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依据工作空间的不同物探的分类
1、重力勘探
基本理论是牛顿的万有引力定律。实验表明,在地球周围空间,自由落体的速度是递增的,这个递增率称为重力加速度。而且在地球周围空间的同一个点上,所有物体的重力加速度是相同的。然而,地球上各点的重力加速度并不相同,因为地球并非是均匀的同心壳层结构的理想球体,重力加速度的大小随观测时间、地点的不同而有差异,这种差异主要取决于测点的纬度、高度、周围地形起伏、地球的潮汐及地球内部密度分布等五个因素,五个因素中最后一个因素对地质勘查才有意义。
在重力测量中,不是测量重力本身,而是测量它的加速度,这是因为重力与测量时所用物体的质量有关,而重力加速度无关,人们习惯上把重力加速度简称为“重力”。
在国际单位制(SI)中,重力勘查的单位为10-5m/s2(毫伽),以往资料(克.厘米.秒制)(CGSM)中,为mgal(毫伽)。 地面上观测的g-地球正常的g=重力异常。 重力按其任务可分为区域重力、大比例尺重力。
2、磁法勘探
磁法勘探是一种应用最早、最成熟、轻便、效率高、成本低、适用性强的物探方法。它是通过观测研究天然地磁场的空间分布规律及其变化来解决与铁磁性物质(铁、镍、钴、磁铁矿、磁黄铁矿、钛磁铁矿)有关的地质找矿问题的物探方法。
磁法勘探目前多使用电子磁力仪,观测研究的磁参量是△T,其次是它的垂向梯度TH与水平梯度TX。△T是观测点处地磁场总强度T的绝对值与该点正常地磁场T0的绝对值的模量差
△T=ㄧTㄧ-ㄧT0ㄧ
磁测的单位是nT(纳特),与过去常用的CGSM制单位γ(伽马)大小相等。
磁测可按工作区域分为航空磁测、地面磁测和井中磁测。现在提出的高精度磁测的观测总精度是<5nT。
⑴直流电法(传导类电法) 通过接地电极观测由人工或天然场源在大地中因传导作用差异产生异常电流场的一组方法。
①电阻率法
包括中间梯度法、电剖面法(联合剖面法、对称四极法、偶极剖面法)、电测深法。观测电阻率。
②充电法 观测电位(V)或电位梯度(△V)。
③激发极化法(激电)
包括激电中间梯度法、激电测深法。观测极化率(ηs)(%)、充电率(MS)(毫秒)。
④自然电场法(自电)
观测电位(V)或电位梯度(△V)。
⑵交流电法(感应类电法)
是以岩、矿石导电性和导磁性差异为基础,观测人工或天然场源在大地中由电磁感应作用在地层中产生的涡流场或其异常电磁场的一组方法。其特点是研究利用与地质体有关的交变电磁场的建立、分布、传播特点和规律进行找矿和解决某些地质问题。交流电法利用的场源有人工或天然场源,利用的参数有介电常数(ε)、磁导率(μ)、电导率(σ)等。测量的参数有视电阻率、复电阻率、视频散率;电磁场的相位、实分量、虚分量、倾角等。
电磁法基于宏观的电磁场理论,以麦克斯韦方程组为理论基础,利用多种频率谐变电磁场或不同形式的周期性脉冲电磁场为激发源,研究地下空间电性变化而产生的异常电磁场。研究多频率谐变电磁场的方法称“频率域电磁法”, 研究周期性脉冲电磁场的方法称“时间域电磁法”。电磁法在空中、地面、井中均可进行,方法有15种之多,不一一介绍,下面仅介绍与找矿有关并常用的两种方法。
①瞬变电磁法(TEM)
属于时间域电磁法,它是利用不接地的回线或线源向地下发送一次脉冲电磁场,在一次电磁场的激励下,地下导体内部受感应产生涡旋电流;在一次脉冲电磁场的间歇期间,涡旋电流产生的二次磁场不会随一次场消失而消失,即有一个瞬变过程,利用线圈或接地电极观测二次磁场,研究其与时间的变化关系,从而确定地下导体的电性分布结构及空间形态。
②可控源音频大地电磁法(CSAMT)
它是有限长接地导线电流源向地下发送不同频率的交流电流,在地面一定范围内测量正交的电磁场分量,计算卡尼亚电阻率及阻抗相位,达到探测不同深度地质目标体的一种频率域电磁测深方法。 该方法具有探测深度大,可达2km,采集的信号比较强,异常解释的定位比较准确等优点,目前在探测较深地质体时得到广泛的应用。使用的仪器主要有V8、GDP—32等先进的多功能电法仪。
4、地震勘探
在地面某处激发的地震波向地下传播时,遇到不同弹性的地层分界面会产生反射波或折射波返回地面,用地震仪可以记录这些波,分析其特点,如波的传播时间、振动形态等,通过专门的计算与处理,能较准确的确定界面的深度与形态,判断地层或岩体的岩性,确定油气或其他矿产的富集区及解决水文工程地质问题。
5、放射性勘探
利用仪器测量介质中天然和人工核辐射场(射线强度、射气浓度)的变化规律,从而达到找矿和解决其他地质问题的一组方法。 放射性勘探深度可达到几百米。可分六大类:γ测量、氡气测量(射气测量)、中子测量(210PO测量)、χ射线测量、α卡测量、α径迹测量等。应用于找放射性矿床、地热、地震的活断裂、多金属矿产、煤田等。
1、不仅可以了解地表或近地表的地质现象,还可以获得深部地质信息,因而所反映地质现象的深度大,范围宽,探测深度可以从几十公分到几百公里。
物探方法的缺点是:
1、物探异常的数学解释和地质解释存在多解性。
2、目前,除了用磁法找磁铁矿,放射性方法找铀矿外,物探方法一般情况下都不能用于直接找矿。在区域矿产调查和预查阶段,主要用于研究成矿环境和控矿因素,在矿产勘查阶段是以研究成矿地质背景和与成矿有关的地质因素为主,实现间接找矿。
(三)物探应用前提条件
1、直接或间接勘查的对象与围岩存在某种物理性质的差异。
2、勘查的对象具有一定的规模和适当的深度,即以现有的方法技术和仪器设备能观测到或分辨出异常。
3、能从工作地区干扰因素(表层岩性不均匀,地形起伏,人文噪声)引起的异常中,区分出勘查地质体异常。
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