工程物探重点

绪论1.应用地球物理学（又称为应用地球物理勘探、勘察地球物理）简称物探。2.它是以地壳中各种岩、矿石间的物理性质差异（如密度、磁性、电性、弹性、放射性差异等）为物质基础的，利用物理学原理，通过观测和研究因岩、矿石物理性质差异而引起相应的地球物理场（如重力场、地磁场、电场等）在空间上的局部变化（称为地球物理异常），就可以推断地下地质构造或岩矿体的赋存状况。达到地质调查的目的的一种应用科学。3.物探可以解决的问题：地质体的形状参数；地质体的产状参数；地质体的物性参数。4.物探特点：方法条件性；透视与放大性；多学科渗透性；多解性；低成本、高效性；某些物探方法可以解决常规地质勘探方法难于解决的一些问题。5.物探啊方法与地质方法的不同点：（1）.理论基础不同：地质方法：岩石学、构造地质学、矿藏学等理论为基础。物探方法：各种地球物理场的理论为基础。（2）.工作方法不同：地质方法：对岩矿石露头或岩芯直接进行观测-直接方法。物探方法：用一起对地质体引起的异常进行观测-间接方法。6.工程物探的特点：P4第一章1.浅层折射波法是一种使用相对较早且较成熟的方法，可用来观测覆盖层厚度、基岩面起伏、断层及古河道。弱点：分辨率较低、测线较长。2.浅层反射波法具有相对较高的分辨率，可以采用较小的炮检距进行观测，因而可以采用较短的勘探测线；对资料的数字处理技术要求较高。3.爆炸：剪切力-剪切形变-横波；压缩应力-体积形变-纵波；压缩和剪切的合力-复合形变-面波。4.地震波可分为体波和面波两大类。体波在介质的整个体积内传播，面波则沿介质的自由表面或两种不同介质的分界面传播。体波根据其传播特征的不同，又可分为纵波和横波。面波根据其不同性质，又可分为瑞利波和勒夫波。5.纵波传播路径上质点的振动方向和传播方向一致，横波的质点振动方向和传播方向垂直，面波质点振动方向呈螺旋轨迹。在同一波场下，纵波速度最快，频率最高。面波能量最强、横波次之、纵波能量最小。横波不能再流体中传播。6.振动图-描述某一质点在不同时离开平衡位置的位移。波动图-描述某一时刻在不同空间上的多个质点离开平衡位置的位移。7.地震反射波形成的条件：界面两侧存在波阻抗差异或反射系数不为零。8.地震折射波产生的条件:下层介质速度大于上层介质速度；观测点位于折射波盲区之外。9.产生绕射波和散射长生的条件：界面不光滑（断层、岩性尖灭等）。10.地震波速度的影响因素：岩性、骨架结构；裂隙、孔隙度；孔隙中填充物的影响；风化、破碎带；埋藏深度。11.名词解释：炮检距、偏移距、道间距、步距。每个检波器所记录的振动图，称为地震道。多个地震道按炮检距顺序排列构成道集。道集中相似振动峰值的规则排列，称为同相轴。时距曲线（时距方程）：在直角坐标系中，同相轴所表现的地震波的旅行时间t与炮检距x间的函数关系。12.在地震勘探现场采集中，为了压制干扰波和确保对有效波进行追踪，激发点和接收点之间的排列及各排列的位置都应保持一定的相对关系，这种激发点和接收点之间以及排列和排列之间的位置关系，称之为观测系统。不同的方法采用不同的观测系统。使用最多的是宽角范围观测系统与多次覆盖观测系统。宽角范围观测系统是将接收点位置在临界点附近的范围进行观测，因为在此范围内反射波的能量比较强，且可避开声波和面波的干扰，尤其对弱反射界面其优越性更加明显。在书记采集中，埋置于地面的检波器可接收来自于地下多种波的扰动，其中只有可用于解决所提出的地质任务的波才成为有效波，所有妨碍有效波识别和追踪的其它波成为干扰波。13.折射法测线布置原则：（1）.测线最好为直线；（2）.住测线尽量垂直于岩层或构造的走向，以便于在大限度地控制构造形态。（3）.测线要尽可能与其他物探测线一致，若测区内有钻井，则测线要尽可能通过钻井，以便于综合分析解释物探资料和地质资料。（4）.测线疏密程度应根据地质任务、探测对象勘探精度等因素确定。一般情况下，要根据适量的与主测线垂直的联络测线，以确定地质构造的整体格架以及检测不同测线上反射波的对比闭合精度。（5）.测线布置应尽可能避开地形起伏较大和地物障碍等线路，力求以最少的工作量来解决地质问题。（6）.测线布置应尽可能远离非地震干扰源。如厂矿的机械振动，公路上频繁形式的汽车引起的振动、以及高压线引起的交流干扰等。若无法避免，应尽量使测线垂直穿过干扰源，以便降低干扰波对有效地震信号的影响。14.反射法测线设计：(1).最好为直线；（2）.主测线应与岩层或构造走向相垂直；（3）.尽可能与钻探线或其它物探测线相一致；（4）.面积测量时应有联络测线，以检测不同测线上反射波的闭合情况。15.折射波法测线设计：（1）.相遇观测法：双边（排列两端激发）的观测方法。（2）.相邻两道检波器间的距离叫道间距，一般为目的层深度的1/10,。很深时不按次比例。工程地震中，常采用510m的道间距。16.直达波是从震源出发不经过界面的反射、折射而直接到达各接收点的地震波。17.地震波在变速层中的传播和在常数层中的传播具有不同的特点，把变速层中的折射波成为潜射波。18.隐伏层是指初至折射波法不能探测到的地层，根据其产生的原因的不同可分为两类：一类是层状介质中的低速夹层，由于折射波形成的条件必须是下部介质的波速大于上覆介质的波速，因此在低速夹层的上界面不可能产生折射波而成为隐伏层。 另一类是在层状介质中各层的波速虽然是逐层递增，符合折射波形成的条件，但下部介质中某层厚度很小，所形成的折射波不可能出现在初至区，而是隐藏在续至区中难以识别，这种薄层也成为隐伏层。19.折射波法特点：（1）.折射波法可以解决各种倾角，甚至直立岩层的地层勘探问题，以及发现某些凹陷、古河道、小断层等浅部构造。（2）.根据折射波时距曲线可以求得界面速度，而界面速度往往在一定程度上反映岩土的性质（致密程度、含水情况、力学特性等等），有时也近似等把界面速度看做地层速度。（3）.折射波法不一定要求界面十分平整，折射波时距曲线的形状经常能直观的反映界面起伏形状。（4）.折射波较表层的各种干扰波先到达接收地点，可利用初至接收从地震记录上正确地追踪折射波。（5）.产生地震折射波的条件是地层波速必须逐层往下增加、如果一套地层中存在某层高速层 ，它的速度比在它以下的地层速度高，并且又具有相当的厚度（h1/2）就会产生屏蔽现象，使得很难研究高速层以下的地层。（6）.折射波往往不能发现地层中的软弱夹层；而且由于较软弱夹层的存在会导致对以下界面的埋藏深度估计得不正确。因此，必须经常仔细判别时距曲线的异常现象（如所谓飞线现象、反常写了变化、突然出现的记录确实地段等等），以便发现软弱夹层。（7）.折射波有盲区，盲区以内不存在折射波。水平二层介质的折射波盲区范围由下式表示：X0=2htgi.此外，在折射波时距曲线上两条不同斜率直线相交的地方表示出临界距离xc。在此临界距离之外，折射波首先到达地面。盲区和临界距离都取决于上覆地层的厚度和上下层介质的波速。Xc永远大于x0通常为了可靠地追踪折射波，总是使测线长度大大超过临界距离，以便接收到目的层埋藏深度的五到六倍。（8）.厚度太小时将接收不到薄层的折射波。20.水平界面反射波时距曲线的特点：（1）.直达波的时距曲线为反射波时距曲线的渐近线；（2）.若界面R同时是折射界面，在临界点附近，反射波受到折射波的干扰；（3）.V*的变化原因，再与反射波到达各观测点的入射角不同；（4）.反射界面越深，视速度越大，时距曲线越平缓。21.反射波法的特点：（1）.反射波法没有盲区，所以可以在很靠近激发点的位置激发。（2）.反射波法不像折射波法对波速有严格的要求，一般来说，凡是波阻抗发生突变的地方，都能产生反射波，因此，只要他们有足够的厚度，就能发现软弱夹层。（3）.反射波各层次可以在同一地段上沿时间轴依次出现，同样勘探到一定的深度，反射波法可以用比折射波法短的多的测线。（4）.用一般分析手段，从反射波法很难获得详细的地层速度资料，而只能求得反射层位以上比较笼统的所谓有效速度。有效速度优势也近似看做平均速度。（5）.反射波法要求截面比较“光滑”，否则会发生散射现象，使记录不易辨认。（6）在震源附近，浅层反射波几乎和面波、声波等干扰波同时到达地面。这些波形成强烈的干扰，使追索反射波十分困难。因此，客服和避开干扰仍然是当前浅层反射波法一大课题。第二章22.电法勘探分类：（1）.观测场所分：航空电法、地面电法、海洋电法、地下或井中电法；（2）.地质目标分：金属电法、石油电法、煤田电法、水（文）工（程）电法；（3）.使用和观测电磁场的时间特性分：支流电法、交流电法、过渡过程法（瞬变）。23.传统类电法勘探电法：以利用地中的传导电流（交流的或支流的；天然的或人工的）为主。利用导电性、激电性、导磁性；目前主要有五种：中间梯度法、电测剖面法、电测深法、充电法、自然电场法、激发极化法。24.感应类电法勘探：以利用地中涡旋感应电流为主。类型多的原因：场源可分为人工场源和天然场源。 人工场源：连续波场或谐变场（低于数万赫兹）；瞬变脉冲场；辐射场。 天然场源：天然音频磁场和大地电磁场。25.岩土介质的电阻率：在电法勘探中，用来表征岩、矿石导电性好坏的参数为电阻率（,m）或电导率（=1/）.固体矿物按导电机理分：金属导体、半导体、固体电解质。26.影响岩、矿石电阻率的因素：导电矿物含量；岩、矿石的结构、构造、孔隙度；岩矿石的含水量及含水矿化度；温度、压力。 在金属矿产普查和勘探汇总，岩、矿石中良导电矿物的含量及结构是主要影响因素。在水文、共产地质调查和沉积区构造普查、勘探中，眼石的孔隙度、含水饱和度及矿化度等成了决定性因素。 在地热研究、地震地质及深部地质构造研究中，温度及地应力变化却成了应考虑的主要因素。27.视电阻率虽然不是岩石的真电阻率，但却是地下电性不均匀体和地形起伏的一种综合反映。28.电测剖面法：中间梯度法、联合剖面法、偶极剖面法、对称四级剖面法、三极剖面法、二极剖面法。方法特点:研究地电断面横向变化的一类方法采用固定饿电极距，沿剖面移动电极装置，观测一定深度范围内视电阻率沿剖面的变化。解决主要地质问题:探测产状陡立的高、低阻体，如划分不同言行接触带、追索断层及构造破碎带。中间梯度法特点：供电电极AB=410h的距离取得很大，且固定不动。测量电极MN在其中间三分之一地段逐点测量。记录点取在MN=1/201/50AB中点。观测线除了沿AB联线观测外，还可以在AB联线两侧一定范围的测线上进行观测，因此它的生产效率较高。目前我国大部分直流激电工作都是采用中梯排列，在获得激电参数的同时，也得到了视电阻率的资料，利用是电阻资料有利于对激电资料的综合解释。联合剖面法特点：横向分辨能力强，异常明显，适合于水文、工程地质及构造找矿；装置相对笨重，地形影响大，解释时具体分析。29.电测深法 勘探目的：了解某一地区垂直向下由浅到深的视电阻率等方面的地质变化的情况，从而提出了电测深这一方法。 勘探方法：是基于在同一个测点上主次扩大到电极距，使探测深度逐渐加深，这样便可得到观测点处沿垂直方向的变化情况。引起-s曲线变化的主要因素：是各电性层的厚度、电阻率的大小、层数的多少以及电极距的长短。电测深法最合适的探测对象：水平或相当平缓（倾角不超过20度）的岩层。在这种条件下，可以定量的求出各电性层的厚度和电阻率。装置类型：对称四极点测深法、三极电测深法、偶极电测深法、环形电测深法。30.电测剖面法和电测深法属于高密度电阻率法。高密度电阻率法的特点：（1）.电极布设一次完成，减少故障与干扰。（2）.多种电极排列方式扫描测量，地电信息丰富。（3）.数据采集和记录实现了自动化。（4）.解释方便且勘探能力高。（5）.工作效率高、成本低。31.充电法：利用地质对象与围岩间导电性的差异为基础并且哟求这种差异必须足够大，通过研究充电电场的空间分布来解决有关地质问题的一类电探方法。32.自然电场法：由于地下水的运动以及岩、矿石的电化学活动特性将产生自然电场，通过观测和研究这种自然电场的分布，以进行地质填图、找矿或解决水文、工程及环境地质问题的电法勘探方法。33.激发极化效应（简称激电效应）：当向大地供入电流或气短电流的瞬间，在测量电极之间总能观测到随时间变化的电位差，这种在充、放电的过程中，产生岁时间缓慢变化的附加电场的现象。激发极化法（或称激电法）：就是以岩、矿石激电效应的差异为基础，通过观测和研究大地激电效应来探查地下地质情况或解决某些水文地质问题的一类电法勘探方法。采用直流电或交流电都额可以研究地下介质的激电效应，前者成为时间域激发极化法，后者称为频率域激发极化法。二者在基本原理方面是一致的，只是在方法技术上有较大差异。34.TEM法特点：（1）.断电后观测纯二次场，消除了频率域的装置耦合噪声，受地形起伏影响小。（2）.可采用不接地回线装置，适宜于在各种地理环境下工作，在沙漠、冻土带更显其独到特性。（3）.可以采用同点装置（如重叠回线、中心回线等）进行观测，达到与探测目标的最佳耦合，取得的异常强，邢台简单，分层能力强。（4）.单脉冲激发就可以得到多信息的整条瞬变场衰减曲线，且对线圈点位、方位或接收距要求相对不严格，测地工作相对简单、工效高。（5）.可以通过多次脉冲激发，进行多次叠加观测，并采用空间多次覆盖技术，提高信噪比和观测精度。（6）.可以选择不同的时间窗口进行观测，有效地压制地质噪声，获得不同观测深度的信息。（7）.利用该方法的测量系统，可实施地面、空中、地下、水上、井中或坑道电磁法探测。（8）.不守高阻层的屏蔽影响，能穿透高阻层，对低阻层灵敏、分辨能力强，在低阻围岩区，由于是多道观测，早期道的地形影响较易分辨。（9）.剖面测量与测深工作同时完成，提供了更多有用信息，减少了多解性。存在问