物探生产实习报告
发布时间:2020-09-06 来源: 主持词 点击:
物探生产实习报告
目录 前言 ......................................................................................................................................... 3 第一章
区域地质和地球物理概况 ......................................................................................... 3 区域地质概况 ....................................................................................................................... 3
马面测区地球物理特征 ................................................................................................... 4
雁山测区地球物理特征 ........................................................................................... 4 第二章
野外工作方法技术 .................................................................................................... 5 测网布置 ............................................................................................................................... 5
第三章
高精度磁法 ....................................................................................................... 7
第四章
电阻率剖面法 ........................................................................................................... 8 第五章
电阻率测深法 ......................................................................................................... 10 电测深法 ............................................................................................................................. 10
高密度电法 ..................................................................................................................... 13
第六章
激发极化法 ............................................................................................................. 17 激法极化法介绍 ................................................................................................................. 17
激电中梯法 ..................................................................................................................... 18
激电测深法 ............................................................................................................. 18 第七章
电磁法 .................................................................................................................... 20 电磁法简介 ......................................................................................................................... 20
大地电磁测深法(MT)
................................................................................................ 21
频率域电磁测深法(CSAMT)
..................................................................... 23 第八章 地震勘探 ................................................................................................................... 25 地震干扰剖面调查 ............................................................................................................. 25
地震折射波法 ................................................................................................................. 26
地震反射波法 ......................................................................................................... 27 地震面波法 ..................................................................................................... 29 地震映像 ................................................................................................. 29 雁山地震勘探成果以及分析 ......................................................... 30 工作总结 ................................................................................................................................ 33
前言
为了使学生掌握物探设计、野外工作方法和技术、资料整理、成果解释和报告编写等一整套实践性工作环节以及进一步消化、巩固课堂中学到的理论知识,提高实践技能和应用理论解决实际问题的能力,培养刻苦耐劳的精神,为毕业实习和今后的野外工作打下基础,学校对 2012 级应届毕业生组织了野外生产实习教学。实习前已完成电法勘探、地震勘探、重磁勘探等主要物探专业课程的学习,其中电法勘探、地震勘探、磁法勘探是最常用的物探方法,实习内容也主要围绕着 3 门课程进行,本次实习也涉及到了地质雷达技术、管线探测技术以及放射性测量等物探方法。
本次生产实习为时 12 周,其中第 1 周为野外工作准备、踏勘和工作方案制作阶段;第2 周到第 7 周为野外生产阶段,主要进行野外教学和演示以及野外数据的采集;剩余 5 周为资料整理和报告编写时间。本次生产实习涉及到多种物探方法,在马面侧区我们主要使用了激发极化发、频率测深法、高精度磁测以及放射性测量;雁山侧区我们主要使用方法为地震勘探和电法勘探,地震勘探的方法包括地震折射波法、地震反射波法、地震面波、地震映像法。电法勘探的方法包括电阻率剖面法、电阻率测深法、高密度电法等。根据各种物探方法数据可以初步掌握工作区内的地层分层情况,确定基岩起伏,寻找覆盖层中可能存在的各种地质状况,并对场地中可能存在的隐伏矿体做出正确准确的评价。
第一章
区域地质和地球物理概况 区域地质概况 桂林市位于广西壮族自治区的东北部,地质构造处于南岭纬向构造带的中段及广西山字型构造东翼内侧的南北向微向西凸出的弧形构造弧顶北侧。该区白海西运动褶皱成陆,其后各次构造活动亦不同程度影响本区,但晚近构造活动较微弱,表现为以间歇性缓慢升降运动为主。桂林市在大地构造上位于东南地洼区赣桂地洼系中南部 [1978 ,陈国达 ] 。地壳发展经历了地槽(晚元古代—志留纪)、地台(泥盆纪—中三叠世)和地洼(晚三叠世—现在)三个大地构造发展阶段。该区有典型的地质构造断列带:尧山—雁山弧形断裂带(F3),该断裂带是南北向桂林弧形构造带前弧的主要构造成份,全长约90 千米。断层东倾,倾角28°— 70°,上盘向西逆冲,断距1500—3000 米 [ [ 桂林理工大学张明华] ] 。桂林市漓江岩溶河谷盆地,主要由泥盆系中、上统至下石炭统厚一中厚层碳酸盐岩组成。盆地地形开阔,多为第四系所覆,基岩面起伏,高差一般3—5m,近河谷地带为5
—15m,局部形成孤峰或深30—40m 的深槽,基岩面以下50—60m 溶洞或溶隙发育。根据本区地貌,可溶盐的岩性与分布,第四系土层性质及厚度,覆盖岩溶发育特征、水文地质条件及工程地质问题的差异,其工程地质环境可分为3 个区,10 个亚区和6 个地段。
马面测区地球物理特征 1、电阻率特征:测区范围内基岩是灰岩,电阻率范围在1000-100000Ω.m,在电法勘探中属于高阻岩体。测区范围内有破碎带通过,破碎带充有水、泥沙,电阻率范围在10-1000Ω.m 左右。测区勘查矿体是硫铁矿,是灰岩浸染型硫化物,矿体受马面圩-田心里断裂带控制,电阻率范围在10^-4到10^-3Ω.m 范围。测区上覆土层位第四系沉积耕作土,主要为粘土亚粘土,粉砂土,成分为石英质。电阻率在10^-1 到10^3Ω.m。
2、电磁效应:测区主要是 金属硫化物矿体 ,导电性与导磁性良好,使人工场源(瞬变电磁法CSAMT),天然场源平面电磁波(大地电磁法MT)在时间域或是频率域观测可产生较明显的电磁效应,得到较好电磁场在时间和空间的分布规律。灰岩中浸染型硫化物在供电可以产生较强的激电效应(可达1~2%),表现为低阻高极化现象。如果存在矿体露头也可以使用自然充电法圈定矿体的范围。
雁山测区地球物理特征 整个地表面为土地和灌木,粘土深度大概在3M 左右,地势比较平坦。结合已经获得的测区钻探资料,场地地层自上而下为:
1、铁质土:黄色,呈疏松状态,土的含水度比较小,含有少量杂质,密度比较均匀。
2、有机质土:含量较少。
3、细沙:含云母,呈湿,稍密状态。
4、卵石:卵石的主要成分为砂岩,其次为石英岩和花岗岩,次圆状。
5、基岩:灰岩,界面起伏不是很大,埋深大概在 5 到 20m。
第二章
野外工作方法技术
测网布置 测区测网选用 1:1000 的小比例尺,马面测区测网密度为 10×10,按地质布网要求测线为直线且互相平行并大致垂直于构造走向(该地构造走向大约为210°),马面测区测线长 200 米,线距 10 米,点距 10 米,共 4 条测线。测线布置见图【图 2-1】;雁山测区测网密度为 10×5,测线方向大致为 90°,雁山测区测线长 250 米,线距 10 米,共 4 条测线。用森林罗盘打方向,误差范围在2°内,见图【图 2-2】. 测线布置见图2 2- -1 1 和图2 2- -2 2 :
图2 2- -1 1
图2 2- -2 2
一、 工作方法以及主要装置
方法名称 装置类型 电阻率法 电阻率剖面法 联合剖面发 WDDS-1数字电阻率仪 电阻率测深法 对称四极电测深法 高密度电法 WDJD-2以及WDZJ-1多路电极转换器 激发极化法 激电中梯
WDJD-2多功能数字直流激电仪 激电测深
电磁法 大地电磁测深(MT)
EH4 频率域电磁测深(CASMT)
V8多功能电法仪 地震 折射波法
SWS-3C型多波列数字图像工程勘察与工程检测仪 发射波法
面波法
地震映像
高密度磁法
高精度质子磁力仪WDDS-1 放射性法 射气测量
FD-3017 型RaA 测氡仪 地面γ测量
伽马枪
第三章
高精度磁法
磁力勘探又称磁法勘探(简称磁法)。它是通过观测和分析由岩石、矿石或其他探测对象磁性差异所引起的磁异常,进而研究地质构造和矿产资源或其他探测对象分布规律的一种地球物理方法。它所研究的磁异常是指磁性体产生的磁场叠加在地球磁场之上而引起的地磁场畸变,磁异常的起因取决于地球磁场和岩矿石磁性,前者是外因,后者是内因,两者是磁力勘探的物理基础。在实际工作中,磁法勘探用来测量地表或一定高空中的磁场强度,能够确定在普查对象影响下的磁场变化的规律性。
马面地区地磁场背景值大概为46820nT,周边无引起明显异常的岩石、矿山和剩磁物质,主要是电力电线、电信电缆等一些人为干扰。
磁测结果校正公式如下:
马面五号线磁异常等值线 图如下 :
图 图 3-1
推断与解释:马面工区做了 4 条磁法剖面,经过日变处理后,磁异常范围在-25-50nT,异常值较低,这证实了磁法测量的高精度。2-3 号测线出现磁正异常是由于靠近山体,由岩石引起的正异常。从整体上讲测区内磁法异常较弱。
第四章
电阻率剖面法 电阻率法是以地壳中岩(矿)石的导电性差异为物质基础,通过观测与研究人工建立的地中稳定电流场的分布规律,以解决地质问题的一组电法勘探方法。电阻率剖面法(简称电剖面法),它采用固定极距的电极排列,沿侧线逐点供电和测量,获得视电阻率剖面曲线,以了解地下一定勘探深度内沿侧线水平方向上岩石的电性变化。常用装置有联合剖面法、对称四极法、中间梯度法。本次生产实习所用方法为联剖,联合剖面法是由两组三极装置联合进行探测的一种视电阻率测量方法,因为它同时利用视电阻率曲线形态和两条视电阻率曲线的差异探测异常,具有对异常的分辨能力强、异常明显的优点,适合于探测一切形状和产状的地质构造;但也要布置无穷远极,每个测点要测量两套数据,工作效率较低。联合剖面装置供电电极A(或B)到测量电极MN中点的距离记为AO (O点为记录点),无穷远极C距离应垂直于测线方向布极且离测线应大于5倍的AO。本次实习的联合剖面法分别采用了小极距(AO=35m,MN=10)和大极距(AO=55m,MN=10)两种不同极距的测量方式以增强对比性。
联合剖面装置如下图:
图4-1 联合剖面法装置图
实际工作中若B接线柱接无穷远极(保持无穷远极始终接在B接线柱上),那么当A极测完以后,可以直接将B极接入到A极接线柱上,所测结果为A极的视电阻率显示为负值,只需将负值改为正值即为B极的视电阻率,这样可以提高工作效率。
雁山测区联合剖面法视电阻率曲线及解释
我们在雁山测区利用联合剖面做了两条测线1线和2线,分别采用两种极距测量(AO=35和AO=55),所测得的视电阻率曲线如下图,对于1线大极距和小极距所测得的曲线均出现了正交点,但是交点位置不一样,1线小极距正交点出现在180号测点附近,1线大极距正交点出现在190号测点附近;2线大极距联剖曲线在180号和200号点附近出现正交点,大极距没有交点。由这四条曲线大致可以推断出180号点附近可能存在地质异常。
第五章
电阻率测深法 电测深法
电阻率测深法的全称为“垂向电阻率测深法”(简称电测深法)。它用逐步改变供电电极大小的方法来控制勘探深度,由浅入深,了解一个测点地下介质电阻率的垂向变化。理论上,只要电极距足够大,直流电阻率测深法的探测深度可以无限大,但实际上,由于电极距变大了,要使观测点处有明显的电场扰动,供电电流必须增大(随极距增大成几何倍速增大),这种要求一般很难达到。因此直流电阻率测深法不适合于进行深度大于1000m 的探测,实际上常用来进行500m 以内的探测,测深深度一般为1/6-1/5的电极距。
本次生产实习采用的跑极表如下:
表5 5- -1 1
极距号 AB/2 MN/2 K 1 1.5 0.5 6.28 2 2.5 0.5 18.85 3 4 0.5 49.48 4 6 0.5 112.31 5 9 0.5 253.69 6 9 3 37.7 7 15 0.5 706.11 8 15 3 113.09 9 25 3 322.55 10 40 3 833.12 11 40 10 235.62 12 60 3 1880.3 13 60 10 549.78 14 80 10 989.66
雁山1 1 号2 2 号线测量成果以及推断:
实测数据经过欧东新老师给的程序单点反演之后,得到的测深电阻率等值线图如下 :
图5 5- -1 1
直流电测深1 1 号线反演剖面
图5 5- - 2
直流电测深2 2 号线反演剖面
推断 及解释:
由两幅图我们可以看到两图均在220号点浅部有明显的高阻异常,1线250号点在10米深度有明显的异常体。而2线的等值线图我们可以明显的看到基岩的分布。
高密度电法 高密度电法是多功能、高精度电法的总称。集合了电阻率剖面和电阻率测深的综合优点,采用高密度布置电极的方式采集数据,发到高精度解决地质问题的目的。多功能电阻率仪器集多功能。高精度、高可靠性及良好的功能可扩展性于一身。该方法广泛应用于金属与非金属矿产资源勘探、城市物探、铁道桥梁勘探等方面,亦用于寻找地下水、确定水库坝基和防洪大堤隐患位置等水文、工程地质勘探中,还能用于地热勘探。本次实习采用WDJD-2多功能数字直流激电仪配以WDZJ-1多路电极转换器进行高密度电法勘探。一条高密度电法测线能了解地下一个面状信息,通过合理布置测线,能三维勾画地质体,从而达到立体勘探。对解决圈点岩熔大小、断层破碎带的追踪等地质问题非常有效。
本次生产实习使用高密度电极间距5米,共61个电极,每条测线做两个排列,每个排列做一次а排列和一次β排列。а和β排列的排列方式和特点如下:
⒈а排列
该装置适用于固定断面扫描测量,电极排列如下:
【特点】测量断面为倒梯形。
【描述】测量时,AM=MN=NB为一个电极间距,A、B、M、N逐点同时向右移动,得到第一条剖面线;接着AM、MN、NB增大一个电极间距, A、B、M、N 逐点同时向右移动,得到另一条剖面线;这样不断扫描测量下去,得到倒梯形断面。
⒉
A A- - MN- -B B 四极测深排列
该装置适用于变断面连续滚动扫描测量,电极排列如下:
【特点】测量断面为矩形。
【描述】测量时,M、N不动,A 逐点向左移动,同时B 逐点向右移动,得到一 条滚动线;接着A、M、N、B同时向右移动一个电极,M、N不动,A 逐点向左移 动,同时B 逐点向右移动,得到另一条滚动线;这样不断滚动测量下去,得到 矩形断面。
3. 雁山测区测量成果图以及解释
图5 5- -3 3
1 1 号 .2 号线a a 排列视电阻率等值线剖面图
推断以及解释: :
我们看到由于1.2线间隔较短,所以图形大概相似,我们看到两条测线的中段浅部都有一段视电阻率较高一段,判断是有良导体或者是受地形的影响造成的假象。总体来说测得的数据还是比较好的。结合两条测线我们也可以判断出良导体大概的走向和大小。
图5 5- -4 4
1 1 号 .2 号线对称四极排列视电阻率等值线图
推断及解释:
由上图我们看到和a排列一样,浅部可以判断出视电阻率高的部分大致位置一样,而对称四极法深部的数据更为多一些,由此我们可以看到基岩大概的走向。
由于数据处理报告中会与详细分析,接下来我们只选择选择1线a排列的数据用瑞典电法高密度反演软件进行反演,得到的成果图如下
图5 5- -5 5
1 1 号 线a a 排列反演图
推断及解释:
由此我们更能清楚的看到高阻体以及低阻体的分布,地层大概分为三层,中间低阻可能是潜水带,浅层为覆土层,深层为高阻基岩层。
第六章
激发极化法 激法极化法介绍 激电法又称激发极化法,是一种以岩、矿石激电效应的差异为基础从而达到找矿或解决某些水文地质问题的一类电探方法。由于采用直流电场或交流电场都可以研究地下介质的激电效应,因而激发极化法又分为直流(时间域)激发极化法和交流(频率域)激发极化法,直流激电法的特点是在向地下地质体供入一稳定电流,在供电和断电过程中,由于电化学作用会引起随时间缓慢变化的附加电场;交变激电法的特点是当用一对供电电极向岩、矿石供以固定大小的低频交变电流,用另一对测量电极测量电位差时,测量到的电位差会随频率的增高而逐渐降低,而且电位差的相位相对于电流的相位有一定的滞后。由于地形不平、电阻率不均匀不会形成视极化率的假异常,只要标本极化率是均匀的,不论标本和装置的形状如何都能测到标本的真极化率,因此激电法可以广泛的应用于山区的金属矿的普查、勘探以及找水。
激电中梯法 中梯装置是一种比较方便快捷的扫面方法,这种装置的两个供电极距的距离AB选取很大,通常AB距离约为8倍的勘探深度,供电电极AB固定不动,测量电极MN在AB中部的二分之一至三分之一的区间内逐点测量,本次生产实习激电扫面测区为马面,该区灰岩中浸染型硫化物在供电可以产生较强的激电效应(可达1~2%),表现为低阻高极化现象。供电电极AB约为300米,测量电极MN=20米。
以下是马面2号线,3号线激电中梯法实测的极化率变化曲线图,
图
6 6- -1 1 激电中梯极化率曲线图
推断分析:2号线和3号线均在230号测点附近呈现高极化率,由此分析2号线和3号线的230号测点下可能有低阻矿物,由此也可以判断出低阻矿物带的走向基本与2号线和3号线垂直。
再由下图的等值线图更容易看出高级化率部分的分布,也证明了我们上述的分析
图6 6- -2 2
激电中梯等值线图
激电测深法 激电测深方法与电阻率测深采用的装置类似(对称四极装置),跑极表相同,但激电测深所测结果为极化率而不是电阻率,所用仪器WDJD-2数字直流激电仪而
不是WDJD-2电阻率仪。激电测深通常将实测激电测深曲线绘制在单对数坐标纸上,纵坐标为激电参数,采用算术坐标;横坐标为AB/2,采用对数坐标。通常激电测深的布极方向沿极化体的走向布置,激电测深需要在一个测点上观测多个数据,效率当然是较低的,只用于详查,主要用来了解局部极化体的埋深和产状。通常只在已经圈定的异常中心附近做少数几个测点的激电测深。对于高阻局部极化体,可以利用激电测深资料粗略地确定其延深;对于低阻局部极化体,利用激电测深资料无法确定其延深,测深装置的电磁耦合影响很大,只用于时间域激电测量,基本上不用于频率域激电测量。
以下是马面地区5号测线线,109号测点,200号测点,210号测点,220号测点,230号测点,240号测点,实测极化率曲线图:
图6 6- -3 3
5 5 号线 各点极化率
可见深度与视极化率的变化关系。
由上述各点数据得出视极化率等值线图如下
图6 6- -4 4
激电测深等值线图
推断解释;激电测深等值线图可以看出在230号测深点附近存在低阻高极化异常,异常深度大约在60米左右。
第七章
电磁法 电磁法简介 电磁法是以地下岩土体的导电性与导磁性差异为物质基础,观测和研究电磁场空间与时间分布规律,以探测地下地质构造、解决地质问题的一组分支电勘探方法。电磁感应法是利用频率为10^(-3)—10^6Hz的电磁场,它又可以分为利用不同频率谐变电磁场的频率域电磁法和利用脉冲电磁场的时间域电磁法,这两种方法都是测量地下良导地质体根据电磁感应定律产生的感应电流的电场强度或磁场强度的空间分布及其频率特性或时间特性来确定地下介质的分布状态。
大地电磁测深法(MT )
大地电磁测深法又称为MT(Magnetotelluric)法,是一种利用天然电磁场进行电磁测深的方法。这种方法在研究深度达数千米或更大的石油、天然气勘探和地壳、上地幔研究中应用较为广泛,在工程勘察、金属、非金属矿产勘查和地下水调查等研究深度相对不深的勘探中应用很少。
大地电磁测深所用仪器为EH4,利用大地天然电磁场一测量相互正交的两个水平电场Ex,Ey(X电道和Y电道)和相互正交的两个水平磁场Hx,Hy(X磁道和Y磁道),电道和磁道相互正交 ,布置磁道和电道时需要用森林罗盘确定方向,放置磁道时需要用水平尺确定磁棒水平放置。测量两个水平电场是用两对不极化电极,测量磁场则是用两个相互正交的匝数很多的高导磁芯线圈即磁棒。
由于本次生产实习只采用天然源,故不需要EH4发射机。
EH4 接收机示意图如下:
马面实测结果以及解释分析:
我们将马面实测数据导入 imagem软件中,软件界面如下图
导入数据后按section后,保存数据,得到的数据做等值线图如下,此软件还可以保存反演,我将在数据处理报告中详细分析
图7 7- -1 1
EH4 测深电阻等直线图
推断分析:
由上图我们可以清楚的看到底层基本上可以认为是三层,电阻随深度逐渐增加。
140号点和浅部160号点5米深度有高阻异样,判断有可能是空洞,电阻低的部分应该是水带,因为测区有大片的水田。
频率域电磁测深法(CSAMT )
可控源音频大地电磁法(CSAMT-Controlled source audiofrequency magnetoteurics)是在大地电磁法(MT)和音频大地电磁法(AMT)的基础上发展起来的一种人工源频率域测深方法。由于CSAMT法的探测深度适中,故它在地质勘查的各个领域皆有广阔的应用前景。目前国内主要使用V8仪器来开展CSAMT法工作,在寻找深部隐伏金属矿,油气构造勘查,推覆体或火山岩下找煤,地热资源勘查和水文工程地质勘查等方面都取得了良好的地质效果。CASMT采用的人工场源有磁性源和电性源两种,电性源时在有限长(1-3Km)的接地导线中供音频电流以产生相应频率的电磁场,通常称其为电偶极源或双极源,视供电电源功率(发送功率)不同,电性源CSAMT法的收发距可达几到十几公里,因而探测深度较大(通常可达2Km),主要用于地热、油气藏和煤田探测及固体矿产深部找矿。磁性源时在不接地的回线或线框中,供以音频电流产生相应频率的电磁场,磁性源产生的电磁场随距离衰减较快,场源到观测点的距离r一般较小,故其探测深度较小,主要用于解决水文、工程或环境地质中的浅层问题。
本次生产实习采用的是电性源,收发距为十公里左右,可控源发射端在桂林会仙,接收端在桂林马面。发射端在专用电缆上供以超高电压,发射极距AB=2Km;接收端分为一个主接收机和两个辅助站,辅助站和主接收机都要接地并且主接收机需要测量与测线方向垂直的水平磁场(磁棒垂直于测线水平放置),接收端与发射端通过GPS进行通讯。一个排列可以测九个测深点,每个排列需要测半个小时左右。
马面 V8 测量结果及分析
下图是 V8 数据处理软件界面图
图中显示的是某点实测的数据,可见频率与 电压 关系
我们将上图的点进行博斯蒂克反演后得到下图
最后全部博斯蒂克反演后得到下图
7 7- - 2 v8 数据博斯蒂克反演结果图
推断分析:由于深度较深,画出来的图不好看,所以竖轴我做了一下数据变换,由上图我们可以看清楚的看到深部基岩大概的分布,由于实测数据不是太好,所以电阻出现负值,图中负值时画图软件差值的结果,实际并没负值。
第八章 地震勘探 地震干扰剖面调查 在一个新区进行工作前,首先要了解测区内存在的有效波和干扰波。为此必须首先进行试验工作,了解规则和不规则干扰波的存在情况,以便选择压制干扰的观测系统和设计采集数据的工作参数。干扰波和有效波之间在运动学方面主要表现为视速度、波至时间、振幅和波形宽度的差异,在运动学方面主要表现为频谱的差异,利用这些差异可以用来分辨出干扰波和有效波。干扰波调查剖面是一种小道间距、小偏移距、多个排列组成的剖面,干扰波调查是地震勘探野外工作中的重要步骤,了解测区内的各种波动的特征,对于干扰波采取相应的措施,才能获得良好的反射地震记录。
在测线1上,我们做了一个干扰剖面排列,本次干扰剖面制作使用的工作参数为:偏移距0m,道间距2m,记录道24 道,采样数1024,时间间隔0.25ms。炮点位于0/2点,检波器为38Hz,整个实验剖面效果较好。
干扰剖面如图所示:
根据干扰剖面调查可以得到以下结论:
(1)
直达波:V≈254m/s (2)
折射波:V≈1330 m/s。折射波与直达波在离震源16米处起跳。折射波离震源20米后较明显,故折射波偏移距为20米。
(3)
反射波:反射波时窗为300至400ms。
(4)
面波法:偏移距为2-3米,道间距为1米,勘探深度为20~30米。
(5)
地震映象:偏移距为20米。
地震折射波法 折射波法是工程地震勘探中常用的方法,在解决工程、水文地质问题中常于探测地层的厚度、基岩起伏,断层位置、潜水面深度等。折射波法是利用人工震源激发的地震波在地下介质中传播,当通过波速不同的介质界面时,波就会改变原来的传播方向而产生折射。当下层介质的波速大于其上部介质的波速时,在波的入射角等于临界角的情况下,折射波就会沿着速度界面传播,产生所谓的“滑行”波。这种沿着界面传播的“滑行”波引起界面上各点的震动,并以新的形式传至地面,在地面上观测其到达的旅行时间和接收点到震源的距离,分析和解释
时距曲线就可以了解地下的地质情况。
本次生产实习采用的双重相遇观测系统,我们在2、3号线分别做了4个24道,前一个排列的最后一个检波器与后一个排列的第一个检波器共点,一个排列正向2个炮点,反向2个炮点,共计4个炮点,其中近炮点炮检距为0米,远炮点炮间距皆为20米,道间距为2米,采用24道38HZ检波器接收。采样时间间隔为0.25ms,记录道1024道,道间距为2m,记录时窗为300~400ms。
双重相遇观测系统如下 所示:
地震反射波法
地震波向地下深部传播时,在两种地层的分界面上,无论界面的波阻抗增大还是减小都会产生反射信号。即使上下岩层的波速不变,只要密度发生变化,其分界面也能产生反射波,反射波法能够直观地反映地层界面的起伏变化,而且还能探测折射波法无法探测的隐伏低速层、空洞以及其他异常物体。在工程勘察中使用的浅层反射波法研究目标是浅层分层、确定几十米以内的较小的地质构造以及寻找局部地质体。
此次生产实习采用 共反射点水平叠加技术 ,根据干扰波调查剖面、地层地质条件和勘探目的确定道间距,叠加次数。在实际工作中一般采用单端放炮排列,炮点间距离按下式计算:
d=( N•△x) /2n v=d/△x 式中d为炮点间距; N为地震仪的记录道数;△x为道间距;n为叠加次数;v为每次放炮后炮点移动的道数。
在测区1、2线,分别利用反射波法进行勘探,排列长度约为46米,偏移距为8米,道间距为2米,采用24道38HZ检波器,每次移动4道(8米),最多叠加3次 共反射点叠加道集合及时距曲线如下图所示:
地震面波法 地表震源不仅激发纵波和横波,同时由于纵波和横波的相互干涉叠加,会出现波型的转换,使地下介质按一定的轨迹运动,形成一种新的能量很强且主要集中在地表附近的波动,称为瑞利面波。瑞利面波沿地表由震源向外传播,其波阵面是圆柱面,穿透深度相当于它的波长;在自由表面附近沿波传播方向的垂直平面内,瑞利面波指点运动轨迹为椭圆,瑞利面波在层状大地中不仅存在速度频散还存在着复杂的面波模态,对于给定的频率,只有有限的速度与之对应,对于低频,高阶模态面波少且高阶模态面波速度大于低阶模态面波速度。
瑞利面波勘探的核心问题是准确地获取不同频率的面波的相速度Vr。同一频率的Vr在水平方向的变化反映出地质条件的横向不均匀性,不同频率的瑞利面波速度Vr在垂直方向的变化则反映出介质在深度方向的不均匀性。由于面波相对于体波而言,其能量较强,速度较低,容易分辨,因此在揭示地下地层结构的物探方法中具有一定的优越性。瑞利面波波速与介质的密度和力学性质有关,面波速度的变化反映了岩土力学性质的变化,从而可以提供地基承载力的信息。
我们在测区1、2线分别利用面波法进行勘探,排列长度约为22米,偏移距为3米,道间距为1米,采用24道4HZ检波器 (由于没有 24 个4 4 Hz 检波器故用了2 2- -3 3 个38Hz 检波器代替)
,测完一个排列后,将前12个检波器往后移作为另一个排列的12至24道记录点间距为8米。
地震映像 地震映像(又称为高密度地震勘探和地震多波勘探),)是基于反射波法中的最佳偏移距技术发展起来的一种常用浅层地层勘探方法。这种方法可以利用多种波作为有效波来进行探测,也可以根据探测的目的要求仅采用一种特定的波作为有效波。除常见的折射波、反射波、绕射波外,还可以利用有一定规律的面波、横波和转换波。在这种方法中,每一测点的波形记录都采用相同的偏移距激发和接收。在该偏移距处接受到的有效波具有较好的性噪比和分辨率,能够反映出地质体沿垂直方向和水平方向的变化。
在测区1、2线,分别利用地震映像进行勘探,采用单点激发,两个检波器(一
个38Hz、一个4Hz)并列于同一测点接受地震信号,激发点和检波器之间距离保持不变(炮检距为20米),同时向前移动一定距离(5米)然后激发,从而获得一条地震映像剖面。记录点位于激发点和接收点的中点,每个记录点记录两个文件一个为38Hz检波器的,另一个为4Hz检波器的,但是在接收机上只显示4Hz检波器的地震信息。
雁山地震勘探成果以及分析 我们组对雁山测区 1 线和 2 线进行了地震折射波法勘探。折射波法勘探偏移距选取为 20m,道间距 2 米。时距曲线如下图所示,从时距曲 线图中可看地下并无异常体存在,地下介质明显呈层状分布,结合电法资料可推断地下介质分两层。
折射波时距曲线排列一
折射波时距曲线图排列二
反射波叠加图
反射波综合剖面图
面波能谱图
地震映像图
工作总结 首先很高兴此次野外实习能顺利如期的完成,它是老师和同学们一起共同努力的成果。此次马面物探生产实习是我们大学四年中专业知识理论和实践中最为重要的二个月,因为从大一到大三我们都只是学习本专业的理论、基础知识,从认识性和理解性都还不够充分。经过一个半月的野外工作,把理论用于实践,我对物探野外施工的具体步骤、工作规范及野外数据的记录格式、手绘图,特别是在物探仪器的操作方面有了很大的进步,也提升了自己的动手能力。
总之,通过这次的野外实习,我收获颇丰。首先是在出野外前的准备工作方面,包括对野外勘探仪器和各种相关辅助工具进行全面的
检查,确保到达工区测量时仪器的状态良好,能进行正常的作业。其次是在野外作业时队友间要分工明确,才能提高工作效率;采集数据要尽量避开较大的干扰,才能获得信噪比较高的数据;在遇到测量的数据偏离过大或测量数据很不合理时,要重测几次,如果还不可靠,需及时对仪器及其相关线路进行检查,这样才能获得更优的数据;电法测量时需及时手绘图;最后,要对在同一个测区的所有测量方法所绘出的图件进行对比,综合推断出勘探目标及相关地质图件。
此外,我也看到了此次实习中存在的不足:首先是对每种物探方法的使用仪器不清楚,准备工作不到位,其次是我们对专业知识、理论认识不足,很多概念模糊不清,导致不能够对野外的地质异常和假的数据异常进行区分,记录了假异常数据。再者对野外工作记录的不够详细,包括具体的地形情况,数据处理中所需要的参数,
结语 在此次生产实习的整个过程中,我们组的成员在欧老师的带领下积极的工作,认真的学习,使得野外实习顺利的完成,在此感谢欧老师的指导和同学们的帮助。这次野外实习的过程,让我对物探野外知识有了一个理性的认识;亲身的体验了物探工作,处理及了解了不少问题,学到了不少技能,为今后的物探工作打下了一定的基础。在以后的工作中,我当再接再厉的学习、总结经验,体现自我价值服务于社会!
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