磁法实习报告.docx

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磁法实习报告

本科生实习报告

实习类型生产实习

题目磁法勘探实习报告

学院名称地球物理学院

专业名称勘查技术与工程（石油物探）

学生姓名

学生学号

指导教师李军

实习地点成都理工大学

实习成绩

2015年9月14日-2015年9月20日

第1章前言

磁法勘探是通过观测和分析由岩石、矿石或其他探测对象磁性差异所引起的磁异常，进而研究地质构造和矿产资源或其他探测对象分布规律的一种地球物理勘探方法。

其中探测对象与围岩的磁性差异是磁法勘探的前提条件。

磁法勘探主要用来寻找和勘探有关矿产（如铁矿、铅锌矿等），进行地质填图，研究与油气有关的地质构造及大地构造等问题。

通常可分为以下三个阶段：

⑴接受任务后进行有关资料的收集和分析、实地踏勘和编写工作设计阶段；

⑵野外施工、数据采集阶段；

⑶数据处理、资料解释解释阶段和编写成果报告阶段。

1.1实习时间、地点、要求、目的介绍

本次磁法勘探实习时间为2015年9月14日-2015年9月20日，实习地点为成都理工大学相关场地。

磁法勘探本身是实践性很强的学科，通过课堂学习，学生已初步掌握了其基本理论，但学习磁测工作方法技术及仪器操作尚需通过教学实习来完成，在实习阶段达到以下目的：

⑴巩固加深对课堂理论教学的认识和理解；

⑵初步进行野外工作方法技术的基本训练，理解和熟悉磁法野外工作的全过程，掌握磁异常资料的采集、整理及解释的基本技能；

⑶了解磁测工作设计书的编写方法；

⑷掌握生产报告的编写方法；

⑸培养学生实事求是的科学态度和严肃认真、不怕困难、艰苦朴素的工作作风；⑹加深对磁法理论课程内容的理解与掌握，为即将从事的磁法勘探具体实践打下良好的基础，真正做到理论知识与实际的有机结合，加强专业基本技能的训练；⑺对磁法勘探仪器操作、资料采集、室内资料整理、图件编绘、异常的解释推断及报告的编写等全过程有所了解与掌握。

本次实习要求，即通过本次实习应基本掌握以下内容：

⑴测区、测网和工作比例尺的选择、测网的敷设方法；

⑵磁测精度的确定及保证精度的措施；

⑶磁测野外工作的基本过程：

①仪器性能的检查及调节；

②仪器一致性的检查；

③基点的选择方法；

④基、测点磁场观测方法；

⑤磁性标本物性测试方法。

上述各项要求，也为实习期间讲课内容。

⑷磁测资料的整理与处理过程：

①磁测资料各项改正：

包括日变改正、纬度改正、经度改正、高度改正等内容；

②磁测资料的转换处理：

包括能够利用软件或程序编制进行磁测资料的滤波、延拓、求导等资料处理；

⑸磁测资料的解释及成果报告编写。

1.2影响磁测工作的因素

实习区周围有公路、建筑物、交通路灯和高压线等人文干扰，对磁场值的观测有所影响，不利于达到本次磁法勘探实习的目的。

实习第一阶段由于下雨，造成路面较湿，测区表层黏土质疏松，不利于野外测量工作。

因此，我们在野外作业时，尽量去克服这些不利因素，在磁测时应尽量远离干扰源，从而削弱对野外实测数据的影响。

1.3实习工作量及完成情况

本次相关工作安排如下：

表1-1实习安排一览表

时间

课程内容

地点

周日（9.13）

上午

教室9B206

下午

晚上

理论授课：

实习任务与目标、实习内容、实习技术设计书编写

周一（9.14）

上午

踏勘（各组长）、技术设计编写

场地、教室9B206

下午

仪器认识、仪器标定

晚上

仪器标定数据整理

周二（9.15）

上午

理论授课：

1、2节野外测量方法；

3、4节课场地确立基点

场地、教室9B206

下午

野外测量

晚上

资料整理

周三（9.16）

上午

野外测量

场地、教室9B206

下午

标本测量

晚上

资料整理

周四（9.17）

上午

理论授课：

1、2节授课资料整理方法

场地、教室9B206

下午

理论授课：

7、8节标本测试计算方法

晚上

预处理做图

周五（9.18）

上午

理论授课：

3、4节数据处理要求与作图方法

场地、教室9B206

下午

理论授课：

7、8节如何进行报告编写

晚上

答疑与现场考核

周六（9.19）

上午

报告编写

教室9B206

下午

报告编写

晚上

报告编写

周日（9.20）

上午

报告编写

教室9B206

下午

报告编写

晚上

报告编写

第2章磁法勘探野外施工技术设计

2.1实习的地质任务及要求

本次磁法勘探实习有任务：

1）使用磁法技术进行掩埋铁磁性物体的详查，查明铁磁性物体的平面位置；面积为80*50m2；

要求：

各小组分别设计，质量可靠，结果可信，小组每一位组员都要进行数据测试，并熟悉其过程。

实习结束后，各小组需完成实习工区UXO磁法探测，并用Surfer软件绘制实习工区磁异常平面等值线图，并通过分析此图最终基本探明掩埋铁磁性物体的平面位置（个别物体位置有偏差）；

2）学会使用质子磁力仪器进行测试标本

要求：

每位组员都必须至少测试一组标本数据，并掌握标本测试的方法要点。

2.2磁测工作技术设计

2.2.1测区、比例尺选择要求及测网设计原则

测区的选择要求：

测区轮廓完整；含控制区和调查区；含少量已知区和验证区。

比例尺的选择要求：

区调中小比例尺为10万到20万，大比例尺为5万到2.5万；普查比例尺应相当于相应地质比例尺或大一倍，主要为2.5万到5千；详查比例尺大于5千。

测网设计原则：

区调与普查应保证体现最小异常为原则，测线距不大于比例尺1厘米的长度，保证最小意义的异常有测线经过，详查必须保证观测结果能反映异常细节，测网尽量规则。

2.2.2基点选址

基点应选在方便工作、远离工业设施、可长期保存的平稳的场处，即在半径2m、高差1m的范围内，磁场变化不超过工作精度的1/5（高精度）或1/3（低精度）。

具体做法是：

选定一点及其四方位2m远处各一点，逐点测量，然后在这五点上抬高或降低仪器探头高度，重复观测，只要观测的极值之差符合要求，即可在中心点打下标志桩，选定为基点。

根据工区的大小及磁测效率、精度的需要，磁测基点有总、主、分基点之分，对于机械式磁力仪需进行基点联测，而对于质子磁力仪，由于其测定是磁场绝对值，只要在联测的各点上重复观测，去掉日变后，即可求出各基点之间的联系。

2.2.3专门剖面与专项工作的设计

1）在所有正式面积性工作中，必须设计典型剖面。

典型剖面应布置在能概括反映区内不同地层、火成岩、构造和矿产的地方。

并最好能与已有地质剖面重合。

剖面的数量由地质情况的复杂程度和磁场变化情况以及工作任务确定。

长度应大于地质情况已知地段的宽度，观测点距可仅据需要而定、以能取得不同地质体上的详细对比资料为原则。

观测精度应适当提高。

2）当需要对异常作定量推断时。

必须设计精测剖面。

精测剖面应布置在最能反映异常特征。

最少于扰．最利于进行定量计算的地方，并尽可能与已有勘探线重合成通过已有探矿工程。

剖面应是直线．其方向应垂直于异常走向或通过异常的正负极值点。

剖面数量应视异常情况而定，剖面长度要使两端出现正常场。

剖面点距和精度要求据定量推断的需要确定。

3）应根据工作需要设计“微磁测量”，配合地质填图，研究构造，确定隐伏矿化的地表标志，研究接触带热作用过程以及浮土的磁不均匀性等，微磁测量工作应在主区合理布置，既要布置在已知情况较多的典型地段，也应包括需要研究解决地质问题的地段，其数量视需要而定。

微磁测区取正方形，有两个边平行南北方向，在研究有明显走向的杂岩时也可使用垂直于走向的矩形面积。

微磁测区必须使用较密的测网，使观测结果反映出表征研究对象的磁测精细结构及其典型统计特征量。

2.2.4磁参数测定工作

1）高精度磁测工作均需进行磁性参数调查。

尤其根据地质—地球物理模型进行间接找矿时，对磁参数的调查了解必须更为广泛和深入地进行。

2）应根据磁参数的研究任务，结合工作地区的地质条件及岩（矿）石磁性强弱选择合适的磁参数测定方法，并按每个异常都应解释和交待的原则确定标本采集点的分布，要求采集新鲜的岩、矿石标本。

每类岩石标本不少于30块，按测定方法的要求，确定标本的大小、规格，提出进行岩矿鉴定、化学分析等补充研究的方案。

当具有已知地质断面和相当的磁异常曲线，该曲线又能以计算磁性地质体的总有效磁化强度时，要尽可能通过反演计算求出磁性地质体的总有效磁化强度。

3）磁参数的测定灵敏度应不低于10-5SI。

2.2.5生产技术试验工作

1）在新区开工生产前的技术试验内容一般有：

①查明有代表性的磁场特征，包括强度、范围、梯度变化等等，以检查工作精度、磁参量及测网密度的选择是否合理；②查明某些重要干扰因素的大小和特征，了解消除或分辨干扰的可能性，确定信噪比；③检查仪器设备的工作性能；④要在测区内几个不同的典型地段，作3～4个高度（如0．5、1、2、4m）的磁测试验，仔细研究表层磁性不均匀的影响．以此作为选择最佳探头高度的依据。

探头最佳观测高度一经确定，必需在全测区内保持不变，其误差不应超过探头高度的十分之一。

2）当生产过程中出现设计未曾料到的地质情况，必须修改设计规定的方法技术方案时，或是为了选择解释推断方法或摸索成果解释的经验，应分别进行技术试验或专题试验．以便确定新的方法技术方案和搞清某些异常特征和规律。

3）试验工作的各项质量要求，一般应根据需要采用较高的观测精度、测量较多的磁参量，较密的观测点距并在不同观测高度上进行，只有取得内容丰富，高质量的试验结果，才能使进一步工作在可靠的基础上进行。

2.2.6物性测试方法

了解和掌握磁测工区的岩（矿）石磁性参数，是磁法勘探的一项基本工作。

测定物性的仪器类型和方法很多，在野外条件下测定标本磁性参数的方法主要是用垂直磁称测定标本磁性和用质子磁力仪测定标本磁性，本次实习是利用质子磁力仪测定标本磁性。

1）垂直磁称测定标本磁性

利用垂直磁称测定标本磁性时，按标本相对于磁系的放置位置不同，可分为高斯第一位置和高斯第二位置磁性测定。

前者（标本中心与磁系中心位于同一铅垂线上，处于仪器下方，如图2-2-1）适用于强磁性标本测定，一般可测磁化强度大于

；后者（标本中心处于磁系旋转轴的延长线上，即南或北，此时磁系中心处于标本受地磁场垂直分量Z0磁化的某个垂直轴向偶极子的中垂线上，如图2-2-2）用于弱磁性标本测定，可测

的磁性。

图2-2-1高斯第一位置图2-2-2高斯第二位置

垂直磁称测定标本磁性原理，以高斯第一位置（图2-2-1）为例。

（2-2-1）

得出

（2-2-2）

（2-2-3）

其中

，

联合求解得到：

磁化率和剩余磁化强度。

（2-2-4）

高斯第二位置同理。

2）质子磁力仪测定标本磁性

用质子磁力仪测定岩石标本磁性时，其测定装置见图2-2-3。

探头轴向置于南北方向，标本盒放在一个无磁性合页板的倾斜版面上，倾斜版面的倾角应与当地地磁倾角I0一致，倾斜面朝北，置于探头轴向两侧东和西，使标本盒中心与仪器探头的中心在同一水平面上。

显然，此装置同于高斯第一位置测定法。

但此时标本测量轴受地磁场T0（而非Z0）磁化。

磁性标本产生的磁感强度（设为ΔT）可用均匀磁化的磁偶极子的磁感强度公式求得

（2-2-5）

图2-2-3质子磁力仪测定标本磁性装置图

设三个对称对面观测结果为：

（2-2-6）

（2-2-7）

（2-2-8）

ΔT1+ΔT2+ΔT3+ΔT4+ΔT5+ΔT6=

=T1+T2+T3+T4+T5+T6-6T0

=T1+T2+T3+T4+T5+T6-6T0（2-2-9）

求得磁化率

（2-2-10）

同样可求出剩余磁化强度：

（2-2-11）

（2-2-12）

（2-2-13）

（2-2-14）

可求出：

磁偏角

（2-2-15）

磁倾角

（2-2-16）

3）质子磁力仪测定标本步骤

⑴场址选择和仪器设置，选一磁场平稳、无干扰的地点，架好仪器及探头。

用仪器的线号设臵标本号，用仪器的线点号设臵点号分别读取标号为1、2、3、4、5、6六个面的磁场值，如第一块标本的第一面至第六面的六个读数分别为101、102、103、104、105、106.实际测量时还可以在臵标本前和去标本后各读一次读数，分别记为100和107，通常根据这两个值的变化来确定测量的有效性和正常值；

⑵标本架的安置，测量时根据标本的磁性强弱调整标本盒中心与探头中心的距离（不小于15厘米），一般标本应产生的场强大于1纳特；

⑶标本装盒，将标本放入标本盒内，用碎布塞紧，并注意使标本中心与盒中心重合，对于定向标本，应使其方向与盒子设计方向一致；

⑷观测，放标本前先检查读数X00，测量盒中心至探头中心位臵的距离，依次读取X01至X06，去标本，再次读X07；

⑸测定标本体积，用量筒排水法测量标本的体积；

⑹测量精度要求，距离量准到0.2厘米，体积量准到5立方厘米；

⑺参数计算。

4）采集标本时

⑴标本采集，按异常的解释和交待需要设计标本采集点；每类岩石标本绝对数量不少于30块，按测定方法的要求确定标本的大小，规格；

⑵标本测定精度，磁参数的测定灵敏度不低于10-5SI；

⑶标本采集原则，①应采集岩（矿）石的基岩露头或钻井的岩芯；②各类岩（矿）石标本采集数量一般不能少于30块；③采集点要均匀分布；④标本形状尽可能为等轴状（或立方体），体积应以

cm3为宜；⑤为了研究岩（矿）石剩余磁化强度的大小和方向，需要采集定向标本，也就是要确定标本在原露头上的空间位臵。

2.3磁测工作质量保障措施

2.3.1仪器介绍

本次实习所用仪器为ENVI-MAG磁力仪，仪器系统如图2-2-4所示，其中包括仪器主机、探头、探杆、充电器、电缆和背架。

1）奇异键盘的认识

本仪器界面键盘共有19个，为了易于操作，其中两个最常用的键分别安置在仪器面板的右侧和左侧，即开始/停止“START/STOP”键和记录键“RECORD”，有些键还有三重功能，各种功能体现在不同工作进程有关。

图2-2-4NVI-MAG磁力仪系统

2）各键的功能

：

开启和关闭仪器，若仪器在测量期间按动此键，就会中断测量并且当前显示的数据不予记录；

：

开始或停止某种操作，例如数据采集回放、查看数据等。

当仪器处于文字信息显示状态时，该键可作为“backspace”键来删除输入内容；

：

进入各种状态设置显示，所显示的设置菜单随当前的显示屏内容而定，只要按动此键就会出现所处的设置状态；

：

竟然该辅助功能键完成下述功能：

设定液晶显示屏的亮度；锁定所设置的参数；数据的输出；重新编制主系统软件；

：

上下左右移动光标；

：

键盘上有两个类似的键，分别位于面板左下角和右下角处，功能相同：

打开和关闭设置状态期间的各项参数的选择范围；打开和关闭图形显示期间绘图比例因子的选择范围；在连续行走测量方式下选择做标记的速率；

：

按此键可以从当前退回上一级菜单，最上一级菜单总是主操作菜单显示，按此键还可以中断数据输出；

：

按此键进入信息显示，在总磁场测量状态下它具有不同功能：

在基本状态下和搜索状态下可进入帮助菜单显示，高级状态下，它具有下述功能：

设置日期与时间；输入仪器号和工作号以及操作员识别；查看内存；

：

键盘上有两个类似的键，分布位于面板左右两侧，其功能如下：

按也顺序滚动全部数据显示；按也顺序滚动全部图形数据；将光标从当前页进入到下一页；进入文字显示期间，将光标依次顺着字符移动；

：

进入文字显示，功能如下：

利用所选择的读数可进入五种普通的重复记录信息；利用特殊的读数进入记录的唯一信息；

：

只限于数据采集期间对数字和图形数据显示做标记用；

：

回访浏览数据显示选择：

显示所要回访浏览数据的类型；设置所要方位浏览数据的开始位置点号及时间；

：

对所测量到的数据进行手动记录并提示内存容量；

：

在进行连接点测量时，该键的作用如同START键，即测量键，该键只要在进行测线观测过程中遇到连线结点时测量用，并还在利用上述连结点的数据进行循环状态日变校正时用。

：

具有向前或向后反复滚动菜单表的功能：

给数字加符号；在回访浏览所测数据期间可按某条测线显示数据；在显示图形时可进行比例尺的选择；在进行逐点测量时可增加或减小点线号；

：

同时按下这连个键可以进行冷启动操作，使仪器重新回到出厂时的参数设置。

：

同时按下这两个键，可以完成下述功能：

在总磁场（MAG）测量方式、甚低频（VLF）测量方式和总场；在总场测量方式下，从三种测量状态中任意选一种，例如基本状态（basic）、搜索状态（search）、或高级状态（advance）。

3）ENVI-MAG磁力仪基本操作

⑴为了使仪器能用于不同目的测量，在工作之前首先同时按下“SETUP”和“ON”两个键。

使仪器进入特征菜单选择显示，选择按下“1”、“2”、“3”键，完成测量状态选择，目前ENVI系统只能测量总磁场和磁场梯度，所以只有选择“1”；

⑵按出现磁力仪工作状态特征菜单提示，选择“1”-“6”键的其中的一个键，1-3键为基本状态，4-6键为高级状态；

⑶面以高级状态的菜单显示中出现的各种参数、功能加以提示说明，当屏幕出现菜单后，屏幕上MAG表示将要进行的磁测类型，如果按动“START”键，可开始测量。

操作者在测量前可通过“NEXT”键改变光标的位置，将要测量的测线号、测点号、点线号的增量等按改变提示输入。

在测量开始前，还要进行某些必要的信息输入:

①仪器功能设置，按“SETUP”键便出现仪器功能设置显示按提示进行操作：

AUTOST。

INC（自动点增量），LINKREC/START（联接、记录和测量）该功能在选择“NO”时失效，选择“YES”时发挥作用，省略手动按“START”，但在逐点观测时不用，仅用于两次以上点的重复测量，CYCLEREPEAT（重复读数）确定在Duration参数项确定的时间内，CYCLEDELAY（延迟），ERASEMEMORY（清除内存），HEATER（加热器）在外界温度低于-15o时，给系统加热；②磁测功能设置，MODE（测量方式）可通过“＋”或“－”来完成，DUR（测量持续时间）也可通过“＋”或“－”来实现。

TUNEFIELD（调谐场）输入所在测区的正常场值。

AUTOTUNE（自动调谐）利用“YES”“NO”来控制，BASECORRECT为进行日变观测效正，TIECORRECT（重复点效正），REMOTE（遥控），CYCLETIME（日变读数间隔），CHARTSCALE（绘图比例尺），TIEMODE（连结状态），AUTORECORD（自动记录）在日变观测时须使该功能处于“YES”。

⑷以上各项参数选择好后，按“ESCAPE”返回测量菜单，按“START/”可开始测量。

2.3.2磁测精度设计

磁测精度是衡量野外磁异常观测质量的主要标志，也是确定野外工作方法技术的依据，同时决定了工效和成本。

1）磁测的均方误差

（2-3-1）

2）平均相对误差

（2-3-2）

（2-3-3）3）精度评价原则

一般在区调中以有意义的弱异常的1/5至1/6来确定，详查则根据异常特征和所需等值线间隔来确定。

磁测精度分为如下三级：

①高精度，均方误差≤5nT；②中精度，均方误差6~15nT；③低精度，均方误差>15nT。

其中均方误差小于2nT的高精度磁测，定为特高精度磁测，大于三倍均方误差的异常是可信的，等值线的间距不得小于三倍均方误差。

2.3.3干扰措施排除方法

1）尽量选择远离街道，僻静，人少的野外进行测量，以免造成噪声影响；

2）测磁小组在工作的时候，每个人身上都不可以携带金属物品，以免造成误差；

3）在仪器噪声水平测试的时候，我们尽量离仪器远一点，以免输出的数据会有跳跃性波动；

4）不能选择牲畜频繁出现的山区作为观测地带。

第三章磁法勘探数据采集及质量评价

3.1仪器性能标定

3.1.1仪器一致性检查

在工区内外场变化有十余nT的地方，选择50~100个点，各台仪器依次闭合观测三次以上，按（3-1-1）式计算出一致性均方差。

要求其小于或等于二分之一的总均方差。

（3-1-1）

式中，m为仪器台数；n为每台仪器的的观测点数；

为第j号仪器在第i号测点的观测值；

为第i号测点上所有仪器观测值的平均值。

磁力仪仪器一致性测试曲线见图3-1-1。

图3-3-11~3号磁力仪仪器一致性测试曲线

3.1.2水平噪声检查

在工区内选磁场平稳、不受人文干扰影响的地方，将待标定的仪器相距20米放置。

采用日变观测方法同步（误差小于1s）观测，将地磁场日变化作为外场变化，读取100个左右的观测值进行计算。

计算公式为：

（3-1-2）

式中，

为某台仪器第i时刻的观测值与其起始观测值之差；

为所有仪器第i时刻的观测值与其起始观测值之差的平均值；n为观测总点数。

磁力仪水平噪声测定曲线如图3-1-2所示。

图3-1-21~4号磁力仪噪声测试曲线

图3-1-3磁力仪标定结果

经检测，由于测量的时候有人为干扰，比如有同学在仪器附近走走停停，所以在测量的时候有一些异常的跳动。

但是整体而言，仪器的性能与精度是没有问题的。

3．2野外数据采集及系统质量检查

3.2.1野外数据采集

1）基、测点观测

⑴每个闭合观测单元的观测，必须始于校正点。

终于校正扫点。

长剖面工作，如一天内不能结束工作并回到校正点进行观测，须在当日观测的剖面末端设2～3个连接点，次日观测从重复各连接点的观测开始，并于剖面观测结束后回到校正点观测。

当在校正点上的前后两次读数经日变改正后的差值超过两倍观测均方误差时，则全闭合观测单元工作量报废，并查明仪器不正常的原因；

⑵测点观测时应严格遵守下列要求，并随时注意观测结果的变化，及时采取妥善的处理措施，包括：

①进行测点观测时，一般作单次观测即可满足精度要求；②观测时，观测人员必须“去磁”即不能带小刀、发卡、皮带扣、鞋扣等磁性物品，必须携带的磁性物件和其它有磁性的设备应离开测点一定距离。

这个距离可以通过试验确定，以不影响观测结果为原则；③观测时应保证点位正确，同时每次观测时探头的高度均应保持一致；④观测时如遇有事故（如仪器受震），仪器性能可能发生突然变化时，应即回到震前测过的几个测点（点位要正确）上作重复观测，必要对应回到校正点上作重复现测，以检查仪器性能，当确认仪器性能正常后，方可继续观测。

2）总磁场梯度观测

用质子磁力仪进行垂直或水平梯度观测时应按设计书及以下要求执行：

⑴尽量缩短两次磁场测定时间，同一对数据要求两秒内完成；

⑵进行垂向梯度测量时，两探头的联线不能偏离垂线10°。

进行水平梯度测量时，两探头的联线不能偏离水平线10°，其沿测线的方位误差不大于10°；

⑶在弱缓异常上，要选择合适的探头间距离△h和△X，使磁梯度异常峰值处两探头所测磁场值之差为设计允许误差的十倍以上；

3）日变观测

⑴对日变观测仪器及观测方法的要求：

①应在投入生产的同类型仪器中挑选性能最好的磁力仪进行日变观测。

采样间隔应符合对日变改正误差的要求；②每个日变站的T。

值一经选定，不应变动；

⑵每个日变站可控制的磁测范围，需经试验确定（见附录B）。

当测区地电结构有较大差异时，应按地电结构的不同，分区设立日变站，或在开工前，于地电结构不同的各个地区同时进行精密日变观测，若证实各站间的差异不大时，才可扩大日变站的控制范围。

在进行日变观测期间要注意