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关键词:矿产资源;地质勘查;技术
近年来,区域化探找矿技术及方法得到了各级矿管部门、地质勘查部门以及地质专家的高度重视。其优点在于比较直观,并且能够准确测量岩石中化学元素的含量,能够清晰地反映出其异常级别,相比其他勘查技术,起到的作用不可替代。因此,区域化探找矿法的普遍使用是未来的必然趋势。在社会经济高速发展的趋势下,人们对各个方面的需求都在不断增多,对矿产资源的需求也不例外。我国是能源大国,能源十分丰富,面对人们对能源的巨大需求,没有办法满足。这就要求在进行地质勘查工作的时候,勘查人员必须要和相关的研究人员及时进行沟通和交流,要在现有地质勘测方法的基础上,加以研究和创新,确保地质勘测工作能够顺利进行。
1矿产地质勘察技术的应用
1.1规划合理,适当超前
要坚持科学发展观作为指导,在地质勘查工作实施过程中要以人为本,进行合理规划。地质勘查种类很多,可以分为中央与地方地质勘查、公益与商业性地质勘查、国内地质勘查、对外开放地质勘查以及各类规划区地质勘查工作。要将各种类型的地质勘查工作进行统筹规划,充分发挥地质勘查工作所具有的基础性作用,地质勘查工作的实施要适度超前,一般要进行提前10~15d的工作部署。
1.2勘查工作的合理布局
地质勘查工作实施过程中,需要将勘查工作的合理布局作为工作重点,可以为矿产资源的勘查提供保障。在实际工作当中,地质勘查部门要将我国的地形地质情况进行充分考虑,正确把握我国资源的分布情况,探索出矿产分布规律,以此作为基础合理布局勘查工作。在实际勘查过程中需要考虑的因素很多,其中需要重点考虑的是人口分布、基础设施建设以及国土资源的利用情况,在全面考虑这些因素的基础上再开展地质勘查工作,以便能够更好地开展商业地质勘查工作。
1.3勘查能力的增强
我国地质勘查在我国地质勘查能力的影响下受到了很大制约。我国实施的“科技兴地”战略,使我国地质勘查工作现代化的发展步伐得到加快。我们应该在实际地质勘查工作当中加大一些重大地质理论问题的研究力度,实现从地质区位优势向地质创新优势的转变。现阶段我国缺乏完整的成矿理论体系,需要不断完善我国的地质科技创新体系,促进地质勘查技术的有效发展。除此之外,还要大力培养地质勘查技术人才,积极建立对工作管理认真负责、具有完善体制的素质较高的勘查队伍。
2矿产地质工程中常用的勘查技术方法
2.1采用物探和化探勘查方法
地质勘查工作的关键工作是掌握成矿区的成矿规律,深部矿床的深度空间以及制约因素,需要在了解深部矿区成矿环境、演化以及系统的基础上,进行研究分析得到。研究成矿、矿床类型以及矿床的空间分布特点,才能够快速寻找到深部矿。深部矿的寻找可以利用物探技术,物探技术主要应用在矿产能源、非金属矿产和有色金属矿产的寻找上,工作原理涉及到了重力、电、磁效应、地热、放射以及地震。对于地质勘查工作是否能够使用该项技术,需要在测量勘查区域地层、矿石以岩体的基础上,对各种参数及性能进行准确把握,仔细分析各种测量数据,根据分析的结果来确定是否适用。此外,在矿产地质勘查中,还将广泛运用到化探技术,化探技术也被称为地球地质化学勘查技术,以水系沉积物测量、原生晕以及土壤测量为代表,其勘查效果优于物探技术。伴随地质找矿的逐步深入,近地表矿已基本挖掘,深部隐藏矿的寻找,成为日后矿产勘查的主要发展趋势。因此,近年来,为准确勘查矿产区域的分子元素,一些高精度、高灵敏度的化学分析设备,逐步被运用到化探工作中。下面将对矿产地质勘查化探技术进行详细解析。深部矿的地质勘查方法不能仅在深度上增加,要在找矿目标的指引下,由浅部向深部转变,根据勘查环境,要设定不同的勘查目标,建立不同的地质勘查模型,并且要及时调整勘查技术、手段以及思路,确保深部矿的地质勘查工作能够顺利进行。深部矿的勘查所寻找的矿床类型品位较高,规模较大,这类型的矿床少见。因此,深部矿的地质勘查工作,要对勘查方法的集成和综合更加重视,着重使用一些深度原位测量技术,还要不断科研一些新技术和新方法。金属矿产的寻找普遍使用该项技术,比较有代表性的集中勘查方法有:土壤测量法、水系沉积物测量以及矿产原生晕法等。由于我国的近地表矿的开发,已经接近尾声,为了能够满足社会发展对能源的需求,需要开发深部矿。
2.2在矿产资源勘测中采用地磁测量勘查方法
地磁测量作为一种勘查方法,可以判断矿产资源所处位置,判断的依据是不同时间和空间地球磁场的变化。按照空间进行划分为:陆地、航空、海洋以及卫星监测。地磁测量的所要达到的目的不同,方法的分类也不同,按照目的划分可以分为:区域性、地方性以及全球性的。海洋磁测是对海洋地磁测量的勘查工作,以船只作为辅助,获取海底信息、研究海洋性质以及编制磁力图。陆地磁测应用的工具是质子旋转磁力仪,测量的地磁强度可以为地质勘查工作提供数据支持。区域航空磁测利用的是航空磁测资料,该种方法适合于对大范围物理进行测量,进而判断断裂以及磁性地层。
3地质矿产勘查化探技术方法及评价
3.1原生晕
原生晕主要检测收集的岩石样品,按照一定的网距,在岩石出漏点上进行分析、检验、收集岩石样品,根据得出的结果,绘制地球化学异常图,能够获得更加准确的岩石元素含量信息,清晰反应出矿产与非矿产、地表规律和地表形态。原生晕法适用于山行陡峭、岩石暴露的地区,比如四川、贵州以及广东、广西和福建、辽宁等地。该方法的缺陷是容易受到地质条件的影响,在地形条件复杂的地区实施的工作难度较高,例如在我国的大兴安岭,该地区植被覆盖率过高,使用此方法很难进行地质勘查工作。
3.2次生晕
次生晕找矿法应用的地形条件为地表疏松的覆盖物,在这种地形条件中运用次生晕,实现找矿。与下文所述的土壤地球化学测量方法不同之处,在于这种方法本质是针对异常源四周残破层内的次生晕以及矿体,没有涉及到其他次生异常,因此,这种方法的使用范围很狭窄。
3.3地球化学土壤测量
地球化学测量主要依据是岩矿石中化学元素的自身活性,适用地形条件是矿体下坡,或者是上方土壤中形成的分散或富集反应区。这种方法在一些大中比例尺的地质普查工作中普遍使用。主要运用在岩石出露较少、植被覆盖率较高、地形平缓以及纬度较高的地区,比如大兴安岭、小兴安岭等地区。这种方法存在的缺陷是,B层或者C层的土壤和砂等无法进行采集,只能以碎石替代。
作者:施小彬 单位:甘肃省地质调查院
参考文献:
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[关键字] 矿产地质勘查 勘查技术 勘查方法 地质填图 探矿工程
[中图分类号] P6242 [文献码] C [文章编号] 1000-405X(2013)-1-107-2
0 引言
矿产地质勘查的有效进行,离不开相关技术的运用和有效方法的采取。在实际工作中,如果对相关技术和方法进行合理的利用,不仅能够提高矿产地质勘查的效率,还能够实现对矿产资源更为有效的利用,促进矿产地质勘查工作的发展和进步。文章主要结合矿产地质勘查的实际情况,介绍了相应的勘查技术和勘查方法。
1 矿产地质勘查方法
在矿产地质勘查过程中,掌握正确的方法可以更快更迅速的找到矿藏,能够显著提高勘查效率。在实际工作中,人们总结出了多种勘查方法,具体来说,包括以下几种:
(1)地质填图法。该方法是在矿产地质勘查过程中,运用相关的地质理论以及其它的方法,对地质矿产进行全面系统的调查、研究和分析。以查明工作区域内的地层、岩石、构造、矿产的基本特性,对成矿规律和找矿信息进行全面的研究,以更好的指导找矿工作。
(2)砾石找矿法。砾石找矿法也是矿产地质勘查的重要方法之一,它主要是根据矿体露头被风化之后所产生的矿砾,或者是根据与矿化有关的岩石砾岩,由于受到重力、水流、冰川等作用,其散布的范围会大于矿床的范围。通过利用上述原理,沿山坡、水系、冰川活动地带进行研究,并探寻矿砾的来源,从而找到矿床。
(3)重砂找矿法。该方法是以各种疏松沉积物中的自然重砂矿物作为主要的研究对象,并将寻找砂矿和原生矿作为主要目的,通过利用这种方式以达到勘查地质矿产的目的。
2 矿产地质勘查技术的原则
矿产地质勘查技术的原则是对矿产地质勘查发挥指导性作用的各种规范的总称,也是在施工工作中必须贯彻执行的准则,具体来说,这些原则包括以下几种:
(1)着眼全局统筹规划。为了最大限度的发挥勘查的作用,在进行勘查工作之前,应该从全局出发,对矿产地质工作进行统筹规划和合理安排。在追求商业利益的时候也要考虑经济利益,在勘查工作中注重对环境的保护工作,对于各类规划区的工作也要做好安排。
(2)遵循规律合理布局。矿产资源丰富,并且分布广泛,为了使勘查工作顺利进行,在实际工作中应该遵循规律,合理布局,全面考虑地质条件和水文条件,并且根据经济社会发展的实际需要,统筹规划矿产地质勘查工作,以对实际工作更好的发挥指导作用。
(3)突出重点拓宽领域。在勘查实际工作中,应该全面考虑相关因素,分清楚重点和非重点,对于重点矿区应该加强地质勘查工作,以获得更大的成果。同时,还要拓宽勘查工作的领域,提高勘查工作的广度和深度,以满足经济社会发展的实际需要,使地质勘查、矿产资源的开发能够更好的为整个社会服务。
(4)科技创新提高效率。矿产地质的勘查离不开科学技术的运用。所以,在进行勘查的过程中,应该重视对各种科学技术的运用,以提高勘查工作的效率,促进勘查工作更好的发展。对于重要的地质问题,要进行深入的研究,加大研究力度,使矿产能够转化为经济优势,在经济社会发展中发挥更大的效益。在现代社会,要想促进矿产地质勘查的进一步发展,必须重视科技创新,建立完善的创新体系,以更好的促进勘查工作的发展,提高勘查工作的效益。
3 矿产地质勘查技术
在矿产地质勘查过程中,为了提高勘查效果,更快更好的找到矿藏,必然离不开相关技术的支撑。矿产地质勘查技术是随着地质勘查而出现的各种工艺与技术的总称,它在地质勘查的实际工作发挥着巨大的作用。
(1)地形与工程测量。在地形测量和工程测量过程中,应该采用全国通用的坐标系统以及最新的国家高程基准点。如果勘查的是边远地区的小矿区,周围没有全国坐标系统基准点,这时候,可以运用全球定位系统,建立独立的坐标系统测图,以获得当地相关的测量数据。不过,在测量过程中,要对定位仪器的型号、定位时间、定位程序、测量精度等进行详细和全面的说明,对于测量的精度要求,应该严格执行相关规范,满足相关的要求。对于比例尺不同的勘探线剖面,应该保证其是实测剖面。
(2)地质填图。对于地质填图,不管采用何种比例尺,都应该将地质观察作为基础,填图的精度要求,应该满足同比例尺的地质测量规范。对于大比例尺地质填图来说,它的主要目的是服务于矿产勘查、矿山建设。因此,在选择比例尺的时候,应该以矿体规模、形态复杂程度、不同勘查阶段的要求作为依据。做好地质点的布设工作,在实际工作中,应该将其布设在界线上面或者具有特殊意义的地方,当布设完成之后,应该使用仪器法将其展绘到图上。如果是薄矿体、标志层或者其它具有特殊意义的地质现象,在必要的时候,应该扩大表示。
(3)水文地质工作。水文地质工作也是勘查过程中必须高度重视的一项工作。对于不同比例尺的水文地质、工程地质测量、环境地质调查等,都应该满足相关比例尺规范的要求,此外,还应该满足矿区内水文地质、工程地质、环境地质工程的实际需要。对于专门水文地质工作和岩矿石物理力学性质测定,都应该跟相关的规范和标准进行,以保证测定结果的真实性和可靠性。
(4)探矿工程。在探矿工程中,对于覆盖层小于三米的浅部矿体,可以采用探槽、浅坑的方式,而如果覆盖层大于三米,则应该采用浅井。在钻探工程中,应该提高工程质量,保证质量符合相关规范和要求。对于矿芯、顶板、底板三至五米范围内的岩石、标志层,以及全孔岩芯的采取率,应该按照相关规范进行,不得低于相关规范要求或者勘查设计要求。
(5)采样。采样也是矿产地质勘查中的重要工作,在采样的过程中,应该严格执行相关的规范,不允许错号、错样现象的发生,采样工作必须一步一步进行,严禁进行选择性采样。如果遇到难以识别的矿石,或者可能发生矿化的地段,应该分别进行取样工作,以对地段的情况进行更为全面的了解。在煤质采样过程中,应该考虑到煤的种类、工业用途、相关指标等情况,然后再进行采样工作。在砂矿的采样工作中,其淘洗、称重工作应该严格按照相关规范进行。
关键词:地质勘查;方法;分析
中图分类号:TU723.3 文献标识码:A 文章编号:
地质勘查为工程的后续工作打下了坚实的基础,它的意义无疑是重大的。因此,相关单位要明确了解这项技术的重要性,从而重视地质勘查技术。笔者结合相关经验,对目前地质勘查和如何找矿进行了简略分析,以供相关人员参考,希望能为我国社会与经济的发展提供一些帮助。
1 地质勘查技术的相关原则
1 . 1 遵循统筹规划原则, 合理布局
无论是公益还是商业性质的地质勘查都要进行规划,要加强对环境和资源的调查力度,无论地方还是中央,地质勘查的统筹和规划工作都要认真进行。由于我国地大物博、资源丰富,所以相关部门要遵照分布规律,结合当前中国的实际情况对环境勘查进行规划,以此使勘查工作顺利进行。
1 .2 重点扩宽工作的领域
在工作中,要善于抓住重点,从而开阔工作领域。要将中国的地质条件资源和环境作为工作的出发点,加强成矿地域的勘查,提高工作效率。同时结合当前经济形势,将勘查工作的面积扩宽。
1 . 3 结合科学技术来提高工作质量
中国发展矿业的首要原则就是科技兴地,对于勘查工作,同样要向现代化看齐。地质部门要以科学的态度分析问题,巧妙转化资源和地域间的优势。发展勘查技术、完善成矿理论,加强信息化建设,提高地质勘查效率。
2 地质勘查技术的具体方法
2 .1 地质路线的填图
地域填图是在1∶50000的区域范围内,在先进的地质理论的指导下将地质研究作为基础的一项技术。地质填图以解决找矿问题作为路线布设的原则,而布设路线是以穿越法为主、追索路线为辅。
2 .2 地质剖面要进行实地测量
在重要的、出现异常的区域和各个地区的地质体,都要布设一条到两条剖面用以展布构造带、控制地质体的分布。对侵入的岩体和火山的机构以及矿点都要进行剖面控制,并布设特殊字形路线来精测重要火山机构的剖面,以此探索得出重要的地质问题的解决办法。
2 .3 保证物探仪器的正常运行
在野外工作中,一般会使用三台仪器,其中用一台来观测日变,还有两台用来进行测量。根据相关法律规程的要求,三台仪器在工作前后都要进行校验。在1∶20000激电中梯中工作的原因就是为了合理运用激电中梯,用在化探异常的区域使用梯度法来查找异常的机电的方法来探测其走向,以此来寻找矿体。在选择仪器方面,最好使用重庆地质仪器厂的DJS-8激电仪,在野外测量中使用激电中间的梯度装置来获取视电阻率以及视极化率的参数。以1200 m为供电极距、20 m为点距、40 m为测量极距, 测量工作使用三台接收机, 供电工作使用一台发送机。在工作之前要对所有接收机作对比试验以确保他们的一致性。
2 .4 化探工作的注意事项
矿藏样点一般布设在一级或二级水系中,少部分布设在三级水系以上。在超过300 m长度的水系样点,分布要均衡,并且没有重复控制的现象发生,以每平方千米4.14点为采样密度。在不发育地段类似于个别的小格水系中,每个小格应采集两个到四个土壤样本以避免连续采样导致空格情况的出现。应该在水系沉积物的分选性比较差的部位进行取样工作,最好不要在有机质淤积或者岸边泥炭堆积的地方和早期河漫滩这些部位采样。尽量在汇入沼泽水系的上游山口地区采取样本。在对所得数据进行仔细分析之后,还要认真全面的校对,要保证没有问题之后才能把所有样品的分析数据和相对应的样品的编号、横纵坐标和所属的地址单元进行串连工作,然后再使用相关的软件对数据进行处理。此外,在编制有关地球的化学图件时,大部分时间使用MAPGIS这个软件。
2 .5 充分利用遥感技术
所谓遥感地质,即在1∶50000的矿调设计前的设计图编制、地质草图、矿产检查及地质填图和室内综合研究这些所有过程的结合。遥感工作的工作核心,就是解译区域构造格和辅助解译地质填图、追踪锁定已知道的成矿地质体和控矿地质体、圈定岩体等等,在ETM影像中,可以清楚地分辨出不同的解译标志,大体上将地质界线解译出来,而野外验证则使地质填图完成的更加快速,从而让工作的效率也得到提升。
2 .6 探矿过程中要注意的事项
在矿藏的区域,内开凿探槽是探矿工程中仅有的方式。探槽的开口应该在1.4×1.9 m之间,最宽不要超过2 m,槽口两侧应该都要清理出宽约半米的通道来避免由于坍塌而使石块脱落伤人的情况发生,从而保证工作人员的安全。施工后槽的底端宽不得小于60 cm,也不能超过1 m,掘进基岩要达到30~50 cm之间,最深可达1 m。当工程验收完以后,要对槽底先进行人工清理,完成编录,再划分样段,然后对刻槽样和相关的样品进行采集,通过对基岩样品的分析取得直接的找矿信息。由此说来,探槽施工这项工作非常重要,除了少部分测区探槽因为涌进的水过多而不得不中止工作,大部分都能圆满完成工作。这些探槽所采集的样品质量都非常有保证,所以可以放心用于科研和找矿工作。
2 .7 对勘查资料进行综合整理
在1∶50000的重点研究中,对于实际测量到的地质剖面、物探、化探和遥感等找矿信息的总体研究和分析,以及对资料的整理, 可以分析得到成矿地质的背景, 进而对矿场展开预测,编制成矿预测图以及综合成果图。同时将成矿区找出来并进行圈定,从而对出区域内的矿产的综合潜力做出评价。
3 地质找矿的方法
3.1 地质填图法
地质填图法是运用地质理论和有关方法,全面系统地进行综合性的地质矿产调查和研究,查明工作区内的地层、岩石、构造与矿产的基本地质特征,研究成矿规律和各种找矿信息进行找矿。
3.2 砾石找矿法
砾石找矿法是根据矿体露头被风化后所产生的矿砾(或与矿化有关的岩石砾岩),在重力、水流、冰川的搬运下,其散布的范围大于矿床的范围,利用这种原理,沿山坡、水系或冰川活动地带研究和追索矿砾,进而寻找矿床的方法。
3.3 重砂找矿方法
重砂找矿方法是以各种疏松沉积物中的自然重砂矿物为主要研究对象,以实现追索寻找砂矿和原生矿为主要目的的一种地质找矿方法。
4 同位成矿理论分析
同位成矿的理论被应用至今,已发现多处重要矿产,该理论中阐明重要的、巨型的成矿区带的形成,规模大的矿床特别是超大型、巨型矿床的形成,均具有同位成矿的特征。这就是在同一空间范围内、同时代与不同时代、同类型与不同类型、同矿种与相关的不同矿种,均可出现相对稳定的大规模的同位成矿作用,明显地反映出同位成矿的客观规律。国内外有色金属矿产,大部分或绝大部分就集中在上述的重要成矿区带和矿床、矿体中。
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
关键词:公路;地质勘查;方法;综合运用
1 工程概况
某公路工程全长约140km,是贵州省公路网的重要组成部分,也是所在地区前往其他省份的唯一快速汽车通道。公路穿越的地形包括丘陵区、低山区、山间盆地区等。其中,低山丘陵区在公路全长中所占比例约为85%,高差相对较大,地形坡度在25°~45°之间,尤其是某一路段需要穿过山脉,地形条件极其复杂。由于这段路线地形陡峭,且以隧道和桥梁为主,因此给勘察工作带来了极大的挑战。
2 地质情况
2.1 地质特征
区域内的构造活动较为强烈,岩浆侵入面积较大,次级构造极为发育。同时,线路的中段区域表现为背、向斜相接合部位。区域性构造方向与构造发育形迹基本相同,以北东向为主,北西向网络状构造体系少量存在,岩石破碎、断层发育、风化强烈。路线穿越的地层较多,岩性复杂,依次为寒武系、志留系、中上泥盆统、白垩系与第四系。中段燕山期和花岗岩大面积出露,西段变质岩广泛分布,东段沉积岩广泛分布。岩性包括砂岩、片岩、板岩、泥灰岩、粉砂岩等多种类型。
2.2 水文地质
沿线地下水主要包括基岩风化层孔隙裂隙水、第四系冲洪积砂- 卵砾石层孔隙潜水、灰岩岩溶水、基岩裂隙水等。地层、地形等因素对地下水的排泄条件和补给影响较大,其中,岩溶发育、断层破碎地段是本次勘察工作的重点和难点,也是整个线路中的重点地段。
3 勘查方式
针对线路所在区域地质构造复杂、地形条件交叉、地形单元多、水文地质条件复杂、地层岩性多变、植被发育等特点,除了常规的勘察方式外,工作人员还针对性地选择了勘察方法。
3.1 遥感技术
在线路的对比和选择阶段,对遥感技术(即RS技术)进行综合应用,可以收到非常理想的效果。该技术的图像具有全面性、真实性、宏观性等特点,能够为不良地质、地质构造、地形的有效识别提供依据,且能够消除覆盖层、植被、地形等带来的不利影响,通过对图片的分析即可获得区域内的工程地质、水文地质、环境地质、地层、地质构造等多方面资料,避免在项目实施过程中遭遇特殊性岩土或不良地质,不仅为安全、优质的施工奠定了坚实的基础,也让工作人员的选线得到了有效的数据支持。
通过对RS图像资料的分析,可以对沿线的不良地质现象、地质构造、地层岩性等位置进行区分,为地质测绘人员提供工作靶区。例如在K65+400~980段,RS图像表现为块状灰色调夹平直灰黑色调,宽度较大,高差较小,因此,将其判定为宽度较大的断层,这一结论在随后的现场操作中得到了证实。在花岗岩分布区,RS图像则表现为大片姜状图形,色调为浅灰~灰白,高差较小,地形较缓;在变质岩区,图像表现为大片块状的灰黑和灰色,高差较大,地形较陡;在花岗岩分布区,滑坡区图像表现为灰白色,局部存在灰黑色调;在变质岩区,滑坡区图像表现为灰色加局部灰白色。
3.2 GSP技术
GSP定位的优势在于全天候、高精度、高效率、操作简单、功能较多,通过GSP进行不良地质点的定位、构造点的追索延伸、地质点测量定位等具有较高的应用价值,能够使定位精度得到进一步的提升。
在实际工作中,K65+400~980段为断层分布,后期岩浆侵入,岩性多变。断裂破碎带的宽度约为200m,原岩为砂岩和砂砾岩,裂隙发育,白色石英脉大量,构造岩破损,裂隙中常见填充的石英,整体性较差。通过GSP定位,将野外的实际情况直接反映在平面图当中,不仅速度快,而且精确度高,对于勘查工作的指导具有重要意义。
4 物探测试的相互补充
4.1 GPR的应用
GPR也就是我们常说的探底雷达,主要用于地下介质分布的确定。该技术主要采用雷达天线将无载波电磁脉冲发往地下,并接收由不同介质界面反射的回拨。由于电磁波在介质传播的过程中,电磁场强度、波形和路径会因为介质的几何形态与电性质的差异而发生变化,因此,通过回波旅行时间、波形和幅度即可探知地下介质的埋藏目的体和地层结构。不同介质内部的电磁波传播特点会使其发生折射、透射、反射等现象,GPR的工作原理也在于此。电磁波被反射后,会被接收天线接收,并由主机对电磁波的运动特征进行记录,处理后形成断面的扫描图。工作人员通过对图像的读取即可了解地下目标物结构的实际情况。线路处于山区,林密山高,勘察工作较难开展,而GPR技术的应用则有效解决了这一难题。在K65+400~980断层分布地
段,断层部位的纵波速度为513~822 m/s,较正常的1 210~3 930 m/s出现了大幅度的下降。物探曲线的分析结果为土层较厚,实际为断层具有向下延伸的趋势,不过界限并不明显。在岩土层正常分布的地段,GPR结合钻孔资料能够对岩土分层情况
进行全面反映,有利于地层分层评价的顺利进行,对隧道围岩的分级具有重要的指导意义。
4.2 高密度电阻率法的应用
该方法是常规电法的进一步发展,工作原理与之类似,即借助岩土介质的导电性差异,通过分析和研究构建地下稳定电流场的分布规律,从而解决相应的地质问题。与传统的工作方式相比,高密度电阻率法能够自动进行测量电极的转换,测量次数因此大幅降低,具有高精度、高分辨率、直观等特点。地下介质的电性变化可通过人工建立的稳定电流场的变化进行测定,分析后即可得出地下障碍物的形状、性质、埋深等内容,因此在滑坡体、断层破碎带、岩溶等的探测中得到了非常广泛的应用。在K65+400~980断层的分布地段,受地形高差大、土层较厚、植被发育、难以钻孔等因素的影响,井探、槽探无法达到测量要求,因此换用高密度电阻率法。通过野外地质测绘队大致走向进行判断,并按照垂直走向进行无探险的设置。
4.3 基础地质成果的应用
在公路地质勘查工作中,钻探是了解地面下岩土层的最为基本的方式,而工程地质测绘则是对地面岩土层分布情况进行掌握的最直观方法,如果能够使用物探进行补充,就可以收到更为显著的效果。在采用物探、遥感等勘查方式的同时,工作人员对基础地质十分重视,将物探、钻探、地质工作有机地结合到一起。例如在对K66+500的边坡进行测绘时,设计边坡与石英砂岩同向,列席组合为顺坡向。钻探资料表明,基岩埋藏较浅,且硬度较大,在进行边坡的开采后非常容易导致顺层滑动的问题。因此建议将路线向南移动,或采用锚索、放坡等方式进行加固处理,但是这两种方法不仅造价较高,而且在日后的使用中还会引起一些不必要的麻烦。设计部门对这些结论进行了分析,在充分结合相关地质勘查资料的基础上,对线路进行了相应的调整。
5 结语
1)在进行山区公路勘查时,综合采用钻探、物探、遥感、地质等方法,将会收到更为显著的勘查效果。
2)在山区勘探工作中,RS技术无疑是先行者之一,能够有效地将各类地质内容总结归纳为“靶区”,对于其他地质工作的开展具有重要的指导意义。
3)GPR、高密度电阻率法等物探方式的应用,能够提前预报下伏地层的相关情况,为提升钻探工作的针对性提供依据。
4)基础地质工作的有效开展,能够为山区公路路线的合理选择提供借鉴和指导。
5)山区公路地质勘查工作的有效开展,离不开GSP的路线导向作用和现场定位功能,对其进行合理使用,将会在很大程度上提高工作的精确度和效率。
参考文献
[1]刘兰华.关于公路隧道工程地质勘探技术的研究[J].商品与质量,2011