地球物理野外工作方法和技術

2022-09-11 12:57:08 字數 6737 閱讀 5830

第一章3.1 頻率域激電工作程式

3.1.1踏勘

根據地質任務在選擇測區時,應組織力量進行踏勘,踏勘的目的在於了解測區的地質特點和地球物理前提以及接地條件、干擾水平、生活駐地、交通運輸等情況。

3.1.2試驗工作

對新的工作測區,在編寫設計時應在典型的地質剖面上或具有代表性的地段,做一定數量的試驗工作,具體實驗工作量以能對測區的地球物理特徵有一定的了解為宜。

3.1.3草查與普查

對於1:5萬~1:2.

5萬的大面積草查與普查時,其工作方法的選擇以偶極法或近場源法(ambn)為宜。就某一具體測區而言,應根據地質任務,通過分析所掌握的地質及以往的物化探資料或通過試驗,確定乙個適當的極距進行面積性的工作,以迅速得到面積性的資料,達到發現異常的目的。

3.1.4詳查

在普查所發現異常的基礎上,開展1:1萬~1:2千的詳查工作,這時可用中梯裝置掃面。

建議採用一線供電多線測量的工作方式,以便在短時間內圈出異常的形態、做出成果的解釋推斷以及對異常進行輕型山地工程揭露。

對精測剖面,可採用偶極裝置,根據不同極距(一般4-6個)的觀測結果勾繪出斷面圖,以判斷礦體的埋深、傾向和形態,然後根據綜合解釋結果建議施鑽驗證,進而達到對異常的再解釋。

在上述工作的同時,還要進行巖礦石物性測定和幅頻特性的研究。

一、聯合剖面法

圖2-10 聯合和剖面裝置

如圖2-10所示,裝置係數計算方法和三極裝置相同

聯合剖面法是兩個三極排列amn∞和mnb∞的聯合。所謂三極排列是指供電電極之一位於無窮遠的排列。採用聯合剖面裝置時,可以用a電極,也可以用b電極供電,而a和b有乙個共同的無窮遠電極c。

也就是當a或b供電時,供電迴路中另一電極c位於無窮遠。如果以o表示測量電極m和n的中點,則在聯合剖面裝置時,四個電極a、m、n和b極位於同一直線上(這條直線就是測線),且ao=bo。無窮遠極c一般鋪設在測線的中垂線上,與測線之間的距離大於ao的五倍(co>5ao)

工作中將amnb四個電極沿測線一起轉動,並保持各電極間距離不變,中點o就作為測點的位置。在每個測點上分別測出amn∞排列和mnb∞排列fs、ρs。對於同一極化體,amn、bmn的測量結果將在極化體上方形成交點。

利用這種交點性質和曲線的不對稱性可判斷極化體的產狀、形態。

聯合剖面法的工作比例尺一般都大於:1:10000,常用的有1:

10000、1:5000、1:2000。

測線沿垂直於礦體走向布置。測線間距相當於作圖時所用比例尺的1厘公尺,即工作比例尺為為1:10000時,線距等於100公尺。

至於極距ao的選擇則與勘探物件的埋深有關,一般要求ao>3h(h為礦頂埋深),而mn=(3/1—5/1)ao。無窮遠極垂直於測線方向布置,要求co>5ao。

聯合剖面法主要用於尋找低阻陡傾的硫化礦床或成礦有關的含水斷裂破碎帶。由於聯合剖面法工作中需要鋪設無窮遠電極,在每乙個測點上都要觀測兩次,因此裝置比較笨重,效率比較低,很少用於地質工作的普查階段。

其優缺點可評述如下:

1、這種裝置,可預先布置電極以減少移動電極時間,但這需要準備很多電極,也要增加工作量。

2、聯合剖面對各類極化體的反映能力可與偶極剖面相當,對板狀體產狀反映更靈敏。

3、在相同條件不,聯剖的電位差比偶極剖面大,但比中梯小。

4、裝置最大缺點是要乙個無窮遠極,且必須用長導線與傳送機相聯,帶來很多不便。

二、中間梯度法

圖2-1 中梯裝置示意圖

中梯裝置如圖2-1所示,這種裝置的特點是:供電電極ab的距離取得很大,且固定不動;測量電極在其中間三分之一地段逐點測量。記錄點取在mn中點。其表示式為:

其中此外,中間梯度裝置還可在離開ab連線一定距離(ab/6範圍內)且平行ab的旁側線上進行觀測(見圖2-2)。

圖2-2 旁側中梯裝置示意圖

中間梯度法利用兩個電極a和b供電,另兩個電極m和n進行測量。其特點是:供電電極距ab很大,ab>mn一般ab=(30—50)mn;在工作中a和b是固定不動的,mn則在ab之間中間3/1範圍內逐點移動進行觀測。

中間梯度主要用來尋找陡傾的高阻含礦岩脈(如石英脈、偉晶巖脈等)

野外工作中通常測線垂直於礦體走向布置,點距等於mn之間的距離。

中間梯度排列之所以應用較廣,其原因主要有如下幾點:

1、在一段範圍內不需要移動供電電極。在一系列測量中,導線ab、電源及傳送機也不要移動,只移動測量電極極mn(短導線測量方式)。

2、中間梯度排列中,可以一線供電,多線觀測,甚至可以全域測量,因而生產效率高。

3、在ab中部,激發場接近水平均勻場,因此中間梯度的異常相對簡單,甚至可用電磁模擬法進行半定量解釋。

由於中間梯度應用較廣,因而它的一些缺點不易引起人們的重視,有必要說明如下:

1、ab導線一般在1000公尺以上,鋪設很費時間,在潮濕地區又容易造成漏電。

2、電磁感應偶合效應隨ab增加而增加。

3、在ab中部,激發場接近水平,使陡傾斜良導極化體的異常很不明顯。

4、說中間梯度異常形態簡單,那是有條件的,即在ab中部,激發場接近水平均勻場,因而異常形態與垂直磁化的垂直磁異常相當。如果極化體不在ab中部,情況就不同了。

三、偶極—偶極剖面法

圖2-6 偶極裝置

如圖2-6所示,其表示式為:

其中偶極排列,兩個供電電極ab和兩個測量電極mn彼此分開,各在一邊,沿一直線排列,實際應用中的偶極排列一般是對稱的。即ab=mn=∫,ab與mn中點連線oo』長度為l=(n+1)∫,n為整數。測量結果記錄在oo』中點,探測深度隨n增加而增加。

進行激電測量時,探測深度可以固定的,每次測量後,四個電極向前一起移動乙個固定距離,一般為測點距,等於mn。有時也常在每乙個測點測量幾個深度上的ip值。

在西方,偶極裝置應用較廣,但在我國作得很少,偶極排列有如下優缺點:

1、偶極剖面對各類形態的地質體都有很好的反映,由於是以各種不同位置去激發極化體,總可以在某些條件下使極化體處於良好的極化形態,從而觀測到較大的極化率。

2、偶極擬剖面圖上,對各類極化體的產狀,形態有較好的反應。

3、可採用短導線方式測量,並將ab和mn完成分開,使電磁感應耦合大大減弱。

4、導線短,布置和移動方便靈活,漏電機會也少。

5、為充分反映異常,最好作多極距測量,以便繪製擬剖面圖,但由於每次觀測後要移動電極位置,因而增加了野外工作量。

6、由於沿測線不斷移動四個電極,有時導致測量結果發生變化,而這並不是極化體引起的,而是所謂的電極效應引起的。

四、激電測深

圖2-3 對稱四極裝置示意圖

對稱四極裝置如圖2-3所示,這種裝置的特點是am=nb,記錄點取在mn的中點。其表示式為:

其中在激電測量中,對稱排列,a、m、n、b四個電極同時沿測線移動,ab和mn共有乙個中點o,且o點也作為記錄點,規定mn=∫,ab=2l,這類裝置的探測深度隨l增加而增大。在激電測深時,通常固定mn,增加am和bn,這樣可在同一測點得到不同深度上的資訊,據不同測點上的測深可編制電測深擬剖面圖。

激電測深其優缺點可評述如下:

1、和偶極剖面一樣,四個電極都沿測線移動,工作量大。由於極距增大時,ab電纜很長且笨重,移動困難。因此測深的工效低。

2、只有當被探測的地質體是無限大的水平層時,它才能對二層、三層介質等反應為二層或三層曲線

。3、激電測量結果也可以繪製擬剖面圖,以分析地質體形態和產狀。

4、由於mn電線總會靠近ab電纜,電磁感應耦合效應會嚴重影響測量結果。

5、觀測訊號隨極距增加而減小,但比偶極剖面的訊號衰減慢。在相同條件下,測得的訊號是三極排列的三倍,約與中梯相當。

第四章巖礦石物性引數的測定

巖礦石的電性差異是電法勘探的物性前提,也是成果解釋的物理基礎。實踐表明,合理地測定和利用電性引數,可以提高激電成果的解釋水準和地質效果。以數字式激電雙頻激電儀測定巖礦石的電性引數時,通常取用兩個參量,即幅頻率(f)和電阻率(ρ),物性引數的測量可參照選用以下方法。

4.1 露頭測定法

(1) 對稱小四極法:在露頭、探槽或坑道的巖礦石表面上,採用對稱小四極裝置測定自然條件下的電阻率和幅頻率,供電電極和測量電極均可用直徑2mm的銅絲或用其它材料做的小不極化電極。

選擇露頭時,應注意選擇新鮮、無裂縫、寬度較大,表面較平整的巖礦石露頭。供電電極與測量電極應與岩石表面接觸良好。一般供電電極ab的排列方向應大致與野外工作中ab方向一致,且布置在露頭的中間部位,以避免旁側影響。

也可以多做幾組排列方向,以了解岩石的各向異性。

應該指出,對緻密塊狀礦體,當其與圍岩邊界明顯時,應注意介面影響,有時可能會因介面積累電荷的影響使得觀測常常出現反常現象。當礦體露頭緻密到面極化程度時,不宜用對稱小四極法在露頭上獲得幅頻率(f),應改用其他方法測量。

(2) 對稱小極距測深:在浮土較薄時,可用小極距測深了解下伏基岩的電阻率和幅頻率。對稱小極距測深一般應布置在地質情況清楚,地形較平坦,岩層傾角不大的地段。

對稱小極距測距的最大極距,以獲得待測目的層之漸近線為準則。

4.2 標本測定法

用雙頻儀測定巖礦石標本的物性時常用「強迫電流法」,其特點是使所供電流全部通過標本,做法上有標本架法、封臘法、泥團法。

4.3 檢查

電引數測定的檢查工作量為總工作量的5~10%,標本測定的均方相對誤差小於30%為合格,露頭測定的均方相對誤差小於20%為合格。

無論是露頭測定還是標本測定,應注意使供電電線與測量線分開,以避免因電磁感應耦合造成測定的引數誤差。

第五章內業資料整理

室內資料處理人員應及時檢查野外記錄的完整性、可靠性,及時將觀測資料輸入到計算機中,及時進行資料的有關計算和預處理,及時繪製有關圖件。發現問題應及時匯報並敦促野外操作員改正,對質量不合格的測點應及時要求返工。在資料處理過程中如發現異常點、可疑點應通知操作員及時重測或檢查,確保資料的可靠性。

在解釋過程中應參考野外人員的原始記錄,特別注意記錄中的礦化、岩性變化等記錄。

第六章野外觀測質量的評價

1 為了衡量整個原始觀測的精度,應對原始觀測進行一定數量的檢查觀測。一般檢查的物理點數應不少於總物理點數的5—10%,如還達不到精度要求,則整個原始觀測作廢。計算誤差時被捨去的點不得超過參加計算點數的1%。

2 視電阻率的質量評價:

視電阻率的質量評價以均方相對誤差衡量:

式中:n——檢查觀測的物理點數;

ρsi——第i測點上原始觀測視電阻率值;

ρ′si——第i個測點上檢查觀測視電阻率值。

mρ≤±4%為合格。

3 視幅頻率的評價。

⑴ 正常背景值

①均方誤差

對正常背景區,一般以均方誤差衡量。

式中:n——檢查觀測的物理點數;

fsi——第i個點原始觀測的幅頻率值;

f'si——第i個點檢查觀測的幅頻率值。

一般要求∑f≤±0.4—0.5%,對異常和背景均較低弱的地區,或者為了特殊的地質目的。

可設計高精度,如∑f≤±0.2—0.3%,不過這時要採取相應的措施以保證精度。

對干擾較大,異常幅值也較大的困難地區,也可設計低精度,如∑f≤±0.7—1.0%。

具體選用哪種精度,應在設計中加以規定。

②異常下限的劃分:

異常下限=fso+(1~2)∑f

這裡fso稱為異常背景值,它可以根據不同背景的巖礦石的測定結果取平均值加以確定,亦可根據面積或長剖面工作結果確定。

⑵異常區:在異常場,一般以均方相對誤差衡量觀測資料的質量。

式中:n——檢查觀測的物理點數;

fsi——第i個測點的原始觀測幅頻率值。;

f'si——第i個測點的檢查觀測幅頻率值。

一般要求mf≤±7%。

附錄c:設計書編寫提綱

c1 前言

c1.1 目的任務

主要包括專案**、任務、工作時間、成果提交及有關要求。

c1.2工作區範圍及地理條件

主要包括地理位置、行政區劃、座標範圍、自然地理、氣候概況等。附工區交通位置圖。

c2工作區地質概況

c2.1以往地質工作程度

主要是地質、物探面積性工作和異常檢查的情況。

c2.2地質概況

主要包括地層、構造、岩漿巖、礦產等。

c2.3地球物理特徵

主要是區域構造、地層、岩性特徵和巖礦石的物性引數。

c2.4異常特徵

按工作區總的異常和擬檢查的異常分別描述。

c3工作方法與技術要求

c3.1工作部署及技術思路

根據目的任務、工作區的以往工作程度和地質概況,合理確定工作程式、工作方法、總體部署安排。

c3.2工作方法及實物工作量

根據任務要求分別按普查、詳查、工程驗證的要求確定工作方法和工作量。

c3.3主要技術(精度)指標

c4 預期提交的成果

c5經費預算

c6組織管理與保證措施

主要指人員組成、工作程式、進度及時間計畫、質量保證、生產安全、組織措施等。

附錄d:報告書編寫提綱

d1 前言

d1.1 目的任務

主要包括專案**、任務、工作時間及有關要求。

d1.2工作區範圍及地理條件

主要包括地理位置、行政區劃、座標範圍、自然地理、氣候概況等。附工區交通位置圖。

d1.3 完成的主要實物工作量

d1.4 取得的主要成果

d2工作區地質概況

d2.1以往地質工作程度

主要是地質、物探面積性工作和異常檢查的情況。

d2.2地質概況

主要包括地層、構造、岩漿巖、礦產等。

d2.3地球物理特徵

主要是區域構造、地層、岩性特徵和巖礦石的物性引數。

d2.4異常特徵

按工作區總的異常和檢查的異常分別描述。

d3工作方法與技術要求

d3.1工作方法

根據設計書要求所確定工作方法和工作量的執**況。

d3.2 室內整理

d3.3主要技術(精度)指標及質量評述

d4 異常推斷解釋

d5 結論與建議

電法野外工作方法

第一章野外工作方法和技術 3.1 頻率域激電工作程式 3.1.1 踏勘 根據地質任務在選擇測區時,應組織力量進行踏勘,踏勘的目的在於了解測區的地質特點和地球物理前提以及接地條件 干擾水平 生活駐地 交通運輸等情況。3.1.2試驗工作 對新的工作測區,在編寫設計時應在典型的地質剖面上或具有代表性的地段...

地球物理勘探方法

一 地球物理探礦法的基本原理 物探的基本特點是研究地球物理場或某些物理現象。如地磁場 地電場 放射性場等,而不是直接研究岩石或礦石,它與地質學方法有著本質上的不同。通過場的研究可以了解掩蓋區的地質構造和產狀。它的理論基礎是物理學或地球物理學,系把物理學上的理論 地電學 地磁學等 應用於地質找礦。因此...

地球物理勘探方法目錄

第一章巖 礦 石物性與各類礦床的地球物理特徵第一節巖 礦 石的密度 一 火成岩的密度 二 沉積岩的密度 三 變質岩的密度 第二節巖 礦 石的磁性 一 物質的磁性 二 岩石 礦石的磁性特徵 三 岩石的剩餘磁性 第三節巖 礦 石的電性 一 岩石和礦石的導電性 二 岩石和礦石的自然極化和激發極化特性 三 ...