北戴河磁法实习报告.doc

北戴河磁法勘探实习报告北戴河磁法勘探实习报告指导教师： 祁明松 老师 曲 赞 老师 王传雷 老师 姓 名： 任 慧 宁 班 序 号： 061084-13 学 号： 20081001722 2011年8月25日目录第一章 序言 1 1.1实习日期、地点、测区自然及交通状况 1 1.2测区地质及地球物理概况 3 1.3实习任务及其完成情况 4第二章 磁法勘探野外施工技术设计 42.1实习的地质任务及要求 42.2磁测工作技术设计 42.3磁测工作精度要求的确定 6第三章 磁法勘探数据采集质量检查及评价 63.1施工仪器性能检查及评定 63.2野外数据采集质量检查及评价 7第四章 UXO探测及资料处理解释 94.1 UXO磁测数据的整理及图件编制94.2 UXO磁异常的分析及认识10第五章 辉绿岩体地质调查及资料处理解释 115.1工区野外数据的整理及图示 115.2磁异常的分析及地质解释 12第六章 结论与建议 13第一章 序言磁法勘探是以探测目标与其周围物质间的磁性差异为基础，通过观测与研究实测磁场的变化规律以达到查明地质构造和寻找局部磁性目标体的一种物探方法，是地球物理勘探方法之一。自然界的岩石和矿石具有不同磁性，可以产生各不相同的磁场，它使地球磁场在局部地区发生变化，出现地磁异常。利用仪器发现和研究这些磁异常，进而寻找磁性矿体和研究地质构造的方法称为磁法勘探。磁法勘探是常用的地球物理勘探方法之一。它包括地面、航空、海洋磁法勘探及井中磁测等。磁法勘探主要用来寻找和勘探有关矿产（如铁矿、铅锌矿、铜锦矿等）；进行地质填图；研究与油气有关的地质构造及大地构造等问题。选择投入磁法勘探的前提条件是探测目标体与周围物质间是否存在磁性差异。有差异磁法才能有效果，差异越明显、目标体埋深越浅、目标体规模越大，对磁法勘探越有利。1.1实习日期、地点、测区自然及交通状况磁法勘探教学实习为期六天，自8月16号至8月21号的教学内容安排如下： 16号：室内教学、工作设计，仪器熟练性操作及一致性校正； 17号：基地操场UXO探测 18号：大梁山分组实测； 19号：室内教学及资料整理；20号：编写报告；21号：编写报告，工作汇报。此次磁法勘探实习主要包括两部分内容：一、UXO磁法勘探；二、辉绿岩脉探测。第一部分内容在实习基地西侧足球场进行，利用周边环境和人为埋设的不同形体、不同磁化方向的模型体进行训练。测区地下4-5米是砂岩及砂砾石层，以下是花岗岩。周边环境干扰较大，主要有井盖、天上拉设的钢丝、场地周围的铁丝栅栏、场地外过往的车辆及附近民居的电磁干扰。第二部分内容在大梁山工区进行。大梁山测区位于秦皇岛市郊北部“秦皇岛国家地质公园”附近，距离251省道约一公里，测区主体在山坡上，地形变化较大。地表植被丰富，岩石露头不多，围岩主要是砂岩及变质岩。在一挖坑中有辉绿岩出露，走向、宽度不明。图一：大梁山工区交通图1.2测区地质及地球物理概况工区内出露地层以元古界混合花岗岩为主（属区域变质岩），其中存在燕山期辉绿岩脉，属浅层基性侵入型岩浆岩；局部地段有第四系坡积物存在。由于辉绿岩属于基性岩浆岩，因此磁化率比较大，约为50008000（10-6SI()），其围岩花岗岩的磁化率约为3050（10-6SI()），远远小于辉绿岩的磁化率，我们可以利用它们之间的磁性差异来确定杜庄工区内辉绿岩脉的赋存状况。相关地层及干扰物磁化率（10-3SI）磁化率平均值（10-3SI）地表1.59-6.493.54篮球架86.4-158118.59铁篱笆38.5-15471.23井盖583-841720.53铁丝35.2-86.472表一：实习站工区部分相关地层、干扰物的物性测量一览表相关地层岩性磁化率（10-3SI）磁化率平均值（10-3SI）第四系土层1.1-2.641.58正长岩0.354-0.8280.6辉绿岩6.08-10.17.45砂岩0.006-0.142表二：大梁山工区部分相关地层、岩性的物性测量一览表1.3实习任务及其完成情况六天的实习工作中，我们在老师的帮助指导、同学的分组协作下在野外进行了数据采集，并对采集的数据进行了整理，用surfer软件进行了数据的反演解释，形象的展现了异常的矿体及铁磁性危险体的分布情况。在这次这次磁法的实习工作中，我们的主要工作成果是获得了磁异常等值线平面图、精测剖面图和平面剖面图三张磁法勘探成果图件。第二章 磁法勘探野外施工技术设计2.1实习的地质任务及要求任务一：使用磁法技术进行掩埋铁磁性物体的详查，查明铁磁性物体的平面位置。 面积：2814米2；要求：自主设计，保证质量，结果可靠，定位准确目的：通过对掩埋铁磁性物体的详查，了解工程物探工作中磁法探测的特点，了解环境干扰对磁异常和磁测工作的影响。通过实习任务的完成，培养良好的科学态度和严谨的工作作风。任务二：使用磁法技术进行地质普查，查明大梁山工区辉绿岩脉(磁性地质体)的赋存情况；要求：设计合理，质量可靠，熟悉过程目的：通过地质资源调查实践，熟悉磁法探测工作的各个过程，培养良好的科学态度和严谨的工作作风，提高动手能力。2.2磁测工作技术设计本组工作设计内容如下两表：表一为任务一的工作技术设计，表二为任务二的工作技术设计。表三：任务一磁测工作设计主要技术要求一览表工作任务使用磁法技术进行掩埋铁磁性物体的详查，查明铁磁性物体的平面位置测区面积20*14 m2工作比例尺1:100测网密度1*1m测线方位近南北向精测剖面19号线测线及方位近南北向磁测精度设计三级精度日变观测23号线30号点定点方式及要求测点号+测线号（偏差不超过20cm）探头高度2m磁测质量检查方式及要求平稳场、异常场采用相应点观测；畸变点采用手工平滑磁性参数测定方式及要求采样现场进行磁性测量磁测数据预处理要求进行日变、正常梯度、高度、正常场校正本组任务与安排拉测线：3人，测量：2人，记录：1人，指挥：1人，联络：1人，采样及测磁化率：2人备注表四：任务二磁测工作设计主要技术要求一览表测区面积60*80m2工作比例尺1:500测网密度13*17测线方位近南北精测剖面80号线 41点(2m一个点)测线及方位近南北磁测精度设计三级精度（4.36nT）日变观测正常场、温差小、无外界磁干扰、地基固定，于（110,90）号点附近定点方式及要求基线+测线，定点误差不超过1m探头高度2m磁测质量检查方式及要求平稳场、异常场各30个检查点，组间比较，满足3级精度（4.36nT），畸变点手工平滑。磁性参数测试方式及要求用磁化率仪现场采样测量，同类岩矿石的物性参数测定数量应该大于30个。测定标本磁性参数的灵敏度要与磁测总精度相适应，并满足异常解释的需要。当视磁化率0.01SI时，要做退磁改正。磁测数据预处理要求原始磁测资料在正式使用前，应该进行日变校正，正常梯度校正（经、纬度校正），高度校正，正常场校正。本组任务与安排2人拉测线、2人测量、1人记录、1人指挥、1人联络、1人测磁化率、2人采样备注2.3磁测工作精度要求的确定磁测精度的选择和确定取决于最小有意义的探测目标所能引起的磁异常强度。通常确定磁测精度（m）为最小有意义的探测目标体所能引起的磁异常强度的1/51/6。磁测总精度是测点观测误差（含操作及点位误差、仪器噪声均方误差、仪器一致性误差以及日变改正无差）、正常场与高度等各项改正误差的总和。本次工作的磁测精度为5nT，其中各项设计的精度要求为：操作及点位误差：2.65nT 仪器一致性误差：2.0nT仪器噪声误差： 2.0nT 日变改正误差：2.0nT正常场改正误差： 1.0nT 高程改正误差：1.0nT总基点改正误差： 2.0nT具体的误差表格如下： 表五：磁测误差分配表磁测总误差nT野外观测均方误差, nT基点、高程及正常场改正误差, nT总计操作及点位误差仪器一致性误差仪器噪声误差日变改正误差总计正常场改正误差高程改正误差总基点改正误差54.362.652.02.02.02.451.01.02.021.561.11.10.70.50.71.2120.70.710.870.70.30.30.30.4970.280.280.3第三章 磁法勘探数据采集质量检查及评价3.1施工仪器性能检查及评定此次磁法勘探实习工作所采用的仪器是加拿大的GEM公司生产的GSM-19T质子磁力仪。主要的仪器设备还有：测绳、罗盘。它本身具有一定的噪声，所以这些磁力仪的读书分辨率尽管等于或优于0.1nT，但接上电缆和探头后仪器的噪声水平却往往达到0.20.3nT，因此在使用仪器进行高精度磁测时，必须测定实际工作时仪器的噪声水平，测定方法如下： 当有三台以上的磁力仪同时工作时，可选择一处磁场平稳而又不受人文干扰场影响的地区，并使探头间距离保持在2 m以上，以免探头磁化时互相影响。而后使这些仪器同时作日变测量，观测时要达到秒一级同步。此时的地磁场变化对这些仪器观测值的影响是同向的。而这些仪器各自的噪声对观测值的影响则是无定向的，而且仪器数量愈多，噪声对这些仪器观测值的平均值的影响将趋于零，就可把此平均值视作地磁场的“真值”。因此可取100个左右的观测值按下式计算每台仪器的噪声均方根值S。式中：为第i时的观测值与起始观测值的差值； （所有仪器的起始时间应相同）； 为这些仪器同一时间观测差值的平均值。 n为总观测数，i = 1, 2, , n。 另外，还需进行磁力仪观测均方误差与一致性测定：观测均方误差是操作质量，点位误差，探头高度误差，日变改正误差等各种误差的综合反映，它是评价高精度磁法工作质量的主要指标。当对仪器的观测误差与一致性进行测定时，要选择浅层干扰较少且无人文干扰场影响地区，并要求测线穿过十余纳特弱磁异常变地区。在测线上布置50100个测点，测点作好标记，使参与生产的各台磁力仪（含备用磁力仪）都在这些测点上作往返观测，将观测值进行日变改正后按下式计算每台仪器的观测均方误差。观测均方误差方式：式中：第i点的原始观测与检查观测之差； n = 检查点数，i = 1, 2, n； m = 总观测次数，等于各检查点上全部观测次数之和。根据表22的要求判断仪器噪声均方误差、仪器一致性误差是否合格。不合格的仪器不能投入生产。3.2野外数据采集质量检查及评价1. 日变观测及校正点日变观测站应该选择在磁场平稳、远离人文设施、进出工区交通方便的地方。在日变观测仪器探头位置周边1m的空间内，磁场变化应0.3nT。探头位置应以木桩作标记，每次观测时，探头高度应保持一致。在日变观测点附近的磁场平稳处应设立校正点，并以木桩作标记，定点观测。用于测区观测的磁力仪在一个工作日的开始前和结束后，必须在校正点测量读数，并以日变校正后的工作前、后两次校正点场值之差评定该仪器全天的工作质量。如果两次校正点场值之差大于3倍的磁测工作精度，则该仪器全天测量的数据作废。2. 测点观测在采集测点数据时应注意：测量人员身上不能有任何金属物品，否则会影响观测质量，且要等数字稳定时再进行读数，如果前后两个测点所测得的数据变化较大，应选择重复观测。此外，仪器操作员每换一条测线，都要对所要测量的起始点号和线号进行重新设置。在各条测线的磁测工作解束之后，还要对其中的几条测线进行质量检查。3. 磁测质量检查评定 工作时，是使用磁场重复观测的均方误差为衡量磁测精度的标准。重复观测均方误差的计算见下式。 式中：第i点经各项改正的原始观测与检查观测值之差； n 总检查总数；i= 1、2、n。该式用于计算平稳场区的质量检查计算。 式中：Ti1与Ti2为第i点的原始观测与检查观测值。该式用于计算异常场区专门剖面测量的质量检查计算。施工时必须保证质量检测的工作量，要求平稳场区的质量检查点数要大于总测点数的3%，绝对点数不得少于30个点。异常场专门剖面质量检查点数应达到10%，绝对点数不得少于30个点。磁测的质量检测评价以平稳场的检查为主。检查观测应贯穿于野外施工的全过程。检查观测点应在全测区均匀分布。第四章 UXO探测及资料处理解释4.1 UXO磁测数据的整理及图件编制野外数据的整理主要是对原始野外数据进行各项校正，原始磁测资料在正式使用前，应该进行日变校正，正常梯度校正（经、纬度校正），高度校正。对工程物探而言，由于工区范围不大，就可以不做正常梯度校正和高度校正。但日变校正必定要做。因UXO属于浅地表勘探，一般磁异常表现会很大，此时各项校正值对磁异常的影响很小，一般除日变校正外无需进行其他校正。通过对操场UXO数据的整理与计算，设定操场上的正常场的大小为53500nT,得到测区内的最大正异常为1211.95nT，最大负异常为2896.18nT。运用surfer软件得到UXO磁场总强度Z平面等值线图及UXO的T磁异常平面等值线图如下。4.2 UXO磁异常的分析及认识对比两幅图，可以看出： 1、在右图中可以看出在12号测线30号点附近，有一处不是很明显的正异常M1。其对应于左侧模型图西南边铁篱笆旁的一处地下UXO模型。 2、在右图14号测线43号点附近存在一明显的正异常M2，其对应于左侧模型图上西北处的UXO模型。 3、在右图18号测线35号测点附近有一明显的正异常M3，最大值将近500nT。其对应于模型图中间的UXO模型。 4、在右图18号测线45号测点附近有一较明显的正异常M4，其与14号测线43号点处的异常相邻，在原始磁异常图41上，呈现在一起，没有分离。其对应于模型图东北处的UXO模型。 从模型位置图中可以看出，在东南角处，应该有一个UXO模型。但在磁异常图中并无对应的磁异常区域。初步判断可能是在东南角的一个地表井盖的影响而使得地下磁异常无法显示出来。 从上面的分析可以得出，磁法勘探对于探测浅地表的未爆炸炮弹模型具有很好的效果。但当地表有其他的干扰时，是否还能有效地探测出地下的未爆炸炮弹是个问题。第五章 辉绿岩体地质调查及资料处理解释5.1工区野外数据的整理及图示首先要对野外实测数据进行一系列的校正（主要是日变校正，高度校正），在利用EXCEL表格进行数据处理和精度的计算。精测剖面的选取应保证穿过主要的异常区。可得到大梁山工区T磁异常平面等值线图（见下图）以及80号线T磁异常精测剖面图图二：80号线T磁异常精测剖面图5.2磁异常的分析及地质解释剖面异常曲线的形态与斜磁化球体、有限柱状体，顺层磁化无限长板状体的异常曲线类似。但是解释燕山期K1时期的入侵岩来说，解释的优先级是：柱状体板状体球体。横向比较工区内各条测线的异常曲线，以进一步限制异常体的形态，具体如下图。辉绿岩脉大致位置异常特点分析：1. 在80号测线108点的位置磁异常相当明显，70号测线露头的位置磁异常不大，而相邻测线的异常幅度，随离精测测线距离增加而逐渐降低；2. 精测剖面88号点的伴随小正异常仅仅在本条测线出现，在其他测线并无体现；异常体推断：1. 精测剖面的大异常可能是由于： 该线下方的球状或柱状脉体，并且在东西方向延伸距离短； 岩体出露对总磁场的测量影响更大，而不是由于球状或柱状脉体；2. 精测剖面的小异常可能是由于：在该处有一个小的埋深较大的脉体或露头，造成了此种异常形态；应