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摘要：目前，随着社会的快速发展和国民经济的显著提高，以及国家和城市的基础建设也日益增加，因此社会和人们对资源的需求量也越来越高，所以做好资源勘察工作也成了地质工作中的重要任务。为了提高矿产资源开发的质量和效率，提高地球物理勘察技术的水平以及将地球物理勘察技术广泛应用在工程地质中是一个必然的要求。
关键词：地球物理勘察法；工程地质；应用要点
引言
在社会不断发展进步的过程中，人们对于资源的使用需求也在不断增加，因此，资源勘查也成为当前地质工作的重要任务。因此，如何正确选择和合理运用这些方法，充分发挥方法技术各自的优势，就显得尤为重要。
1地球物理勘查法的概述
地球物理勘查是以勘查对象的物理性质和数理理论为基础，以发现地球物理差异为手段，解释和推断工程地质勘察、区域地质调查和工程结构病害检测问题为主要任务的前沿地质学科。简单的说就是应用物理学原理勘查地下矿产、研究地质构造的一种方法和理论。目前，该技术在矿产勘查中，特别是在寻找深部隐伏矿产方面，物探不可替代的作用日益突显；而在工程地质勘察中，特别是在高速公路、铁路等线性工程勘察中，物探扮演的角色越来越重要；在区域地质调查中，特别是深部地质构造调查中，物探已成为主要调查手段；在工程病害检测中，物探也已成为独特的快速、无损工程结构检测方法。随着经济发展和社会进步，物探的服务领域将越来越广泛，物探方法技术也将随之得到发展，物探将进一步超越地学学科，为解决社会进步和经济发展所面临的新课题发挥重要的作用。
2地球物理勘查法在工程地质中的应用要点
2.1激发极化法
应用激发极化法来解决地质问题是以矿石、岩石激发极化的差异为基础，而激发极化技术其实就是一个充电、放电的过程，并且在这个过程中会产生附加电场的现象。在充电过程中，首先向地下地质提供一个直流脉冲时，并且保证供应电流保持不变，这时会发现地面上两个测量电极的地位差会随着时间逐步增加，最终达到一个平衡值。在放电过程中，当电流断开时会发现电极电位差迅速衰减，并且衰减速率也逐渐变慢，最终电位差衰减为零。最初，激电法主要用于勘察硫化金属矿床，但是随着科学技术水平的提高，将电激法和高密度电阻率法高效的结合，可以降低地球物理解释的多解性。激发极化法在地质勘查中有着十分广泛的应用，被誉为“找水新法”，它不仅可以确定岩石层的含水性，而且极大的提高找水的成功率。
2.2可控源音频大地电磁法
可控源音频大地电磁法的简称是CSAMT，它是由ATM（音频大的电磁）和MT（大地电磁法）相结合的一种地质勘探方法，其实可控源音频大地电磁法也是一种电磁法。可控源音频大地电磁法具有人工控制场源的特性，从而来测量电偶极源到地下的电磁场的分量。一般情况下，两个电偶极源相距1km~2km，而测量的位置需要距场源5km~10km，而可控源音频大地电磁法的工作频率一般为10kHz~0.125Hz，所以运用可控源音频大地电磁法进行勘探时，勘探深度往往会达到几千米。因为可控源音频大地电磁法不受外界的干扰，所以用该方法测定的数据都比较准确。可控源音频大地电磁法是根据物理学中的麦克斯韦方程组，以及电磁波的传播理论，从而确定出电场强度、磁场强度和视电阻率的关系式。可控源音频大地电磁法可以解决比较深层次的地质问题，因为其具有勘探深度很深以及勘探数据很准确的优点，所以可控源音频大地电磁法往往用于地热勘察和水文地质勘查，并且取得了良好的地质效果，另外可控源音频大地电磁法还可以用于寻找深部的基岩裂缝水。
2.3地面核磁共振法
地面核磁共振法的简称是SNMR。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆地面核磁共振法是利用不同物质的原子核驰豫的性质来找到地质层中的水，并且对地质层中的水质子产生的核磁共振信号的变化规律进行研究。在用地面核磁共振法进行探测时，在探测范围内的水都会被探测到，而且地面核磁共振法找水的原理可以决定找到多少水。就目前来看，核磁共振法是世界上唯一的直接找到水的地球物理新方法，并且也是世界上的尖端技术。地面核磁共振法不受地形、环境等客观因素的影响、信息量丰富、垂直分辨率高，并且性价比很高、工作也很快速。当前，地面核磁共振法就是不能用于探测埋藏深度在150m以下的地下水，因为在这个过程中很容易受电磁噪音的影响。
2.3瞬变电磁法在工程地质中的应用
瞬变电磁法，是利用不接地回线或接地线源向地下发射一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场间歇期间利用线圈或接地电极观测地下介质中引起的二次感应涡流场，从而探测介质电阻率的一种方法。瞬变电磁法最初是由前苏联学者在20世纪30年代提出用于解决地质构造问题，在我国，该方法研究始于70年代，直到20世纪90年代后才逐步向工程检测、环境、灾害等应用领域发展。不过，虽然瞬变电磁法的工作效率高，但也不能取代其它电法勘探手段，这是因为瞬变电磁法当遇到周边有大的金属结构时地面或空间的金属结构时，所测到的数据不可使用，此时应补充直流电法或其它物探方法。同时在地层表面遇到大量的低阻层矿化带时瞬变电磁法也不能可靠的测量，因此在选择测量时要考虑地质结构。因此，在测量过程中，要随时记录地表可见的岩石特征，装置的倾角以及高程，以便在后续的解释中，准确的划分地层构造。
2.4高密度电法在工程地质中的应用
高密度电法指的是直流高密度电阻率法，但由于从中发展出直流激发极化法，所以统称高密度电法。高密度电阻率法实际上是一种阵列勘探方法，野外测量时只需将全部电极(几十至上百根)置于测点上，然后利用程控电极转换开关和微机工程电测仪便可实现数据的快速和自动采集。我国是从20世纪末期开始研究高密度电法及其应用技术，从理论方法和实际应用的角度进行了探讨并完善。目前，高密度电法与常规电阻率法相比，高密度电法最大的优点是野外数据采集实现了自动化或半自动化，提高了数据采集速度，避免了手工误操作。同时随着地球物理反演方法的发展，高密度电法资料的电阻率成像技术也从一维和二维发展到三维，极大地提高了地电资料的解释精度。高密度电法应用领域比较广，尤其在水文和工程地质勘查方面，一般与激发极化法相结合，这样不仅可以降低地球物理解释的多解性，而且还可以提高找水的成功率。高密度电阻率法在确定高阻或低阻地质体具有优越性，但低阻地质体并不代表富含地下水，可能是由于泥岩引起地层的电阻率下降。
2.5地质雷达(GPR)
地质雷达是由地面的发射天线将电磁波送入地下,经地下目标体反射被地面接收天线所接收,通过分析接收到电磁波的时频、振幅特性,可以评价地质体的展布形态和性质。由于雷达穿透深度与发射的电磁波频率有关,使其穿透深度有限,但分辨率很高,可达0.05米以下。早期,地质雷达只能探测几米内的目标体,应用范围比较狭窄。目前,地质雷达探测深度最大可达100米,使之成为水文和工程地质勘察中最有效的地球物理方法。
结束语
综上所述，只有根据不同的地质条件和工作要求，才能决定使用哪一种地球物理勘察法，多种勘察法的结合使用往往会取得更高的勘探效果。时代在进步，社会在发展，地球物理勘查技术只有不断创新才能使工程地质勘察进入新的阶段。
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[3]马林.地球物理勘查技术及其应用[J].科技展望,2015(17):124.
论文作者:施海
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/9
标签：电磁论文; 地质论文; 电阻率论文; 地球物理论文; 物探论文; 核磁共振论文; 方法论文; 《防护工程》2019年9期论文;