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[摘要]地层内存在变形是不争的事实，在地质勘探中关注并运用变形监测的有关方法，有助于了解地层内部构造，发现并预防地质灾害的发生。本文即通过分析变形的有关概念以及变形监测方法的梳理关注了变形监测在地质勘探中的运用。
[关键词]变形监测 地质勘探
[中图分类号] P624 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-12-161-1
地质勘探指通过各种手段、方法对地质进行勘查、探测，确定合适的持力层，根据持力层的地基承载力，确定基础类型，计算基础参数的调查研究活动。发现有工业意义的矿床，为查明矿产的质和量，以及开采利用的技术条件，提供矿山建设设计所需要的矿产储量和地质资料，是地勘的目的之一。
自然界存在各种形式的变形。变形是指变形体在各种影响因素的作用下，其形状大小及位置在时空域中发生的变化。在地质勘探中，关注变形意义重大。就地学中的变形来说，当变形量不超过一定范围时，不会造成危害；而当变形量超过变形体所能承受的允许范围时，则往往会带来严重的灾难。隧道塌方、岩崩、滑坡、潰坝和桥梁的垮塌等等，都是典型的变形破坏现象。变形监测的目的就是对具有代表性的变形监测点进行多期重复观测，通过建立变形模型与数据处理，获得变形体的变形规律，进而做出变形分析和预测预报。
变形监测又称为变形测量或变形观测，变形测量是对设置在变形体上的观测点进行周期性地重复观测，求得观测点各周期相对于首期的点位或高程的变化量。
相对普通测量，变形观测要求采用高精度的仪器设备进行重复观测，以获得变形体在不同时期的数据，通过数据分析剔除粗差求得各期的坐标（包括高程），并采用数理统计的方法对变形体进行预测，以达到对变形体的综合治理。目前在国内变形观测已广泛应用于地质勘探工作当中。
变形分类包括两种，即变形体自身的形变以及变形体的刚体位移。变形体自身的形变包括：伸缩、错动、弯曲和扭转四种变形，刚体位移则含整体平移、整体升降、整体转动和整体倾斜。
与变形分类相关，变形监测也可分为两类：静态变形监测和动态变形监测。静态变形是时间的函数，观测结果只表示在某一期间内的变形，静态变形通过周期测量得到。静态监测是周期性的对建筑物进行变形观测。观测对象的变形过程一般都是动态过程，只不过有的变形速度很快，有的则很慢。通常是通过对被研究对象的不同离散时刻点进行观测，这时把对象作静态系统看待，然后由多个时刻的观测结果，再来研究其运动的动态过程。
变形监测数据获取的方法的选择取决于变形体的特征、变形监测的目的、变形大小和变形 速度等因素。高精度测量仪器的地面监测技术、近景数字摄影测量方法、三维激光扫描技术以及GPS监测系统等手段已经广泛应用于地质勘探位置数据的采集。
摄影测量方法适用范围包括露天矿、隧道断面验收测量，物料（如煤堆）体积测量，露天边坡及取土场稳态监测以及塌陷区测量。物理学传感器方法是将观测对象的各种物理量（如位移、应变、温度、应力等）转变为电信号以便进行测定。它是变形测量中的一种行之有效的方法，能监测到变形体内部变形和受力状况。GPS 作为一种全新的现代空间定位技术，已逐渐在越来越多的领域得到应用，包括地勘领域。GPS 用于短距离变形监测的精度可达毫米级，从而为地质勘探等高精度变形监测提供了一种新的手段。
以地下煤层勘探为例，三个煤级的煤样高温高压实验结果表明，煤是一种温度敏感性较弱的岩石。影响煤层构造变形机理的关键因素是煤级，随煤级增高煤层塑性减弱、脆性增大。韧性变形主要发生在煤级较低的煤层，煤级较高煤层主要发生脆性变形。不能完全用煤层本身强度特性解释煤层容易发生强烈流变或成为拆离、滑脱层的现象，需考虑其它可能因素。
在构造变形比较强烈的煤田，煤层经常发生强烈褶皱、碎裂、甚至流变，导致煤层赋存状态复杂化和煤与瓦斯突出的危险性增大。多数拆离、滑脱断层通常沿着煤层发生，因此我国学者对煤层构造变形问题一直比较重视。变形观测与测绘则有利于发现其中原因并采取相应措施。
再如通过断裂超微变形构造分析，对柴达木盆地周边断裂构造发育的应力-应变环境进行了较为深入的探讨。研究结果表明：新高泉断裂超微构造以密度较低的平直位错线为典型特征，反映了相对较低的应力-应变环境；大头羊逆冲断裂位错密度高，位错形态复杂，呈弯曲状延伸，局部发育位错环，应力-应变环境较高；绿梁山逆冲断裂的超微构造以亚颗粒的普遍发育为显著特征，表明应变环境已达恢复阶段；纳赤台逆冲断裂的超微构造较为复杂，位错线、位错壁和亚颗粒都有不同程度的发育，表明变形的复杂性。根据超微构造的特征，这对不同断裂的古构造应力和应变速率进行了计算。
柴达木盆地是在前侏罗纪柴达木板块基础上发育起来的中、新生代陆内沉积盆地，为围限于阿尔金山褶皱带、祁连山褶皱带和东昆仑山之间的负向构造单元，是我国重要的大型含油气盆地之一，构造线走向多呈NW向，少数呈近EW向。中、新生代以来，由于周边板块的相互作用，其内部构造呈现很多的变形。这些变形在地质勘探中是必须注意并加以解决的。
地层内存在变形是不争的事实，在地质勘探中关注并运用变形监测的有关方法，有助于了解地层内部构造，发现并预防地质灾害的发生。
参考文献
[1] 胡友健 梁新美 许成功.论GPS变形监测技术的现状与发展趋势.测绘科学.2006.05期.
[2] 董庆金 钟金宁.建（构）筑物变形监测与趋势预测模型研究.现代测绘.2013.03期.
[3] 王晓华 胡友健 柏柳.变形监测研究现状综述.测绘科学.2006. 31（2）.
[关键词]变形监测 地质勘探
[中图分类号] P624 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-12-161-1
地质勘探指通过各种手段、方法对地质进行勘查、探测，确定合适的持力层，根据持力层的地基承载力，确定基础类型，计算基础参数的调查研究活动。发现有工业意义的矿床，为查明矿产的质和量，以及开采利用的技术条件，提供矿山建设设计所需要的矿产储量和地质资料，是地勘的目的之一。
自然界存在各种形式的变形。变形是指变形体在各种影响因素的作用下，其形状大小及位置在时空域中发生的变化。在地质勘探中，关注变形意义重大。就地学中的变形来说，当变形量不超过一定范围时，不会造成危害；而当变形量超过变形体所能承受的允许范围时，则往往会带来严重的灾难。隧道塌方、岩崩、滑坡、潰坝和桥梁的垮塌等等，都是典型的变形破坏现象。变形监测的目的就是对具有代表性的变形监测点进行多期重复观测，通过建立变形模型与数据处理，获得变形体的变形规律，进而做出变形分析和预测预报。
变形监测又称为变形测量或变形观测，变形测量是对设置在变形体上的观测点进行周期性地重复观测，求得观测点各周期相对于首期的点位或高程的变化量。
相对普通测量，变形观测要求采用高精度的仪器设备进行重复观测，以获得变形体在不同时期的数据，通过数据分析剔除粗差求得各期的坐标（包括高程），并采用数理统计的方法对变形体进行预测，以达到对变形体的综合治理。目前在国内变形观测已广泛应用于地质勘探工作当中。
变形分类包括两种，即变形体自身的形变以及变形体的刚体位移。变形体自身的形变包括：伸缩、错动、弯曲和扭转四种变形，刚体位移则含整体平移、整体升降、整体转动和整体倾斜。
与变形分类相关，变形监测也可分为两类：静态变形监测和动态变形监测。静态变形是时间的函数，观测结果只表示在某一期间内的变形，静态变形通过周期测量得到。静态监测是周期性的对建筑物进行变形观测。观测对象的变形过程一般都是动态过程，只不过有的变形速度很快，有的则很慢。通常是通过对被研究对象的不同离散时刻点进行观测，这时把对象作静态系统看待，然后由多个时刻的观测结果，再来研究其运动的动态过程。
变形监测数据获取的方法的选择取决于变形体的特征、变形监测的目的、变形大小和变形 速度等因素。高精度测量仪器的地面监测技术、近景数字摄影测量方法、三维激光扫描技术以及GPS监测系统等手段已经广泛应用于地质勘探位置数据的采集。
摄影测量方法适用范围包括露天矿、隧道断面验收测量，物料（如煤堆）体积测量，露天边坡及取土场稳态监测以及塌陷区测量。物理学传感器方法是将观测对象的各种物理量（如位移、应变、温度、应力等）转变为电信号以便进行测定。它是变形测量中的一种行之有效的方法，能监测到变形体内部变形和受力状况。GPS 作为一种全新的现代空间定位技术，已逐渐在越来越多的领域得到应用，包括地勘领域。GPS 用于短距离变形监测的精度可达毫米级，从而为地质勘探等高精度变形监测提供了一种新的手段。
以地下煤层勘探为例，三个煤级的煤样高温高压实验结果表明，煤是一种温度敏感性较弱的岩石。影响煤层构造变形机理的关键因素是煤级，随煤级增高煤层塑性减弱、脆性增大。韧性变形主要发生在煤级较低的煤层，煤级较高煤层主要发生脆性变形。不能完全用煤层本身强度特性解释煤层容易发生强烈流变或成为拆离、滑脱层的现象，需考虑其它可能因素。
在构造变形比较强烈的煤田，煤层经常发生强烈褶皱、碎裂、甚至流变，导致煤层赋存状态复杂化和煤与瓦斯突出的危险性增大。多数拆离、滑脱断层通常沿着煤层发生，因此我国学者对煤层构造变形问题一直比较重视。变形观测与测绘则有利于发现其中原因并采取相应措施。
再如通过断裂超微变形构造分析，对柴达木盆地周边断裂构造发育的应力-应变环境进行了较为深入的探讨。研究结果表明：新高泉断裂超微构造以密度较低的平直位错线为典型特征，反映了相对较低的应力-应变环境；大头羊逆冲断裂位错密度高，位错形态复杂，呈弯曲状延伸，局部发育位错环，应力-应变环境较高；绿梁山逆冲断裂的超微构造以亚颗粒的普遍发育为显著特征，表明应变环境已达恢复阶段；纳赤台逆冲断裂的超微构造较为复杂，位错线、位错壁和亚颗粒都有不同程度的发育，表明变形的复杂性。根据超微构造的特征，这对不同断裂的古构造应力和应变速率进行了计算。
柴达木盆地是在前侏罗纪柴达木板块基础上发育起来的中、新生代陆内沉积盆地，为围限于阿尔金山褶皱带、祁连山褶皱带和东昆仑山之间的负向构造单元，是我国重要的大型含油气盆地之一，构造线走向多呈NW向，少数呈近EW向。中、新生代以来，由于周边板块的相互作用，其内部构造呈现很多的变形。这些变形在地质勘探中是必须注意并加以解决的。
地层内存在变形是不争的事实，在地质勘探中关注并运用变形监测的有关方法，有助于了解地层内部构造，发现并预防地质灾害的发生。
参考文献
[1] 胡友健 梁新美 许成功.论GPS变形监测技术的现状与发展趋势.测绘科学.2006.05期.
[2] 董庆金 钟金宁.建（构）筑物变形监测与趋势预测模型研究.现代测绘.2013.03期.
[3] 王晓华 胡友健 柏柳.变形监测研究现状综述.测绘科学.2006. 31（2）.