工程物探重點(diǎn)

1、緒論1.應(yīng)用地球物理學(xué)（又稱為應(yīng)用地球物理勘探、勘察地球物理）簡稱物探.2。它是以地殼中各種巖、礦石間的物理性質(zhì)差異（如密度、磁性、電性、彈性、放射性差異等）為物質(zhì)基礎(chǔ)的，利用物理學(xué)原理,通過觀測和研究因巖、礦石物理性質(zhì)差異而引起相應(yīng)的地球物理場（如重力場、地磁場、電場等)在空間上的局部變化（稱為地球物理異常）,就可以推斷地下地質(zhì)構(gòu)造或巖礦體的賦存狀況。達(dá)到地質(zhì)調(diào)查的目的的一種應(yīng)用科學(xué).3。物探可以解決的問題：地質(zhì)體的形狀參數(shù);地質(zhì)體的產(chǎn)狀參數(shù)；地質(zhì)體的物性參數(shù).4。物探特點(diǎn)：方法條件性;透視與放大性；多學(xué)科滲透性；多解性;低成本、高效性；某些物探方法可以解決常規(guī)地質(zhì)勘探方法難于解決的一些問題

2、。5。物探啊方法與地質(zhì)方法的不同點(diǎn)：(1)。理論基礎(chǔ)不同：地質(zhì)方法：巖石學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、礦藏學(xué)等理論為基礎(chǔ)。物探方法：各種地球物理場的理論為基礎(chǔ)。（2)。工作方法不同：地質(zhì)方法:對巖礦石露頭或巖芯直接進(jìn)行觀測直接方法。物探方法:用一起對地質(zhì)體引起的異常進(jìn)行觀測-間接方法。6.工程物探的特點(diǎn)：P4第一章1。淺層折射波法是一種使用相對較早且較成熟的方法，可用來觀測覆蓋層厚度、基巖面起伏、斷層及古河道。弱點(diǎn)：分辨率較低、測線較長。2。淺層反射波法具有相對較高的分辨率,可以采用較小的炮檢距進(jìn)行觀測，因而可以采用較短的勘探測線;對資料的數(shù)字處理技術(shù)要求較高。3。爆炸:剪切力-剪切形變橫波;壓縮應(yīng)力-體積

3、形變縱波；壓縮和剪切的合力復(fù)合形變面波。4.地震波可分為體波和面波兩大類。體波在介質(zhì)的整個(gè)體積內(nèi)傳播，面波則沿介質(zhì)的自由表面或兩種不同介質(zhì)的分界面?zhèn)鞑?體波根據(jù)其傳播特征的不同，又可分為縱波和橫波。面波根據(jù)其不同性質(zhì)，又可分為瑞利波和勒夫波。5?？v波傳播路徑上質(zhì)點(diǎn)的振動方向和傳播方向一致，橫波的質(zhì)點(diǎn)振動方向和傳播方向垂直，面波質(zhì)點(diǎn)振動方向呈螺旋軌跡。在同一波場下，縱波速度最快，頻率最高。面波能量最強(qiáng)、橫波次之、縱波能量最小.橫波不能再流體中傳播。6.振動圖-描述某一質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)離開平衡位置的位移。波動圖描述某一時(shí)刻在不同空間上的多個(gè)質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移.7。地震反射波形成的條件:界面兩側(cè)存在

4、波阻抗差異或反射系數(shù)不為零。8.地震折射波產(chǎn)生的條件：下層介質(zhì)速度大于上層介質(zhì)速度；觀測點(diǎn)位于折射波盲區(qū)之外。9.產(chǎn)生繞射波和散射長生的條件：界面不光滑（斷層、巖性尖滅等）.10。地震波速度的影響因素:巖性、骨架結(jié)構(gòu);裂隙、孔隙度；孔隙中填充物的影響；風(fēng)化、破碎帶；埋藏深度。11。名詞解釋：炮檢距、偏移距、道間距、步距.每個(gè)檢波器所記錄的振動圖，稱為地震道.多個(gè)地震道按炮檢距順序排列構(gòu)成道集.道集中相似振動峰值的規(guī)則排列,稱為同相軸。時(shí)距曲線(時(shí)距方程）：在直角坐標(biāo)系中，同相軸所表現(xiàn)的地震波的旅行時(shí)間t與炮檢距x間的函數(shù)關(guān)系.12。在地震勘探現(xiàn)場采集中，為了壓制干擾波和確保對有效波進(jìn)行追蹤，激

5、發(fā)點(diǎn)和接收點(diǎn)之間的排列及各排列的位置都應(yīng)保持一定的相對關(guān)系，這種激發(fā)點(diǎn)和接收點(diǎn)之間以及排列和排列之間的位置關(guān)系，稱之為觀測系統(tǒng)。不同的方法采用不同的觀測系統(tǒng)。使用最多的是寬角范圍觀測系統(tǒng)與多次覆蓋觀測系統(tǒng)。寬角范圍觀測系統(tǒng)是將接收點(diǎn)位置在臨界點(diǎn)附近的范圍進(jìn)行觀測，因?yàn)樵诖朔秶鷥?nèi)反射波的能量比較強(qiáng)，且可避開聲波和面波的干擾，尤其對弱反射界面其優(yōu)越性更加明顯.在書記采集中,埋置于地面的檢波器可接收來自于地下多種波的擾動，其中只有可用于解決所提出的地質(zhì)任務(wù)的波才成為有效波,所有妨礙有效波識別和追蹤的其它波成為干擾波。13.折射法測線布置原則：（1）。測線最好為直線；（2）。住測線盡量垂直于巖層或構(gòu)造

6、的走向，以便于在大限度地控制構(gòu)造形態(tài)。(3）.測線要盡可能與其他物探測線一致，若測區(qū)內(nèi)有鉆井,則測線要盡可能通過鉆井，以便于綜合分析解釋物探資料和地質(zhì)資料.（4）。測線疏密程度應(yīng)根據(jù)地質(zhì)任務(wù)、探測對象勘探精度等因素確定。一般情況下，要根據(jù)適量的與主測線垂直的聯(lián)絡(luò)測線，以確定地質(zhì)構(gòu)造的整體格架以及檢測不同測線上反射波的對比閉合精度。（5）.測線布置應(yīng)盡可能避開地形起伏較大和地物障礙等線路，力求以最少的工作量來解決地質(zhì)問題。（6)。測線布置應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離非地震干擾源.如廠礦的機(jī)械振動,公路上頻繁形式的汽車引起的振動、以及高壓線引起的交流干擾等.若無法避免，應(yīng)盡量使測線垂直穿過干擾源,以便降低干擾波對

7、有效地震信號的影響。14。反射法測線設(shè)計(jì)：（1）。最好為直線;(2)。主測線應(yīng)與巖層或構(gòu)造走向相垂直；(3).盡可能與鉆探線或其它物探測線相一致；（4）.面積測量時(shí)應(yīng)有聯(lián)絡(luò)測線,以檢測不同測線上反射波的閉合情況.15。折射波法測線設(shè)計(jì)：（1)。相遇觀測法：雙邊(排列兩端激發(fā)）的觀測方法。（2)。相鄰兩道檢波器間的距離叫道間距，一般為目的層深度的1/10，。很深時(shí)不按次比例.工程地震中，常采用510m的道間距。16.直達(dá)波是從震源出發(fā)不經(jīng)過界面的反射、折射而直接到達(dá)各接收點(diǎn)的地震波。17。地震波在變速層中的傳播和在常數(shù)層中的傳播具有不同的特點(diǎn)，把變速層中的折射波成為潛射波。18.隱伏層是指初至折

8、射波法不能探測到的地層，根據(jù)其產(chǎn)生的原因的不同可分為兩類：一類是層狀介質(zhì)中的低速夾層，由于折射波形成的條件必須是下部介質(zhì)的波速大于上覆介質(zhì)的波速，因此在低速夾層的上界面不可能產(chǎn)生折射波而成為隱伏層。另一類是在層狀介質(zhì)中各層的波速雖然是逐層遞增，符合折射波形成的條件，但下部介質(zhì)中某層厚度很小,所形成的折射波不可能出現(xiàn)在初至區(qū)，而是隱藏在續(xù)至區(qū)中難以識別，這種薄層也成為隱伏層。19。折射波法特點(diǎn)：（1）.折射波法可以解決各種傾角，甚至直立巖層的地層勘探問題,以及發(fā)現(xiàn)某些凹陷、古河道、小斷層等淺部構(gòu)造。(2）.根據(jù)折射波時(shí)距曲線可以求得界面速度，而界面速度往往在一定程度上反映巖土的性質(zhì)(致密程度、含

9、水情況、力學(xué)特性等等），有時(shí)也近似等把界面速度看做地層速度.(3）.折射波法不一定要求界面十分平整,折射波時(shí)距曲線的形狀經(jīng)常能直觀的反映界面起伏形狀.(4）。折射波較表層的各種干擾波先到達(dá)接收地點(diǎn),可利用初至接收從地震記錄上正確地追蹤折射波.（5）.產(chǎn)生地震折射波的條件是地層波速必須逐層往下增加、如果一套地層中存在某層高速層,它的速度比在它以下的地層速度高，并且又具有相當(dāng)?shù)暮穸?h1/2)就會產(chǎn)生屏蔽現(xiàn)象，使得很難研究高速層以下的地層。（6).折射波往往不能發(fā)現(xiàn)地層中的軟弱夾層；而且由于較軟弱夾層的存在會導(dǎo)致對以下界面的埋藏深度估計(jì)得不正確。因此,必須經(jīng)常仔細(xì)判別時(shí)距曲線的異?，F(xiàn)象(如所謂飛線

10、現(xiàn)象、反常寫了變化、突然出現(xiàn)的記錄確實(shí)地段等等），以便發(fā)現(xiàn)軟弱夾層。（7).折射波有盲區(qū)，盲區(qū)以內(nèi)不存在折射波。水平二層介質(zhì)的折射波盲區(qū)范圍由下式表示:X0=2htgi.此外，在折射波時(shí)距曲線上兩條不同斜率直線相交的地方表示出臨界距離xc.在此臨界距離之外，折射波首先到達(dá)地面。盲區(qū)和臨界距離都取決于上覆地層的厚度和上下層介質(zhì)的波速。Xc永遠(yuǎn)大于x0通常為了可靠地追蹤折射波，總是使測線長度大大超過臨界距離，以便接收到目的層埋藏深度的五到六倍。(8).厚度太小時(shí)將接收不到薄層的折射波。20。水平界面反射波時(shí)距曲線的特點(diǎn)：（1）。直達(dá)波的時(shí)距曲線為反射波時(shí)距曲線的漸近線；（2)。若界面R同時(shí)是折射界

11、面，在臨界點(diǎn)附近,反射波受到折射波的干擾；（3)。V的變化原因,再與反射波到達(dá)各觀測點(diǎn)的入射角不同;（4）.反射界面越深，視速度越大，時(shí)距曲線越平緩。21。反射波法的特點(diǎn):（1）.反射波法沒有盲區(qū)，所以可以在很靠近激發(fā)點(diǎn)的位置激發(fā)。（2）。反射波法不像折射波法對波速有嚴(yán)格的要求,一般來說，凡是波阻抗發(fā)生突變的地方,都能產(chǎn)生反射波，因此，只要他們有足夠的厚度，就能發(fā)現(xiàn)軟弱夾層.（3）.反射波各層次可以在同一地段上沿時(shí)間軸依次出現(xiàn),同樣勘探到一定的深度，反射波法可以用比折射波法短的多的測線。（4）。用一般分析手段,從反射波法很難獲得詳細(xì)的地層速度資料,而只能求得反射層位以上比較籠統(tǒng)的所謂有效速度。

12、有效速度優(yōu)勢也近似看做平均速度。（5）.反射波法要求截面比較“光滑"，否則會發(fā)生散射現(xiàn)象，使記錄不易辨認(rèn)。(6)在震源附近，淺層反射波幾乎和面波、聲波等干擾波同時(shí)到達(dá)地面。這些波形成強(qiáng)烈的干擾，使追索反射波十分困難。因此，客服和避開干擾仍然是當(dāng)前淺層反射波法一大課題。第二章22.電法勘探分類:（1)。觀測場所分：航空電法、地面電法、海洋電法、地下或井中電法;（2).地質(zhì)目標(biāo)分：金屬電法、石油電法、煤田電法、水（文)工(程)電法；（3）。使用和觀測電磁場的時(shí)間特性分:支流電法、交流電法、過渡過程法（瞬變).23。傳統(tǒng)類電法勘探電法:以利用地中的傳導(dǎo)電流（交流的或支流的;天然的或人工的)

13、為主.利用導(dǎo)電性、激電性、導(dǎo)磁性;目前主要有五種：中間梯度法、電測剖面法、電測深法、充電法、自然電場法、激發(fā)極化法.24。感應(yīng)類電法勘探：以利用地中渦旋感應(yīng)電流為主。類型多的原因：場源可分為人工場源和天然場源.人工場源：連續(xù)波場或諧變場（低于數(shù)萬赫茲);瞬變脈沖場;輻射場。天然場源：天然音頻磁場和大地電磁場。25。巖土介質(zhì)的電阻率：在電法勘探中,用來表征巖、礦石導(dǎo)電性好壞的參數(shù)為電阻率（，·m）或電導(dǎo)率（=1/).固體礦物按導(dǎo)電機(jī)理分:金屬導(dǎo)體、半導(dǎo)體、固體電解質(zhì).26.影響巖、礦石電阻率的因素：導(dǎo)電礦物含量;巖、礦石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、孔隙度;巖礦石的含水量及含水礦化度;溫度、壓力. 在

14、金屬礦產(chǎn)普查和勘探匯總,巖、礦石中良導(dǎo)電礦物的含量及結(jié)構(gòu)是主要影響因素.在水文、共產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查和沉積區(qū)構(gòu)造普查、勘探中，眼石的孔隙度、含水飽和度及礦化度等成了決定性因素. 在地?zé)嵫芯?、地震地質(zhì)及深部地質(zhì)構(gòu)造研究中,溫度及地應(yīng)力變化卻成了應(yīng)考慮的主要因素.27。視電阻率雖然不是巖石的真電阻率,但卻是地下電性不均勻體和地形起伏的一種綜合反映。28。電測剖面法:中間梯度法、聯(lián)合剖面法、偶極剖面法、對稱四級剖面法、三極剖面法、二極剖面法.方法特點(diǎn)：研究地電斷面橫向變化的一類方法采用固定餓電極距，沿剖面移動電極裝置,觀測一定深度范圍內(nèi)視電阻率沿剖面的變化.解決主要地質(zhì)問題：探測產(chǎn)狀陡立的高、低阻體,如劃分

15、不同言行接觸帶、追索斷層及構(gòu)造破碎帶。中間梯度法特點(diǎn):供電電極AB=410h的距離取得很大，且固定不動。測量電極MN在其中間三分之一地段逐點(diǎn)測量.記錄點(diǎn)取在MN=1/201/50AB中點(diǎn)。觀測線除了沿AB聯(lián)線觀測外，還可以在AB聯(lián)線兩側(cè)一定范圍的測線上進(jìn)行觀測,因此它的生產(chǎn)效率較高。目前我國大部分直流激電工作都是采用中梯排列,在獲得激電參數(shù)的同時(shí),也得到了視電阻率的資料，利用是電阻資料有利于對激電資料的綜合解釋.聯(lián)合剖面法特點(diǎn)：橫向分辨能力強(qiáng),異常明顯,適合于水文、工程地質(zhì)及構(gòu)造找礦;裝置相對笨重,地形影響大，解釋時(shí)具體分析。29。電測深法 勘探目的：了解某一地區(qū)垂直向下由淺到深的視電阻率等方

16、面的地質(zhì)變化的情況，從而提出了電測深這一方法。 勘探方法:是基于在同一個(gè)測點(diǎn)上主次擴(kuò)大到電極距，使探測深度逐漸加深，這樣便可得到觀測點(diǎn)處沿垂直方向的變化情況。引起s曲線變化的主要因素：是各電性層的厚度、電阻率的大小、層數(shù)的多少以及電極距的長短。電測深法最合適的探測對象：水平或相當(dāng)平緩（傾角不超過20度）的巖層.在這種條件下，可以定量的求出各電性層的厚度和電阻率.裝置類型:對稱四極點(diǎn)測深法、三極電測深法、偶極電測深法、環(huán)形電測深法。30.電測剖面法和電測深法屬于高密度電阻率法.高密度電阻率法的特點(diǎn)：（1）。電極布設(shè)一次完成，減少故障與干擾.（2).多種電極排列方式掃描測量，地電信息豐富。(3）.

17、數(shù)據(jù)采集和記錄實(shí)現(xiàn)了自動化。（4）.解釋方便且勘探能力高。（5)。工作效率高、成本低。31。充電法：利用地質(zhì)對象與圍巖間導(dǎo)電性的差異為基礎(chǔ)并且喲求這種差異必須足夠大,通過研究充電電場的空間分布來解決有關(guān)地質(zhì)問題的一類電探方法.32。自然電場法：由于地下水的運(yùn)動以及巖、礦石的電化學(xué)活動特性將產(chǎn)生自然電場,通過觀測和研究這種自然電場的分布,以進(jìn)行地質(zhì)填圖、找礦或解決水文、工程及環(huán)境地質(zhì)問題的電法勘探方法.33。激發(fā)極化效應(yīng)(簡稱激電效應(yīng)）：當(dāng)向大地供入電流或氣短電流的瞬間，在測量電極之間總能觀測到隨時(shí)間變化的電位差,這種在充、放電的過程中,產(chǎn)生歲時(shí)間緩慢變化的附加電場的現(xiàn)象。激發(fā)極化法（或稱激電法

18、）：就是以巖、礦石激電效應(yīng)的差異為基礎(chǔ)，通過觀測和研究大地激電效應(yīng)來探查地下地質(zhì)情況或解決某些水文地質(zhì)問題的一類電法勘探方法.采用直流電或交流電都額可以研究地下介質(zhì)的激電效應(yīng)，前者成為時(shí)間域激發(fā)極化法，后者稱為頻率域激發(fā)極化法.二者在基本原理方面是一致的,只是在方法技術(shù)上有較大差異。34。TEM法特點(diǎn)：(1）。斷電后觀測純二次場，消除了頻率域的裝置耦合噪聲，受地形起伏影響小。(2)。可采用不接地回線裝置，適宜于在各種地理環(huán)境下工作,在沙漠、凍土帶更顯其獨(dú)到特性。（3）?？梢圆捎猛c(diǎn)裝置（如重疊回線、中心回線等）進(jìn)行觀測,達(dá)到與探測目標(biāo)的最佳耦合，取得的異常強(qiáng)，邢臺簡單,分層能力強(qiáng).(4).單脈沖激發(fā)就可以得到多信息的整條瞬變場衰減曲線，且對線圈點(diǎn)位、方位或接收距要求相對不嚴(yán)格，測地工作相對簡單、工效高。(5）。可以通過多次脈沖激發(fā),進(jìn)行多次疊加觀測,并采用空間多次覆蓋技術(shù),提高信噪比和觀測精度。(6）?？梢赃x擇不同的時(shí)間窗口進(jìn)行觀測,有效地壓制地質(zhì)噪聲,獲得不同觀測深度的信息.(7）.利用該方法的測量系統(tǒng)，可實(shí)施地面、空中、地下、水上、井中或坑道電磁法探測.(8）。不守高阻層的屏蔽影響，能穿透高阻層，對低阻層靈敏、分辨能力強(qiáng)，在低阻圍巖區(qū)，由于是多道觀測，早期道的地形影響較易分辨。（9）.剖面測量與測深工作同時(shí)完成，提供了更多有用信息，減少了多解