资源与工程地球物理勘探(第2版)
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第四节 工程物探方法选择的原则

地球物理方法的合理应用不仅取决于所解决的地质任务,还必须考虑高效与低耗两个因素。目前地球物理勘查方法有几十种,在地质任务和总经费确定之后,究竟选用哪几种地球物理方法,哪些方法为主要方法,哪些方法为配合方法,这就是地球物理测量工作设计的主要内容。总的说来,地球物理方法的选择应遵循“地质效果、工作效率、经济效益”三统一的原则。

1.能取得明显地质效果为目标

地质任务不同,投入物探方法不同,工作要求也不同。

(1)地质任务的类型和性质

①地质任务类型。地质任务可分为基础地质、地质填图、矿产勘查、工程地质和水文地质以及环境地质问题等。地质任务类型不同,投入物探方法不同,工作要求也不同。例如,若地质任务为深部基础地质问题,一般需投入深地震测深,重、磁测量和大地电磁测深;若地质任务为工程地质时,一般需投入各种地面电法、浅层地震等。

②地质任务性质。如果地质任务为矿产勘查时,应考虑勘查对象是固体矿产,还是石油、天然气等。勘查对象不同,投入物探方法和工作要求也不同。若勘查对象为多金属矿时,通常多投入激发极化法、电阻率法和磁法等;若勘查是石油和天然气时,它的勘探深度大,多以查明有利于石油、天然气储集的地质构造为主要目的,故勘查时多以地震勘探为主,配以重、磁测量,有时投入大地电磁测深法等。

如果地质任务为勘查固体矿产时,还应明确是普查任务、详查任务,还是勘探阶段任务。因为矿产勘查阶段不同,需要解决的地质问题也不同,所以投入的物探方法和工作要求当然也不相同。例如,在矿产普查阶段,主要是查明区域性成矿环境、成矿条件和矿产可能的分布规律,故多投入重、磁测量和部分电法工作;在矿产勘查详查阶段,主要是查明局部地区的成矿环境、成矿条件和选择勘探靶区,故多投入各种电法、磁法和地电化学提取法,有时也投入重力法;在矿产勘查勘探阶段,主要配合钻探查明矿体的形状、产状和范围,故以地下物探和地面物探勘探剖面或精测剖面上的定量解释为主,有时需投入部分地面电法和磁测工作。

(2)勘查区的地质地球物理特征

勘查区内的地质——地球物理特征,不仅是物探方法投入的主要依据之一,而且也是物探方法选择的主要依据之一。首先,勘查区应是选择在成矿环境和成矿条件有利的地区;其次,勘查区内应具有良好的地球物理前提。勘查区内岩、矿石种类繁多,无法一一表述,为方便起见,将勘查区地球物理特征分为以下几个方面。

①测定和研究寻找对象本身的地球物理特征。

②测定和研究与寻找对象伴生或共生地质体的地球物理特征。

③测定和研究与寻找对象本身形成环境、形成条件和赋存空间有关的地质体的地球物理特征。

④测定和研究与寻找对象在空间上有一定关系的标志层的地球物理特征。例如,某些火成岩脉、石英脉、黄铁矿化和石墨化地层以及有某些地球物理特征的地层、岩体和构造等。

⑤测定和研究地质类干扰对象的地球物理特征。

⑥测定和研究一般岩石、地层、岩体等的地球物理特征。

在上述六个方面中,若寻找对象本身的地球物理特征明显而突出(如磁铁矿等),物探方法选择应以寻找对象本身的地球物理特征为主,兼顾其他;若寻找对象本身与围岩之间无明显物性差异(如金矿等),而与寻找对象本身有关的间接对象物性差异明显而突出,应以此为主要依据选择有关物探方法,兼顾其他等。

(3)勘查区条件、工作条件和交通条件

勘查区(如山区、平原、戈壁滩、沙漠、沼泽地或海域)条件和工作条件不同,所用物探方法和工作要求也不同。例如,在海域勘查主要以地震勘查和重、磁测量为主;在平原和戈壁滩勘查,可用与车载仪器有关的物探方法;在山区勘查只能用仪器设备轻便的物探方法;在沼泽地、沙漠、冻土区勘查,可用场源和测量装置均不接地的方法等。

(4)勘查区干扰条件

测定和研究干扰类型、干扰程度以及对地质效果影响。干扰影响大又无法消除的物探方法不得投入。例如,在连续起伏的山区一般不投入地面电阻率法,由于地形引起许多假异常难以校正和消除。若干扰影响小又可消除或部分消除,而又不明显影响其地质效果的物探方法皆可投入。

2.以能取得明显经济效益为目的

地质市场特点之一,就是承担一项勘查任务,不仅要考虑地质效果,而且必须考虑经济效益。在物探方法选择时,在保证地质效果的前提下,除上述诸因素之外,为了取得明显的经济效益,还应按下述要求来选择。

①物探方法的种类和数量尽可能少一些,物探方法不是越多越好,也不是越少越好,而应以能取得较好地质效果所必需的物探方法种类和数量为宜。

②仪器设备轻便,工作速度快、效率高、工作人员少,劳动强度小,成本低,消耗少。

③仪器设备先进,自动化程度高,在同样的野外工作时间内,采集数据量大,提供的信息丰富。

④仪器观测精度高,观测结果可靠,质量高,能将弱异常可靠地观测到,有利于寻找探部盲矿体。

⑤方法横向和纵向分辨能力高。

综上所述,在综合物探工作中,方法选择是个十分重要而又复杂的问题,应该慎重对待,认真选择,做到客观、需要、优化、综合。一般来说,首先选择出可以投入的所有方法,然后进行优化组合,确定主要方法、配合方法以及各自的工作任务和工作量,采集信息的种类和数量,工作程序,与其他方法配合方式等。为了正确选择物探方法,在工作设计之前,应赴现场进行踏勘,了解勘查区地质情况,为方法选择提供依据。