地球物理勘探儀器報(bào)告

現(xiàn)代地球物廠課程報(bào)告姓名:xx班級(jí)：xxxx學(xué)號(hào)：xxx指導(dǎo)老師：xxx20xx年xx月第一章地下水勘探的地球物理前提地下水正在成為一種越來(lái)越重要的資源，而利用一般的鉆探，水文等領(lǐng)域的方法找水存在成本高，效果不理想等問(wèn)題。而通過(guò)地球物理勘探方法尋找地下水則是費(fèi)省效宏的找水方法。它可以更好地定位地下水的位置，形態(tài)，提高找水的效率，節(jié)約成本，具有其他方法不具備的優(yōu)越性。以研究不同物理場(chǎng)空間分布規(guī)律為基礎(chǔ)的各種物探方法種類繁多,通常我們主要應(yīng)用以巖石導(dǎo)電性差異為基礎(chǔ)的地面電阻率法、井中電阻率測(cè)井法;以巖石激電性差異為基礎(chǔ)的激發(fā)極化法;以巖石自然激電性差異為基礎(chǔ)的聲頻大地電場(chǎng)法和以巖石磁性差異為基礎(chǔ)的磁法等綜合物探方法（如表1-）1表1-主1要水文物探方法的分類及應(yīng)用范圍更料特的性腐方法定林雇用皰圍地曲擊被動(dòng)源自然電將法棵刮以下水沈向盤地下京與她上水訪補(bǔ)處美蒙、火生層快需水分布琶國(guó)聲姬把貼電椅法粗犯裝腔接晶帶、枸遺威珅帶主都通觸利深*劃分逅齊平整住、屋里舍木層序虎、埋渾；擇跑在基地冊(cè),查明杓建.風(fēng)牝殼厚度E四定地下熱水需用，劃分成汰卡分界錢電新面法脫昏剖面法逢索新就就畔帶，葬翻舞底層長(zhǎng)，青我士耳道，蛆索各料由他MfttfiWt地句偉班林尊曲，查明若海發(fā)育帶對(duì)林皆域翻畫法中間捧旗法高密度電阻率法探蚪巖溶發(fā)貨帶，世需新魏構(gòu)選.劃分皂展服發(fā)械出法律刮停軌肘確定含水巖層瑰源、厚度亂分布.科儲(chǔ)水量it擰史*增相主動(dòng)源電阻率測(cè)并對(duì)分船舁御國(guó)展定*名電想率泰毅,現(xiàn)走舍卡展明州分成淡水分界面祺嘮謾日航電位刮井審定港速層.劃分威說(shuō)水界面，粘計(jì)地下水電瑯隼熱聞界就物源溫度測(cè)井提副熱水壓?測(cè)定點(diǎn)溫梯度，騙里井內(nèi)出水拉篁地法被動(dòng)沒(méi)池面碰制哥克應(yīng)球的薨撼城蠕，尋挑其赤房姓裂棄的出質(zhì)咻，迫小圍定M水花崗東風(fēng)牝裂押帶和斷息武拜舉各類物探方法,尤其是地面物探方法,都是通過(guò)觀測(cè)地下地質(zhì)體在地面產(chǎn)生的物理場(chǎng)空間分布規(guī)律來(lái)推斷地質(zhì)情況,達(dá)到地質(zhì)勘探的目的,這比用肉眼觀察推斷,比鉆探手段了解地層深部構(gòu)造來(lái)說(shuō),顯然具有透視性、效率高和成本低的特點(diǎn)。[1]第二章地下水勘探的地球物理儀器可控源音頻大地電磁法（）是一種有效的地下深部資源勘探方法，采用人工場(chǎng)源可以克服天然場(chǎng)源信號(hào)微弱的缺點(diǎn)，但是波的非平面波特性決定了處理資料時(shí)的復(fù)雜性。當(dāng)發(fā)射距是探測(cè)深度的?5倍，高頻時(shí)非平面波可以近似地看作平面波，低頻時(shí)則會(huì)出現(xiàn)電阻率隨頻率降低而在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖上呈45°上升的近場(chǎng)效應(yīng)，因此須作近場(chǎng)改正，校正后的數(shù)據(jù)可看作為平面波產(chǎn)生的結(jié)果，然后再采用用的方法來(lái)分析。所以，的反演方法原則上都可用來(lái)做近場(chǎng)校正后的反演。如不作平面波校正的反演，其有效數(shù)據(jù)只能取遠(yuǎn)場(chǎng)的值，而對(duì)于近場(chǎng)甚至過(guò)渡場(chǎng)的資料都要摒棄不用，這將造成較大的浪費(fèi)。由于現(xiàn)有儀器分段分時(shí)的工作方式使得其觀測(cè)精度受不同排列觀測(cè)條件差異的影響。為了提高測(cè)量精度和效率，研制了一種實(shí)現(xiàn)整條測(cè)線多點(diǎn)同步觀測(cè)的分布式電磁探測(cè)系統(tǒng)第三章儀器的基本工作原理和組成、工作原理分布式電磁探測(cè)系統(tǒng)主要采用CSAMT法標(biāo)量測(cè)量的工作原理通過(guò)沿一定方向設(shè)為方向布置的接地導(dǎo)線向地下供入某一音頻諧變電流在其一側(cè)或兩側(cè)張角的扇形區(qū)域內(nèi)沿與發(fā)射平行的方向布置測(cè)線；分布式接收機(jī)同時(shí)布置在一條測(cè)線上，所有測(cè)點(diǎn)同步觀測(cè)相應(yīng)頻率的電場(chǎng)分量和與之正交的磁場(chǎng)分量。根據(jù)公式（1）、（2）計(jì)算卡尼亞視電阻率和阻抗相位：中工子Eo（2）式中：i?,Iy和①，（分別為，的振幅和相位；p為大地的磁導(dǎo)率;3=np為角頻率。在音頻段內(nèi)逐次改變供電和測(cè)量的頻率，便可測(cè)出視電阻率和阻抗相位隨頻率的變化曲線，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理及反演，獲得反映地下結(jié)構(gòu)的地電斷面資料。

分布式電磁探測(cè)系統(tǒng)的另一個(gè)輔助測(cè)量功能是激發(fā)極化法。分布式接收系統(tǒng)固定布置在測(cè)線上，通過(guò)沿測(cè)線逐點(diǎn)切換供電A極位置實(shí)現(xiàn)三極裝置的激電測(cè)深，移動(dòng)發(fā)射源至測(cè)區(qū)實(shí)現(xiàn)中梯裝置激電剖面測(cè)量，激電法除提供淺部視極化率異常外，獲取的淺部直流電阻率信息可為CSAMT勘探參數(shù)的設(shè)計(jì)及深部電阻率的反演提供參考和約束條件。分布式電磁探測(cè)系統(tǒng)工作原理如圖1所示。M川M川佻心.嘴I中旗港電

發(fā)射源、儀器的組成分布式電磁探測(cè)系統(tǒng)由級(jí)聯(lián)式大功率發(fā)射系統(tǒng)和分布式多通道接收系統(tǒng)組成。其主要技術(shù)指標(biāo)如下：發(fā)射電流最大A；發(fā)射頻率為?Hz；動(dòng)態(tài)范圍大于dB；采樣頻率最高；同步精度為土四s；總通道數(shù)為；通道誤差幅度＜V,相位＜°（標(biāo)定前，輸入信號(hào)幅度1V）。級(jí)聯(lián)式大功率發(fā)射系統(tǒng)由發(fā)電機(jī)、直流電源、逆變橋路、電流檢測(cè)裝置及控制器組成。發(fā)電機(jī)輸出的三相交流經(jīng)過(guò)整流、濾波后送入半橋電路進(jìn)行逆變,逆變后交流信號(hào)通過(guò)功率變壓器調(diào)壓，最后再經(jīng)過(guò)全波整流、濾波，輸出直流電壓提供給IGBT全橋變換電路。圖分布式多通道電磁探測(cè)接收系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖分布式多通道電磁探測(cè)接收系統(tǒng)由1個(gè)主控站和多個(gè)采集站組成，之間通過(guò)有線或無(wú)線通訊的方式實(shí)現(xiàn)連接，主控站配置了5個(gè)數(shù)據(jù)采集通道，可同時(shí)測(cè)量3個(gè)磁場(chǎng)和2個(gè)電場(chǎng)。每個(gè)采集站有2個(gè)電場(chǎng)或磁場(chǎng)的測(cè)量通道，每通道使用1片獨(dú)立的24位A/D轉(zhuǎn)換器，通過(guò)GPS實(shí)時(shí)校正恒溫晶振輸出產(chǎn)生高精度的同步時(shí)鐘，保證主控站及所有采集站與發(fā)射系統(tǒng)時(shí)刻保持同步。采集站在主控站的控制下實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)測(cè)試、參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)上傳等功能，原始數(shù)據(jù)本地保存。主控站和多臺(tái)采集站可同時(shí)布設(shè)在一條乃至多條測(cè)線上，實(shí)現(xiàn)同時(shí)觀測(cè)。分布式接收系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖3所示。[3]第四章應(yīng)用實(shí)例以吉林松江河深部地下水資源勘查為例，在吉林省松江河鎮(zhèn)果松山地區(qū)開展了深部地下水資源勘查。測(cè)區(qū)距長(zhǎng)白山80余km,為典型的火山地貌區(qū)域，由一系列北東向的山脈和寬緩的山間盆地組成。地勢(shì)東南高，西北低，地形起伏大，平均海拔m左右。表層被松散巖類沖洪積物和第四系玄武巖覆蓋,區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造、水系發(fā)育,巖層電阻率受含水裂隙發(fā)育狀況影響較大?？辈榉椒ú捎每煽卦匆纛l大地電磁法和時(shí)間域激電法。在1號(hào)線及其旁側(cè)進(jìn)行了3條測(cè)線的中梯激電測(cè)量，供電極距m,接收極距m,供電電流A,周期s。激電測(cè)量結(jié)果表明：該區(qū)域無(wú)明顯激發(fā)極化異常,背景視極化率很低,淺地表電阻率西高東低，與該地區(qū)地質(zhì)特征相符。直流電阻率值的測(cè)定為CSAMT參數(shù)設(shè)計(jì)提供了參考。在、、號(hào)測(cè)線進(jìn)行了法測(cè)量，供電極距km,發(fā)射系統(tǒng)采用兩級(jí)級(jí)聯(lián)，供電電壓?V,供電電流?A,收發(fā)距7?km,接收系統(tǒng)采用1個(gè)主控站和8個(gè)采集站進(jìn)行分布式觀測(cè)，接收極距50m,一次覆蓋測(cè)線長(zhǎng)度為900m。在相同測(cè)線上采用6通道進(jìn)行測(cè)量，每個(gè)排列長(zhǎng)度250m,整條測(cè)線分4段分時(shí)測(cè)量，獲得對(duì)比數(shù)據(jù)。測(cè)量時(shí),2種儀器系統(tǒng)采用的測(cè)點(diǎn)和供電點(diǎn)位完全相同。測(cè)區(qū)位于采石場(chǎng)和村莊附近,主要電磁干擾來(lái)自電力線。結(jié)論根據(jù)應(yīng)用實(shí)例可以發(fā)現(xiàn)分布式電磁探測(cè)系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：1)針對(duì)外界噪聲具有的時(shí)變性，分布式電磁探測(cè)系統(tǒng)采用多個(gè)采集站一次性布設(shè)在一條測(cè)線上，多點(diǎn)同步觀測(cè)，克服了傳統(tǒng)單機(jī)分時(shí)測(cè)量帶來(lái)的精度問(wèn)題，提高了分辨率和工作效率。2)外界噪聲具有區(qū)域性，同時(shí)測(cè)量使得不同測(cè)點(diǎn)的采集數(shù)據(jù)中具有相同的噪聲成分，只會(huì)影響反演參數(shù)的絕對(duì)量值，不影響橫向相對(duì)異常的判斷。3)CSAMT具有勘探深度大、分辨低阻能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。在吉林松江河地區(qū)成功預(yù)測(cè)了深部地下水資源的有利賦存位置，是尋找地?zé)豳Y源的有效勘查手段。參考文獻(xiàn)龍凡勘探地球物理在地下水探測(cè)中的研究中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)國(guó)家安全地球物理專業(yè)委員會(huì).國(guó)家安全工程地球物理研究——第二屆國(guó)家安全地球物理