怎样进行地质勘探测量?

作为从事地质工程的技术人员，除了应掌握地质勘探工程的专业知识外，还应熟悉勘探工程中的测量工作，尤其是现在测量电子仪器的广泛使用，测量仪器操作越来越简单，应具 有参与或组织实施测量业务的能力，合理使用测量资料。
地质勘探测量通常包括地质填图、勘探工程、地质剖面等测量工作。
第一节 概述
地质勘探是为了详细查明地下资源，并确定矿物位置、形状及储量。地质勘探一般分为普查、详查和精查三个阶段。普查阶段是根据在地表上所发现的矿点（矿体露头）以及配合地表揭露工程和少量的勘探工程等手段所进行的地质观察。初步查明矿产的品种、矿体的规模、形状和产状，确定矿石的品位和储量。详查阶段亦称勘探阶段，是在普查基础上对矿区进行更详细的勘查，目的是查明矿区的地质构造、矿体产状、矿石品位、物质成份及储量等获得更可靠的地质资料。精查是在普查和详查的基础上，进一步查明矿产品的埋藏情况，确定矿体的品位、储量、开采价值、开采方法等，为下一步开矿作好准备。地质勘探工程测量是为地质勘探提供可可靠的测绘资料，配合地质勘探作业以保证任务的完成。
地质勘探工程测量的主要工作任务是：
1.为勘探工程的设计和研究地质构造提供勘探区域的控制测量和各种比例尺的地形图； 2.根据地质工程的设计，在实地给出工程施工的位置和方向(又称定位和定线)； 3.竣工后测出工程点的平面坐标和高程；
4.提供编制地质报告和储量计算的有关图纸资料。
为了进行上述测量工作,应首先在勘探区建立测量控制网,控制网的等级应以《地质勘察测量规程》为依据，并结合勘探区的地形条件和勘探网的密度和精度要求，还应同时满足矿区所需比例尺地形图测量的需要，其它测量工作在控制测量的基础上进行。一般情况下作为地质勘探区首级平面控制网，可根据勘探面积、勘探网密度和地形条件，布设四等或5″级导线网，若有GPS接收机，也可布设相应等级的GPS控制网，在此基础上再以交会、导线等方法进行加密。高程控制网根据不同的精度要求，可采用水准测量、三角高程测量或GPS测高。
当勘探区已建立地形测量控制，如果精度能满足勘探工程测量的需要时，应利用其作为一切勘探工程测量的平面和高程控制，不必重新布网。如其密度不够，可在原有基础上进行加密。
勘探区的地形测量是为地质勘探工程服务的，测图比例尺的大小是随地质勘探对矿石储量计算的精度要求不同而变化的。储量计算的越精确，测图比例尺就越大，随着勘探工程的进展，勘探工程所需的地形图比例尺也逐渐变大。一般应满足大比例尺（1：500～1：5000）测图的需要。

第二节 地质填图测量
在矿区勘探工程中，首先要进行地质填图，通过地质填图来详细查清地面地质情况，划分岩层，确定矿体分布，以便正确了解矿床与地质构造的关系及规律，为下一步的勘探工作提供可靠的依据，并作为储量计算的地表依据。
一、地质填图的比例尺
地质填图是用地形图作为底图，将矿体的分布范围及品位变化情况、围岩的岩性及地层
的划分、矿区的地质构造类型以及水文地质情况等填绘到地形图上，即成为一张地质地形图。在地质工作的各个阶段，要填绘不同比例尺的地质图。在普查阶段，要填绘1：10万或1：20万的区域地形图，详查阶段，要填绘1：1万、1：2 .5万或1：5万的地质地形图。在精查阶段，填图比例尺依据矿床的具体情况而定，若矿床的生成条件简单，产状较有规律，规模较大，品位变化较小，则采用的比例尺就小，反之较大。一般规模大、赋存条件简单的矿床如煤、铁等沉积矿床，通常用1：1万至1：5万比例尺的地质地形图；对于规模较小、赋存条件较复杂的矿床如铜、铅、锌等有色金属的内生矿床，通常用1：2000和1：1000的地质地形图；对于某些稀有金属矿床，还可采用更大的比例尺，如1：500。一般地形图的比例尺应与地质填图的比例尺相同，
二、地质填图的方法
地质填图测量包括地质点测量和地质界线测量两个步骤，其中地质点测量是最基本的测量工作。
地质点是指勘探矿区地表上反映地质构造的点，如露头点、构造点，岩体和矿体界线点、水文点等。它们是地质人员进行地质调查的地质观察点，是填绘地形图的重要依据。这就需要采用适当的方法将地质点测绘在地形图上。地质点的位置是地质人员在实地观察确定的，确定后用红油漆或插一小红旗作为标记，并编号。
测定地质点前应准备好作为底图的地形图，控制点资料，并对控制点进行检查。要充分利用测区已有的控制点，如果控制点不足，可采用导线测量等方法加密。地质点测量作业方法、程序及要求与地形测图的碎部点测量完全相同，地质点测量一般由地质人员与测量人员共同完成。地质人员在选择地质点，描述地质内容和绘绘制地质蓝草图时，兼职立尺员，测量人员按照地形图中测碎部点的方法，测定地质点的平面位置和高程，最后制成地质地形图。
矿体及岩层界线的圈定：在测定地质点的基础上，根据矿体和岩层的产状与实际地形的关系，将同类地质界线点连接起来，并在其变换处适当加密点，地质界线的圈定一般由地质人员现场进行，也可野外记录，室内圈定。图12-1是地形图作为底图绘出的部分地质图，图中虚线表示的是根据地质点和地质界线的观测资料圈定的地质界线，例如虚线1～2表示侏罗系（J）和三叠系（T）地层的分界线（P为二叠系、C为石炭系、D为泥盆系、S为志留系）
三、地质填图中的注意事项
1、 地质人员在进行地质点观察时，应携带地形图，并绘制草图
3
2、 地质填图应充分利用已有的控制点，包括图根点，控制点经检查符合要求的情况下，
可以直接使用。当控制点丢失或破坏时，必须重新建立图根控制。
3、 地质点测量根据具体的条件可采用：平板仪极坐标法，经纬仪配合小平板仪法，有
条件可采用全站仪进行数字化成图方法测设或用RTK直接测量地质点的坐标。

第三节 勘探工程测量
一、勘探线、勘探网的测设
在地质勘探过程中，各种勘探工程如槽、井、钻孔和坑道等一般都是沿着一定直线方向布设的，这些直线叫勘探线。勘探线又彼此交叉构成一定形状的格网，称为勘探网
（一）勘探线、勘探网的布设形式
勘探工程的布设，一般是平行于矿体走向或者垂直于矿体的走向。人们把平行于矿体走向的勘探线称为横向勘探线。垂直于矿体走向的勘探线称为纵向勘探线。纵横勘探线相互交叉构成勘探网。勘探网的形状和密度由矿体的种类及产状确定。一般有正方形、矩形、菱形和平行线型。

勘探网内勘探线的间距是根据矿床类型、勘探阶段要求探明的储量等级而定，一般在20米至1000米之间。为了控制勘探线和勘探网的测设精度，也须遵循先整体后局部的原则，首先在矿区中布设一基线，然后再布设其它勘探线。如图12-3所示，M、N为基线。勘探网上点的编号以分数形式表示，分母代表线号，分子代表点号，以通过基线P的零点为界，西边的勘探线用奇数表示，东边的用偶数表示；以基线为界，以北的点用偶数号表示，以南的用奇数表示。
0
2
表示基线与东第一条勘探线的交点。 （二）勘探线、勘探网的测设 1、基线的测设
在已建立测量控制网的情况下，根据地质勘探工程的设计坐标和已知测量控制点的坐标反算测设数据，直接将地质勘探工程测设到实地上。在尚未建立控制网的勘探区，若没有全站仪，应首先布置勘探基线作为布设勘探网的控制。由地质人员和测量人员实地确定基线的方向和位置，基线一般由三点组成，

测井与井中物探的方法很多，它们以电学、磁学、电磁学、声学、热学、核物理学以及电化学等理论为基础，研究岩石、矿石的物理性质。 测井方法 　主要有电法测井、声波测井、核测井、地层倾角测井、地层测试测井、气测井、随钻测井、生产测井等。①　电法测井。据油（气）层、煤层或其他探测目标与周围介质在电性上的差异，采用井下装置沿钻孔剖面记录岩层、矿层的电阻率、电导率、介电常数、激发极化特性及自然电位变化。如电阻率测井、微电极测井、侧向测井、感应测井、介电测井、激发极化测井、自然电位测井等。②　磁测井。利用磁测井仪沿钻孔剖面测量地磁场强度或岩石、矿石磁化率变化，如垂直磁场强度测井、磁化率测井等（见图）。 　③　声波测井。利用岩石的声波传播特性，研究钻孔剖面岩层地质特征和井下工程情况。声波测井按其探测目的不同，可分为声速测井和声幅测井两类。常用的声波测井方法有：声速测井（纵波速度和横波速度）、幅测井、声波变密度测井（或称微地震测井）、声波电视测井等。④　核测井。测量井剖面岩石的天然放射性射线强度，或测量经过放射性源照射后，岩石所产生的次生放射性射线强度,用以发现核金属矿藏，确定岩石成分,计算岩石地质或物性参数，判断气层等。⑤　地层倾角测井。测量地层的倾角与方位角，能够确定真实的地层倾角和方位的变化。可用于研究构造变化，确定断层、不整合、交错层、砂坝、岩礁，以及研究地质沉积环境等。此外，地层倾角测井还可以探测井壁附近地层裂缝带，确定裂缝走向和方位，通常又称为裂缝识别测井。⑥　地层测试测井。使用电缆式地层测试器，在裸眼井进行地层流体（油、气、水）取样，测定地层流体恢复压力，通过计算获得原始地层压力及有效渗透率。它可用于探井中途测试，是一种直接找油、找气的探测方法。⑦　气测井。测定钻开岩层后进入泥浆中的烃类气体（甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷等）和非烃类气体的含量及其化学组分，用以发现探井中油（气）层，提供测试层位。它是石油勘探中一种直接找油、找气的测井方法。⑧　随钻测井。将电阻率、自然γ、井斜等传感器装在钻挺内，边钻进边测量，脉冲信号通过泥浆传输到地面记录系统，可以消除泥浆对油（气）层侵入的影响，能反映油（气）层的负电阻率，提高地层评价精度。井斜信息能及时确定井眼斜角和方位角，控制钻井质量。这种方法目前已在世界海洋钻井工作中使用。⑨　生产测井。测量套管井内流体的流量、含水率、压力、温度等参数。它是在射孔作业以后进行的油井生产动态测井。此外，在水文地质勘探中也有广泛用途。生产测井可以分为流量测井、含水率测井、压力测井及温度测井等。 井中物探方法 　按理论体系分，有 3类十几种方法。①　基于求解拉普拉斯方程(或泊松方程)，研究电位、重磁位场畸变响应的方法。如井中自然电位法、井中电阻率和激发极化法、井中磁测法、井中重力法等。②　基于求解矢量扩散方程，以频率域或时间域研究电磁感应现象的方法。如井中低频电磁法、井中脉冲瞬变电磁法等。③　基于求解波动方程，研究弹性波或电磁波传播(速度、衰减吸收等)的方法。如单孔或跨孔地震法、单孔或跨孔电磁波法、井中声波法等。

（一）钻孔位置测量

1.钻探工程的作用

钻探工程是勘探工程中的重要勘探手段，通过钻探可以取得岩心和矿心实物。这些实物可作为观察分析的资料，依据这些资料来探明地下矿体的范围、深度、厚度、倾角及其变化情况。

2.钻孔的布设

随矿体类型及勘探储量计算等级的要求不同，钻孔布设的形式和密度也就不同，但一般都是布设成勘探线或勘探网。目前主要采用勘探线。勘探线是一组与矿体走向基本垂直的直线。钻孔的位置是预先设计好的，其设计坐标是已知的，它是测设钻孔地面位置的原始数据。

3.钻探工程测量的主要任务

钻探工程测量的主要任务是测定钻孔的地表位置。钻探工程的工作量较大，成本费用也较高。所以对于钻孔孔位的布设要谨慎小心，并应仔细核对，以免定错孔位而造成人力、物力的极大浪费。钻孔测量一般分为初测、复测和定测3个步骤。

（1）初测

初测也称布孔，其任务是根据地质设计书的设计方位和间距，利用已有控制点将其测设到实地上，以便设钻施工。测设孔位的常用方法有：交会法、极坐标法或剖面线法。现大多采用全站仪法和GPS、RTK方法测设。

初测中也需测定孔位的初测高程。通常是利用布孔中所用已知点的高程，采用独立三角高程交会方法测定。

（2）复测

1）复测桩的测定。初测标定的孔位标志桩通常会遭破坏。因此，必须在平整后的场地平台上恢复原来布设的钻孔位置，这项工作称为钻孔位置的校正，简称复测。所以在初测定位后，应随即设置复测校正桩作为复测的依据。一般的做法是：在标定的孔位桩周围钉几个控制桩（图1-52），P′为孔位桩，1，2，3，4为控制桩。控制桩1，2，3，4供复测钻孔用的，因此又叫复测桩。复测桩应设置在平整场地的影响之外。另外，还要根据初测桩测出复测桩的高程。

图1-52 钻孔位置示意图

2）孔位的检核。机台平整以后，即可用复测桩对孔位进行校核，其偏差不得超过图上的±0.1mm。若平整机台后，表示孔位的初测桩已丢失，此时需用复测桩重新标定孔位。在校核、恢复孔位后，还要对孔位桩的高程进行检核测量。

（3）定测

钻探完毕封孔后，再测定封孔标石或封孔套管中心的坐标及高程。坐标测定可采用交会法和GPS定位法，亦可采用经纬仪导线法或精密视距导线法。高程可采用水准测量或三角高程测量测定。不参加储量计算的钻孔，其坐标及高程可采用经纬仪视距导线施测。

定测孔位相对于附近图根点的平面位置误差不应超过图上的±0.1mm，故需按解析图根测量的方法和要求来进行定测。在地质勘探工程测量中，通常把从一、二级图根点上测定的钻孔孔位当作三级图根点，所以规定经定测后的钻孔孔位可以作为测定其他地质点和槽、井位置的测站点。

（二）探槽、探井测量

探槽、探井都是轻型山地工程，主要用于覆盖地区揭露地质现象。其测量工作分两个步骤：

1）初测。将图上设计的探槽、探井位置用全站仪或经纬仪，按极坐标法或交会法测设于实地上，或采用GPS定位。较长的探槽，一般要求测设两端点的位置。

2）定测。探槽、探井施工完毕后，再次测定其坐标及高程。

探槽、探井定测分为一般探槽、探井和重要探槽、探井，其中一般槽、井又分平地、丘陵和山地，具体测定方法如下：①重要的探槽、探井要用解析法测定，精度按测站点的精度要求。②一般探槽、探井按测定地质点的方法测定。

钻孔、探井及探槽等勘探工程位置的测定
定测孔位相对于附近图根点的平面位置误差不应超过图上的±0.1mm，故需按解析图根测量的方法和要求来进行定测。在地质勘探工程测量中，通常把从一、二级图根点上测定的钻孔孔位当作三级图根点，所以规定经定测后的钻孔孔位可以作为测定其他地质点和槽、井位置的测站点。（二）探槽、探井测量 探槽、探...

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