1、1图 1 雁山镇交通图图 2 马面乡交通图图 2 马面乡交通图绪 论桂林理工大学 2009 级地球物理学专业教学生产实习始于 2012 年 8 月 27 日至 2012年 10 月 26 日。实习地点位于桂林市雁山镇桂林理工大学校内和临桂县会仙镇马面乡。桂林市雁山区雁山镇位于桂林市南郊（图 1） ，距市中心 24 公里，桂阳公路贯穿全镇，交通便利。全镇土地资源丰富，总面积 96 平方公里，辖一个居委会，15 个村委会，54 个自然村，总人口20103 人。盛产粮食、蔬菜、柑桔、禽畜蛋品以及花卉盆景、竹木制品等，是桂林南部历史悠久的农贸商品集散地。雁山镇旅游资源丰富，镇上有华南最大的植物研究所，
2、有市级文物保护单位雁山公园、马君武墓、李四光纪念馆等。桂林理工大学新校区在雁山区委区政府以南约一公里桂阳公路旁。会仙镇马面乡位于临桂县西南部，距市区和临桂县城 30 公里，交通十分方便（图 2） 。会仙地理位置优越，周边与本县四塘乡、六塘镇，永福罗锦镇，桂林市象山区二塘乡，桂林雁山区雁山镇毗邻。主要农产品：西兰花、雍菜、樱桃、黄瓜。距离我屏风校区为平距 14.8 公里。交通路程大概为 40 公里，本次物探生产实习的目的是使我们学生结合工作实践，掌握工程物探设计、野外工作方法和技术、资料整理、成果解释和报告编写等一整套实践性工作环节，在实践中进一步消化、巩固课堂中学到的理论知识，提高实践技能和应
3、用理论解决实际问题的能力，并提高对专业的认识，培养刻苦耐劳的精神，为毕业实习和今后的野外工作打下基础。本次实习任务：在雁山 30030 测区、马面 30070 测区内利用物探方法，初步掌握工作区内的地层分层情况，确定基岩起伏、潜水面，寻找覆盖层中可能存在的各种地质状况，如溶洞、土洞、疏松带基岩中的破碎带等，尽量的提供对场地地下矿体作出评价的信息。实习所投入的物探方法有：面波法，地震映像，折射波法，反射波法，放射性，地质雷达，高精度磁法，电阻率测深，电阻率联合剖面法，瞬变电磁法，激电中梯法，激电测深法，高密度电法，大地电磁(EH4)法。野外数据采集阶段，我们组利用电法、地震、磁法、地质雷达、放射
4、性等的各种不同方法对雁山校区、马面乡进行了数据采集。按照既定的计划从 2012 年 9 月 2 日2012年 10 月 12 日（共 29 个工作日）进行了野外生产实习；从 2012 年 10 月 15 日2012 年10 月 26 日着手资料处理与解释、实习报告编写。2第一章 场地工程地质概括及地球物理特征1.1 雁山场地工程地质概括及地球物理特征1.1.1 测区工程地质概括雁山测区，整个地表面为土地和少量灌木，粘土深度大概在 3M 左右，地势起伏不大，可用多种物探方法进行勘探，而且效果不错。实习结合已经获得的测区钻探资料揭露，场地地层自上而下为：1、黄土2、粘土3、细沙、鹅卵石4、基岩1.
5、1.2 测区地球物理特征1 黄土：黄色，呈疏松状态，土的含水度比较小，含有少量杂质，密度比较均匀。2 粘土：含量较少。3 细沙：含云母，呈湿，稍密状态。4 卵石：卵石的主要成分为砂岩，其次为石英岩和花岗岩，次圆状。5 基岩：灰岩，起伏不是很大，埋深大概在 5 到 20M。1.1.3 岩土层电性差异常见空隙度比较高，又富含黏土矿物的第四系黏土、页岩、泥岩的电阻率比较低 ；质地致密、空隙度低的灰岩电阻率最高 ；大多数沉积岩都具有中等空隙度，电阻率一般大约在数百左右。一般土层结构疏松,孔隙度大,且与地表水密切相关,因而它们的电阻率均较低（见表 1）。几种常见浮土和地表水的电阻率及其变化范围（表 1）
6、：名称 （） 名称 （）黄土层 0200 雨水 1000粘土 1200 河水 10100含水砂卵石层50500 海水 0.11隔水粘土层 530 潜水 10004层隔水粘土层 530 潜水 1001.2.4 岩土层弹性波差异由于表层土随含水量的增加，纵波在其中的传播速度也会增大，一般情况认为表层土和粘土之间没有明显的纵波速度差异，从表二不难看出。而在粘土、砂与灰岩之间却存在着明显的弹性波速度分界面，而且波阻抗也随之逐渐增大。（表 4）介质与纵波传播速度：序号 介质名称 P 波速（m/s） 序号 介质名称 P 波速度（m/s）1 空气 340 4 水 143015902 粘土 800 5 砂 1
7、00018503 表层土 300 6 灰岩 340070001.2.5 测区内磁性特征地磁场背景值大概为 46830nT，测区周边无明显的岩石、矿山和剩磁物质的干扰。第二章 工作方法技术及质量评价2.1 测网布置雁山测区测网按地质布网要求垂直于构造的方向布置，为近东西向，使用森林罗盘打方向，误差范围在 2内。雁山工区面积大约为 300*40=12Km2，线长为 300m，线距为10m，测区共 4 条线，点距为 5m，每条测线上共有 60 个点（图 3）。马面测区测网按地质布网要求垂直于构造的方向布置，为近东西向，使用森林罗盘打方向，误差范围在 2内。工区面积大约为 200*60=12Km2，线
8、长为 200m，线距为10m，测区共 6 条线，点距为 10m。实际工区点位为（用 GPS 定位为如图，由于 GPS 本身存在一个卫星信号延迟和数据误差问题，点位在高精度测网内相对比较凌乱） （图 4） 。详细测网的布设情况如下：5图 3 雁山测区测网布置图(a)(b)图 4 (a)马面测区物探生产实习布线图(b)马面测区 GPS 定点图2.2 生产实习安排、工作进度及要求2.2.1 表（5）生产实习安排、工作进度实习队长 张智指导老师第一组 欧东新 第二组 程志平 第三组 李长伟6第四组 吕玉增 第五组 罗润林 第六组 张智时间 1-9 周，2011 年 8 月 27 日2010 年 10
9、月 26 日地点 雁山、马面实习内容 进程安排 备注整理、购买仪器 8 月 27 日9 月 30 日准备工作 测网布置 9 月 3地震折射波法 9 月 4 日5 日地震反射波法 9 月 6 日9 月 7 日地震面波法 9 月 10 日9 月 11 日地震勘探地震映像 9 月 12 日以及 10 月 12 日电法勘探激电中梯（马面） 9 月 13 日其他高精度磁法（马面） 9 月 14 日其他 放射性（马面） 9 月 17 日瞬变电磁法（马面） 9 月 18 日激电测深（马面） 9 月 19 日9 月 20 日EH4 9 月 21 日电阻率联合剖面 9 月 24 日9 月 26 日电阻率测深法
10、9 月 27 日9 月 28 日9 月 29 日10 月 7 日国庆节放假电法勘探高密度电 9 月 29 日以及 10 月 8 日7法其他 机动 10 月 9 日其他 管线探测 10 月 10 日其他 地质雷达 10 月 11 日室内处理资料处理与解释、实习报告编写10 月 16 日10 月 28 日2.2.2 实习分组学生 85 人，共分 6 个组；一个组配备 1 名指导老师，每组在学生中选一个组长。2.2.3 要求2.2.3.1 每个同学都必须亲历实习过程中(包括室内外)的每一个环节；2.2.3.2 主动思考并尽力解决实习中遇到的问题；2.2.3.3 要求每个同学都要处理一遍资料、绘制成果
11、图、对资料进行解释，可以相互讨论、但严禁抄袭，一旦发现轻则给予差评，重则实习不通过。2.2.4 实习注意事项2.2.4.1 实习考勤：不允许无故不参加实习，有事情必须向指导老师请假；2.2.4.2 实习发车时间：上午 8:20，下午 5:00； 2.2.4.3 午餐：雁山实习在食堂就餐（午餐），马面实习早上带好午餐；2.2.4.4 实习安全：实习期间要听从老师、组长安排，爱护仪器，注意防蛇，严禁进入隆洞、山洞。2.2.4.5 不要随便砍树，不要破坏庄稼和损坏农民物品。2.3 生产实习实用的各种仪器及型号此次实习对测区采用了各种地震勘探和电法勘探方法，同时使用了直流电阻率仪、SWS-1G 型多功
12、能面波仪，高密度电法仪。如下表 6 所示。地震勘探综合运用了各种方法，折射波法，反射波法，面波法，地震映像，通过对测线不同方法的比较，了解到各种地震方法的优缺点，起到了举一反三的作用，取得良好的效果.电法勘探也是应用了电测深，联合剖面，高密度电法，一般能够较好反映地下情况，8受干扰情况影响不大。表 6方法 仪器名称 生产厂家普通电阻率联合剖面法、电阻率测深法 WDDS-1 电阻率仪 重庆奔腾数控技术研究所高密度电法WDJD-2 数字直流激电仪WDZJ-1 多路电极转换器重庆奔腾数控技术研究所瞬变电磁法 WTEM-1Q 瞬变电磁仪 重庆奔腾数控技术研究所激发极化法 WDJD-2 数字直流激电 仪
13、 重庆奔腾数控技术研究所大地电磁法 EH4 美国 Geometrics 公司地震法 SWS 型多波列数字图象工程勘探与工程检测仪 北京市水电物探研究所磁法 WCZ-2 质子磁力仪 重庆奔腾数控技术研究所地质雷达探测 EKKO PRO 地质雷达 加拿大 EKKO 公司2.3 地震勘探方法2.3.1 地震勘探简介工程地震勘探是一种研究人工震源所激发产生的地震波在地下岩层、土壤或其他介质中传播来解决工程地质问题的方法。其基本原理是当人工震源所激发的地震波在介质中传播时，由于不同的岩层具有不同的弹性特性（如速度、密度等） ，当地震波通过这些岩层的分界面时，将发生发射或折射，并有纵波横波和面波之分。这些
14、不同的波有不同的传播速度，频率和振幅，用仪器记录各种波的传播时间和波形特征的变化规律，分析解释地震记录，可推断出有关岩石性质、结构和几何位置等参数，从而达到勘探目的。2.3.2 地震干扰波对于地震勘探而言，首先要进行干扰剖面调查，其目的在于根据勘察任务和工区的9具体条件选择检波器频率，记录时窗，偏移距，道间距等技术参数，以达到突出有效压制干扰波的最佳工作效果。10图 5 干扰波调查剖面图在野外进行地球物理勘探时，首先最好是能够找到工区附近已知的钻孔资料，如果没有钻孔资料必须进行干扰波调查，地震勘探的常见干扰波主要有声波速度在 340m/s，工业电流干扰，频率在 50-60Hz，机械振动干扰，了
15、解规则和不规则干扰的存在情况，以便选择压制干扰的观测系统和设计采集数据的工作参数。主要参数表现为视数度、波至时间、振幅和波形宽度的差异。干扰剖面（图 5）调查是一种小道间距、小偏移距、多个排列组成的剖面。 本次干扰波调查使用工作参数为：道间距 2 米，排列长度 24 道，使用两个偏移距 0米和 24 米。每道采样数 2048，采样间隔 0.25ms,采样长度 512ms,采样延时 0。2.3.3 折射波勘探折射波勘探是工程地震勘探中的常用方法，在解决工程、水文地质问题中常用于探测地层的厚度、基岩起伏，断层位置、潜水面深度等。当下伏岩、土层的速度高于上部地层的速度时，地面人工震源产生的一部分能量
16、沿折射路径返回地面，在地面接收折射波，分析解释时距曲线，了解地下的地质情况。本次实习工区采用相遇时距曲线观测系统（见下图 6）：折射波法是利用人工震源激发的地震波在地下介质中传播，当通过波速不同的介质界面时，波就会改变原来的传播方向而产生折射。当下层介质的波速大于其上部介质的波速时，在波的入射角等于临界角的情况下，折射波就会沿着速度界面传播，产生所谓的“滑行”波。这种沿着界面传播的“滑行”波引起界面上各点的震动，并以新的形式传至地面，在地面上观测其到达的旅行时间和接收点到震源的距离，就可以求出折射界面的埋深。图 6 追逐相遇时距曲线观测系统示意图112.3.3.1 折射波法观测系统折射波常用多
17、种简单观测系统的组合形式，它综合了相遇、追逐、中间放炮等观测系统的全部优点，并可获得地下地质界面的丰富信息。这虽然延长了野外的工作时间，但在需要了解地下地质情况，解决复杂地质问题，避免多解性时，这种综合观测系统是最好的选择。 折射波法分层解释的方法T0 折射波解释法作为常用的地震折射波解释方法，它是针相遇时距曲线观测系统采集发展起来的解释方法。其解释步骤大致为：1)在时距曲线上读取t1 、t2 和互换时T，可求出t0 (t0= t1 + t2 -T),且可给出相应t0 (x)的曲线。2)求取 k 值(h=k* t0 )。3)据式计算各点界面深度h，以各观测点为圆心，以其对应的深度h 为半径画弧
18、，作出这些圆弧的包络线，为该折射面的位置。2.3.4 反射波法反射波由震源沿着波射线向下传播，在遇到两种地层的分界面时，无论界面的波阻抗增大还是减小都会发生放射信号。即使上下岩层的波速度不变，只要密度发生变化，其分界面也能产生反射波。根据这些信号就能把界面的起伏变化、隐伏低速层、空洞有很好的直观的反应出来。因此在揭示地下地层结构时也具有一定的优越性。反射波勘探的核心问题是共反射点水平叠加技术及动静校正和数字处理技术，原理如图 7 所示。 水平叠加技术也称多次叠加或多次覆盖，及对反射界面上的各点作多次重复观测，但每次观测时，炮点和检波点各不相同。然后将来自同一反射点的各反射信号，校正对齐后叠加，
19、使来自该点的有效波得到加强，而多次反射波和其他干扰波则相对地减弱，从而提高时间剖面的信噪比。通过动校正和道集叠加绘制反射波垂直时间剖面图，可以分离出地下的层里结构，确定地下较小的地质构造以及寻找局部地质体；与其它物探资料结合，了解场地的分层，确定地层界面的起伏变化，确定隐伏低速层、空洞的位置等。这次实习采用多次覆盖观测系统。多次覆盖炮点检距 d 和每次放炮后排列移动的道数 V 按照这个关系式确定：d=(S*N/2n)*X V=d/X=S*N/2n 关系式中，N 为地震记录道数，n 为叠加次数，X 为道间距， S 为常数（单边放炮取 1，双边放炮取 2）。采用单边放炮系统（追逐系统）， =3，每
20、次移动道间距为 8 米，叠加 3 次。VS*n在测区 2 线，分别利用反射波法进行勘探，排列长度约为 46 米，偏移距为 16 米，道间距为 2 米，采用 24 道 38HZ 检波器，每次移动 4 道（8 米），最多叠加 3 次。采样图 7 (a) 反射波时距曲线图(b) 共反射点叠加道集12时间间隔为 0.25ms，每道采样数为 2048，采样时间长度 2408*0.25=512ms。记录点为炮点与检波器的中点。2.3.5 面波法1）目的：与其它物探资料相结合，了解场地松散、破碎带信息。2）方法原理：面波沿地表由震源向外传播，其波阵面是圆柱面，其穿透深度约相当于它的波长。面波勘探的核心问题是
21、准确的获得不同频率面波的相速度 VR，同一频率的 VR 在水平方向的变化反映出地质条件的横向不均匀性，不同频率的面波 VR 的变化则反映出介质在深度方向的不均匀性。由于面波相对于体波而言，其能量较强，速度较低，因此在揭示地下地层结构的物探方法中具有一定的优越性。面波波速与介质的密度和力学性质有关，面波速度的变化，反映了岩土力学性质的变化，从而可以提高地基承载力的评价信息，与其它物探资料结合，了解场地松散，地下土洞破碎带等。3）野外技术参数野外测量时，偏移距为 5 米（根据干扰剖面估计得来），这时候的勘探视深度可以达到 20-30 米，道间距为 2 米，采样时间间隔为 0.25ms，每道采样数为
22、 2048，采样时间长度 2408*0.25=512ms。面波频率为低于 10Hz，所以采用 4Hz 的检波器，排列的步进距为 10 米，记录点为检波器排列中点。 2.3.6 地震映像法（最佳偏移距技术）1）目的：了解地层的横向变化。2）方法原理：映像法就是每一个记录道都采用相同的偏移距记录，且在该偏移距接收到的反射波应具有良好的信噪比和分辨率。映像法不需要为最终显示进行校正处理，因此避开了动校正对浅层反射波的拉伸、畸变影响，反射信号原有的特征被全部保留，记录的分辨率不会受到校正的影响，当然也不存在水平叠加降低分辨的问题。因而该方法十分适合于外界干扰背景小、地质条件好、地下地质界面起伏较大的情
23、况。3）野外技术参数偏移距为 24 米（根据干扰剖面估计得来），道步距 2 米，4Hz、38Hz 和 100Hz 三种各一个检波器接受。记录点为激发和接受距离的中点，反映的是中点两侧射线传播范围内地下的岩层、岩性的变化。每道采样分量为 Z-X(2)，使用二分量。2.3.7 地质雷达地质雷达也称探地雷达（简称 GPR），是近几年来迅速发展起来的一项工程勘察新技术。其具有轻便灵活、探测速度快、定位准确、可实现连续透视扫描以及二维彩色图像实时显示等优点，已在工程勘察、隐患探测、工程质量检测、地下管线探测、路面质量检测等领域得到了广泛应用。地质雷达是利用发射天线（T）将超高频脉冲电磁波能量耦合到地下，
24、当地下介质存在电性差异时，一部分脉冲电磁波的能量会被反射并被接受天线（R）记录下来。若已知13电磁波在地下中的介电常数或传播速度，根据反射波的双程旅行时间就可以得到地下岩性界面的深度，同时对返回电磁波的时频特征和振幅特征的分析，便能了解地质特征信息，从而达到工程勘察的目的。2.4 电法勘探2.4.1 电法勘探简介电法勘探是研究地层电学性质及电场、电磁场变化规律，根据研究对象的电性差异，通过电法仪器测量电场情况，进而研究电场的分布规律，以了解地下深处地质体的状况，从而达到勘探的结果。电法勘探方法能够有效解决岩溶、断层、追索断层破碎带、确定基岩起伏、追索各种高低阻陡倾斜地电体及接触面，查岩溶发育带
25、等地质问题，也能利用电法方法进行地下找水、测定地下水流向、寻找金属矿床、确定含水层的厚度和埋深、查区域构造、石油勘探、地壳上地幔研究等。电法勘探常用可分为两大类即传导类电法和感应类电法，前者以直流电为主，主要的的工作方法是：电剖面法、电测深法、高密度电阻率法、激发极化法和充电法；后者以交流电为主，如大地电磁测深法，频率电磁测深法、瞬变电磁测深法。2.4.2 联合剖面法电剖面法全称电阻率剖面法，采用固定电极距的电极排列，沿剖面线逐点供电和测量，获得视电阻率剖面曲线。通过分析对比以了解地下岩、土层的电性变化，有效地解决一些地质问题。在一个测区的电阻率勘探中，常用于扫面，以便于快速经济的获得一个测区
26、地电构造分布的整体信息，确定地电不均匀体的轮廓。电剖面的任务是研究倾角较大或水平方向电性变化较大的地点断面。在地质调查中能有效地解决有关地质填图的某些问题。如追索构造破碎带，划分不同岩性陡立接触带，地下暗河、溶洞等。主要现场工作方法有：联合剖面法、对称四极法。联合剖面装置如右图 8 所示。测区 2、3 线分别用联剖装置做小极距（AB/2=35m，MN/2=5m）和大极距(AB/2=55m,MN/2=5m）两条剖面，点距为 5m。分别记录sA 和sB，并绘成联剖曲线图。图 8 联合剖面装置图14根据 2 线，在极距为 AO=35m 时，在 175 米附近有一个非常明显的低阻正交点，反应为地层介质
27、下存在一个低阻体。当A米，电法理论反应为勘探深度变深，在 165米附近也有一个非常明显的低阻正交点，由联合剖面交点的位置判断为脉状体，倾向判断为倾斜方向。验证了联合剖面法对破碎带勘探的高灵敏性。受地形影响，和一组（最大A米）勘探结果我们决定将电阻率测深设计为号线米，最大A米。观察 3 线，在极距为 AO=35m 时，在 165 米附近有一个非常明显的低阻正交点，反应为地层介质下存在一个低阻体。当A米，电法理论反应为勘探深度变深，在 160米附近也有一个非常明显的低阻正交点，由联合剖面交点的位置判断为脉状体，倾向判断为倾斜方向。图 9 雁山 2、3 线电阻率联合剖面图152.4.3 电阻率测深法
28、电测深法又称电阻率垂直测深法。该方法是对一个测点用一系列由小到大的级距进行视电阻率测量，反映由浅入深的地层 垂向变化情况。通过对现场实测曲线进行分析和解释，可对观测点处垂向各地电性层的厚度和电阻率的大小。在实际工作中，一般采用对称四极电测深装置，如下图 10 所示。电测深法最适合解决产状近乎水平且有明显差异的一下工程地质问题：a、明基岩埋深，确定覆盖层厚度，查明基岩风化层发育深度，划分有较明显电性差异的第四纪分层等；b、查寻岩溶发育带，确定具有明显电性差异的断层破碎带，并了解其产状。c、查明基岩埋藏不深，规模较大，划分有较明显电性差异的地下局部不均匀体。d、确定覆盖层厚度、了解基岩起伏和基岩风
29、化壳发育深度等。现场工作方法主要有：三极测深、对称四极测深、环形测深、高密度电阻率测深。经过分析 2 线和 3 线做的联剖曲线，在 2 线 150200 号点，此区间发现异常，故在 2 线这个区域中做电测深，极距 AB/2、MN/2 如下表 7：表 7 电测深极距表AB/2(m) 2 4 9 16 9 16 25 35 50 65 50 65 80 100MN/2(m) 0.5 0.5 0.5 0.5 3 3 3 3 3 3 10 10 10 102.4.4 激电法激电法又称激发极化法，是一种以岩、矿石激电效应的差异为基础从而达到找矿藏或解决某些水文地质问题的一类电探方法。所有的金属硫化物矿床
30、，不论是致密块状，还是侵染状，都具有比较强的激电效应，可以产生明显的激电异常。致密块状的金属硫化物矿床电阻率比较低，可以用电阻率法进行勘探；而侵染状的金属硫化物矿床电阻率比较高，用电阻率发勘探往往没有异常，因此使用激发极化法寻找金属硫化物矿床比使用电阻率法优越的多。因为石墨及含碳质岩石激电效应也很强，也可以产生明显的激电异常，因此在使用激发极化法寻找金属硫化物矿床，石墨及含碳质岩石地层往往成为最大的干扰因素。激电法的测量电极必须采用不极化电极（装硫酸铜溶液的陶瓷电极或铅电极） 。在自然界中，以电子导体为主的金属矿石和石墨化岩石中可观测到激发极化效应，此外，在含有粘土矿物的岩石中也发现了激发极化
31、效应。激发极化法就是对含有激发极化效应的图 10 电阻率测深对称四极装置16地层充电并测量它的一次场电位差U1，在断电后延时 0.20.5s，再测量由于充电所激发的二次场电位差U2， ）用二次场电位差U2 比上总场电位差U（U =U1+U2）便得到相应的极化率。图 17 所示为岩、矿石标本的充放电曲线。在马面工区有一个废旧的硫铁矿场，硫铁矿能产生较大的激电异常，因此，我们布置了 1、2、3、4、5、6 共 6 条测线，对这 6 条测线进行了激发极化法勘探。野外主要工作方法有：中间梯度、联合剖面、偶极剖面、对称四极装置。我们此次实习所采用的方法是：激电中间梯度、激电三极测深。其中，激电中间梯度法
32、：AB=480 米，A 与 B 连线平行于测区测线，MN=20 米，测点设在三分之一AB 间距中间，有 200 米的测线，点距 10 米， 发电机一台，三台激电仪同时进行观测，工作效率较高。激电三极测深法，三极激电测深法跟电阻率联合剖面法类似，不同的是测量电极是采用不极化电极，其极距选择如下表 8： 表 8 激电三极测深极距表供电极距 L 测量极距 aAO（m） MN/2(m)25 535 545 555 565 575 585 595 5105 5125 5135 5145 5我组对前一天所做的激电中梯数据进行了整理和分析，对产生异常较大的45/3、55/3、/65/3、75/3、85/3、
33、95/3、105/3、115/3、125/3、135/3 号点进行了三极测深。2.4.5 高密度电阻率法高密度电阻率法是根据水文工程及环境地质调查的实际需要而研制的一种多功能、高精度电法电探系统。该系统包括数据的采集和资料处理两部分。高密度电阻率法就其原理而言，与传统的电阻率法相同，它仍然是以岩（矿）石的导电性差异为基础的电探方法，研究在施加电场的作用下，地中传导电流的分布规律。高密度电阻率法最大的特点是电图 11 岩、矿石标本的充放电曲线 17极可以沿测线同时布设几十到几百根，仪器按选定的供电、测量排列方式自动采集所有电极的电位值。电极距可以视探测深度和探测目标体的尺度设置到很小的距离，并且
34、可以同时采集地面和井中的数据，充分体现了高密度的特点。多方位大量的数据为反演成像打下了良好的基础，为高精度、小目标的浅层勘探提供了可靠的保证。该方法可用于剖面测量、面积性三维电性细结构成像。由于高密度电阻率法可以实现数据的快速采集和微机处理，从而改变了电阻率法勘探传统的工作模式，大大地提高了工作效率，减轻了劳动强度，使电法勘探的智能化程度大大的向前迈进了一步。图 12 为高密度电阻率法勘探系统结构示意图。高密度电阻率法同时采用三电位电极系，三电位电极系是将等间距的对称四极、偶极及微分装置按一定方式组合后所构成的一种测量系统，该系统在实际测量时，只须利用电极转换开关便可将每四个相邻电极进行一次组
35、合，从而在一个测点上便可获得三种电极排列的测量参数，因而在一条剖面上可采集到不同装置及不同极距的大量数据，将这些数据进行统计处理便可获得各种视参数的等级断面图。三电位电极系的电极排列方式如图 13 所示。图 13 三电位电极系高密度电阻率法是利用随供电电极距 AB 的逐渐增大和测量电极 MN 的移动，来达到测深和测剖面的综合效果。高密度电法集合了电阻率剖面和电阻率测深的综合优点，采用高密度布置电极的方式采集数据，达到高精度解决地质问题的目的。它的基本原理与一般电阻率法相同，主要是集中了点剖面法和点测深法的优点，由仪器的先进设计及资料处理能力及高密度电法仪，能快速而准确地获得丰富的地下信息。一条
36、高密度电法测线能了解地下一个面状信息，通过合理布置测线，能三维勾画地质体，从而达到立体勘探。对解决圈点岩熔大小、断层破碎带的追踪等地质问题非常有效。而且勘探成果非常直观，易于非专业人员判读。高密度电法属于电阻率法的范畴，但自身也有它独特的优点：A 电极布设一次完成，野外数据采集自动化或半自动化，避免由于手工操作所出现的错误，工作效率高。B 在同一剖面上，保持部分参数（电极数、电极间距、测点位置、接地电阻）不变的情况下，可进行多种电极排列方式的扫描测量，不仅获得同断面等密度的数据，而且为进行更高级的资料处理、显示提供了可靠基础。C 具有较高的测量密度，这种高密度、高精度的数据，地质信息丰富，可进
37、行更高级，更精确的脱机处理。图 12 高密度电阻率法勘探系统结构示意图18本次测量我第六组在雁山测区 2 线进行了高密度电法测量，共布设 60 个电极,电极间距为 5m ，做 排列（温纳装置 AMNB） 、 排列（偶极装置 ABMN） 、 排列（微分装置）以及 2 排列四种装置，如下图 14。图 14 高密度电法测量装置温纳装置（ 排列）偶极装置（ 排列）微分装置（ 排列）图 14 高密度各装置排列示意图2.4.6 瞬变电磁法（WTEM ）瞬变电磁法是利用不接地回线或接地电极向地下发送脉冲式一次电磁场，用线圈或接地电极观测有脉冲电磁场感应的地下涡流产生的二次电磁场的空间和时间分布，从而解决有关
38、地质问题的时间域电磁法。本次实习所用仪器为重庆奔腾所研发生产的 WTEM-1Q 瞬变电磁仪。采取重叠回线或中心回线框装置进行观测。我们采用的是 10m*10m 的重叠回线装置（共中心点）个点，分别为：4 线的 10-150 号点。2.4.7 大地电磁测深（EH4）大地电磁测深法又称 MT 法，是一种利用天然电磁场进行测深的方法，高频电磁场穿透深度浅，低频电磁场穿透深度大，改变频率即可改变探测深度。可用于地下水调查、环境的地下特征调查、矿产与地热勘探及工程研究。表面阻抗可以很快的以电阻率的形式显示出来，也可以一组组处理，并适时在剖面中（a）重叠回线装置示意图 (b)中心回线装置示意图 图15 瞬
39、变电磁法装置19显示出来。布置站点最简单的方法是把前置放大器（AFE）放在测点的中间位置上，然后用前置放大器作为参考点来考知其他的部件。根据两条测线布置电极（x 和 y）。主机放在距前置放大器和磁棒至少 5 米的地方。在天然大地电磁场高频部分不足的情况下可选用人工源，通过便携式低功率发射机发射 1HZ100kHz 的电磁场补偿和加强天然电磁场、从而获得高分辨率的地电剖面，提高勘测精度。基于电磁波趋肤深度原理，利用“远场”场源和改变接收频率进行不同深度的频率探测，可以轻松实现密点连续测量，进行连续数据采集，无需跑极，减轻了劳动强度，提高了工作效率。其属于部分可控人工场源与天然场源相结合的一种大地
40、电磁测深系统，具有探测深度大、设备轻、速度快、精度高等特点。其勘探深度可以由下式：式中 H 为电磁波的勘探深度，为趋肤深度， 为探测层的电阻率，f 为探测频率，一般 和 f 可以用视电阻率和对应的频率代用。我们此次实习采用的是电距在 x 与 y 方向的 NM 长度相等，为 10 米，测点间距为10 米。图 16 EH4 野外工作布线图2.4.8 高精度磁法磁法勘探是勘探矿产资源的地球物理方法之一。它是研究磁力在地表的分布与解决地质任务的方法,以在地磁场中岩石磁性的不同为基础,这些岩石的磁化程度彼此各异,而且造成磁异常。在实际工作中,磁法勘探用来测量地表或一定高空中的磁场强度,它具有这样的详细程
41、度和精确度,能够确定在普查对象影响下的磁场变化的规律性。地磁场背景值大概为 46860nT，周边无引起明显异常的岩石、矿山和剩磁物质，主要是电力电线、电信电缆等一些人为干扰。2.4.9 放射性勘探利用仪器测定土壤中的天然放射性，将放射性同位数作为示踪剂，用来测定地下水运动状态与有关参数或利用放射性同位数测量岩土密度与含水量的一种地球物理勘探方法。20测量地壳内放射性元素放出的射线强度，以发现放射性元素矿床，探明矿体大小，确定放射性元素含量，并指导铀、钍矿和钾盐矿的开采。此法还用来寻找与放射性元素共生的其他非放射性矿床，如磷块岩矿，钼土矿、稀土和稀有元素矿床等；解决各类有关问题，如地质填图，寻找
42、同油气、地下水等有关的构造，以及对环境污染的监测等。放射性勘探的主要缺点是勘探深度不大，必须与其他地质工作配合进行。第三章 成果推断及地质解释本组在雁山测区一共布置了 2 条测线，马面布置 6 条测线，且测线相互平行，间距为 10m。采用罗盘仪定测线方向，皮尺定距。采用了几种不同的装置对测线进行测量，便于熟悉仪器和进行比较。此次在雁山测区电法勘测采用了联合剖面，测深，和高密度方法。重点采用高密度电阻率法，用 surfer、CAD 等软件对电法数据进行了处理并绘制了其断面等值线图，然后根据电阻率的大小确定异常区，其中视电阻率曲线横坐标表示测量点距首个电极的位置，纵坐标表示视电阻率值（对数坐标）
43、。3.1 地震勘探资料解释3.1.1 干扰波解释推断与结论：【见图 3】 1、直达波，盲区为 1-11 道，距离约为 22 米，波速估算为900m/s，2、折射波，直达波与折射波分离较好在 12 与 13 道检波器，Vp 约在 1000-2500m/s。3 、反射波出现在 30ms 左右。4、面波在 80ms 后分离较好，速度在 50-440m/s 左右，频率在 10-30Hz。建议折射波远偏移距在 24 米以上，采样时间长度512ms 足够 ，建议面波采样延时为 1ms。3.1.2 折射波法折射波法勘探中，共做了 7 个排列来对 2 号测线的地下情况进行勘探。折射波推论：折射波勘探需要较为良
44、好的波阻抗差异。在地震分层方面分两层时，上层速度从 V1 360-410m/s，下层速度从 V2 3780-4700m/s。分三层时波速 V1 220-340m/s，V 2 220 -500 m/s V3 600-1000m/s。从整体上讲上层覆盖层的深度大概为 10-12 米。【 见附图 4】在 90 号点附近有较高的起伏。在 175 号点左右，基岩面变深，这和电法勘探中低阻异常是相吻合的。和地震映像的勘探结果也是吻合的。所以可以得出结论：170-180 号点内，基岩面变深，深度约为 10-12 米，推断此处有破碎带。在小号点 0-40 号点上，基岩的覆盖层较厚约为 4-6米，地质解释为此处
45、以前是旧屋的地基。在大号点 200-300 米，覆盖层深度 10 米左右，地质解释为人为的填土使覆盖层加厚。313 反射波解释（1） 抽道集进行速度分析。提取速度为 1200m/s，即是介质均方根速度。（2） 动校正。利用速度分析的结果，对反射波进行动校正叠加。（3） 进行振幅均衡和数字滤波处理，调整各道振幅和压制高频噪声的干扰。（4） 绘制反射波的垂直时间剖面图。 (5) 以 750m/s 的速度进行动校正后所得到的反射波的处至时间大约是 30m/s，此时绘出的反射波垂直时间剖面图上可以看出，所有记录道上的反射波的初至时间的连线有一定的起伏。根据记录提取相应的参数，进行时深转换（附图 5 中
46、 2 线反射波图） ，可以得出该 2 号测线下反射界面深度约 10-12 米。213.1.4 面波解释推论：面波勘探是用剪切横波进行勘探，勘探效果（精度高）容易对垂向分层。大体上可以分为三层（比折射波勘探较详细） 。 【见附图 6】一层 Vs 为 100-200m/s，推断为上层覆盖耕作土、亚粘土，厚度约为 0-3 米，在 100-120 号点高达 8 米左右。二层 Vs 为180-300m/s，推断为强风化带到中风化带，为含砾石土、碎石，厚度约为 4-6 米。三层Vs 为 500-1000m/s 左右，推断为石灰岩，但从折射波的勘探结果推断并不是严格意义上的石灰岩基底，应该是灰岩强风化带。可
47、以判断为 170-190 号点是破碎带通过的位置。3.1.5 地震映像利用计算机程序对映像资料进行分析处理，主要步骤如下：（1） 从 SWS1G 仪器中读出文件记录，并输入到计算机中。（2） 抽取废道。（3） 调整增益，打印出图形【附图 7】中 2 线地震映像图，它可以大致反映地下地层的起伏情况。从中可以看出整体上地层起伏情况，在侧线约 90m 处出现上凸的波形同相轴，结合反射波和高密度推断为房屋拆除形成的空洞或者是枯水井为彻底填埋留下的凹槽；约 170-190m 处出现下凹的波形同相轴，结合反射波和高密度推断为凹槽或者是破碎带。3.2 磁法推断及地质解释推断与解释：工区做了 3 条磁法剖面，
48、基本场为 46860nT，经过日变处理后，磁异常范围在-40-40nT，异常值较低。这证实了磁法测量的高精度。4 、5、6 号测线出现磁正异常是由于靠近岩体，由岩石引起的正异常。从整体上讲测区内磁法异常较弱，对于硫化矿床勘查，特别是深部隐伏矿床不明显，不建议使用。只是作为一个实习方法。33 放射性推断与地质解释推断与结论：对于断裂构造带，放射性元素利用裂缝飘到地表，如果断裂覆盖层存在相对密实的土壤，就可以使断裂带附近形成较高的放射性异常。可以使用测氡仪进行土壤氡测量（断裂带没有涌出泉水，无法进行水样测量） 。 【见附图 11】同时放射性勘探可以用来指导地质填图。工区测量了 R、T、K、四个量。
49、由放射性异常图可以看出 K 元素，异常总量在点号 70-150 范围内出项较高的异常。而元素 R 和 T 在该区内的的异常值跳动较大。所以推断在区域内使用放射性元素 K、和异常总量进行放射性勘探异常效果较好。可以圈定异常范围在 70-150 号点范围内。注：放射性勘探仪器（能谱仪、测氡仪等）要求每年都重新标定测量参数，在测量时才可以得到正确的测量值。3.3 电法勘探资料解释3.3.1 联合剖面资料解释联合剖面视电阻率曲线，见【附图 10】 。其中横坐标表示测点，纵坐标表示电阻率值，从绘制的 2 线 AO=35m 和 AO=55m 两个极距的联剖曲线上可以看：两联剖的曲线异常相似：AO=35的曲线有些点跳跃大，AO=55 的曲线变化平缓，在 175/2 处出现正交点。高密度电极间距为 5m，温纳装置、 装置都很好的反映了地下的真实情况。【附图9】所示，通过温纳装置、 装置的等值线图，不难发现，在 80/2-120/2 区域，电阻率出现了明显的低值区域，经实际观测发现，此处为人为开凿的排水沟；在 140/2
