工程与环境物探实习报告

1、物探实习报告地质与环境学院电法勘探教学实习报告姓 名： 班 级： 地质工程 xxxx班 学 号： 1009040xxxxx 专 业： 地 质 工 程 指导老师： XXX 实习地点： 西安科技大学 勘探线设计报告（一）电法勘探工作设计电法勘查的野外作业的目的是为了获取符合设计要求的观测数据。合理的野外作业技术是取得合乎设计精度要求的野外资料的重要保证。野外作业必须按照规定的野外作业技术进行。野外作业技术包括测站布置、导线敷设、电极接地、漏电检查、测站观测、数据记录与野外草图、困难条件下的观测和处理等内容。1.1 装置简介与选择根据工作任务的要求，选择的方法如下：偶极剖面法：确定花岗岩和辉绿岩的边

2、界； 电测深法：确定基底起伏或海水入侵情况；联合剖面法：确定花岗岩和辉绿岩的边界或淡水渗透通道。各种电剖面装置优缺点比较如下：表1-1 各种剖面装置优缺点对比（1） 电测深法 电阻率测深法简称电测深，是用来探明水平层状岩石在地下分布情况的一组电阻率法变种。电测深方法有多种，本次使用的是对称四极测深。其原理是通过改变供电极距A B之间的距离，观察测点下方垂直方向上电性层的变化情况。 一般情况下，MN之间的距离保持不变。但在实际工作中，由于A B极距不断加大，若MN的距离始终保持不变，则MN将逐渐减小，以至于无法观测。因此，随着AB极距的加大，需适当的加大MN距离。通常需满足以下条件： 1/3AB

3、MN1/30AB 布极方向：应根据工作任务、测区地质、地球物理条件及施工条件等确定，一般沿测线方向或与地形等高线总方向一致。 电极距系列：应使各极距在6.25cm的双对数座标纸上沿AB/2轴有大致均匀的分布，相邻电极距的比值在1.21.8之间。 应以能获得完整的电测深曲线、满足解释推断的需要为原则。 为保证观测精度和工作效率，AB/30£MN£AB/3。这次电测深工作设计的AB2和MN2极距系列为, 见表3-1-1。 表1-2 供电电极与测量电极极距关系表AB/2346912152025304060MN/21111111155555我们小组在刘家河工区应用的是对称四级装置测

4、深。图1-1 对称四极装置示意图（2）联合剖面法联合剖面装置是由两个对称的三极装置联合组成。其中电源负极接到置于“无穷远”处的C极，正极分别接至A极和B极。以MN中点为记录点，工作时将电极同时向前移动，分别得到各点处的视电阻率pA和pB。其装置和相关参数如下： 图1-2 联合剖面装置示意图根据估计探测对象的大小，L8m，d3-5m我们设计的：AO6-8m， MN2-3m ；“无穷远”电极一般应垂直测线方向布设，要求“无穷远”极与最近测线的距离为AO的510倍。我们设计为200米。实际工作中我们设置AO=BO=50m,MN=10m。（3）偶极剖面装置应使电偶极子间距OO大致等于解决同一地质问题的

5、联剖装置中的AO长度；并使AB=MN，OO=·AB，n为正整数。这里ABMN25m， OO=·ABn·（25）m， n1，2，3，4，5 实际工作中我们设置ABMN=5m，n=4，5，6，7，8。 图1-3 偶极剖面装置示意图 1.2 测网的布设a .测网布设原则：（1）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。（2）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。（3）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

6、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。（4）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。（5）对于某些特定情况，还应设计纵剖面测量。b .电剖面法工作的测网形式 电剖面法工作的测网形式取决于探测对象的分布范围和平面分布形态。测网密度则应该根据地质目的、工作性质、探测对象规模、探测对象的空间位置以及所采用的装置形式等因素确定。一般情况下可按下表中的规定布置。表1-3 电剖面法工作的测网布置

7、工作性质穿过异常测线、测点数工作方法普 查详 查测线数每条测线上的测点数测线数每条测线上的测点数对称四极剖面法123535510偶极、联合剖面法12610351016中间梯度法12354510c . 电测深法工作的比例尺和测网密度电测深工作比例尺和测网密度应根据地质任务及测区地电断面的复杂程度等具体条件综合考虑，既要保证地质效果又要考虑经济效益。如电测深工作是为了寻找某些地质体或地质构造，则所设计的测网密度应能保证平面分布最小的探测对象至少在两个相邻测深点上有清晰的反映；必须考虑探测对象埋深对探测结果详细程度的限制，相邻电测深点的最小距离不得小于主要探测对象埋深的半值或所设计的最大测量电极距的

8、半值。当为了探测较深的对象，但又必须详细了解其它浅部探测对象时，只允许按上述原则在较疏的大电极距测网中用小极距电测深点加密。电测深工作的比例尺和密度的关系，应视工作地区地质及地球物理条件的复杂程度决定。面积性电测深工作的常用比例尺和密度的关系列于下表。表1-4面积性电测深工作的常用比例尺和测网关系比例尺测线间距沿测线的点距测点数/km21：100万1040km1020km1/8001/1001：50万520km510km1/2001/251：20万28km24km1/321/41：10万14km12km1/811：5万0.52km0.51km1/241：2.5万0.251km0.250.5km

9、261：1万100400m100200m12.51001：5千50200m50100m504001：2千2080m2040m3002500d .测网布设情况图1-5 联合剖面测网布设图NW21o图1-6 偶极偶极剖面测网布设 NW21o图1-7 偶极偶极测点与深度断面图高密度电法仪仪器（二）高密度电法仪仪器认识实验一、实验目的熟悉高密度电法仪的基本操作。二、实验内容1、仪器布置高密度电法工作布置同普通电法，根据研究的目标体和任务不同，而布设测线。E60CN仪器布置非常简单，只有一根电缆，沿测线将电极按极距要求(根据探测目标体深度不同而确定极距，与普通直流电法相同)：仪器面板接线如下图： 图2-

10、1  新型分布式高密度电法仪工作示意图2、数据采集软件3、数据采集，参数设置(1) 执行数据采集软件2E.exe,出现参数设置页面如下图： 图2-2 高密度电法仪参数设置界面    (2) 根据具体情况输入总电极数，电极极距，最小极距系数，最大极距系数和电极编号。    每一项都是按“ENTER”后出现小的对话框，内有数字，这时按“、”键减少或增加数字，一般按一次增减量为“1”，按“Ctrl + 、Ctrl + ”，增减量为“10”(电极极距分别是“0.1”和“1”)；按“、”箭头上下移动菜单。输入完后按

11、ENTER键确认，或按“、”箭头输入其它项参数。     总电极数：根据使用的电极数来决定;      电极极距：根据电极排列情况而定，取决于研究目标的大小等因素。该项增减量为“0.1”或“1”，单位：米;      最小极距系数：该系数可从1开始，取决于研究目标最小深度;      最大极距系数：该系数也可从1开始，最大为20，取决于研究目标最大深度;      输入电极编号：步骤非常重要！要根

12、据实际电极排列中每个电极连接盒子的号码输入(要有野外记录本)，同样，按“、”和“Ctrl + 、Ctrl + ”增加或减少数字；按“、”箭头上下移动菜单；按“Tab”键，列与列之间移动。按“ESC”退回主菜单。如果输入电极总数少于四个，程序会自动警告。修改电极距：在(2)中可同时修改整个剖面的电极之间的距离，而本项可修改每一个电极之间的距离，操作同(5)，移动“”、“”箭头的移动单位是：0.1米，“Ctrl+、”为：1米。    3.选择排列方式，程序有四种排列可供选择:     (Wenner温纳装置)、(Dip

13、ole-dipole偶极偶极装置)、施伦贝谢尔(Schlumberger)和单极偶极(Pole-dipole或Dipole-pole)装置。在某一个横条上按“Enter”键时，会有一声响铃提示，同时出现“A、B、M、N”的排列示意图。下图为温纳装置的示意图。 如果在数据采集前没有输入排列方式，则程序会提示要求输入电极排列方式。其中，在做单极偶极排列时，要求布置一个无穷远极C极，这与普通电阻率法的联剖法和三极法一样要求，C极接于仪器后面板的B接柱。     4.自检程序 图2-3 高密度电法仪自检程序    自检程序

14、有3项：接地电阻检查、电极盒检查和自动检测。    (1) 接地电阻检查是衡量电极接地好坏的重要参考信息。本仪器的测量方法是测量两两相邻电极之间的电阻值，并以曲线图示方式在计算机屏幕表示。在自动检测结束后，可进行手动检测，移动左右箭头，按“ENTER”键就可测量一次，从“电极电极”和“接地电阻”显示窗口可看到当前所处在哪两个电极之间，电阻值大时，进行处理，直至电阻曲线降下来为止。按“ESC”键退出检测(在自动检测时则中断检测而返回)。    (2) 电极盒检查主要是为检查智能电极盒而设计。如果怀疑智能电极盒子有问题

15、，则可运行此项程序。运行前，将测试盒先与主机的电缆输出或其它任意的电缆接头接好，将被检测的电极盒与测试盒输出的任意一根电缆头接好，将测试盒的小鳄鱼夹子，夹在被检查盒的大夹子(夹电极的)上，运行“电极盒检查”程序，则程序要求“输入被检查盒子的号码：”，输入正确后，被测盒应发出“滴答”声，同时，测试盒子上的三个发光管按“红、绿”(第一、第二个发光管)、“绿、红、橙”(第三个发光管)色顺序发光，按“ESC”键，在“橙”光亮后退出测试程序。如果有的不发光，或发光顺序混乱，则被测盒有问题，应维修或更换。见连接示意图。 图2-4 电极盒连接示意图    5.测量程序

16、     测量程序菜单有三项：输入测线号、剖面测量、数据显示。    (1) 在剖面测量之前，一定要输入测线号。在“输入测线号”横条下，按“Enter”键，则出现一个对话框，用键盘输入测线号，再按“Enter”键确认，这时，对话框出现“建立文件xxxx.gmd”，即所输入的测线号后面自动加上“.gmd”高密度数据文件名后缀。如果所输入的文件名与本磁盘目录中的文件名相同，程序将出现“文件已存在”的提示；如果没有同名，则按“Enter”键后对话框关闭。 图2-5 高密度电法仪测量程序   

17、 (2) 输入完文件名后，可进行剖面测量。如果在此之前没有输入文件名，程序会出现提示“未输入测线号”。进入剖面测量后，出现如下图示，顶部横条为“视电阻率测量”，左上角“测量极距1”表示目前画面所显示的剖面曲线是极距系数为“1”时的剖面。右下角是电极参数显示：“电极总数、电极极距、最小极距系数、最大极距系数”，中间显示的“电极电极”中的号码，产生下面显示的“电流Iab”、“电压Umn”、“视电阻率s”值。右边显示的是“电极排列方式”、“序号”(即电极排列的顺序号)、“编号”(即当前A、B、M、N电极的实际编号)。一个极距系数测量完后，“嘀”一声后进入下一个排列(左上角有显示)。采集完最

18、后一个排列后，显示“按任意键综合”，即将所有的排列曲线画在一张图中，再按任意键数据存盘。在测量过程中，如果按“ESC”键，则中断测量，再任意键返回主菜单。下图是测量时的界面： 图2-6 高密度电法仪测量程序界面    6.数据预处理程序    数据采集结束后，在成图或反演之前，对原始数据要进行预处理。预处理包括：数据圆滑、原始数据到各种格式数据的转换。预处理程序只有一个文件ZH36.EXE。运行时需要汉字库。    启动ZH36.EXE后，画面如下图，第一项是数据圆滑。按“E

19、nter”键后，出现以“.gmd”结尾的高密度数据文件名的纵排列，移动上下箭头选择，用“Enter”键选定，则出现下述画面，此画面与数据采集时的大体相同，但没有电流、电压数据显示，右边显示当前所用的数据文件的名称。    用法：左右箭头，移 X 轴，上下箭头移 Y 轴(电阻率)单位为 1，Ctrl+上下箭头，Y 轴移动单位为 10，PgUp和PgDn移动为100，Alt+上下箭头，移动单位为1000。ESC为曲线重划，N为下一个极距，这样直到最后一个极距， 圆 滑结束自动存盘。存盘的数据名为：原名+“h.gmd”(原名即圆滑前在“.gmd”前的名字) 图

20、2-7 高密度电法仪剖面数据显示界面    程序的第二部分是数据格式转换。转换主要两项：SURFER格式、二维反演格式。 在“SURFER”横条下按“Enter”键将出现以“.gmd”结尾的数据文件，用上下箭头和“Enter”键选择，选好后，出现“输入第一个电极X0坐标”，即剖面的起始位置坐标，如图中是“20米”，第二出现的是“剖面自X0增加输入标志0，剖面自X0减少输入标志1”，意识是，从X0开始，剖面X坐标增加输入“0”标志，相反输入“1”标志。输入完后，转换很快结束，这时显示提示“转换结束(按任意键返回)”、“转换后的文件名为：原名+S.dat”。

21、此文件名可直接在SURFER下进行网格化(GRID)，再由程序调用形成SURFER等值线剖面图，即视电阻率拟断面图。 图2-8 高密度电法仪数据预处理程序    程序的第二种数据格式转换是将所测得的“.gmd”文件转换成二维反演程序所需的数据格式文件。该转换操作较简单，在对话框中选择好文件名，按“Enter”键就行，转换后的文件名为：原名+“R.dat”。室内资料整理与解释（三）室内资料整理与解释3.1 室内资料的整理和图示（一）、原始资料的检查主要是检查野外工作所需要各种原始纪录：野外工作的各种记录本、记录表格、仪器标定记录等，其中野外观测记录是最基本

22、的和为数最多的原始观测记录。检查的主要内容以下：1、野外作业过程中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； 2、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； 3、纪录各档是否填写完整，数据记录是否符合有关规定。（二）资料的验收1三级验收资料的验收分为三级：（1）、小组的日常检查和原始资料的初步验收；（2）、分队的专门检查和原始资料的正式验收；（3）、大队的核实检查和原始资料的审查验收；对于一般的资料验收只分前面两级。大型工程或重要工程还有第三级的验收。三级验收中小组的日常检查和原始资料的初步验收是最基本和最重要的，它贯穿于野外工作的全过

23、程。各级技术、质量检查和资料验收，应以设计书规定为标准。设计书中未做规定时，应以规范规定为标准。3.2 原理原则 （一）解释推断的基本任务1、综合分析、研究、对比各种资料，解释可能引起异常的地质原因；2、运用物理模拟和数值模拟和简单的定量计算方法，推断研究对象的赋存状态（形态、产状、埋深等）；3、结合测区的地质特点及其它资料，以各种推断成果图形式表达测区地质构造等有关问题。（二）解释推断的基本原则1、综合研究的原则；2、由已知到未知的原则；3、由简单到复杂的原则；4、点面结合的原则；5、及时不断地解释推断原则；6、定性和定量解释相结合的原则（三）解释推断的基本过程1、资料的预分析和处理2、定性

24、解释3、定量解释3.3 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。3.4 资料的定性解释定性解释是在资料的预先分析和处理的基础上进行的，其主要任务是初步解释引起各个异常的地质原因。对有意义的异常体，还应确定其大致形状、走向、倾向、分布范围、埋深等，并绘出相应的定性解释图件。（1） 研究单一方法的异常；（2）综合研究各物探方法的异常；

25、（3）密切结合地质及其它资料3.5 资料的定量解释定量解释一般是在定性解释的基础上进行。定量解释的目的主要是确定有意义异常体的赋存情况，以推断异常体的几何形态、产状要素、埋深情况。对于电测深，定量解释主要用来确定层参数，进一步查明引起异常的原因。（1）定量解释对资料的要求；（2）正确使用定量解释方法。目前电法资料的定量解释主要是半定量解释和定量解释，有的方法是用的半定量解释，有的方法（如电测深）是用的定量解释。3.6 室内资料的综合解释电法资料的数据处理所用到的软件主要有Sufer，Grapher、Matlab以及一维和二维反演软件等。他们的数据格式都为*.dat。 Sufer，Grapher

26、也可读入*.txt及*.xls格式的数据。综合解释结合多种图件和现有地质资料，结合对比已有成果，根据已有知识进行推断。本次电法解释工作是在已知地质资料的基础上，采取由已知到未知，由点到线，由线到面，由简单到复杂的解释原则。首先将仪器数据传送到微机中，再经过有关处理软件进行处理。从而得到各测线剖面图，在此基础上对资料进一步处理得到各种平面图件。各测线剖面图中，将地形和基岩顶界面同时放上（如附图913所示)，各剖面图上横坐标为测点编号，或距离测线端点的距离，纵坐标为高程。为了清楚起见，基岩顶界面用红色虚线勾绘出来。从图中可见，由于测线较长，基岩顶界面呈现波状起伏。地层电性在探测深度范围内总体有由高

27、到低再到高的特征。(1) 基岩顶界面解释基岩顶界（即松散层底界）是电性变化最剧烈的地方，根据单支曲线的反样特征就会很方便的勾勒出基岩的顶界的起伏变化情况。图5.1是2线的17号点到26号点的单支曲线图。横坐标为电阻率，纵坐标为视深度。蓝色虚线为电阻率变化梯度最剧烈的地方，推测这里就是基岩的顶界面所在位置。图3.1 2线1726号点单支曲线根据这个原则就可以确定整个测区的基岩起伏形态和后大变化情况。在各物探测线的电阻率剖面图上，由于松散层的电阻率较基岩大得多，所以基岩顶界面的圈定选择的是电阻率变化最剧烈的地方，即等值线最密集的地方或梯度变化最大的地方。附图610上用红色虚线画出了基岩变化情况。由

28、剖面图可以看出，视电阻率等值线基本呈现层状分布，这与地层的赋存状况基本一致。在深度表现上，在松散层底界附近有一低阻层，推测这里的富水性最强。而在其它层位的富水性较弱。(2) 平剖面反映特征用于资料解释和分析的图件主要是各线的剖面图和测区的平面图。其中剖面图是基础。从剖面图上分析看，整个测区的富水性分布不均匀。为了便于从不同平面上分析富水性，根据地质任务，本次切取了松散层附近及标高1100m和1040m处的等视电阻率平面图，从电性上分析测区的富水性。因为从电性剖面图看不同岩性的地层的电阻率有较大的差别，又因为煤系地层有较好的层状分布规律。这样便于资料的对比分析。为了便于更为直观显示，在富水性分布

29、图上，规定颜色从淡绿到绿表示富水性依次增强，白色及黄色、红色区域表示富水性较弱。在富水性平面图上，图上的等值线表示了富水的相对量化分析。其值越小的地方认为是应该引起注意的富水区域。以下几张平面图上红色阴影线圈定的地方为主要富水区，而蓝色阴影线圈定的区域为次级富水异常区、过渡区。下面就这几张平面图逐一进行分析说明。附图3是M集团煤矿2301工作面松散层底界附近的富水性分布图。从该平面图上可以看出，存在3处低阻异常。异常1位于测区的小号点附近，主要集中在各测线的110号点附近，在2线附近该异常区域较小。异常2主要集中在3680号点附近，其异常由5线向1线倾斜发育，在3线和4线的4045号点之间异常最为明显，而在1线附近的电性变化较小。异常4主要集中在测线的大号点附近，主要发育在14线的150165号点之间，该异常向大号线尖灭。附图4是M集团煤矿2301工作面标高1040m附近的富水性分布图。在该平面图上存在4处低阻异常。异常1还是位于测区的小号点附近，但是其区域变大，异常1主