综合物探解释在地质构造研究的应用

（天津市地质调查研究院 天津300191）

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由于各个地区的地形结构复杂，地质构造的成分不同，野外的环境相对复杂，存在着很多因素干扰。因此需要采取先进的综合物探的方法，对于各地区的进行勘探。如果只应用一种物探方法，很容易造成一个结论有多种解释的现象出现。所以对于一个地区的勘探往往是采用多种的物探方法综合起来运用。本文主要讲述了物探解释的相关理论，并阐述了这些理论的相关应用方法。

综合物探解释技术地质结构勘探

1 综合物探解释的理论概述

所谓的综合物探解释就是指面对不同的各地区不同的地形和自然条件，单一的物探方法已经不能满足勘探的要求，需要采取多种的综合物探的方法相结合的方式，进行多方面的勘探，从而得出一个较精确的解释和结论。在现今的勘探工作中，用到的各种的物探方法主要有：重力、电、磁等综合勘探方法。现在主要对当今用到的几种物探方法进行一个详细的介绍。

1.1 大地电磁测深法理论

大地电磁测深法是将自然中存在的交变电磁场作为磁生地，根据磁场频率的大小来达到这个地质结构深度的方法。其中的原理是运用麦克斯韦的电磁场原理，即麦克斯韦方程。因为大地电磁测深法中所考虑的电场频率都要求极低，因此可以将任意随时间变化的电磁场经过傅里叶变换转变为一系列的谐变场。在经过一系列的相关推理，可以知道地质结构中介质导电性越好，电磁波的周期就越长，磁场衰竭的速度就越慢，电磁波所穿透的深度也就越深。在大地的电磁测深法理论中，所测的电性结构的信息就是电场和磁场在经过地质结构后所传回来的。

1.2 重力勘探的理论含义

所谓的重力勘探就是指通过先进的电子设备观察地球表面的重力场的变化，来查看该地区的地质构造和矿产分布的情况。因为各个地区的岩层结构和地形条件的不同，地质结构所组成的岩矿石成分也不近相同。各种的岩矿石不同密度所产生的重力场也是不同的。这些密度差所带来的重力场的分布的情况，就为我们提供了一个很好地勘探方法。通过对这些重力场的分析和计算，就可以对地质结构有个大概的了解，达到勘探的目的。重力勘探的原理是牛顿的万有引力公式经过一系列的推理和计算，得出地质体剩余质量所引起的引力位。再将这个引力位进行求导，从而得到该地区的重力的情况，进而分析出该地区的重力是否存在异常的状况。

1.3 磁法勘探原理

磁法勘探顾名思义就是通过观察该地区的地质结构中所产生的磁性状况，来分析该地区的地质结构，达到勘探该地区的目的。在磁性勘探法中，因为各个地区的复杂条件带来的种种因素。所以在进行磁法分析时，要进行一系列的磁法资料的收集和计算。通过这些计算得出，可以知道该地区的磁异常值是实测异常值和个改正量的总和。同时磁法资料的收集与整理有日变改正、基点改正、正常场改正、高程改正等方法。在磁法资料处理过程中一般要经过这几个步骤的。即极化处理，区域磁异常的提取，剩余磁力异常提取三个步骤。

2 综合物探解释在地质构造中的应用

2.1 大地电磁方法的应用

经过半个世纪的快速发展，大地电磁测深法得到了广泛的应用。这不仅仅是因为该勘探方法的勘探的深度深，对低阻的感应灵敏和不受高阻层的屏蔽的影响等优势。也是因为在这几十年中，这种勘探方法在野外收集采集数据，相关资料的处理、正反演和解释方法等方面不断地改进和优化。这种快速的发展速度，使得其在众多的勘探法中脱颖而出，成为广大的地质研究中所喜爱的技术和方法。为了满足勘探地质的要求，现在的大地电磁方法在数据处理和正反演的方面发展了一些先进的解释方法，如远参考道分析法、robust处理技术、一维bostic反演法等。远参考道分析法的目的是减少电磁噪声对大地电磁阻抗估算的影响。Robust处理技术也是降低在计算过程中误差所带来的影响。而一维bostic反演法相对于二维的，其运算更加简便，计算出来的结果的解释也具有唯一性。

2.2 重力勘探方法的应用

重力勘探方法在地质探究中的应用使探明地质结构中物性不均和物性界面起伏的情况。一般告知重力的异常分布的点和变化情况，来探明场源的信息，这种方法就为重力的反演法。在地质结构探究中最常用的有特征点法、任意点法、选择法、最优化选择法。特征点法是根据重力场上的异常点，如半极值点、极值点、拐点等，根据这些点来确定地质物体的形状。其优点是操作简单。任意点法是分析异常观测曲线上的任意点来进行相关的计算。选择点法是在建立在初始模型的基础上，进行正演计算，得出数值。然后与实际的数值进行比较，如果差异较大，则进行修正，多次的重复，直到与实际值偏差不大为止。最优化选择法是根据应用数学中求多参量的非线性函数极值的最优化的方法衍生出来的一种方法，该方法具有高度的自动化特性，得出的结果也是比较接近事实的。

2.3 磁法勘探方法的应用

磁法勘探在地质勘探中的应用主要是根据磁性的异常变化来探查地质体的形态结构。该种方法也被称为磁异常的反演法，这种方法也分为时间域和空间域。磁异常发反演法与重力场反演法相似，现在勘探中经常用到的有特征点法、切线法。特征点法也是利用磁线上的异常点进行计算的，其计算过程相对的简单，但是抗干扰的能力较弱，容易造成误差。因此，这种方法往往只在简单的磁性光滑中运用。切线法相对特征点法，不用考虑磁化强度和形体的形状，因此在实际的地质勘探中应用的会更多。

3 结论

随着科学技术的快速发展，对于地质结构的勘探研究也相应的增多起来。面对现在的复杂的地质问题，单一的物探解释已远远不能满足勘探的要求。为了对地质结构进行更详细的研究，保证地质结构勘探的精确性，需要采取综合物探解释法。为此，本文论述了综合物探基本理论和其在勘探中的应用。

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综合物探解释在地质构造研究的应用

■陈浩辉 朱翔鹏 徐方

P62[文献码]B

1000-405X（2016）-10-242-1