中国石油大学(华东)地球物理综合训练实习报告

2014-2015学年第一学期地球物理综合训练实习报告专业班级：地球物理11-1班学号：11013127姓名：汤婕指导老师：尹兵祥、徐凯军、宋娟、唐杰时间：2014年12月10日-15日前言地球物理勘探简称“物探”，即用物理的原理研究地质构造和解决找矿勘探中问题的方法。它是以各种岩石和矿石的密度、磁性、电性、弹性、放射性等物理性质的差异为研究基础，用不同的物理方法和物探仪器，探测天然的或人工的地球物理场的变化，通过分析、研究所获得的物探资料，推断、解释地质构造和矿产分布情况，目前主要的物探方法有：重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探、放射性勘探等。依据工作空间的不同，又可分为：地面物探、航空物探、海洋物探、井中物探等。地下赋存的岩(矿)体或地质构造基于它们所具有的物理性质、规模大小及所处的位置，都有相应的物理现象反映到地表或地表附近，这种物理现象是地球整体物理现象的一部分。地球物理勘探的主要工作内容是利用相应仪器测量、接收工作区域的各种物理现象的信息，应用有效的处理方法从中提取出需要的信息，并根据岩(矿)体或构造和围岩的物性差异，结合地质条件进行分析，做出地质解释，推断探测对象在地下赋存的位置、大小范围和产状，以及反映相应物性特征的物理量等，做出相应的解释推断的图件。地理物理勘探是地质调查和地质学研究不可缺少的一种手段和方法。地球物理勘探所给出的是根据物理现象对地质体或地质构造做出解释推断的结果，因此，它是间接的勘探方法。此外，用地球物理方法研究或勘查地质体或地质构造，是根据测量数据或所观测的地球物理场求解场源体的问题，是地球物理场的反演的问题，而反演的结果一般是多解的，因此﹐地球物理勘探存在多解性的问题。为了获得更准确更有效的解释结果，一般尽可能通过多种物探方法配合，进行对比研究，同时，要注重与地质调查和地质理论的研究相结合，进行综合分析判断。。地球物理勘探是一门实践性极强、科技含量极高的一门应用性学科，具体工作方法是从不同的时间、空间角度去观测对象的响应信息，而把握这些响应信息需要借助现代仪器、观测技术、解释技术。此次实习是在完成《地磁与地电》、《重力与固体潮》和《地震勘探原理》等课程的学习，了解掌握了电法、磁法、重力和地震勘探的基本理论勘探方法后展开的实地实习。利用这次实习的机会我们提高了动手能力和处理实际问题、分析解决实际问题的能力，能够更好地适应毕业后的实际工作。在实习的过程中我们依据指导老师规定的任务内容有条不紊地展开实习活动，勘探的范围是针对整个校区。实习的过程是先进行理论的学习和仪器的认识使用，然后再进入实习场所进行相应方法的勘探。在老师的带领及同学间的相互帮助下，我们顺利地完成了实践所要求的所有内容。通过几天的实践学习，根据四种勘探方法所得到的实习数据进行整理处理，整合成此实习报告，并对报告中的每个部分进行详细的论述，从而达到此次实习的最终目的。本次实习由尹兵祥、唐杰、徐凯军、宋娟四位老师带队。在此，向以上四位老师表示感谢。目录第一章概论........................................................1、实习目的.......................................................2、实习内容.......................................................第二章实习仪器介绍...............................................1、重力勘探仪器...................................................2、磁法勘探仪器...................................................3、电法勘探仪器...................................................4、浅层地震勘探仪器...............................................5、手持GPS定位仪.................................................第三章数据采集与整理.............................................1、野外数据采集...................................................2、原始数据整理...................................................第四章成果数据的成图与推断解释..................................1、重力图件及解释.................................................2、磁法图件及解释.................................................3、电法图件及解释.................................................第五章结束语......................................................1、结论、建议与体会...............................................2、主要教材与参考书...............................................第一章概论一、实习目的2014年12月，我们2011级地球物理学的学生进行了一次为期5天的实习，即地球物理综合训练。这次实习的目的是：通过实习使同学们了解重力、磁法、电法和地震勘探的工作方法；培养实验技能及分析和解决实际问题的能力；掌握仪器的工作原理，并学会操作和使用；掌握各方法的基本数据分析和处理技能。通过野外实际测量实践环节的训练，巩固和加深对理论知识的理解，了解重力仪、磁力仪和电法仪的构造及工作原理，掌握重、磁、电、震的野外测量方法，培养进行地球物理工作的基本能力。对本专业所从事工作的性质、手段、方法以及新技术、新方法有一个全面的了解，培养学生的实际操作和计算技能以及综合分析问题的独立工作能力，巩固已学过的专业知识，为下一步进入专业课程和毕业论文阶段以及今后走上本专业的工作岗位打下基础。二、实习内容本次实习要进行重力、磁法、电法、浅层地震四种方法的勘探实习，2个班共分四个组，每班单号、双号各一组。我所在的地物1班单号，为第一组。下面是具体的内容与安排：1、实习内容：（1）磁法测量以整个校园为模拟测区，设计6条东西测线和6条南北测线，再加上外框，两台不同仪器结合进行，便于数据的对比，原始数据经整理得到成果数据，最后合并使用，绘制剖面图和平面等值线图。（2）直流电测深测量沿一条测线进行，每个小组测量两个点的测深数据，最后经过合并得到一条测线12个点的测深数据，连成一条剖面。（3）高密度电法每个班测量一个剖面，两种装置，3个剖面。（4）各方法资料分别整理分析，解释地下主要构造特征，如磁性体分布、主要界面起伏、电性分层等。勘探区域是学校所在的范围，共分为6条测线。位置的确定则用GPS；磁法数据的采集点距约为10m。通过这两种勘探方法实现对学校的地下地形分布情况做到大致的了解。①东西测线设计：②南北侧线设计：③校外测线设计：2、时间安排：教学计划2周，安排5天时间做数据的采集，每天上午8:30开始，到当天任务完成或天黑收工。其余时间做资料的整理、分析、解释，以及报告编写。第二章实习仪器介绍一、重力勘探仪器1、ZSM-皿型石英弹簧重力仪（如图）：（1）仪器的主要技术指标：由我国北京地质仪器厂生产的，外形呈圆柱形，外径约为14厘米，高约40厘米。观测精度：0.3g.u读数精度：0.1格测程范围：约50000g.u直接测量范围：约1400g.u电源：2.5VDC功耗：小于1w净重：6kg（2）仪器的结构：按照仪器各部分的功能和作用，ZSM型重力仪由弹性系统、光学指示系统、测量系统、保温隔热系统和辅助部分等五部分组成。仪器的主体结构及内外部件的联系见下图。①弹性系统由灵敏装置、测量补偿装置及温度补偿装置所组成，除平衡体的重荷及温度补偿金属丝外，其他元件全有熔融石英制成，并熔接成一个整体。1-负荷；2-摆杆；3-摆扭丝；4-主弹簧；5-温度补偿框扭丝；6-读数弹簧；7-读数弹簧连杆；8-温度补偿框扭丝；9-读数框架扭丝；10-测程调节弹簧；11-指示丝②光学指示系统：仪器平衡体的偏转是采用光学系统肉眼进行观察的。光系由接目镜、刻度片、场镜、物镜全反射棱镜等组成的一具放大倍数约为250倍的显微镜，以及照明部分（灯泡、聚光镜）组成。③测量系统：测量系统是由精密的测微螺丝（它包括一个测微螺杆和一个测微螺管）、导向装置、连杆及计数器组成。二、磁法勘探仪器1、CZM-3型质子磁力仪（如图）：（1）仪器主要技术指标：测程：30000-70000nT灵敏度：0.1nT显示：192x64点阵式液晶显示器数据存储量：①日变方式：不少于33个小时（观测间隔30秒）②总场方式：2670个点工作环境条件，测区地磁场梯度要求：①垂直梯度≤2000nT/m②水平梯度≤1500nT/m③环境温度范围-20℃~+50℃④环境湿度≤90%(+25℃)电源：锂离子电池15.5V-17V，3.8Ah连续工作时间大于10小时外形尺寸：210mm×80mm×200mm主机重量：约2.kg探头外型尺寸及重量72x140（mm）探头重量：1kg探头杆0.8kg（2）质子磁力仪测量原理：应用质子自旋磁矩在地磁场的作用下围绕地磁场方向做旋进运动的现象进行磁场测量。在水、酒精、甘油等样品中，质子受强磁场激发而具有一定方向性，去掉外磁场，质子在地磁场作用下绕地磁场T旋进，其旋进频率f与地磁场T强度成正比，关系式为：T=23.4872f单位：伽马或纳特。测定出频率f即可计算出总磁场强度T的数值。（3）仪器参数的设置首先按下【电源开关】键，屏幕显示开机画面。按下任意一个键后，进入《系统菜单》页面。在《系统菜单》页面，按数字键【1】进入相应页面，本页面提供用户查看及设定跟踪仪器和测量有关的参数共21个。本页面下，可用【▲】、【▼】上下箭头键移动参数项名称上的反向显示的光标，每次移动一行；在没有修改参数之前，还可用左右箭头键上下翻页移动光标，即一次可上下移动四行光标；在修改参数过程中，可用左键头键回删一个字符，按【菜单】键返回《系统菜单》页面。在光标停留的参数项上（除‘电量内存’项外）可通过按键进一步操作。此次实习在参数设置时只进行了线距、点距和测量方式的设置，其各个参数相应的参数设置情况如下：线距：所布测线与测线之间的距离，单位为米。选择‘线距’一项，在这一项后面输入数据150；点距：一条测线上所布点点之间距离，单位为米。选择‘点距’一项，在这一项后面输入数据10；测量方式：有两种方式供选择，分别为‘自动’和‘手动’。分别通过按【0】~【10】十个数字键中任何一个在‘自动’和‘手动’之间切换。‘自动’方式通常用于定点的日变站用，该方式下，依据时间参数所设置的时间，启动后，自动连续读数，无须人工干预：‘手动’方式用于共取跑点时测量，该方式下，每测一点，均需人工确认。在这次实地实习过程中我们采用的是‘手动’方式。2、磁化率仪（如图）：仪器的主要使用方法是：先按下【电源】键，进入操作画面，选择‘校零’一项按下【确认】键，等待校零完成后，按下【测量】键，放到所要测的测点处地面上进行磁化率值的测量，等到数值不在变化时，对其显示的数据进行记录，并记录磁化率仪在放处的地面覆土及地形情况。然后进行下一测点的测量。在使用磁化率仪时要注意的是：每次采集数据时，都要记录下相应测点的磁化率值，故而每次测完一个测点，在测下一个测点的时候要进行校零。三、电法勘探仪器1、WDDS-1电阻率仪（如图）：新一代