电法勘探实习报告

1、电 法 勘 探 实习报告 学院名称 地球物理学院 专业名称 勘查技术与工程 学生姓名 学生学号 指导教师 实习地点 实习成绩 2015.10.28 - 2015.10.29目 录目 录2第1章 联合剖面法11.1 实习目的、要求11.2 基本概念11.3 实习原理11.4 实习设备21.5 实习步骤31.6 实习成果解释41.7 实习体会6第2章 高密度电阻率法（，和装置）72.1 实习目的72.2 高密度电阻率的基本概念72.3 实习原理82.4 实习设备82.5 实习步骤92.6 实习成果解释103.7 实习体会12第3章 大功率激发极化法133.1 实习目的133.2 激发极化法的基本概

2、念133.3 实习原理133.4 实习设备143.5 实习步骤163.6 实习成果解释183.7 实习体会20第1章 联合剖面法1.1 实习目的、要求通过电阻率联合剖面法的学习，使尚未正式走上工作岗位的学生对地质工作中广泛应用的电法勘探有个初步了解，同时也为学生在其后的工作中应用电法勘探打下基础。学习和掌握电法仪器的操作步骤及注意事项；学会电阻率联剖法的工作布置和观测方法；了解电阻率联剖法在矿体上的视电阻率异常特征；并要求学生自己动手完成电阻率联合剖面的数据采集和图件的绘制。掌握联合剖面法的测量方法和资料解释。本次实习是在水槽中用不同的装置在良导板上做联剖法观测，装置的大小根据实习条件设计。需

3、要注意的是：为了便于各种剖面法异常规律之间的对比，选择相同的良导板模型，其顶部埋深2-3厘米为宜；模型中心正上方定为坐标原点；电极入水深度约2-3厘米较合适。1.2 基本概念联合剖面法是电剖面法中最重要的方法。由于它实际上是由两个三极装置组合而成，因此提供了较为丰富的地质信息。此外，联合剖面法还具有分辨能力强，异常明显等优点。在水文及地质调查中获得了广泛的应用。但由于其有无穷远极，野外工作中有装置笨重，地形影响大的缺点。1.3 实习原理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，正极可分别接至A极或B极。采用对称四极测深法：

4、在水槽中的良导体上做对称四极测深法观测。分别将MN中心定在模型上方和模型边缘两侧的3个测深点上，A、B供电电极同时向外移动，逐渐加大极距，具体的点距和极距的选择见参数设置部分联合剖面法的装置线路连接简图如图4-1所示：图1-1 联合剖面法仪器连接示意图1.4 实习设备 WDJD-3多功能数字直流激电仪一台，36v电池箱一个，无穷远电极一根，电极电池连接线若干。该仪器参照国外先进电法仪器的基础，结合我国国情研制的新一代直流电法仪器，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。 仪器主要特

5、点及功能包括：集发射、接收于一体，轻便灵活；全部采用CMOS大规模集成电路，配以独特的待机工作方式，整机体积小耗电低、功能多；若操作员在10分钟内无任何操作则仪器自动关闭电源；完善的抗干扰技术，采用多级滤波及信号增强技术集成电法干扰抑制器功能（拥有超强抗共模干扰与差模干扰能力），测量精度高自动进行自然电位、漂移及电极极化补偿；接收部分有瞬间过压输入保护能力，发射部分有过压过流及开路保护能力；可将整条测线上各测量参数在显示大屏幕上绘成曲线测量结果直观明了，全汉字触摸面板配以汉字菜单提示，操作极为方便整个面板只有16个键；简易计算器可完成野外现场装置系数等常规计算；可任意设定工作周期，并有9种野外

6、常用工作方法选择及其极距常数装置常数的输入与计算功能；极距常数表对所有装置，可预先存储最多100组不同极距常数，从而避免相同极距常数反复输入可能带来的输入错误，仅输入一个编号，就能调出相应组极距常数使用或重新设置；接地电阻检查可随时检查各电极，接地情况方便、实用，超大容量数据存储电阻率与激电方式时可存储最多2250个测点；电阻率与自电方式时为3500个测点的数据，所有仪器设置参数及测量数据均有掉电保护能力；关机或更换仪器电池均不会使数据丢失配备的接口，能与其它微机联机工作诊断程序，可快速准确地判断出故障所在位置及主要损坏器件、全密封结构具有防水防尘寿命长等优点。 图1-2 多功能数字直流激电仪

7、1.5 实习步骤1、 按实习要求，工作之前做好各项准备工作（仪器电源检查、线路连接、模型布设及放大器调零），按图1-1布设联合剖面法电极；2、 根据所采用的工作布置选定极距，结合测点电位计算装置系数同时还应记下模型参数和装置参数。在水槽中放置低阻球体球体,顶面埋深14cm，测线通过球心在水面的投影。联合剖面法极距按AO=6cm,MN=4cm,点距2cm,C置于无穷远处；3、 逐点移动电极，观测和I，计算视电阻率（公式； ）并作记录(注意：测量一个点时要A、B极交换供电，记录测点坐标，R0为A极供电，R1为B极供电）；4、 将观测结果绘制剖面图，并及时检查可疑点；5、 观测质量检查，测量过程中每

8、隔3-5点，改变供电电流25%以上，进行重复观测，并计算相对误差。在实习过程中应当注意：实习结束关闭仪器电源，注意实验室卫生。1.6 实习成果解释1、 实习数据采集，如表1-1所示。表1-1 联合剖面法数据序号X(cm)(A)（.M）(B)（.M）1-0.5526.4424.172-0.5127.6425.883-0.4726.3625.964-0.4326.7323.725-0.3926.724.566-0.3524.725.327-0.3123.7523.018-0.2726.1124.439-0.2322.9322.9810-0.1924.1323.1911-0.1523.9226.71

9、12-0.1120.8224.0213-0.0720.8226.2414-0.0323.3923.99150.011824.51160.0529.8321.19170.0926.3231.82180.1318.3817.72190.1733.5725.61200.2119.6326.98210.2519.4517.45220.2929.822.75230.3320.0822.05240.3721.5723.9250.4121.3425.73260.4521.1418.33270.4923.5119.25280.5320.0714.522、 成果解释数据成图如下：图1-3联合剖面和曲线由此可知，

10、图中(A)表示，(B）表示，与无明显交点，即无法判断正交点还是反交点，因此对上述的和进行多项式拟合得到如图1-4： 图1-4多项式拟合后和曲线由图可知，左边的，右边，为直立低阻体。这种交点常常出现在良导体上方。由于断裂带中含有较多的水分，电阻率较低，能产生明显的低阻正交点。因此交点往往指示低阻体和断裂带的存在。1.7 实习体会通过本次实习，我了解了联合剖面法常用仪器的简单原理，并且学会了相关仪器的操作方法、实习数据采集方法等，加深了对课堂上知识的理解，对地质工作中广泛应用的电法勘探有了初步了解，其后的工作中应用电法勘探打下了基础。掌握了电法仪器的操作步骤及注意事项；学会了电阻率联剖法的工作布置

11、和观测方法；了解了电阻率联剖法在矿体上的视电阻率异常特征；采集了电阻率联合剖面的数据并绘制了图件的。掌握了联合剖面法的测量方法和资料解释。第2章 高密度电阻率法（，和装置）2.1 实习目的 在实际地质勘察工作中，物探技术是必不可少的，其具有使用方便、快捷、成本小的优点，可以迅速的获取工程区域的相关地层地质情况。高密度电阻率法又是其中使用非常广泛的一种物探方法，是工程地质人员在今后的工作中经常使用的一种技术手段，所以我们有必要熟练的掌握高密度电阻率法的试验方法和数据解释。本次高密度电阻率法的实习分为一拖一装置和一拖二装置，需要掌握两种装置的基本原理以及相同点和不同点，需要掌握高密度电法的不同测量

12、装置（和）的成图以及简单的解释；学会高密度电法装置的布设方法以及测线的连接方式；掌握高密度电法温纳四极、偶极法两种装置的数据采集；学会数据的接收及转换；学会电法的数据处理及计算机作图方法。2.2 高密度电阻率的基本概念高密度电法实际上是集中了电剖面法和电测深法。其原理与普通电阻率法相同所不同的是在观测中设置了高密度的观测点，是一种阵列勘探方法。高密度电法野外测量时将全部电极(几十至上 根)置于剖面上。实现剖面中不同电极距、不同电极排列方式的数据快速自动采集。与常规电阻率法相比。高密度电法不仅减少了因电极设置引起的故障和干扰，并且提高了效率；能够选用多种电极排列方式进行测量，可以获得丰富的有关地

13、电断面的信息；野外数据采集实现了自动化或半自动化，提高了数据采集速度，避免了手工误操作。高密度电阻率法是结合电剖面和电测深的直流勘探方法，它是在常规电阻率法的基础上发展起来的，仍然以岩土体的电性差异的为基础，研究在施加电场的作用下，地下传导电流的变化规律。但它相对传统电阻率法而言，具有观测精度高、数据采集量大、地质信息丰富、生产效率高等优点。一次布极可以完成纵、横向二维勘探过程，既能反应地下某一深度沿水平方向岩土体的电性变化，同时又能提供地层岩性纵向的电性变化的情况，具备电剖面法和电测深法的综合探测能力。2.3 实习原理高密度电阻率法的探测深度随着供电电极距的增大而增大，当隔离系数n主次增大时

14、电极距也逐次增大，对地下深部介质的反应能力亦逐步增加。由于岩土剖面的测点总数是固定的，因此，当极距扩大时，反映不同勘探深度的测点将依次减少。通常把高密度电阻率法的测量结果记录在观测电极的中点、深度为na的点位上，整条剖面的测量结果就表示成为一种倒三角梯形的电性分布及工作剖面。基于这种原理，采用一次阵列布极方式，利用程控多路转换器和微机电位仪组合方式，实行不同装置类型和不同极距的断面或立体视电阻率测量，兼顾了电阻率剖面和电阻率测深法，达到断面或立体勘查到目的。 通常高密度电阻率法采用的是三电位电极系，所谓的三电位电极系是将温纳 四极、偶极及微分装置按一定的方式组合后构成的一种测量系统。该系统在测

15、量时利用电极转换装置将每相邻的4根电极进行一次排列组合，从而可以在一个测点获得3种电极排列的测量参数。通常将这三种排列称为排列、排列、排。对应的视电阻率计算公式分别为： 排列：=UMN/I 其装置系数=2a。排列=UMN/I 其中=6a。 排列s=UMN/I 其中=3a。2.4 实习设备高密度一拖一：WDJD-3多功能数字直流激电仪一台，WDJD-3多路电极转换器一台，大线2捆，100m测绳，电池箱一个；测量电极60根；接地电极一根；万用表一个；AB、MN极连接导线若干；转换线1根；电源连接导线若干等等。 高密度一拖二：WDJD-3多功能数字直流激电仪一台，WDJD-3多路电极转换器两台，大线

16、4捆，100m测绳，电池箱一个；测量电极120根；接地电极一根；万用表一个；AB、MN极连接导线若干；转换线2根（其中一根很长，由于第二个转换器距离较远）；电源连接导线等。图2-1 WDJD-3多功能数字直流图2-2 WDJD-3多路电极转换器2.5 实习步骤1、检查实验仪器。2、开始布测线，选择测线长度为60m。并连接好电极，共有60根电极，每根电极之间为1m间距，全部打入地面。3、连接好装置，连接仪器、测线与电极。设置好仪器各参数，设置装置参数分别进行排列、排列、排列的装置测量，先测电池电压、接地电阻，再进行实际测量。4、开始测量。5、导出数据，在进行数据实际处理之前，先从仪器中导出6个f

17、da格式的原始数据，编号为7、8、9的原始数为前60根（1-60m）电极的、及排列测的原始数据，而编号为10、11、12号的数据则为向后移动12根电极(12-72m)后测得的原始数据文件。5、数据处理：（1）将高密度测量仪中的测量数据导出，并用BTRC2004接收与格式转换软件进行合并和转换为surfer、res2dinv格式。（2）平移X 12米，即将X列加12，转换格式并检查负值。（3）打开修改后的数据文件，删除突变点，并进行最小二乘反演，迭代误差<10%即可停止。6、使用高密度res2dinv软件绘制、三种装置的合并后的反演成像断面图，使用surfer软件绘制、三种装置的原始数据等

18、值线断面图；7、处理结果做出相应的地质地球物理解释。2.6 实习成果解释排列相关图件 图2-3 排列反演成果图排列相关图件图2-4 排列反演成果图排列相关图件图2-5排列反演成果图由成果图件分析可知，不同种类装置虽然成图略有不同，但是大致异常任然相同。且地表的电阻比较高，呈现浅层为高阻，这与压实空隙有很大关系。随着深度增加，视电阻率逐渐减小，底层越深，视电阻率越小。从和装置反演图中，可以发现在测线28-32m，地下深度3-6m左右的地方有明显的低阻异常，结合地面该处有井盖可推断该低阻异常可能是存在的铁管或者注满水的管道体引起。在装置反演图中，可以发现在测线28-32m，地下深度6m处也有明显的

19、低阻异常。由于测区是同一地点，三种装置测量异常情况应该一致，而实际异常有一些不一样，这少量误差是在允许的范围内的，因为测量过程中会出现各种干扰。本次高密度电法实习结果与本地区的实际地层情况比较符合，其中排列法误差率较小，排列法误差虽然比较大，通过与排列法所得结果的比对，其地层分布情况也与实际情况相符，只是基岩以下土层存在一定的误差。本次实验的结果反映的场区浅层地层情况（地表以下30m以上区域）基本准确。对于基岩面以下的深层地层情况，还需进一步实验。3.7 实习体会通过本次现场高密度电阻率法实验，巩固了课本知识，对于物探技术的应用有了新的认识和体会。通过现场的实际操作，以及后面的数据处理和解释的

20、过程，使我们对整个过程有了清晰的认识，很好的掌握了高密度电法之一勘察手段。且实习过程中，应当注意对仪器的保护，有问题应该及时求教等。第3章 大功率激发极化法3.1 实习目的通过本次实习，了解一系列电法勘探仪器的操作及布线，学习一系列电法勘探方法，巩固理论知识和培养学生动手能力，培养学生理论与实践结合的能力，能快速适应生产，解决一系列地质问题。通过采用大功率的激发极化法来探测地下的物质，需要掌握大功率激电的仪器设备，设备的安装，测线的布置，发电机的使用，发射机的使用，接收机的使用以及数据的采集，处理和解释。掌握WDJD3多功能数字直流激电仪、及与WDZJ3多路电极转换器构成高密度电法测量系统的操

21、作和使用方法；掌握电极距选择规则；掌握对称四极电测深、高密度电阻率法、的野外施 工方法和数据采集；学会对所采集数据初步整理与绘制实测曲线；学会高密度电法的数据处理及计算机作图方法；进行高密度电法项目设计和报告的编写。 3.2 激发极化法的基本概念激发极化法是根据岩石、矿石的激发极化效应来寻找金属和解决水文地质、工程地质等问题的一组电法勘探方法。它又分为直流激发极化法（时间域法）和交流激发极化法(频率域法(SIP)。常用的电极排列有中间梯度排列、联合剖面排列、固定点电源排列、对称四极测深排列等。也可以用使矿体直接或间接允电的办法来圈定矿体的延展范围和增大勘探深度。其应用范围已日益广泛，除寻找铜矿

22、床外，在找铁(山西式铁矿、沉积型锰铁矿，镜铁矽)、找煤(小而浅的煤矿，煤矿外围的隐伏、半隐伏煤田)、找铅锌矿，在超基性岩区找镍铬矿和找金矿等都取得了定的地质效果。当前，已广泛采用频率域激发极化法(变频法)。其优点是输出功率(只要几百瓦)相对时间域激发极化法(几千瓦)要低得多，同时操作技术亦为简便。3.3 实习原理激发极化法是根据地下地壳中不同岩、矿石的激电效应差异为基础，通过观测和研究人工建立的直流或交流激电场的分布规律进行找矿和解决地质问题的一组电法勘探分支方法。 该方法采用中间梯度装置，在稳定电流的作用下，电流场中岩石和矿石产生激发极化效应，研究电场随时间变化的特性，称为直流（时间域）激发

23、极化法，来探查地下地质情况的一种分支电法。通过人工源向地下供电。在供电电流不变的情况下，地表两个测量电极间的电位差随时间增大。在一段时间以后达到某一饱和值，断电后，测量电极之间仍然存在一个随时间减小的电位差，并在相当长时间后其电位差衰减趋于零。这种由激发极化效应产生的随时间变化而产生的附加电场的过程称为充放电过程。其特征是供电后，附加场时间由快到慢，最后达到饱和，断电后随时间衰减由快到慢，最后趋于零。在开始供电瞬间测量电极间产生一次场电位差，供电一段时间后，测量电极间还产生二次场，此时测量的为叠加场电位差，即总场电位差。一般情况下在断电后零秒是不可能观测到二次场电位差的，通常是观测断电后某一时

24、刻的二次场电位差，从而达到找矿目的。激电中梯装置只需设一次供电导线和供电电极，能在相当大的面积上进行测量，且能同时用多台接收机同时在多条测线上进行观测。其工作效率高，扫描速度快而成为近年来电法工作中的主要方法，而且其极化率参数不受地形影响。3.4 实习设备WDZJ-3多路电极转换器（如图3-1）和WDJD-3多功能数字直流激电仪（如图3-2），大功率发射机、大功率发电机、两根供电铜电极、两个不激化电极、一个工具箱、皮尺、地质锤、一把搞头、若干电线，如图3-3。图3-1 WDZJ多路电极转换器图3-2 WDJD-3多功能数字直流激电仪图3-3 实习仪器3.5 实习步骤本次实验是采用中间梯度装置来

25、测量，需要测量视电阻率和视极化率两个参数。本次实验在地球物理学院楼下的草坪上完成，总共三条测线，以中间的为主测线，旁边两条垂直相距1米的测线为旁侧线，三条线同时测量两个参数并且记录下来。实验参数：AB=40m，MN=1m，点距1m，加密点距0.5m。实验具体过程：1、根据勘探目的，使地质体落在测网以内，测线与地质体走向垂直。在距离A级6m处开挖小坑，此后每隔一米挖一个坑，这就是MN=1m的测量点，在距离A级12米处开始进行加密点（也就是说加密的第一个点在1.25m处），加密即每隔0.5米挖一个坑，在距离A级20米处停止加密（最后一个加密点在19.5米处），从20米后到30米的距离仍然采用1米的

26、间隔进行挖坑，三条测线是一样的做法。2、照实验要求布置一至三号测线，AB供电电极为40m。主测线6至12米MN极距为1m，12至18米MN极距为0.5m，之后极距仍为1米。2条旁测线测量极距都为1m。测量点分部在6.5m到29.5m处；3、接收机、发射机和发电机。发射机的时间应该和接收机的时间相同（系统时间相同即可，无需对应当天的具体时间），调整发射机的延迟为100ms，这样是为了避免电磁耦合效应。设置发射周期为4秒，这样可以保证测量时间充足。；4、固定A、B供电极，不极化电极为M、N极进行测量；5、开始逐一测量，并记录测量数据。在接收机上进行测量，记录下电压值以及极化率值，测量时会显示四个参数，我们只需要记录第一个参数即可。6、计算视电阻率，导出发射机里的数据，导出接收机的数据，根据对应时间相同来得到同一个测点同一个时间的电压值，电流值，视极化率值