁矿石矿物化学成分、赋存状态相关的有用的组件和分布,主要用于工业使用确定矿物冶炼和过程。简单的单矿物分离样品的重量2-20克。铁矿石样品处理进行按照公式,价值通常使用0.1-0.2,在3%-5%,并检查样品,样品进行分类误差不超过3%。化学测试必须进行内部和外部的质量检验,确定基本的随机分析和系统误差。内检数量分别为基本分析数量的10%和组合分析样品数量的3%-5%,外检数量分别为基本分析数量和组合分析样品数量的5%,样品数量少时,内、外检数量不得少于30件。铁矿石的化学分析和阶段分析随机误差不得超过允许的“规范”的规定。

4矿区水文地质勘探技术要求

铁矿地质水文地质勘探阶段需要执行。普查阶段基于区域水文地质条件的分析,结合特定的水文环境以及地址检查矿井水文地质条件,详细勘察相应的矿井水文地质调查和简易水文观测;矿业勘探阶段需要详细的部署矿井水文地质调查和水文地质调查工作。矿井水文地质工作是基于区域水文地质条件的研究,确定矿床的成因,矿床水文地质条件复杂,各种各样的特征和开采含水层。通过特殊水文地质工程和抽水试验,获得可靠的水文数据。正确计算涌水量,采取正确地采矿方法和矿井水和防水措施。

5矿床技术经济评价的要求

篇3

【关键词】水文地质;涌水量;预测

铁矿石和大理石都作为主要的矿产资源,在人类的生产和生活中起到了重要的作用。早在几千年以前,人类就开始使用铁器,而且铁矿石的冶炼标志着人类进入了文明时代。铁矿石是钢铁工业发展的物质基础,给钢铁工业的可持续发展提供了基本保证。从我国建国以来,钢铁工业得到了快速的发展,但是我国铁矿石的生产能力却较为低下。

1、工程概况

云南省某矿区主要以铁矿和大理石为主,同时也是有名的岩溶大水矿区。该矿区处于北纬二十五度,相关的地质勘查报告显示,该矿区有铁矿石量大约五百一十万吨,有大理石矿石大约五千三百九十万吨,分布在F18以北、F19南西、F22南东、F3北东以及F1北西的范围内,由于形态受到了断裂的控制与营销,厚度不同,该矿区的总体产状朝北东倾斜,倾角大约是15°到40°。该矿区处于两条北西和南东走向的地表分水岭之间,有常年溪流从该矿区经过,南东侧的大格沟口为该矿区的最低点,为当地最低侵蚀基准面。

2、对矿坑涌水量的预测

抽水或者是放水试验作为矿区水文地质工程的一部分,在1982年某地质对在该矿区进行了局部的抽水和放水试验,但是由于多方面的原因,比如观测点不多、时间短以及降深小等,没有将边界条件暴露出来,也没有将断层破碎带的导水性和具体产生影响范围确定出来,因此也无法反映将矿坑实际的涌水量反映出来。本次在相关部门的配合下,有针对性的进行了大型的放水试验,试验实现最大的降深为89.64m,总共设立了31个观测点,试验经历了八十天的时间。由于采用爆破的方法进行放水试验,岩溶的承压水会在一瞬间释放出来,最大的瞬时流量高达965.49ll/s,而由于含有大量的泥沙,容易将爆破口堵住,流量的变化较大,很难实现对放水位置的降深进行观测,因此采用了用泰斯水位恢复法来对矿坑的涌水量进行预测,根据在试验中的观孔的恢复水位以及流量等数据,将不同范围内不同的降深的矿坑涌水量计算出来,然后采用模拟法对矿坑涌水量进行预测。泰斯水位恢复法原理是指如果是在相同含水层中,水位升降的标准高度一样时,排除和补给的流量也是相同的,该原理的优点是补给量和放水期间的平均流量是相等的,而且是一个常量,如果水位降深和恢复水位相等时,就可以通过公式Qg=Q放/t来将矿坑的涌水量计算出来。

2.1非稳定流理论对矿坑涌水量的预测

在测知含水层渗透系数之后,采用非稳定流方法对矿坑涌水量进行预测,然后利用数学公式计算出抽水能力及开采速度。在矿坑规模给定之后,进过某一深度一定时间的抽水之后,得出矿坑的最大涌水量,主要原因是水位的下降能力取决于抽水能力,不管是何种过程都要通过时间经历。通过方程给出了水位深度、涌水量及时间三者的关系。如果含水层系数为a,透水系数为K,含水层的厚度为h0,则有公式:

其中,Srt表示r处在时间t中的水位降深,单位m;Q表示预测涌水量,单位m3;h0表示含水层厚度,单位m;K表示透水系数,单位m/d;A表示导压系数m2/d;T表示抽水时间;ri表示主井与映射井间的距离,单位m。

2.2稳定流理论对矿坑涌水量的预测

根据矿坑系统的范围对抗坑引用半径r0进行确定,假设该范围为一圆面积,该圆半径即为引用半径,一般情况下,引用半径的计算与矿坑系统的几何形态相关,其计算公式不同。本文所述矿坑可根据以下公式对其涌水量进行计算:

然后根据公式:可以求得矿坑的涌水量。

3、矿坑涌水量预测方法评述

依据放水试验得到的相关数据来度岩溶的净储量进行预测,并对矿坑的涌水量进行预测,预测的结果是已知的。经过预测,矿坑正常涌水量为9453m3/d,最大矿坑涌水量为10597m3/d,根据放水试验所得的数据,对岩溶含水层的静储量也进行了预测以及地表水灌入矿坑的最大涌水量都进行了预测。等到本次水文勘测结束之后,可用原来的放水位置继续排水五十五天,在对矿坑的涌水量进行实际测量,测量的结果和利用泰斯水位恢复法结合模拟的方法所得的结果非常接近,预测和实测的矿坑涌水量的误差不大于百分之一,精度非常高。由此可以证明,在水文地质条件复杂的情况下,如果进行岩溶大水矿区的大降深以及大流量的水文试验时,而且主孔和观测孔的水位和流量都不稳定的话,可以采用观测孔或者是主孔的恢复水位,使用泰斯水位恢复法结合模拟的方法对矿坑的涌水量进行预测,该种预测方法在很大程度上提高了预测的精度。

4、断裂破碎带和岩层富水性

4.1断裂破碎带富水性

根据钻孔和相关调查资料可以得知,F18、F16以及F3为含水断裂破碎带,而F19、F5以及F1等断裂破碎带的导水性和富水性是由两盘岩层的富水性来决定的。在该区内,规模最大的F3为一正断层,该破碎带宽窄不一,最宽处可达到一百零五米,最厚处为四十二米的溶洞破碎带。铁矿的顶板、大理岩矿的底板、砂砾岩以及组片岩共同构成了断层上盘,下盘则是变质砂岩。在八百米以下,断层的倾角变小,以铁矿断块、大理石和粉砂岩为主,胶结不好,上盘和下盘都和含水丰富的铁矿层和大理岩层相接触,和大理岩接触会出现岩溶构造和溶洞破碎带。F3破碎带在标准高度为六百到八百米的范围内,有较强的富水性和导水性。当钻探至这个范围内,有较为严重的漏水现象,会有大量的浓泥浆漏失。F16为走向七十度的斜角枢纽断层,向南西倾斜,倾角大约为45°到50°,破碎带的宽度大约在八到四十三米之间,以泥质的胶结岩石碎块为主,透水性不好,但是当钻进和大理岩接触带的周围会出现严重的漏水现象,有大量的浓泥浆消耗掉,在该区域内有着较强的富水性和导水性。在北段的底溪周围有严重的溢水现象出现,这主要是对岩溶水进行排泄,原来此处有丰富的泉流,但由于近些年来对周围矿产资源的开采,采取了排水措施,现在已经干涸,断层有较强的富水性和导水性能。F1是逆断层,主要分布于F3东部,14线南侧,断层上盘主要以北溪组片岩为主,下盘主要是大理岩,破碎带最厚的能达到四十多米,F5为向北东倾斜的正断层,倾角大概在72°到87°,断层的东盘主要分布有粉砂岩,在断层的西盘上部是泥岩,中部的局部是大理岩,下部主要是以变质岩为主,该断层的导水能力较差。F19为北西走向的正断层,呈现大约20°到75°的角度向着北东倾斜,破碎带呈线状的,通常的宽度在二到十多米之间,当钻进该范围内没有漏水现象出现,可以说明该段的富水性和导水性不强。

4.2岩层富水性

分布在盆地中主要是可溶的大理岩,由于岩溶发育的情况各不相同,因此含水的厚度也会存在一定的差别,根据相关钻孔资料可以得知,该层具有较统一的水面,联通性能较好。在1982年某地质对该层进行了抽水试验,而且该次又进行了放水试验,都充分体现出了该处为极强的富水和矿床的主要充水水源。总而言之,在该矿区内,随着深度的增加,断层和破碎带的富水性的透水性和充水情况也随着发生变化。在垂直方向上,上部以泥质胶结为主,透水性不强,中部富水性强,深部透水性差,通常相对隔水。此矿区水文地质较为复杂。

结束语

用于矿坑涌水量的预测非常困难,我们在操作的过程中要严格按照规定进行,尤其是对复杂矿区的勘探要进行足够的水文观测,进而从根本上保证水文地质工作的质量,为了矿坑建设和开采工作健康有序的开展,在加强矿区水文地质的技术力量的同时,要在最大程度上提高使用资料和综合分析的能力,对试验结果尽量采用多种方法进行分析验证,进而保证其的精度。为矿产资源的开采提供有力的保证,更高的实现为人类生产和生活的服务。

参考文献

[1]叶旺.高州市陈家坡矿段金矿矿坑涌水量预测方法[J].西部探矿工程.2012(1).

[2]陈传芳.福建安溪潘田矿区矿坑涌水量预测方法评述[J].福建地质.2009(4).

[3]罗颖锋.矿山涌水量预测方法对比分析[J].中国西部科技.2012(4).

[4]凌志敏,张新群.矿山环评之矿坑涌水量预测方法[J].西部探矿工程.2010(1).

[5]戴岩柯,崔世新,张坤.水均衡法和数值模拟法在矿坑深部涌水量预测中的比较—以西石门铁矿为例[J].地下水.2010(1).

篇4

矿产勘查工作经常使用地质工作方法以及物探和化探技术,将三者综合使用可以有效提高矿产勘查工作的效率。近几年来,矿产勘查过程中化探技术的使用较为广泛,颇受欢迎,并对物探技术、化探技术进行了分析概述,对矿产勘查工作中地质工作方法的应用进行了探讨。

一、固体矿产地质勘查现状

事实证明我国在地质勘查这一领域还是有所欠缺和不足的,东部地质勘查情况有所进展和进步,西部地区还有很广阔的资源未被开发和合理利用。而要改善这一现状必须加大力度进行地质勘查这一固体矿产资源探寻的基础工作,如果勘查工作质量保证,那固体矿产资源开采也自然会有不一样的成果。

1、忽视地质勘要性

由于这方面领域制定的政策和制度不甚健全,以至于大部分地区和单位忽视了地质勘查的重要性。对此,地质勘查单位改革刻不容缓。统计显示,虽然地质勘查投资很大,但是回馈情况并不明显。

2、人才匮乏

目前,由于环境差、地位低、薪酬低等多方面原因,导致早前员工从头做起的情况越来越少,地质勘查队伍难以阶梯形发展延续,这样使得地质勘查工作更加艰难,更加剧了招生难。人才不足导致地质勘查工作难以进行,更深入影响固体矿产资源的开采工作,如此延续形成了恶性循环的状态。

3、地质勘查工作的技术条件和水平较低

工作中,技术条件和水平的高地对地质勘查的影响不言而喻。当下而言,大部分地质勘查工作者忽视区域布网控制,侧面的对愿网的大局性产生了影响,成本也自然会有所增加。多方面标明我国在地质勘查中的技术和水平都普遍落后,技术革新和技术培养已刻不容缓。

二、物化探测技术在矿产勘查中的应用

1、物探技术的应用。

物探技术指的是地球物理勘查技术,重力、电、放射性、磁效应、地震以及地热都是物探技术的研究领域。物探技术在岩土勘查过程中的应用使得能源矿产的寻找及其范围的扩大、非金属矿藏的勘查、有色金属矿产的勘查等领域都取得了显著的成就。

①浅层地震法

浅层地震法在进行地质勘探过程中是按照地下介质的波阻抗差异,使用纵波进行勘探的人工地震探测方法,浅层地震法广泛应用于岩土工程有关的地质、构造、岩土体的物理力学特性,还可以进行覆盖层厚度的测定,基岩埋深的确定和起伏情况,还可以用来查找构造追索断层等。

②瑞利面波法

瑞利面波法是依据地下介质的物性差异,使用瑞利面波进行岩土勘探的人工地震探测方法。瑞利面波法有能量大,衰减慢的优点,可以在不同介质中传播,在频散曲线上出现异常。广泛应用于探测地下异常体及密度变化情况。

③地质雷达

地质雷达是依据地下介质的电性差异,使用电磁波检测地层分层和地下异常体的检测方法,岩土勘查过程中应根据具体情况选择合适天线。地质雷达广泛应用于基础处理的质量监理,地下洞室开挖,地下异物的预报测深。

④高密度电法

高密度电法原理是通过有效利用地下介质的电性差异,属于人工供电测量一次场分布的探测方法,高密度电法兼备了测深法和剖面法的功能,岩土勘查过程中效率快,信息量大。广泛应用于物探找水,管线调查,采空区、滑坡、岩溶等灾害的物探调查。

2、化探技术的应用。

化探技术即地球化学勘查技术,勘查金属矿产过程中使用化探技术可以有效提高勘查效果。化探技术凭借明显的勘查效果和直接性广泛应用于贵金属矿产勘查过程中。地球物质特殊存在形式和迁移运动机制已经引起了岩土勘查界的广泛关注,地球化学勘查方法的开发研究也得到了推动。

3、勘查手段的区域选择

篇5

关键词:联合剖面法;视电阻率;工程地质勘查;推断分析

中图分类号:TU195

文献标识码:B

文章编号:1008-0422(2008)07-0169-02

1 拟建场址地质概况

1.1 勘查目的任务

湖南一新建大型工业厂房工程,占地约40hm2。第四纪浮土覆盖,野生植被不发育;地形由西向东逐渐抬高,标高在200m~225m之间。本次勘查的目的任务是:初步查明场地覆盖层厚度,洞穴分布及断裂分布特征,为场地建筑的适宜性作出评价。

1.2 地质地球物理特征

1.2.1 场区地质特征

场区均被第四系(Q4)冲积层覆盖,总厚约6~18m。上部主为粉质粘土(含耕植土),下为5~10m的砂层和砂卵石土层,砂卵石层中含有砂金,场地内留下了显露和隐覆的古采金空洞,大多垮塌或半充填,分布无规律,给工程勘察和设计带来了困难。

下覆基岩为白垩系下统(K1)红色粉砂岩和砾岩。

1.2.2 地球物理特征

场区地质断面模型为:粉质粘土――砂卵石土(采金空洞)――粉砂岩――砂砾岩,经物性调查,该地质模型的视电阻率特征如表1:

从表1中可见:

①第四第全新统与下覆自垩系地层存在一个数量级的视阻率差异,二者存在较明显的电性界面,利用视电阻率探测法,可圈出第四系厚度及基岩起伏面。

②残留采金空洞表现为高电阻特性,其与砂卵石土与下覆红色粉砂岩有明显的电性界面、电剖面中的高阻异常为采金空洞的表征。

③充水裂隙为低电阻特征,其与完整围岩(砂砾岩)存在显著的电性差异。

2 勘查方法技术

根据勘查目的任务及场区地球物理特征,本次勘查采用电阻率探测法中的联合剖面法和测深法。

2.1 联合剖面法

主要探查采金洞和基岩中的断层裂隙带。根据探测目标的大小和形态及现场试验,测量装置为AO(BO)极距120m,MN=20m,点距10m,无穷远极。C>5AO。

测线方向基本垂直预测目标的走向,即111°~291°(线距20m)。除此设计了4条21°~201°方向的测线。

数据处理和图件绘制均在计算机上实现,最终编制联合剖面曲线平面图(见图1、图2)。

2.2电测深法

目的主要探查第四系覆盖层厚度及基岩起伏形态。从地球物理特征中可知,第四系各岩性土层与下覆自垩系砂砾岩电性差异较大,采用电测深可以解决覆盖层厚度问题。

场地较平坦,且覆盖层厚度小于20m,为此选用四极对称电测深装置,最大供电极距(AB)220m,测线方向为111°~291°,测点距40m。

数据处理与成图:各测点数据提取――各测深点高程提取和格式化一同剖面测深点数据转换成RES2DINV格式――反演――结果输出――在 AutoCAD2000中制作视电阻率测深断面图和基岩等深线图(见图3)。

3 勘查成果

3.1 根据联合剖面和电测深资料,场区内存在两个砂金古采空区。

一区位于5、4、3线间,长约60m,宽约30m,走向NE22°左右,埋深3~10m。(见图1)。

二区位于场区东南角,长大于100m,宽度大于40m(东南超出场地,未见边界。走向NE30度,埋深3~8m)。

推断分析依据:

①联合剖面pAs~pBs出现同步高阻的特点,其阻值多在150~300Ω・m间,两侧为相对的低阻区块。见图1。

②电测深成果反映了第四系厚度加厚区,其厚度10~18m,为砂卵石层加厚区,有利于砂金矿的富集,是砂金的目标区。

③地面调查两处均有古老的人工堆积土,据访问,上世纪三十年代有采金活动。

3.2 根据联合剖面资料分析,场区内存在一条断层裂隙带。

该断裂带异常特征是,在2、3、4、5及9、10线上,有明显的低阻正交点,见图1及图4。在图4中,pAs与pBs出现低阻正交点,根据物性特征,在基岩中出现的线性低阻应是断裂裂隙所致,根据pAs与pBs的不对称性及pBs曲线斜度特征,断层面倾向北西西,倾角45~50度的张性正断层。断层走向NE20度左右,断续延长约750m左右,规模较小。

3.3 基本查明了第四系土层厚度和基岩起伏面特征

根据电测深曲线类型并经定量解释,构制了场区第四系等厚度图(见图3)。

场区内电测深曲线类型有两种,即G型和HK型(见图5、图6)。

G型曲线为两层地质断面,曲线的前支为低阻,阻值为35~50Ω・m,其视电阻率相当第四系粉质粘土和砂卵石土(含水),故推断为第四系冲积层。尾支为高阻层,曲线呈30~40度角度上升,经定量解释,视电阻率1000Ω・m以上,应为下覆白垩系砂砾岩(见图5)。因此G型曲线反映了第四系与基岩接触的地电断面特征。

KH型曲线反映了四层地电断面特征,曲线的前支为低阻层,应为第四系粉质粘土和砂卵石土;第二支曲线呈35度以上的角度上升,定量解释其阻值大于2000Ω・m的高阻,且厚度小于10m,推断为采金空洞或塌落洞,第三支曲线为下降曲线,定量解释阻值多在80~120Ω・m间,且厚度多小于5m,推断为第四系砂卵石土(含水);曲线末支呈35°左右的上升曲线,阻大干1000Ω・m,且厚度大,应为下覆白垩系砂砾岩(见图6)。因此,该类型曲线的前三层为第四系冲积层,H特征点为第四系与下覆基岩的分界点。

据此对电测深曲线进行了正、反演计算,计算出各测点第四系厚度值,最终构制了场地基岩面等深线平面图(图3)。从图3中可见,场区内存在两个基岩凹陷段,其他地段,基岩面较平整。

4 结语

4.1 运用联合剖面和对称四极电测深法,基本查明了场地覆盖层厚度和基岩起伏面特征,圈出了两个砂金采空洞穴区和一条断裂带,为拟建工程规划和详勘提供了依据。

篇6

关键词:物探方法;地质勘察;矿产资源探测;应用;研究

在现代化社会发展中,各项新技术得到了迅猛的发展,也逐渐应用在地质矿产资源的勘查工作中,物探技术是地质矿产资源勘查中最为常见的一种方法。通过该技术能够有效的提高矿产资源勘查的效率,减小其工作强度,保证地质勘查以及后期地质资源开采工作的顺利进行。

一、物探方法在地质勘查中的特点

在地质勘查过程中,由于受到地质条件变化的限制,地址中极容易引起电场、磁场等各种物理场的变化,因此我们可以采用地震法、磁法等方式进行探测,这些方法在陆地或者水域中都得到了广泛的应用,尤其是面对不同地质问题的情况下仍然适用。正因为污染方法具有经济合理、灵活性大、信息安全可靠等优点而受到业界人士的广泛关注。我们将物探方法应用在工程地质勘查中具有以下几点优点:1)这种方法在实际工作中,大多都是对浅层的地质问题进行探测,例如地球物理探测方法可以探测到几十甚至上百米的深度;2)矿山企业在开展地质勘查信息工作的过程中,要求其探测结果够准确,对其精密度要求非常高,而物探方法可以满足这一要求;3)在实际工作中,物探方法能够较快的完成地质勘查工作,并且不需要较大的施工场地,同样能够得到更加准确的探测结果,为日后矿产资源的开采提供有力的条件。

二、工程地质勘查工作中常见的几种物探方法

1、电法测探在工程地质勘查工作中的应用

所谓电测探法也就是通过相应设备直接从观测点深入到地下,并通过电阻率来观察其变化情况,从而了解到各个岩层分布情况的一种探测方法。正因为这一方法能够对岩层的分布情况以及变化情况深入研究,因此受到人们的广泛关注。近年来,高密度电阻率法得到了显著的发展,并越来越多的应用在城市工程中,用以获取浅层地质中的相关信息,这一方法一般是将地质结构进行有效的划分之后而对其进行探测。对于岩层进行研究过程中,这一方法能够对水平方向或者有较小倾斜角的岩层进行探测,而如果倾斜角过大,那么电测探法也就存在着一定的难度。由此可见,如果对该地质测量的目的深度与周边物质之间存在着较大的物理性质差异,并且通过相关设备测出不同岩层的分布规律出现异常,那么我们就可以采用这种方法进行探测。

2、电剖面法

这一方法与上述的电测探法类似,都是采用设备来对物理场地下岩层的分布情况进行探测与分析,是较为常见的探测方法之一。电剖面法可以与上述电测探法相互结合,可以对岩层的变化规律以及断裂带的分布情况进行详细的探测。我们还可以将该方法分为四极法与联合剖面法。一般情况下,电剖面法一般是对沉积岩进行探测,在探测过程中,要想保证点发工作的质量,首先我们需要对岩层电性的差异进行深入研究,了解电性差异的变化情况可以采用电阻率法进行分析,了解要岩层的含水情况以及各种状态。如果岩石中的含水情况呈现分散的状态,这就说明电阻率对其影响过小,如果含水情况呈现较为集中的状态,那么就会极大的降低岩层中的电阻率。由此可见,如果岩层中的含水量相同,而矿化度以及电阻率均不同,那么岩层在相同含水情况下电阻率就会不断增大。

3、地震勘探

地震勘探主要有反射波法及折射波法。主要原理是根据对反射波或折射波时间场沿测线方向的时空分布规律的观测确定地下反射面或折射面深度及构造形态及性质。地震勘探相比其它物探方法,具有精度高、解释成果单一的优点,但是成本相对较高。我们所看到的物探剖面是一种经过校正后的并赋以地质内涵的反射波或折射波时间剖面(实质是不同地质体的反射波或折射波波速差异)。浅层折射法在覆盖层探测中具有技术优势,在隐伏构造、空洞以及考古探查中也有成功应用,但是该方法受施工场地影响明显。直达波法或透射波法是波速测试的主要方法,对测试条件的依赖较强。弹性波CT技术已可为工程建设场地动力学研究提供有价值的参数。

三、综合物探技术在地质勘查中的应用

面波信号频散特性规律如下:l)(vR一f)曲线变化规律与层速关系:频率产生变化时,vR(面波速度)将会依据勘探深度变化的情况逐渐向该深度层层速度趋近;2)(vR一f)与层厚度之间的关系:厚度产生变化的时候,频散曲线相应的拐点位置会依据厚度变化情况向低频方向移动,即证明:拐点的位置、层厚度之间存在密切关系。

四、物探方法发展展望

1、技术方法发展

鉴于工程涉及的地质与检测问题,探测技术将会进一步提高,多波理论会得到进一步应用,可利用的物理波场的频谱范围会越来越宽,电磁波谱可利用的范围由纯直流扩到雷达波,弹性波谱由瑞雷波向超声波频率扩展。陆地声纳法、地震映像法、高密度电阻率法、大地电磁电导率剖面法等探测数据快速连续自动采集技术将会日益活跃。

2、物探仪器设备的发展

复杂的地质勘测环境条件要求仪器设备具有良好的防尘、防震、防潮等性能,要求增强其智能化程度、具有捕捉较大动态范围的长远信号能力,仪器将会由单一化的专用仪器向多功能化发展,促进各种探测方法相互渗透和综合应用。

五、结束语

总之,对各种物探手段原理的了解有助于我们正确使用物探成果,提高对各种地质体工程地质性质的认识。因为相似的物探曲线或接近的数值并不一定属于同一地质体,而同一岩性也可能有不同的的物探曲线或接近的数值(如同一岩性中不同风化带地震波波速不同)。物探成果是地质研究的理论依据,对其正确使用必将能提高地质工作效率和精度,为生产和科研带来可观效益,促进生产力更快发展。■

参考文献

[1]蒋庆民.物探方法在工程地质勘查中的应用[J].科海故事博览:科技探索,2011,(6):41-41,36.

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0 引言

社会经济的不断发展,促进社会能源资源的消耗也在逐渐增长,我国当前对于能源资源的利用和开发工作重视程度越来越高,针对地质矿产勘查找矿工作也给予了较多的资金和政策支持,这就为我国顺利进行地质矿产勘查找矿工作提供了重要的前提条件。我国在进行地质矿产勘查找矿的过程中,通常都会积极采用多种勘查技术和找矿方法,这样能对地质找矿作业的精准化提供良好的保障。地质矿产勘查找矿方法,在实际的矿产勘查工作中发挥着至关重要的影响和作用,能够在很大程度上决定是否找到真实可靠的矿。因而对地质矿产勘查找矿的方法进行探索和研究,具有一定的现实意义。

1 探究和推进地质矿产勘查找矿技术应用的必要性

当前能源资源的消耗情况越来越明显,这对矿业行业的良好发展造成一定的影响。我国当前的很多大型生产企业中出现矿产资源紧缺的现象较为明显,这主要是因为我国大部分的矿产资源都处在较为偏远的地区当中,开采的环境和条件较为恶劣,并且使用的相应的地质矿产勘查找矿技术也还不够全面、不够合理,需要不断提升该项技术的使用效果,这样能够为矿产资源的均衡使用创造良好的前提条件,促进我国社会生产生活的良好发展。

2 现阶段地质矿产勘查找矿的应用原则

现阶段在进行地质矿产勘查找矿工作的过程中,需要遵循一定应用原则进行,这样能够有效增强地质矿产勘查找矿的实际效果。具体的应用原则主要包括:

第一,对地质矿产勘查找矿工作进行合理地规划,可以适度超前。科学合理的规划工作,能够为后续进行地质矿产勘查找矿提供良好的指导,促进该项工作的顺利进行。

第二,对矿产分布的规律进行全面分析和研究,对勘查工作进行合理分布。参照矿产分布的规律,对于顺利进行地质矿产勘查找矿具有积极的促进意义。

第三,积极引入创新技术,对地质矿产勘查能力进行不断增强。先进的技术手段能够有效提高和增强地质矿产勘查找矿工作的水平和质量。

第四,坚持以人为本的原则。地质矿产勘查找矿技术的应用,需要从人的角度出发,做好公益性和商业性地质查工作的统筹,对找矿工作和环境地质勘查进行有效统筹,在找矿之前就需要做好相应的勘查规划和部署工作,这样能有效提升地质矿产勘查找矿作业的准确性[1]。

3 地质矿产勘查找矿的方法

3.1 地质填图的方法

开展地质矿产勘查找矿工作,需要针对一定区域进行划分,明确可能有矿产资源存在的地方,相应的在积极开展具体的找矿工作。针对地质矿产存在的地方,进行有效地标识,这样能够为后续的找矿工作提供良好指引。在进行地质矿产勘查找矿工作的过程中,采用地质填图的方式能发挥积极作用。地质填图方法,主要是将实际的地质理论作为重要介质,从实际的地质情况出发进行相应的分析和研究,从而选择合适的施工开采地点,选择科学合理的采矿方式。地质填图的方法,在实际进行地质矿产勘查找矿工作的时候,是基础性的方法,积极利用了基础性的理论和方法。地质填图方式在运用的时候,需要积极发挥工作人员的作用,工作人员需要能够做好初步判断矿产资源的工作,这就对工作人员提出了较高的要求,工作人员不仅需要掌握良好的知识理论,同时还需要有良好的实践能力[2]。

3.2 砾石找矿的方法

砾石找矿的方法,主要是依靠工作人员对矿产的具体方位进行明确,这是使用该项方法进行找矿的基本前提。工作人员通过对地面暴露的矿石进行判断,从而寻找到一些矿产资源,这些矿石通常会经历较长时期的外部影响,因而具有一些较为明显的外部特征,工作人员较为容易发现。但是同时需要注意的是,暴露在外面的矿石通常会超出矿产的实际范围,因而在对地质矿产进行勘查找矿的过程中,需要对当地的地形地势进行有效的考虑。在一些冰川或者水系较为丰富的地带,使用砾石找矿的方法具有积极作用。这种方法的使用,需要相关工作人员具备十分丰富的地理知识,并且能够将理论知识和实践经验进行充分结合,同时还需要将地理知识和找矿进行有机结合[3]。

3.3 重砂找矿的方法

重砂找矿的方法,在地质矿产勘查找矿工作中具有重要影响,这种方法主要是指勘查工作人员依据砂砾沉淀物,对矿产的位置进行有效的确定,其中工作人员依据的理论知识主要是重砂机械能够进行分散晕(流)。针对砂的不同表现情况,划分矿产资源的可能存在位置,从而再进行更加细致的区分工作,这样一片区域一片区域的探查,能够起到良好效果。在使用重砂找矿方法的同时,还需要对先进的科学技术进行充分有效地应用,并且使用一些实际勘查手段,这样能够对矿产开采的工作效率进行有效提升,同时对不必要的人力和物力消耗进行控制和降低[4]。

3.4 “同位成矿”地质矿产勘查找矿

同位成矿,主要是指在同一个空间范围之内,尽管有时代、类型以及矿种等各方面差异的存在,但是同样能出现一些相对稳定的大规模同为成矿现象。同位成矿特征通常会表现在一些巨型的、重要的、相对稳定的矿床之中。在对这种情况进行勘查的过程中,首先需要对工作区域的地壳演化特点进行分析,通过对地质环境以及相关地质条件之间的关系进行有效分析,能够对地壳中的实际成分进行有效地研究,从而判断出实际成矿的关系,这对于地质矿产勘查找矿工作的顺利进行奠定了良好的基础[5]。

4 不断改善地质矿产勘查找矿技术

在使用先进技术,开展地质矿产勘查找矿工作的过程中,需要对其进行不断地改善和提升,具体能够使用的方式有:第一,对区域的地质情况研究工作不断加大力度。做好地质环境的全面分析和调查工作,能为地质矿产勘查找矿工作提供数据参考。针对地质环境进行调查和分析,需要使用一些先进设备,可以积极应用地形图分地区进行探查,针对探查结果需要进行全面充分的记录。第二,推进成矿区带找矿作业,从矿产分布的规律入手,能够保证地质矿产勘查找矿工作有序进行。第三,对找矿信息进行全面完善,对地质矿产勘查作业进行科学部署,全面、真实、有效的信息,科学合理地规划地质矿产勘查作业的相关步骤和流程,能够为顺利进行地质矿产勘查找矿工作提供重要的前提基础[6]。

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【关键词】工程地质勘察设计;主要方法;问题;措施

一、工程地质勘察设计的主要方法

工程地质勘察设计的主要方法有测绘与勘探、原位测试与室内试验工程地质测绘。

1、工程地质测绘是岩土工程勘察的基础工作,一般在勘察的初期阶段进行。这一方法的本质是运用地质、工程地质理论,对地面的地质现象进行观察和描述,分析其性质和规律,并藉以推断地下地质情况,为勘探、测试工作等其他勘察方法提供依据。在地形地貌和地质条件较复杂的场地,必须进行工程地质测绘;但对地形平坦、地质条件简单且较狭小的场地,则可采用调查代替工程地质测绘。工程地质测绘是认识场地工程地质条件最经济、最有效的方法,高质量的测绘工作能相当准确地推断地下地质情况,起到有效地指导其他勘察方法的作用。

2、勘探工作包括物探、钻探和坑探等各种方法。它是被用来调查地下地质情况的;并且可利用勘探工程取样进行原位测试和监测。应根据勘察目的及岩土的特性选用各种适当的勘探方法。钻探和坑探也称勘探工程,均是直接勘探手段,能可靠地了解地下地质情况,在岩土工程勘察中是必不可少的。其中钻探工作使用最为广泛,可根据地层类别和勘察要求选用不同的钻探方法。当钻探方法难以查明地下地质情况时,可采用坑探方法。物探是一种间接的勘探手段,它的优点较之钻探和坑探轻便、经济而迅速,能够及时解决工程地质测绘中难于推断而又急待了解的地下地质情况,常与地质测绘配合使用,也可作为钻探和坑探的先行或辅助手段。由于物探成果判释常具多解性,方法的使用又受地形条件等的限制,所以其成果需用勘探工程来验证。当钻探方法难以准确查明地下情况时,可采用探井、探槽等,就是用人工或机械方式进行挖掘坑、槽、井、洞,以便直接观察岩土层的天然状态以及各地层的地质结构,并能取出接近实际的原状结构土样。勘察方法应根据勘察要求和实际情况选用。

3、原位测试与室内试验主要是为岩土工程问题分析评价提供所需的技术参数,包括岩土的物性指标、强度参数、固结变形特性参数、渗透性参数和应力、应变时间关系的参数等。原位测试一般都借助于勘探工程进行,是详细勘察阶段主要的一种勘察方法。

二、工程地质勘察设计存在的问题

1、勘探方法问题。一些勘察部门用所谓的静载荷试验压裂探坑两侧土层为准来确定承载力,其做法是一种误导,是不科学的。由于压裂较浅和较深的两侧土层所需的压力大小都不一样,究竟取用哪一压力定值来作为地基承载力。另外,压裂两侧土层又怎能替代或者说明该压力值就是竖直方向土层地基持力层的承载力。

2、未能充分认识到地质勘察质量重要性的问题。地质勘察工作包含两个方面的工作:一方面,分析场地工程地质结构,直接决定地基及基础处理方案的选择;另一方面,制定出相关合理的力学指标,指标参数的合理性直接影响项目的工程总造价。我们都知道,对于地下结构来说,我们既看不见也又摸不着,所以,只有借助一些合理的手段来进行勘察。例如:钻探勘察。由于建筑场地的唯一特性,使得勘察结果根本不存在任何可比性,这样一来,我们就必须选择一专业技能较强的施工单位,从而使操作更规范,确保勘察结果的准确性,与此同时,这对施工的顺利开展以及减少资金投入具有非常重要的现实意义。

3、工程地质勘察设计缺乏监管的问题。(1)建设单位自主选择勘察单位,一般建设单位缺少这方面的专业知识,对地质勘察的重要性认识不足,因此对勘察单位要求不高,有个成果就可以,钻探费用上考虑多点,对技术的要求就轻了。(2)地质勘探是野外作业、土工试验和资料整理,整个过程只有勘探单位独自完成,没有监督。现在施工图审查也对地质勘察成果进行审查,那都是事后了,只要资料造得过得去都能通过,地质构成与实际施工严重不符时有发生,力学指标的精确性更是无法判别。

4、对工程地质勘察设计重要性认识不够的问题。地质勘察主要是两个方面,一是揭示地质构成,二是提供土体的力学指标; 地质构成决定基础处理方案的选择,力学指标对工程造价影响很大。众所周知,地下是看不见摸不着的,只有靠钻探勘察,建设场地是唯一性的,勘察成果也没有可比性,因此建设单位选择一家专业技术强,操作规范严谨,能准确提供成果的勘察单位相当重要,对建筑的安全、工程施工顺利进行、节约投资都有重要的意义。

三、地质勘察设计工作问题的应对措施

1、勘察方法不科学的解决措施。充分利用先进的技术和方法。近年来,随着科学技术的不断发展,工程勘察结合多种理论的发展,研究出了多种新型工程勘察方法,另外,又引进了多种功能为一体的勘探设备,具有很多的优点,例如:速度快、采集密度大、成本偏低等。这样一来,解决了传统的勘察手段存在的诸多缺点问题,除此之外,还可以解决当前很多岩土工程问题。由此看来,为快速解决岩土工程的技术问题,结合使用多种地质勘察手段,从而起到相互补偿各自缺点的作用。利用先进的技术与方法是当今解决岩土工程问题最有效的手段。

2、要重视初级阶段的勘察工作。必须充分考虑到影响地质勘察的诸多影响因素,应尽量顾及建筑物配置因素与相关的施工工艺要求。对于取样工作来说,指的是采取试验的样本,并不是普通鉴别所用的岩土样。在采取样品时,均能体现出样品的真实性尤其是在选取土样时,应该要注意到土层结构特点,尽可能使平面与刨面的土层分布均匀。如果土层比较稳定且土质均匀,可以适当放宽取样的距离。

3、提高工程地质勘察设计质量措施。具体需要做到以下几点:第一,事先了解场地及附近的工程地质资料、周围构造物情况等,并且及时和工程设计人员进行沟通与交流,有效解决地质问题;第二,勘察工作启动前,应根据现场实际情况,编制勘察纲要,经技术负责审核,公司总工审定后方可进行下一步工作。第三,按纲要进行井然有序的勘察工作,若发现地层异常区域,应加大勘察力度,如加密钻孔结合地调分析等综合手段,详细查明异常区地层结构。

4、加强技术管理。要提高勘察质量,必须加强技术管理:要求勘察设计人员持证上岗,上岗证分项目负责和技术员两大类,项目负责应该具备注册岩土工程师资格,或经验丰富、取得显著技术成绩的本专业工程师以上职称资格;技术员应该具有一定工程经验且经培训考核合格。项目负责主持项目勘察,编写勘察纲要、勘察报告,参加施工验槽及工程专题会议;技术员负责执行勘察纲要技术要求,进行现场编录等每个项目合同备案时,勘察单位应提供相应的项目负责和与钻机数量匹配的技术员资料同步备案。

结束语

工程地质勘察设计作为工程建设项目选址工程地质条件的重要勘察手段,对工程建设项目质量起到至关重要的作用。随着测量、物探、钻探、试验等新技术、新方法、新手段方面不断推陈出新,为工程地质勘察设计带来了一场技术革命,工程地质勘察设计结果与预测结果的准确性大幅度提高。

参考文献:

[1]张倬元.工程地质勘查[J].地质信息,2008(08)

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关键词:水文地质勘察;找水;遥感技术

水是人类赖以生存的基本要素之一。随着社会的发展,用水量日益增长,很多城市、地区的水资源相当紧张。因此,地下水的合理开采利用已成为人们关注的焦点,利用水文地质勘察方法寻找地下水资源已成为缓解水资源紧缺压力的重要方法。由于传统的钻探找水成本大、风险高,而且具有很大的盲目性,因此现代水文地质勘察方法在找水中的应用前景相当广阔。文章详细介绍了遥感技术、地球物理测井、核磁共振法的工作原理及在找水中的应用。

1 遥感技术

遥感技术是指在远处进行探测、感知特体各事物,它具有探测范围广、技术先进、信息搜集量大、可实施动态监测等诸多优点,广泛应用于水文地质勘察中。遥感勘察是指在勘察区域以内采用航空遥感进行勘察。遥感勘察方法主要有以下几种:遥感模型法、热红外监测法、环境遥感信息分析法、水文地质遥感信息分析法。

①遥感模型法。是通过对遥感图像的分析研究,从而得到一些水文因素,然后再建立起一个地下水资源估测模型用以确定地下水分布状况。遥感模型法主要是应用于对地下水资源的分布情况进行评价。

②热红外监测法。该法主要是利用热红外波段的遥感图像,通过测定地面的温度来判断地下水资源的存在情况。热红外监测法在干旱、半干旱地区的地下水资源找寻别适应。热红外线监测法的原理为:在毛细管、地表强蒸发以及热传导作用下,地下水对干旱、半干旱地区的地表温度、湿度造成一定的影响,从而导致不同地方的冷热变化差异的现象,热红外线遥感图便可以将这种现象表现出来。利用红外遥感数据及一定的航片等基础资料便可以进行地下水资源的勘探。

③环境遥感信息分析法是指通过在遥感图像上提取与地下水相关的一些环境因素,比如湖泊、植被情况、河流水系等,对其与地下水的依存、制约关系进行分析判断地下水的存储状况。这种方法的原理为:在干旱区域,植被的生长状态因受到气候、岩性、地貌、水文地质条件等因素的制约,其中区域浅层地下水对植被的影响最大。地下水水水位埋深、矿化度、水化学类型控制着被群、植被覆盖度。可通过这些信息来判断地下水的排泄点(区)的水位埋深、矿化度和水化的学类型等相关信息。

④水文地质遥感信息分析法。该法主要是对遥感图像进行分析研究,从而得到地层岩性、构造等水文地理信息,然后再利用水文地质理论进行分析,并根据这些信息确定有利的储水构造,从而判断地下水储存状况。

2 地面核磁共振法

由于不同物质的原子核特性不一样,其产生的核磁共振效应时共振信号也不一样,通过对地层中水质子产生的核磁共振信号进行观察、研究,以此来判断所测地区的地下水分布状况。核磁共振法不但可以直接准确的找到水源,还可以将含水量进行量化,其勘探深度较小,比较适合我国北方地表比较干燥的地区地下水探测。核磁共振法的原理为:在地磁场的作用下地下水中的氢核质子处于一定的能级上,但是当我们采用具有拉摩尔频率的交变磁场对其进行激发时,便产生核磁共振。而地层中水的氢质子的数量以及含水层的孔隙大小直接影响到核磁共振信号的强弱,核磁共振信号的幅值越大也就表明该区域内的地下水就越丰富。以此根据核改变激发脉冲矩由小到大来推断地下水由浅到深的储存情况,从而直接找到地下水资源。

地面核磁共振的优点:①该法的最大的优势就是能够直接找到地下水资源,尤其是淡水资源。在探测的深度范围以内,只要有核磁共振信号就说明存在地下水,因此当采用电阻率法找水时遇到非水低阻异常时便可以利用这一点来识别。比如在一些岩溶发育的地区,尤其是我国西南岩溶发育的缺水地区,当溶洞被泥充填时,采用电阻率法进行探测,其结果都会显示为低阻异常,因此很难判断到底是水还是泥。比如某地区打井找水抗旱活动中,共钻进26多个,而其中有9多个没有水,找水打井出水率仅只有64%。在一些水井勘察时,采用传统的电阻法测量,测量结果出现低阻异常但是钻探后却没有水,岩心显示为泥。如果采用核磁共振的方法则完全可以避免像这样的影响,只要有核磁共振信号,那么就可以判断为水,反之则为泥。由于淡水的电阻率与赋存空间介质的电阻率没有很大的差异,因此,该情况下如果采用电阻率法找水显然是行不通的,若采用核磁共振法则可以直接探明。②具有非常丰富的信息量,并且可以将所得的信息量化。通过核磁共振的信号信息可以判断分析地层中的一些水文参数以及含水量的大小等。在探测深度范围内,可以将勘察得到的结果用定量的数据来进行说明解释,不需要打钻就可以准确的得到含水层的深度、厚度以及含水量的大小,另外还可以得到含水层的孔隙率等信息资料。③探测成本较低、探测速度快。核磁共振探测的费用仅仅只有水文地质勘探钻孔的百分之十。核磁共振法可以快速的确定打井位置以及划定找水远景区。核磁共振找水仪非常灵敏,很容易受到电磁噪声的干扰,因此应该采取措施防止或者降低干扰,确保探测的精准、可靠,通常可以采取改变天线形状和增加信号叠加次数来提高信噪比的措施。

由于核磁共振法能直接找到水源,因此其应用范围相当的广泛,可以运用该法来探测个各种类型的地下水。尤其是对于其他物探方法难以找到水资源时,比如:黄土孔隙、裂隙水探测;寻找碎屑岩类浅层风化裂水和层间承压裂隙水;确定基岩裂隙带的富水性;判断灰岩区溶洞、裂隙含水或是泥质充填。

3 地球物理测井方法

地球物理测井属于物探中的一种,它主要用来配合地质钻探,用以精确探测钻孔内的水文地质情况。地球物理测井方法的基础是物理学,主要是分析地下水的分布情况,断定水的质量状况,分析地层构造,探测溶洞等。其工作内容及原理如下:①正确的划分含水层,确定其深度、厚度,并且分析研究他们之间的关系。②测量地下水的矿化度。可以根据电阻率值来进行判断,电阻率值越低,地下水的矿化度就越高。③判断裂隙及其泥质含量。当声波时差大、电阻率小、密度低时便可以判断存在裂隙。如果裂隙中充填泥质物,那么自然伽马测井值就越大。④岩溶水的勘察。裂隙层位可由声波曲线直接反映;当溶洞中含水时,自然伽马曲线幅值略低,以此来可判断其富水性;在岩溶、裂隙发育处,会出现井径扩大的现象,因此,岩溶裂隙发育程度也可用井径曲线来判断。⑤划分钻孔地层岩性。根据不同岩石的密度,电阻率,波阻抗,孔隙度等参数的差异,并综合电阻率测井、声波测井、密度测井、中子孔隙度测井等资料就可以划分钻孔的岩性剖面。

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中图分类号:P64文献标识码:A

关键词:水文地质勘探;地面核磁共振;遥感技术;原理及应用

根据相关的研究表明,我国现在人均淡水量少于2200立方米,而在三十年之后,人均淡水量会不断下降,达到人均不足1700立方米的水平,虽然我国地大物博,疆土辽阔,但是对于淡水的需求量也随着人口的增加不断增多,因而我们需要不断的更新技术科技手段,通过各种现代的水文地质勘探的手段来寻找水源,从而减轻各个缺水地区的供水问题,除了政策上的“南水北调”之外,我们还必须依赖科技手段来不断的开拓新水源,下面我们将主要介绍几种方法:地面核磁共振;遥感技术;地球物理测井等勘探方法,通过介绍其原理和应用来进一步的探讨水文勘探的工作。

一、遥感技术在勘探水资源中的应用

遥感技术就是通过远处的探测来感知事物特点的技术,这项技术的优点就是探测的范围和信息量都较大,而且技术较为先进,同时能够进行动态的监测;遥感勘测的方法主要实施的手段就是在所需要勘测的区域进行航空勘探,这种方法是结合展片和航片,并于野外的水文地质进行相互补充验证的方法,具体可以细分为四种:热红外监测法、水文地质遥感信息法、环境遥感信息分析法以及遥感模型法。

1.热红外的监测方法

这种方法主要就是利用红外线的波段来对所探测区域进行遥感取像,通过地表的温度来判断地下是否有水源的存在,这种方法比较适合于在干旱的地区。它的工作原理就是:由于地下水在热传导、过毛细、以及地表蒸发等多重作用下使得地表干旱的地区温度和湿度发生变化的,从而使得该区域冷热异常,因而正好可以在红外遥感下得到不同的显示,当然也就比较容易发现水源。

2.水文地质勘探遥感信息分析的方法

这种方法主要就是利用水文地质的相关理论对通过遥感所获取的地质、水文信息进行细致的分析,从而大致确定容易蓄水的地方区域,从而判断该区域地下的水文状况。

3.环境的遥感信息分析方法

这种方法就是利用遥感方式得到的图像,从图像中发掘与地下水存在有关的植被、水系以及湖泊等环境因子,从相互之间的关联程度来探讨地下水系的贮存状况。这种方法的工作原理就是:在相对而言干旱的地方,植被等容易受到地貌、地下水以及气候等的影响,而这些影响因素中浅层的地下水对于植被的影响甚大,因而可以间接的利用这些信息来判断该区域的矿化度、水化深浅等信息。

二、地球物理测井方法

地球物理测井是物探方法的一种,主要是配合地质钻探对钻孔内的水文地质状况进行精确探测。地球物理测井方法是以严密的物理数学原理为基础,主要用于分析地下水的分布,判断地下水质量,探测岩溶洞,分析地层构造等。地球物理测井主要工作内容及工作原理如下:

1.正确地划分含水层并确定层位及厚度,研究它们之间的相互关系。

2.对地下水进行地下水矿化度进行测量。地层水的矿化度越高,地层电阻率值越低。

3.判断裂隙及其泥质含量。裂隙存在的判断标准:声波时差较大,电阻率较小,密度偏低。如果裂隙存在,那么裂隙中填充的泥质越多,自然伽马测井值就越大。

4.岩溶水勘察。裂隙层位可由声波曲线直接反映;当溶洞中含水时,自然伽马曲线幅值略低,以此来可判断其富水性;在岩溶、裂隙发育处,会出现井径扩大的现象,因此,岩溶裂隙发育程度也可用井径曲线来判断。

5.划分钻孔地层岩性。根据不同岩石的密度,电阻率,波阻抗,孔隙度等参数的差异,并综合电阻率测井、声波测井、密度测井、中子孔隙度测井等资料就可以划分钻孔的岩性剖面。

三.地面核磁共振的方法的原理及应用

这种方法就是主要就是利用不同的物质内在的原子之间可以产生不同的富有差异性的核磁共振,通过研究和分析地层中不同水质子产生的共振效应,从而判断该区域地下水的分布状况,这种方法主要适用于北方,由于其地表相对南方而言较为干燥。这种方法的工作原理就是:水中氢核质子由于受到地磁场的作用,是处于一定的能级之上的,然后利用拉摩尔频率的交变磁场对其进行激发,从而使得原子核能级之间就会发生跃迁,这种产生的共振效应的强弱直接与水层中的水有很大的关联,如果共振信号越强烈说明地层中含水量越大,因而可以根据核改变从小到大来激发脉冲矩,从而推断或者分析出水层的由浅到深的贮存情况,这样子可以很方便的寻找水源。这种方法属于比较直接的找水方法,这种方法只要在勘探的区域范围之内,一旦发现有核磁共振的信号那么就证明该区域有水,因而探测地下水很直接也很方便,主要应用在其他的勘探方法难以进行的情况下。

随着近年来科技的不断发展,以及勘探技术的不断提升,在继承了老一辈水文勘探人员的技术和知识后,新一代的工作者更要与时俱进,不断的研究并熟悉新的理论和技术,从而将新老结合,挖掘开拓出更加优良的勘探方法,从而方便找水工作,使得找水的相关技术得到不断的提升和发展。

参考文献

[1] 骆淼,潘和平,黄东山.地球物理测井在水文地质勘察中的应用综述[J].工程地球物理学报.2004.(02).

[2] 张少勇,刘伟超,田慧娟,李倩倩.现代水文地质勘察方法在找水中的综合运用[J].中州煤炭.2010.(01).