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什麼應用可以接收地質變化

發布時間: 2021-03-05 04:33:15

㈠ 地質資料收集與利用的途徑

(一)館藏機構查尋的途徑

有統計顯示,有90%的地質資料利用是在地質資料館或企事業單位資料館、室查閱。歸檔後的原始地質資料或成果地質資料可以在這里直接查閱。一般在地質資料館藏機構都設置有閱覽室。到這里查閱館藏資料只要具備相關閱覽手續,用戶可以直接查看到原始地質資料或成果地質資料及其復製件。通常情況下,地質資料館為了保護原始件,以減少珍貴的原始件磨損,提供的往往都是成果地質資料的復製件。如印刷件、復印件、藍曬圖和縮微品等。地震磁帶的數據閱讀則需要通過專門的設備——磁帶閱讀機方能「讀出」數據。

在地質資料館,接待人員在查驗了用戶的查閱手續後,就會提供相應的閱覽服務——提供檢索工具。地質資料館的常用檢索工具有:

(1)館藏目錄。又稱總目錄,是地質資料館、室的「財產」總賬。主要內容有:入庫時間、總登記號、分類號、全宗名稱、檔數、全宗單位、備注等登記欄目。是以全宗為登記單位的目錄,通過查看館藏目錄,能了解該地質資料館有哪些全宗。

(2)全宗清單。地質資料館中,館藏所有全宗的名稱和編號。它揭示全宗號的分配情況,是地質資料館以全宗為單位的賬冊。主要內容有:序號、全宗號、全宗名稱。

(3)分類目錄。是按地質資料的分類標准,對全宗內地質資料進行的分類登記的目錄。是館藏「財產」的分類賬。它直接揭示案卷內容成分。主要內容有:序號、案卷名、件數、保管期限、密級、單位名稱、作者、備注等登記欄目。是以檔為單位的目錄。如果某地質資料館館藏共20個全宗,分屬煤炭、石油、有色、水文、環保等不同地質礦產單位,共有20個分類標准,就會在20個全宗下分別分類,出現全宗下的分類目錄。分類目錄能查到案卷。

(4)案卷目錄。是以案卷為單位的登記目錄的清單。有時館藏量少的資料室,館藏地質資料只有綜合性目錄沒有以上分類目錄,本來案卷就不多,用案卷目錄就夠用了。案卷目錄是館藏單位的基礎目錄。主要內容有:案卷號、資料題名、作者、起止日期、保管期限、密級、備注等登記欄目。是以案卷為單位的資料目錄。是傳統的最基本的檢索工具。在案卷目錄上查到所要調閱的具體資料是否與利用者需要查找的資料相近,調出該案卷,查看該案卷的卷內文件目錄,看是否有利用者所需要具體查閱的地質資料。將相同類的案卷目錄按規律排列,便是分類目錄。

(5)專題目錄。是按某一專題編制的案卷目錄。如《「七五」國家攻關課題地質資料案卷目錄》、《下揚子區中古生界地質勘探資料專題目錄》等。目錄內容主要有:目錄序號、檔號、案卷題名、完成單位、保管期限、密級等欄目。是地質資料館為了方便利用者按地質資料專題編制的目錄。

(6)卷內目錄。是該案卷的卷內文件清單,是以「件」為單位進行登記的。一般置放在資料盒內。卷內目錄的內容有:序號、文件名稱、作者、頁數、形成時間、密級、備注等。

(7)全引目錄,是地質資料「卷內目錄」的匯總。有每件資料的名稱、作者、密級等欄目,又稱細目錄。在不打開卷、盒的情況下就能看到卷內文件清單,是手工檢索年代方便檢索而編制的目錄,不是必備目錄。

(8)資料庫目錄。是利用計算機和資料庫管理地質資料檢索的目錄。按地質資料內容和屬性分,還可以分為綜合目錄和專題目錄。綜合目錄是館資料較少的資料室經常使用的目錄編制形式,小型資料庫軟體就一本賬涵蓋資料室所有館藏資料目錄,如《××××研究院資料室地質資料目錄系統》;分類目錄適用於較大容量的資料室或資料館,分類或專題編制的目錄查尋系統。館藏所有資料其下分幾大類(或稱幾個專題),還可再有二級、三級分類等。目錄資料庫查詢,是指建立了地質資料管理資料庫的地質資料館或資料室,為客戶提供開放了的地質資料的目錄查詢,沒開放的地質資料其目錄只對內部人員提供利用查詢。

(9)全宗指南,亦稱全宗介紹、全宗說明。是較全面地介紹和揭示某一全宗地質資料的內容、成分及其利用價值的一種引導性檢索工具。通常以文章文章敘述的形式,介紹和揭示地質資料館(室)所保存的某一個全宗地質資料內容和成分及其利用價值的一種材料。全宗指南作用:可使有關利用者了解某一立檔單位的地質工作歷史,全宗的歷史,全宗內地質資料材料的主要內容和成分,為地質科學研究和礦產勘探開發及地質災害防治工作查考提供所需地質資料的線索。為利用者提供研究立檔單位歷史和有關地質資料的線索,對研究一定專題有參考作用,也是地質資料管理人員熟悉全宗情況、進行科學管理的重要手段。

它一般以敘述地質資料產生的背景和內容為主。可分時間段敘述,如國家科技攻關:「五五」科技攻關課題、「六五」館科技攻關課題、「七五」科技攻關課題、「八五」科技攻關課題等,又可按資料類別分述,如勘探類地質資料、開發類地質資料、地質災害類地質資料、基礎研究類地質資料等。用於指導全宗內地質資料的查閱導引,幫助讀者了解全宗內容概況及檢索工具的利用。

(10)館藏簡介。館藏簡介是以文字形式,全面、概括地介紹地質資料館的藏情況的工具書。它以某一地質資料館為描述對象,為利用者提供地質資料館概況,了解地質資料館館藏所有全宗為描述內容,如何在地質資料館找到所需地質資料為目的的。指南是地質資料館的一項重要的業務建設,是地質資料館工作成果的反映,過去我們將它作為衡量地質資料館管理水平高低的標志,現在一般將其放到了地質資料館網頁的首頁。

(二)網路資料庫查閱的途徑

進入21世紀,隨著計算機軟、硬體和網路技術的進一步發展,地質資料的電子文本和區域網出現後,一般的地質資料館都用資料庫管理地質資料目錄,一些紙質地質資料同時具有電子文本後,出現在線查閱和網路下載的利用途徑。通過內網可以查到本系統內部地質資料管理系統,如企業內部區域網,通過互聯網可以查到對社會開放的地質資料目錄。

全國地質資料館可以在網上訪問到對社會開放的全國館地質資料館藏目錄。在一些企業的區域網上則可以訪問所屬地質資料館、室的地質資料管理資料庫,進行目錄查閱並進行電子文本下載比較方便。但這樣的區域網絡服務形式需要履行內部嚴格的審批手續和得到相應授權。

《地質資料管理條例》頒布後,一些原來屬於國家的,但分散在相關省級地質資料館和國有企業地質資料館的國家所有地質資料,將被全國地質資料館委託代管,其中屬於對外開放的地質資料,也將為社會提供相應網路目錄查尋服務。

目前開放的有全國地質資料館和省級地質資料館,在網上可查尋到相關專題的開放資料目錄。國家地質資料「委託代保管」的企業地質資料館經授權後,也可查到相關開放了的企業館代管部分地質資料目錄。在查詢中選擇所需資料目錄,針對是否是有償使用,由用戶決定取捨,通過相關手續後便可得到所需的具體地質資料文本。

地質資料館有綜合性質的館,也有專業特色比較強的地質資料專業館。前者所藏地質資料種類比較齊全,一般具公益性。如全國地質資料館、省級地質資料館。專業地質資料館的館藏種類面窄,卻有一定的專業深度。如煤炭地質資料館、油氣地質資料館、有色礦產地質資料館等。用戶可以根據需要選擇在綜合館還是專業館查尋自己所需地質資料。

(三)資料信息咨詢途徑

咨詢服務,是在利用者不知道通過何種渠道收集利用地質資料,通過信息咨詢機構,了解和掌握收集利用地質資料途徑的一種方法。信息咨詢機構根據地質資料需求者提出地質資料利用需求,一般以口頭方式回答利用者的查詢答復用戶詢問,解決他們提出的問題,指導他們獲取所需地質資料的途徑,有時會直接向他們提供研究成果的一種技術服務方式。

全國地質資料館網上界面

利用地質資料者需按價格目錄或協議價格支付咨詢費。接受咨詢的地質資料管理部門有相關人員配備,要求有較高的素質,不但熟悉地質資料管理專業知識,熟悉館藏情況和相關地質專業知識,盡量滿足咨詢者要求,樹立地質資料館服務形象。

咨詢機構部門可以主動了解客戶所面臨的地質工作和科研生產需要,有針對性地開展准備和編研,使咨詢工作服務變被動為主動。

通常地質資料管理人員根據地質工作或礦產工作需要提供信息,這種情況出現在利用需求者不知道目標區域有沒有開展過地質工作或礦產勘查工作,對資料館中有無所需求的目標地質資料及資料利用手續、使用價格進行咨詢。地質資料管理人員接受咨詢後,首先要分析用戶咨詢的問題,弄清咨詢標的,確定查詢方向;其次是根據分析研究結果和查詢方向,決定檢索地質資料范圍,選定檢索工具或相關資料庫,查找目錄庫,根據價格目錄提出意見。最後是答復咨詢用戶,由用戶針對目錄決定查閱或購買具體地質資料全文。

地質資料咨詢機構或部門還可就此建立咨詢記錄,積累標准答案,還可主動就客戶利用「目標」資料進行統計分析,有針對性地開展後續服務。信息咨詢服務工作,強調針對性和及時性和准確性。

(四)項目或課題合作途徑,獲取合作方的資料利用權利

大專院校、科研院所通常具備技術優勢或某一領域長項,為了深化研究工作,可以通過「產、學、研」相結合的形式,聯系相關礦產企業提出合作意向,以獲取對方所握有的地質資料使用權利。通常是科研院所有智力優勢,企業有在一線生產的地質資料和生產一線地質信息。這種合作是雙贏的結果,但需要簽訂相關合同,以防止經濟或知識產權糾紛出現。

地質資料的利用渠道,有的是通過傳統的到資料館借閱的方法,由於網路技術的使用,「在線利用」隊伍逐步壯大。我們可以通過點擊率、搜索引擎研究,對網上利用進行統計和分析,提高地質資料網上利用率和服務水平。

在企業地質資料館,通常有對外、對內服務之分,外緊內松。即對外提供利用從緊,對企業內部提供利用寬松,這是與企業的經營目標相適應的。地質資料的利用將逐步走向有償使用,方能逐步地走向內外平等地利用地質資料。國家相關部門正在完善價目表。未來的地質資料管理與提供的是知識型服務,針對市場需求,提供某一區域現有地質資料、國內外研究前沿科技信息、相關領域學術文章發表情況等方面「一攬子」服務,網上打包與結算。研究或勘探技術人員省去了前期的收集資料和相關調研時間和耗費的精力,大大提高了工作效率。節省下的時間可以去做更應該做的研究項目。資料與信息服務的收費成了必要環節。

地質資料利用服務將走向「知識服務」後,管理經費和人員收入有了保障的同時,也給提供服務的人員素質,提出了更高要求。「主題館員」職務也會應運而生。那時,我們的地質資料利用統計工作的含金量也會大大提升。

㈡ 地質專業都有什麼軟體比較常用的又有哪些呢請詳細介紹每個軟體在各自哪個方面應用比較多謝謝

surpac、sufer、mapgis、fefllow等等。專業方向不同,軟體應用的方向也不同。以上主要介紹的是三維礦內山建模、地質建模、地理信容息系統、地下水數值模擬的軟體。
不可能把所有的地質軟體都學會。也沒必要都學會。因為地質的方向很多你不可能都做。學精其中一門就足夠。將來你從事具體哪方面的地質工作就對應的學那方面的軟體。

㈢ 實物地質資料接收

實物地質資料接收是指館藏機構按照《實物地質資料管理辦法》的規定,接收匯交人(通常為地質工作單位)匯交的實物地質資料。實物地質資料專項採集是指館藏機構對那些需要館藏但不能匯交的實物地質資料,通過專項採集,將其收入館藏。

與成果地質資料不同,實物地質資料接收在野外勘查工作現場或實物地質資料臨時存放地進行。《實物地質資料管理辦法》第九條規定「實物地質資料館藏機構,在下達匯交通知書之日起30個工作日內,到實物地質資料暫時保管地接收、驗收匯交人匯交的實物地質資料,驗收合格的,出具驗收合格單」。根據國土資源實物地質資料中心幾年的工作實踐,實物地質資料的現場接收工作主要有以下5項內容。

(1)現場考察實物地質資料的包裝和儲存情況,落實野外整理的具體方法,包裝及運輸要求。

(2)根據匯交清單,清點實物數量,檢查實物質量,包括實物排列順序是否正確、實物標識是否清晰准確等。

(3)根據需要,復制實物相關資料,主要包括野外鑽探登記表、鑽孔柱狀圖、標本採集登記表和實測地質剖面等等。

(4)與地質勘查單位簽訂實物整理及包裝運輸協議,委託地質勘查單位進行野外整理、包裝等工作。

(5)野外驗收,實物地質資料野外整理結束後,館藏機構到現場根據協議進行驗收,驗收合格後運回館藏機構。

㈣ 在環境地質調查中的應用

一、在農業和土壤治理中的應用

1.農業活動對地下水的污染

目前對農葯造成地下水污染的問題,已使人們產生越來越多的憂慮。有人認為,農葯的污染將成為當今主要的污染問題之一,對環境污染的農葯有除莠劑類、殺蟲劑類及殺真菌劑類等。此外,地下水還容易遭受在農業生產中的糞堆、農場污水、廢物、消毒水和青儲飼料液劑等污染源的危害。被國際水管理機構禁止使用的農葯數目在不斷增加,如:DDV被禁用,艾氏劑、狄氏劑和氯丹被停用,碘苯腈和溴苯腈被限用。農葯和硝酸鹽等對地下水的水質構成嚴重威脅,它比地表排污的污染更難消除。

2.海水對地下水的污染及治理

當地下淡水水位下降時,海水將浸入,使地下鹹水增多,淡水減少。我國東南沿海地區普遍存在這種現象,鹹水浸入可使農業產品的數量減少和質量降低,還會危害現有的淡水動、植物的生存,在鹹水濃度高時,能引起人類生理效應,產生高血壓症狀。

我國沿海由於地下水過量開發,導致海水入侵已是普遍現象。渤海周邊有大面積鹹水區。中科院在山東萊州為萊州市海水入侵治理開展了地面電測深工作。圖5-2-1為視電阻率等值斷面圖,圖中顯示出海水入侵通道(低阻)和淡水古河道(高阻)。測量結果編制出電阻率圖和曲線類型分布圖,劃分出海水嚴重入侵區(ρs=2~17Ω·m),輕度入侵區(ρs=17~30Ω·m)和未入侵區(ρs=30~100Ω·m)。曲線類型QQ和KQ型為嚴重入侵區,H型為輕度入侵區,K型和A型為未入侵區。根據電測深劃分的入侵程度見表5-2-1。表5-2-1中Ⅲ區是易於治理區,Ⅰ區是難治理區,某些地方已開發鹵水資源。由於萊州市地下水嚴重過量開發導致近海王河和朱橋河地區產生兩個大型地下水漏斗,漏斗中心水位分別為-15 m和-10 m。近年入侵面積已擴大到435 km2,報廢機井6000多眼,使50萬畝耕地失去灌溉地下水,5萬畝耕地發生次生鹽鹼化。從而提出攔水補滲的治理海水入侵工程措施。

圖5-2-1 視電阻率等值斷面圖

表5-2-1 海水入侵程度與電阻率的關系

3.土壤鹽鹼化和旱災治理調查

農田的開墾和灌溉使地下水面上升,導致鹽鹼化。土壤含鹽度可根據電導率劃分,可採用航空或地面電法,而潛水面深度一般用地震折射法確定。表5-2-2列出澳大利亞的土壤含鹽度分級及其與作物耐鹽力、根部土壤電導率之間的關系。

表5-2-2 澳大利亞的土壤含鹽度分級及其與作物耐鹽力、根部土壤電導率之間的關系

近年的特大旱災給印度安德拉邦帶來很大困難。為治理旱災擬採取水土保持和回灌措施,這就要求了解土壤厚度,風化殼厚度和基岩起伏。為此在該邦典型缺雨區系統開展了電阻率測深。根據電測深的結果繪制了土壤厚度和基岩深度等值線圖。為了解風化層厚度變化和充水裂隙的有無又作出地電斷面。在劃分出的土壤薄的地區採取水土保持措施,而將風化層厚、基底深的地區作為人工回灌的地點。

4.土壤治理中的應用

對於土壤污染,首先要控制和消除污染源。因為,土壤具有一定的凈化能力;因此要控制污染物的遷移轉化,使之不能進入食物鏈。

(1)控制和消除土壤污染源

1)控制和消除工業「三廢」排放。推廣閉路循環、無毒工藝,減少或消除污染物。對工業「三廢」進行回收處理、凈化處理和減小排放的數量和濃度,使之符合標准。

2)加強土壤污灌區的監測和管理。了解污染物質的成分、含量及動態,控制污水灌溉數量,避免濫用污水灌溉引起土壤污染。

3)控制化學農葯的使用。禁用或限用劇毒、高殘留性農葯,研製高效、低毒、低殘留農葯,發展生物性農葯。合理施用農葯,制定安全間隔期,制定農葯的容許殘留量。

4)合理施用化肥。為了增產,合理施用化肥是必要的。但施用過量,會引起農作物減產和質量降低,還會造成農作物中硝酸鹽含量過高,而影響人和家畜的健康,也會影響重金屬元素含量的增加,造成土壤污染。

(2)增加土壤容量和提高土壤凈化能力

增加土壤有機質含量、砂摻粘和改良砂性土壤,可以增加和改善土壤膠體的種類和數量,增加土壤對有毒物質的吸附能力和吸附量,從而減少污染物在土壤中的活性。發現、分離和培養新的微生物品種,以增強生物降解作用,也是提高土壤凈化能力的極為重要的一環。

(3)物探方法在土壤污染源調查中的應用

工業生產中排放的廢渣、廢水以及礦石燃料燃燒排放的廢氣中含有鐵磁性物質。因此,測定材料、底泥土壤的磁化率(к)與剩磁M,可追蹤湖泊、海洋、土壤污染的來源,而土壤的M與污染物質中的鐵呈正相關關系,可從M值估測湖泊、海洋、土壤中的鐵含量,判斷土壤、水體、湖泊及淺海沉積物的污染程度。圖5-2-2是希臘雅典鋼鐵廠對淺海淤泥污染的磁測結果,離鋼鐵廠0.3 km處,表層的磁化率值是1~3 km處的十倍。郭友釗在河北廊坊某工廠附近的表土磁性測定,得到類似的結果。在京津鐵路兩側,也監測到由生活垃圾污染引起的土壤磁性的升高。

圖5-2-2 希臘雅典鋼鐵廠周圍海洋沉積物剩磁測量結果

二、在環境污染評價和監測中的應用

1.地下水的污染評價和監測

被無機鹽污染的水,由於離子濃度增加,往往使電阻率降低。由於污染水與未污染水電阻率差異明顯,如果埋藏不深,又有一定體積,可以通過電法探測出來。例如美國威斯康星州的索克維爾煤灰堆積場,為了解煤灰對地下水的污染,共打了33口觀測井,同時在井旁作電測探,測線垂直地下水流向。電測深與采水樣同時進行,每月一次,根據電測深作出的水質污染范圍斷面圖,要比只有少數監測井得出的結果要詳細得多。

加拿大滑鐵盧大學研究了用於服裝乾洗和金屬清洗的乙烯(C2Cl4)的污染情況。每排出1L乙烯可污染1000×104升水。在實驗場周圍將鋼板打入地下,隔斷場地內外的水力聯系,通過淺孔向場內注入乙烯,在周圍的監測孔內進行中子、密度和感應測井,還定期測地面和井中電阻率,並開展探地雷達剖面測量。結果發現,由於乙烯中的氯浮獲中子,在中子測井曲線上出現負峰,偏高濃度的乙烯在雷達剖面上表現為明顯的反射,根據電阻率異常還可以看出乙烯隨時間的移動。

石油污染是一種最為常見的有機污染。在南澳的一個地下漏油地點,開始採用EM31電磁儀和地質雷達探測漏油位置均無效,後來做了電磁波剖面法才圈出污染范圍並被鑽探和槽探證實。工作中垂直發射線圈和水平接收線圈保持零耦合狀態,以等線圈距沿測線移動,在污染范圍內出現明顯的磁場垂直分量低值異常。

2.大氣污染評價和監測

俄羅斯科學家研究表明,電位梯度是大氣污染程度的標志。由於業交通等引起的近地表大氣組分的變化,如化學組分變化、塵埃的增加、固態和液態煙霧等對電荷的分解和運移有很大影響,使大氣電導率降低,導致電位梯度平均值的增大,結果電場強度E的垂直分量加大。

大氣中二氧化硫含量的偏高導致酸雨的形成,而二氧化硫主要來自燃煤。利用X熒光測量可以現場分析煤中的硫含量。測量以55Fe為X射線源,氣體正比閃爍數管作為探測器,硫譜線能量解析度為11.8%,檢出限可達0.15%。

3.天然核輻射的評價和治理

據美國統計,人所受的核輻射劑量的82%來自天然源,而55%則來自於氡。放射性氣體氡容易附著在塵粒上,被人體吸入可導致肺癌。氡氣災害分布廣泛,若在全國范圍內普遍開展則費時費力,難以做到。我們知道氡是鐳的衰變產物,而鐳又是鈾衰變形成的,因此劃分出鈾含量偏高的地區(平均含量2.5~10倍)是重要的,如花崗岩、片麻岩、流紋岩、英安岩、碳質頁岩等分布區。因此天然核輻射環境污染的評價和治理可分為廣域的、小區的和室內的三個階段進行。

(1)廣域的輻射環境監測

由國家統一組織進行,目的是了解整個國家輻射環境的總體狀況和危害程度。主要利用航空放射性γ能譜測量、放射性地球化學測量、區域地質和遙感資料。航空放射性測量的鈾、釷、鉀含量平面等值線圖和剖面圖實際是反映地面鐳含量變化情況的主要依據。在缺乏航放資料的地區可用地面放射性測量和鈾、鐳、氡等地球化學測量資料。區域地質和遙感資料可提供岩石分布和斷裂帶等區域地質構造背景情況。

例如,區域環境氡評價工作可開展全國性室內氡的抽樣調查,採用統一的測量方法,對探測器進行標定,並統一進行實驗室分析和數據處理,研究和了解氡對人類環境危害的程度。

(2)小區和室內輻射環境的監測的治理

在上述方法確定的高輻射區內,採用伽馬輻射儀,活性炭探測器,阿爾法徑跡探測器和高靈敏度測氡儀等對人類生活空間(特別是室內氡)和水源進行監測,以確定輻射污染源。據資料統計,約有8%~25%的肺癌死亡原因與吸入空氣中的氡輻射有關,認為評價住宅所在地潛在氡濃度的最好標志是土壤氡和土壤滲透率二者配合。

輻射環境污染的治理應針對不同污染源採用相應的方法。因工廠的廢渣、廢石引起的輻射環境污染,採用清理現場,並選擇地質構造環境穩定的地區挖坑深埋。對於室內氡污染,若其來源於土壤和岩石(占進入室內氡總量的90%,如美國有12%的房屋超過4pci/L的限值)則需改善房屋板密封性能,一般無縫隙的水泥地板可以屏蔽掉大部分來自地下方的氡,在土壤氡濃度特高區,還可採用一些特殊措施,如在房基下方的表層土壤中混入25%的活性炭,形成吸附層可以降低氡氣逸出率50%以上。

來自燃氣、煤和水等的氡主要污染廚房、廁所和浴室,應加強室內通風。對於建築材料的污染應在牆面上敷設屏蔽層或更換污染嚴重的建築材料。飲用水源的污染,應停止使用並進行填埋。

(3)天然電磁輻射研究

研究表明,對人體健康有害的磁暴、電暴和氡暴可能是三位一體的。在近地表大氣中氡的濃度有時會突然增加,稱為氡暴,它還伴隨有電暴,即大氣中離子濃度的突增,使人出現胸悶、心悸、偏頭痛、失眠、焦慮等症狀。有人認為太陽黑子引起地磁場的突變,而導致岩土的磁致伸縮作用,使其孔隙中的氡被擠入大氣。實驗證明,氡暴和電暴影響人的大腦垂體、腎上腺系統、心血管和神經方面的症狀。

磁暴會使高頻無線電通訊中斷,導致大氣層膨脹,使低空衛星的阻力加大、軌道畸變,引起衛星異常。地磁場變化感應出的電流使輸電系統中的變壓器飽和、甚至燒毀,該電流還會引起金屬管道的腐蝕和干擾電氣鐵路。

(4)人工振動對環境的影響

實驗證明,人對2~10 Hz的振動最為靈敏,對0.5~2 Hz和10~100 Hz的振動次之,對其他頻率的振動不靈敏。人體的不同部位具有不同的響應頻率,當振動波能量超過一定值後,人會感到不適、疲勞和工作效率降低。

人工振動對建築物造成的損失也引起了人們的關注。面對住戶的申訴,已開始對地表振動實行實時全程監測,測定地面振動的強度、頻率和衷減特性。美國有用地面質點運動速度為標准,來衡量建築物損壞程度的標志。

長期振動還會引起土壤和建築物結構的疲勞。俄羅斯研究表明,影響土壤和建築材料性質變化的主要因素不是振幅,而是不同負載長年振動的積累效應。如莫斯科地鐵沿線的地震測量表明,土壤縱波速度已由350~500 m/s降至180~200 m/s,彈性模量也在降低。

(5)人為放射性污染監測

鈾礦及伴生鈾的其他礦產的開采與選礦均會引起嚴重污染。如美國維持羅選礦廠在20世紀50年代選鈾礦170萬噸,後在該地作航空放射性測量,航高46 m,線距76 m,測量結果以照射量率和鐳的當量含量表示。劃定出14個由尾礦、礦石、爐渣等引起的異常區。

放射性物探也是監測核泄漏事故的重要手段。切爾諾貝利核事故發生後前蘇聯及周邊國家作了大規模監測。如瑞典在150 m高度開展了航空能譜測量,在Covle附近發現明顯的高值,隨後調查轉向瑞典南部,以了解是否可允許奶牛吃該地春天新生的牧草。最後整個瑞典用50 km測線距(異常區加密到20 km)的航測覆蓋,發現污染區不斷向瑞典至挪威邊界方向擴大。

粉煤灰是一種量大面廣的污染源。據聯合國原子輻射委員會統計,一個每天燃煤10 t的熱電廠,向大氣釋放的238U的放射性強度達1850 KBq。測量表明,煤經燃燒後鈾進一步富集,而且飛灰比爐渣更為富集。由於飛灰易於吸入人體,因此在熱電廠周圍居民的癌症死亡率比核電站周圍高30倍。

㈤ 地質調查項目成果應用

我國社會主義市場經濟的不斷發展,對地質調查項目成果的需求已經由單一的礦產需求向包括生態地質、農業地質、地質環境、地質災害等在內的多專業、多學科的需求擴展,與國際地學和全球經濟的融合以及地質事業發展的需要,對地質調查成果管理工作不斷提出更高的要求。同時,市場經濟的不斷完善,使得市場對地質調查成果的評價、鑒定機制日趨顯現,在市場的檢驗下,其地質調查項目成果應用的社會經濟效果如何,成為評價地質調查項目成果好壞的重要因素。因此,地質調查成果管理工作需要在更高層次、更深內涵方面下工夫。

一、項目成果應用的領域

地質調查項目成果的應用領域極其廣泛,可以說在國民經濟的各個領域、各個環節都會使用地質調查項目成果,因此,地質調查工作是一個國家非常基礎的一項為社會經濟服務的專業工作。地質調查項目成果的主要應用領域有以下幾個方面:

(1)為各級政府的規劃、決策和制定相關政策所使用的地質調查成果。如為農業規劃服務的農業地質調查成果、為城市規劃服務的城市地質調查成果、為大型重點工程建設服務的穩定性評價、為政府制定經濟政策服務的資源潛力評價等等。

(2)為企業的投資、開發、經營等提供的地質調查項目成果。如礦業公司對資源儲量的需求、勘查公司對基本地質情況的掌握、旅遊公司對旅遊資源調查成果的需求等。隨著社會主義市場經濟的發展,地質調查成果在企業的應用會越來越多,越來越廣泛。

(3)為公眾了解地學知識提供科普資料的地質調查項目成果。生活水平的提高,公眾對掌握與地學相關的科普知識的需求增加,從大眾媒體增加的地學欄目以及公眾的收視率可以印證這一點。提高公眾對地學科普知識的了解和對地球環境的關注,認識自然規律與人類活動的相互影響,自覺地規范人類的開發活動和人的日常行為,對於樹立科學的發展觀,保持經濟社會的可持續發展和人與自然的和諧有著重要的意義。

(4)為地學理論的研究和發展所使用的地質調查基礎資料成果。如圍繞認識地質規律、創新地質理論、解釋地質現象、研究地質成因等重大地學研究所開展的地質調查項目。地學研究從來就不是孤立進行的,因此,地學研究與地質調查的有機結合,是地質工作的永恆主題。

二、項目成果應用的層次與形式

有需求,才會有應用;注重了應用,才會促進需求。因此,應用與需求是辯證統一的。相對於地質調查成果而言,需求強調的是成果的使用者,應用強調的是成果的生產者,但是目的是一致的,那就是使地質調查成果發揮應有的效果。服務的層次與對象不同,成果應用的層次與形式亦有不同,在這一點上,成果應用的層次與形式,與地質調查的需求層次是一致的。大致可以確定為4個層次,並且不同層次的應用,其形式有所不同。

(1)國家層面的應用:服務對象以國家部委和國家級的社會團體為主,應用於國民經濟和社會發展規劃的制定依據和涉及國家安全的重大舉措、重大工程和法律法規。因此,國家層面的應用,要求地質調查成果是區域性、全國性乃至是全球性的綜合和集成,具有戰略性的高度,提出決斷性的建議。這個層次的應用,滿足的是國家需求,體現在國家機關的各個部門,因此,其形式以「國家訂貨」為主。即由國家機關的各部門提出需求,由地質調查部門根據需求提出滿足需求的可能與方案,雙方簽訂使用協議,項目完成後,由使用方組織驗收。

(2)地方層面的應用:服務對象以省(直轄市)、跨省域的經濟發展帶為主,應用於流域、縣域、區域經濟社會的發展規劃,尋求地方經濟社會發展與國家總體的協調。要求地質調查成果具體、明確、適用,針對性強。這個層面的成果應用以省級地質調查隊伍為主,對於國家地質調查項目,在滿足國家對地質調查成果需要的同時,可以結合地方的具體需求,由地方政府出資,採取「合作協議」的方式,共同出資,實現國家與地方需求的有機結合。

(3)企業層面的應用(包括社會團體):服務對象以企業、社會團體為主,應用於企業的具體需求,如礦業公司需要尋求新的資源基地,為了降低投資風險,需要獲取基礎的地質調查成果。企業層面對地質調查成果的需求面大,成果要求單一、具體,有的可能就是一組數據或一個結論,如天津建地鐵在什麼位置可以過海河。應用於企業層面的成果,特殊的可以採取「合同訂貨」的方式進行;一般地,可以充分利用現代化的信息系統服務手段,完善服務功能,建立服務網路,全方位地為企業提供公益服務。

(4)公眾層面的應用:服務對象為公眾,服務內容以科普為主,通俗易懂,服務形式可以多種多樣,廣播、電視、報刊、網路等公眾媒體都是宣傳地學科普知識的載體。

綜上所述,地質調查成果的應用領域廣泛,應用形式多樣。不難看出,從應用的角度講,地質調查成果的表達形式不應該是單一的報告和論文,其內容也不應該是單一的技術表述,而應該是根據不同的應用領域和需求對象,提供不同內容和表達的成果。

三、項目成果應用的途徑

地質調查最直接的成果是向社會提供公正、客觀、科學的系統數據,由使用者利用這些數據進行加工、整理,得到自己所需要的評價結論或判斷。同樣的數據,不同的人,用不同的觀點和方法、應用的領域不同,會得出不同的結論或判斷。同樣的,由於應用領域的不同,在同一地區重復調查、采樣、分析,在經濟上也不是最佳的方案。因此,現代地質調查項目的成果應該注重原始數據的收集,保證原始數據的客觀、公正。

1.多渠道、多手段宣傳和發布地質調查成果

(1)採用成果公報形式及時宣傳每年取得的成果。中國地質調查局和大區地質調查中心,應採取成果公報形式,向相關部委、廳、局及工作所在地人民政府,及時通報取得的成果,以便當地政府制定規劃和決策。

(2)採用網路形式及時公布取得的成果。由於網路技術的迅速發展,可以及時查詢等優越條件,在網上及時發布本地區的地質調查成果;對於重大項目,還應通報階段取得的重要進展。

(3)利用報紙、雜志和電視等媒體及時公布成果。利用中央電視台、地方電視台、國土資源報和各類專業期刊、雜志,及時公布有關成果,並對有關地質、礦產、水工環等問題進行探討,形成共識,促進問題的解決,以便取得更好的效果。

(4)組織多種形式的交流活動,及時與地方政府溝通和聯系。通過與地方政府、人大代表、規劃設計部門和相關協會的及時交流,宣傳取得的成果,徵求他們對地質調查工作的需求,以便在將來立項過程中更有針對性,取得更多能服務於國民經濟建設和社會發展需求的有效成果。

2.推廣與應用

地質調查成果的推廣和應用是一項服務於經濟建設的工作,是成果管理工作的出發點和落腳點,是各級成果管理機構的重要職責之一。

(1)積極推廣和應用地質新理論和新認識,推廣基礎地質、礦產資源和水工環等調查成果。通過區域地質調查、礦產資源評價和水工環地質調查與評價,取得了對一個地區地質特徵的基本認識,為經濟建設和社會發展提供了許多重要的地質資料,總結出地質發展的基本規律,為人們認識自然、改造自然提供了方法和武器,所以,應當及時推廣和應用這些新理論和新成果,指導地質找礦、環境保護和資源開發。

(2)普及與推廣地質施工過程中的新工藝和新流程。在工作過程中,由於新工藝和新流程的出現,給地質調查工作帶來了更高的效率和更好的效果,有必要及時普及與推廣。例如,深穿透地球化學與隱伏區礦產勘查技術,由於出露區經歷了人類肉眼上千年的找礦歷史和一個多世紀的系統地質勘查,找到新的礦產地的可能性越來越少。尋找新的大型礦床的最大機遇在隱伏區。國際勘查界正聚集於占陸地面積一半的隱伏區礦產勘查。這是進入獲取深部直接信息找礦時代所面臨的真正挑戰。要解決外來運積物覆蓋區的地球化學調查與礦產評價問題,首先就必須發展一整套從樣品採集、樣品處理、分析測試、質量監控、數據處理到圖件製作的新方法。在地質大調查中使用這一整套戰略性與戰術性深穿透地球化學調查方法,可大大減少在隱伏區特別是在西部沙漠、黃土及沖積扇地區找礦的盲目性。而在大調查中及時應用這些研究成果,其成敗又可進一步推進深穿透地球化學理論與方法的發展,使之更好地為隱伏區的礦產勘查服務。

(3)及時轉化礦產普查過程中形成的礦業權。近年來,我國礦業權交易的市場化獲得了蓬勃發展,礦業權交易的市場化不僅符合我國加入WTO和建設社會主義市場經濟的需要,而且有利於充分發揮市場機制提高資源配置效率,實現礦產資源國家所有權益,促進經濟可持續發展和資源永續利用,有效避免礦業權行政審批中各種腐敗現象的產生。而在地質大調查和資源補償費項目工作過程中,已經不斷形成自己本單位的探礦權或采礦權。每個單位,要根據國家對於礦權管理規定,及時對礦業權進行轉讓、開發或拍賣,為單位和地方經濟的持續發展取得更好的經濟效益。

(4)為地區和城市建設規劃提供依據。地質大調查工作獲取了許多現時性很好的成果,對政府制定國土資源規劃、編制地質災害防治與地質遺跡保護規劃,指導礦產資源合理開發和利用有極大的幫助,可以幫助政府工作人員更好地按照地質規律來制定有關政策。目前,長江三峽地質災害和環境保護地質調查工作已經取得了良好的效果。

(5)在地質調查機構內設立專門的成果應用部門,根據不同的需求,將專業的地質調查成果「翻譯」成非地質專業人員可以使用的、針對需求的成果表達,連接需求與生產,傳遞需求信息。

㈥ 用什麼方法來確定地質年代

1、相對年代的確定方法
(1)地層學方法(地層層序律:1669年,出生於哥本哈根的斯特諾(Nicolaus Steno,1638-1686)總結出在岩層之間,存在著如下的規律:岩層在形成後,如未受到強烈的地殼運動的影響而顛倒原來的位置,應該是先沉積的在下,後沉積的在上,一層壓一層,保持近於水平的狀態,延展到遠處才漸漸尖滅.地層形成時是水平或近於水平的,先形成的位於下部,後形成的位於其上部.注意:原始產出的上新下老,並非現在野外見到的地層都是上新下老,其中又有後期地殼運的改造.對於後期地殼運動使地層變動(傾斜、倒轉)的地層層序可用沉積構造中的層面構造(波痕、泥裂、有痕等)作為「示底構造」恢復頂底後,判斷先後順序.
(2)古生物學方法(化石層序律):生物演化是由簡單到復雜,由低級到高級,生物種屬由少到多,而且這種演化和發展是不可逆的.因而,各地質時期所具有的生物種屬、類別是不相同的.時代越老,所具有的生物類別越少,生物越低級,構造越簡單;時代越新,所具有的生物類別越多,生物越高級,構造越復雜.因此,在時代較老的岩石中保存的生物化石相對較低級,構造較簡單;而在時代較新的岩石中保存的生物化石相對較高級,構造較復雜.
(3)構造地質學方法(切割律):上述兩條准則主要適用於確定沉積岩或層狀岩石的相對新老關系,但對於呈塊狀產出的岩漿岩或變質岩則難以運用,因為它們不成層,也不含化石.但是,這些塊狀岩石常常與層狀岩石之間以及它們相互之間存在著相互穿插、切割的關系,這時,它們之間的新老關系依地質體之間的切割律來判定,即較新的地質體總是切割或穿插較老的地質,或者說切割者新、被切割者老.
2、同位素年齡(絕對年齡)的測定
(1)銣-鍶法、鈾(釷)-鉛法:主要用於測定較古老岩石的年齡;
(2)鉀-氬法:有效范圍大,幾乎可以適用於絕大部分地質時間,而且鉀是常見元素,許多礦物中都富含鉀,因而使鉀-氬法的測定難度降低、精確度提高,所以鉀-氬法應用最為廣泛;
(3)14C法:由於其同位素半衰期短,它一般只適用於5萬年以來的年齡測定;
(4)釤-釹法、40Ar-39Ar法:精度高,解析度強.

㈦ 三維建模做什麼用途

三維建模可用於製作企業可視化應用,智慧城市、智能建築、智慧糧倉、智慧工廠等內等。如果容是作為前端工程師,對三維建模不熟悉的話,

那麼CityBuilder 也是一個設計師與開發者協同工作的平台,設計師來製作「活」的 3D 地圖效果,開發者專心致志地寫業務的代碼邏輯,兩個角色盡其所長,創造專業價值,共同實現終端用戶的基本生產需求和可視化情感需求網頁鏈接

㈧ 在工程地質調查中的應用

一、在水利工程中的應用

水利工程有堤壩、堤岸、渠道、輸水洞等。地球物理方法在水利工程中的應用,一方面用於工程場地的選址勘查,查明被選區域的岩溶發育情況、覆蓋層厚度、風化層厚度以及地質構造等情況,對擬建工程場址的穩定性和建築適宜性作出評價;另一方面用於水利工程的質量隱患檢測,查明壩體是否存在有裂縫、空洞、動物巢穴、管涌等工程質量隱患,為水利工程的消險加固提供依據。目前,常用於水利工程隱患檢測的物探方法有地質雷達、自然電位法、高密度電阻率法、人工地震勘探以及聲波測試等方法。

1.探測堤壩蟻巢與洞穴

土體堤壩中因碾壓不實、庫水浸透或動物危害等因素,在壩體中常出現土洞、動物巢穴等危害壩體安全的隱患。在我國南方各省(區)水利工程中白蟻巢穴是一種常見的隱患,白蟻主巢直徑一般在40~60 cm,大者可達數米,主巢周圍分布著幾十個甚至數百個衛星菌圃,其間由四通八達的蟻道溝通,且有的貫穿堤壩的內處坡。因此,深藏於堤壩中的白蟻危害造成的堤壩險情和潰堤率遠高於其他原因,找出堤壩白蟻巢是消除堤壩白蟻隱患的關鍵。地質雷達和高密度電法是對壩體中的土洞、動物巢穴探測的有效方法。圖5-1-1是埋深約3m的白蟻主巢的地質雷達圖像,白蟻巢在圖像上的反射波形態特徵為多重強弱交錯的凸形條紋區,與周圍土壤有明顯的分界。

圖5-1-1 某堤壩白蟻巢穴的地質雷達圖像

2.水壩滲漏的地球物理探測

滲漏是水壩常見的隱患,是造成水壩發生事故的主要原因。水壩滲漏可分為壩基滲漏和壩體及附屬結構滲漏,壩基滲漏較為常見。造成水壩滲漏的原因與水壩基礎處理的好壞、壩體施工質量、壩基下方地質構造等因素有關。

自然電位法探測水壩滲漏點和滲漏通道是一程常用的方法。由於庫水具有天然吸附帶電離子的能力,當水庫發生滲漏時,帶電離子也一起運動,形成電流場,在滲漏位置上自然電位出現負異常,其負異常的大小與滲漏水量有關。圖5-1-2是利用自然電場法確定地下水和地表水補給關系的實例。當地下水補給地表水時,在地面上觀測到自然電位正異常。圖5-1-2(a)為灰岩和花崗岩接觸帶上的上升泉的自電正異常;圖5-1-2(b)為水庫滲漏地點上出現的自然電位負異常。

圖5-1-2 用自然電位法確定地下水與地表水的補給關系

地質雷達方法用於探測水壩滲漏點和滲漏通道也具有較好的效果。滲漏部位土體的含水量變大,與未發生滲漏的土體形成明顯的介電常數上的差異,為採用地質雷達方法探測水壩滲漏位置提供了地球物理條件。黑龍江省某水壩為均質土壩,1998年遭受百年不遇的洪水後,在水壩後坡出現多處面積不等的漏水點。為了查明漏水點在壩體內的分布情況,採用地質雷達在壩頂、壩前坡和後坡進行了探測。圖5-1-3為壩頂測線K0+240—K0+400的地質雷達剖面。圖中強振幅異常推斷為壩體內受到水浸較重的部位,異常埋深為10~12 m。鑽探結果表明地質雷達推斷的異常區域是發生滲漏的嚴重區段。

圖5-1-3 黑龍江省某水壩地質雷達探測剖

3.壩基帷幕灌漿效果檢測

對病險水庫的維護處理一般採用帷幕灌漿等方法,灌漿效果的好壞需要採用物探方法檢查。某電站大壩岩基帷幕灌漿前後進行超聲波探測,圖5-1-4是質量檢查孔在灌漿前、後的超聲波檢測曲線,圖中可見,在檢查孔中上部,灌漿前和灌漿後的波速值差異非常明顯,灌漿前岩體的裂隙率高,波速較低;灌漿後岩體裂隙被水泥漿填充,且粘結牢固,波速明顯升高。在檢查孔的下部,灌漿前和灌漿後波速差異微小,波速較高,這說明岩體本身比較完整,滲透性小。

圖5-1-4 質量檢查孔灌漿前後聲波檢測結果

地質雷達對水壩帷幕灌漿質量檢測也有較好的探測效果,根據地質雷達圖像上灌漿物的影像可計算出有效灌漿深度和水泥漿擴散半徑。根據壩體土體和基岩處的強反射弧形影像,可判別已被灌漿物充填的溶洞的大小、形態和深度以及未被灌漿物充填的溶洞、土洞等隱患。

4.古河道的地球物理勘查

古河道常引起大量滲漏,在水庫建壩時需對壩基下古河道的地質情況進行詳細勘查,了解古河道的分布范圍,埋深以及砂礫石厚度等。探測古河道常用的物探方法是電測深法、自然電位法、地震勘探和地質雷達等方法。

圖5-1-5 用對稱四極剖面法追索古河道的ρs剖面平面圖

圖5-1-6 橫穿古河道的對稱四極剖面ρs曲線

圖5-1-5和圖5-1-6為對稱四極剖面法探測和追索古河道的實例。由圖5-1-5中各對稱四極剖面特徵可以看出,在低阻背景上有一高阻異常帶。該高阻異常帶推斷為古河道的反映,該河道由一條主流和一條支流組成。此外,利用ρs曲線特徵可大致確定出古河道的形態、中心位置和寬度。若ρs曲線具有對稱性,ρs曲線極大值對應於古河床最深的中心位置。若ρs曲線不對稱,可根據曲線兩翼陡緩推斷古河道兩岸坡度的大小(圖5-1-6),其視寬度可由ρs曲線的拐點位置大致確定。通過等ρs斷面圖上的等值線形狀可反映出古河道的斷面形態。由圖5-1-7可見,在371號點附近ρs等值線呈高阻閉合圈。結合當地的水文地質條件,推斷該異常為一淺層古河道引起。經ZK8、ZK10、ZK11孔驗證,證實了古河道的存在,ZK11打到了富含地下水的砂礫石層。

圖5-1-7 雲南某地尋找淺層砂礫石富水地段(古河道)成果圖

圖5-1-8為地震橫波法探測古河道的實例剖面圖。根據鑽探資料推測該區域一帶有一條古河道,河道埋深為20~30 m,為了查明古河道的位置,採用橫波地震勘探。圖中可見,40 ms左右的同相軸為第四系地層內部的反射,同相軸連續性好、起伏小;140~220 ms為古河道及兩岸附近地層的反射,同相軸連續性好、起伏較大,其形態特徵反映了古河道的形態,河道埋深為28 m左右,視寬度約為130 m。

圖5-1-8 橫波t0時間剖面

二、在交通建設和維護中的應用

1.公路質量檢測

公路質量檢測的原始方法是採用鑽探取心法,該方法不僅效率低、代表性差,而且對公路有破壞。為了快速、准確和科學地評價公路質量,必須採用無損檢測方法。目前,常用於公路檢測的物探方法有地質雷達、瞬態面波法、高密度電阻率法和人工地震等方法。在這些物探方法中,由於地質雷達方法具有快速、連續、無損檢測的特點。因此,在公路質量檢測中得到更加廣泛的應用。

圖5-1-9 電磁波在公路剖面中的傳播

高速公路是由土基礎、二灰土、二灰碎石、面層等構成,由於空氣、瀝青面層、二灰碎石、土壤等介質的介電常數不同,電磁波將在其介質發生變化的界面產生反射波。圖5-1-9為電磁波在公路剖面中各界面的傳播、反射途經示意圖。圖5-1-10為電磁波在公路剖面中各界面的掃描示意圖。

圖5-1-10 電磁波在公路剖面中各界面的掃描

長春至四平高速公路採用瀝青路面,路面下為碎石墊層。路面分三次鋪設完成,設計路面厚度為25 cm。在工程竣工前採用地質雷達進行了路面厚度檢測。

工作中使用的地質雷達為SIR-2型,工作天線頻率為900 MHz。圖5-1-11為長春至四平高速公路上某段路面的地質雷達檢測剖面圖,圖中5.8 ns附近的強反射為瀝青面層與碎石墊層界面的反射,根據反射界面的雙程走時和電磁波在瀝青路面中的傳播速度計算出路面厚度。瀝青路面的電磁波速度採用實驗標定並進行統計後得到。檢測結果表明,由於二灰石墊層凸凹不平,導致瀝青路面厚度有較大變化,最薄為26 cm,最厚為43 cm。達到了設計的要求。路面厚度評價按國家公路路面結構層厚度評價標准進行。在經數據處理後的地質雷達剖面中讀取電磁波在面層中的反射波雙程走時,計算出面層厚度並作出厚度評價結果。

地質雷達方法在公路質量檢測中除可進行路面厚度檢測外,還可進行路基隱患(脫空、裂縫等)的檢測以及橋涵的質量檢測。有些學者開展了地質雷達對公路壓實度、強度及含水量的檢測研究,也取得了較好的檢測效果。

圖5-1-11 長春至四平高速公路某段路面的地質雷達檢測剖面

2.鐵路路基病害勘查

鐵路路基病害一般指鐵路路基平台頂部結構不堅實而且滲水,以及原填充物的不均勻性,經長期雨水沖刷和滲透,行車振動等所形成的一定規模的充坑,洞穴或渣石填充物。路基病害比較隱蔽,一旦受到外界因素影響造成塌陷,將直接威脅行車安全,因此,鐵路病害的勘查十分重要。

路基勘查中,由於受到電磁干擾、鐵軌干擾及行車震動干擾的影響,限制了一些地球物理方法的應用。因此,目前常用於對鐵路病害檢測的物探方法是微重力測量。

由於路基的病害地段和完整地段有一定的密度差異,為微重力測量提供了前提。圖5-1-12是法國波爾多至塞特鐵路線上路堤下喀斯特溶洞的微重力異常等值線圖,測量位置位於鐵路線巴爾薩克處,勘查對象是5 m高的路堤和路基部。圖中可見,在該帶中部有一處密度較大的地段(異常達3×10-1g.u.),這是一處過去曾進行過灌漿處理的地段。在過去處理時,由於突然塌陷,未能進行專門研究。在地段兩端出現-2×10-1~-6×10-1g.u.兩處異常,位於邊坡基部並向路基底下延伸。經對異常的解釋和鑽探驗證,證實在路基下3~6 m深處的灰岩中存在喀斯特溶洞。

圖5-1-12 波爾多至塞特鐵路線上路堤下喀斯特溶洞的測定和處理

鐵路路基多是用耕土堆墊壓實而成,如果出現路基病害,必將引起電性差異。路基位於地面以上(或潛水面以上),所以無論是洞穴或渣石充填物都可使勘探體積所涉及范圍內的視電阻率增大,由此對稱四極剖面會出現高阻異常。路基病害越嚴重,規模越大,高阻異常越明顯。例如,圖5-1-13是隴海路某段採用對稱四極剖面法實測曲線,採用AB=7 m,MN=1 m裝置,由圖可見,全線有三種病害形式:①較大洞穴或渣石填充物的嚴重病害段,視電阻率曲線值很高;②病害較重段,視電阻率曲線呈高低交錯;③輕度病害段,視電阻率較高,視電阻率曲線呈高低交錯。病害嚴重段的影響可至路基外側鋼軌下,是亟需處理部位。輕度病害段,短期內不會形成大的病害,可作為今後雨季的防範對象。

根據物探測量和鑽孔所提供的資料,可以確定出需要灌漿地帶,得出最佳的工程計劃。灌漿處理後,除打鑽檢查外,還可以進行微重力測量,以圈出灌漿不足或灌漿過量的地層。圖5-1-14是在一已知灌漿地帶,對灌漿後地層的重力異常變化,與計算機根據模型(用灌漿前的鑽孔資料製作的地質模型)計算出來的理論異常曲線對比圖5-1-14(a),可以看出,該地帶的右半部灌注未超出預計范圍,也未出現重力異常。在模型左半部出現剩餘異常,表明灌漿不足。圖5-1-14(b)是灌漿容量對比圖,圖5-1-14(c)是地質模型(沿Ⅰ號測線的剖面)。

圖5-1-13 路基勘查剖面圖(選段)

圖5-1-14 巴黎—斯特拉斯堡鐵路線上瓦朗吉維爾處

近年來,使用瞬態面波進行鐵路路基承載力的檢測也取得了較好的結果,為路基病害的確定和治理提供了可靠數據。

利用瞬態瑞雷面波法測試線路路基承載力時,由於受到行車影響,在測線布置時只能在枕軌外側或路肩上進行。由於瑞雷面波是一個體波,具有體積勘探的特點,因此可代表路基道心的實際情況。瞬態面波數據採集時使用面波儀和低頻檢波器測量。震源採用18磅大錘和鐵板。道間距隨著勘探深度的增大而相應增大。數據處理主要是求取頻率—速度頻散曲線,對頻散曲線經過反演擬合並結合路基的實際情況進行分層,計算出各層厚度及瑞雷波的層速度。通過頻散曲線上vR數值的大小可以定性地判斷測點處瑞雷波速度隨深度的變化情況和路基的相對強度特徵,vR較高區域反映路基強度較高,vR較低區域反映路基強度較低。

在部分瑞雷波測點上作輕型動力觸探(N10)值,根據鐵道部輕型動力觸探技術規定(TBJ18—87)將N10值換算為乘承載力σ0(σ0=8N10-20),然後將瑞雷面波速度vR與相對應測點的輕型動力觸探(N10)擊數進行數學統計分析,得到vR與N10的相關關系式:

環境地球物理教程

式中A、B為常數。當相關系數r>0.7時,說明vR與N10是相關的,可用vR代替N10來計算承載力σ0的大小,即:

環境地球物理教程

根據此式可用vR定量計算路基的承載力。

圖5-1-15 承載力等值線圖

圖5-1-15為京廣線部分區段K2011+170—K2100+270段路基瑞雷波測試,並按上述換算關系(取A=91.07913,B=2.940517)換算得到的承載力等值線圖。圖中在K2011+230附近路基的承載力偏低,約為80 kPa。而在其兩側的路基的承載力相對偏高,約為180 kPa。此結果與現場實際的情況非常吻合。

3.隧道掌子面前方地質情況預報

在隧道挖掘過程中常因掌子面前地質情況不詳,在不良地質地段經常出現塌方、涌水等現象,嚴重時會造成人身傷亡和設備損壞等重大事故,造成巨大的經濟損失。因此,在隧道掘進過程中及時了解掌子面前方地質情況,特別是斷層、破碎帶等不良地質構造的規模和特徵,這對確保施工安全、合理安排掘進方案、掘進速度和支護措施至關重要。

隧道掌子面前方地質情況預報可分為中長距離預報和短距離預報,中長距離預報採用的物探方法一般是人工地震,短距離預報可採用地質雷達或聲波探測。

吉林省某公路隧道岩石以花崗岩為主,其中穿插有角閃岩及綠泥角閃岩破碎帶,岩石節理裂隙發育。在掘進方向上有兩組斷裂(走向為NNE及NNW)交替出現,與EW向小斷層及破碎帶相切割,形成屋頂形,易產生大塊脫落體。為了施工安全及合理設計掘進方案,採用人工地震和地質雷達相結合進行掌子面前方地質情況預報。人工地震方法的實施是在掌子面不同高程上水平布置幾條地震測線,用石膏在掌子面上等距離粘接檢波器,使用大錘在測線兩側激發和接收地震波。地質雷達方法的實施是在掌子面兩側洞壁及掌子面上水平布置雷達測線,使用100MHz天線等距離點測採集。

圖5-1-16為在樁號K241+138掌子面上人工地震中長距離預報的解釋結果,在K241+138—K241+063段有斷層3處,岩性異常帶一處。推斷位置為K241+115、K241+120、K241+136和K241+068。挖掘證明,有斷層2條(F115、F136),出露位置與推測位置相差1 m左右,走向近EW,斷距0.3 m。樁號K241+068處為破碎帶,寬度約10 m,系由偉晶岩及角閃岩多次侵入造成。

圖5-1-16 樁號K241+138地震中期預報結果示意圖

圖5-1-17 樁號K241+247雷達短期預報結果示意圖

圖5-1-17為K241+247掌子面上地質雷達短距離預報的解釋結果。洞兩壁檢測到斷層3條(F1、F2、F3),走向為NNE和NNW。按幾何關系推測,F1與F3在掌子面前方10 m附近相互交會,F2與F3在掌子面前方約35 m附近相互交會。掌子面上測量到前方斷裂5條,分別為F242、F239、F235、F230、F225,走向近EW,與F1和F3斷層相切割,洞頂極易形成塌落的塊體,對施工安全有嚴重危害。挖掘證明,掌子面上地震與地雷達探測所預報的結果與地質構造出露位置接近。根據預報的結果,施工單位及時調整掘進方案和掘進速度,採取了更合理的安全防範措施。

4.隧道襯砌質量檢測

隧道襯砌後,受諸多因素影響,襯砌混凝土可能出現厚度未達到設計要求或有脫空等質量問題。為及時發現襯砌質量問題,需對隧道襯砌質量進行快速和高解析度的檢測,為隧道工程的科學管理提供依據。在隧道質量檢測中最常用的地球物理方法是地質雷達方法。

地質雷達法進行隧道襯砌質量檢測的主要內容是混凝土密實性、脫空和襯砌厚度。檢測中一般採用500 MHz 或900 MHz高頻天線,檢測厚度可達幾十厘米。測線一般布置在隧道的拱頂、拱腰及邊牆三個部位(圖5-1-18),拱頂為隧道的正頂部附近,拱腰為隧道的起拱線以上1 m左右,邊牆為排水蓋板以上1.5 m左右。測量方式採用剖面法,測點間隔一般為幾厘米~幾十厘米,由測量輪跟蹤測量里程。

圖5-1-18 測線分布圖

隧道襯砌厚度檢測中,相關介質的物理參數如表5-1-1所示。

襯砌厚度評價,首先在地質雷達剖面上確認出混凝土與岩石界面間的反射波同相軸,讀取反射波雙程旅行時間,按公式h=v×計算出混凝土襯砌厚度,速度V可通過明洞地段或鑽孔資料標定。密實度的評價可根據探地雷達剖面反射波振幅、相位和頻率特徵劃分為密實和不密實兩種類型。不密實的混凝土體在雷達剖面上波形雜亂,同相軸錯斷;脫空體在雷達剖面上在混凝土與圍岩交接面處反射波同相軸呈弧形,與相鄰道之間發生錯位,依此特徵可計算出空洞的范圍。由於爆破使圍岩表面凹凸不平,因此,在確定脫空時應對剖面上的異常加以細致的分析和確認。

表5-1-1 隧道襯砌厚度檢測中相關介質的物理參數表

某公路隧道全長約1.6 km,為全面了解襯砌質量,在隧道即將貫通前開展了地質雷達檢測。該隧道襯砌類型有:Sm3、Sm4、Sm5,設計襯砌厚度分別為40 cm、35 cm、30 cm。圖5-1-19為里程號K21+390—K21+430區段邊牆測線的地質雷達剖面。該區段襯砌類型為Sm5。圖中10 ns附近起伏變化的同相軸為圍岩界面反射波同相軸,圖5-1-20為計算出的混凝土襯砌厚度曲線。

圖5-1-19 K21+390K21+430區段邊牆測線的地質雷達剖面

圖5-1-20 K21+390K21+430區段邊牆測線混凝土襯砌厚度解釋曲線

㈨ 工程地質中的應用

大型建設工程(如核電站、港口、水庫、工廠等)、高層建築以及經濟技術開發區的選址工作必須考慮到地質條件,這里主要指的是區域的穩定性、城市供水條件以及環境的污染狀況等。

在城市開展地質工作,必須盡可能地避免對地表造成的破壞,為此,物探方法更受到人們的青睞。但是,在城市工作,工作場所受到很大的局限,接地條件差、已有建築物的阻擋、工業電磁場的影響、振動及雜訊干擾等,使得一些在野外行之有效的物探方法,在城市應用時,常感到束手無策。相反,放射性方法受上述不利因素的影響很小或完全無影響,近年來逐漸受到人們的重視。

應用放射性方法解決工程地質的地球物理前提是:不同的地質體或研究對象,其放射性元素的含量是不相同的,通過測定它們的放射性元素的含量、濃度或它們輻射出的放射性射線照射量率,就可以解決有關的工程地質任務。

(一)北京市區域穩定性研究

首都北京,是我國的政治、經濟和文化中心。城市發展十分迅速,市區范圍不斷擴大。城區人口密集,高層建築星羅棋布。然而,北京在歷史上是地震活動區,因此,研究北京市區域穩定性具有極為重要的意義。

北京市位於華北平原北端,覆蓋厚達數百米以上。因此,在北京市區內開展地質工作,必須更多地藉助於物探手段。但是,市內建築櫛比,道路縱橫,電網林立,管道密布。電磁干擾、振動、雜訊的影響相當嚴重,致使電法、磁法、地震等物探方法難以施展;重力測量只能在夜深人靜之時開展工作。相反,放射性方法不受上述因素影響,能正常進行。為驗證並追索航磁推斷的三條隱伏大斷裂,在測區內投入了γ總量、靜電α卡法及α杯法;測線總長度達數十千米。

在圖7-34中,0~600m之間,α卡、α杯法均出現明顯異常,峰位與已知F1斷裂相吻合,在推斷的F2斷裂附近,α卡、α杯所獲異常明顯,為F2斷裂的存在提供了證據;曲線表明,異常密度大,反映了F2斷裂破碎范圍較寬。在剖面0~1600m之間,α卡及α杯測定值跳變強烈,異常呈多峰狀,這可能反映該處構造發育,岩石破碎。可能是由F1以及F2影響所致。

在推斷斷裂F3及F4處,即剖面2400m及3600m處,α杯、α卡法均有異常顯示。但2400m處為高異常峰,而3600m處異常幅度則小得多。F4斷裂是否存在值得進一步研究。

(二)深圳市區區域穩定性研究

深圳市為我國重要經濟開放城市。從已有地質資料上分析,區內分布有一組北東東向的羅湖斷裂。過去曾認為羅湖斷裂縱貫市區,將是市區建築的不利因素。為查明區內構造格架的基本特徵,布置了400km2的靜電α卡法及甚低頻法等。

圖7-34 放射性勘探剖面

圖7-35是該區構造格架示意圖。工作查明區內除分布有羅湖斷裂外,新發現蓮花山斷裂和走向北西的斷裂,蓮花山斷裂是市內主幹斷裂,它位於羅湖鬧市區以北約5.6km處,並延伸入海。它對市政建設影響甚小。羅湖斷裂則是蓮花山斷裂的次級構造,且被後期北西向斷裂截成數段,使其難以再次發生較大活動。由此認為,深圳市的區域穩定性較好,為該市的城市規劃提供了重要的地質依據。

圖7-35 構造格架示意圖

㈩ 地質解釋和應用實例

航空γ能譜測量通過數據處理,最後提供圖件一般有鈾、釷、鉀地面岩石或土壤含量等值圖和w(U)/w(K)、w(U)/w(Th)比值圖,以及相應的剖面圖等。

(一)航空γ能譜異常的地質解釋

航空γ能譜異常的地質解釋與電法、磁法相比,是又簡單又復雜。γ場是放射性核素原子核衰變放出的射線,反應了核素的含量;而且主要是地表20~30cm岩(土)層中核素的含量。復雜的是許多岩石或構造帶有可能形成局部核素富集,但不一定成礦。判別是否是礦異常有一定難度。

航空γ能譜測量資料,可以直接提供鈾礦床信息;可以提供鈾礦床成礦遠景區,岩性分布和相關構造信息,以及輻射環境信息等。地質解釋,就是從航測資料中把這些有用信息識別提取出來。

為了得到正確的地質解釋,首先要了解本測區有利成(鈾)礦的地質條件和構造特徵;結合已知鈾礦或鈾礦異常的特點,對取得的航測資料進行分析,對異常做出地質解釋。下面舉例說明幾種異常特徵的地質解釋。

1)突出的高值異常,如圖5-3-3所示。它是澳大利亞的納巴拉克鈾礦床的航空γ能譜測量剖面圖(部分)。礦床處於太古宙淺變質岩系的地層中,受構造控制,處於兩交叉斷裂帶位置。鈾道和總道異常值突出,120m、150m和240m高度異常值都極其明顯,在300m高度也很顯著。該異常周圍鈾含量顯著增高,釷道沒有或異常微弱。

圖5-3-3 納巴拉克鈾礦不同高度航空γ能譜剖面圖

1—總道;2—鉀道;3—鈾道;4—釷道

圖5-3-4 鈾礦分散流的航空γ能譜圖等值線距300cps;A、B為鈾礦床

圖5-3-5 霍山東溪金礦Ⅲ號礦體鉀、鈾、釷異常

(據孫培基等,1993)

1—凝灰質安山岩;2—粗安岩;3—破碎岩

2)水系沉積物鈾異常值比較低,含量在(10~20)×10-6(eU)且分散(2000cps)。如果這些分散異常是沿水系分布,如圖5-3-4所示,則這些異常可能是鈾礦床的分散流引起的。則在水系的上游地區,可能找到鈾礦床。圖5-3-4 中A、B為發現的異常點。

3)砂岩地區航空γ 能譜鈾異常出現帶狀,點狀或多峰值。地面鈾含量一般在(3~4)×10-6(eU),多數顯示是花崗岩地區,作為砂岩鈾礦的鈾源地區。這種多異常區附近可能出現砂岩鈾礦。

4)航空γ能譜圖中出現大面積鈾含量較高輻射場[平均(3~8)×10-6(eU)],與花崗岩體分布基本一致。在大面積偏高γ場中,有明顯的鈾異常高峰值,鈾含量高,可能成為有工業價值的花崗岩型鈾礦床。

5)根據γ能譜測量尋找金礦。現代金礦理論說明內生金礦床與裂谷構造和幔源的演化物有關,常與多金屬硫化物共生,產於多種類型蝕變岩中,其中鉀交代岩常是金銀礦化的先導性標志岩,所以首肯的「示蹤元素」是鉀(40K)。此外,內生金礦的初始原岩主要是富鎂鐵質的綠岩和花崗綠岩帶,其顯著特徵是相對貧鈾釷。所以在銀礦普查中,航空γ能譜測量的標志是鉀(40K)為高值異常,鈾、釷為低值異常。圖5-3-5為霍山東溪金礦Ⅲ號礦體綜合測量剖面圖。鉀異常(a)為高值,異常襯度為1.3~1.8;與金(地面取樣化驗)含量對應很好;鈾(b)和釷(c)異常為微弱低值。經過標准變換處理(d,e)和比值處理(f,g)之後鉀異常突出。

(二)航空γ能譜異常的地面檢查

地面檢查的主要工作,一是對做出地質解釋的異常區進一步進行勘查,證實異常解釋的正確性。二是對地質解釋中認為有意義但又有疑問的不確定異常區,進行地面驗證。

1)對解釋的異常進行檢查。通過地面γ總量測量或地面γ能譜測量初步確定異常范圍,確定異常的性質,有否成礦的可能,提出初步評價意見。如果需要,可以進行1:1萬或更大比例尺的地面面積詳查。或用其他方法進行深部調查,如氡氣測量或其他物探方法,初步調查控礦因素。也可以初步進行揭露評價,以便對岩性、構造、異常規模和品位做進一步了解。

對大面積偏高γ場的檢查,首先要注意是否有地形影響,或與岩性有關系。再進一步研究是否為成礦區、遠景區或成礦鈾源區。有必要可以進行地面γ測量,確定異常范圍和偏高γ場中的局部高異常區,為詳查提供初步成果。

2)對地質解釋中認為有意義的和有疑問的地區進行檢查。根據航空γ能譜測量提供的資料,進行實地勘查,了解地質構造,地貌特徵,並進行地面γ測量或氡氣測量;對地質和物探的各種資料進行綜合分析,查清疑問,確認有意義的異常或提出進一步詳細勘查意見。

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