梅岭实习报告

梅岭实习报告

学院：核工程与地球物理学院

专业：勘查技术与工程

学号：201120020130

姓名：郭超

2014年10月26日

目录

一、本次生产实习的目的与任务 (3)

二、工作区范围、交通位置及自然地理环境 (3)

三、生产实习安排 (4)

四、实习任务 (5)

（1）EH-4勘探 (5)

（2）地震勘探 (14)

（3）高密度勘探 (30)

（4）磁法电磁 (35)

（5）放射性勘探 (43)

（6）瞬变电磁法勘探 (58)

(7)实习总结 (68)

前言

一、本次生产实习的目的与任务

实习单位：东华理工大学（2011级勘查技术与工程）

实习地：江西南昌市梅岭地区实习时间：2014年9月

实习属性：生产实习

实习目的：

物探教学实习是勘查技术与工程专业的学生在学习完主要专业课程之后进行的综合地球物理野外教学实习，实习内容包含了应用地球物理主要的方法，主要包括：电剖面法、瞬变电磁法、EH4、磁法勘探、浅层地震勘探和放射性勘探等方法。

通过七周时间的教学实习，使学生了解和掌握各种物探方法的野外数据采集过程，注意事项，室内数据处理与资料解释,为今后专业技术工作打下基础。

要求

(1)收集实习地区有关地质地球物理资料，根据工区的有关资料设计相关方

法数据采集的工作方案，布置测网并开展相关方法的野外工作；

(2)掌握各种物探仪器的检查，调试和操作方法；

(3)掌握各种物探方法的技术设计；

(4)掌握基点的选择和测网布置的原则，了解测量工作要求；

掌握资料整理、解释、图件绘制的过程

二、工作区范围、交通位置及自然地理环境

教学实习基地在：江西省南昌市青山湖区枫林西大街昌西大道劳教学校前进一公里处。工区所处为：东经115°47′29.4″至115°47′36.1″北纬28°44′41.2″至28°44′46.9″

实习区遥感图（包含测线及基线方位）

三、生产实习安排

本次实习共计6种方法，勘查技术与工程和地球物理学专业学生分成7个工作小组。

按照大纲要求，每位学生必须参加包括方法设计、测网布设、野外数据采集（每位学生必须参加数据采集时的各种环节）、资料整理、室内数据处理和报告编写等各个环节。

注：由于天气下雨等原因不能进行野外工作时，全体学生在校内进行数据处理，

实习顺序安排不变。

四、计划完成的实习任务

1. 电法勘探

(1)完成不少于3条剖面的电剖面法测量；

(2)完成不少于3条剖面的瞬变电磁法测量；

(3)完成不少于30个EH4测深点的电磁测深法的野外工作；

(4)对电剖面法和瞬变电磁法数据进行处理及解释；

(5)绘制电法勘探成果图件；

(6)对EH4电磁测深法数据进行处理及反演解释。

2. 浅层地震勘探

完成三条测线的反射波法的数据采集 (不少于60个炮点)

3 放射性勘探

1：10000射气测量和能谱测量

4 磁法勘探

(1)进行1:50000的高精度磁测，完成不少于120个测点的磁法观测；

绘制磁异常等值线图及解释。

五、日程安排

1 实习动员及实习前准备（2014.09.03～2014.9.5）；

2 野外数据采集：各种方法同时开展（2014.09.9～2014.9.29）；

3 室内数据处理解释：室内数据处理解释及报告编写（2014.9.30～

2014.10.28）

（1）EH-4勘探

1.1 EH4工作原理

EH一4电磁仪是由美国EMI电磁仪公司与GEOMETRICS公司联合开发的STRATAGEM(TM)电导率成像系统，是一种便携式能测量地层电阻率的先进仪器。

该系统使用天然的和人工的电磁场信号，能在各种地形上产生电导率连续剖面。

系统同时测量远处的天然场源和人工源激发的电场和磁场来计算大地电阻率。测

量是在和地下研究深度相对应的频带上进行。频率较高的数据反应浅部的特征，

频率较低的数据反应较深地层的信息。

EH一4的设计原理是应用大地电磁探深法。大地电磁探深法简称MT，是利

用交变电磁场研究地球电性结构的一种地球物理勘探方法。理论为：在均匀各向

同性介质中，大地电磁场有以下特征：

(1)Ex只与Hy有关(或Ey只与Hx有关)，Ez和Hz都为零，E与H互相垂直并

分别与传播方向正交；

(2)电场分量和电场分量的振幅和相位不仅与介质的电阻率及电磁场的频率有关，而且与入射大地电磁场的性质有关：

Z (ω, z) = Ex ( z) / Hy ( z) = (πρμf ) 1/ 2 ×(1 – i) (1)

由式(1) 求得电阻率为

ρ= (1/ 5 f ) ×( E/ H) 2 = [ Z (ω, z) ]2/ (ωμ) (2)

式中μ为真空磁导率，ρ是电阻率,单位是Ω. m , E的单位是mV/ km , H 的单位是nT , f 为电磁波频率。

（3）对于水平分层的大地, 上述表达式仍然适用。但用它计算得到的电阻率为视电阻率, 而且随频率的改变而变化,因为电磁波的大地穿透深度或趋肤深度与频率有关

（3）

式中δ的单位是m

虽然趋肤深度在某种意义上来说与电磁波在介质中的穿透的深度有关, 但它并不代表实际的有效探测深度。有效探测深度是指某种测深方法的体积平均探测深度。对其有如下的经验公式：

(4)

由(4)式说明,穿透深度仅仅取决于大地电阻率和使用的信号频率。随着电阻率的减小或频率增高, 穿透深度变浅反之, 随着电阻率增大或频率降低, 穿透深度加大。如大地电阻率结构一定时, 改变信号频率便可以得到连续的垂直测深, 这就是大地电磁法的基本工作原理。根据上式, 结合EH4的工作频率10Hz-100KHz, 则EH4的有效勘探深度为 10m-800m 即通常所说的的有效勘探深度为几十米到一千米左右。其具体情况与当地的不同地质情况有关。

1.2工作布置

EH-4电磁仪可以用于单点测量，也可以用于剖面测量。单点测量适用于测点之间电阻率变化不剧烈的情况。它给出接收点下垂向电阻率分布的估计。剖面测量适用于预测电阻率延测向有变化的区域。它能提供垂向和侧向电阻率分布，沿特定的方向在相邻测站采集数据，并把这些数据一起处理。剖面可以沿任意方向布设，不必沿严格的直线。在实际施工中，一般使用剖面测量工作方式，因为此方式能充分发挥系统信号处理软件的能力。

一、EH4野外数据采集

2.1参数选择

根据以往工作区实验点的测试效果，选择MN极距为20m；采用一通道采集低频信号，采用四通道采集中频信号，采用七通道采集高频信号；每个测点增益以满足放大信号而不过饱和的原则调整，范围1～80倍；叠加次数4～8次。本次采用上述参数进行观测能得到最佳效果。

2.2测量装置的选择

观测装置选用十字型装置:水平方向的两对电极和两磁传感器(以下简称磁棒)分别互相垂直敷设，其方位偏差不大于1度，水平磁棒顶端距中心点8m-10m。如两对电极和水平磁棒按正北(x)正东(Y)向布置，垂直磁棒(z 一向下)则应安放在方位角225度，距测点中心不超过10 m的位置。装置摆设见下图示：

2.3野外工作

1)所选测点应远离电磁干扰源，以有效方法克服干扰

①根据测量位置合理选择磁棒埋设位置。垂直高压线方向的磁棒距高压线投影必须大于50m。

②合理调整测点位置（控制在测点附近50米范围）。（说明：主要考虑在某些地段进行EH4测量时，电磁波发射塔的影响、高压线的影响、公路车辆的影响等因素）

2) 野外施工采用张量观测方式，在每个观测点上，Ex 、Hy方向与测线延伸方向一致，Ey 、Hx方向与测线延伸方向垂直。布极方位误差不超过1°，布极采用全仪器法，保证正交误差不超过10′，极距误差小于1％，同一测线保证Ex 方向一致。

3）测点布置完全按设计点位布设。在个别测点上当遇不利地形时，实际测点点位沿测线方向10m、垂直测线方向30m的范围内移动。

4）电极埋设好坏对Ex 、Ey的影响最大，所以，各测点都使电极与大地紧密接触，连通性好。

5）水平磁棒方位全部采用森林罗盘实测，方位误差小于1°，水平磁棒埋入地下，埋设前用水平仪量水平，保持水平倾斜小于1.5°。

6）对每个测点周围的主要地形、地物、干扰情况进行描述，及时填入布极班报及操作员记录。严格班报检查制度。

7）所使用的电极都浸泡湿润，对所有电极进行编号，布极前进行电极配对实验，使其俩俩配对，配对电极极差小于1mV。

8）不论何种地形，都做到使接地电阻小于2kΩ。

9）为增强信号强度并减小静态效应，尽可能使用较大的电极距，地形不利时适当缩短。

10）同一方向的两电极相对高差尽可能控制在极距长度的10％以内。

11）野外采集记录时间保证0.1Hz的信号质量，干扰区及信号相对较弱时增加有效迭加次数，延长观测时间。

12）全区所有测点使用相同的频率范围，有效观测记录频带为10000Hz～0.1Hz。

13）面积测量时，测区范围内发现有意义的异常应及时加密测线，至少应有3个测点(不同测线)在异常部位。如因大地电磁测深曲线异常或失去连续性，必须加密测点。

14）测点不能选在山顶或狭窄的深沟底，应选周围开阔，至少是两对电极范

围内地面比较平坦相对高差与极距之比小于10%的地方布点。选点应考虑布极范围内地表土质均匀，点位不能设置在明显的局部非均匀体旁。

15）作完的测点，应埋设木桩，桩上标明测点编号，观测日期和施工单位。

16) 当视电阻率、相位曲线极值点在频率轴上出现位移或曲线类型发生变化时，应重复观测；同一测点的重复观测或检查观测的视电阻率、相位曲线形态和对应幅值应一致。

1.3ＥＨ－４数据处理：

在这里我们的ＥＨ－４所做的测点数目为２５个，其中在实习的第一天我们在００１号测点做了平行性试验，用以检验仪器的稳定性和准确性。同时我们

将这些数据导入软件中呈现出的测点坐图像如下：

图三：测区实际剖面图

根据第一天所做的平行性试验即００１号测点上的试验数据，包含有频率和视电阻率以及频率和相位之间广西曲线图，通过对其进行软件的圆滑处理，可的结果

如下：

图四：第一天一号测点Ｔｅ模式平行性试验结果

图五：第一天００１号测点Ｔｍ模式平行性试验结果

图六：第一天００２号测点Ｔｅ模式平行性试验结果图

图七：第一天００２号测点Ｔｍ模式平行结果图

通过００１和００２号测点的结果中的频率和视电阻率的结果以及频率和相位关系而言我们发现仪器的准确性和稳定性较好，符合我们野外勘探的要求，同时由于我们仅有一台仪器这里我们不考虑多台一致性问题。

接下来则是具体的测点信息，由于图面数目较多者在这里我仅提供部分测点的结果图片

图八：最后一天第一个测点Ｔｅ模式实测数据图

图九：最后一天第一个测点Ｔｍ模式实测数据

再利用老师所提供的软件对所有测点的数据进行反演，部分测点的博斯迪克反演结果如下：

图十：第二天第一个测点的bostick一维反演结果图

图十一：第二天第三个测点的bostick一维反演结果图

图十二：第二天第四个测点的bostick反演结果图

而后将已处理测所有测点数据信息，通过surfer软件成图得到TE模式和TM模式结果图如下：

图十三：Tm模式总的结果图

图十四：Te模式总的结果图

1.4成果解释：

这里我设定偏向于红色区域的是属于高阻区域，而同时黑色区域表示的是电阻较低的区域，这里对于EH-4而言，其中频率较高的区域表示所探测的深度较浅，而频率较低的则勘探深度较深。对于这里我们是通过频率不同所对应的深度不同来判断电阻率的横向变化。在TE和TM图中我们采用的是相同色彩配置，图中高阻区域在图区中央和深部区域均有存在。

（2）地震勘探

2.1实习目与任务

生产实习是勘查技术与工程专业教学计划的重要内容，此次实习的目的主要是为了使理论联系实际，增长学生的实践经验，使学生在学校学习到的理论知识可以和生产实践相结合，综合运用学习到的知识解决实践中所遇到的问题，培养学生的分析问题和解决问题的能力，有助于实现学生从学校到社会的转型，为毕业后的胜任工作打下一个良好的基础。

此次实习的主要任务是采用浅层地震勘探方法探测工程场地是否存在断裂，以及展布及其属性，具体包括

（1）使用SWS地震仪，通过野外现场试验，正确选取生产中使用的各项参数，完成浅层地震勘探剖面2条，共计0.6 km，生产激发点86个，接收点1032个。

（2）查明工程场地近地表是否存在断裂，以及断层的走向、产状、上断点埋深及其在地表的垂直投影位置及其空间展布特征

2.2、工区位置（梅岭）

工作区位于梅岭实习基地

2.3、区域地质概况

本区区域内活动断裂属于第四纪（Q），地质构造比较复杂，断裂变动起着重要作用。

本区主要地层有：地层大部分为沙土层，不妨夹粘土、粉质粘土薄层，表层为新近耕植土，表层比较薄，大概5-10米左右，下层为坚硬的基岩。第四纪（Q）岩相分布变化和厚度变化较大，与构造关系密切，受第四纪构造断裂的控制。

2.4、工作方法、仪器介绍及施工流程

4.1．地震勘探工作方法

野外数据采集是地震勘探的重要环节，通过记录激发接受地震波，获得地震勘探的资料，在室内进行资料处理并解释地质构造。

地震勘探野外工作主要分为现场踏勘、野外施工设计、试验及正式生产阶段。野外工作中的关键是地震勘探采集系统和工作方法，它决定着能否获得高信噪

比、高分辨率、高保真度的原始资料。根据地震勘探所要解决的地质任务，野外

分为二维地震勘探和三维地震勘探，三维地震勘探多用于地质条件复杂、构造幅

度小、二维勘探无法解决的地区。相比之下三维勘探的工作量比二维勘探大得多，

无论是设备还是人员的配备都大大超过二维勘探，相应于二维勘探组成二维地震

队，相应于三维勘探组成三维的地震队。

下面结合本次野外实习简述地震勘探（二维）野外工作方法。

仪器设备：地震仪，检波器，测线，电缆，直流电源，重锤，铁板，触发信号线，锤击延长线，Y型线，输入输出线，转换器，计算机。

4.2.2.地震仪器及相关软件介绍

2.1 本次实习地震勘探我们用到的是工程地质领域的浅层地震仪，它广泛用于

矿产﹑水文地质﹑工程地质等领域。浅层地震仪常见的有传真式地震仪。它的记

录方式是只记录幅度超过一定阈值电平的信号﹐并用归一的“短划”形式记录在

电敏纸上。

一方面通过地震波的非线性变换﹐将连续的地震信号用幅度比较器转换为脉冲讯号﹔另一方面用逻辑门对双信号道的信号利用相关波长滤波技术进行处

理﹐可得到记录良好的浅\层反射波。

2.2 VISTA软件是加拿大Gedco公司研发的、世界上最全面的、基于 PC 的数

据处理系统，界面结构新颖，主要分地震数据分析、观测系统分析显示、属性分

析显示、道头编辑、道头显示、数据处理流程，操作十分简便，各个分析环节都

采用交互分析方式，十分便于质量监控。

VISTA软件主要包括地震资料野外采集质量监控、现场资料处理、全三维处

理、VSP处理四部分。

VISTA特点

1、随意创建分类索引，以便让用户按照自己期望的方式访问数据

2、绘制一个或多个道头信息或对它们进行交绘，也可以同时显示地震数据，完

成人机交互功能。

3、能够应用各种显示工具对观测系统和地震数据进行质量控制。

4、应用大量的地震处理算法创建地震处理“流”，并且执行它们。

5、VISTA软件提供开放接口，可以将自己开发的功能直接移植vista软件中，

形成可执行模块。

GEDCO公司的VISTA软件已经在全球50多个国家和地区使用，特别是南美、

北美、中东的石油天然气勘探领域获得了广泛的应用，取得了较大的市场份额，

在北美、南美及欧洲的多个国家的石油公司和服务公司拥有300多家用户。

2.3.施工流程：

1)布线：测线可分为纵测线和非纵测线两种。当激发点和接收点在一条直线

上时称纵测线，否则称为非纵测线。本次实习采用纵测线，沿测线打桩号，将检

波器垂直插入桩号位置，在测线一侧布置电缆，另一侧布触发线。

2)连接线路：包括电源线和信号线连接。检波器与电缆上的接口分别相连，

电缆通过Y型线连接数据采集器，触发线一端连接重锤，另一端连接数据采集器，

输入输出线一端接地震仪的out接口，另一端通过转化器接计算机，并将地震仪

接电平。

3)设置参数：根据实际布线的道间距、偏移距、检波器数量和实际操作中触

发方式等设置软件中的参数。

4)采集数据:在激发点重锤敲击，检波器将信号通过检波器传至数据采集器，

在计算机上得到地震波的时间剖面。可将多次激发得到的波形叠加，使有效波的

能量增强，从而提高信噪比。

5)注意事项：

a）测线尽量布置成直线；

b）安置检波器要紧密的垂直的和地面接触，确保整个排列连接畅通极性正确不

漏电。

c）锤击重锤时注意安全，锤子前后不要站人，线把触发线捋好，不要砸到。

d）测量前先检查仪器是否正常，在指导老师检查确认无误后，然后打开计算机进行数据采集前的参数设置。

单边激发，道间距4m,偏移距8m线路图

2.4.野外工作

实习内容：对地震勘探有一个总体的认识

实习指导老师讲解了本次实习的重要性和注意事项，要把本次实习和所学理论结合起来，加深对理论知识的认识。野外施工要确保人身安全和仪器安全。黄

老师介绍了本次实习的时间安排，让大家对本次实习有个总体的认识。

实习内容：熟悉地震勘探流程

布置测线，测线为直线并垂直地下构造的走向，尽量穿过多个地

质构造单元.沿测线每隔4m打一个桩号，共打24个（24道接收）；将检波器垂

直插入桩号位置；在测线左侧布置电缆，并将检波器分别接到电缆接口上；将触

发线沿着测线右侧布置，在距离第1道检波器8m处放置一块铁板（即偏移距为

8m）；电缆通过Y型线连接地震仪，触发线一端连接重锤，另一端连接地震仪，

输入输出线一端接地震仪的out接口，另一端通过转化器接计算机，并将地震仪接电平；在指导老师检查确认无误后，打开计算机进行数据采集前的参数设置（道间距4m，偏移距8m，单边激发，六次覆盖，三次叠加），重锤敲击铁板激发地震波，经检波器接收将信号传至计算机，计算机开始进行相应的波形记录。如下图

2.5数据处理

5.1．数据处理流程：

地震数据处理是一个较复杂的过程，它包括，从野外记录数据的读取，反射波旅行时间的校正，干扰波的压制及消除，叠加速度的取得，叠加剖面的获得等等许多环节。一般而言，反射波数据处理常规的方法包括（图5-1）：

模型基本参数：单边放炮，每炮24道接收，共50炮，道间距4m，炮间距4m（1个道间距），偏移距8m（2个道间距）。

采样率2000微秒，每道采样点1000个。

上层介质速度300m/s，下层介质速度3000m/s。

5.2 数据的输入

首先选择File/New Project新建一个Project，如下图：

按住不放，出现按钮组合，选择新建一个二维数据集，然后按住不放，在出现的按钮组合中选择，在弹出的OpenDialog中选择该数据文件M.sgy，单击OK即可将该数据加入到数据集中，如图所示：

界面上部显示了该数据集的基本信息。可以单击查看该数据集，如下图：

界面上部显示了该地震图，下部是各道的炮间距，状态栏显示的是鼠标处的道号和振幅信息。该模型是由射线追踪模拟出的理想二层水平介质模型，不需要做什么预处理，可以直接进行下面的实质性处理。在做实质性处理之前，必须给数据建立观测系统，并将观测系统相关信息写入道头，以便进行实质性处理。

2.6建立观测系统

Display，在弹出的对话框中选择M数据集，即可出现观测系统界面，默认出现的是设置炮检关系及炮点坐标界面，在第一行中填入相应得增量.

主要参数增量为炮点增量2个站点（桩号），首尾检波器桩号也相应增2，炮点坐标增量为2个桩的长度4m.

按住不放，在出现的组合按钮中选择增加单行按钮增加一行，并设置相应值作为初始值。

设第一个炮点位于第1个站点，坐标为0m，因此第一炮的第一个检波器位于第5个站点，最后一个检波器站点位于第28个站点。

然后按住不放，在出现的组合按钮中选择增加多行按钮，在弹出的增加

炮点对话框中填入剩下的炮数，单击OK即可填充，填充完后如下图：

设置完炮检关系及炮点坐标后，点击设置检波器坐标，其基本方法与上面是一致的，

检波器站点增量为1，坐标增量为2m，初始设置为：第1个检波器，即第1炮的第1个位于5号桩，坐标为8m，然后填充剩下的检波器个数（即填充到最后一炮的最后一个检波器，位于122号桩）即可。填充后如下图：