地下地球物理勘探

dixia diqiu wuli kantan
地下地球物理勘探
underground geophysical prospecting

   将勘探仪器全部或部分地置于钻孔或坑道中，进行激发和观测地球物理场的勘探方法，简称地下物探。地下物探用于探查钻孔、坑道周围的矿体或其他勘探对象。由于地下物探的场源或测量装置放在钻孔或坑道中，使测点更接近矿体或勘探对象，从而加大了异常的显示强度，并降低了地形、覆盖层等干扰因素的影响，大大增加了勘探深度。常用的地下物探方法有：地下电法、地下磁法、地下重力测量、地下放射性测量等，其原理与地面各地球物理勘探方法相同。
　地下电法　包括自然电场法、激发极化法、充电法、电磁法和无线电波透视法。工作原理与地面电法勘探相同。
　地下自然电场法　是在钻孔和坑道中进行自然电场的电位或电位梯度测量。此法结合地面的测量结果，能全面地反映自然电场的空间分布。根据这一分布特征，研究和分析异常，更便于阐明异常源的性质、空间位置、产状要素及其形状。
　井中激发极化法  可用于评价地面激发极化异常，加大勘探深度。根据供电及测量电极位置的不同，这种方法可分为井-井（井中激发，井中测量）、井-地（井中激发，地面测量）、地-井(地面激发，井中测量)3种工作方式。井- 井方式用于追索和研究深部矿体和两钻孔间矿体的相互关系;井-地方式可沿矿体走向在地表圈定矿体范围；地-井方式用于发现井旁或井底盲矿体,并确定其位置。
　井中充电法　此法用于寻找良导性矿体或解决水文地质的部分问题。在寻找良导性矿体时与地面充电法的区别在于供电电极之一置于钻孔或坑道中被揭露的矿体上(也可置于矿体附近的围岩上，而称为“间接充电”)。测量可在地面或在充电钻孔或邻孔的不同深度上进行，以确定该矿体的大小与形状。充电法在水文地质工作中，可测定地下水流速和流向。方法是：将供电电极之一置于地下水面下，供电前要使地下水盐化以增强其导电性，按规定的时间间隔测量地面等电位线，等电位线的长轴方向指示水的流向，再根据等电位线随时间的位移即可确定流速。
　井中电磁法　应用低频简谐场或不稳定场研究钻孔周围空间，借以发现良导性矿体。这种方法通常以钻孔为中心布置大回线，在井中测量磁场分量振幅比和相位移，或过渡过程电位。井中电磁法可用于发现井旁40～100米距离上的矿体，并确定其电导率和空间位置。
　无线电波透视法　采用0.1～10兆赫发射机,在坑道或钻孔中发射电磁波，并在其他坑道或钻孔中测量场强。电磁波在岩层中的衰减主要同岩层电阻率、电容率及磁导率有关。应用井中或坑道无线电波透视法，可测定钻孔或坑道间岩层的宏观电性。有良导体存在时，电磁波衰减加剧，遂出现“阴影”，据此圈定矿体在空间的位置，以指导钻探工作（见图[无线电波透视法圈定铀矿盲矿]　地下磁法　包括在钻孔中和在抗道内进行磁法勘探的两种形式。前者一般称为井中磁测，应用较广。
　井中磁测是测量垂直分量的增量,或3个正交分量，仅能在未下套管的钻孔中进行。可用于测定矿体（磁铁矿或含有铁磁性矿物的多金属矿）的走向和倾角、长度、品位，圈定钻孔打漏的矿体和划分矿岩、石英岩和火山喷发岩层。
　井中重力测量　采用专用的井中重力仪，沿钻孔测量重力随深度的变化，在下套管或未下套管的钻孔中均可进行。其测量结果可得出钻孔周围一定范围内岩石密度的变化（见）。
　地下放射性方法　包括伽马测量、射气测量和宇宙射线法，前两种方法同相应的地面方法相似（见）。宇宙射线法研究宇宙射线的硬成分。由于宇宙线的衰减主要取决于穿过的岩石密度，故在坑道中进行观测，可以研究坑道上方岩层的平均密度，借以了解其岩性、孔隙度、裂隙、岩溶和含水性。
　地下地震法　在钻孔或坑道内进行人工地震的观测，以研究地质构造和矿产（见）。
　　　　　　　　　　　　　程家印　袁学诚

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