地下地球物理勘探

將勘探儀器全部或部分地置於鑽孔或坑道中,進行激發和觀測地球物理場的勘探方法,簡稱地下物探。地下物探用於探查鑽孔、坑道周圍的礦體或其他勘探對象。由於地下物探的場源或測量裝置放在鑽孔或坑道中,使測點更接近礦體或勘探對象,從而加大了異常的顯示強度,並降低了地形、覆蓋層等干擾因素的影響,大大增加了勘探深度。常用的地下物探方法有:地下電法、地下磁法、地下重力測量、地下放射性測量等,其原理與地面各地球物理勘探方法相同。

簡介

勘探儀器全部或部分地置於鑽孔或坑道中,進行激發和觀測地球物理場的勘探方法,簡稱地下物探。地下物探用於探查鑽孔、坑道周圍的礦體或其他勘探對象。由於地下物探的場源或測量裝置放在鑽孔或坑道中,使測點更接近礦體或勘探對象,從而加大了異常的顯示強度,並降低了地形、覆蓋層等干擾因素的影響,大大增加了勘探深度。常用的地下物探方法有:地下電法、地下磁法、地下重力測量、地下放射性測量等,其原理與地面各地球物理勘探方法相同。

地下電法 包括自然電場法、激發極化法、充電法、電磁法和無線電波透視法。工作原理與地面電法勘探相同。

原理及方法

地下自然電場法  是在鑽孔和坑道中進行自然電場的電位或電位梯度測量。此法結合地面的測量結果,能全面地反映自然電場的空間分布。根據這一分布特徵,研究和分析異常,更便於闡明異常源的性質、空間位置、產狀要素及其形狀。
井中激發極化法 可用於評價地面激發極化異常,加大勘探深度。根據供電及測量電極位置的不同,這種方法可分為井-井(井中激發,井中測量)、井-地(井中激發,地面測量)、地-井(地面激發,井中測量)3種工作方式。井- 井方式用於追索和研究深部礦體和兩鑽孔間礦體的相互關係;井-地方式可沿礦體走向在地表圈定礦體範圍;地-井方式用於發現井旁或井底盲礦體,並確定其位置。
井中充電法  此法用於尋找良導性礦體或解決水文地質的部分問題。在尋找良導性礦體時與地面充電法的區別在於供電電極之一置於鑽孔或坑道中被揭露的礦體上(也可置於礦體附近的圍岩上,而稱為“間接充電”)。測量可在地面或在充電鑽孔或鄰孔的不同深度上進行,以確定該礦體的大小與形狀。充電法在水文地質工作中,可測定地下水流速和流向。方法是:將供電電極之一置於地下水面下,供電前要使地下水鹽化以增強其導電性,按規定的時間間隔測量地面等電位線,等電位線的長軸方向指示水的流向,再根據等電位線隨時間的位移即可確定流速。井中電磁法  套用低頻簡諧場或不穩定場研究鑽孔周圍空間,藉以發現良導性礦體。這種方法通常以鑽孔為中心布置大回線,在井中測量磁場分量振幅比和相位移,或過渡過程電位。井中電磁法可用於發現井旁40~100米距離上的礦體,並確定其電導率和空間位置。
無線電波透視法  採用0.1~10兆赫發射機,在坑道或鑽孔中發射電磁波,並在其他坑道或鑽孔中測量場強。電磁波在岩層中的衰減主要同岩層電阻率、電容率磁導率有關。套用井中或坑道無線電波透視法,可測定鑽孔或坑道間岩層的巨觀電性。有良導體存在時,電磁波衰減加劇,遂出現“陰影”,據此圈定礦體在空間的位置,以指導鑽探工作。無線電波透視法除用於發現盲礦體外,還可用於研究構造破碎帶、含水帶。透視距離一般不超過幾百米,圍岩電阻率越低,透視距離越小。
地下磁法  包括在鑽孔中和在抗道內進行磁法勘探的兩種形式。前者一般稱為井中磁測,套用較廣。井中磁測是測量地磁場垂直分量的增量,或3個正交分量,僅能在未下套管的鑽孔中進行。可用於測定礦體(磁鐵礦或含有鐵磁性礦物的多金屬礦)的走向和傾角、長度、品位,圈定鑽孔打漏的礦體和劃分礦岩、石英岩和火山噴發岩層。
井中重力測量 採用專用的井中重力儀,沿鑽孔測量重力隨深度的變化,在下套管或未下套管的鑽孔中均可進行。其測量結果可得出鑽孔周圍一定範圍內岩石密度的變化。
地下放射性方法  包括伽馬測量、射氣測量宇宙射線法,前兩種方法同相應的地面方法相似。宇宙射線法研究宇宙射線的硬成分。由於宇宙線的衰減主要取決於穿過的岩石密度,故在坑道中進行觀測,可以研究坑道上方岩層的平均密度,藉以了解其岩性、孔隙度、裂隙、岩溶和含水性。
地下地震法  在鑽孔或坑道內進行人工地震的觀測,以研究地質構造和礦產

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