地球物理勘探技术手段与技术要求.doc

地球物理勘探主要技术手段及技术要求1 地球物理勘探 利用地球物理的方法来探测地层、岩性、构造等地质问题，称为地球物理勘探，简称物探。下表列出了几种主要的物探方法和应用范围和使用条件。 几种主要物探方法的应用范围和适用条件 方法名称 应用范围 适用条件 电法勘探 电阻率法 电阻率剖面法 探测地层岩性在水平方向的电性变化，解决与平面位置有关的问题 被测地质体有一定的宽度和长度，电性差异显著，电性界面倾角大于30°；覆盖层薄，地形平缓 电阻率测深法 探测地层岩性在垂直方向的电性变化，解决与深度有关的地质问题 被测岩层有足够厚度，岩层倾角小于20°；相邻层电性差异显著，水平方向电性稳定；地形平缓 高密度电阻率法 探测浅部不均匀地质体的空间分布 被测地质体与围岩的电性差异显著，其上方没有极高阻或极低阻的屏蔽层；地形平缓，覆盖层薄 充电法 用于钻孔或水井中测定地下水流向流速；测定滑坡体的滑动方向和速度 含水层埋深小于50m，地下水流速大于1m/d；地下水矿化度微弱；覆盖层的电阻率均匀 自然电场法 判定岩溶、滑坡及断裂带中地下水的活动情况 地下水埋藏较浅，流速足够大，并有一定的矿化度 激发极化法 寻找地下水，测定含水层的埋深和分布范围，评价含水层的富水程度 在测区内没有游散电流的干扰，存在激电效应差异 电磁法勘探 频率测深法 探测断层、裂隙、地下洞穴及不同岩层界面 被测地质体与围岩电性差异显著；覆盖层的电阻率不能太低 瞬变电磁法 可在基岩裸露、沙漠、冻土及水面上探测断层、破碎带、地下洞穴及水下第四系厚度等 被测地质体相对规模较大，且相对围岩呈低阻；其上方没有极低阻屏蔽层；没有外来电磁干扰 可控源音频大地电磁测深法 探测中、浅部地质构造 被测地质体右足够的厚度及显著的电性差异；电磁噪声比较平静；地形开阔；起伏平缓 探地雷达 探测地下洞穴、构造破碎带、滑坡体；划分地层结构 被测地质体上方没有极低阻的屏蔽层和地下水的干扰；没有较强的电磁场源干扰 地震勘探 直达波法 测定波速，计算岩土层的动弹性参数 反射波法 探测不同深度的地层界面 被探测地层与相邻地层右一定的波阻抗差异 折射波法 探测覆盖层厚度及基岩埋深 被测地层的波速应大于上覆地层波速 瑞雷波法 探测覆盖层厚度和分层；探测不良地质体 被测地层与相邻层之间、不良地质体与围岩之间，存在明显的波速和波阻抗差异 方法名称 应用范围 使用条件 声波探测 测定岩体的动弹性参数；评价岩体的完整性和强度；测定洞室围岩松动圈和应力集中区的范围 层析成像 评价岩体质量；划分岩体风化程度、圈定地质异常体、对工程岩体进行稳定性分类；探测溶洞、地下暗河、断裂破碎带等 被探测体与围岩有明显的物性差异；电磁波CT要求外界电磁波噪声干扰小 综合测井 电测井 划分地层，区分岩性，确定软弱夹层、裂隙破碎带的位置和厚度；确定含水层的位置、厚度；划分咸、淡水分界面；测定地层电阻率 无套管、有井液的孔段进行 声波测井 区分岩性，确定裂隙破碎带的位置和厚度；测定地层的孔隙度；研究岩土体的力学性质 无套管、有井液的孔段进行 放射性测井 划分地层；区分岩性，鉴别软弱夹层、裂隙破碎带；确定岩层密度、孔隙度 无论钻孔有无套管和井液均可进行 电视测井 确定钻孔中岩层节理、裂隙、断层、破碎带和软弱夹层的位置及结构面的产状；了解岩溶洞穴的情况；检查灌浆质量和混凝土浇筑质量 无套管和清水钻孔中进行 井径测井 划分地层；计算固井时所需的水泥量；判断套管井的套管接箍及套管损坏程度 有无套管及井液均可进行 井斜测井 测量钻孔的倾角和方位角 在无铁套管的井段进行 在自然界中，由于岩土的种类、成分、结构、湿度和温度等因素的不同，而具有不同的电学性质。电法勘探是以这种电性差异为基础，利用仪器观测天然或人工电场变化或者岩土体电性差异，来解决某些地质问题的物探方法。电法勘探根据其电场性质的不同可分为电阻率法、充电法、自然电场法和激发极化法等。 2.1 电阻率法 电阻率法的基本原理是不同岩层或同一岩层由于成分和结构等因素的不同，而具有不同的电阻率。通过接地电极将直流电供入地下，建立稳定的人工电场，在地表观测某点垂直方向或某剖面的水平方向的电阻率变化，从而了解岩层的分布或地质结构特点。 在各向同性的均质岩层中测量时，从理论上讲，无论电极装置如何，所测得的电阻率应相等，即岩层的真电阻率。但实际工作中所遇到的地层既不同性又不均质，所测的电阻率为视电阻率ρs，是不均质体的综合反映。 为了解决不同的地质问题，常采用不同的电极排列形式和移动方式（简称为装置）。根据装置的不同将电阻率法分为电剖面法、电测深法和高密度电阻率法。 2.1.2 电剖面法 电剖面法是测量电极和供电电极的装置不变，而测点