北戴河磁法實習報告

1、北戴河磁法勘探實習報告指導教師： 祁明松 老師曲贊老師王傳雷老師姓 名：任慧寧班序號：061084-13 學 號：2011年8月25日目錄第一章序言 1§實習日期、地點、測區(qū)自然及交通狀況 1§測區(qū)地質(zhì)及地球物理概況 3§實習任務及其完成情況 4第二章磁法勘探野外施工技術設計 4§實習的地質(zhì)任務及要求 4§磁測工作技術設計 4§磁測工作精度要求的確定 6第三章磁法勘探數(shù)據(jù)采集質(zhì)量檢查及評價 6§施工儀器性能檢查及評定 6§野外數(shù)據(jù)采集質(zhì)量檢查及評價 7第四章UXO探測及資料處理解釋 9§ UXO磁測數(shù)據(jù)的

2、整理及圖件編制 9§ UXO磁異常的分析及認識 10第五章輝綠巖體地質(zhì)調(diào)查及資料處理解釋 11§工區(qū)野外數(shù)據(jù)的整理及圖示 11§磁異常的分析及地質(zhì)解釋 12第六章結論與建議 13第一章 序言磁法勘探是以探測目標與其周圍物質(zhì)間的磁性差異為基礎， 通過觀測與研究實測磁場 的變化規(guī)律以達到查明地質(zhì)構造和尋找局部磁性目標體的一種物探方法， 是地球物理勘探 方法之一。自然界的巖石和礦石具有不同磁性，可以產(chǎn)生各不相同的磁場，它使地球磁場 在局部地區(qū)發(fā)生變化，出現(xiàn)地磁異常。利用儀器發(fā)現(xiàn)和研究這些磁異常，進而尋找磁性礦 體和研究地質(zhì)構造的方法稱為磁法勘探。磁法勘探是常用的地球物理

3、勘探方法之一。它包 括地面、航空、海洋磁法勘探及井中磁測等。磁法勘探主要用來尋找和勘探有關礦產(chǎn)（如 鐵礦、鉛鋅礦、銅錦礦等）；進行地質(zhì)填圖；研究與油氣有關的地質(zhì)構造及大地構造等問 題。選擇投入磁法勘探的前提條件是探測目標體與周圍物質(zhì)間是否存在磁性差異。有差異 磁法才能有效果，差異越明顯、目標體埋深越淺、目標體規(guī)模越大，對磁法勘探越有利。§實習日期、地點、測區(qū)自然及交通狀況磁法勘探教學實習為期六天，自 8月 16號至 8月21號的教學內(nèi)容安排如下：16 號：室內(nèi)教學、工作設計，儀器熟練性操作及一致性校正；17 號：基地操場UXO探測18 號：大梁山分組實測；19 號：室內(nèi)教學及資料整理

4、；20 號：編寫報告；21 號：編寫報告，工作匯報。此次磁法勘探實習主要包括兩部分內(nèi)容：一、UXC磁法勘探；二、輝綠巖脈探測。第一部分內(nèi)容在實習基地西側足球場進行，利用周邊環(huán)境和人為埋設的不同形體、不同磁化 方向的模型體進行訓練。測區(qū)地下 4-5 米是砂巖及砂礫石層，以下是花崗巖。周邊環(huán)境干 擾較大，主要有井蓋、天上拉設的鋼絲、場地周圍的鐵絲柵欄、場地外過往的車輛及附近 民居的電磁干擾。第二部分內(nèi)容在大梁山工區(qū)進行。大梁山測區(qū)位于秦皇島市郊北部“秦 皇島國家地質(zhì)公園”附近，距離 251 省道約一公里，測區(qū)主體在山坡上，地形變化較大。 地表植被豐富，巖石露頭不多，圍巖主要是砂巖及變質(zhì)巖。在一挖坑

5、中有輝綠巖出露，走 向、寬度不明。圖一：大梁山工區(qū)交通圖測區(qū)地質(zhì)及地球物理概況工區(qū)內(nèi)出露地層以元古界混合花崗巖為主（屬區(qū)域變質(zhì)巖），其中存在燕山期輝綠巖脈，屬淺層基性侵入型巖漿巖；局部地段有第四系坡積物存在。由于輝綠巖屬于基性巖漿巖，因此磁化率比較大，約為50008000（ 10-6SI（ k ），其圍巖花崗巖的磁化率約為 3050 （10-6SI（ K ），遠遠小于輝綠巖的磁化率，我們可以利用它們之間的磁性差異來確定杜莊工區(qū)內(nèi)輝綠巖脈的賦存狀況。表一：實習站工區(qū)部分相關地層、干擾物的物性測量一覽表相關地層及干擾物表二：大梁山工磁部分相關地層、）巖性的物性測量一覽表平均值（10-3SI）相關地

6、地巖性& 能化率（伽列）仝:氓M卡匕洱j磁化率平均值（10-3SI ）q 八 * o 丄 yj円tzd第四系土層口V-!H-rTl、2 Art L-!-rh、卄/一八天的長籬習工作中，我們在老帥的幫助指導、同學的分組協(xié)作下在野外進行 了數(shù)據(jù)5采集并對采集的數(shù)據(jù)進行了整理，用5SU8fer軟件進行了數(shù)據(jù)的反演解釋，形象的展規(guī)異常的礦體及鐵磁性危險體的分布情況。在這次這次磁法j的實習工作中，我們的主要工:作成果是獲得了磁異常等值線平面圖、精測剖面圖和平面剖面圖三張磁法勘探成果圖件。第二章磁法勘探野外施工技術設計§實習的地質(zhì)任務及要求任務一：使用磁法技術進行掩埋鐵磁性物體的詳查，查

7、明鐵磁性物體的平面位置。面積：28X 14米2;要求：自主設計，保證質(zhì)量，結果可靠，定位準確目的：通過對掩埋鐵磁性物體的詳查，了解工程物探工作中磁法探測的特點，了解環(huán)境干擾對磁異常和磁測工作的影響。通過實習任務的完成，培養(yǎng)良好的科學態(tài)度和嚴謹?shù)墓ぷ?作風。任務二：使用磁法技術進行地質(zhì)普查，查明大梁山工區(qū)輝綠巖脈 （磁性地質(zhì)體）的賦存情況；要求：設計合理，質(zhì)量可靠，熟悉過程目的：通過地質(zhì)資源調(diào)查實踐，熟悉磁法探測工作的各個過程，培養(yǎng)良好的科學態(tài)度和嚴 謹?shù)墓ぷ髯黠L，提高動手能力。§磁測工作技術設計本組工作設計內(nèi)容如下兩表：表一為任務一的工作技術設計，表二為任務二的工作技術設計表四:工作

8、任務使用磁法技術進行掩埋鐵磁性物體的詳查，查明鐵磁性物體的平面位置測區(qū)面積220*14 m工作比例尺1:100測網(wǎng)密度1*1m測線方位近南北向精測剖面19號線測線及方位近南北向磁測精度設計三級精度日變觀測23號線30號點定點方式及要求測點號+測線號（偏差不超過 20cm）探頭高度2m磁測質(zhì)量檢查方式及要求平穩(wěn)場、異常場采用相應點觀測；畸變點采用手工平滑磁性參數(shù)測定方式及要求采樣現(xiàn)場進行磁性測量磁測數(shù)據(jù)預處理要求進行日變、正常梯度、高度、正常場校正本組任務與安排拉測線：3人，測量：2人，記錄：1人，指揮：1人，聯(lián)絡：1人，采樣及測磁化率：2人備注任務二磁測工作設計主要技術要求一覽表§磁

9、測工作精度要求的確測區(qū)面積260*80m工作比例尺1:500測網(wǎng)密度13*17測線方位近南北精測剖面80號線41點（2m 一個點）測線及方位近南北磁測精度設計三級精度（）日變觀測正常場、溫差小、無外界磁干擾、地基固定，于（110,90 ）號點附近定點方式及要求基線+測線，定點誤差不超過1m探頭高度2m磁測質(zhì)量檢查方式 及要求平穩(wěn)場、異常場各30個檢查點，組間比較，滿足3級精度（），畸變點手工平滑。磁性參數(shù) 測試方式 及要求用磁化率儀現(xiàn)場米樣測量，冋類巖礦石的物性參數(shù)測定數(shù)量應該大于30個。測定標本磁性參數(shù)的靈敏度要與磁測總精度相適應，并滿足異常解釋的需要。當視磁化率時，要做退磁改正。磁測數(shù)據(jù)

10、預處理要求原始磁測資料在正式使用前，應該進行日變校正，正常梯度校正（經(jīng)、緯度 校正），高度校正，正常場校正。本組任務與安排2人拉測線、2人測量、1人記錄、1人指揮、1人聯(lián)絡、1人測磁化率、2人 采樣備注磁 測精 度的 選擇 和確 定取 決于 最小 有意 義的 探測 目標所能引起的磁異常強度。通常確定磁測精度（m為最小有意義的探測目標體所能引起的磁異常強度的1/5 1/6。磁測總精度是測點觀測誤差（含操作及點位誤差、儀器噪聲均方誤差、儀器一致性誤差以及日變改正無差）、正常場與高度等各項改正誤差的總和。本次工作的磁測精度為5nT,其中各項設計的精度要求為： 操作及點位誤差： 儀器一致性誤差： 儀器

11、噪聲誤差： 日變改正誤差: 正常場改正誤差： 高程改正誤差: 總基點改正誤差:磁測總誤差nT野外觀測均方誤差,nT基點、高程及正常場改正誤差 ,nT總計操作及點位誤差儀器一致性誤差儀器噪聲誤差日變改正誤差總計正常場改正誤差高程改正誤差總基點改正誤差521具體的誤差表格如下:表五：磁測誤差分配表第三章磁法勘探數(shù)據(jù)采集質(zhì)量檢查及評價§施工儀器性能檢查及評定此次磁法勘探實習工作所采用的儀器是加拿大的GEM公司生產(chǎn)的GSM-19T質(zhì)子磁力儀。主要的儀器設備還有：測繩、羅盤。它本身具有一定的噪聲，所以這些磁力儀的讀書 分辨率盡管等于或優(yōu)于，但接上電纜和探頭后儀器的噪聲水平卻往往達到，因此在使用

12、儀器進行高精度磁測時，必須測定實際工作時儀器的噪聲水平，測定方法如下：當有三臺以上的磁力儀同時工作時，可選擇一處磁場平穩(wěn)而又不受人文干擾場影響的地區(qū)，并使探頭間距離保持在 2 m以上，以免探頭磁化時互相影響。而后使這些儀器同時 作日變測量，觀測時要達到秒一級同步。此時的地磁場變化對這些儀器觀測值的影響是同 向的。而這些儀器各自的噪聲對觀測值的影響則是無定向的，而且儀器數(shù)量愈多，噪聲對 這些儀器觀測值的平均值的影響將趨于零，就可把此平均值視作地磁場的“真值”。因此 可取100個左右的觀測值按下式計算每臺儀器的噪聲均方根值So 式中：Xi為第i時的觀測值Xi與起始觀測值X。的差值;Xi Xi x。

13、（所有儀器的起始時間應相同）；Xi為這些儀器同一時間觀測差值 Xi的平均值。為總觀測數(shù)，i = 1,2,另外，還需進行磁力儀觀測均方誤差與一致性測定：觀測均方誤差是操作質(zhì)量，點位 誤差，探頭高度誤差，日變改正誤差等各種誤差的綜合反映，它是評價高精度磁法工作質(zhì) 量的主要指標。當對儀器的觀測誤差與一致性進行測定時，要選擇淺層干擾較少且無人文 干擾場影響地區(qū)，并要求測線穿過十余納特弱磁異常變地區(qū)。在測線上布置50100 個測點，測點作好標記，使參與生產(chǎn)的各臺磁力儀（含備用磁力儀）都在這些測點上作往返觀 測，將觀測值進行日變改正后按下式計算每臺儀器的觀測均方誤差。觀測均方誤差方式：式中： i 第 i

14、點的原始觀測與檢查觀測之差；n = 檢查點數(shù)，i = 1,2, n ；m = 總觀測次數(shù)，等于各檢查點上全部觀測次數(shù)之和。根據(jù)表 2 2 的要求判斷儀器噪聲均方誤差、儀器一致性誤差是否合格。不合格的儀器不 能投入生產(chǎn)。§野外數(shù)據(jù)采集質(zhì)量檢查及評價1. 日變觀測及校正點日變觀測站應該選擇在磁場平穩(wěn)、遠離人文設施、進出工區(qū)交通方便的地方。在日變觀測儀器探頭位置周邊1m的空間內(nèi)，磁場變化應w。探頭位置應以木樁作標記，每次觀 測時，探頭高度應保持一致。在日變觀測點附近的磁場平穩(wěn)處應設立校正點，并以木樁作標記，定點觀測。用于測區(qū)觀 測的磁力儀在一個工作日的開始前和結束后，必須在校正點測量讀數(shù)，

15、并以日變校正后的 工作前、后兩次校正點場值之差評定該儀器全天的工作質(zhì)量。如果兩次校正點場值之差大 于 3 倍的磁測工作精度，則該儀器全天測量的數(shù)據(jù)作廢。2. 測點觀測 在采集測點數(shù)據(jù)時應注意：測量人員身上不能有任何金屬物品，否則會影響觀測質(zhì)量，且 要等數(shù)字穩(wěn)定時再進行讀數(shù)， 如果前后兩個測點所測得的數(shù)據(jù)變化較大， 應選擇重復觀測。 此外，儀器操作員每換一條測線，都要對所要測量的起始點號和線號進行重新設置。在各 條測線的磁測工作解束之后，還要對其中的幾條測線進行質(zhì)量檢查。3. 磁測質(zhì)量檢查評定工作時，是使用磁場重復觀測的均方誤差為衡量磁測精度的標準。重復觀測均方誤差 的計算見下式。式中:第i點經(jīng)

16、各項改正的原始觀測與檢查觀測值之差;n總檢查總數(shù)；i= 1、2、n。該式用于計算平穩(wěn)場區(qū)的質(zhì)量檢查計算。i |Ti2 Ti11 100%式中：|Ti2 Ti1 1Ti與T2為第i點的原始觀測與檢查觀測值。該式用于計算異常場區(qū)專門剖面測量的質(zhì)量檢查計算。施工時必須保證質(zhì)量檢測的工作量，要求平穩(wěn)場區(qū)的質(zhì)量檢查點數(shù)要大于總測點數(shù)的3%絕對點數(shù)不得少于30個點。異常場專門剖面質(zhì)量檢查點數(shù)應達到 10%絕對點數(shù)不得少于 30個點。磁測的質(zhì)量檢測評價以平穩(wěn)場的檢查為主。檢查觀測應貫穿于野外施工的全過程。檢查觀 測點應在全測區(qū)均勻分布。第四章UXO探測及資料處理解釋§ UXO磁測數(shù)據(jù)的整理及圖件編

17、制野外數(shù)據(jù)的整理主要是對原始野外數(shù)據(jù)進行各項校正，原始磁測資料在正式使用前， 應該進行日變校正，正常梯度校正（經(jīng)、緯度校正），高度校正。對工程物探而言，由于 工區(qū)范圍不大，就可以不做正常梯度校正和高度校正。但日變校正必定要做。因UXO屬于淺地表勘探，一般磁異常表現(xiàn)會很大，此時各項校正值對磁異常的影響很 小，一般除日變校正外無需進行其他校正。通過對操場UXO數(shù)據(jù)的整理與計算，設定操場上的正常場的大小為53500nT,得到測區(qū)內(nèi)的最大正異常為，最大負異常為。運用surfer軟件得到UXO1場總強度Z平面等值線圖及UXOA T磁異常平面等值線圖如下。§ UXO磁異常的分析及認識對比兩幅圖，

18、可以看出：1、 在右圖中可以看出在12號測線30號點附近，有一處不是很明顯的正異常 M1。其 對應于左側模型圖西南邊鐵籬笆旁的一處地下UXO模型。2、在右圖14號測線43號點附近存在一明顯的正異常 M2其對應于左側模型圖上西 北處的uxO模型。3、 在右圖18號測線35號測點附近有一明顯的正異常 M3最大值將近500nT。其對 應于模型圖中間的UXO模型4、在右圖18號測線45號測點附近有一較明顯的正異常 M4其與14號測線43號點 處的異常相鄰，在原始磁異常圖 41 上，呈現(xiàn)在一起，沒有分離。其對應于模型圖東北 處的uxO莫型。從模型位置圖中可以看出，在東南角處，應該有一個 UXO模型。但在

19、磁異常圖中并 無對應的磁異常區(qū)域。 初步判斷可能是在東南角的一個地表井蓋的影響而使得地下磁異常 無法顯示出來。從上面的分析可以得出， 磁法勘探對于探測淺地表的未爆炸炮彈模型具有很好的效 果。但當?shù)乇碛衅渌母蓴_時，是否還能有效地探測出地下的未爆炸炮彈是個問題。第五章 輝綠巖體地質(zhì)調(diào)查及資料處理解釋 §工區(qū)野外數(shù)據(jù)的整理及圖示 首先要對野外實測數(shù)據(jù)進行一系列的校正 （主要是日變校正， 高度校正），在利用 EXCEL 表格進行數(shù)據(jù)處理和精度的計算。精測剖面的選取應保證穿過主要的異常區(qū)。可得到大梁 山工區(qū) T磁異常平面等值線圖（見下圖）以及 80號線 T磁異常精測剖面圖圖二：80號線 T磁

20、異常精測剖面圖§磁異常的分析及地質(zhì)解釋剖面異常曲線的形態(tài)與斜磁化球體、有限柱狀體，順層磁化無限長板狀體的異常曲線類似。但是解釋燕山期 K1時期的入侵巖來說，解釋的優(yōu)先級是：柱狀體 板狀體球體。橫向比較工區(qū)內(nèi)各條測線的異常曲線，以進一步限制異常體的形態(tài)，具體如下圖輝綠巖脈大致位置異常特點分析:1. 在80號測線108點的位置磁異常相當明顯，70號測線露頭的位置磁異常不大，而相 鄰測線的異常幅度，隨離精測測線距離增加而逐漸降低；2. 精測剖面88號點的伴隨小正異常僅僅在本條測線出現(xiàn)，在其他測線并無體現(xiàn)； 異常體推斷：1. 精測剖面的大異常可能是由于： 該線下方的球狀或柱狀脈體，并且在東西方向延伸距離短； 巖體出露對總磁場的測量影響更大，而不是由于球狀或柱狀脈體；2. 精測剖面的小異?？赡苁怯捎冢涸谠撎幱幸粋€小的埋深較大的脈體或露頭，造成了此 種異常形態(tài)；應用切線法大致求得巖脈埋深為，如下圖。120080040040060/I本次磁法勘探實習掌握了儀器的操作、第六章