地震勘探电法勘探实习报告1.docx

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地震勘探电法勘探实习报告1

防灾科技学院

实习报告书

专业地球物理学

系别地震科学系

报告题目电法勘探地震勘探野外实习

报告人范铁班级0950111

指导教师高尔根,何世根,孙守才,武晔,

带队教师高尔根,孙守才,武晔,

实习时间2012.7.2—2012.7.12

实习单位防灾科技学院

教务处监制

一、工区位置……………………………………………（3）

二、区域地质概况……………………………………（4）

三、工作方法、仪器介绍及施工流程…………………（5）

3.1.1电法勘探工作方法……………………………………………

3.1.2电法仪器介绍…………………………………………………

3.1.3施工流程…………………………………………………………

3.1.4野外工作……………………………………………………….

3.2.1地震勘探工作方法………………………………………（5）

3.2.2地震仪器及相关软件介绍…………………………………（5）

3.2.3施工流程………………………………………………（7）

3.1.4野外工作…………………………………………………

五、数据处理……………………………………………（18）

5.1数据处理流程……………………………………………（18）

5.2野外多次覆盖求层速度的主要处理步骤………………………（18）

六、资料解释……………………………………………（21）

6.1时间剖面图……………………………………………（21）

6.2时—深转换……………………………………………（22）

6.3构造深度剖面图…………………………………………（25）

结语………………………………………………（26）

附：

实习目的，任务，要求……………………………………（27）

一、工区位置（燕郊）

燕郊地理位置得天独厚，位于环京津、环渤海经济圈核心，与北京仅一河之隔，距北京市中心天安门30公里，距空港首都机场25公里，距海港天津港120公里，可承东启西、经纬南北，提供融入京津、俯仰全国、接轨世界的绝佳平台。

京哈高速公路、京秦、大秦电气化铁路横贯东西，北京930路公交车直通区内，京通快速路将燕郊与北京市中心紧密连接。

（图1-1）。

图1-1.燕郊行政图

从六环到七环，从三河到“京东”，燕郊已在北京的国际化背景下被多次提起到建设北京“新七环”规划报告中。

规划中七环向外扩展到京冀交界处，自西南向东北依次连接涿州市、固安县、廊坊市、香河县、大厂县、三河市，直至平谷区。

将这些城镇作为新城镇发展点，调整产业结构，进一步缓解中心区域的发展压力，加强与外围城市的交通联系，共同走向“区域城市”。

燕郊经济技术开发区幅员面积180平方公里，规划面积80平方公里，规划人口60－80万。

在交通上规划建设6条与北京衔接的通道，包括：

京哈高速路、迎宾路、燕顺路、京哈公路复线、神威北路、南外环路。

同时地铁八通线在通州八里桥处留有接口，未来可能会延伸八通线的城铁,穿过燕郊

燕郊以三条主干为界，分区明显。

一是西部潮白河沿岸（河北境内部分）的旅游度假区；二是东、北部沿迎宾路、燕昌路两侧的高新技术和现代制造业产业区；三是中部102国道和行宫大街周围以行政办公、教育卫生、金融商贸等功能为主的综合服务区；四是在北部高楼镇辖区沿迎宾路两侧规划建立仓储物流区；五是在南部规划建设燕郊生态新城，重点发展现代服务业和高新技术产业。

燕郊开发区提出了“主动融入、全面对接、同城一体、借势发展”的思路，找准自己的城市定位，实现城市功能分异与整体功能优化。

经过多年来多层次、多渠道地宣传推介，燕郊开发区在北京具有了较高的知名度，并与国家各大部委、北京各科研机构、高等院校、著名商会和跨国公司驻京机构、中介公司、总部基地等建立了密切的合作关系，已经成为河北融入北京、借势发展的先行者。

二、区域地质概况

本区区域内活动断裂属于山西裂陷带的北部和河北平原，地质构造比较复杂，断裂变动起着重要作用。

近场新构造运动以垂直差异升降为主要特征，总体上可以划分为断块隆起区和凹陷平原区两大新构造分区，基本上承袭了第三纪早期的构造运动特征。

近场区域地势极为平坦，属于冲积平原地貌，主要是流经北京地区的潮白河和永定河两大河系冲积形成的。

地势平坦，广泛发育河流地貌，河道变化频繁，遗留大量古河道。

平原区的新构造运动一方面表现为总体的持续凹陷：

另一方面还在内部不同的块体之间产生差异的升降运动，强烈凹陷边界多为活动断层所控制，控制区的水系是从西北向东南流向的河流。

近场区发育有北东西和北西向两组多条断层，这些断层控制着区域内的新构造活动。

其中，程各庄—夏垫断裂是区域的主要控制性断裂，其次，燕郊断裂对子场距离较近影响较大。

本区主要地层有：

由于近场区主体位于潮白河冲积平原内，地层大部分为冲积沙土层，不妨夹粘土、粉质粘土薄层，表层为新近耕植土，有一层地下水，属于潜水类型。

第四系（Q）：

近场区第四系广泛分布于东部平原、山麓地带和河流阶地。

不同构造和地貌区的沉积类型不同：

平原下部以湖相和河湖相为主，上部多冲积沙砾石沉积。

第四纪岩相分布变化和厚度变化较大，与构造关系密切，受第四纪构造断裂的控制，其厚度大致在100米左右，玩第三纪以来地层厚度大致在200米以上。

上更新统：

本统主要出露于二级阶地之上，在平原地区则隐伏于全新统下面，厚度一般为30~40米，凹陷中心可达60~70米。

河湖与湖相沉积以灰色、灰绿色粘土质粉沙为主，含螺类和哺乳类化石。

全新统：

本统广泛分布于河漫滩、以及一阶地和古河道内，以及平原地表，岩性主要为浅灰色、灰黄色洪积、冲积和湖相沼泽堆积，厚度一般为5~10米，最厚处可达40~50米。

近场区内，下更新统和中更新统厚度不详。

三、工作方法、仪器介绍及施工流程

3.1.1电法勘探工作方法

二、实习任务

1、掌握三种基本的电法勘探的方法:

2、供电系统（如图5）：

图5

3、测量系统（如图6）:

4、对获得的观测资料的初步分析解

释

对获得的资料进行初步处理：

计算K值，视电阻率值，作出电阻

率剖面图等图件，根据获得的电阻

率与极化率等电性参数，结合工区

的地质概况，给出地下电性解释。

三、施工流程:

1、野外工作流程：

图6

（1）测站布置

①测站是野外作业枢纽。

剖面测量时，测站位置应尽可能靠近观测地段中心，以

便控制测区较大的面积。

测探测量的测站尽可能布置在测点附近。

通常选择在视

野开阔，地势平坦，通行方便避风干燥处。

测站应远离高压输电线和变压器，以

避免电磁感应与电源漏电影响；测站应采取防潮、防雨、防晒措施；把从测站引

出的供电及测量导线绑在牢固的木桩上，以免放线时拖倒仪器及其附件。

用干电

池做电源时，应按规定方式接好干电池。

②检查仪器及控制面板线路连接情况，并检查仪器及通讯设备的电源及工作状态

是否正常，检查通讯设备传话和接听效果。

③检查仪器、导线及线架是否漏电，并记录检查结果。

④核对各电极的点、线号。

⑤导线敷设。

电极接地结束后，利用通讯设备与跑极员取得联系，先插好测量线

插头，确定测量线完好后，再接好供电线插头，粗略测试供电回路电阻并进行试

供电，选择合适的工作电压、电流，匹配好平衡负载。

（2）导线敷设

为了防止导线敷设而引起电磁耦合，电磁感应或导线漏电，导线敷设应遵

从以下原则：

①供电、测量导线不允许相互交错应尽可能分列于测线两端，并保持一定距离。

②测量导线一般应避免悬空架设，当道线穿越河道、池塘必须架空时，应注意

将导线拉紧，以避免读数不稳定。

③测量导线应尽可能避开高压输电线。

当必须通过时，应使那段导线与高压线

方向垂直。

④电线接头处应确保街头牢固和外皮绝缘好。

为避免导线损伤，放线时应边走

边放，收线时应边走边绕动线架收线，不许拖拽收放线。

在导线收放过程中，

应随时注意导线有无破损或扭结。

破损处应包扎绝缘；扭结处应放松理顺。

（3）漏电检查

在野外作业中，测量仪器、供电线路、测量线路中的任何一部分漏电都会

对观测结果造成误差，因此，必须适时进行露点检查。

①法野外观测之前和结束之后，均应对仪器和导线的绝缘性能进行系统检查

进行剖面测量时，在一个野外工作日的观测始末、测线转移、中间梯度改变排列

或者变换极距的情况下，都应对供电系统和测量系统分别进行检查。

②仪器的漏电检查

在仪器断路的情况下，用500V兆欧表分别测定A、B插孔，M、N插孔，

仪器外壳三者之间的绝缘性能，要求测定的电阻不小于100MΩ，__________如测定的值小

于100MΩ，则认为仪器的绝缘性能不合乎规定要求，其漏电影响不容忽视。

③开工前对导线的漏电检查

一般是将导线铺于地面上，采用500V兆欧表，测量导线对地的漏电电

阻。

每千米导线的绝缘电阻，对于供电导线应不小于2MΩ；对于测量导线，

应不小于5MΩ。

④当仪器设备在供电现场无法满足②，③所规定的绝缘指标时，应进一步对供

电系统和测量系统进行下述漏电检查。

1）供电系统漏电检查：

一般可轮流断开一供电导线与供电电极的接头，同时观

测供电线路中的等效漏电电流和测量线路等效漏电电位差（两次电压不同时，

可按电压正比关系换算成工作电压下的“等效值”）。

要求两端等效漏电电

流的总和不超过该点供电电流的1%；两端等效漏电电位差的总和不超过该点

观测电位差的2%，进进行漏电检查的电源电压一般不超过300V。

2）测量系统漏电检查：

一般可轮流断开一测量导线的测量电极的接头，供电时

测量等效漏电电位差。

要求两端等效漏电电位差的总和不超过该点观测电位

差的1%。

⑤当观测过程中发现有不能允许的漏电现象时，全面寻找漏电点位置。

2、电法仪器介绍

1）DDJ-4A型多功能电测仪：

该仪器集24位A/D、ARM等当今最新电子技术研制的新一代数字直流电法仪

器，仪器的体积和重量显著缩小，主要技术指标及性能相当于当前国外同类仪器，

在各种野外复杂环境下能更好地工作。

广泛应用于金属与非金属矿产资源勘探、

能源勘探、工程地质勘探、环境地质勘探、水文地质勘探，还能用于地热勘探等

方面。

2）仪器特点：

整机体积小、功耗低。

采用24位AD转换器及信号增强技术和数字滤波,抗干扰能力强,测

量精度高。

自动进行自然电位、漂移及电极极化补偿。

不测量时，通道入口短路，防止长时间开路。

供电电压高（1000V）、电流大（7A）。

接收部分有瞬间过压输入保护能力。

彩色大屏幕显示：

汉字对话，不但能一次显示所有的测量参数，而且可显示

观测曲线，使得测量结果直观明了。

多参数测量：

可测量并存储自然电位、一次电位和电流、视电阻率、视极化

率、半衰时、衰减度、偏离度和综合参数等。

具有掉电数据不丢功能，能存储1MB数据并长期保存。

用单片ARM进行控制与数据处理。

除RS232接口、网口与计算机通讯传输数据外，增加了USB接口可以用U

盘拷贝数据文件。

极距常数表──对所有装置，可预先存储多组不同极距常数，从而避免相同

极距常数反复输入可能带来的输入错误。

3）主要技术指标：

接收部分技术指标：

电压通道：

±5V（24位A/D）

测量精度：

Vp≥5mV时，±0.2%；当0.1mV≤Vp＜5mV时，±1%±1个字

输入阻抗：

＞20MΩ

视极化率测量精度：

±1％±1个字

Ｓｐ补偿范围：

±4V

电流通道：

7A（24位A/D）

测量精度：

Ip≥5mA时，±0.2%；当0.1mA≤Ip＜5mA时，±1%±1个字

对50Hz工频干扰压制优于80dB

发射部分技术指标：

最大供电电压：

±1000V

最大供电电流：

±7A

供电脉冲宽度：

1～60秒

四:

野外工作方法

2012年7月2日星期一地点:

实训中心。

实习内容：

野外工具设备检查准备，把侧线重新缠绕，找出侧线破损点用胶布粘上，侧绳重新缠绕，记录测绳长度。

仪器检查充电。

电极用砂纸打磨，除去铁锈接上夹子电极引线。

分组，各组准备好第二天要用的仪器设备，和工具。

2012年7月3日星期二地点:

北京顺义珠宝屯外树林

实习内容:

野外实习前现场准备，工作任务布置和分工（电法勘探的布极方法，实习方法）

工区环境熟悉，野外放线，仪器调试。

观测站放到中间，AB南北个750米，电线放松贴着地面，测绳拉紧。

MN在AB三分之一距离。

侧线布置好，先检查电路是否是联通，然后漏电检查。

调试仪器，电流和一次电压是否达到要求。

测完收线。

2012年7月4日星期三地点:

北京顺义珠宝屯外树林

实习内容:

电阻率中间梯度法

1）早晨实训中心集合，坐车到目的地仪器连接，侧线布置。

方法，中间梯度测量，南北布线1200米，AB各六根电极，倒盐水减小电阻率。

在三分之一AB移动，MN间距20米，每次移10米。

共测40个点。

完成收工。

下午实训中心整理设备。

数据从仪器中倒出。

中间有两组由于经过砂石路，MN不能打电极，MN距离适当调

2）中间梯度法:

中间梯度法的装置特点如图2所示:

图2

这种装置的供电极距AB很大，通常选取为覆盖层厚度的70-80倍。

测量极

距MN相对于AB小得多，一般选用MN=（1/30~1/50）AB，工作中保持A和B

固定不动，M和N在A、B间的中部约（1/2~1/3）AB的范围内同时移动，逐点

进行测量，测点为MN的中点。

中间梯度法的电场属于两个异性点电流源的电场。

MN的范围内电场强度，即电位的负梯度变化很小，电流基本与地表平行，中间

梯度法不仅可以在A、B两极所在的测线上移动M、N进行测量，而且在A、B固

定的情况下，还可以在AB两侧AB/6范围内的测线上进行测量。

这种“一线布

极，多线测量”的方式，比其它电剖面方法（特别是联合剖面法）生产效率要高

得多。

中间梯度法的视电阻率按下式计算

2012年7月5日星期四地点:

北京顺义珠宝屯外树林

实习内容:

电阻率剖面法—联合剖面法（WE走向AB=70mW-燕顺路E-老乡地SN走向（无限远）OC>300m石砚斌说实际是600m点距10mMN=20m）

1）东西布置侧线。

A三根电极，MN个一个。

OA距离是70米，MN间隔十米，MA65米。

布线，仪器调试，漏电检查。

AMN整体移动，每次十米，移动二十个点之后MN对调，A移到MN另外一侧。

回测20个点。

测量顺利。

下午实训中心集合，设备维护。

明天的方法讲解

2）联合剖面法:

联合剖面法是两个三极装置AMN∞和

∞MNB联合进行探测的一种电剖面法。

所谓

三极装置，是指一个供电电极置于无穷远的

装置.如图3所示。

图3

A、M、N、B四个电极位

于同一测线上，以M、N之间的中点作为测点，且AO=BO，MO=NO。

电极C

是两个三极装置共同的无穷远极，一般敷设在测线的中垂线上，与测线之间的距

离大于AO的5倍。

工作中将A、M、N、B四个电极沿测线一起移动，并保持各电

极间的距离不变。

在每个测点上分别测出A、C极供电时的电位差ADUMN和电

流强度I，B、C极供电时的电位差BDUMN和电流强度I，然后按下式求得两

个视电阻率值

因此，联合剖面法有两条视电阻率曲线。

2012年7月6日星期五地点:

北京顺义珠宝屯外树林

实习内容:

电阻率测深法AB（ABmax=1000mMNmax=200mSN向）

1）对称四极法,南北布置测线.移动MNAB,OA/30

2）对称四级电阻率测深：

对称四极剖面法的装置形式如图4所示，A、M、N、B四个电极排列在一条直线上，并且相对于MN的中点O对称分布（图（a））。

一般MN=（1/3-1/5）AB，工作中保持各电极距离不变，四图

4个电极同时移动并使0点位于测点上，逐点观测，按下式

求得值,可得装置系数KAB的表达式:

3.2.1地震勘探工作方法

野外数据采集是地震勘探的重要环节，通过记录激发接受地震波，获得地震勘探的资料，在室内进行资料处理并解释地质构造。

地震勘探野外工作主要分为现场踏勘、野外施工设计、试验及正式生产阶段。

野外工作中的关键是地震勘探采集系统和工作方法，它决定着能否获得高信噪比、高分辨率、高保真度的原始资料。

根据地震勘探所要解决的地质任务，野外分为二维地震勘探和三维地震勘探，三维地震勘探多用于地质条件复杂、构造幅度小、二维勘探无法解决的地区。

相比之下三维勘探的工作量比二维勘探大得多，无论是设备还是人员的配备都大大超过二维勘探，相应于二维勘探组成二维地震队，相应于三维勘探组成三维的地震队。

下面结合本次野外实习简述地震勘探（二维）野外工作方法。

仪器设备：

地震仪（GEODE），检波器，测线，电缆，直流电源，重锤，铁板，触发信号线，锤击延长线，Y型线，输入输出线，转换器，计算机。

3.2.2地震仪器及相关软件介绍

1）GEODE地震仪（Geode轻便地震采集系统）：

图3-1

图3-1.GEODE地震仪

Geode地震采集系统可以根据用户的要求在野外部署成多线多道的观测系统。

Geode是一个道数为3、6、8、12、16或24道的地震数据采集站，中央记录系统可以由一个便携式计算机或一个StrataVisorNZ型地震仪来完成。

Geode地震数据采集站采用了CrystalSemiconductorsigma–deltaA/D转换器和Geometrics专利的过采样技术，实现了24位A/D转换的精度，其畸变小，频带范围宽，体积小，重量轻（3.6kg），低温性能好（-30℃~-70℃）。

可靠性和稳定性好（模数转换24位，频带宽度1.75Hz～20kHz，动态范围在2ms采样24位时大于130dB）。

内置软件排列滚动功能，实时噪音监测显示，检波器和大线性能检测，并培植了多种数据采集、显示、打印、滤波、存储、测试、数据处理和分析软件。

既适应超高频工程调查，又适用低频天然地震监测。

精湛工艺设计和装配保证了该仪器防潮、防震和防尘，高稳定性能，特别适合在恶劣野外地质环境中工作。