地球物理勘查技术在复杂地质勘查中的应用探究

王明 吴照国

辽宁省物测勘查院有限责任公司 辽宁 沈阳 110033

电子科技和网络技术发展促进了地球物理勘查技术发展，达到提高深部勘查精确性和工作效率，使其体验感也随之增高。当前，地球物理勘查技术广泛应用在矿物勘查和地质勘查过程中，已经成为相关工作持续进行的主要技术。地球物理勘查技术包括勘探技术、探测技术，其中探测技术主要研究地球物理结构、地层分布、矿物沉积等内容，而勘探技术主要研究地质模型、地质分布等内容。因此在复杂地质勘查过程中，应用地球物理勘查技术可以达到地质勘查目的，具有实际应用价值和意义。

1 地理物理勘查技术相关概述

地球物理勘查技术是基于地球物理学对物理场的变化情况和分布特征进行测量和观察，进而探究地球构成元素以及空间中的各种物质构造和演变过程，并分析其中的现象以及变化规律，进而间接勘查出所处地区的周边环境变化和资源情况，并检测自然地质灾害[1]。

地球物理勘查技术包括重力勘查、磁法勘查、地震勘查、电法勘查等方法，其中重力勘查比较常用，其是使用精密测量仪器勘查地质底层岩石中的岩矿石体重力变化和密度变化，进而分析该区域地质情况及构造分布，广泛应用在断裂划分、岩浆岩体、有色金属等勘测中。磁法勘查是采用磁力设备根据自然界石头的磁性差异分析不同磁场变化，主要用于勘查地质问题以及资源，操作简便，也可以应用在航空领域中全面扫描磁场情况，确保航行安全顺利[2]。地震勘查是通过对不同地质层的密度弹性波组进行检测，勘查地质层所传达的信号和电波，进而分析地下地质体情况，可以有效的勘查煤炭资源和石油资源，主要采用高分辨成像技术建立地震三维模型呈现立体图像进行数据及图像处理。电法勘查是利用电法仪器通过地面常规电法勘探、航空电法、直流电法等方法来勘查地下地质体情况，其中直流电法的勘查结果相对精准，主要用于勘查水文地质情况，但是应用前需要探查清楚区域的地形情况[3]。

2 复杂地质勘查中应用地球物理勘查技术作用

2.1 提高勘查精确性

地球物理勘查技术可以利用数据收集和剖析技术等获取复杂地质勘查的参数信息，从该技术整体发展情况可以看出，现代勘查装置能够对复杂地质情况进行测量，进而满足地质参数信息采集的需求和标准，这也是提高复杂地质勘查现场作业精度的重点。地质结构复杂性比较突出，传统勘查作业一般通过一些简单的地面勘查和技术员的经验进行勘查，其精确性无法得到有效保证[4]。同时，传统勘查技术的数据获取方面比较滞后，参数精度很难得到保障，由于复杂地质勘查现场需要收集大量的参数信息，导致剖析难度比较大，对作业精度产生影响。但是地球物理勘查作业可以使用现代测量装置来获得勘查数据，这种勘查技术所获取的数据更加高效也更加全面，可以为复杂地质环境实现高精度勘查提供保障。

2.2 提高勘查效率

复杂地质勘查过程中，一般需要对复杂地质构造、岩性以及化学物理等特性进行仔细剖析，确保复杂地质勘查效果。传统勘查技术一般需要勘查人员经验丰富，由于勘查经验的差异导致勘查效率不高。而在地球物理勘查技术中，利用现代化设备、计算机、人工智能等先进技术所获取的数据全面、准确，可以实现图像转换，做到勘查结果的可视化，也可以迅速转化所采集的数据并对其进行计算分析后得到清晰的地质结构空间，进而提高复杂地质勘查工作效率[5]。

2.3 提高勘查安全性

复杂性地质勘查一般地质结构比较复杂，勘查作业过程中如果发生不够准确的勘查活动会导致勘查事故出现。而地球物理勘查技术可以在地质勘查作业开展前使用高精度电阻率方式对地质结构进行扫描探测，以便初步了解勘查地质情况，对比勘查作业活动后可以分析其中可能会导致地质灾害的因素，并对其进行合理布局和安排，确定复杂地质勘查方案后进行正式的地质勘查工作，提高地质勘查安全性[6]。

3 复杂地质勘查中地球物理勘查技术具体应用

3.1 探矿工程应用

在复杂地质环境中，探究探矿工程实践的有效方式在于坑探和钻探，一定情况下探矿工程更倾向于探测矿体厚度、实际构造、矿石结构和品质等情况，而钻探则具有迅速探测和短时间作业的优势。随着钻探技术发展，岩芯钻探过程中又应用了绳索取芯得钻探形式，同时与复杂性岩石层、冲击回转、定向等钻探技术结合起来应用效果比较明显，可以用于勘查极地、深海、建筑基础、地基等领域中[7]。坑探可以直接将矿产主体揭露出来，同时直接显示出来矿体形态和变化特征，但是作业时间比较长，勘查成本比较大，必须要注重岩芯采取率等多项保障。

3.2 地球化学测量应用

在复杂地质环境情况下还可以利用地球化学测量手段进行勘测，也就是收集地下及地表水、植物、河流沉淀物、土壤、岩石等介质数据，深入剖析化学靶元素，找出其中的分布异常情况，同时确定原生晕和次生晕，进而探测得到矿床探测区域的异常区和找矿部位缩减情况，可以有效探测圈定矿产范围[8]。

3.3 地质遥感测量应用

地质遥感测量一般是采用先进的遥感技术，探究地质运动规律，是一种资源探测和地质调查的技术方式。从宏观层面来讲，地质遥感测量可有效获取地质信息，其原理是根据不同地质体和部分地质现象做出的电磁波辐射反应，并结合地质参数及其他信息来判断某一区域地质结构和矿产情况。地质遥感测量在一定程度上具有测量迅速、调查范围大、不受地面限制、项目成本低等优势。地质遥感测量还可以明确勘查重点工作区域，并根据地形标定合理划分地球化学测线部位，以便后期勘查工作顺利进行，并得到精确性勘查设计[9]。

3.4 航空物探测量应用

复杂地质环境下，物体勘测现场作业一般会受到一定程度的限制，但是航空物探的固体勘查方式一般在复杂地质环境中应用比较突出，这是由于测量设备安装在航空设备上，可以对距离地面一定高度的靶区进行测量，不会影响周边地形地貌，利用特定技术来过滤掉外界环境对物体勘查操作场所所产生的影响，是当前复杂地形地貌勘查环境中普遍使用的一种现代化勘查技术。

3.5 岩溶勘查应用

在勘查岩溶工程复杂地质环境时，应用地球物理勘查技术，可以获取准确的地质勘查信息，以便了解岩溶工程现场区域设计地质情况。而在实际勘查过程中，基于地球物理原理根据岩石性质及其密度等物理因素，利用精密仪器对岩溶工程区域地质情况和水文情况进行深入勘查，使勘查工作更加精确，进而提高岩溶工程地质勘查的完成效率。

3.6 地质灾害勘查应用

在地质灾害勘查过程中采用地球物理勘查技术主要表现在以下几方面：第一，采用高密度电阻率法，该方法是基于电阻率方法变化而来的，灵活应用装置系数可以应对不同地质问题筛选不同装置，数据量比较大，携带了大量的地质信息，计算相对容易，技术人员采用该方法可以勘查滑坡坍塌、海水入侵等灾害。通过对比不同时间段的电阻率、剖面情况可以分析滑坡体的含水剂量变化情况，得到滑坡变化具体信息。高密度电阻率法是根据地质构成的物质导电、介电和电磁感应等电磁性质的不同来分析地质结构，是一种物理勘测的方式之一，主要应用精密探测设备勘查并分析区域电场和磁场情况，进而得到电磁场变化规律。第二，地质雷达方法。该方法可以用于探测简单土壤和岩石地质性质，在观测时采用反射剖面、共中心点、广角反射和折射等模式，其中常用模式为反射剖面，主要用于调查地裂缝、岩溶坍塌、滑坡等地质灾害，也可以用于调查城市地质断裂、管线等。在实际勘测过程中，通过检测大地信号受阻对衰减情况进行分析，确定电性差异特征体边界进而对导电异常体进行确定，优势主要体现在其对地表和地下条件并不会产生破坏，也能够在各种噪声环境下工作，具有良好的分辨能力[10]。另外，地质雷达可以用于勘查滑坡、泥石流、崩塌和地质塌陷等领域，也能够勘查滑坡体和泥石流形态。第三，电法勘查，该方法是利用地质构成物质的导电、介电和电磁感应差异来分析地质结构的地球物理勘查技术，通过精密探测设备来勘查区域电场和磁场，及时发现电场变化规律和特征，进而根据相关数据来总结规律特征，及时发现地域地质灾害并进行科学预防，促进人类地质灾害勘查得发展，如图1所示为该方法的应用原理。

图1 电法勘查应用原理

4 复杂地质勘查中地球物理勘查技术合理应用建议

4.1 严格遵循勘查规范

首先，在复杂地质勘查过程中先要考虑好勘查区域地质情况和人文环境等基本情况，确保勘查工作有序稳定，同时需要结合国内经济发展需求和社会需求统筹安排地质勘查工作，促使地质勘查工作科学合理实施。对此，在应用地球物理勘查技术时，需要遵循勘查原则开展相应的勘查工作。其次，地质勘查过程中各种因素影响导致勘查工作实施无法得到保证，为了能够提高地质勘查工作质量，需要拓展地质勘查领域，并延伸勘查工作广度和深度，尤其是在社会经济发展背景下，对于地质勘查工作要求更高，因此只要拓宽勘查范围，这对于拓宽服务领域来说具有积极作用。而技术人员则需要在操作地球物理勘查技术时遵循拓展性原则。最后，在地质勘查过程中，工作质量和工作效率都十分重要，因此采用先进科技方式可以提高勘查质量和效率，这也能够促进地质勘查工作发展。当前科技进步迅速，信息资源是日常生产生活重要部分，因此在地质勘查时可以直接结合各种先进科技建立健全地质勘查综合体系，同时随着信息化不断发展，勘查技术人员综合素质和能力也需要提高，这样才能够保障地球物理勘查技术应用效果。在此过程中，地球物理勘查技术实际应用过程中，技术人员需要遵循创新性原则。

4.2 合理化建议

首先，合理选择地球物质勘查方法。勘查技术人员需要根据不同矿产类型选择合适的地球物理勘查方法，将其作用充分发挥出来，使勘查操作更加有效可靠。通过选择合适的地球物理勘查方法确保各项工作能够在复杂地质环境勘查过程中顺利执行，避免出现由于方法选择不当而导致的质量及安全问题。

其次，落实好前期准备工作。技术人员在复杂地质环境勘查前期利用地球物理勘查技术之前需要做好相应的准备工作，全面分析好地质环境情况，并准备好所需仪器设备，对设备外观和性能进行全面测试，以保证勘查过程顺利进行，将地球物理勘查技术优势充分发挥出来。

最后，规范勘查流程。地质勘查相关职能部门需要建立健全相关法律法规和各种标准，对勘查工作进行有效约束，并规范勘查操作流程的同时使地球物理勘查技术能够为复杂地质环境勘查作业提供保障。另外，复杂地质勘查活动具有全面性和系统性特征，专业程度较高，因此需要根据地质勘查和矿产资源勘查规律以及要求完成勘查目标和勘查任务。但是实际操作时还需要注意地质勘查过程中所受到的区域地质情况和生态环境的影响。勘查技术使用时不仅需要考虑技术本身优劣势，还需要考虑勘查区域情况，例如水文、人文、生态地质等环境的复杂性，使地质勘查工作能够实现技术和生态的协调发展[11]。而在地质勘查过程中，通过实施风险等级综合评估和地质勘查规划工作拓展勘查参与人员，加强各组织之间的沟通交流，共担风险，提高勘查效率。在具体实施时明确不同组织的勘查责任，提高勘查工作整体质量。通过创新和优化地质勘查技术，可以提高勘查准确性，在应用地球物理勘查技术时，还需要引进更多先进技术和设备，并创新地质勘查技术类型，使地质勘查技术实现综合发展。

5 结束语

综上所述，在地质勘查过程中，地球物理勘查技术类型比较多，其凭借着不同的优势可以提高勘查精度和效率，保证勘查更具有效性，因此在复杂地质勘查中应用地球物理勘查技术优势明显，在此过程中根据不同需求将地球物质勘查技术用于探矿工程、地球化学测量、航空物探、地质遥感、岩溶勘查、地质灾害勘查等工作中。而在应用该技术时，需要勘查技术人员不断丰富自身专业知识和实操经验并结合具体勘查情况和勘查原则不断完善地球物质勘查技术，遵循勘查规律，并与地质勘查科技要求结合起来进行风险等级综合评估，有效规范勘查报告，加强沟通交流，促使复杂地质勘查工作能够顺利完成。