地质勘察方法

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地质勘察方法范文第1篇

关键词 地质；矿产勘察；勘察；方法

中图分类号P5 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）113-0137-02

我国幅员辽阔，资源丰富，多种矿产出口于世界各国。矿产资源是社会经济发展主要资源，人类的生产和生活离不开矿产资源的利用。随着社会经济发展步伐的加快，矿产资源的需求量不断增加，对矿产资源的开发力度不断加大，采用科学合理的方法进行勘察，对提高地质矿产的勘察效率，避免人力物力和资源的浪费有非常重要的作用。

1 矿产勘察概述

1.1 我国矿产资源概况

我国矿产资源丰富，具有比较完整的矿产资源体系，但是因为我国是人口大国，人均矿产资源占有量远低于世界平均水平。我国矿产资源分布的特点表现为富矿较少，贫矿较多，从我国矿产储量的探查情况来看，我国矿产中磷块岩矿床储量最多，铁矿石资源有丰富的储量，品位平均在32%，其中不乏一定储量的富铁矿。但是相较而言铜矿资源品位却远低于世界铜矿石的品位。我国对矿产资源的开发难度较大，以铁矿资源为例，难选赤铁矿占1/3以上，而在需选贫铁矿中，有一半以上是磁铁矿，其它为钒钦磁铁矿、赤铁矿、混合矿、菱铁矿以及褐铁矿。

1.2 矿产勘察

矿产勘察的根本目的就是找矿，矿产勘察技术的发展和更新也是更高效更科学的找矿。地质矿产勘察的真正意义在于将分杆和追踪元素两种技术作为基础性找矿技术，勘察探测微量元素，从而找到有价值的矿产资源。勘察技术的合理应用对矿产勘察有着指导性意义，随着技术的不断革新和新技术的不断开发，对于化学元素和金属元素的勘察，在以上两种技术的基础上加以新技术的综合应用，其取得的勘察效果有了明显的提高，为矿产勘察效益的效益的提高发挥了重要的作用。

2 地质矿产勘察的主要方法

2.1 “同位成矿”的勘察方法

即使成矿时代不同，成矿类型也不同，但是在矿区中却有同位成矿的作用存在，而且这种作用表现相对来说是比较稳定的，在规模较大的矿床中这种成矿特征的表现比较明显。矿产的形成离不开矿热活动，稳定的矿热活动中心的迁移，通过与成矿物质和流通的相互融合，当地壳运动演化的过程中，因为空气条件的封闭，使得矿产得以良好的形成和保存。在使用“同位成矿”的勘察方法时，可对勘察区域的地质情况进行分析，分歧此区域的地壳运动演化的主要特征。通过研究区域的地质环境和发生的地质事件综合地质资料对地质矿产的分布和成分进行分析，从而进行成矿关系的判断。在具体的找矿过程中，从利于成矿的区域着手勘察，对找矿是很有帮助的。首先可通过对断裂带的查找入手，横向断裂带可根据断裂见表现出来的近于平行的形态查找出来，次级断裂带多表现为平行或者斜交的形态，这对矿产资源的勘察来说是非常重要的线索。同时，利用矿化信息，也是在矿产勘察中一种非常有效的手段，尤其在地表矿或者半隐矿产的勘察中，应用非常广泛。通过对找矿信息的研究分析，可以得到矿产资源的特点、分布规律，这对矿产勘察十分有利。

2.2 物化探测技术

物化探测技术对深处矿产资源的勘察尤其适用。在地质矿产资源的勘察中，对成矿系统和矿场类型进行整体的了解，对矿床的发育深度也需要认识，尤其在深度找矿中，对矿床的空间分布机加以了解对矿产勘察具有指导性意义。所谓物探，也就是物理勘察探测技术，其研究的的主要对象包括地球重力、地磁效应等六个种类。应用物探技术对于矿产资源的勘察，效果显著。在使用此方法钱，要对勘察区域的地质情况进行分析，通过测量地层、岩体以及矿石等得到有效的参数，通过参数的计算和性能的分析来首先确定是否适用物探技术。所谓化探，也就是化学勘察探测技术，尤其适用于对金属类型矿产的勘察。随着化学仪器的灵敏度的不断提高，化探技术对隐伏矿的勘察必将发挥越来越重要的作用。

2.3 地质体运动理论的应用

对地质体进行研究分析，掌握地质体的运动特点，再结合时空信息定位在地质矿产资源的勘察中加以应用，对矿产资源勘察来说也是一个有效的方法。根据成矿类型的不同结合地质体运动理论对成矿围岩进行布局矿产勘察。在以地质体内部运动理论的特点为依据预测成矿能力，成矿能力同元素的丰度、含量方差有着密切的联系，与矿产资源的分布也有着直接的关系，再配合化探数据对矿体进行基本情况的推测。还可以根据矿产探测的孔径进行辨别来对勘察区域的矿产储存量做出推测。

3 地质矿产勘察技术及防护措施

地质矿产勘察人员在进行勘察工作执行的过程中，除选择恰当的勘察方法外还要注意勘察技术的正确应用，同时对矿产资源和自身安全做好防护工作。地壳的演化运动促进了矿产资源的形成，因此在进行矿产勘察是要对勘察地区的地壳演化运动加以细致的分析，对矿产形成的地质环境加以明确。这就要求矿产勘察人员对地质综合资料进行充分的利用，结合地质环境的资料来判定深部的矿产特征。勘察人员要对区域性大断裂的地质特点进行分析，明确其具体构造，以缩小找矿的范围。这样不仅有效的缩短找矿的事件还可以为后续的开采工作打下良好的基础。勘察人员在找矿时要以勘察目标为中心，在规定的范围内进行矿产勘察，切实保证勘察工作的安全进行。为了实现资源的持续利用，对矿产资源的合理开发和资源保护工作非常重要。我国国土资源部对矿产资源的管理要做到统筹规划，加大管理职能和管理方式的转变和完善，在严格审批的同时加以严格的监管，保证国土矿产资源的有序开发和合理利用，实现可持续性发展。

4 结论

矿产资源勘察具有一定的复杂性，在勘察过程中，要对地质环境的资源进行细致的分析，选择适合的勘察方法，必要时可多种方法并用。在勘察过程中正确的应用勘察技术，并做好矿产资源和自身安全的防护工作。合理开发和保护矿产资源，对持续的满足经济发展对矿产资源的需要具有重要意义。

参考文献

地质勘察方法范文第2篇

关键词：水文地质勘探；方法

淡水属于可再生资源，主要靠自然降水得到补充。虽然地表水传导水的能力强，但存储量有限；而地下水含水层传导水的能力相对较弱，但存储量丰富，合理的开采可以有效缓解当前水资源紧张的现状。本文对地下水开采过程中几种水文地质勘察技术进行了阐述，希望为水文地质勘察工作提供一些帮助。

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。

4、遥感模型法。

国内对地下水资源的遥感研究开始于20世80年代初，但发展迅速。遥感模型法是指通过分析遥感图像得知与地下水密切关系的水文因素状况，并建立监测地下水位的定量评价模型，对地下水资源进行估测的方法叫遥感模型法，它是遥感与数学、模型学相结合的一种新的研究方法。地下水遥感监测的依据是地下水与地表水、植被、土壤水分和温度等遥感信息的相关性。此种方法主要用于评价地下水位分布状况。

目前，地下水资源的监测主要是靠水文地质特征、地下水所处的环境因素和岩层构造条件的目视解译和常规的计算机数据统计方法来分析遥感数据。遥感最终目标是解决实际应用问题，随着遥感技术的发展，地下水遥感监测在农业和实际生产应用已越来越受到人们的重视。

二、地面核磁共振的方法

地面核磁共振法就是利用不同物质原子核特性差异产生的核磁共振效应，通过观测、研究地层中水质子产生的核磁共振信号的变化规律，来判断探测区地下水的分布情况。它是目前世界上唯一可直接找水的地球物理方法，可量化含水层信息，勘探的深度小（目前最大勘探深度小于150m），适合北方地表较干燥地区使用。其工作原理就是水中的氢核质子在地磁场的作用下，处在一定的能级上，再以具有拉摩尔频率的交变磁场对地下水中的质子进行激发，这样原子核能级间就会产生跃迁即产生核磁共振。核磁共振信号的强弱或衰减的快慢直接与含水层中氢质子的数量、含水层孔隙大小相关，核磁共振信号的幅值越大，所探测区域内水含量就越丰富。从而，可以根据由小到大的核改变激发脉冲矩来推断由浅到深含水层的贮存状况，达到实现直接寻找地下水的目的。

地面核磁共振法属于直接找水法，在有效的勘探深度范围内，有水就有核磁共振信号显示，以此来探测各类型的地下水。将核磁共振找水方法主要用于探测其他物探方法难以寻找的地下水，应用于水文地质填图，快速圈定找水远景区、对地下水资源进行评价以及确定出水井位方面，可以发挥核磁共振找水方法所具备的直接找水、量化程度高、快速、经济等特点，有利于获得地下水资源三维分布的信息。

核磁共振找水方法除了可以探查各种类型的地下水外，还可以与电阻率法、激发极化法等其他地球物理方法配合，根据地下水电阻率等物性参数的变化来区分淡水和咸水。此外，核磁共振找水方法也可以用来圈定被含有氢核（烃类）污染物污染的水的范围和污染程度。

用核磁共振方法，通过剖面或面积性测量对工程地基和堤坝隐患进行无损检测，可以圈定地下水入侵范围、评价堤坝及其坝基有无地下水作用等。核磁共振找水主要应用在以下4个方面：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。

三、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。

总之，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：

地质勘察方法范文第3篇

[关键词]地球物理方法 地质灾害 应用

中图分类号：TDl6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）22-0221-01

近年来，我国城市人口进一步增加，土地负荷加重，环境资源被过度开发。在经济建设的过程中，大部分地区忽略对环境的保护，导致大量废水、废气和废渣的过度排放。这种不可持续的发展一方面会导致一系列地质灾害问题，一方面也不利于经济的良性发展。而地球物理技术以其低成本高效率的优势，在人们勘察地质灾害的过程中起到了巨大的作用。

一、崩、滑、流灾害勘察中地球物理方法的应用

崩、滑、流灾害即崩塌，滑坡和泥石流灾害，它们不仅是我国最严重的地质灾害之一，也是世界上非常常见的一种城市地质灾害。

（一）滑坡灾害

任何一种城市地质灾害的发生都会对城市本身产生严重的危害，其中，滑坡灾害因其具有广泛发育和频繁发生的特点，对城市建设、交通运输都会造成重大的危害。为了应对滑坡带来的地质灾害，防患于未然，国内外现阶段采用例如浅层高分辨率地震方法、探地雷达、音频大地电场法、激发极化法、地面甚低频电磁法、电测深法、自然电场法、高密度电阻率法、充电法、微重力法等地球物理方法来进行勘察。这些方法的原理涉及如何对滑坡体的空间分布界线进行圈定，怎样测定滑坡区的含水情况以及如何抵御隐伏边界以及隐伏地质体情况深入了解与掌握等等。

（二）崩塌灾害

使用地球物理方法来勘察崩塌灾害时，主要是通过对于水层的分布，深度和厚度进行勘察；对于第四系覆盖层的厚度进行探测；对于地下熔岩的分布和埋深，裂缝的充水性进行探测等。在勘察崩塌灾害时常用的地球物理方法包括弹性波法、层析成像法、放射性法、重力法、磁法、综合测井法等几大类。

（三）泥石流灾害

泥石流灾害是广泛存在于我国大部分地区的一种地质灾害，特别是四川、云南等西南地区尤其容易遭遇泥石流的危害。在利用地球物理手段对泥石流进行勘察时，主要注意两个层面的问题。首先，在泥石流灾害的勘察方面，需要对泥石流形成区域的地质进行全面的了解。比如泥石流堆积物的分布，构成和厚度以及对堤坝区的冲积层厚度进行的设计。其次，在泥石流防治工程的场地勘察方面需要的则是对于岩石土壤的物理和力学性质进行更深层次的勘察。主要运用的地球物理方法包括了浅层地震、电阻率法、探地雷达和声波探测等方法。

二、地面变形灾害勘察中地球物理方法的应用

（一）岩溶塌陷灾害

我国的可溶岩分布面积非常广泛，这种可溶岩的广泛分布导致了我国深受岩溶塌陷灾害的影响。尤其是在辽宁、江西、湖北、四川、贵州、广东等地区，一旦遭受岩溶地面塌陷灾害，就会面临巨大的损失。岩溶塌陷带给人们的危害巨大，不仅会对基础建设造成不可挽回的损失，严重时还会造成水土流失。如果这种灾害发生在沿海地区，则有可能造成海水水位升高，甚至可能出现海水倒灌等重大灾害。

为了对上述可行性进行及早的预防，必须运用地球物理方法对岩溶进行勘察。勘察工作一般分成两个阶段。首先是要对岩溶形成的基本条件和产生因素进行评价，一般采用的是电阻率法与地震折射法。然后就是采用探地雷达、地震法、微重力法、射气法、井中雷达、电阻率法和井中无线电波法等方法来勘察岩溶洞穴的位置，形状结填充物的组成。考虑的岩溶可以在不同的地质条件下进行发育，所以在做具体探索的时候也要注意依据地势采用不同的手段。

（二）地裂缝灾害

地裂缝的产生因素有人为的，也有自然原因导致的。这是一种地表岩土体产生一定长度和宽度开裂的现象，在我国同样有着广泛的发生。在地裂缝生成过程中，对同时产生的地球物理和地球化学性质改变的研究，将是勘察地裂缝灾害的重要途径。

（三）地面沉降灾害

地面沉降灾害具有范围广和下沉缓慢的特点，不易被发觉或者防范。但是其对建筑物却具有严重的危害。例如前几月北京某居民私自挖掘地下室，就造成了道路塌陷。对于地面沉降的勘察一般采用精密水准测量，但是由于这种勘察方法的效率比较低，所以其使用成本较为高昂。此时如果能辅以重力测量来监测沉降，就能够有效减少精密水准测量的工作量。相比起精密水准测量，高精度的重力测量具有效率高，成本低的特点，在地面沉降的勘察方面具有广泛的应用价值。

（四）海水入侵灾害

海水入侵是我国沿海地区较为常见的一种地质灾害，较为集中的发生在大连市、山东半岛、北戴河和广西北海等地区。地球物理方法对海水入侵的监测主要是对海水入侵空间分布界线进行划定，测量海水入侵时的通道，测定氯离子浓度等。主要采用的方法是电阻率法。海水入侵时，一定范围内海水中电阻率会降低，由此便可以界定咸淡水分界面，从而划定海水入侵的空间。

三、目前地质灾害勘查中存在的一些问题

（一）滞后性

我国对于地质灾害的勘察工作一般都是在灾害发生了以后才进行，处理的手段多以应急、营救的形式进行。不能在灾害发生之前就进行一定的预判和预警，而只能在事件发生了以后再查找原因。造成这一结果的原因是对我国的地质灾害分布缺乏认识，对其发展规律了解不充分。只有在平时就加强对于地质的勘察，及时掌握住全面的信息，才能有效防治城市地质灾害。

（二）重视次要因素

在对地质灾害勘察的过程中，不仅要重视灾害的主要成因，还需要对诱发灾害的次要成因进行深入研究。因为在不同的环境中，主、次要因素是可以相互转变的。重视灾害的次要因素，对将来判断主要灾害有着重要的参考价值。

（三）因地制宜

地质灾害可能发生在各种地质结构的土壤上，现场面临的条件也都各不相同。为了应对这些复杂的环境，勘察人员需要依据当地的情况使用合适的方法和工作方式。同时，不断对地球物理手段进行研究和精密化，提高其分辨率，增加勘察精度，多样化现场勘察方法，加强对数据的处理能力，都是对地球物理手段的一种补完。这就需要用更加丰富的手段对城市地质灾害进行勘察，而不是死板地照本宣科。

（四）各种手段的综合使用

由于地质灾害的种类繁多，导致某种灾害的原因也不是单一的，所以仅靠单一手段难以对地质灾害的发生原因进行准确的测定，而是要采用多种地球物理方法的综合运用。多种地球物理方法的综合运用不仅能够测定地表浅层的地质问题，而且能够解决较深层次的地质问题，拓宽了地质勘查的范围。但是也如同前文所述，综合地球物理方法的组合方式必须考虑到多种方法的合理选择和有效搭配，同时必须按照现场的条件来选取地球物理方法，这样就能有效避免综合方法的错用。

（五）治理研究

目前，地球物理方法在地质灾害方面的运用还仅限于对地质灾害的监测及预报，未来应该延伸到对于地质灾害的治理研究中去。让地球物理技术深入对地质灾害的监测，预防和治理的全过程中，达到良好的效果。

结束语

随着我国现代经济社会的不断发展，人们对于城市的安全和稳定将会提出更高的要求。如何应对越来越多的城市地质灾害，已经成为了新时期社会发展必须被重视的问题。利用地球物理的方法对地质危害进行勘察已经取得了良好的效果，其工效高、成本低、装备轻便，并且能够快速提供大面积的综合资料等优点使地球物理方法成为了重要的现代勘测手段，在城市地质灾害的预防中，起着重要的作用。

参考文献：

[1] 刘传正.地质灾害勘查指南[M].北京：地质出版社，2000.

地质勘察方法范文第4篇

岩溶又名喀斯特，是可溶性岩层（石灰岩、白云岩、石膏、岩盐等）以被水溶解为主要的化学溶蚀作用，并伴随以机械作用而形成沟槽、裂隙、洞穴等一系列现象和作用的总称。我国的岩溶地区分布十分广泛，以广西、四川、云南、贵州最为发育，其余如湖南、广东、浙江、江苏、山东、山西等地均存在规模大小不同的岩溶地区。由于地表水和地下水的溶蚀作用，发育着各种类型的岩溶地貌和岩溶形态，破坏了岩石的完整性，大幅度地降低了岩石的强度和稳定性，从而影响着建筑物的安全。另外，岩溶的发育给工程建设带来了一定的复杂性。而岩溶问题与许多工程有关，诸如水利水电工程、公路和铁路工程、桥梁工程、工业与民用建筑工程、地质灾害的防治与环境保护工程、旅游资源的综合开发工程等等。例如，在水利水电建设中，因库坝位址选择不当，岩溶洞穴导致水库渗漏，影响水库的效益和正常使用；在岩溶区修建隧道、地下洞库和开采矿产，一旦揭穿高压岩溶管道水时，就会造成大量突水，有时挟有泥沙喷射，给施工带来严重困难，甚至淹没坑道，造成机毁人亡等事故；在地下洞室施工中遇到巨大溶洞时，洞中高填或桥跨施工困难，造价昂贵，有时不得不另辟新道，因而延误工期；在覆盖型岩溶区，土洞的发育及地表塌陷对农田和各种建筑物造成严重破坏。由此可见岩溶与工程建设的关系十分密切。在岩溶地区首先掌握岩溶的形态特征、发育规律及分布状况，认识不同岩溶作用的特点，以便充分利用有利条件，对不利因素采取相应的措施，确保建筑物的基础可靠地建立在岩溶体上，这是一项非常有意义的工作。

1 研究的现状

由于岩溶发育的不均一性和复杂性，随着桩基础在岩溶地区的普遍应用，使勘察、设计、施工都面临着许多新问题。有不少工作者已经在这些方面总结出很多工程建设实践经验，一些学者也做了不少的研究工作。例如，对溶洞顶板稳定性的研究，有学者提出了视溶洞顶板为梁板（悬臂梁、简支梁、两端固定梁）、塌落拱、压力拱等的溶洞顶板稳定厚度计算方法；有学者根据弹性体内存在孔洞，在双向均匀应力场的作用下孔洞边界上的应力集中现象，按椭圆形水平坑道的计算公式求解溶洞周边的切向应力，以此来判断溶洞顶板的稳定性，有学者用平面问题的有限单元法对溶洞进行应力分析。有学者采用有限元―― 无界元耦合分析的方法，对岩溶临空面稳定性进行了研究。有学者对覆盖型岩溶区的桩基础稳定性进行评价。本文通过调查收集资料，并对这些资料进行整理、分析和研究，总结出岩溶地区工程地质勘察的合理方法。

从空间问题角度，在理论上为溶洞顶板稳定性的分析以及桩基嵌岩临界深度问题提供一条研究途径。

2 岩溶工程地质合理的勘察方法

不同地质时代的可溶性岩层，在漫长的地质作用下形成的岩溶形态千差万别，错综复杂，如溶洞、溶沟、溶槽、地下暗河等。由于岩溶在空间上发育的不均一性，造成岩溶地区的地质情况非常复杂，因此在进行岩溶勘察时，仅靠传统的地质方法（如槽探、坑探）难以得到满意结果。因为对岩溶认识不足勘察方法不对路，工程处理不当，在一些城市（如济南、广州、南海等）发生了工程失误现象，造成极大的损失，因而了解岩溶地区的地质，查清地下岩溶的分布情况，为工程提供可靠的地质资料是至关重要的。由此可见，岩溶地区工程地质勘察有着十分重要的作用，而合理的勘察方法也就成为人们所关注的问题。本文通过广泛地收集工程资料和前人的研究资料，对这些资料进行整理、分析和研究，总结出适用于岩溶地区工程地质勘察的方法，如钻探、遥感技术、地球物理勘探、静力触探等。现分述如图1。

2.1 钻探

钻探是广泛应用于工程地质勘察的勘探手段。除地形条件对机具安置有影响外，几乎任何条件下均可使用钻探方法。钻探工作的目的是要了解一定深度范围内的岩溶发育情况，尤其当地表无岩溶现象或有覆盖层时，要在地质调查和物探成果的基础上，结合工程要求去指导钻孔布置。工程地质勘察中使用的钻探方法较多，因而要根据具体情况选用适宜的钻探方法，此外，为了利用钻孔更好地了解地下地质情况，配合钻探，往往要进行钻孔压水试验或抽水试验等水文地质工作。条件允许时，还可采用物探测井、钻孔摄影、井下电视等技术手段，以配合了解钻孔周围的地质情况。

2.2 遥感技术的应用

遥感技术是根据电磁辐射的理论，应用现代技术中的各种探测器，对远距离目标辐射来的电磁波信息进行接受，传送到地面接收站加工处理成遥感资料（图象或数据）用来探测识别目标物的整个过程。它是建立在现代物理学、数学、电子计算机技术和地学规律基础之上的。具有调查面积大，重复性好等特点，遥感图像能宏观而真实地反映地表特征和各种地质现象的空间关系，遥感影像视域广阔、信息量大，在识别岩溶地貌形态、岩溶层组划分及地质构造特征等方面，具有其它勘测方法所不及的优点，尤其更适用于我国南方裸露型岩溶地区。

地球资源卫星遥感（MSS.TM，SPOT）、

航空遥感、热红外遥感、侧视雷达遥感等，在20世纪70年代引进我国以后，被广泛应用于岩溶地区工程地质勘察。遥感在新建铁路选线、水利水电工程区域稳定性评价、岩溶水库渗漏分析等方面都发挥了重要作用，在红水河、清江流域规划和大瑶山铁路隧道选线中获得了较好的效果。

2.3 地球物理勘探

地球物理勘探（简称物探）理场的各种参数进行地质解译，是通过获得天然的或人工的物具有一定的“透视性”。它不仅可以在地面测量，而且可以在地下测量（例如在钻孔中、中或其间）以及地下（钻孔勘察所研究空间的岩溶分布、隧道等）与地面之间的测量隧道以洞穴进行探测。由于信息技术特别适用于对岩体中复杂的岩溶、电子计算机技术的引进，使物探方法得到了很大的发展。目前，适用于岩溶勘察的物探方法主要有电阻率法、微重力法、钻孔电磁波透视法、五极纵轴电测深法、地震层析成像技术、瞬变电磁法、地质雷达等。本文在总结资料的基础上，对各种方法的优缺点、勘察效果和适用条件如表1所示。

由表1可以看出，每一种方法的应用都有其应用的前提，只有在满足前提条件下的勘察效果才会是好的。因此，在确定使用何种方法之前，正确地分析判断建筑场地的地质情况是非常重要的。同时，根据大量实践的经验认为，在不同的地质条件下，进行不同的勘察，采用综合物探，可以取得更好的效果。从上述的总结可以看出，将物探应用到工程地质勘察中，能降低勘察成本，缩短勘察工期，提高勘察工作质量。尽管如此，我们还是不能忽略钻探作为最基本的工程地质勘察的勘探手段所发挥的重要作用。如柳州市银都大厦所处的位置是典型的岩溶发育区，因为存在一种错误的观念，认为钻探是“一孔之见”，所以不相信钻探，于是出现了用物探替代设计要求的孔底作超前钻孔检测基岩情况的决策失误，结果导致做补充勘察和补强基础，造成工期延长，投资增大。每种方法都有各自的优缺点及适用条件，应取长补短，互为补充。大量的工程实践表明，物探定性配合钻探定量，能更好地了解工程地质情况，为设计提供准确的依据。

2.4 静力触探

地质勘察方法范文第5篇

关键词：水文地质勘察、 找水、遥感技术、EH4电磁测深

中图分类号：P2文献标识码： A

一、前言

2010年-2012年，云南省经历了多年未见的特大干旱，省委省政府高度重视，要求省内水文地质勘察单位投入到抗旱找水的工作中，我公司也有幸参与了云南省的抗旱救灾工作。

由于地下水资源的类型繁多，赋存的地质条件十分复杂，且开采深度越来越大，这就为我们合理开发利用带来较大困难，因此，需要采用一些新的水文地质勘察方法，才能在干旱缺水地区找到可利用的地下水资源，以解决缺水之需，故需重视新技术、新物探电磁法的应用。根据不同的地下水类型，采用不同的方法进行勘察，才能取得勘察技术的良好效果。为提高地下找水的成功机率，在众多的水文地质勘察方法中，我们采用的是地质资料结合电磁物探（EH4）的方法确定钻孔井位，即先在拟钻井位置进行地质踏勘，确定大致位置，然后布设高频大地电磁测深（EH4）剖面，确定最佳井位，按20-30m的观测点距进行电磁物探测深。本文重点介绍EH4电磁法在地下找水工作中EH4电磁法主要是通过观测地层在纵向和横向电性参数的变化特征，来确定地层岩性结构、岩溶发育带或岩石破碎带及地下水的变化规律，其特点是：工作效率高、勘探深度大、分辨率高、地形影响小。EH4电磁法被广泛应用于石油、天然气、煤田、金属矿、非金属矿、采空区、水文地质、地下水、环境保护、地下溶洞探测、水库查漏及其它地质勘察等领域，是目前较先进的地球物理勘探法之一，也是地下找水工作中最常用的水文地质勘察方法。

二、 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。

三、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。

四、EH4电磁测深物探法

1、EH4电磁测深方法原理

EH4电磁测深方法是采用上世纪九十年代由美国EMI公司和Geometrics公司联合推出的新一代电磁仪――EH4型StrataGem电磁系统，能观测到离地表几米至1500米内的地质断面的电性变化信息，基于对断面电性信息的分析研究，可以应用于地下水研究、环境监测、矿产与地热勘察，以及工程地质调查等。该系统适用于各种不同的地质条件和比较恶劣的野外环境。其方法原理与传统的MT法一样，它是利用宇宙中的太阳风、雷电等入射到地球上的天然电磁场信号作为激发场源，又称一次场，该一次场是平面电磁波，垂直入射到大地介质中，由电磁场理论可知，大地介质中将会产生感应电磁场，此感应电磁场与一次场是同频率的，引入波阻抗Z。在均匀大地和水平层状大地情况下，波阻抗是电场E和磁场H的水平分量的比值。

（1)

（2)

（3)

式中是频率，单位是Hz，是电阻率（），E是电场强度（mv/km），H是磁场强度（nT）,是电场相位，是磁场相位，单位是mrad。必须提出的是，此时的E与H，应理解为一次场和感应场的空间张量叠加后的综合场，简称总场。在电磁理论中，把电磁场（E、H）在大地中传播时，其振幅衰减到初始值1/e时的深度，定义为穿透深度或趋肤深度（）：

(4)

由（4）式可知，趋肤深度（）与电阻率（）的平方根呈正比，与频率（）的平方根呈反比，测量是在和地下研究深度相对应的频带上进行的。一般来说，频率较高的数据反映浅部的电性特征，频率较低的数据反映较深的地层特征。因此，在一个宽频带上观测电场和磁场信息，并由此计算出视电阻率和相位。可确定出大地的地电特征和地下构造，这就是EH－4观测系统的简单方法原理。

一般情况下，大地是非均匀的，波阻抗是空间坐标的函数，此时必须用张量阻抗来描述。此外，大地电性分布的不均匀性，会引起电场的梯度变化，由此又产生磁场的垂直分量。进一步的讨论将会涉及较深的电磁场理论和张量分析等内容，其知识已超出本课题的研究内容。在解决一般性的工程地质调查中，作标量或张量观测即可。

在野外能实时获得的Hy、Ex、Hx、Ey振幅，ΦHy、ΦEx、ΦHx、ΦEy相位，该系统采集方式是时间域，然后通过傅氏变换转换为频率域进行分析，同时计算各频带的卡尼亚电阻率、E-H振幅、相位差及全信息相干度等，实时处理能显示单点的电阻率、振幅、相位及相干度曲线，在室内数据处理后，三点以上可获得二维Bostick反演电阻率断面图。

2、野外工作

① 平行试验

在开展工作的前一天进行平行试验，检测仪器是否工作正常。具体做法是两个磁棒相隔5米远，平行放在地面，两个电偶极子也平行。观测电场、磁场通道的时间序列信号，分别为低频和高频段磁场、电场信号波形图，两个方向通道的波形形态和强度均基本一致，表明仪器正常。

② 电极的布置技术

工作共用四个电极,两个电极组成一个电偶极子,其中与测线方向一致的电偶极子叫做X-Dipole；与测线方向垂直的电偶极子叫做Y-Dipole。为了对比监视电场信号,其长度都为10m。

③ 磁棒布置技术

磁棒离前置放大器大于5m,为了消除人文干扰,两个磁棒埋在地下，磁棒一个与测线方向一致，一个与其垂直，工作人员均离开磁棒至少5m，尽量远离房屋、电缆、大树的地方布置磁棒。

④ AFE(前置放大器)布置技术

电、磁道前置放大器放在测量点上，即两个电偶极子的中心，为了保护电、磁道前置放大器应首先接地，远离磁棒至少5m。

⑤ 主机布置技术

主机放置在远离AFE(前置放大器)至少5m的一个平台上，而且操作员基本能看得到AFE和磁棒的布置。

3、室内资料处理

在野外观测时，为消除干扰，提高数据质量，采用适当的叠加次数及重复测量的办法进行，保证了野外实测数据质量真实可靠。数据处理的大致步骤：①先对不合理或干扰数据进行剔除，保证做图数据的可靠合理；②对数据进行圆滑处理，选择几个不同的圆滑系数进行对比确定，一般我们用的圆滑系数在0-1之间；③利用IMAGEM软件进行二维反演形成.dat文件，④地形修正和插值；⑤对卡尼亚电阻率进行“归一化”（取对数）处理；⑥确定等值线间隔（色区），沟绘等值线图，为突出异常，电阻率值的间隔采取分段等间距沟绘，即0-500Ω.m，按25Ω.m；500-1000Ω.m，按50Ω.m；1000-1500Ω.m，按100Ω.m；依次内推。⑦根据地质资料进行异常的解释推断，确定打井位置、孔深。

4、EH4在找水中的应用实例

在参与云南抗旱找水及其他打井工作中， EH4在确定井位、井深的工作中，发挥了独特的作用，取得了较好的经济效益及社会效益，下面拟通过以下三个实例，验证EH4在地下找水工作中的效果。

实例1：云南×市×镇×村委会EH4找水

工区出露的地层主要为侏罗系中统上禄丰群（J2）地层，岩性为：褐红、暗紫红、棕红色泥岩、钙质泥岩、杂色泥岩、粉砂岩；白垩系石门群(Ksh)砂质泥灰岩、钙质页岩及钙质砂岩互层。共布置3条EH4剖面，其中3号剖面异常反应较好，整条剖面显示为低阻特征，一般小于150Ω.m，推测为具一定含水性的泥岩引起，而电阻率值小于40Ω.m的蓝色区域，推测为含水构造破碎带或地下水的富集区，根据异常情况，综合分析地质情况，设计两个异常验证孔，分别在9、19号点，设计孔深分别为400m、350m，最后根据施工条件，实际选择19号点（ZK2）进行验证，验证孔深350.32m，经抽水试验，单井出水量大于500m3/d,满足了甲方的用水要求,取得了较好的经济效益及社会效益。

图1云南×市×镇×村委会EH4找水设计钻孔及验证柱状图

实例2：×村EH4找水

工区位于盆地边缘地带，为东、西两侧分布的近南北走向山脉夹持的冲洪积山间盆地，北窄南宽、北高南低。海拔高程1950～2050m间。区内地层：地表有几到数十米的第四系冲洪积层覆盖，剖面西端为古生界阳新组白云质灰岩，东端为二叠系玄武岩。甲方要求在工作区内，确定4个打水井位。为此，我们在拟打井区域布置了15条东西向EH4剖面，由于白云岩与玄武岩有较大差异，因此根据剖面及平面异常特征，确定区内覆盖层范围和厚度，划分白云质灰岩和玄武岩的接触界线，由本剖面看（图2），推测地层接触界线在22-23号点之间，其中,剖面西端为高阻白云质灰岩，东端为中等电阻率的玄武岩，30-34号点间，分布有小于100Ω.m的蓝色低阻异常区，异常完整连续，呈陡倾（微倾向西）分布，异常下延500m，宽约120m，推测为含水构造或富水异常区。通过综合分析，确定在32号点设计打井验证孔位，孔深450m。实际打到480m，抽水水量达到386m3/d，其成果得到村委会认可验收。

图2×村EH4找水设计钻孔及验证柱状图

实例3×县×村EH4找水

×村位于×县北部山区，区内沟壑纵横，地形复杂，处于磷矿开采区，因采矿作用致使地下水位下降，成为严重的缺水区。区内地层：地表为第四系残积土覆盖，以下为寒武系沧浪铺组灰岩和砂岩互层，附近原有一个100多米的水井孔，出水量较小。我们垂直地层方向布置一条长300m的EH4剖面，反演剖面图见图3。由图可见,电阻率等值线表现为“U”字形低阻异常分布,中间表现为高阻特征，两侧为低阻，在剖面中部1675m标高处交汇，连成一个异常，推测两为含水构造破碎带,破碎带在剖面中部1675m标高处交汇，连成一带,交汇部位，应是地下水的富集地带,因此验证钻孔设计在17号点附近，孔深250m, 最后实际施工孔深220m，抽水水量达到1250m3/d。由验证结果看，EH4地电断面图和钻孔柱状对比，较清晰地反映出了地层及含水构造的分布和变化，同时异常反映了原取水孔深度不够,导致出水量不足不够的问题。验证成果得到国土资源局认可验收。

图3×村EH4找水设计钻孔及验证柱状图

5、利用EH4电磁法找水的体会

EH4是近几年引进新的电磁测深方法，其特点是：工作效率高、勘探深度大、分辨率高、地形影响小。被广泛应用于石油、天然气、煤田、金属矿、非金属矿、采空区、水文地质、地下水、环境保护、水库查漏、地下溶洞探测及其它地质勘察等领域，是目前较先进的地球物理勘探方法之一。

我们通过用EH4连续电导率电磁测深方法在岩溶、火山岩、滇中红层地区的找水实践，取得了较好的地质效果，尤其在圈定含水断裂、构造的形态、埋深等方面，有其独特的效果，但有些问题还有待进一部探讨和提高。通过工作，有以下几点体会：

①EH4勘探方法是一种新技术、新方法，即有工作效率高、勘探深度大、分辨率高、地形影响小等特点。同时也有其局限性，工作区附近如有变压器、铁管、井架、高压电缆等干扰，或有无线电台、广播电台等，会对测量成果造成很大干扰，致使测量的成果数据可靠性降低，甚至资料无法解释；

②EH4电磁工作只能大致圈定含水断裂、构造的分布形态、埋深及产状，但不能确定含水断裂、构造的水温，对水量也只能根据异常规模、异常值根据工作经验估计；

③必须收集工作区内的地质、水文地质及地球物理特征资料，确定是否有能引起低阻异常地质体，排除干扰，才可确定含水构造异常；

④确定钻孔位置时，要充分考虑地质、水文地质情况、异常规模、相对异常值、异常形态及打井所要求的水量等综合因素，来综合确定井位。

五、结束语

随着社会经济的不断发展，对水资源的需求量越来越大，水资源已经成为当下全社会关注的问题。水资源在很大程度上影响到一个城市、地区的发展，因此，如何合理开发利用水资源至关重要。另外，地下水的开采对抗旱救灾也有着非常巨大的意义，尤其是近段时间我国大面积的承受干旱灾害，地下水的开采利用刻不容缓，地下水的勘察尤为重要，只有采用正确合理的水文地质勘察方法才能够准确的找到水源，为合理开采利用地下水提供保障。随着现代科学技术的不断发展，水文地质勘察人员也应该在传统技术的基础上，充分利用新技术、新理论、新方法，选择合适的水文地质勘察方法，不断的推进地下找水成果的成功机率，使水文地质勘察方法不断革新、发展。

参考文献 ：

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[5] 蒋丛林 李树琼 王瑞赛，高频大地电磁测深（EH4）在地下水勘查中的应用

（西南有色昆明勘测设计（院）股份有限公司内部论文集）