物探的常用方法

① 物探方法有哪几大类

这问题也问？

② 物探方法的特点

物探相对于其他勘查方法有如下一些特点。

1）方法应用上有“三多”。一是多参数（找水、找矿等可分别应用几种乃至十几种参数，如电性测量方法中就有电阻率、极化率、激发比、半衰时、衰减时、偏离度、含水因素等）。二是多功能（既能找矿，也能找水、找石油，还可用于工程检测、岩土力学测定等）。三是多系列（对于不同的探测目标物，有不同的方法组合系列。如找水时对基岩裂隙水、承压水、淡咸水等分别采用不同的物探方法组合方案）。

2）仪器设备上有“三高”。一是高灵敏度（观测灵敏度，大都提高成百上千倍。如电测技术测量由毫伏级向微伏级发展，磁测技术观测已由纳特单位提高至毫纳特单位等）。二是高分辨率（测量分辨率都大大提高，其中地震技术的分辨率达米级、探地雷达达厘米级等）。三是高精度（测量精度皆由低精度和中等精度向高精度进展，已开始推广高精度磁测、高精度重力测量技术等）。

3）资料成果上有“三优”。一是优化信息（观测数据收录后，都可以经过多种校正、提取、预处理，使有用信息优化）。二是优化推断（为进行解释推断用的数据处理软件，包括正演计算与反演计算的软件已编制出数百种，可针对不同的实际情况灵活选用）。三是优化显示（成果图示至关重要，图形图像处理系统将逐步推广，三维图像也将在物探技术成果中应用）。

各类物探方法都具有透视性、效率高、成本低等优点，但也具有局限性、条件性、解释结果多解性的缺点。在实际工作中，运用综合物探方法最大限度地发挥了各方法的优点，克服各自的缺点，可提高物探工作的地质效果，为水文地质勘查、地下水探测提供客观反映地质结构的可靠资料。

1）透视性。物探方法是通过观测地下地质体在地面产生的物理场空间分布规律，来推断地质情况，达到地质探查的目的。相对于用肉眼观察和钻探手段了解地质深部构造来说，它显然有类似透视性质的特点。

在水文物探中，常用的自然电场方法、声频大地电场法、地热法和磁法都是测量天然场的被动源方法。深部构造的电流场，通过覆盖表层物质的媒介作用而被探测到；深部结构的地下磁性体的磁场能穿过表层，被地面的物探仪器观测到。除这些天然场方法外，大量使用的是由人工激发的物理场（主动源）进行探测的方法。在水文物探中，主要采用电法勘探，它可从不同方向、不同范围，由远及近，由浅入深对地下存在电性差异的地质体进行探测，从而获得地下地质构造和地下水分布填图的效果，并由此指导勘探工程的布置，最大限度地减少昂贵的勘探工作量。同时，可直接布设水源井钻孔位置，有效地提高找水和成井的准确度。

2）效率高。常规的地质勘探手段，在各类比例尺的水文地质普查、勘查和勘探中，总要按相应的比例尺和一定的网度钻孔勘探；除了劳动强度大、成本高外，还很费时间，一个钻孔的施工，少则几天，多则一个月甚至更长时间。按相应比例尺和一定网度进行物探工作，每个物理观测点一般只需几秒至几分钟，就是电测深点最多也只需几十分钟观测；而且安装轻便，机动性强，成本低。由此可见，高效率、低成本的物探方法在水文地质普查、勘查和水源勘探中的广泛应用，是实现水文地质工作现代化的重要方面。

3）条件性。各类物探方法的应用，都必须具备充足的前提和条件。否则，会造成人力、物力、财力的浪费。其条件主要如下。

a.物性差异。被探测对象与围岩必须有明显的物性差异；没有物性差异，就不能产生地球物理异常；没有地球物理异常，则无法开展物探工作。

b.勘探深度。被探测对象的规模与埋深比不能太小。即便被勘探地质体与围岩有很大的物性差异，其规模相对埋深太小，场强随距离的加大而衰减，使得在地面测量的场强度可能无法被物探仪器探测到。

c.干扰因素。目标地质体产生异常，其他不同地质体若有相同的物性特征，也会产生类似异常被探测到而形成干扰，使物探资料分析与解释复杂化。这也属于“多解性”。

从以上3个方面的物探条件来看，物探方法的确具有很大的局限性。在复杂地质条件下地下水探测中，要努力搞清工作区的地质情况、物性特征、干扰水平，在诸条件具备时应大胆地应用多种物探方法；另一方面应加强开发分辨能力高、探测深度大、抗干扰能力强、适应范围广的新型探测仪器。

4）多解性。

a.产生物理场异常的地质体不唯一。如前述“干扰因素”中阐述，不同地质体，由于有相同的物（电）性特点，反映为同一异常物（电）性层；同一地质层，由于湿度、颗粒等因素不同而反映为几个不同异常物（电）性层，从而给资料分析、解释带来很大难度。在山区地下水探测和地热勘探中，地质条件往往都比较复杂，加之地形条件和接地条件差的影响，很多地质任务用单一的物探方法去区分异常很困难。只有采用综合物探方法，综合研究各方面资料，才能在一定程度上得以解决这个问题。

b.异常体参数定量推断不唯一性。比如常规电阻率方法的电测深三层断面的定量解释中存在的等值现象。当中间层厚度太大时，对H型和A型曲线存在纵向电导S₂（S₂＝h₂/ρ₂）等价现象，对K型和Q型曲线存在横向电阻T₂（T₂＝h₂ρ₂）等价现象，而使定量解释得不到h₂的单解值。只有在掌握中间层电阻率ρ₂的条件下，才可以得到h₂单值的解答。由于物性资料带有一定误差，这种所谓确定的解答也是相对的。有时电测深资料定量解释的误差达到20％～50％。

物探工作的最终目的是通过得到的地下物质体物性信息，分析解释为地质结论、地质成果。物探资料的定性分析和定量解释准确与否，一方面靠先进的、科学的分析解释方法；另一方面在很大程度上依靠分析者的经验。这个经验一般有两种：分析者本身在实践工作中长期积累总结出来的“直接经验”，他人在工作中总结出来的“间接经验”。因此，在复杂的地质条件下的地下水探测中，如何从“多解”中获取正确的“单一解”，并由此总结出不同地质条件下物探找水的规律是很重要的。激电半衰减时和偏离度找水方法的应用，综合物探方法的应用，数理统计回归分析法及其他新参数的应用，为提高资料定性分析、定量解释的可信度和准确率起了重要作用。

由于物探方法存在着“条件性”和“多解性”的缺点，在实际工作中应注意以下几个问题：

a）应用各种物探方法时都必须具有一定的地球物理前提——勘探对象与围岩之间存在一定的物性差异。这种差异越大，物探异常反映愈明显，解释的结果可靠性愈大。

b）被探测对象相对于埋深应具有一定规模，这样它所引起的地球物理场的改变较明显，才能用物探仪器在地表观测到，并能够从各种干扰因素中把有用异常识别出来。

c）由于仪器、地电条件、解释方法等多方面的限制，单一物探方法往往具有一定的局限性，因而要注意采用综合物探手段取得多种参数，互相对比、互相验证，才能取得较为确切的地质结论。

d）对物探资料进行解释时，要坚持从定性到定量、从已知到未知、反复解释反复认识的原则，这样才能取得较好的解释结果。

③ 工程物探的常用工程物探方法及特点

①电法勘探：包括电测深法、电剖面法、高密度电法、自然电场法、充电法、激发极化法、可控源音频大地电磁测深法、瞬变电磁法等；
②探地雷达：可选择剖面法、宽角法、环形法、透射法、单孔法、多剖面法等；
③地震勘探：包括浅层折射波法、浅层反射波法和瑞雷波法；
④弹性波测试：包括声波法和地震波法。声波法可选用单孔声波、穿透声波、表面声波、声波反射、脉冲回波等；地震波法可选用地震测井、穿透地震波速测试、连续地震波速测试等；
⑤层析成像：包括声波层析成像、地震波层析成像、电磁波吸收系数层析成像或电磁波速度层析成像等；

④ 预备知识一 物探方法分类和特点

任务描述

（1）了解物探基本概念和物探的本质；

（2）学习物探分类方法和主要用于环境与工程地质的物探方法；

（3）了解物探在环境与工程地质中的应用。

通过观察和研究各种地球物理场的变化来解决地质问题的一种勘查方法称为地球物理探测，简称物探。所谓地球物理场，是指存在于地球内部及其周围的、具有物理作用的物质空间。例如，地球内部及其周围具有重力作用的物质空间，称为重力场；天然或人工建立的具有电（磁）力作用的物质空间，称为电（磁）场；质点振动传播的物质空间，称为弹性波场等。因组成地壳的不同，岩土介质往往在密度、弹性、电性、磁性、放射性及导热性等方面存在差异，这些差异将会引起相应的地球物理场在空间（或时间）上的局部变化，这种变化称为地球物理异常。物探就是通过专门的仪器，观测这些地球物理异常，取得它们的分布及形态等有关地球物理资料，然后结合已知地质资料进行分析研究，推断地下地质构造，或确定岩土介质的性质，从而达到解决地质问题的目的。

环境与工程物探是用于工程地质、水文地质及环境地质有关问题的一套地球物理勘查方法。

物探方法较早用于水文地质勘探，主要任务是寻找地下水。随着人们环境保护意识的加强和环境保护工作的快速发展，环境地球物理的研究和应用正处于一个蓬勃兴起的阶段，地球物理方法在环境保护、环境监测和治理中发挥着重要作用，其应用将越来越广。合理寻找可用于工农业生产和生活需要的地下水，也是环境地球物理探查工作的一项重要任务。

工程物探，也就是在工程中所用的物探方法。由于现代化建设需要对地质情况进行探查，物探比钻探等其他直接的探查手段更具有快速、经济的优点，有些探查需无损探测，这些使物探方法在工程建设中大量应用而逐渐形成了一套地球物理勘查方法。

环境地球物理探查和工程地球物理探查工作在方法应用上有许多共性，也有交叉，故本书将环境与工程物探放在一起讨论。

环境与工程物探就是以岩土、建材等物理介质的性质（密度、电性、磁性、弹性、放射性、热传导性等）之间的差异为基础，通过观测和研究各种天然和人工的地球物理场的空间和时间分布规律，以解决环境和工程问题的一类探测方法。

环境与工程物探方法种类很多，探测工作主要应用弹性波法和电法类方法，核物探和其他方法也有应用。

电法是最丰富多彩的一类方法。直流电法除了传统的电测深、电剖面法外，近年来，高密度电法从理论到应用都有很好的进展。它采用在剖面上布置小间距的多个电极并进行快速采集，通过资料整理，可变换成多种装置形式，并作剖面上不同深度或平面成图，提高了分辨率；某些新的装置形式增大了它的探查能力，如用于探查溶洞洞穴顶底深度的五级纵轴测深法、可探测几十米深度内的厚几十厘米薄层的微分电测深法等。渗透电场法，在探查水库、水坝漏水及地下水流向方面效果良好，但近年来应用较少，有必要重新提及。激发极化法，在探查地下水方面它是具有特效的方法，目前多用时间域法，并利用不同性质含水层在不同大小的激发电流时有不同的激发极化能力的特点，发展出二次时差法。

电磁法除较早使用的甚低频法、音频大地电场法、频率测深法和多频地面电磁法外，瞬变电磁法开始崭露头角。利用钻孔无线电波透视作孔间岩体的视吸收系数剖面进行岩溶探查，是使用较广的有效方法。近年来，探地雷达越来越引起人们的关注，它在浅层探查岩溶方面的前景良好。此外，地下管网探查的许多仪器和方法，也是以电磁法为基础的。激发极化法频率域的方法在探查地下水方面也有好的实例，如双频或多频激发极化法展现了良好的前景。

弹性波法中折射波法和反射波法仍是主要方法，浅层横波反射法等高分辨率方法受到人们重视。为提高分辨率，并能在现场及时提交成果，近年来又出现了陆上极小偏移距高宽频反射连续剖面法（陆地声呐）；在港口码头、桥位、海底和江底堆积层及淤积等的探查方面，浅地层剖面法等电声方法发挥了作用；声波法在岩体探查、岩土物理力学参数测定、混凝土构筑物质量检测等方面得到了广泛应用；面波勘探、钻孔透射CT、跨孔法也是有特效和前景的方法。其中稳态和瞬态法面波勘探，利用瑞雷波的频散以及面波波长与深度相关的特点，在浅层勘探和洞穴探查方面的实践中效果良好，正受到人们的青睐；在桩基检测方面，利用反射波的动力学和运动学特征，形成了各种专用方法；应当指出，利用波的动力学特征，在工程物探中越来越显现出必要性，在判断被测岩层的含水性、浆砌片石挡墙的浆砌质量和混凝土质量桩测等方面都有应用成功的经验；利用天然微震，测量场地地基振动频谱及卓越周期，也是建筑工程勘查的内容之一。

核物探也是内容较丰富的方法，环境及工程地质工作中常利用的是其中的放射性测量方法。在地质勘查中，γ测量、α卡法、α杯法、氡气测量等是地质填图、查找断裂构造的常用方法；用于对γ量子和热中子的吸收或散射，反映了物质的质量和含水量、含氢量，因此是工程质量检测的好方法之一，在混凝土质量无损检测、填土碾压质量检测、沥青路面质量检测等方面得到广泛应用。

其他方法如高精度磁测、高精度重力测量在地质填图、查找构造和洞穴、人工埋设物、考古方面均有成功的应用；地温测量在地热找水工作中大量应用；遥感在工程选址、查找构造、滑坡和泥石流等不良地质的动态监测等方面是有效的好方法；利用远红外摄影和摄像查找松动岩石、结构物裂缝和出水点等方面，近几年已引起工程界的注意；测井以及静力触探和物探测井技术相结合的技术，在环境及工程物探中应是一个重要的应用内容，但我国在这方面的应用和开发不够，应引起重视。

环境及工程物探工作通常有以下特点：

1）大部分的对象是浅、小的物体。探查深度从几十厘米到几十米，要求探查的分辨率高、定量解释精度高。

2）不仅要求查清探查对象的分布规律，还往往要求查明单个对象（如溶洞）的空间位置。

3）与环境工程地质工作结合紧密。探查资料往往用于设计或施工，时间上衔接紧，这常常使得探测结论能及时得到验证和反馈，对工作结论要求高。

4）探查对象复杂。浅、小的物体规律复杂，近地的地质条件也不均匀，沿水平方向和铅垂方向的各向异性严重，甚至物性参数出现连续渐变的情况，给资料的定性定量解释带来许多困难。

5）要解决的环境问题较多的集中在工业中心和大城市，所以往往受到人为噪声的干扰。如地下管道（线）、电缆、高压线、铁路等引起的磁干扰、电磁干扰、工业交通振动的干扰，因此需要采取相应的有效措施压制各种干扰。另外，环境调查中野外作业空间（范围）通常较小，这就要求物探方法具有抗干扰性和灵活性。

目前，环境与工程物探主要应用于以下方面：

1）区域性地质调查。其目的是为地区（城市）规划提供第一手资料。其内容包括查明区内主要断裂构造，主要岩土层展布、基岩风化情况，建筑物基础的持力层的分布、埋深、厚度和地震小区划等。

2）工程地质环境调查。为选址和工程设计提供基础工程地质资料（包括构造、岩层分布、岩土力学参数等）；对工程周围可能出现的地质灾害（包括滑坡、岩溶塌陷、泥石流、地下工程的涌水和塌方等）进行预测。

3）工程施工或巷道掘进过程中的超前预测。如地铁等地下工程施工、深基坑挖掘时对沙层、软土层的探查，坝基开挖时软弱夹层探查，高边坡构造裂隙和卸荷裂隙的探查，隧道掌子面前方不良地质预报等。

4）工程施工质量及工程现状的检测。如桩基检测、隧道衬砌质量检测、混凝土质量检测、锚杆饱和度检测、地下管线探查、隧道衬砌状态评估、大坝与水库渗漏探查等。

5）环境地质方面。包括城市地下水污染、地面沉陷、海水入侵、放射性污染等问题的调查、预报。

6）水资源的调查。地热、场地热源体调查。

7）考古及文物保护方面的调查。

采用物探方法解决环境与工程地质问题所利用的物性（即电性、弹性、磁性、密度、放射性等）参数及应用范围、适用条件可大致归纳为表0-1。

表0-1 环境与工程物探方法常用物性参数及应用范围、适用条件

续表

⑤ 物探方法的使用条件和探测任务

物探方法是一种先进的地质、水文地质调查手段，但它能否取得良好效果，还取决于一系列自然条件和人为因素。使用条件是：

（1）探测对象（岩层或含水带）与围岩之间存在比较显着的物性差异；其物性差异，要有一定的异常幅度，并能在所探测的深度内被目前使用的物探仪器测出来。

（2）探测对象呈现的异常现象，能与其他自然和人为干扰因素引起的异常现象很好地区别开来。

（3）探测对象有一定的规模（厚度或范围）、埋藏不能太深、其他自然和人为干扰因素（地形坡度、切割程度、浮土厚度、工业地电、地下金属管道等）的影响不能太强烈。

水文地质物探的任务，主要有两个方面：①通过地面物探（或航空物探）方法寻找含水层或富水带，确定它们的分布范围、埋藏深度、厚度和产状；②通过物探测井方法准确地确定含水层（带）的厚度、深度、富水程度、咸淡水界面位置，或测定某些水文地质参数及完成某些水井工程探测任务（测量井径、井斜和检查钻孔止水效果，确定地下水流速流向等）。

⑥ 　物探方法的选择及依据

为了全面研究陷落柱上方物理场的分布规律，根据S₁陷落柱的物性和地形条件，选用下列物探方法进行试验：

（1）高精度磁测技术（M）：采用高精度G-856磁力仪观测总磁场（∆T）变化，有利于在无磁性沉积地层中研究陷落柱对磁场的扰动，在条件较好的地段可同时观测磁场垂直梯度∆T/∆H和水平梯度场∆T/∆X。鉴于G-856野外施工方便、快速，是大面积普查寻找陷落柱异常的重要手段之一。

（2）高密度电阻率法（ES-G）：在磁法发现的可疑点上，采用具有多方法、多参数的高密度电阻率排列的目的，是证实磁异常点反映陷落柱的可信度；在磁异常范围内进一步圈定陷落柱的形态、分布范围及给出半定量的数据。

（3）联合三极测深剖面法（EVS）：除可给出确定陷落柱存在与否的定性资料外，通过该方法，可较准确地获取关于陷落柱的埋深、分界线及下延深度等定量资料。

（4）双侧单极偶极测深（ES）：该方法施工方便快速，有利于在地形复杂和地表条件限制的情况下使用。该方法探测深度较小，不利于单独使用。

（5）中间梯度剖面法（L）：该方法施工快速方便，有利于大面积普查。但当陷落柱埋深较大时，不宜使用。

（6）垂向电测深（VES）：在地形较平坦的地段研究陷落柱深部结构和形态。由于探测深度可人为控制，所以，电测深法比其他方法更加优越，而且可较准确地获取各种定量解释数据资料。

（7）高精度重力测量（GS）：该方法受地形影响严重，在地形平坦地段，利用高精度重力测量是快速圈定陷落柱分布范围的有效方法之一。

（8）地震勘探剖面：利用地震勘探可在时间剖面上发现正常地层层序被陷落柱破坏，有效波组局部中断且不可追踪的现象。在地形平坦的条件下，应用地震勘探探测分布范围较大的陷落柱具有很大的优越性，对于直径较小的陷落柱，不适于采用该方法。由于该方法野外施工复杂，费用较高，在普查陷落柱的分布时，不宜采用该方法，而只是在其他物探方法证实存在的基础上，采用此法详细研究陷落柱的形态结构等准确的定量数据。

⑦ 地面物探方法

地面物探方法已被证明是探测地下岩性、划分地层和确定地质构造的有效手段之一。几乎所有的地面物探方法均可用于寻找地下水和判定地下水的某些特征。但是绝大多数物探方法并不是直接测定出地下水本身的物性显示，而是通过测定出有利于蓄水的岩石、构造或裂隙、空洞等的物性显示间接判断地下水的存在以及它们的分布情况。当然，在岩石物性的显示中也包含有水的作用，但水的作用一般要较岩石矿物、化学组分、可溶盐含量、结构等方面的作用小得多。因此，准确地说，多数物探方法是间接找水的方法。

这些物探方法，首推电阻率法、磁法、放射性方法、热辐射法也常用到，而地震和重力法等相对使用较少。

近年来，随着应用物理技术的发展，人们力求研制出一些对地下水物性反映比较敏感的物探方法，以达到直接进行找水的目的。但是，在这些所谓“直接找水方法”所测得的物性异常中，除了地下水的作用外，仍然不同程度地包含了岩石本身物理性质和裂隙、通道等因素的影响，只不过它们较前述的一般物探方法包含了更多的地下水本身的物性显示。

考虑到一般电阻率法等间接找水的物探方法已在各种地球物理勘探和专门的水文地质物探专着中有详尽的论述，我们仅在此列表简述（表12-1）。我们将在这里着重介绍那些目前在寻找地下水方面较为有效，又有发展前途的地面物探方法。

表12-1 地面物探方法分类表

一、自然电场法

这是一种比较“古老”又行之有效的物探方法。这种方法以地下存在的天然电场为场源。由于天然电场主要与地下水通过岩石孔隙、裂隙通道时的渗透作用和离子扩散、吸附作用有关，因此可根据在地面上测量到的电场变化情况，查明地下水的埋藏、分布和运动状况。这种方法主要用于寻找地下掩埋的古河道、基岩含水破碎带，以及确定水库、河床和堤坝的渗漏通道，也可测定抽水井的影响半径和地下水流速。

自然电场法的使用条件，主要决定于地下水渗透作用形成的过滤电场的强度。一般只有在地下水埋藏较浅、水力坡度较大和所形成的过滤电场强度较大时，才能在地面测量到较明显的自然电位异常。为加强其异常显示，可采用人工场的充电法。

二、激发极化法

这种方法是根据供电极断电后，由电化学作用引起的岩石和地下水放电电场（即二次场）的衰减特征来寻找地下水。二次场的衰减特征可用视极化率（η_s）、视频散率（P_s）（交流极化法的基本测量参数）、衰减度（D）、衰减时（τ）表示。判断地下水存在效果较好的测量参数通常是τ和D。τ是指二次电位场（ΔU_z）衰减到某一规定数值时（通常规定为50%）所需的时间（单位为s）。D亦是反应极化电场（即二次场）衰减快慢的一种测量参数（用百分数表示）。由于岩石中的含水或富水地段水分子的极化能力较强，因此二次场一般衰减较慢，故D和τ值相对较大。

激发极化法和电阻率法一样，分为测深法、剖面法和测井法。其中，激发极化测深法用得最多，主要用于寻找层状或似层状分布的含水层以及较大的溶洞含水带，并可确定它们的埋藏深度。还可根据含水因素（M_s）和已知钻孔涌水量的相关关系，大致估计设计钻孔的涌水量。

由于激发极化所产生的二次场值小，故这种方法不适用于覆盖层较厚（如大于20 m）和工业游散电较强的地区。

三、交变电磁法

电磁法是近20～30年才推出的新物探方法。目前已在生产中使用的有甚低频电磁法（利用超长波通讯电台发射的电磁波为场源）、频率测深法（以改变电磁场频率来测得不同深度的岩性）、地质雷达法（利用高频电磁波束在地下电性界面上的反射来达到探测地质对象的目的）等。其中，甚低频法对确定低阻体（如断裂带、岩溶发育带和含水裂隙带）比较有效。而地质雷达则具较高的分辨率（可达数厘米），可以测出地下目的物的形状、大小及其空间位置。

近年来，前苏联科学家又设计出一种新的能直接寻找地下水的电磁法，即核磁找水法。其原理如下：由于水具弱磁性，故在磁场作用下，其磁矩将沿地磁的方向排列。当在垂直地磁场方向施加一定强度和频率的人工磁场时，水分子就会产生核磁共振现象。其磁振动率将会在地面铺设的金属线圈中产生一定的电流感应讯号。测定出这种讯号的强度，就可确定出地下水的埋深和富集程度。

四、放射性探测法（天然放射性找水法）

放射性探测法，是随着近年来核辐射理论迅速发展而推出的一种崭新的地球物理探测方法。它不用人工场源、测量仪器体积小，操纵方法简单、工效高，使用不受地形条件限制，是一种很有前途的物探方法。

自然界存在三个放射性元素系（铀—镭系、钍系和锕系）和一些不成系的天然放射性元素，但在岩石和水中分布较广泛的，主要有铀（U）、镭（Ra）、氡（Rn）、钍（Th）和钾（⁴⁰K）。天然放射性元素发生衰变时能放出α、β、γ射线，而这些射线的强度可利用核辐射探测仪器加以测定。尚需指出，用放射性方法所测量到的射线主要是氡及其子体产生的，而铀、镭等元素放出的射线是次要的，故氡及其子体是放射性探测法首先重视的对象。

放射性探测法主要适用于寻找基岩地下水。这是基于以下原因：①不同类型岩石，由于其放射性元素含量不同，其放射性强度常有差异；②岩石中断裂带和裂隙发育带，常是放射性气体运移和聚积的场所，故可形成放射性异常带；③在地下水流动过程中（特别是在出露地段），由于水文地球化学条件的突然改变，可导致水中某些放射性元素的沉淀或富集，从而形成放射性异常。

放射性探测的方法很多，目前使用较多的方法有：

（1）γ测量法。所测量的是铀、钍、钾等放射性元素及其子体辐射出的射线的总强度。

（2）放射性能谱测量法。它除能测量出γ射线总强度外，并能区分出铀、钍、钾的γ辐射强度。

（3）射气测量法。该方法是用射气仪（测氡仪）测量土壤中放射性气体（主要是氡气）的浓度，以发现浮土下基岩中的放射性异常带。

（4）α径迹测量法和α卡法。这两种方法均是测量土壤盖层中α射线的方法。

（5）²¹⁰Po法。它和α卡法一样，是一种测量土壤层中氡气长期积累量的化探方法。

⑧ 物探方法

重力勘探，磁法勘探，电法勘探，地震勘探，这些是主要的四种方法。电法和磁法多用于固体矿产的勘探，地震多用于石油勘探。

⑨ 石油物探的主流方法

使用：重力法、电法、地震勘探法、磁法，还有测井、化探。
在区域普查阶段提供的有利地区和构造带上﹐开展地震法普查和详查工作﹐确定可能的含油气构造和油气圈闭﹐为石油钻探工作提供井位。中国已发现的油气田中﹐多数是根据地震勘探资料进一步进行钻探发现的。 在石油物探中是探测精度最高的一种方法﹐特别是地震反射法﹐但勘探成本高于其他石油物探方法。由于它的勘探效果较好﹐已成为石油物探中最有力的勘探手段﹐应用最广。地震勘探方法主要分为反射法和折射法两大类。
1 地震反射法 用此法可以了解地壳深部结构和基底表面起伏﹐研究地壳内部结构和划分区域构造单元﹔寻找和勘探各种可能的含油气构造﹐通过钻探寻找构造﹐圈闭油气藏﹔还可以了解沉积岩层的岩性和岩相变化﹐与地质和钻探相结合﹐寻找岩性圈闭或岩性与构造复合圈闭油气藏﹔在条件有利的地区﹐还可能直接找矿。
地震反射法的基础是地下岩层的波阻抗的差异。沉积岩层的岩相变化及岩石孔隙中所含流体(油﹑气﹑水)性质的不同﹐使岩层的波阻抗发生变化﹐影响地震反射波的振幅。根据地震反射法所记录的反射波走时﹐可以计算出波的速度和反射界面的埋藏深度﹐从而了解基底表面起伏和沉积岩内部构造。根据记录的地震反射波振幅等特点﹐以及所计算出来的地震波速度等资料﹐可以了解地下岩层的岩性﹑岩相变化和岩石孔隙中所含流体的性质。
用地震反射法通常可以观测到界面深度达6000米左右或更深的反射。因而﹐使用地震反射法可在几公里深的整个沉积剖面中﹐了解各种不同深度的地质构造﹐寻找与背斜﹑断层﹑断块和盐丘构造等有关的构造圈闭油气藏。地震反射法提供的地下地质构造精度很高﹐在理想条件下﹐得到的地质构造起伏的误差在3～6米范围内﹐确定断层落差的精度可达10米左右。地震反射法虽然能作出具有明显波阻抗差异的任何反射层的构造图﹐但没有钻井资料和地质资料﹐是不能确定各反射层的地质层位的。因此在对地震反射法资料进行解释时﹐必须同地质资料和钻井资料紧密结合起来﹐避免出现差错。
地震反射法还用来研究地下岩层的岩性和岩相变化情况﹐试验寻找与地层遮挡﹑岩性尖灭﹑礁块和古潜山等有关的岩性圈闭油气藏﹐或构造与岩性复合圈闭油气藏。从地震反射法资料可以得到沉积岩层变薄的趋势﹐或岩性变化的显示。但是﹐单纯利用地震反射法资料﹐目前还不能解决与岩相变化有关的地层圈闭油气藏的勘探问题﹐必须将地震反射法资料同测井资料﹑物性资料﹑地质资料和钻探资料密切结合进行综合解释。利用地震反射波的振幅增强及其他和油气有关的地震波标志﹐可以直接寻找石油和天然气。在新生代沉积盆地中寻找较浅的砂岩贮气层﹐这种勘探方法取得了较好的效果﹔但在古老的沉积盆地中寻找较深的含油层﹐则受到较大的限制。
2地震折射法 此法可以用来了解基底表面起伏﹐划分区域构造单元﹐了解沉积岩层内部构造﹐寻找可能的含油气构造﹔利用所求出的界面速度研究地层的岩性。根据所记录下来的地震折射波走时﹐可以求出地下高速界面如基底﹑盐丘﹑炭酸盐岩的埋藏深度和起伏形态﹐并且可以计算出地震波沿高速岩层传播的界面速度﹐了解地下高速岩层的地质构造和岩性。在有利条件下﹐还可用来确定高速岩层断层的落差。但它不如反射法能同时了解地下多个岩层界面的详细构造情况﹐而且勘探精度也低于反射法。

⑩ 物探方法的分类

地球物理勘探（简称物探）是用物理方法找水、找矿的一种重要的地质勘探手段。它是以地下岩（矿）石间存在物理性质差异为基础，用物探仪器观测天然或人工物理场的分布，用以研究地质构造，寻找地下水源和矿产，以及解决其他地质问题的一门学科。不同的岩（矿）石具有不同的物理性质，例如磁铁矿具有很强的磁性，金属硫化物矿具有明显的良导电性和电化学活动性，各类岩（矿）石间都存在密度差异等。这些物理性质的差异能引起天然物理场（如磁场、电场等）或人工物理场的分布差别（称为物探“异常”）。用物探仪器测得异常，并研究物探异常与被探测对象间的内在联系，从而能解决一系列找水和地质问题。

由于岩（矿）石物理性质的多样性，用于地质研究的物探方法很多。根据岩（矿）石的物理性质，可对物探方法进行分类。主要水文物探方法的分类与应用见下表。

主要水文物探方法的分类与应用简表

续表

续表

对表中几种主要水文物探方法的实质解释如下。

（一）电法

电法勘探在水文工程地质调查中应用广泛，效果良好。电法勘探是利用岩（矿）石间电学性质的差异，观测和研究人工或天然电磁场的空间和时间分布规律，进行找水、找矿、解决其他地质问题的一类物探方法。岩（矿）石的电学性质主要有导电性（电阻率ρ）、电化学活动性（激发极化特性和自然电位跃变）、介电常数（ε）和导磁性（磁导率μ）。电法具有利用的物性参数多、场源和装置形式多、观测要素多以及应用范围宽等特点。针对不同的地质任务，为适应不同地质条件，电法勘探形成了许多分支和变种。

（二）地震法

地震勘探是以岩石间的弹性差异为基础，分析地震波在岩石中的传播规律，用以查明地质构造和解决水文工程地质问题的一种物探方法。地震波由震源点出发向下传播过程中，遇到有波阻抗差的分界面时产生反射和折射，并传播到地面。用地震仪按时间序列记录返回地面接收点的地震波，用计算机计算弹性波在地层中传播的速度，计算岩层的产状和埋深，并推断地质结构。地震勘探在水文工程地质勘查中，主要用来研究地质剖面和构造，确定含水层的分布和岩土物理力学性质等地质问题。地震勘探广泛用于寻找油、气和煤田构造。

（三）放射性法

放射性探测是基于岩（矿）石的天然和人工放射性强度，来寻找有用矿产、找水、研究其他地质问题。岩（矿）石或多或少地含有微量的天然放射性元素；岩石中的放射性元素在不同的物理化学条件下经地下水的长期作用，将发生迁移和富集；不同地质体在人工放射线照射下的反应也不同。这些都为放射性测量寻找有用矿产、探测地下水源以及研究其他地质问题提供了物理前提。

（四）地热法

地热能由地球内部源源不断地向地表传导，形成天然地热场。地热探测法以岩石热传导性质的差异为基础，通过测量并研究天然热场的分布规律，来推断地质构造和解决水文地质问题。岩石中温度异常的形成取决于岩石的温度特性和构造，并在很大程度上与地下水的运移特性有关。充满于空隙和裂隙中运动着的地下水，能加速地热能的对流和迁移，从而形成热异常，地温测量是一种有效的水文地质调查方法。

（五）磁法

自然界岩石和矿石常常具有不同的磁性，使得电磁场在局部地区产生变化，出现磁异常。利用磁法勘探，发现并研究磁异常，可以寻找有用矿产、推断地质构造。磁法勘探可以追索圈定赋水花岗岩风化裂隙带和断层破碎带。微磁测量可以寻找挡水岩脉，圈定火成岩体强风化壳的分布范围。磁法勘探主要用来预测与区域水文工程地质有关的地质构造和深部断裂。

（六）重力法

重力勘探是以岩（矿）石的密度差异为前提，用高精度重力仪测量地面的重力异常，来调查地质构造和矿产分布。局部地质体的密度与围岩有差异时，重力分布与区域正常重力分布产生偏差，它与地壳上层构造和有用矿产有关。重力勘探可用于寻找金属矿产、预测油气及煤田构造、寻找地热与地下水。在有利的条件下，高精度重力测量可以推测溶洞的位置。重力勘探主要用来预测与区域水文工程地质有关的地质构造和深部断裂。

（七）遥感法

遥感技术属于特高频电磁法，以摄像方式为主，目前主要应用航空照片（简称航片）和卫星图片（简称卫片）进行判释，信息量丰富、视域广阔、效率较高。它对水系分布反映清晰，对地貌反映清楚，对岩脉和破碎带都有清晰的反映。因此，遥感方法适用于圈定山前冲洪积扇并分析河网与古河床的范围，以及划定裂隙位置，便于寻找裂隙水。

按照不同测量空间，物探分为地面物探、地下物探、航空物探等。地下物探主要在钻孔和坑道中观测。在钻孔中进行的各种物探测量总称为地球物理测井，其主要任务是研究井壁周围岩层的状态和性质，划分钻孔地质剖面和了解地下水的活动规律。