勘查地球物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告.doc

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昆明理工大學(xué) 勘查地球物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告 姓 名何云龍 學(xué) 號(hào)201110101125 班 級資勘111 院 系國資院地科系 專 業(yè)資源勘查工程 指導(dǎo)教師李海俠、龔玉蓉 提交日期2013.11.20 昆明理工大學(xué)地球科學(xué)系 實(shí)驗(yàn)一 磁法勘探數(shù)據(jù)采集和資料處理 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：昆工蓮華校區(qū)足球場 實(shí)驗(yàn)日期： 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1.學(xué)習(xí)磁法勘探數(shù)據(jù)采集工作方法；了解數(shù)據(jù)處理的基本流程。 二、磁法勘探的原理 磁法勘探是以巖礦石間的磁性差異為基礎(chǔ)，通過接收和研究地質(zhì)體（構(gòu)造或礦體等）在地表及其周圍空間產(chǎn)生的地球磁場的變化和特征來推斷地質(zhì)體存在狀態(tài)（產(chǎn)狀、埋深、規(guī)模等）的一種物探方法。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 （一）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 本實(shí)驗(yàn)在室外使用高精度磁力儀做剖面觀測，學(xué)習(xí)磁法勘探的野外工作過程和儀器操作，對觀測的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 （二）儀器 G856質(zhì)子磁力儀，探頭及相關(guān)的儀器配件。 （三）實(shí)驗(yàn)的主要步驟 （1）布置測線、測點(diǎn)。 （2）將磁力儀與探頭連接。 （3）測線測量時(shí)通常2-3 人一組，由一人拿探頭，一人兼做記錄，或單獨(dú)由一人記錄。 （4）打開儀器，設(shè)置日期和時(shí)間、設(shè)置線號(hào)、設(shè)置點(diǎn)號(hào)和調(diào)諧場等參數(shù)。 （5）逐個(gè)測點(diǎn)進(jìn)行磁場觀測，并記錄觀測值，完成剖面上所有測點(diǎn)的觀測。 （6）對觀測的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，繪制磁場變化的剖面圖，分析剖面上的磁場變化特征。 四、數(shù)據(jù)分析與處理 (一)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 測點(diǎn) 磁場強(qiáng)度T 測點(diǎn) 磁場強(qiáng)度T 測點(diǎn) 磁場強(qiáng)度T 1 47135 18 47184 35 47222 2 47152 19 47186 36 47228 3 47133 20 47203 37 47229 4 47148 21 47215 38 47231 5 47143 22 47228 39 47230 6 47161 23 47240 40 47230 7 47113 24 47242 41 47228 8 47138 25 47245 42 47228 9 47141 26 47241 43 47230 10 47155 27 47229 44 47236 11 47162 28 47225 45 47242 12 47168 29 47222 46 47245 13 47172 30 47221 47 47251 14 47172 31 47217 48 47255 15 47172 32 47210 49 47256 16 47180 33 47209 50 47252 17 47186 34 47215 （二）圖表分析 磁場強(qiáng)度的變化 圖1從南到北 圖2磁異常等值線平面圖 圖3實(shí)驗(yàn)結(jié)果 （三）結(jié)果分析 磁法勘探是以巖礦石間的磁性差異為基礎(chǔ)，通過接收和研究地質(zhì)體（構(gòu)造或礦體等）在地表及其周圍空間產(chǎn)生的地球磁場的變化和特征來推斷地質(zhì)體存在狀態(tài)（產(chǎn)狀、埋深、規(guī)模等）的一種物探方法。由三號(hào)測線磁異常等值線圖可知，實(shí)習(xí)區(qū)從北到南磁異常值遞減。由實(shí)習(xí)區(qū)磁異常等值線圖可知，從西南到東北磁異常有遞減趨勢，部分地區(qū)磁異常值較高。磁異常的反演可以有多種答案。 實(shí)驗(yàn)二 高密度電法數(shù)據(jù)采集和資料處理 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：昆明理工大學(xué)大學(xué)蓮華校區(qū) 實(shí)驗(yàn)日期： 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1.學(xué)習(xí)高密度電阻率法數(shù)據(jù)采集工作方法；了解數(shù)據(jù)處理的基本流程。 二、高密度電法的勘探原理 高密度電法的基本工作原理與常規(guī)電阻率法大體相同。它是以巖土體的電性差異為基礎(chǔ)的一種電探方法,根據(jù)在施加電場作用下地中傳導(dǎo)電流的分布規(guī)律,推斷地下具有不同電阻率的地質(zhì)體的賦存情況。高密度電法數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由主機(jī)、多路電極轉(zhuǎn)換器、電極系3 部分組成。多路電極轉(zhuǎn)換器通過電纜控制電極系各電極的供電與測量狀態(tài)。主機(jī)通過通訊電纜、供電電纜向多路電極轉(zhuǎn)換器發(fā)出工作指令、向電極供電并接收、存貯測量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集結(jié)果自動(dòng)存入主機(jī),主機(jī)通過通訊軟件把原始數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成處理軟件要求的數(shù)據(jù)格式,經(jīng)相應(yīng)處理模塊進(jìn)行畸變點(diǎn)剔除、地形校正等預(yù)處理后,做視電阻率等值線圖。在等值線圖上根據(jù)視電阻率的變化特征結(jié)合鉆探、地質(zhì)調(diào)查資料作地質(zhì)解釋,并繪制出物探成果解釋圖。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 （一）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 本實(shí)驗(yàn)在室外采用溫納裝置做剖面觀測，學(xué)習(xí)電法勘探的野外工作過程和儀器操作，對觀測的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 （二）儀器 高密度電阻率勘探工作儀器包括測量系統(tǒng)和反演軟件系統(tǒng)。測量系統(tǒng)包括WDJD-3多功能數(shù)字直流激電儀（測控主機(jī)）和WDZJ-3多路電極轉(zhuǎn)換器。該系統(tǒng)具有存儲(chǔ)量大、測量準(zhǔn)確快速、操作方便等特點(diǎn)，并且可方便地與國內(nèi)常用高密度電法處理軟件配合使用。 （三）裝置形式 采用的裝置形式為：固定斷面掃描裝置α排列（溫納裝置AMNB）見圖1-1。測量時(shí)，AM=MN=NB為一個(gè)電極間距，A、B、M、N逐點(diǎn)同時(shí)向右移動(dòng)，得到一條剖面線；接著AM、MN、NB增大一個(gè)電極間距，A、B、M、N逐點(diǎn)同時(shí)向右移動(dòng)，得到另一條剖面線；依此不斷掃描下去，得到倒梯形斷面，由于供電電極AB和MN均按一定比例增大，所以在反映深部信息是有比較好的效果。 圖3-1 α排列（溫納裝置AMNB）裝置 （四）各項(xiàng)檢查 檢查項(xiàng)目包括：主機(jī)電源電壓，轉(zhuǎn)換電極控制器開關(guān)，轉(zhuǎn)換電極控制器電源電壓，主機(jī)各接線柱之間的絕緣電阻，轉(zhuǎn)換電極控制器各接線柱之間的絕緣電阻，32芯物探電纜完整性，干電池箱的電壓等。在每次都要測量60根電極的接地電阻。 （五）參數(shù)設(shè)置 主要是設(shè)置高密度電法數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主機(jī)的工作參數(shù)，主要由以下幾個(gè)方面： 1. 斷面號(hào) 每個(gè)排列都需要設(shè)置，每個(gè)中段從1開始，以步長1逐漸增加。 2. 轉(zhuǎn)置類型 α排列 3. 滾動(dòng)總數(shù) 1 4. 電極數(shù) 60 5. 點(diǎn)距 1m 6. MN間距 1m 7. 滾動(dòng)號(hào) 1 8. 供電時(shí)間 1（測量延時(shí)50ms） （六）測點(diǎn)觀測 首先是在測量段布設(shè)32芯物探電纜兩根，在電纜接線頭處打下電極，待60根電極連接好之后，首先進(jìn)行接地電阻檢查，以防止有漏接電極或者檢出接地電阻過大的電極。 待接地電阻檢查好后，進(jìn)行測量。測量主機(jī)自動(dòng)完成α排列方式的測量，并自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)。 待一個(gè)排列測量結(jié)束之后，向前挪動(dòng)電極和該段的電纜，完成下一個(gè)排列的測量。 （七）數(shù)據(jù)資料的整理、分析 1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 1 2 3 4 5 612 640 668 669 670 6 7 8 9 10 676 667 667 720 665 11 12 13 14 15 548 372 341 225 312 16 17 18 19 20 273 265 268 257 376 21 22 23 24 25 255 263 350 273 330 26 27 28 29 30 265 311 314 280 265 31 32 33 34 35 270 255 275 590 646 36 37 38 39 40 700 543 725 620 835 41 42 43 44 45 945 655 1300 2655 565 46 47 48 49 50 590 630 545 540 924 2實(shí)驗(yàn)結(jié)果 圖3-2 圖3-3 實(shí)驗(yàn)三 地質(zhì)雷達(dá)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：昆明理工大學(xué)蓮花校區(qū) 實(shí)驗(yàn)日期： 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1.學(xué)習(xí)地質(zhì)雷達(dá)的基本原理和基本操作方法。 2.通過對地下目標(biāo)體的地質(zhì)雷達(dá)探測，了解目標(biāo)體異常的地質(zhì)雷達(dá)剖面特征。 二、地質(zhì)雷達(dá)的勘探原理 地質(zhì)雷達(dá)是淺層地球物理勘探中的重要方法之一，它在淺層工程地質(zhì)勘查中起著十分重要的作用。地質(zhì)雷達(dá)是利用高頻電磁波束在界面上的反射探測有關(guān)目的物。 地質(zhì)雷達(dá)的系統(tǒng)主要由四部分組成：(1)脈沖發(fā)生器，用于產(chǎn)生可重復(fù)的發(fā)射脈沖；(2)發(fā)射天線與接收天線，用于發(fā)射和接收電磁波；(3)取樣接收與模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于進(jìn)行模擬信號(hào)到數(shù)字的轉(zhuǎn)換；(4)主控制器，用于完成信號(hào)的采集和顯示過程。 發(fā)射天線和接收天線緊靠地面，發(fā)射天線發(fā)射的電磁波傳入大地，電磁波在地下傳播過程中遇到介質(zhì)的電性分界面后便發(fā)生反射或折射，反射回地面的電磁波被接收天線所接收，見圖4-1。不同介質(zhì)介電常數(shù)不同，形成電性界面，根據(jù)回波訊號(hào)的特征及其傳播時(shí)間可判斷電性界面的形態(tài)和埋深。 圖4-1 地質(zhì)雷達(dá)探測原理描述及異常體地質(zhì)雷達(dá)圖像 雷達(dá)波由發(fā)射天線發(fā)射到被接收天線接收所需要的往返時(shí)間為： 式中，x為發(fā)射天線與接收天線間的距離，Z為反射界面的深度，v為電磁波在介質(zhì)中的傳播速度。由于在測量中發(fā)射天線和接收天線間的距離x是固定的，且較小，因此上式可簡化為：t=2z/v ，式中電磁波傳播速度， c為光速（c0.33 m/ns）；er為地下巖層的相對介電常數(shù)。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 （一）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1．采用800MHz天線和500MHz天線在室外馬路上測量，了解地下介質(zhì)結(jié)構(gòu)分層情況和地下管線等在雷達(dá)剖面上的形態(tài)特征。對觀測的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 （二）儀器 1. RAMAC X3M型地質(zhì)雷達(dá)主機(jī)；2.800MHz天線；3.500MHz天線；4.電纜；5.電池 （三）實(shí)驗(yàn)的主要步驟 (1) 選擇合理的天線 天線的選擇是根據(jù)要探測的異常體可能的埋深和最小尺度來確定。如在粘土層較厚的地區(qū)，要盡可能使用100MH z低頻天線；對公路、混凝土建筑物的檢測應(yīng)使用500MHz或800MHz的高頻天線。 (2) 硬件系統(tǒng)的連接 先將電池裝到主機(jī)和天線上，將光纖分別與主機(jī)和天線相連，將并口數(shù)據(jù)線與主機(jī)和計(jì)算機(jī)相連。 (3)采集參數(shù)設(shè)置 1、打開主機(jī)和天線上的電源開關(guān)。2、運(yùn)行 Groundvision 軟件。3、當(dāng)軟件的 F5 為紅點(diǎn)時(shí)，表明系統(tǒng)已經(jīng)連接好，按F5 進(jìn)入?yún)?shù)選擇界面。4、選擇文件要保存的子目錄，取文件名。5、選擇使用的天線，觸發(fā)方式，點(diǎn)擊”setting”進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。6、設(shè)置采樣頻率、樣點(diǎn)數(shù)、迭加次數(shù)、采樣間距等參數(shù)。 (4) 數(shù)據(jù)采集 按“OK”，再按“Start measurement”進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。 (5)數(shù)據(jù)采集完成后，按 F6 或ESC 鍵結(jié)束數(shù)據(jù)采集，退出”Groundvision”軟件。 (6)關(guān)閉主機(jī)和天線的電源開關(guān)，關(guān)閉計(jì)算機(jī)，將光纖和數(shù)據(jù)線取下。 （7）將測得的數(shù)據(jù)輸入雷達(dá)數(shù)據(jù)處理和解釋軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、分析和地質(zhì)解釋，編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 （四）雷達(dá)使用注意事項(xiàng) 1、雷達(dá)使用前，要對電池進(jìn)行充電，充至充電器的指示燈為綠色即可。 2、電池不要充電時(shí)間過長或完全用完再充電，隨用隨充即可。 3、雷達(dá)使用時(shí)要注意保護(hù)光纖和光纖接口，用完后及時(shí)將光纖套和接口帽套上，以免進(jìn)入 灰塵，影響數(shù)據(jù)傳輸。 4、雷達(dá)使用完后，要及時(shí)將電池取下。 5、將電子單元與天線連接時(shí)或安裝電池時(shí)，一定不要讓接口處有水。 6、雷達(dá)超過半年不用時(shí)，要將電池充滿電，并將系統(tǒng)連接起來在室內(nèi)采集一個(gè)小時(shí)。 7、雷達(dá)在現(xiàn)場使用完畢后，要注意清點(diǎn)配件是否齊全，以保證下次能順利使用。 四、數(shù)據(jù)資料的整理、分析 １實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 時(shí)間t 2 8 13 21 24 31 36 38 41 45 車數(shù) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 時(shí)間t 50 52 56 58 62 64 67 車數(shù) 10 11 12 13 14 15 16 表１ 時(shí)間t 71 81 92 100 104 112 118 122 128 高度 50 1 50 20 1.3 112 118 70 60 時(shí)間t 133 138 144 151 156 163 170 高度 0 20 60 80 200 140 160 表２ ２圖表分析 圖４－２ 圖４－３ 3.結(jié)果分析 地質(zhì)雷達(dá)是淺層地球物理勘探中的重要方法之一，它在淺層工程地質(zhì)勘查中起著十分重要的作用。地質(zhì)雷達(dá)是利用高頻電磁波束在界面上的反射探測有關(guān)目的物。輻射儀掃描車的起始時(shí)間點(diǎn)和終止時(shí)間點(diǎn)對應(yīng)如下：8s~13s車1，21s~24s車2,31s-36s車3，38s-41s車4，45s-50s車5，52s-56s車6,58s-62s車7，64s-67s車8;返回以改變高度測量輻射變化，時(shí)間和測量高度對應(yīng)如下：71s-0.5m,74s-0m,81s-1.0m,92s-0.5m,100s-0.2m,104s-1.3m,112s-1.12m,118s-1.18m,122s-0.7m,128s-0.6m,133s-0m,138s-0.2m,144s-0.6m,151s-0.8m,156s-2m,163s-1.4m,170s-1.6m。 實(shí)驗(yàn)四 γ射線衍射儀實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：昆明理工大學(xué)蓮花校區(qū) 實(shí)驗(yàn)日期： 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1.學(xué)習(xí)γ射線衍射儀的基本原理和基本操作方法。 2.通過對地下目標(biāo)體的γ輻射量探測，了解目標(biāo)體異常的γ輻射變化剖面特征。 二、γ射線衍射儀原理 三、數(shù)據(jù)分析處理 １實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 1 78.1 2 82.7 3 79.2 4 73.4 43.3 路燈 5 57 37.6 6 28.2 大理石 7 28.1 8 26.8 9 26.5 10 27.3 11 28.1 12 27 13 29.3 14 32.9 15 33.1 16 29.7 17 30.9 18 28.5 19 26.7 20 25.7 21 27.9 22 27.2 23 35.5 草地 24 63.2 25 63.9 26 67.3 27 67.9 28 63.3 29 61.3 30 58.2 31 62.1 32 67.8 33 68.1 34 70.2 35 70.1 36 72.2 37 62.7 38 61.7 39 43.5 草坪與灰?guī)r分界 40 71.4 41 61 泥土 分析結(jié)果：由數(shù)據(jù)和圖像我們可以的在地質(zhì)的分界點(diǎn)出現(xiàn)了較為明顯的變化,在有路燈、大理石、草地、灰?guī)r和泥土的地方，放映出了不同地質(zhì)體的γ輻射是有差異的。大致可以看出的地表有植物覆蓋的地區(qū)γ輻射量比巖石的地區(qū)的大，從而推出γ輻射與植被有關(guān)，其次是金屬和巖石對γ輻射影響也很大