早在17世紀(jì)人們便嘗試用羅盤尋找磁鐵礦,20世紀(jì)初,各種物探方法才廣泛地用于找礦勘探與工程勘察。60年代以來,由于物理學(xué)、數(shù)學(xué)、特別是電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,大大促進(jìn)了各種物探方法以及儀器設(shè)備的發(fā)展與改革。例如,50年代工程物探常用的光點地震儀已被信號增強(qiáng)型地震儀以及輕便的數(shù)字磁帶地震儀所替代。地球物理場的觀測空間已從地面發(fā)展到地下(如地下物探)、水域(如海洋物探)、低空(如航空物探)以至空間的遙感技術(shù)等。
反射波法
反射波形成的條件是界面兩側(cè)的波阻抗(地層速度與密度的乘積)有差異,差異越大反射波越強(qiáng)。圖5是反射波傳播示意圖。由S點激發(fā)的地震波遇到 RR′界面時將產(chǎn)生反射波。根據(jù)反射波從激發(fā)點到檢波器的傳播時間,以及地層的速度,便可計算從激發(fā)點S到反射界面RR′的垂直距離以及界面的傾向和傾角。由于采用信號疊加技術(shù)以及輕便的可控振動器做振源,已經(jīng)可以獲得深度約50米,甚至更淺的淺層反射記錄。
以上所涉及的激發(fā)方式主要產(chǎn)生縱波(壓縮波)。在測定巖石動彈性模量時,常用垂直于測線方向水平激發(fā)的方式產(chǎn)生橫波(剪切波)。水是不傳遞橫波的,故在水文地質(zhì)、工程地質(zhì)勘察中發(fā)展橫波技術(shù)是有前景的。
井中無線電波透視法
無線電波是指頻率在幾十萬赫至幾十兆赫電磁波。當(dāng)它在地下介質(zhì)中傳播遇到低阻的地質(zhì)體時常被強(qiáng)烈吸收而大大衰減。在巖溶地區(qū),用它探測溶洞效果甚好。工作時,將發(fā)射機(jī)和接收機(jī)分別置于相隔一定距離的兩個鉆孔內(nèi),若兩孔之間都是均質(zhì)的高阻灰?guī)r時,沿井軸各點接收到的無線電波信號較強(qiáng),如果在透視剖面上有低阻的充水溶洞等存在時,則在低阻體的背面形成一個無線電波信號被強(qiáng)烈衰減的陰影。運(yùn)用“交會法”即可圈定被測異常體的位置和輪廓。
常用物探方法及特點
①電法勘探:包括電測深法、電剖面法、高密度電法、自然電場法、充電法、激發(fā)極化法、可控源音頻大地電磁測深法、瞬變電磁法等;
②探地雷達(dá):可選擇剖面法、寬角法、環(huán)形法、透射法、單孔法、多剖面法等;
③地震勘探:包括淺層折射波法、淺層反射波法和瑞雷波法;
④彈性波測試:包括聲波法和地震波法。聲波法可選用單孔聲波、穿透聲波、表面聲波、聲波反射、脈沖回波等;地震波法可選用地震測井、穿透地震波速測試、連續(xù)地震波速測試等;
⑤層析成像:包括聲波層析成像、地震波層析成像、電磁波吸收系數(shù)層析成像或電磁波速度層析成像等;