物探问题解答
概述
1、什么叫物探?
根据探测目的体与赋存空间的物理性质(即物性)差异,通过观测和分析其物理场的变化规律,从而推测和研究地质构造、矿产资源分布等特征的物理探测方法,通称为地球物理探矿法,简称物探。
这里特别强调的是探测目的体与赋存空间的物理性质(即物性)差异,这种差异不仅是存在的,而且是现有技术可识别的,并且是可解释的。 2、物探可分为哪几类?
根据物理场的不同可分为:磁法、电法、重力、放射性、地震勘探等。由此又延伸出电磁、综合物探等。
根据行业不同可分为:矿产、水文、煤田、石油、工程、环境物探等。
根据工作空间可分为:航空、地面、海洋、地下、井中物探等。此外在航天方面也在进行物理探测。 3、什么是物探异常?
地壳内岩、矿石与围岩之间往往存在某种物性差异,由于这种物性差异,在岩矿体周围空间就会引起某种天然或人工的地球物理场的局部变化,这个和地下岩矿体相关联的地球物理场的局部变化就称为地球物理异常,简称物探异常。或者简单地理解为:物探异常就是区别于正常(背景)物理场的一些物理特征,它是一个相对的概念,单纯以量的大小谈异常是没有意义的。
4、物探是如何解决地质问题的?
物探是利用相应的仪器设备、方法,观测天然存在的(磁场、电场、重力场等)或人工建立的(激发极化场、电磁场等)地球物理场的变化,通过对仪器采集的数据,进行数理分析,推演地质体赋存概况,从而为地质工作服务。它只是一种间接的地质手段。
目前,也有把磁法寻找铁磁性矿体,电法寻找硫化物或低阻矿体,重力寻找大(小)密度矿体,称为物探直接找矿;而把一些通过寻找构造、岩体以及接触界面的物探称之为物探间接找矿。但无论是直接和间接找矿,绝不会是能够简单区分的,综合分析、综合评价才是物探的根本。
5、如何正确评价和理解物探成果?
物探所能解决的问题说白了只能解决一些物理场的差异问题,而具有相同(相似)物理特征的地质体却很多,这就务必借助地质、化探等资料进行综合分析,加以判断,从而间接达到为地质、工程、探测等服务的目的。(脱离地质等综合信息的物探解释是不可思议的)。
仪器所观测到的一些物理信息,往往是许多物理信息的综合反映,要把它们加以严格的区分,可以说是不可能的,但借助地质判断和一些数据处理,在一定程度上,可以排除部分成份的影响,但物探绝不可能直接探测出任何具体的物质。(把物探异常解释为某种具体的矿物引起的是异想天开的)。
此外,物探所推断的目标体的大小、形状、空间状态实际上只能算是其所对应的物理场的综合特征信息,并不是真正意义上目标体的客观反映,包括一些经过正反演给出的目标体形状、埋深、产出状态等都不可能是真正意义上的客观体现,只能是一个物理场的等效体、逼近体或相似体。可见,物探解决的是宏观问题,而不是微观细节。(机械地依据物探成果布置工程和怀疑物探工作是不可理喻的)。
ZK01 ZK02 F 上图是一个说明上述问题的示意图,从图上可见:受构造F控制的一系列呈雁行排列的小规模矿体,物探一般会推测为与F同倾向的一个板状体,ZK01就可能如图布置而不见矿;ZK02也会因为物探推测为一个球型矿体而落空。可物探目前还确实无法把上述矿体客观地加以区分,这就务必要更即注重地质分析。 6、如何理解物探前提?
投入物探方法之前,首先要搞清楚其具备什么样的地球物理前提?前提之一:目标体与赋存空间是否存在物性差异?是什么性质的差异?差异是否明显?可否利用物探仪器识别?前提之二:是否存在干扰?是什么干扰?能否压制、区分或排除?前提之三:环境是否允许?这里既要考虑自然环境,又要考虑人文环境。以上三方面都要具备,缺一不可,并不是单纯地存在物性差异的地方,就能投入物探工作。 7、如何选择物探方法?
简单地说目标体与赋存空间存在什么样的物性差异,就选择什么样的物探方法。是磁性差异就选磁法;是电性差异就选电法;是弹性差异就选地震;是密度差异就选重力??多项差异就选效率高、成本小、效果好的方法,或者是综合方法。
一般来讲找基岩,首选重、磁方法,其次可用放射性探测;找热液矿床找热液通道和来源(构造、断裂、破碎带、接触关系)可用磁法、电法和地震;找蚀变矿床按温度、深度分带、接触关系一般选电法、电磁法。
当选择电法、电磁法工作时,由于电法工作的方法、装置变化太多,就需要根据不同的地质目的,选择不同的方法、装置。一般对于二、三百米以内埋深的选择常规物探方法即可,而对于三百米以上大深度探测,就要考虑电磁法。 8、物探工作方法的确定原则是什么?
根据探测目的体与赋存空间之间的物性差异性质,基本可以确定大体的物探方式(重?磁?电? ……);
根据项目的经费、工期要求确定具体的物探方案(面积?剖面? ……);
根据勘探级别的不同确定详细的物探方法(单一?综合?精度?比例尺? ……)。 9物探工作分哪些阶段?
物探工作过程可分为踏勘、设计、施工、报告编制四个阶段:
(1)踏勘阶段:主要任务是进入拟定区域对地质、地形、地物、环境、水系、交通等进行初步了解,初步判断是否具备物探作业条件;其次深入拟选典型部位观察、采集岩矿标本,初步判断目标体与赋存空间是否具有物性差异,必要时要进行参数测定、方法试验或试验性剖面测量。
(2)设计阶段:主要任务是根据踏勘成果将地质问题转变为地球物理问题,并选择适当的物探方法、比例尺、工作精度,编制设计,提出具体的施工方案、技术要求、以及压制干扰的方法措施,并明确预期的成果资料;
(3)施工阶段:主要任务是按设计要求实地取得物探数据和岩矿石物性的可靠资料,并保证野外各项工作及成果资料的质量;
(4)报告编制阶段:主要任务是对所获得的地质、物化探资料进行综合整理分析,对物探异常进行地质解释,绘制相应成果图件,最终编制成果报告。 10测区与矿区有什么区别?
从字面上讲:凡从事地质、物化探的区域,都可称之为测区。而具有某种矿产资源的区域才可称之为矿区。但习惯上,物化探人员常把从事物化探工作的区域称测区,而地质人员常把自己的工作区称为矿区。
测区与矿区可以是重叠的,也可以根据工作需要调整为不同的。一般矿区是根据取得探矿权的范围或从事地质调查的范围划定的,而测区是根据地质工作需要,结合物探工作特点:即必须保证探测成果轮廓完整,周围具有一定面积的正常场背景圈定的。但为了节约工作量,一股可将普查范围划为“控制区”与“调查区”,对“控制区”可以放稀测网。在勘探矿区的物探工作不仅要研究矿床本身,还要研究废石堆、尾矿场。此外,测区范围应尽可能地包括一些已知区,即地质情况清楚过去已作过物探工作并经验证的地段。与过去工作过的物探工区相衔接时,必须有一定数量的重迭测线。 11、测点、测线、测网是什么关系?
每一个物探观测点称之为测点,测点与测点之间的距离称为点距;由一系列等间距同方向排列的测点组成的线可称之为测线,测线与测线之间的距离称为线距;由诸多同线距等点距组成的网称之为测网。可见测网里同时包含有测点和测线的信息。 12、测区与测网有什么区别?
测区是反映工作区位置、范围和大小的,单位是km2。
测网是由测线和测点组成的,它通过 “线距×点距” 来表示,如100 ×20,表示测线与相邻测线的距离为100米,测点与相邻测点的距离为20米,线距和点距的单位均为m。它反映的是工作的网度大小和详细程度。网度越大工作程度越低,反之亦然。 13、测网的选择原则是什么?
在普查时,要求线距不应大于探寻的、有意义的最小地质体的长度,而点距应保证测线上有3个点落在异常上。
在详查时,要求线距应保证5-7条测线通过异常,其点距应保证测出异常的全部细节。 具体选择测网,不仅要考虑矿体的长度和宽度,还要考虑矿体的埋深,对于埋深较小的目标体加密网度意义重大,而对于埋深较大的追求过密的网度意义就不是很大了。此外还要考虑仪器的灵敏度以及异常识别、解释以及现实意义方面的因素,并不一定是网度越密就越好。有时限于工区条件和为了工作方便,也可用不规范测网进行观测。 14、如何确定测线(剖面)方向和长度?
测线(剖面)的敷设方向应垂直于探测对象或已知异常的走向, 保证异常的完整性。 当测区内已有或设计有探矿工程或其它物化探工作时,应尽可能与之重合,以便资料对比。
当进行面积测量,测区内的各探测对象具有不同的走向时,其测线方向应垂直于探测对象的主体(总体)走向,并尽可能考虑异常的完整性和正常场适当性。
当探测对象为环状或似环状时,甚至要考虑把测线布置为放射状,尤其进行电法工作的时侯要充分考虑各向异性的问题。 15、比例尺和网度是什么关系?
单从物探的角度讲,应该是根据网度来确定比例尺。但现实中是我们并不知道探寻的、有意义的最小地质体的长度才去做物探的,一般都是先确定工作比例尺,再确定网度的。 比例尺是表明对某一测区的工作程度,也同时包含了测网的信息。按一定比例尺在图上1cm所代表的实际距离,就是线距。如1:10000的线距就是100m,1:2000的线距就是20m。点距的确定,根据测区的地质、地球物理条件可以有一个灵活的选择余地,一般为线距的1/10-1/2。线距与点距就确定了网度,可见比例尺越大,则测网越密,也越利于反映异常细节,从而对工作区的地球物理场研究程度的提高越有利。
16、勘查阶段与工作比例尺以及网度怎么划分选择?
不同的勘查阶段需要采用不同的工作比例尺,不同的比例尺又决定了不同的网度,下表就是常见的一些对应关系。
勘查阶段 区 调 预 查 普 查 比例尺 线距(m) 1:50000 1:25000 1:10000 1:5000 详 查 1:1000 勘 探 1:500 10 5 2-5 1-2 10 5 1:2000 500 250 100 50 20 点距(m) 50-200 25-100 10-40 5-20 4-10 长方形测网 正方形测网 线距点距相同 500 250 100 50 20
17、点、线号的编号有什么原则?
每个测区的测线、测点都要进行统一编号,其表示方法是以分数形式,分母表示线号,分子表示点号。如120/350即表示是350线120号点。
测区的西南作为整个测区编号的原点,由此点向东、向北,点线号码依次递增;而可能后续或扩边的工作由原点向西、向南,点线号码依次递减。
原点点线号码编号不宜太小,建议以100/100以上为好,以便将来给西南方向可能增加或扩展的测网留有余地;测线和测点编号间隔最小也要按偶数级的整数倍递增,以便测线和测点加密不至于出现小数点。
但要进行剖面或勘探线测量时,剖面号或勘探线号要与地质编号一致,点号也要服从地质要求,即成图时遵循从左到右点号依次递增的习惯。 18、如何理解物探的多解性?
由于物探仪器所观测到的虽然只是物理场的某个参数,但这个参数又是物理场的一个综合效应,能够影响这个参数变化的因素又很多,比如场源的强弱、埋深、大小、形态等等,任何一个因素的不确定,就会预示另一个因素的不确定,不确定因素越多,多解性自然也就越多。此外,物探要进行推断解释,只要是推断的东西就必然存在多解性,其它学科也一样存在多解性,只是物探人员能坦然地承认这一点,而别人有所忌讳而已。 19、如何应对物探的多解性?
物探既然存在多解性,就要设法排除一些可能被排除的因素,比如测定分析物性参数、调研地质工程、利用多方法、多渠道进行综合解释、正、反演计算等等。尤其应注重地质分析推断和山地工程取得的一些有关目标体的参数,尽可能多地寻求多解的约束条件,提高解释的准确度。
20、物探人员应具备什么样的素质?
首先物探人员必须具备一定的数理基础,掌握扎实的物探理论,正确的仪器操作方法,一般的故障排除,灵活的方法组合,娴熟的解释技能;其次不但要具备一定的地质知识,而且能够利用地质知识去指导物探,反过来利用物探资料去解释地质现象;第三要善于听取地质、化探等其它人员的意见,综合各方面的信息,科学灵活地陈述物探成果。
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