物探方法的应用范围及适用条件
物探方法技术
3、物探技术
• （1）、测区范围 • （2）、比例尺（网度） • （3）、物 （5）、质量要求
精品课件
3、物探技术
• （1）、测区范围：
•
要有正常场
• （2）、比例尺（网度）：
•
线距：1-3线有异常
•
点距：3-5个点有异常
• （3）、物探精度：
1、物探的应用条件
• 物探的应用前提条件（重点） ：
• （一）、必要条件：
•
１、要有物性差异；
• （二）、充分条件：
•
２、目前仪器技术条件下，能测出异
常：
•
（1）场源体要有一定的规模，
•
（2）场源体要有一定的埋深比，
•
（3）仪器要有一定灵敏度；
•
３、干拢要小或能压制或能分辨异常；
•
4、环境条件允许。
大定源回线法 电磁偶极剖面法 EH-4－高频大地电磁法
备注 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
精品课件
4、地震勘探
• －－以岩石、矿石、土（介质）之间的弹性 差异为基础，通过观测与研究地震波的时空
变化规律来解决地质问题的方法。
• －－用途：地层分层；
•
地质构造；
•
寻找油气田、煤田；
•
水文、工程地质问题等。
精品课件
2、工程中的应用
• （1）、地基勘察中的应用 • （2）、施工工程中的应用 • （3）、工程检测中的应用
精品课件
（1）地基勘察中的应用
• 1）土、石界面划分
• 2）土的空间分布及性质
•
土的土的空间分布：垂向；横向
•
土的性质：粘土、软土、砂土等
1.2井下物探应用范围及适用条件
利用探测区域内低阻体电磁波二次场回波信息判断富含水情况
富水区探测
施工灵活，能开展全方位探测
抗干扰能力差，金属区假异常多
探测距离为100~120m。
直流电法
根据所测量的被探测区域内视电阻率值判断富含水情况
迎头超前、巷道顶底板富水区探测
抗干扰能力优于瞬变
只能开展超前或者顶底板探测、施工相对繁琐
超前探测距离为50~70m，底板探测深度为30~50m。
井下物探方法应用范围及适用条件
方法
基本原理
主要解决问题
优点
缺点Leabharlann 适用范围坑透利用双巷间电磁波衰减信息判断工作面内部构造发育情况
回采工作面构造问题
探测准确率高、效率高、施工方便
只能探测双巷回采工作面，信息量相对偏少
根据煤层情况，最大透视距离为250~300m。
槽波
利用煤层槽波的透射或者反射，判断探测区域内构造发育情况
回采工作面、巷道侧帮、迎头超前构造问题
探测准确率高、信息量大
施工工作量大、费用高
回采工作面透视探测距离大于300m，侧帮探测距离可达200m以上
地质雷达
利用高频电磁波反射信息判断探测前方构造界面分布情况
构造问题
施工灵活，能在绝大部分条件下开展工作
探测距离近
矿用地质雷达低频探测距离最远可达50~60m。
物探工作简介
利用地下水在不同地质体间的流动规律， 对地质构造、地层界面等信息进行探测和 分析。
物探工作设备
数据采集设备
包括各种传感器、测量仪器等，用于采集物探数据。
数据处理设备
包括计算机、软件等，用于处理、分析、解释采集到 的数据。
辅助设备
包括交通工具、通讯设备等，用于保障物探工作的顺 利进行。
03
物探工作实例
数值模拟与虚拟现实技术
数值模拟和虚拟现实技术的应用将使物探工作更加直观、 形象，能够更好地模拟地质体特征和地下结构，为地质勘 探和资源开发提供更准确的指导。
跨学科融合发展
地球化学与地球物理相结合
地球化学方法能够提供关于地下隐伏构造和矿产资源分布的更多信息，与地球物理方法相 结合能够更好地综合分析地质体特征和地下结构。
综合运用多种方法
综合运用多种物探方法可以相互印证和补充，提 高物探解释的精度和可靠性。
物探工作的标准化和规范化
制定标准操作流程
01
制定标准操作流程可以规范物探工作的各个环节，确
保数据的准确性和一致性。
强化质量管理体系
02 强化质量管理体系可以确保物探工作的质量，提高工
作效率和客户满意度。
推广行业规范
02
物探工作流程与技术
物探工作流程
现场勘查
对探测目标所在区域进行实地 勘查，了解现场地形、地貌、 地质等特征。
数据处理
对采集到的数据进行处理、分 析、解释等，提取有用的信息 。
探测目标分析
对探测目标进行详细分析，确 定探测任务、目的、要求等。
数据采集
根据探测任务和技术要求，选 择合适的物探方法和技术进行 数据采集。
结果评估
对处理后的数据进行评估，判 断探测结果是否符合要求，提 出改进意见。
综合物探的基本原理及应用范围
综合物探的基本原理及应用范围综合物探（Comprehensive Geophysical Exploration）是一种运用地球物理探测方法，通过对地下地球的物理性质进行测量和分析，获取地下信息的科学技术。
它包括多种探测方法的综合应用，如地震勘查、电法勘查、重力勘查、磁法勘查、电磁勘查等。
综合物探的基本原理是通过测量地下储层的物理性质和特征来推断地下结构和岩层的变化，从而为石油、地质、水文地质、土壤和环境等领域提供重要的地下信息。
综合物探的应用范围非常广泛，主要包括以下几个方面：1. 石油勘探与开发：综合物探在石油勘探中起着非常重要的作用。
通过电法勘探、地震勘探和重力勘探等方法，可以获取地下储层的地质构造、岩性、含油气性状和深度等信息，为石油勘探提供重要的地质依据。
此外，综合物探还可以在油气田开发中用于油藏评价、油井定位和油气水井监测等方面。
2. 地质调查与矿产资源勘查：综合物探在地质调查和矿产资源勘查中也有广泛的应用。
地震勘探可以用于找矿，判断地下岩层变化，识别地层断层、褶皱和构造盆地等。
磁法和电磁法勘探可以检测地下矿体的地质构造、磁性和电性异常，为找矿提供重要的依据。
此外，重力勘探可以在沉积盆地和火山锥地形中识别岩石、矿物质和重力异常等。
3. 水文地质勘查与地下水资源开发：综合物探在水文地质勘查和地下水资源开发中扮演着重要角色。
磁法和电法勘探可以鉴别地下水潜在区域、测定地下水位和饱和带的厚度等信息。
地震勘探可以评估地下水资源的质量、规模和可利用性等。
此外，重力勘探也可以用于识别地壳运动和地下断层对地下水的影响。
4. 工程勘察与环境监测：综合物探在工程勘察和环境监测方面有广泛的应用。
地震勘探可以用于检测土质和地下岩层的物理性质，及地下水位和地下水位脉动状况、各层的承载力。
电法勘探可以评估地下水位和土壤渗透率，以及检测地下土壤和岩层的电阻率变化。
磁法勘探可以检测地下的均一性、非均一性，及其引起的环境污染问题。
地质勘查中的物探技术应用
地质勘查中的物探技术应用在当今的地质勘查领域，物探技术发挥着至关重要的作用。
它犹如地质学家的“透视眼”，能够帮助我们深入了解地球内部的结构和物质分布，为资源勘探、工程建设、环境保护等提供关键的信息支持。
物探技术，简单来说，就是通过观测和分析各种物理场的分布和变化，来推断地下地质情况的一种勘查方法。
常见的物理场包括重力场、磁场、电场、地震波场等。
不同的物探技术基于不同的物理原理，具有各自的特点和适用范围。
重力勘探是一种古老而有效的物探方法。
它基于地球重力场的变化来研究地质构造和矿产分布。
在重力勘探中，测量仪器会精确地测量重力加速度的微小变化。
当地下存在密度不均匀的地质体时，比如大型的金属矿体或者岩石密度差异较大的地层，就会引起重力异常。
通过对这些重力异常的分析和解释，地质学家可以推测地下地质体的形状、大小和位置。
这种方法在寻找深部隐伏矿体、研究区域地质构造等方面有着广泛的应用。
磁法勘探则是利用地球磁场的变化来探测地下磁性物质的分布。
许多金属矿床，如磁铁矿，具有较强的磁性，会引起局部磁场的异常。
通过测量磁场的强度和方向，并对磁异常进行分析，能够有效地圈定磁性矿体的范围，为进一步的勘查工作提供依据。
此外，磁法勘探还可以用于研究地质构造，如断裂带、岩浆岩的分布等。
电法勘探是基于地下介质电学性质差异的一种物探技术。
常见的有电测深法、电剖面法和激发极化法等。
电测深法通过测量不同深度的电阻率来了解地下地层的垂向分布情况；电剖面法则用于探测地层的横向变化。
激发极化法可以有效地探测金属硫化物矿床，因为这类矿床在电流作用下会产生明显的激发极化效应。
电法勘探在寻找地下水、解决工程地质问题等方面发挥着重要作用。
地震勘探是目前应用最为广泛的物探技术之一。
它通过人工激发地震波，并接收和分析地震波在地下传播过程中的反射和折射信号，来构建地下地质结构的图像。
地震勘探能够提供高精度的地下地层和构造信息，对于油气勘探、煤炭资源勘查等具有重要意义。
物探简介
地球物理勘探一、物探及其分类二、物探方法简介三、物探方法的特点:四、物探方法的应用范围与应用条件五、物探在工程勘探中的应用一、物探及其分类1、地球物理勘探地球物理勘探，简称物探，是以地下岩体的物理性质的差异为基础，通过探测地表或地下地球物理场，分析其变化规律，来确定被探测地质体在地下赋存的空间范围（大小、形状、埋深等）和物理性质，达到寻找矿产资源或解决水文、工程、环境问题为目的的一类探测方法。
物理性质：岩体的物理性质主要有密度、磁性、电性、弹性、放射性等。
主要物性参数密度、磁场强度、磁化率、电阻率、极化率、介电常数、弹性波速、放射性伽马强度等。
地球物理场：物理场可理解为某种可以感知或被仪器测量的物理量的分布。
地球物理场是指由地球、太空、人类活动等因素形成的、分布于地球内部和外部近地表的各种物理场。
可分为天然地球物理场和人工激发地球物理场两大类。
天然场；天然存在和形成的地球物理场主要有地球的重力场、地磁场、电磁场、大地电流场、大地热流场、核物理场（放射性射线场）等人工场：由人工激振产生弹性波在地下传播的弹性波场、向地下供电在地下产生的局部电场、向地下发射电磁波激发出的电磁等，发球人工激发的地球物理场。
人工场源的优点是场源参数书籍、便于控制、分辨率高、探测效果好，但成本较大。
地球物理场还可分为正常场和异常场。
正常场：是指场的强度、方向等量符合全球或区域范围总体趋势、正常水平的场的分布。
异常场：是由探测对象所引起的局部地球物理场，往往叠加于正常场之上，以正常场为背景的场的局部差异和变化。
例如富存在地下的磁铁矿体或磁性岩体产生的异常磁场，叠加在正常磁场之中；铬铁矿的密度比围岩的密度大，盐丘岩体的密度比围岩的密度小，分别引起重力场局部增强或减弱的异常现象。
2、地球物理勘探分类二、物探方法简介1、重力勘探重力勘探是研究地下岩层与其相邻层之间、各类地质体与围岩之间的密度差而引起的重力场的变化（即“重力异常”）来勘探矿产、划分地层、研究地质构造的一种物探方法。
常见物探方法应用及优缺点
电阻率测深法点)，通过逐次加大供电电极,AB极距的大小，测量同—点的、不同AB极距的视电阻率ρS 值，研究这个测深点下不同深度的地质断面情况。
电测深法多采用对称四极排列，称为对称四极测深法。
在AB极距离短时，电流分布浅，ρS曲线主要反映浅层情况；AB极距大时，电流分布深，ρS曲线主要反映深部地层的影响。
ρS曲线是绘在以AB/2和ρS为坐标的双对数坐标纸上。
当地下岩层界面平缓不超过20度时，应用电测深量板进行定量解释，推断各层的厚度、深度较为可靠。
二、应用领域：电测深法在水文地质、工程地质和煤田地质工作中应用较多。
除对称四极测深法外，还可以应用三极测深、偶极测深和环形测深等方法。
高密度电阻率法的控制，实现电阻率法中各种不同装置、不同极距的自动组合，从而一次布极可测得多种装置、多种极距情况下多种视电阻率参数的方法。
对取得的多种参数经相应程序的处理和自动反演成像，可快速、准确地给出所测地电断面的地质解释图件，从而提高了电阻率方法的效果和工作效率。
高密度电法实际上是集中了电剖面法和电测深法。
其原理与普通电阻率法相同．所不同的是在观测中设置了高密度的观测点。
是一种阵列勘探方法。
二、应用领域：在条件适当时，此方法对工程物探以及探测煤矿的老硐，探测古墓墓穴等有较好的效果。
三、优缺点：与常规电阻率法相比．高密度电法具有以下优点：1．电极布置一次性完成．不仅减少了因电极设置引起的故障和干扰，并且提高了效率：2．能够选用多种电极排列方式进行测量，可以获得丰富的有关地电断面的信息；3．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。
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。
激发极化法一、基本原理：是根据岩石、矿石的激发极化效应来寻找金属和解决水文地质、工程地质等问题的一组电法勘探方法。
它又分为直流激发极化法(时间域法)和交流激发极化法(频率域法(SIP))。
物探简介
精心整理地球物理勘探一、物探及其分类 二、物探方法简介 三、物探方法的特点:四、物探方法的应用范围与应用条件 1各种物理场。
可分为天然地球物理场和人工激发地球物理场两大类。
天然场；天然存在和形成的地球物理场主要有地球的重力场、地磁场、电磁场、大地电流场、大地热流场、核物理场（放射性射线场）等人工场：由人工激振产生弹性波在地下传播的弹性波场、向地下供电在地下产生的局部电场、向地下发射电磁波激发出的电磁等，发球人工激发的地球物理场。
人工场源的优点是场源参数书籍、便于控制、分辨率高、探测效果好，但成本较大。
地球物理场还可分为正常场和异常场。
正常场：是指场的强度、方向等量符合全球或区域范围总体趋势、正常水平的场的分布。
异常场：是由探测对象所引起的局部地球物理场，往往叠加于正常场之上，以正常二、物探方法简介1、重力勘探重力勘探是研究地下岩层与其相邻层之间、各类地质体与围岩之间的密度差而引起的重力场的变化（即“重力异常”）来勘探矿产、划分地层、研究地质构造的一种物探方法。
重力异常是由密度不均匀引起的重力场的变化，并叠加在地球的正常重力场上。
2、磁法勘探磁法勘探是研究由地下岩层与其相邻层之间、各类地质体与围岩之间的磁性差异而引起的地磁场强度的变化（即“磁异常”）来勘探矿产、划分地层、研究地质构造的一种物探方法。
磁异常是由磁性矿石或岩石在地磁场作用下产生的磁性叠加在正常3等。
4、地震勘探地震勘探是一种使用人工方法激发地震波，观测其在岩体内的传播情况，以研究、探测岩体地质结构和分布的物探方法。
确定分界面的埋藏深度、岩石的组成成分和物理力学性质。
根据所利用弹性波的类型不同，地震勘探的工作方法可分为：反射波法、折射波法、透射波法和瑞雷波法。
5、放射性勘探地壳内的天然放射元素蜕变时会放射出α、β、γ射线，这些射线穿过介质便会产生游离、荧光等特殊的物理现象。
放射性勘探，就是借助研究这些现象来寻找放射性元素矿床和解决有关地质问题、环境问题的一种物探方法。
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注：各种物探方法的解释均存在多解性，因此物探资料的解释必须有已知的地质资料为依据。针对某一个
应用范围
1、探测覆盖层、古河床、古墓，寻找砂卵砾石 层 2、探测隐伏地质构造，如不同岩性陡立接触带 、岩脉、断层带 3、探测滑坡体的滑动面 4、探测岩溶、地下暗河及人为坑洞 5、在第四系地层中和基岩断裂带及岩溶发育区 寻找含水层富水带，划分咸淡水界线，测潜水 流向、流速，测水库漏水点 6、测量电力、通讯线路等的大地导电率 7、工程质量检测及探查地下管线 1、探测地质构造 2、探测覆盖层厚度、断层破碎带、滑动面、潜 水位等 3、探测岩体动弹性模量等 4、探测地脉动卓越周期、桩基及建筑物基础探 查 5、测定岩体完整性系数 探测区域地质构造、深部断层；微加重力仪器 探测大溶洞 探测岩浆岩体界线、断层带，地下管线、考古 探寻基岩裂隙水、断层带，测土湿度、密度、 环境监测 划定有地温异常的深大断裂位置；研究地表与 深部地温的变化规律
地温场、深大断层定位 划分地层 井液电阻率与电位电阻率反向 划分地层，确定含水层位 查找孔下破碎带、裂隙带 查找孔间裂隙带、溶洞等 查找孔间裂隙带、溶洞等 查找孔间裂隙带、溶洞等 查找孔间裂隙带、溶洞等
效地排除物探成果的多解性，提高物探成果的解释精度与准确性。
物探方法
直 流 电 法 电测深法 电剖面法 高密度电法 自然电场法 充电法 激发极化法 EH-4 CSAMT 瞬变电磁法 甚低频率法 地质雷达 管线探测
利用参数
电阻率基本原理源自电 法 勘 探电 磁 波 法
以地下岩土的电阻率、电磁场 、极化率及介电常数等物理场 自然电位差 为基础，借助物探仪器测量上 电位 述物理场的天然或人工场中， 极化率/衰减时/衰减度 空间与时间的变化规律，结合 已知地质资料通过分析和研 究，推断出地下一定深度范围 导电性/导磁性 内，地质体的分布特性及水文 地质条件 介电常数 人工或天然电磁场 利用人工或天然激发的地震波 、声波、在岩土层中传播产生 的发射、折射及瑞雷波变频测 深的特性，以研究地下地质体 的几何形态及岩土体的物理力 学参数 测定地球重力异常分布变化， 分析地下地质情况 量测地磁场变化 测定岩土的天然或人工放射性 γ 活度及氡、 钍衰变物的异常 测定地质体的温度异常、差 异，或测定地表地温与深部地 温的变化情况
重力勘探 磁法勘探 放射性勘探
地温勘探 电测井 放射性测井 水文测井 单孔声波探测 跨孔声波探测 声波及超声成像测井 孔间电磁波透射法 孔间地震波透射 钻孔技术测量
井 下 物 探
用仪器观测钻井及井间岩土物 理差异所引起的天然或人工物 理场变化规律，以研究井壁和 井周空间地质构造，测定岩土 自然状态下物理力学和水文地 质参数
划分软弱夹层、风化层厚度；测断裂带、岩溶 位置；测井中出水位置及水文地质参数；测岩 土物理力学参数；监测地下水污染，核处理场 地选址
电测井和无线电波透视及声波测井，应在有泥 浆（水）无套管的孔中进行，水文测井应在无 套管或有滤管经洗井后的清水井中进行
解释必须有已知的地质资料为依据。针对某一个勘测对象最好开展综合物探，能有效地排除物探成果的多解性，提高
优势
抗干扰能力强 便捷 地下水流向 地下水、金属矿等高极化体探测 地形影响较小，且探测深度1Km 地形影响较小，且探测深度2-3Km 地形影响较小，且探测深度几百米 查找高极化体/无源，便捷 分辨率高 地下管线
局限性
受地形限制较大，要求场地 相对平缓 定性/受地电干扰大 定性 要求场地相对平缓 探测深度不及CSAMT/抗干扰弱 设备笨重 定性/受地电干扰大 探测深度较小，一般10--30m 定位/地表浅层
适用条件
1、探测对象与围岩有明显电性差异 2、探测对象直径D与埋深H比≥0.2 3、信噪比（S/N)大于3 4、单井充电法测潜水流向、流速，要求潜水深 度小于50m；自然电场法测流向，要求潜水深度 小于15m，水流坡度要大；用充电法探测暗河长 度应大于埋藏深度的3倍 5、交流电磁法适用于接地困难，存在高屏蔽的 地区、地段 6、地质雷达探测的地质体间，介电常数应有一 定差异
探测土石界限，围岩分级、低速带 100m以浅 探测断层、采空区/探测深度较大 要求场地相对平缓 场地评价/计算横波/方法便捷 一般探测深度较小 构件评价 场地类型评价/模量参数/沙土液化 动态下模量参数 安全性评价 动态下模量参数 探测密度体异常、采空区边界/推 地形校正、背景场校正复杂 测深大断层、断裂 探测磁性体异常，深大断层、断裂 地形校正、背景场校正复杂 探测断层、裂隙带、采空区边界 定性解释
弹 性 波 法
地 折射波法 震 反射波法 勘 探 瑞雷波法 超声波法 场地波速测试 地脉动测试
岩土的纵波速、横波 速、面波速
卓越周期 重力加速度 磁场强度/磁化强度 岩土的γ 、α 射线的 活度，测氡 地 温 电阻率 放射性活动 电阻率 岩土波速 岩土波速 岩土弹性波速 导电性或导磁性 岩土波速 井斜井温井径
1、折射波法：应满足υ 2>υ 1，岩层视倾角与临 界角之和小于90° 2、发射波法：应满足υ 1ρ 1≠υ 2ρ 2,低层倾角3 °-5°时最有利
探测地质体与围岩有明显密度（重力或磁）差 异。探测对象规模与埋深比要足够大
探测对象与围岩有放射性差异，所探对象埋深 浅 地质体间有温度差异，或在深钻孔中测定地温 变化的情况