中國石油大學(xué)(華東)地球物理綜合訓(xùn)練實習(xí)報告

1、2014-2015學(xué)年第一學(xué)期地球物理綜合訓(xùn)練實習(xí)報告 專業(yè)班級： 地球物理11-1班 學(xué)號： 11013127 姓名： 湯婕 指導(dǎo)老師：尹兵祥、徐凱軍、宋娟、唐杰 時間： 2014年12月10日-15日 前 言地球物理勘探簡稱“物探”，即用物理的原理研究地質(zhì)構(gòu)造和解決找礦勘探中問題的方法。它是以各種巖石和礦石的密度、磁性、電性、彈性、放射性等物理性質(zhì)的差異為研究基礎(chǔ)，用不同的物理方法和物探儀器，探測天然的或人工的地球物理場的變化，通過分析、研究所獲得的物探資料，推斷、解釋地質(zhì)構(gòu)造和礦產(chǎn)分布情況，目前主要的物探方法有：重力勘探、磁法勘探、電法勘探、地震勘探、放射性勘探等。依據(jù)工作空間的不同，又

2、可分為：地面物探、航空物探、海洋物探、井中物探等。 地下賦存的巖(礦)體或地質(zhì)構(gòu)造基于它們所具有的物理性質(zhì)、規(guī)模大小及所處的位置，都有相應(yīng)的物理現(xiàn)象反映到地表或地表附近，這種物理現(xiàn)象是地球整體物理現(xiàn)象的一部分。地球物理勘探的主要工作內(nèi)容是利用相應(yīng)儀器測量、接收工作區(qū)域的各種物理現(xiàn)象的信息，應(yīng)用有效的處理方法從中提取出需要的信息，并根據(jù)巖(礦)體或構(gòu)造和圍巖的物性差異，結(jié)合地質(zhì)條件進(jìn)行分析，做出地質(zhì)解釋，推斷探測對象在地下賦存的位置、大小范圍和產(chǎn)狀，以及反映相應(yīng)物性特征的物理量等，做出相應(yīng)的解釋推斷的圖件。地理物理勘探是地質(zhì)調(diào)查和地質(zhì)學(xué)研究不可缺少的一種手段和方法。 地球物理

3、勘探所給出的是根據(jù)物理現(xiàn)象對地質(zhì)體或地質(zhì)構(gòu)造做出解釋推斷的結(jié)果，因此，它是間接的勘探方法。此外，用地球物理方法研究或勘查地質(zhì)體或地質(zhì)構(gòu)造，是根據(jù)測量數(shù)據(jù)或所觀測的地球物理場求解場源體的問題，是地球物理場的反演的問題，而反演的結(jié)果一般是多解的，因此地球物理勘探存在多解性的問題。為了獲得更準(zhǔn)確更有效的解釋結(jié)果，一般盡可能通過多種物探方法配合，進(jìn)行對比研究，同時，要注重與地質(zhì)調(diào)查和地質(zhì)理論的研究相結(jié)合，進(jìn)行綜合分析判斷。地球物理勘探是一門實踐性極強(qiáng)、科技含量極高的一門應(yīng)用性學(xué)科，具體工作方法是從不同的時間、空間角度去觀測對象的響應(yīng)信息，而把握這些響應(yīng)信息需要借助現(xiàn)代儀器、觀測技術(shù)、解釋技術(shù)。此次實習(xí)

4、是在完成地磁與地電、重力與固體潮和地震勘探原理等課程的學(xué)習(xí)，了解掌握了電法、磁法、重力和地震勘探的基本理論勘探方法后展開的實地實習(xí)。利用這次實習(xí)的機(jī)會我們提高了動手能力和處理實際問題、分析解決實際問題的能力，能夠更好地適應(yīng)畢業(yè)后的實際工作。在實習(xí)的過程中我們依據(jù)指導(dǎo)老師規(guī)定的任務(wù)內(nèi)容有條不紊地展開實習(xí)活動，勘探的范圍是針對整個校區(qū)。實習(xí)的過程是先進(jìn)行理論的學(xué)習(xí)和儀器的認(rèn)識使用，然后再進(jìn)入實習(xí)場所進(jìn)行相應(yīng)方法的勘探。在老師的帶領(lǐng)及同學(xué)間的相互幫助下，我們順利地完成了實踐所要求的所有內(nèi)容。通過幾天的實踐學(xué)習(xí)，根據(jù)四種勘探方法所得到的實習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理處理，整合成此實習(xí)報告，并對報告中的每個部分進(jìn)行詳

5、細(xì)的論述，從而達(dá)到此次實習(xí)的最終目的。本次實習(xí)由尹兵祥、唐杰、徐凱軍、宋娟四位老師帶隊。在此，向以上四位老師表示感謝。目 錄第一章 概論1、實習(xí)目的2、實習(xí)內(nèi)容第二章 實習(xí)儀器介紹1、重力勘探儀器2、磁法勘探儀器3、電法勘探儀器4、淺層地震勘探儀器.5、手持GPS定位儀第三章 數(shù)據(jù)采集與整理 1、野外數(shù)據(jù)采集2、原始數(shù)據(jù)整理第四章 成果數(shù)據(jù)的成圖與推斷解釋1、重力圖件及解釋2、磁法圖件及解釋3、電法圖件及解釋第五章 結(jié)束語1、結(jié)論、建議與體會2、主要教材與參考書第一章 概論一、實習(xí)目的2014年12月，我們2011級地球物理學(xué)的學(xué)生進(jìn)行了一次為期5天的實習(xí)，即地球物理綜合訓(xùn)練。這次實習(xí)的目的是

6、：通過實習(xí)使同學(xué)們了解重力、磁法、電法和地震勘探的工作方法；培養(yǎng)實驗技能及分析和解決實際問題的能力；掌握儀器的工作原理，并學(xué)會操作和使用；掌握各方法的基本數(shù)據(jù)分析和處理技能。通過野外實際測量實踐環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，鞏固和加深對理論知識的理解，了解重力儀、磁力儀和電法儀的構(gòu)造及工作原理，掌握重、磁、電、震的野外測量方法，培養(yǎng)進(jìn)行地球物理工作的基本能力。 對本專業(yè)所從事工作的性質(zhì)、手段、方法以及新技術(shù)、新方法有一個全面的了解，培養(yǎng)學(xué)生的實際操作和計算技能以及綜合分析問題的獨(dú)立工作能力，鞏固已學(xué)過的專業(yè)知識，為下一步進(jìn)入專業(yè)課程和畢業(yè)論文階段以及今后走上本專業(yè)的工作崗位打下基礎(chǔ)。 二、實習(xí)內(nèi)容本次實習(xí)要進(jìn)行

7、重力、磁法、電法、淺層地震四種方法的勘探實習(xí)，2個班共分四個組，每班單號、雙號各一組。我所在的地物1班單號，為第一組。下面是具體的內(nèi)容與安排：1、實習(xí)內(nèi)容：（1）磁法測量以整個校園為模擬測區(qū)，設(shè)計 6 條東西測線和6條南北測線，再加上外框，兩臺不同儀器結(jié)合進(jìn)行，便于數(shù)據(jù)的對比，原始數(shù)據(jù)經(jīng)整理得到成果數(shù)據(jù)，最后合并使用，繪制剖面圖和平面等值線圖。（2）直流電測深測量沿一條測線進(jìn)行，每個小組測量兩個點的測深數(shù)據(jù)，最后經(jīng)過合并得到一條測線 12 個點的測深數(shù)據(jù)，連成一條剖面。（3）高密度電法每個班測量一個剖面，兩種裝置，3個剖面。（4）各方法資料分別整理分析，解釋地下主要構(gòu)造特征，如磁性體分布、主要

8、界面起伏、電性分層等?？碧絽^(qū)域是學(xué)校所在的范圍，共分為6條測線。位置的確定則用GPS；磁法數(shù)據(jù)的采集點距約為10m。通過這兩種勘探方法實現(xiàn)對學(xué)校的地下地形分布情況做到大致的了解。東西測線設(shè)計：南北側(cè)線設(shè)計：校外測線設(shè)計：2、時間安排：教學(xué)計劃2周，安排5天時間做數(shù)據(jù)的采集，每天上午8:30開始，到當(dāng)天任務(wù)完成或天黑收工。其余時間做資料的整理、分析、解釋，以及報告編寫。第二章 實習(xí)儀器介紹一、重力勘探儀器1、ZSM-皿型石英彈簧重力儀（如圖）： （1）儀器的主要技術(shù)指標(biāo)：由我國北京地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)的，外形呈圓柱形，外徑約為14厘米，高約40厘米。觀測精度：0.3g.u讀數(shù)精度：0.1格測程范圍：約

9、50000g.u直接測量范圍：約1400g.u電源：2.5VDC功耗：小于1w凈重：6kg（2）儀器的結(jié)構(gòu)： 按照儀器各部分的功能和作用，ZSM型重力儀由彈性系統(tǒng)、光學(xué)指示系統(tǒng)、測量系統(tǒng)、保溫隔熱系統(tǒng)和輔助部分等五部分組成。儀器的主體結(jié)構(gòu)及內(nèi)外部件的聯(lián)系見下圖。 彈性系統(tǒng)由靈敏裝置、測量補(bǔ)償裝置及溫度補(bǔ)償裝置所組成，除平衡體的重荷及溫度補(bǔ)償金屬絲外，其他元件全有熔融石英制成，并熔接成一個整體。1-負(fù)荷；2-擺桿；3-擺扭絲；4-主彈簧；5-溫度補(bǔ)償框扭絲；6-讀數(shù)彈簧；7-讀數(shù)彈簧連桿；8-溫度補(bǔ)償框扭絲；9-讀數(shù)框架扭絲；10-測程調(diào)節(jié)彈簧；11-指示絲光學(xué)指示系統(tǒng)：儀器平衡體的偏轉(zhuǎn)是采用光

10、學(xué)系統(tǒng)肉眼進(jìn)行觀察的。光系由接目鏡、刻度片、場鏡、物鏡全反射棱鏡等組成的一具放大倍數(shù)約為250倍的顯微鏡，以及照明部分（燈泡、聚光鏡）組成。測量系統(tǒng)：測量系統(tǒng)是由精密的測微螺絲（它包括一個測微螺桿和一個測微螺管）、導(dǎo)向裝置、連桿及計數(shù)器組成。二、磁法勘探儀器1、CZM-3型質(zhì)子磁力儀（如圖）：（1）儀器主要技術(shù)指標(biāo)：測程： 30000-70000nT靈敏度： 0.1nT顯示：  192x64點陣式液晶顯示器數(shù)據(jù)存儲量：日變方式： 不少于33個小時（觀測間隔 30秒）   總場方式：  2670個

11、點工作環(huán)境條件，測區(qū)地磁場梯度要求：垂直梯度2000nT/m水平梯度1500nT/m環(huán)境溫度范圍 -20 +50環(huán)境濕度 90% (+25)電源：鋰離子電池 15.5V-17V ， 3.8Ah 連續(xù)工作時間大于10小時外形尺寸：210mm×80mm×200mm 主機(jī)重量：約2.kg探頭外型尺寸及重量72x140（mm） 探頭重量：1kg      探頭桿 0.8kg（2）質(zhì)子磁力儀測量原理：應(yīng)用質(zhì)子自旋磁矩在地磁場的作用下圍繞

12、地磁場方向做旋進(jìn)運(yùn)動的現(xiàn)象進(jìn)行磁場測量。在水、酒精、甘油等樣品中，質(zhì)子受強(qiáng)磁場激發(fā)而具有一定方向性，去掉外磁場，質(zhì)子在地磁場作用下繞地磁場 T 旋進(jìn)，其旋進(jìn)頻率 f 與地磁場 T 強(qiáng)度成正比，關(guān)系式為：T=23.4872f 單位：伽馬或納特。測定出頻率 f 即可計算出總磁場強(qiáng)度 T 的數(shù)值。（3）儀器參數(shù)的設(shè)置首先按下【電源開關(guān)】鍵，屏幕顯示開機(jī)畫面。按下任意一個鍵后，進(jìn)入系統(tǒng)菜單頁面。在系統(tǒng)菜單頁面，按數(shù)字鍵【1】進(jìn)入相應(yīng)頁面，本頁面提供用戶查看及設(shè)定跟蹤儀器和測量有關(guān)的參數(shù)共21個。本頁面下，可用【】、【】上下箭頭鍵移動參數(shù)項名稱上的反向顯示的光標(biāo)，每次移動一行；在沒有修改參數(shù)之前，還可用

13、左右箭頭鍵上下翻頁移動光標(biāo)，即一次可上下移動四行光標(biāo)；在修改參數(shù)過程中，可用左鍵頭鍵回刪一個字符，按【菜單】鍵返回系統(tǒng)菜單頁面。在光標(biāo)停留的參數(shù)項上（除電量內(nèi)存項外）可通過按鍵進(jìn)一步操作。此次實習(xí)在參數(shù)設(shè)置時只進(jìn)行了線距、點距和測量方式的設(shè)置，其各個參數(shù)相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置情況如下：線距：所布測線與測線之間的距離，單位為米。選擇線距一項，在這一項后面輸入數(shù)據(jù)150；點距：一條測線上所布點點之間距離，單位為米。選擇點距一項，在這一項后面輸入數(shù)據(jù)10；測量方式：有兩種方式供選擇，分別為自動和手動。分別通過按【0】【10】十個數(shù)字鍵中任何一個在自動和手動之間切換。自動方式通常用于定點的日變站用，該方式下，

14、依據(jù)時間參數(shù)所設(shè)置的時間，啟動后，自動連續(xù)讀數(shù)，無須人工干預(yù)：手動方式用于共取跑點時測量，該方式下，每測一點，均需人工確認(rèn)。在這次實地實習(xí)過程中我們采用的是手動方式。2、磁化率儀（如圖）：儀器的主要使用方法是：先按下【電源】鍵，進(jìn)入操作畫面，選擇校零一項按下【確認(rèn)】鍵，等待校零完成后，按下【測量】鍵，放到所要測的測點處地面上進(jìn)行磁化率值的測量，等到數(shù)值不在變化時，對其顯示的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，并記錄磁化率儀在放處的地面覆土及地形情況。然后進(jìn)行下一測點的測量。在使用磁化率儀時要注意的是：每次采集數(shù)據(jù)時，都要記錄下相應(yīng)測點的磁化率值，故而每次測完一個測點，在測下一個測點的時候要進(jìn)行校零。三、電法勘探儀器

15、1、WDDS-1電阻率儀（如圖）：新一代智能電阻率儀器，可自動測量并存儲電壓、電流、視電阻率及自然電位參數(shù)，可廣泛用于尋找地下水、確定水庫壩基和防洪大堤隱患位置等水文、工程地質(zhì)勘探中，亦用于金屬礦產(chǎn)資源勘探、城市物探、鐵道橋梁等方面，還能用于地?zé)峥碧健?主要技術(shù)指標(biāo)：發(fā)射部分：最大供電電壓：700V；最大供電電流：3.5A（帶過流保護(hù)） 接受部分：輸入阻抗：>30MU；輸入電壓范圍：-6V-+6V，個字；測量延時：0.1秒-5秒（可編程設(shè)定）；自然點位補(bǔ)償：-1V-+1V；接地電阻測量：0.1KU，-200KU，；50HZ工頻壓制：>60dB其他：LCD液晶顯示器：4行*20字；工

16、作溫度：-10-50，95%RH；儲存溫度：-20-60；儀器電源：2號電池（或同規(guī)格的鎳鎘電池）8節(jié)；重量：<6Kg；體積：約240mm*170mm*160mm2、E60M型高密度電法儀（如圖）：高密度電阻率法實際上是一種陣列勘探方法，野外測量時只需將全部電極置于測點上，然后利用程控電極轉(zhuǎn)換開關(guān)和微機(jī)工程電測儀便可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速和自動采集，當(dāng)將測量結(jié)果送入微機(jī)后，還可對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并給出關(guān)于地斷面分布的各種圖示結(jié)果。儀器的主要技術(shù)指標(biāo):接收部分:最大電極開關(guān)選址數(shù)：65535;電壓通道,通道數(shù)：1;采樣精度：1.525微伏 (前放增益G=40dB);最大輸入信號：10伏（峰-峰值）（前

17、放增益G=0dB）;輸入阻抗：20M歐姆;濾波器：50Hz / 60Hz陷波,10Hz1000Hz低通;電流通道,通道數(shù)：1;采樣精度：6.1微安 (最大輸入± 0.4安培) ;A/D轉(zhuǎn)換位數(shù)：16位。發(fā)射部分：最大輸出峰值功率：400Vpp/400mApp（內(nèi)置電源）;脈沖類型：方波;脈沖長度：1秒、2秒、3秒和4秒程控可選。顯示及記錄部分：主處理器：Intel Pentium 500MHz處理器;內(nèi)存：128MB 內(nèi)置硬盤：10GB;顯示器：1024×512 8” SVGA;鍵盤：密封薄膜鍵和鼠標(biāo)觸控桿;接口：標(biāo)準(zhǔn)USB;輸入電源：12V DC;記錄格式：Tx

18、t格式/ABEM格式。環(huán)境要求:操作溫度：-20+50;儲藏溫度：-40+70;操作濕度：95%;操作系統(tǒng)： Windows2000;體積380mm×230mm×100mm ;重量6Kg。四、淺層地震勘探儀器：1、接收裝置（如圖）共48道，每次24道同時接收。2、震源（如圖）鐵錘敲擊鐵板觸發(fā)五、手持GPS定位儀：手持GPS定位儀，采用人體工程學(xué)的一體化集成設(shè)計，是目前業(yè)內(nèi)功能最強(qiáng)的手持GPS。手持GPS定位儀采用高精度測量型手持GPS技術(shù)，最高端的系統(tǒng)配置，提供全面的參考站監(jiān)控中心及軟件應(yīng)用解決方案，可以進(jìn)行多種數(shù)據(jù)的采集，可視效果強(qiáng)。在此次實習(xí)過程中，主要應(yīng)用GPS的功能

19、來進(jìn)行定位，確定每一個測點的位置，進(jìn)而進(jìn)行磁法測量。第三章 數(shù)據(jù)采集與整理一、野外數(shù)據(jù)采集1、重力勘探數(shù)據(jù)采集重力勘探是利用組成地殼的各種巖體、礦體間的密度差異所引起的地表的重力加速度值的變化而進(jìn)行地質(zhì)勘探的一種方法。它是以牛頓萬有引力定律為基礎(chǔ)的。只要勘探地質(zhì)體與其周圍巖體有一定的密度差異，就可以用精密的重力測量儀器找出重力異常。然后，結(jié)合工作地區(qū)的地質(zhì)和其他物探資料，對重力異常進(jìn)行定性解釋和定量解釋，便可以推斷覆蓋層以下密度不同的礦體與巖層埋藏情況，進(jìn)而找出隱伏礦體存在的位置和地質(zhì)構(gòu)造情況。重力勘探解決以下任務(wù)：研究地殼深部構(gòu)造；研究區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造，劃分成礦遠(yuǎn)景區(qū)；掩蓋區(qū)的地質(zhì)填圖,包括圈定

20、斷裂斷塊構(gòu)造侵入體等；廣泛用于普查與勘探可燃性礦床(石油天然氣煤)，查明區(qū)域構(gòu)造，確定基底起伏,發(fā)現(xiàn)鹽丘背斜等局部構(gòu)造。 由于實習(xí)儀器在東營在此只是闡述重力儀器操作的流程：（1）將儀器的底盤放平、擺穩(wěn)；（2）小心地將儀器從減震筒中取出，防止與筒壁碰撞，輕輕地安放在底盤上，并利用盤凹面粗略調(diào)平儀器（初學(xué)者禁止這樣使用），注意勿時儀器三個腳螺絲中任意一、二個太靠近底盤邊緣，以免摔倒儀器；（3）用左手輕輕提起照明電源開關(guān)；（4）旋轉(zhuǎn)腳螺絲，進(jìn)行縱、橫水準(zhǔn)器的細(xì)調(diào)。水平調(diào)好后，在整個操作過程中，不得按壓面板，以免縱、橫水泡位置改變；（5）觀察目鏡筒內(nèi)亮線的位置。當(dāng)亮線在刻度片零線位置左側(cè)時，應(yīng)順時針方

21、向旋轉(zhuǎn)計數(shù)器旋鈕；反之，當(dāng)亮線在零線右側(cè)時，應(yīng)逆時針方向旋轉(zhuǎn)計數(shù)器。為了避免齒輪和螺絲間隙對讀數(shù)的影響，每次讀數(shù)時，總是保持從同一個方向?qū)⒘辆€調(diào)至零線重合，習(xí)慣上我們總是順時針方向旋轉(zhuǎn)計數(shù)器（亮線是從左到右移動），所以在逆時針方向旋轉(zhuǎn)計數(shù)器時，應(yīng)多轉(zhuǎn)過一些時，從而在每次將亮線調(diào)至與零線重合時，均可做到順時針方向旋轉(zhuǎn)計數(shù)器旋鈕。當(dāng)亮線與零線重合后，記下計數(shù)器上的讀數(shù)（讀取五位有效數(shù)字）；（6）將計數(shù)器逆時針方向旋轉(zhuǎn)半周至一周左右，使亮線偏離零線，重復(fù)步驟5，讀取第二個讀數(shù)；（7）重復(fù)步驟6，直到三次連續(xù)讀數(shù)間的最大差值在允許誤差位之內(nèi)為止；（8）檢查水準(zhǔn)器水泡位置，如水泡位置偏離不超過允許位，則

22、按下照明開關(guān)，記下此時時間（作為該測點的觀測時間）；（9）最后，將儀器輕輕提起，小心地放回減震筒中，蓋好筒蓋，以便轉(zhuǎn)移到下一測點進(jìn)行觀測。 在每次進(jìn)行重力數(shù)據(jù)的采集時，不但要把重力數(shù)值記下來，還要將在此點的測量時的時間，以及所在地的經(jīng)緯度、高度等參數(shù)。按照以上步驟根據(jù)自己小組分配的勘探任務(wù)，進(jìn)行對第三條測線進(jìn)行重力數(shù)據(jù)的記錄采集。2、磁法勘探數(shù)據(jù)采集磁法勘探（簡稱磁法），是通過觀測和分析巖層的磁性及磁場特征，來研究地質(zhì)構(gòu)造及其分布形態(tài)和找礦的。在所有勘探方法中，它是發(fā)展最早，應(yīng)用廣泛的一種方法。磁法不僅可用于固體礦產(chǎn)的普查，也常用于石油天然氣的普查和不同比例尺的地質(zhì)填圖及構(gòu)造研究。 磁法我們主

23、要測量的區(qū)域有校醫(yī)院北側(cè)實習(xí)場地中的測線，我們運(yùn)用了CZM-3質(zhì)子磁力儀與磁極化儀來測定測線上每點的數(shù)據(jù)，測線大致從南向北，測點間距為2m，每條測線50個測點。我們先定上每條測線的米尺，由于每個米尺只有50m因此一定要注意兩個米尺的方向要一致。對校區(qū)內(nèi)的磁法測量主要在此基礎(chǔ)上添加了GPS導(dǎo)航儀。由于儀器限制我們先在路面上設(shè)定了測點的標(biāo)記然后進(jìn)行了磁數(shù)據(jù)的測量，在得到GPS導(dǎo)航儀后再進(jìn)行的方位測量。我們的測線如圖 123456學(xué)校西界工科C東工科A東圖書館西 磁法采集基本步驟：（1） 先確定測點，并調(diào)整CZM-3質(zhì)子磁力儀的參數(shù)。（2） 調(diào)整CZM-3質(zhì)子磁力儀上方桶的方向，使其能與東西方向平行

24、。（3） 站在一個測點后面朝南測一次數(shù)據(jù)，保存后，面朝北，在采集一次數(shù)據(jù)，保存后向下一個測點移動。后面同學(xué)將磁化率儀貼于地面測出磁極化率。（4） 重復(fù)上訴過程直到所有測點。（5） 對于校區(qū)的測量要將測點的GPS坐標(biāo)同時記錄。（6） 將儀器送回。3、電法勘探數(shù)據(jù)采集3.1電阻率測深法電阻率測深法的全稱為“垂向電阻率測深法”，也可簡稱為電測深法。它用逐步改變電電極大小的辦法來控制勘探深度，由淺入深，了解一個測點地下介質(zhì)電阻率的垂向變化。電測深法是電法勘探中應(yīng)用范圍較廣的一種方法。它主要測量地下不同深處巖層導(dǎo)電性的變化情況。經(jīng)常用來尋找沉積礦床（如鹽礦、煤礦等）和解決地質(zhì)構(gòu)造問題。在石油天然氣和煤田

25、的普查勘探，以及水文地質(zhì)、工程地質(zhì)勘測中，電測深法應(yīng)用十分廣泛。普查勘探金屬礦時，有時也用它來探測浮土厚度、基巖埋藏深度，以及估算礦體的埋藏深度等等。電阻率測深法主要用到四個電極，其布置如圖通過改變AB和MN的距離來測出目標(biāo)點的視電阻率的值采集過程：（1） 將儀器運(yùn)向測區(qū)。（2） 以測點為中心將電極對稱插到地層，并與WDDS-1電阻率儀相連，將電平接上，調(diào)整電阻率儀的參數(shù)（AB距離，MN距離，裝置系數(shù)）。（3） 改變AB電極，MN電極位置測量數(shù)據(jù)，同時記錄。直到按要求將該測點的所有電極組合的視電阻率測量完（要重新調(diào)整AB， MN值）。（4） 將AB和MN電極在新測點周圍重新布置，按（3）將所有

26、數(shù)據(jù)記錄完畢。直到所有測點測量完畢（5） 收拾儀器，將儀器整理好后清點，確認(rèn)無誤后送回。3.2高密度電法高密度電法的理論基礎(chǔ)與常規(guī)的電阻率法相同，不同的是方法技術(shù)方面。測量的時候，采用了多電極（幾十至上百根）一次布極，跑極和數(shù)據(jù)采集的自動化 。成本低，效率高。 適用于工程勘探。數(shù)據(jù)采集的過程：（1） 將儀器取到實習(xí)工地。（2） 將電極在指定位置插上。（3） 將電纜與電極相連，并與DUM-2高密度電祖率儀相連。（4） 打開高密度的系統(tǒng)，設(shè)定參數(shù)（電極數(shù)64，電極距1m，隨時噪聲等），選定測量裝置，開始測量，靜等幾十分鐘，保存數(shù)據(jù)。要注意不要踩住電纜線。（5） 重新選取一套裝置，再次測量，再等幾十

27、分鐘后，保存數(shù)據(jù)。（6） 收拾儀器，點清還回。4、淺層地震勘探數(shù)據(jù)采集淺層反射波法是反射地震勘探技術(shù)在淺層工程領(lǐng)域的應(yīng)用擴(kuò)展，借鑒了反射波法的所有技術(shù)成果，為適應(yīng)淺層地質(zhì)任務(wù)的特點而采用小排列、小道距、小能量震源、高采樣率等。在青島校區(qū)校醫(yī)院草坪處采用48道接收，接收點距2米，激發(fā)點距4米，先排列不動，逐點激發(fā)24次，然后排列向前移動半個排列的距離，再排列不動，逐點激發(fā)24次，重復(fù)此操作，共74次激發(fā)。激發(fā)條件：實習(xí)中采用錘擊震源，工作時要求把觸發(fā)開關(guān)與大錘的連接線繞過肩部，以免錘擊在連接線上，而且落錘要有力，干凈利索，不得回彈。接收條件：檢波器工作時要平穩(wěn)垂直并準(zhǔn)確地緊埋在地面接收點的位置上

28、，并與電纜正確連接，防止漏電、短路，接觸不良、極性接反，埋置前先清除浮土及周圍雜草。根據(jù)課本所學(xué)知識，結(jié)合實際工區(qū)情況，并進(jìn)行試采集后，我們確定的淺層反射波法地震勘探系統(tǒng)參數(shù)如下：偏移距：4.5m 道間距：1.5m 采樣率：0.25ms 采樣時間：0.5s在施工時我們采用了單邊放炮，24道接收，滾動勘探的方式，觀測系統(tǒng)示意圖如下圖所示：二、原始數(shù)據(jù)整理1、重力勘探1.1零點校正影響儀器零點變化的因素較多，通常認(rèn)為零點變化與彈簧本身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、內(nèi)應(yīng)力、彈簧負(fù)荷、搬運(yùn)過程中彈簧所受到的震動及恒溫溫度等均有關(guān)系。因此，儀器零點隨時間變化，在不同測線上觀測時，這些因素是不一致的，當(dāng)然更不能預(yù)測估計其變

29、化規(guī)律。4為了得出野外觀測過程中儀器的零點變化情況，必須在觀測過程中多次回到同一點（即基點）進(jìn)行讀數(shù)。根據(jù)不同時間在同一點上的兩次觀測值之差，求出在這段時間內(nèi)近似的零點變化率。這里說明的是單次觀測零點校正方法、對零點變化為線性的儀器，通常采用單次觀測法，即間隔一定時間（相隔數(shù)小時或出工和收工）到基點上校對一次（即讀一次數(shù)），并按解析法進(jìn)行零點校正。分兩種情況：設(shè)在一天工作中校對的是同一個基點和在一天工作中校對的兩個不同的基點。由于本次實習(xí)中我們采用的是第一種情況，故下面第二種情況將不再多加說明，只介紹第一種情況。假如同一天工作中校對的是同一個基點，設(shè)在同一個基點上第一、第二兩次觀測的時間為和，

30、所測結(jié)果分別為和，故單位時間內(nèi)的零點變化率如下式所示：對在（即和之間）觀測的普通測點贏家的零點校正值按下式可以計算出：故該點的重力觀測值為 其中：和分別為零點校正后河零點校正前的重力測量值。1.2中間層校正地形起伏不大時，地形對重力測量值的影響可以忽略不計，而測點與基點中間部分造成的影響與一個厚度為測點與基點的高差的沿水平方向無限大的水平層的影響相似。水平板的影響如下式：式中：表示表面巖石（或覆土）的密度，表示測點與基點的高差，單位為m。顯然，當(dāng)測點高于總基點時，水平層的存在使測定值大于真正重力值。故中間層校正值的公式如下：由上式可以看出：當(dāng)測點高于基點時（>0）校正值為負(fù)，當(dāng)測點低于基

31、點時（<0），校正值為正。1.3地形校正假如測點位于點，則高出測點部分以（）表示，低于點部分以（）表示。下面分別討論者兩部分的影響。1）（）的影響值式中 所以：2）（）的影響 所以：可見，不論是（）的影響或（）的影響，其積分形式完全相同。即：其中為地面巖石的密度；值可正可負(fù)（對（）來說為負(fù)，對（）來說為正）積分應(yīng)包括（）、（）兩個部分。由于實習(xí)區(qū)域范圍較小，加之GPS系統(tǒng)的精確度不夠高，無法正常測出地形的起伏，所以在做校正時地形校正可忽略不計。1.4自由空間校正前面討論了中間層校正和地形校正。經(jīng)過這兩項校正只意味著消除了地形和中間層的影響。我們知道即使地表是平的，僅因高度變化，重力值也會

32、隨之變化。為了消除高度變化的影響，就必須進(jìn)行自由空間校正。由于地球在地面上所產(chǎn)生的重力場基本上是與該點到地心距離的平方成反比的，若以表示這個距離，則：而以=637000000m，=980000（mGal）代入上式得：=-0.308（mGal）當(dāng)高度變化時，則：（mGal）故得自由空間校正值：（mGal）式中，以m為單位。當(dāng)測點高于基點時，（>0）校正值為正；反之（<0）為負(fù)。1.5維度校正在進(jìn)行較大的區(qū)域重力測量時，必須考慮由于測點緯度不同而引起的重力產(chǎn)生規(guī)律性的變化。這種變化與地質(zhì)構(gòu)造因素完全無關(guān)。只是因地球呈橢球形狀和地球自轉(zhuǎn)所引起的。由國際正常重力公式：（mGal）可以近似采

33、用：（mGal）當(dāng)?shù)孛嫔蟽牲c的緯度差為時，則重力差（mGal）或（mGal）式中，為地球半徑，為測點與基點之間的緯向距離（單位為km），故緯度校正值如下式所示：（mGal）對北半球而言，測點在基點以南，校正值為正，反之為負(fù)。由于本次實習(xí)區(qū)域在我校區(qū)，測點與基點的距離極小，故緯度校正值可以忽略不計。綜上所述，前四項校正中，通常自由空間校正的數(shù)量級最大，中間層校正次之，其大小約為自由空間校正的三分之一。由于兩種校正都與高程有關(guān)，通常將兩者合在一起稱為布格校正。即：式中：為測點與基點的高差，為中間層的密度。由此，經(jīng)過布格重力異常的校正為：其中，忽略不計，所以：根據(jù)實地重力實習(xí)所得的數(shù)據(jù)以及對其進(jìn)行的

34、數(shù)據(jù)的校正處理后，從而可得到相應(yīng)的重力剖面圖和平面等值線圖。重力數(shù)據(jù)采集時采取兩組同時采集同一剖面的方法，這樣可以提高數(shù)據(jù)的可用性。從而在一定程度上降低了數(shù)據(jù)解釋時的多解性。2、磁法勘探：將測量所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行基本的處理后，利用數(shù)據(jù)計算公式（如下）進(jìn)行進(jìn)一步的整理。（1）運(yùn)行CZM-3質(zhì)子程序，回放測量數(shù)據(jù)；（2）根據(jù)基點測量的數(shù)據(jù)，進(jìn)行日變校正根據(jù)同一基點在不同時間的測量結(jié)果，求取日變改正量日變改正：式中、分別表示各測點上觀測時間以及在前后兩次基點上的觀測時間。（3）計算磁力異常值1根據(jù)下式計算磁力異常：3、電法勘探：3.1電測深法：野外測量工作布置如圖所示的對稱四極測深排列示意圖，供電電極A

35、B和測量電極MN都以測點O為中心對稱布置在一條直線上。最初的供電電極距僅數(shù)米，逐步取一系列的遞增值，每個數(shù)量級距離供電極距改變約56次，各供電極距AB/2在對數(shù)軸上應(yīng)均勻分布（大致按照相同的倍數(shù)增大），每一個供電極距與前一個供電極距的比值大約為1.21.5左右。選擇供電極距時，要求最小的極距應(yīng)能反映地表淺層電阻率，最大的極距則能滿足勘探深度要求，并保證測深曲線尾支的完整，不妨礙解釋最后一個電性層。從勘探深度方面考慮，供電電極距AB/2應(yīng)從最小勘探深度的一半變到最大勘探深度的5倍左右。測量電極MN開始是固定的，例如取0.5m；直到（隨著供電電極距的加大）電壓過小時，才取另一增大值，例如3m，以此

36、類推，一般MN的大小約為AB的1/31/30。改變MN時一般要求有2個供電極距以2組MN極距觀測。因為增大測量電極據(jù)MN會降低勘探深度，因此增大測量電極距MN時，曲線通常會出現(xiàn)脫節(jié)現(xiàn)象。對于脫節(jié)問題，一般取MN不同時測得的視電阻率的平均值作為AB/2處的視電阻率值，如果兩種情況下的值相差比較大時則可根據(jù)曲線的走勢情況選擇其中一種情況的值作為AB/2處的視電阻率值。而對于相同MN相同AB的情況下，則可進(jìn)行平均值處理，或者根據(jù)曲線走勢進(jìn)行擇優(yōu)選取。由以上的處理方法，對電測深數(shù)據(jù)進(jìn)行相同的處理，則可得到處理后的數(shù)據(jù)。3.2高密度電阻率法：高密度電阻率法，特別是采用剖面類觀測方式時，集合了電剖面法和電

37、測深法的優(yōu)點，加上高密度的布極與觀測，其效力已遠(yuǎn)非傳統(tǒng)的電測深、電剖面法所能比擬的。其視電阻率等值線圖已與實際的地電剖面接近（在淺部更是如此）。只要肯鉆研，廣泛收集鉆探資料，我們就可以發(fā)現(xiàn)，在視電阻率等值線圖中，不僅是電阻率數(shù)值、交接帶，就連等值線的疏密、拐彎、起伏，都蘊(yùn)含著豐富的信息可供解釋。 其次，就目前而言，我們很難保證我們采集的視電阻率剖面中的數(shù)百個點都是準(zhǔn)確的，也許永遠(yuǎn)也無法辦到。采集到的視電阻率值與儀器、電極、接地條件、淺部異常等都有密切關(guān)系，由于這些方面出現(xiàn)問題而采集到的異常數(shù)據(jù)經(jīng)過反演后往往會得到無限放大，造成嚴(yán)重誤判。更為重要的是，即便是資料沒有問題，目前反演軟件的水平，也無

38、法保證能反演出完全正確的地電剖面，那些迷信反演、迷信所謂“真電阻率”的想法是多么的可笑而且危險！ 當(dāng)然，并不是說，當(dāng)前的反演軟件一無是處，所有的反演都一無是處，按照筆者的思路，高密度電阻率的反演處理應(yīng)按如下思路進(jìn)行：首先要判斷原始數(shù)據(jù)的可靠性，接地條件很差，原始數(shù)據(jù)質(zhì)量較差的數(shù)據(jù)千萬不要進(jìn)行反演；對于地形平緩、接地條件好、數(shù)據(jù)質(zhì)量高的剖面，可進(jìn)行反演工作。4、淺層地震勘探：地震資料的整理包括以下環(huán)節(jié)：輸入、預(yù)處理、實質(zhì)性處理、修飾性處理和輸出。其中預(yù)處理部分包括：數(shù)據(jù)重排、不正常道炮處理、抽道集；實質(zhì)性處理包括：靜校正、速度分析、動校正、水平疊加、濾波、反濾波、偏移。由于數(shù)據(jù)量大，處理過程繁瑣

39、，所以對反射波數(shù)據(jù)我們是采用軟件進(jìn)行處理的。第四章 成果數(shù)據(jù)的成圖與推斷解釋1、重力圖件及解釋1.1.重力異常剖面圖根據(jù)實地重力實習(xí)所得的數(shù)據(jù)以及對其進(jìn)行的數(shù)據(jù)的校正處理后，從而可得到相應(yīng)的重力異常剖面圖和平面等值線圖。使用excel處理每條側(cè)線的重力異常圖（橫坐標(biāo)為測點距離，縱坐標(biāo)為重力異常值）如下：圖件解釋與推斷： 由1班組1號測線重力異常剖面圖可看出，在此測線上重力異常變化起伏相對平滑，此測線的重力異常值變化的整體趨勢是遞減的。測點起始處屬于重力異常值比較大的區(qū)域，而隨著測點距離的增大，重力異常值則減小。在設(shè)備不是很精確而校正項比較單一的情況下，只能通過此圖件推斷出，在測線開始區(qū)域的地下

40、介質(zhì)的密度相對來說比較大，而在隨著測點距離的增大地下介質(zhì)的密度則比較?。粚?yīng)于致密水平巖層的解釋的話，則可理解為在測線開始區(qū)域的這層巖層的埋深則相對于后面的測點區(qū)域來說較深，從而對測線開始區(qū)域影響較大，反應(yīng)到數(shù)據(jù)上就是重力異常值相對來說比較大，反映到地層上就是此處地層中存在密度較大的巖石或者基底上凸。從得到的圖像發(fā)現(xiàn)同一測線重力異常的差別十分大，因此懷疑數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。經(jīng)檢查數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，4班組中有一個數(shù)據(jù)存在明顯錯誤，改正后的剖面圖為：由2號測線重力異常剖面圖可看出，在此測線上重力異常值變化的整體趨勢是遞增的。測點起始處屬于重力異常值比較小的區(qū)域，而隨著測點距離的增大，重力異常值則增大。也就是在測

41、線開始區(qū)域的這層巖層的埋深則相對于后面的測點區(qū)域來說較淺，或者低下巖石密度由低變高，也有可能是建筑物的影響。由3號測線重力異常剖面圖可知兩組曲線比較相近，總體趨勢比較平穩(wěn)，相對于其它測線來說，這條測線受建筑物的影響較小，主要受地下重力異常的影響。 由4號測線重力異常剖面圖可看出，在此測線上重力異常值在測線末處陡然減小，呈現(xiàn)重力負(fù)異常，造成這種原因可知是地下有地質(zhì)體突變且變化后的地層密度較小或者測量錯誤。測點起始處屬于重力異常值比較小的區(qū)域，可推測該處的埋深較淺。由5號測線重力異常剖面圖可看出，重力異常值總體趨勢是呈現(xiàn)上升趨勢，而且異常值基本上為正值。說明該測線地下存在密度大的巖石，由南向北密度

42、遞增。或者是由于建筑物的原因。由6號測線重力異常剖面圖可看出，兩組曲線變化趨勢相差較大，甚至基本上呈現(xiàn)相反形態(tài)，7班組數(shù)據(jù)較大的時候8班組組較小，而7班組組較小的時候8班組較大。造成的原因可能是測得的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確或者是儀器的原因。由于兩組數(shù)據(jù)的不一致，將不對結(jié)果進(jìn)行分析。1.2、 重力異常平面等值線圖結(jié)合各組對各條測線所得的重力異常數(shù)據(jù)，對其進(jìn)行整理校正處理后，對每一測線選取一比較合適而準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，利用surfer軟件生成所需要的重力異常平面等值線圖如上圖所示。其中坐標(biāo)方位的值由GPS得到。上圖中，橫軸的數(shù)據(jù)代表的是緯度值，而縱軸數(shù)據(jù)代表的是經(jīng)度值，圖中曲線上的值則是某一重力異常值。灰色較淺的區(qū)

43、域代表的是正重力異常區(qū)，而灰色較深的區(qū)域代表的是負(fù)重力異常區(qū)。圖件解釋與推斷：上圖是根據(jù)對全部校區(qū)進(jìn)行綜合重力勘探，經(jīng)過數(shù)據(jù)校正處理之后運(yùn)用作圖軟件surfer得到的，其呈現(xiàn)的內(nèi)容是針對于整個測區(qū)的情況，因此對測區(qū)整個范圍的地質(zhì)情況進(jìn)行解釋。從圖中可以清楚的看到，在圖的東北方向上是測區(qū)的負(fù)異常區(qū)，而越往南其重力異常值越大呈現(xiàn)正值，中間夾雜有負(fù)的小區(qū)域；根據(jù)“布格異常消除了大地水準(zhǔn)面以上的中間層和地形的影響，因此在高山區(qū)往往出現(xiàn)很大的負(fù)值；而在深海盆地內(nèi)，卻達(dá)到巨大的正值”理論可以得出，在測區(qū)的東北方是海拔比較高的地區(qū)，而往南則呈現(xiàn)海拔逐漸降低的趨勢。在圖南也有負(fù)值區(qū)可能是海盆地存在隆起的結(jié)構(gòu)，

44、從而產(chǎn)生了小的負(fù)異常區(qū)。通過觀察可以明顯看出圖中A點附近出現(xiàn)重力異常正負(fù)值的躍變，且等值線非常密集，因此可推斷此處可能存在一小的斷層結(jié)構(gòu)。結(jié)合校區(qū)歷史及此地原先的地理情況可知，所得的數(shù)據(jù)大致符合實際的地質(zhì)情況。2.磁法圖件及解釋2.1校園測區(qū)： 通過數(shù)據(jù)整理,我們小組主要做的是校內(nèi)測線情況，可以做出磁異常的剖面變化圖。通常具有不同磁性的變質(zhì)組成的結(jié)晶基底，能產(chǎn)生強(qiáng)度不同的異常。當(dāng)覆蓋在其基底以上的巨厚沉積巖層磁性很弱時，可以認(rèn)為磁異常就是基底內(nèi)各種變質(zhì)巖的磁性差異所引起的。當(dāng)基底隆起時，磁異常就是顯得陡、窄；而基底凹陷時，磁異常就是顯得寬、緩。一般根據(jù)磁異常的形態(tài)，可以逐個地求出相應(yīng)磁體的埋深

45、，并且認(rèn)為這就是基底的埋深。 （1）東西向1號測線異常剖面圖 （2）東西向2號測線異常剖面圖（3）東西向3號測線異常剖面圖 （4）東西向4號測線異常剖面圖（5）東西向5號測線異常剖面圖 （6）東西向6號測線異常剖面圖（1）南北向1號測線異常剖面圖 （2）南北向2號測線異常剖面圖（3）南北向3號測線異常剖面圖 （4）南北向4號測線異常剖面圖 （5）南北向5號測線異常剖面圖 （6）南北向6號測線異常剖面圖從磁異常剖面圖中可以看出，其沿著磁力線方向磁力值的變化波動很大，且不平滑，這是由于在路邊其受周邊環(huán)境影響較大，有一部分是測點處覆蓋介質(zhì)對其測點處的磁力值產(chǎn)生了影響，所以波動較大。符合實際。則由數(shù)據(jù)

46、得做校園的磁場等高線圖，由于校園測區(qū)的磁化率大部分為硬化后的的數(shù)據(jù)不能準(zhǔn)確反映實際情況就不分析了。2、校園草坪測區(qū)：校園場地測量為網(wǎng)格化測量其實際 等值線成圖后較好地反映實際情況在此詳細(xì)分析一下。有數(shù)據(jù)在處理后作圖后。 則會發(fā)現(xiàn)有兩個大的磁力閉圈為A 點與B點則正好對應(yīng)場地下方埋藏鐵礦石與油罐，且鐵礦石磁性較強(qiáng)其閉合全密集且大。整個場地東南地區(qū)的磁場相對大一些，西北地區(qū)的的相對磁力較小。3、電法圖件及解釋3.1視電阻率曲線圖：針對實習(xí)的目的做出一點處的視電阻率曲線圖，即隨著極距AB/2的增大視電阻率發(fā)生變化的曲線圖。 在處理后的單測點視電阻率曲線圖中，可明顯的看到此曲線為電測深曲線中的H型曲線

47、，由曲線可推斷出，近地表的介質(zhì)的視電阻率相對較高，中間層的介質(zhì)的視電阻率比較低，而最底層的介質(zhì)的視電阻率值則相對又變高了。通過此圖對地下介質(zhì)的電阻率分層情況有了大致的了解，進(jìn)而在記錄其他電測深數(shù)據(jù)時有了一定的參考性，對地下的介質(zhì)分層情況有了大體的了解。從圖中可看出在地下12到25米處的視電阻率值比較小，則可以推測此層為含水層，引起電阻率值比較小。由十二個測點的視電阻率曲線圖，可知2、3、8、11測點總體趨勢是H型的，但是中間有高電阻率體的影響，而5、6、10測點接近為HK型的。查閱相關(guān)的校區(qū)的資料可知，此校區(qū)處原先是一片沙灘，因此此地基本上是外運(yùn)土壤填起來的，因此，上面一層電阻率比較高，中間一層含水高電阻率低，下面是基巖則電阻率較高，符合實際的情況。（2）視電阻率斷面圖：以排列在一條直線上的幾個測點為橫軸，以AB/2為縱軸，則根據(jù)十二個測點的電測深數(shù)據(jù)的整理結(jié)果應(yīng)用surfer繪成視電阻率斷面圖。圖中橫軸代表測點坐標(biāo)，設(shè)定各點間隔10米，縱軸表示極距AB/2的大小。圖標(biāo)表示視電阻率值的大小。圖中分出灰度不同的三層結(jié)構(gòu)，即兩層灰度淺的，一層灰度深的。已知的實際情況為上面是人為的填充的土壤及巖石，