电法勘探实验报告

中南大学地电场与电法勘探实验报告 中南大学中南大学 地电场与电法勘探实验报告地电场与电法勘探实验报告 姓 名 白冬鑫 学 号 0103121007 专 业 地球信息科学与技术 班 级 1202 班 指导老师 严家斌 龚安栋 中南大学地电场与电法勘探实验报告 0 一 实验名称 2 二 实验仪器 2 三 实验内容 2 四 实验目的 2 五 实验原理 3 中梯装置 3 偶极偶极 3 对称四极 4 联合剖面 5 六 实验步骤 5 一 DDC 5 电子自动补偿仪 5 二 双频激电仪 6 1 接收机的连接与操作 6 2 测量过程 6 3 测量完成后的关机过程 7 七 数据处理 7 一 电阻率法 7 中梯装置 7 联合剖面法 8 对称四级 8 偶极偶极 9 二 极化率法 9 中梯装置 9 对称四级测深 10 八 实验结论 10 一 视电阻率法 10 二 视极化率法 12 九 实验感想 13 中南大学地电场与电法勘探实验报告 1 1 1 实验名称实验名称 地电场与电法勘探视电阻率法与视极化率实验 2 2 实验仪器实验仪器 DDC 5 电子自动补偿仪 双频激电仪 3 3 实验内容实验内容 用两种仪器分别进行中梯 偶极 对称四极 联剖及测深实验 4 4 实验目的实验目的 熟悉 DDC 5 电子自动补偿仪和双频激电仪的操作步骤 掌握装置系数的算法和所得电阻率数据的基本分析分析 判断并能够处理实验当中出现的不良数据及遇到的问题 结合实验数据及图像说明每种方法适合何种矿体 5 5 实验原理实验原理 以 DDC 5 电子自动补偿仪为例介绍个装置 双频激电仪仅是仪 器不一样 测量的是视极化率 测量装置是相同的 中梯装置 中梯装置 AB 中梯装置 MN 中梯装置如上图所示 这种装置的特点是 供电电极 AB 的距 离取得很大 且固定不动 测量电极在其中间三分之一地段逐点测 量 或者扩大到 1 2AB 2 3AB 甚至全域测量 记录点取在 MN 中 中南大学地电场与电法勘探实验报告 2 点 其 s 表达式为 I U K MN s 其中 KMN 2 AM AN BM BN MN AM AN BM BN 偶极偶极 偶极偶极 这种装置的特点是供电电极 AB 和测量电极 MN 均采用偶极 并分开有一定距离 由于四个电极都在一条直线上 故又称轴向偶 极 其 s 表达式为 s OO KOO UMN I 其中 KOO 2 AM AN BM BN MN AM AN BM BN 对称四极 对称四极 其 s 表达式为 s AB KAB UMN I 其中 中南大学地电场与电法勘探实验报告 3 MN ANAM KAB 如果 AM MN NB 则装置称为温纳装置 对称四极装置布极特 点 对称四极剖面法的供电电极距 主要是根据工作地区基岩顶板 的平均埋藏深度或疏松覆盖层的平均厚度来确定 为了在同一条剖 面上研究两种不同深度上的电性特征 通常采用两种供电电极距 A1B1和 A2B2 A2A1MNB1B2 所谓 复合对称四极剖面法 的电极 距与覆盖层的平均厚度 H 关系如下 11 22 2 4 6 10 ABH A BH 而测量电极距 MN 应满足 1 3 MNAB 本次实验仅使用对称四极装置 不涉及复合对称四极装置 对 称四极装置通常用于了解基岩起伏 不同岩性接触面和古河道等 基特点是曲线形态简单 易识别 异常幅度小 受表土不均匀和地 形影响小 效率高 联合剖面 联合剖面 联合剖面装置由两个对称的三极装置联合组成 故称联合 剖面装置 其中电源负极接到置于 无穷远 处的 C 极 正极可分 别接至 A 极或 B 极 其 s 表达式为 s A KA UMN A I s B KB UMN B I 中南大学地电场与电法勘探实验报告 4 其中 KAB 2 AM AN MN 6 6 实验步骤实验步骤 1 1 DDC 5DDC 5 电子自动补偿仪电子自动补偿仪 Z 1 把观测体放在水槽中间 水下 2 5CM Z 2 把供电极 AB 放入水中 设置好供电距 100CM 并用电 线分别接入仪器 A B 接线柱 把 MN 极放入水中 依照实验要求设 置好极距 并用电线分别接入仪器 M N 接线柱 Z 3 检查所有的接线柱是否正确 并把仪器接入高压 12V Z 4 按仪器开关键 Z 5 按电池键 检查电池电压 应不低于 10V Z 6 按排列键 根据实验要求选择正确的排列 Z 7 按极距键 显示 AB 2 用数字键输入 100 按前进键 显示 MN 2 输入实验要求的间距值 按前进键显示 X 表示第 一个测量的位置 例如中梯主要在中间测量 所以坐标原点设在中 间 因此可从 25 或 20 开始 按前进键 PROFIL 1 按前进键 显示 K z 8 按测量键 显示 INJECTION 测量结果显示 R0 XXXX V I XXXMV XXXMA Z 9 记录下测点号和测量的视电阻率 按存储键 显示存储 号 第一次输入 1 以后按前进键即可 中南大学地电场与电法勘探实验报告 5 Z 10 移动测量极 MN 至下一个测点 重复 Z 8 2 2 双频激电仪双频激电仪 1 1 接收机的连接与操作 接收机的连接与操作 1 连接供电线和测量电线 2 开机 接收机自检 按 电池 键进行供电电池电量检测 当电压大于 9v 时仪器方可正常工作 3 接收机外检 4 选择 装置 设置测量装置为 中梯装置 选择 极距 进行测量参数设置 按 前进 确认参数设置 2 2 测量过程测量过程 5 将供电极 AB 分别放置在标尺 0 和 100cm 处 MN 中点放置 在 30cm 处 6 按 极距 按键设置测量时 MN 的距离参数 7 校准 测量自检 温度补偿 只在测量第一次 8 仪器选择 测量 开始进行测量 9 测量稳定后 选择保存 单个或平均 或重测 10 将 MN 中点向右移动 2cm 测量 11 重复 7 和 10 直至 MN 中点处于 80cm 处 12 重复上述所有过程 将仪器模式设置到对称四极测深法 联合剖面法 偶极偶极法 继续测量 3 3 测量完成后的关机过程测量完成后的关机过程 15 按 关机 建关机 中南大学地电场与电法勘探实验报告 6 16 首先断开 9v 激发电源线 17 断开测量点击连接线 18 整理仪器及附件 7 7 数据处理数据处理 1 1 电阻率法电阻率法 中梯装置中梯装置 由图象可知 随着测量点的右移 视电阻率曲线呈现中间有极 小值 极小值两侧有极大值形态 联合剖面法联合剖面法 中南大学地电场与电法勘探实验报告 7 对称四级对称四级 偶极偶极偶极偶极 中南大学地电场与电法勘探实验报告 8 2 2 极化率法极化率法 中梯装置中梯装置 对称四级测深对称四级测深 中南大学地电场与电法勘探实验报告 9 8 8 实验结论实验结论 1 中间梯度法简单方便 结果可靠 误差较小 2 联合剖面法易受外界影响 可靠性差 3 对称四极法较简单 工作量较小 且所得结果与中间体度法 差别不大 特定极距情况下可作为检验中间梯度法的方法 4 偶极偶极 发小极距情况下分辨率较高 但工作量巨大 不过可以真实反映埋藏体的分布情况 大极距情况下分辨率低 只 能反映异常体大致位置 1 1 视电阻率法视电阻率法 1 四种方法都能在绘制的图像中观测到明显的电阻率异常 且 对于同一环境下的同一低阻异常体 水平薄铜板 的观测曲线相似 当极距为某一特定值时 联合剖面法与对称四极法的测量曲线理 论上会与中间梯度法趋近 2 不同方法的图像中同时反映出异常体两端电阻率出现明显极 大值的情况 这是因为水槽壁对电场分布存在类似于电场内高阻体 的影响 为消除其影响 可以利用测量到的背景电场进行修正 3 中间梯度法 联合剖面法与对称四极法所得图像基本与低阻 中南大学地电场与电法勘探实验报告 10 异常体 水平薄铜板 的实际情况相符 可以推测出异常体的范围 和尺寸 偶极偶极方法只能对异常体做定性分析 四种方法中中间 梯度法最为简单高效 偶极偶极法综合效率偏低 联合剖面法与对 称四极法受极距影响显著 四种不同的方法都能对水平低阻异常体 做出有效观测 在实验中没有特殊差异 4 就本次实验结果而言 对于水平低阻铜板的中间梯度 对称 四极以两种方法的测量结果基本与课本中范例曲线无异 皆能得到 明显异常 可用于需找水平良导薄矿脉 利用实验所得图像数据分 别对地下异常体大小进行估算误差基本控制在 10 以内 在特定极 距情况下 各种方法的测量曲线基本吻合 不同原理的几种方法得 到的相同可靠数据足以说明三种方法的合理性与可行性 5 偶极偶极 在测量高阻体时所得曲线与课本中的理论值相 差不大 且在极距较小的情况下能真实具体的反应高阻体的分布情 况 但工作量巨大 因此适合用于小面积高分辨率任务的探测 所 得结果基本可信 6 联合剖面在本次低阻体测量试验中效果最差 不仅综合情况 差 而且每条曲线测得的电阻率分布情况也很差 分析可能是由于 实验装置的原因导致测量出现错误 这表现出该方法容易受外界影 响的特性 因此通过本次试验我不能确定该方法在实际工作中是否 真正可靠 2 2 视极化率法视极化率法 1 中梯装置视电阻率分析 中南大学地电场与电法勘探实验报告 11 点号在 9 15 号之间 视电阻率 呈现下降趋势 对比第 二次实验可看出在这些点位上 第一次试验产生了一个低阻区 这 主要是因为所测低阻板状体的边缘激发极化产生的影响 点号在 16 23 号之间 电阻率 p 在下降而后又呈现上升趋 势 因为随着 MN 经过水平低阻板上方 此时测得的视电阻率即水平 低阻板的视电阻率 因为此目标体是个对称的规则体 所以其电阻 率也明显的对称 在其他点位上 两次实验的视电阻率 基本重合 这是因 为在该区域中铜板对电场的影响十分有限 电场在这些位置的分布 基本呈现自然分布 在第一次实验中 8 号点所测得的视电阻率有一个跳跃 结合简单的实验装置考虑 导致该点测量结果的原因可能是操作不 当引起的实验误差 2 对称四极极化率分析 点号 6 13 呈现出明显的低阻区 原因与中体装置一样 也是因为低阻体的影响 点号 14 19 所测得的视电阻率呈现出不正常的上扬 考虑 到实验装置的局限性 推测可能是因为水池壁对电场的吸收是的所 测得得电阻率结果呈现出高阻的形态 点号 1 5 所测得的视电阻率呈现出上升形态 与理论上的 结果不相符 推测可能由于实验规模所限 在测量这五个点时 A