中国地质大学地球物理实习报告电法.docx

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中国地质大学地球物理实习报告电法

《应用地电学》实习报告

班级：

10101111

学号：

101011111

姓名：

大好人

指导教师：

叶高峰

中国地质大学（北京）地球科学与资源学院

2014年7月

第一章前言······················································1

第一节实习任务、目的和意义····································

第二节工区的一般自然地理和经济地理情况························

第三节物探工作完成情况一致性··································

第二章工区地质和地球物理特征·································

第三章工作方法技术及质量评价·································

第一节中间梯度法··············································

第二节电测深法················································

第三节高密度电阻率法··········································

第四节音频大地电磁法··········································

第五节测区范围与测网布置······································

第六节野外作业要求············································

第四章资料处理·················································

第一节中间梯度法··············································

第二节偶极电测深法············································

第三节高密度电阻率法··········································

第四节音频大地电磁测深法······································

第五章解释推断·················································

第六章结论与建议···············································

第一章前言

电法勘探以岩（矿）石间电磁学性质及电化学性质的差异作为物质基础，在不同的应用对象中，采用不同的变种或分支方法。

电法勘探通常用以勘探石油与天然气和煤田地质构造，寻找金属与非金属矿产，进行水文工程地质、城市环境与建筑基础及地下管线铺设情况的勘查等。

第一节实习任务、目的和意义

本次实习要求学生学会熟练地使用和维护电法仪器和设备。

学习并掌握多种电法勘探分支方法的野外基本工作方法和技术，并能处理野外出现的一般故障问题；以实习小组为单位，完成工区内一部分测点的数据采集工作，较准确地获得每个测点的观测数据，培养学生的实际操作技能。

1、熟悉电法勘探仪器和装备的工作原理、性能，掌握实习中所用的仪器的操作步骤和维护方法，学会具体操作电法勘探仪器。

2、掌握野外施工中电法各分支方法的工作方法和技术问题，如测站布置、导线敷设、电极埋置、实际观测等。

此次用到的方法有中梯激电法，电测深法，高密度电阻率法和大地音频电磁法。

3、掌握观测数据的整理、反演和图示方法，对实习中的实测数据进行资料处理、反演和结果成图等工作。

4、熟悉异常的解释推断原则及其解释方法，对结果图件进行解释。

5、掌握编写电法成果报告的原则和方法，并编写电法勘探成果报告。

第二节自然地理和经济地理情况

秦皇岛，是河北省省辖市，位于燕山山脉东段丘陵地区与山前平原地带，地势北高南低，形成北部山区－低山丘陵区－山间盆地区－冲积平原区－沿海区。

北部山区位于秦皇岛市青龙满族自治县境内，海拔在1000米以上的山峰有都山、祖山等4座。

低山丘陵区主要为北部的山间丘陵区，海拔一般在100－200米之间，集中分布于卢龙县和抚宁县，该区是秦皇岛市甘薯、旱粮及工矿区。

山间盆地区位于秦皇岛市西北和北部区域的抚宁、燕河营、柳江三处较大盆地，该区是粮食作物的主产区。

冲积平原区，主要在海拔0－20米区域，分布在抚宁县和昌黎县。

沿海区，主要分布在城市三区和抚宁、昌黎两县，该区域是秦皇岛市重要沿海旅游资源区，有山海关、北戴河、南戴河等独特的自然和人文景观，是中国著名的避暑胜地。

秦皇岛市的气候类型属于暖温带，地处半湿润区，属于温带大陆性季风气候。

因受海洋影响较大，气候比较温和，春季少雨干燥，夏季温热无酷暑，秋季凉爽多晴天，冬季漫长无严寒。

辖区内地势多变，但气候影响不大。

2013年最低气温-18℃，最高气温35℃。

秦皇岛是全国综合交通枢纽城市，京哈高速公路、沿海高速公路、承秦高速公路、102、205国道贯穿全境。

截止2012年底全市公路通车总里程达到8774公里，高速公路通车里程达到269公里。

本次电法教学实习工区位于河北省秦皇岛市北戴河区燕山大学北侧，坐标119°E，39.54°N。

与中国地质大学北戴河实习基地距离约1km，交通便利。

工区位于燕山大学北侧小树林中，地表被第四纪沉积物覆盖，工区内地形平坦，利于电法的施工，但由于工区附近有高压线及道路，会对勘探结果有一定干扰。

第三节物探工作完成情况一致性

此次实习主要以教学认识为目的，实习日期为2014年7月14日至17日。

实习过程中用到的主要仪器有DZF-5型大功率激电发送机、DWJ-3B激电接收机、DCX-1A多功能高密度电法仪以及EH4连续电导剖面仪。

主要仪器设备如下表：

表2电法仪器设备一览表

仪器

数量

DZF-5型大功率激电发送机

1台

DWJ-3B激电接收机

3台

DCX-1A多功能高密度电法仪

1台

EH4连续电导剖面仪

1台

第2章工区地质和地球物理特征

工区处于华北地台东部边缘，属于山海关隆起的东部。

基底地层是太古代的混合花岗岩。

在吕梁运动时期，地壳运动时期，地壳开始上升，地层受到剥蚀，致使元古代以后的地层大量缺失，仅在某些局部地区见到侏罗纪系地层，组成近南北向倾斜。

在燕山运动时期，工区发育了一些南北—东西向两组共轭断裂及NEE—SWW向断裂。

由于岩浆上涌，沿早期断裂形成了各种岩性的岩脉，主要是：

辉绿岩岩脉，花岗斑岩以及伟晶岩岩脉等。

辉绿岩岩脉和围岩存在较大的磁性差异。

第三章观测方法、仪器及观测参数

第一节中间梯度法

1、中间梯度法的装置是将供电电极A和B固定在相距很远的地方，测量电极MN在AB中段1/3的范围内逐点观测。

在半无限介质的条件下，AB中部三分之一范围内的电场可近似认为是均匀的。

由于在测量中AB固定不变，MN沿剖面移动，所以其视电阻率曲线反映了地电断面沿水平方向的分布情况。

中间梯度装置示意图

2、装置选择

AB的选择应考虑装置为某一极距时的有效勘探深度；

测量电极距通常取MN=（1/50-1/30）AB；

供电电极的数目根据供电电流和接地条件确定。

3、野外观测参数为视极化率和视电阻率。

视极化率的观测精度由点位误差和电测本身两部分因素决定。

由于点位误差对视极化率的精度影响甚小，故视极化率大于3%的地段，用总均方相对误差M来评价，在视极化率小于等于3%的地段，规定使用总均方误差来评价观测精度。

视电阻率观测精度主要受电测自身观测误差和测地工作精度影响。

电测自身观测误差应包括ΔU、I的观测误差和“其他”误差。

“其他”误差一般包括布极不准引起的误差、电极极差变化、自然电位变化、仪器本身性能变化等引起的误差，这些误差叠加成所谓的“无位误差”。

4、本次中梯法采用的仪器为北京地质仪器厂生产的DZF-5型大功率激电发送机和DWJ-3B激电接收机。

第二节电测深法

1、装置类型

电测深常用的装置形式为对称四极装置或偶极-偶极装置。

（1）、对称四极装置

该装置供电极距主要根据工区基岩顶面（或探测对象顶部）的平均埋深或疏松层的平均厚度H来确定。

供电电极距AB至少应为探测对象顶部埋深的4~6倍；测量电极距MN应不小于探测对象顶部埋深，但也不宜超过AB/3。

图对称四极装置图

（2）、偶极-偶极装置

偶极-偶极装置通常使AB=MN=a，OO’=（n+1）a，n为整数，a的大小应为（1/6~1/4）OO’。

图偶极-偶极装置示意图

图偶极装置电剖面法示意图

2、本次电测深法采用的仪器为：

北京地质仪器厂生产的DZF-5型大功率激电发送机和DWJ-3B激电接收机，观测参数是视电阻率和视极化率。

第三节高密度电阻率法

高密度电磁法是传统电阻率法的变种方法，可以同时完成电剖面和电测深两种形式的测量。

高密度电阻率法的基本原理与传统电阻率法完全相同，所不同的是在观测中设置了较高密度的测点。

相对于常规电阻率法，主要具有如下特点：

a.电极布设是一次完成的，效率较高；

b.电极布置较密，能有效地进行多种电极排列和多个电极距的扫描测量，同时具有剖面测量和测深两种性质，因而可以获得较丰富的关于地点断面结构特的地质信息。

本次实习仪器采用北京地质仪器厂生产的DCX-1A多功能高密度电法仪。

第四节音频大地电磁法

电磁法主要利用岩矿石的导电性、导磁性和介电性的差异，观测研究人工或天然形成的电磁场的分布规律（频率特性和时间特性），解决有关的地质问题。

音频大地电磁法主要观测由于雷电作用产生的音频（n*10^0~n*10^4Hz）大地电磁场。

但由于音频大地电磁法的观测频段内，天然大地电磁场的强度较弱，人文干扰大，所以信噪比很低，野外数据采集十分困难，需要长时间采集并采用多次叠加技术。

1、仪器设备

本次实习使用EH-4系统。

EH4连续电导剖面仪是属于混合源的仪器，在频率（10-1000）Hz范围内采集天然电磁场信号，在频率（750-92k）Hz范围内使用人工源信号。

接收装置包括不锈钢电极、接地电缆、前置转换器、磁探头、主机、传输线缆、12V蓄电池。

2、数据采集

EH-4野外测站布置方式与MT方法类似，但EH-4系统的电极距较小，一般为几十米。

使用的电极为金属杆状电极。

只观测水平方向的磁场，磁传感器同样要求水平放置并埋入地下。

第五节测区范围与测网布置

1、定测区范围的原则

a、测区范围应包括整个被探测地质体可能赋存的地段，并向外扩展有足够的背景场。

b、确定追索性的测区时包括全部或部分已知地质体；

c、尽量包括某些地质情况比较清楚的地段，特别是与研究目标有关的天然露头或探矿工程分布地段；

d、在前人的工作基础上扩大测区范围时，应在测区边缘重复部分测线，以便于成果的联系与利用。

e、考虑地形、地貌，兼顾施工方便。

f、测网形势取决于探测对象的分布范围和平面分布形态。

测网密度应根据地质目的、工作性质、探测对象的空间位置以及采用的装置形式等因素确定。

2、测线方向的确定原则

a、测线（或剖面）应尽量垂直于被探测对象的走向，并应尽可能避免或减小地形影响和其它干扰因素的影响。

b、测线或剖面还应尽量与测区中的地质勘探线、典型地质剖面相结合。

c、当探测对象的走向变化复杂以至于测线方向无法随之变化时，可以垂直其平均走向布置测线，并按实际需要加密；当发现有意义地质体的走向与测线交角过小以至于影响解释推断和地质效果时，必须以实际资料来说明其影响程度，并垂直于有意义地质体走向另行布置补充剖面。

d、当工作过程中发现电测主体异常走向与测网基线交角过大，以至影响推断解释和地质效果时，应放稀测网并改为控制剖面观测。

在充分了解待测地段异常走向变化的复杂程度之后，可酌情改变测线方向。

e、对于某些特定情况，还应设计纵剖面测量。

第六节野外作业要求

1、检查观测

检查观测是改变工作条件的重复观测，即操作者本人对已完成的原始观测点或极距进行的抽样检查或对质量有疑义地段或极距的检查。

检查观测与原始观测数据之间计算统计的误差，不作为衡量测区观测质量的一项指标，但可以作为分析工作质量情况的一种参考量。

2、不极化电极接地的技术要求：

在接地点挖电极坑，坑内不得留有碎石及杂草；地表干燥时应提前在坑内浇水，确保不极化电极接地电阻较小；

不极化电极不可埋设在流水、污水或废水中，尽量减少两极温差；

当接地点受自然条件限制要移动电极布设位置时，其移动方向应垂直测线，其移动距离不应大于观测点点距的1/5。

7、质量检查

质检评价以系统检查观测为主，返程检查观测为参考，分别进行平均绝对误差的计算。

不论何种方法，测区和地段的野外观测质量，除应以系统检查观测结果为主要依据之外，还应该结合仪器性能、观测方法技术的具体措施、异常与畸变情况的现场处理、检查观测的统计结果等综合分析。

本次实习重复读数每次均在5%误差范围内，可以确定误差在精度要求范围之类。

第四章资料处理

4.1原始资料的检查

野外作业过程老师及助教对我们所使用仪器设备的性能和各项技术指标是否达到设计或规范要求进行检查；并在最后对我的观测曲线是否完整；观测结果是否符合设计或规范要求；系统检查观测结果是否达到设计要求；进行评价。

进而是我们得到相对较准的数据。

4.2资料的预分析和处理

（1）在资料整理中应进行各项相应的校正；

（2）分析观测结果的质量，包括观测精度、测网密度、反映异常的详细程度、是否存在局部地段的系统误差；

（3）识别人工和其它非地质因素对观测结果的影响，估计其影响的程度，视需要和可能进行必要的补充工作；

（4）确定视参数的背景值和异常下限；

（5）划分异常。

第五章，资料的解释

由图可看出，150m处存在高极化体，而其他部分视极化率较低接近于零。

由图可知0-140点视电阻率较低月为0-150欧姆*m，且在150m点处取极小值，从150m到340m视电阻率逐渐增高，并在约340m处取得极大值。

在中间梯度法电阻率平面图中我看到在（020）点和（1500）点电阻率取极小值。

在0-150点视电阻率普遍偏低。

而随着x的增大，电阻率逐渐增加并在（3350）点取得极大值。

故此认为断层在（1500）到（15520）附近。

但在（32020）和（34520）点处出现两个相对小的电阻率个人初步认为是这两个点下可能存在非常小的异常体。

在对称四极电阻率平面图中我得到了与中间梯度法电阻率平面图相似的结论但在（32020）和（34520）点处我发现未出现两个相对小的电阻率，故此认为中间梯度法电阻率平面图中的两个异常可能是人为操作过程中造成的错误。

而在中间梯度法极化率平面图中只有80-160部分为高极化率故此其他部分极化率较小。

在对称四极极化率剖面图中只有很小的一片区域为低极化率，在（020）部分极化率最低。

而从（400）到（600）为高极化率。

从大地音频电磁相位剖面图中频率由低到高对应接收到由深到浅的地层的信息。

而相位在低阻体部分呈现高异常，因此在20Khz到80Khz部分出现低阻层。

而在（1400）到（145100）地层发生错动故此认为是断层。

所在位置。

在靠近测线的一侧，部分视电阻率相对较高。

在其中那个出现了两处视电阻率较低的区域，初步认为是低阻体。

第六章结论与建议

七天实习，从EH4操作熟悉，到工区对称四极装置测深，到联合剖面法和偶极偶极剖面装置野外数据的采集，到资料的整理、处理和解释，到最后报告的编写和过程的总结，这一段过程艰苦而充实，短暂而富有意义。

这个过程下来并不顺利，存在一些不足和问题。

首先要考虑装置误差、漏电现象、自然电位对视电阻率的测量影响。

我们在做偶极偶极剖面法时，在刚开始的几个测点，仪器读数极不稳定，异常极大，数据畸变。

还有，图件绘制时，要讲究精确美观，颜色选择要使异常或分界面一目了然。

同时绘图软件的选择也是相当重要的。

最后，野外工作必须有毅力有自信。

对各项工作要敢于尝试，不要怕犯错，没有人是天生会的，要对自己有信心。

当然，野外工作也有枯燥的一面，随着工作时间的增加，但不断重复同样的工作时，最初的新鲜感就会消失了，这时候一定要保持热情，干一件事情就要干到底！

希望可爱而坚强的同学们，能够保持实习期间的工作作风和热情，今后无论在什么地方，无论什么时候，能够发扬“艰苦朴素，求真务实”的校训精神，克服困难，创造佳绩！