北戴河磁法勘探实习报告.docx

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北戴河磁法勘探实习报告

第一章序言…………………………………………………………………………………………1

§1.1实习日期、地点、测区自然及交况……………………………………………………2

§1.2测区地质及地球物理概况………………………………………………………………3

§1.3实习任务及其完成情况…………………………………………………………………4

第二章磁法勘探野外施工技术设计……………………………………………………………3

§2.1实习的地质任务及要求……………………………………………………………………4

§2.2磁测工作技术设计…………………………………………………………………………4

§2.3磁测工作精度要求的确定………………………………………………………………6

第三章磁法勘探数据采集质量检查及评价……………………………………………………6

§3.1施工仪器性能检查及评定………………………………………………………………6

§3.2野外数据采集质量检查及评价…………………………………………………………7

第四章UXO探测及资料处理解释……………………………………………………………………9

§4.1UXO磁测数据的整理及图件编制………………………………………………………9

§4.2UXO磁异常的分析及认识…………………………………………………………………10

第五章辉绿岩体地质调查及资料处理解释……………………………………………………11

§5.1工区野外数据的整理及图示………………………………………………………………11

§5.2磁异常的分析及地质解释…………………………………………………………………12第六章结论与建议…………………………………………………………………………………13

结束语……………………………………………………………………………………13

第6章

参考文献…………………………………………………………………………………13

第一章序言

磁法勘探是应用地球物理学中一个发展和应用最早的方法。

磁法测量可以用来进行大地构造分区，了解覆盖区结晶基底的起伏，研究各种地质构造、圈定侵入岩体，划分不同岩性及岩相区，以及对成矿远景区进行予测等。

磁法在寻找磁铁矿方面的作用，是其它物化探方法和地质方法所不能比拟的。

此外，磁法还在普查油气田中得到了应用，还可利用与磁性矿物共生的关系等来探查多种金属矿床和非金属矿床等。

根据大比例尺磁测的结果和磁法精测剖面，在条件有利的情况下，可以推断磁性地质体的形状、产状、埋深等；估算磁性矿体的体积及其远景储量。

在勘探中，通过研究剩余异常和井中磁异常，可以发现钻孔附近、钻孔之间及深部的磁性盲矿体。

磁法勘探在工程地质、国防探查、地震予报及考古等方面也在发挥其重要作用。

作为一个接受三年地球物理专业培训即将走上工作岗位的物探人，除了掌握课堂理论知识，更应该在实际工作中去提高自己的工作能力，加深对地球物理专业知识的理解和认识。

2012年7月11日——8月14日，我们地球物理学专业学生前往河北省秦皇岛市北戴河进行了为期五周的地球物理专业实习，分别进行了重力、磁法、电法和地震四种方法的野外实习，其中，7月11日——18日，我们在王传雷老师、曲赞老师和祈明松老师的指导下学习了磁法勘探的基本原理、野外数据采集方法、磁法数据处理方法和流程以及数据结果的解释方法，顺利完成了此次磁法实习的任务。

一、实习地点、测区自然交通情况

中国地质大学北戴河实习基地位于秦皇岛市海港区与北戴河区之间，坐落于燕山大学附近，滨临美丽的渤海。

秦皇岛市地处中纬度，属暖温带半湿润大陆性季风气候。

冬无严寒，夏无酷暑，无台风和梅雨，四季分明。

夏季主导风向为南风或西南风，冬季为东北风。

秦皇岛地区风景秀丽，气候宜人，交通便利，公路、铁路、航空和水运发达，海上运输业尤其发达。

秦皇岛市地理位置图如下图所示：

图1-1秦皇岛市地理位置图

秦皇岛市作为我国首批14个沿海开放城市之一，不仅是北方重要的对外贸易港

口，还因为其美丽的自然风景成为国务院批准的全国甲级旅游城市，正是基于这些光环以及位于环渤海经济圈关键区位，秦皇岛市的经济、旅游迅速发展，正逐渐成为拉动中国北方地区经济发展的发动机。

2012年度09级地球物理学教学实习安排在中国地质大学北戴河实习基地周边地区进行。

本次磁法勘探实习的时间安排从2012年7月11日--18日，历时八天，实习内容包括课堂授课、野外实测、室内数据处理与解释、实习报告编写四个环节。

实习的具体地点是中国地质大学北戴河实习基地内的篮球场（主要进行施工仪器性能的检查及评价以及篮球场UXO探测任务）和秦皇岛抚宁县沙锅店工区（主要进行辉绿岩脉普查任务）。

实习区地理位置见图1-2。

图1-2砂锅店工区地理位置图

2、实习任务具体安排

地球物理勘探工作主要包括两大类勘探任务，即工程物探类和资源调查类。

前者主要是指为工程建设探测地下地质构造或者进行地下掩埋物体的地球物理探测的行为；后者主要是指在工区进行地球物理勘探以寻找金属或者油气资源的勘探行为。

由于在当前的地球物理勘探工作中，物探工作者经常会碰到这两类勘探任务，所以这次实习安排两个实习任务：

一个为工程物探类的篮球场UXO探测任务，另一个是资源勘探类的砂锅店工区辉绿岩脉普查任务。

以下是具体任务安排表。

时间安排

教学实习内容

第一天

上午

测区地质、地球物理概况介绍与实习任务下达等（上课）

下午

磁力仪操作训练及仪器性能检查/工作设计讨论

晚自习

磁力仪操作训练工作设计讨论制定

第二天

上午

磁力仪操作训练及仪器性能检查/工作设计讨论

下午

分组汇报工作设计并根据实习任务讨论确定本轮工作设计

晚自习

磁力仪操作训练及仪器性能检查数据整理计算

第三天

上午

浅地表UXO磁法探测

下午

资料整理及图示（讲课）

晚自习

浅地表UXO磁法探测数据整理及图示

第四天

全天

辉绿岩岩体磁法调查

第五天

全天

磁测资料的整理及图示

第六天

全天

磁法勘探教学实习报告编写，实习资料汇总

第七天

全天

磁法勘探教学实习总结交流

第八天

机动

1.2测区地质及地球物理概况

1、任务一测区地质及地球物理概况

砂锅店测区位于石门寨区砂锅店村东边1500m的山坡上，坡度较为平缓，地形变化不大。

地质上属柳江复向斜东部，出露地层主要为下古生界寒武-奥陶系石灰岩，可见早期海洋生物化石；断裂构造以及岩浆活动发育，本次实习主要以岩浆岩辉绿岩脉调查为实习地质任务。

地表有耕作土覆盖（未种植农作物），大部分系第四系土层，工区内围岩以灰岩为主，岩性较单一，且有伟晶岩和第四系坡积物存在。

其中存在燕山期辉绿岩脉，测区山坡一端有辉绿岩脉出露，辉绿岩脉长度大于120m。

了解和掌握工区调查目标及其周围地层岩石岩石的物性是投入物探工作的前提条件和基础工作。

在工区进行磁异常测量前，小组成员对测区内的出露岩石进行磁化率测量，在出露地区选取新鲜岩石测量一系列磁化率数据，经过室内处理得到相关岩石的磁化率表格1-2。

物质类型

辉绿岩

灰岩

第四系土层

磁化率平均值（10-3SI）

22.94

0.0761

4.024

表1-2-1砂锅店工区岩石实测磁化率

我们选择磁法勘探的前提条件是探测目标体与周围物质间是否存在磁性差异，有差异，磁法勘探才有效果。

对照上表，由于辉绿岩与围岩的磁化率存在较大的差异，二种岩体产生的磁异常幅值等特征也具有明显的差异。

故可采用磁法勘探来对辉绿岩体产生的磁异常进行探测，从而获得砂锅店测区内辉绿岩岩脉的赋存状态。

二、任务二测区地质及地球物理概况

实习基地东侧篮球场测区地表覆盖有第四系土壤，地下4—5m以内是砂土以及砂砾石层，在此深度以下是花岗岩为主的基岩。

UXO技术是指使用磁法技术进行掩埋磁性危险物体的调查，此次我们利用教学实习，进行了磁法探测未爆炸弹的物理模拟试验，对炸弹规模与探测深度的关系进行必要的探索。

根据实习指导书提供的往届该测区地球物理场特征可以知道测区内探测目标的磁性比较强，埋深比较浅，场源规模相对较小，场强变化大，磁异常分布范围有限，测区内外的干扰较复杂。

对于以上地质以及地球物理背景，我们在进行UXO探测时应该合理设计测网密度。

探头高度，并注意加强现场记录，以获得能够反映地下物体分布衣细节特征的磁异常。

和任务一一样，我们选择磁法勘探的前提条件是探测目标体与周围物质间是否存在磁性差异，有差异，磁法勘探才有效果。

此外磁性差异越大、探测目标体埋深越小、探测目标体体积越大都会使得异常越大，从而有利于我们进行磁法勘探。

参阅《地球物理学北戴河教学实习指导书》P8页表1-3实习工区部分相关地层、岩性的物性表，经过整理得到以下篮球场UXO探测区有关物质的磁化率表格：

物质类型

10-6SI（k）

物质类型

10-6SI（k）

砂页岩

<140

花岗岩

25—183

水泥构件

600—1200

常见钢铁

50000—120000

第四系土壤

909—1300

石灰岩

3—195

表1-2-2篮球场UXO探测区有关物质的磁化率统计表

对照上表，由于测区内的有关物质的磁化率存在较大的差异，并参照老师课堂讲授的关于炮弹埋深对异常变化幅值影响，故可采用磁法勘探来对篮球场测区进行U

XO探测，获得篮球场UXO探测磁异常数据，并对数据进行分析处理与解释，并最终过的场源平面投映位置图。

1.3实习任务完成情况

本次磁法勘探实习的八天时间内，我随同小组成员团结协作先后完成磁法勘探野外施工技术设计、数据质量检查及评价、篮球场UXO探测及资料处理解释、辉绿岩体地质调查及资料处理解释等工作任务；并且在老师们的指导和小组成员的帮助下，最终独立完成磁法勘探实习报告的编写工作。

对此，我将本次实习任务完成情况整理成下表。

任务

完成情况

质子磁力仪的操作

能独立正确操作仪器、进行异常测量工作

野外工作任务

熟悉磁法野外工作方法、过程，可在小组内完成野外测量工作

室内资料整理

掌握surfer和grapher软件的运用，绘制等值线图、剖面图、平剖图等各种图件

根据相关图件进行磁测资料的地质解释

实习报告编写

独立完成磁法实习报告编写工作、报告内容充实、章节安排合理、整体排版布局美观

表1-3-1磁法勘探实习任务完成情况统计表

篮球场UXO探测

沙锅店辉绿岩体普查

日变观测曲线图

1张

1张

测线、测点整理图

1张

1张

平面等值线图

1张

1张

平面剖面图

1张

1张

精确测线剖面图

无

1张（100测线）

岩石物性参数统计表

1张

1张

推断成果图

1张

1张（未完成）

表1-3-2磁法勘探实习绘制图件情况统计表

在磁法勘探的实习期间，我们小组使用加拿大GEM公司生产的GSM-19T型质子磁力仪完成了仪器噪声水平测试以及仪器一致性评价。

在两类磁法勘探任务中，完成实习基地篮球场工程物探30×14平方米的详测，共计15条测线（线距1m，点距1m）534个测点（含基点14个，检测点85个）的磁测工作；完成大梁山测区资源地质调查70×100平方米的普查，共记8条（含精测剖面测线1条）测线（线距10m，点距2m）339个测点的磁测工作。

通过合理的工作设计及精度控制，圆满完成预期的磁测三级精度要求，磁测数据在设计精度误差内可靠。

经过室内数据整理与地质解释，工程物探发现篮球场测区内8处磁异常，与教师提供考察定位准确。

资源地质调查发现在测区北部赋存辉绿岩燕麦三处，且分布一断层。

在完成磁法勘探任务的基础上，本组的每名同学都在老师的悉心指导下，通过系统的学习、切身的实践，对地球物理勘探的工作设计、仪器操作、工作流程、数据处理、精度分析、图件绘制、分析解释以及报告编写都有了全面而深刻的认识。

在为期八天的实习过程中，我得以将课堂所学习的专业理论知识通过系统的工作设计、仪器操作、数据采集、资料整理和处理、图件绘制、资料分析解释、报告编写等任务进行专门训练，让自己加深了对磁法勘探理论知识的理解，并掌握了磁法勘探的工作流程和工作方法，也形成了自己的工作思路与工作风格，在提高工作能力的同时提升学生的动手能力和专业技能，也让自己能够胜任一定难度的磁法勘探工作。

第二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

项目说明

实习任务

任务类别

任务说明

任务要求

任务目的

任务一：

砂锅店工区辉绿岩脉普查任务

资源勘查类

使用磁法技术进行辉绿岩脉的普查，查明砂锅店工区辉绿岩脉的赋存情况；面积约60×100米2；

设计合理，质量可靠，结果可信,熟悉过程

通过地质资源调查实践，熟悉磁法探测工作的各个过程，培养良好的科学态度和严谨的工作作风，提高实践动手能力。

任务二：

篮球场UXO探测任务

工程物探类

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：

30×14米2；

自主设计，保证质量，结果可靠，定位准确

通过对掩埋铁磁性物体的详查，了解工程物探工作中磁法探测的特点，了解环境干扰对磁异常和磁测工作的影响。

了解同一场源在不同高度上的变化特征。

表2-1-1磁法勘探实习任务说明表

2.2工作比例尺及测网的确定

UXO探测测网布置

此次UXO探测选在实习站篮球场进行，测区面积约为为28m×14m，工区比例齿设计为1:

100,共布置了8条测线，每条测线29个测点，点距1m。

测区简图及测网布置如下图所示（注：

由于纸张大小限制，部分图件未能按比例尺打印）：

砂锅店工区测网布置

为了保证磁测所发现的异常轮廓完整，且此异常周围有一定面积的正常场背景，本次工作的测网面积达到7000㎡；用于工程勘查的磁测比例尺的确定原则为：

测线距应不大于成图比例尺，并保证有一条测线通过最小有意义探测目标体上方。

为了达到该目的，测网密度采用10m×2m，精测剖面的点距为1m。

因此，该工区的比例尺为1：

1000。

测网的布置：

采用基线控制，且基线平行于地质体的走向，并用罗盘确定方向以拉设测绳，测线与基线垂直，它垂直于地质体的走向。

工区内一共设了8条测线，相邻测线的线距为10m，并做了1条精测剖面，点距为1m。

下面两个表格是详细的工作设计。

工作任务

使用磁法技术进行掩埋模拟炸弹等铁磁性危害物体的调查

查明模拟铁磁性危险物体的平面位置并对比验证

测区面积

（30*15）m^2

工作比例尺

1:

100

测网密度

（1*1）m

测线方位

近S-N

精测剖面

略

测线及方位

略

磁测精度设计

三级精度

日变观测

80号测线，50号观测点（工区范围以外约20米地势较为平坦，扰动较少的地方）

定点方式及要求

测点号+测线号（误差不超过10cm）

探头高度

1m

磁测质量

检查方式及要求

（平稳场、异常场、畸变点检查）

平稳场、异常场通过采用相应点观测加以统计，畸变点采用手工平滑的方式，保证每一个畸变点至少有三条磁异常等值线加以标记。

磁性参数

测试方式及要求

现场进行磁性观测的方式测试磁性参数

磁测数据

预处理要求

选用一台仪器作为日变观测站，进行日变校正；

正常梯度、高度校正（本次实习忽略处理）；

正常场校正；

表2-2-1任务一磁测工作设计主要技术

要求一览表

工作任务

使用磁法技术进行辉绿岩脉的普查，查明砂锅店测区辉绿岩脉的赋存情况（辉绿岩脉的走向、规模、埋深等）

测区面积

（60*100）m^2

工作比例尺

1:

1000

测网密度

（10*2）m

测线方位

近S-N

精测剖面

100号测线

测线及方位

NW-SE向（垂直异常体走向，参考实习指导书P53图3-2）

磁测精度设计

三级精度

日变观测

42号测线，60号点（距离工区约20米，扰动较少处）

定点方式及要求

基线确定整体，测点号+测线号（偏移距小于10cm）

探头高度

2m

磁测质量

检查方式及要求

（平稳场、异常场、畸变点检查）

平稳场、异常场各30个检查点，组间比较，保证异常场至少有三条磁异常等值线加以标记，满足三级精度（磁测总误差小于5nT），畸变点采用手工平滑的方式

磁性参数

测试方式及要求

用磁化率现场采样测量，同类岩矿石的物性参数测定数量应该大于30个，测定标本磁性参数的灵敏度要与磁测总精度相适应（即满足三级测量精度），并满足异常解释的需要。

磁测数据

预处理要求

进行日变校正

正常梯度校正,高度校正（由于场地有限，此项校正忽略）

正常场校正

表2-2-2任务二磁测工作设计主要技术要求

根据我们小组的工作设计

图2-1左图为砂锅店工区测线布置图右图为篮球场测线布置图

2.3各项工作精度的确定

磁测工作精度分为1-3级。

各级精度的划分为：

一级精度重复观测的均方误差（M）：

≤±1.0nT

二级精度重复观测的均方误差（M）：

±1.0—2.0nT

三级精度重复观测的均方误差（M）：

±2.0—5.0nT

磁测精度的选择和确定取决于最小有意义的探测目标体所能引起的磁异常强度。

通常确定磁测精度（M）为最小有意义的探测目标体所能引起的磁异常强度的1/5—1/6。

在考虑磁测资料的综合利用时，我们可以适当提高野外实测的磁测精度。

但是磁测精度选择过高，往往会因为数据到不到精度要求使得测量数据作废，若是选择精度过低，通常不能正确反映场源分布细节信息。

因此，应当合理的确定磁测精度。

考虑到本次实习是我们第一次进行野外的磁法实习，所以我们组选择的工作精度是：

三级精度，这样能减少许多工作中不必要的麻烦，保证工作的顺利进行。

相应的，与三级精度对应的磁测误差分配情况如下表所示：

磁测总误差nT

野外观测均方误差,nT

基点、高程及正常场改正误差,nT

总计

操作及点位误差

仪器一致性误差

仪器噪声误差

日变改正误差

总计

正常场改正误差

高程改正误差

总基点改正误差

5

4.36

2.65

2.0

2.0

2.0

2.45

1.0

1.0

2.0

2

1.56

1.1

1.1

0.7

0.5

0.7

1.212

0.7

0.7

1

0.87

0.7

0.3

0.3

0.3

0.497

0.28

0.28

0.3

表2-3-1磁测误差分配表

第三章磁法勘探数据采集质量检查及评价

3.1施工仪器性能检查及评定

1、仪器的噪声水平检测

质子磁力仪本身有一定的噪声，在使用质子磁力仪进行高精度磁测时，必需测定实际工作时仪器的噪声水平。

测定方法如下：

当有三台以上的磁力仪同时工作时，可选择一处磁场平稳而又不受人文干扰场影响的地区，并使探头间距离保持在2m以上，以免探头磁化时互相影响。

而后使这些仪器同时作日变测量，观测时要达到秒一级同步。

此时的地磁场变化对这些仪器观测值的影响是同向的。

而这些仪器各自的噪声对观测值的影响则是无定向的，而且仪器数量愈多，噪声对这些仪器观测值的平均值的影响将趋于零，就可把此平均值视作地磁场的“真值”。

因此可选取100个左右的观测值按下式计算每台仪器的噪声均方根值S。

式中：

为第i时的观测值

与起始观测值

的差值；

为这些仪器同一时间观测差值

的平均值。

N为总观测数。

仪器性能检查是在施工开始之前进行的，因此我们于7月12日上午进行的就是仪器噪声检测的工

作，按照上面的原理开展工作，其中一台作为日边观测站，另外四台进行磁测工作。

在得到每台仪器的数据后，经过数据整理，在Excel软件中编写一个公式即可求出每台仪器的噪声水平，在Grapher中绘制噪声误差统计图，结果如下图所示：

图3-2噪声误差统计图

在Excel软件中，利用均方差公式处理误差数据，获得仪器噪声检测数据如下表。

表3-1仪器噪声检测数据

仪器

仪器噪声均方误差

GSM-19T1号机

0.22462103351

GSM-19T2号机

1.1207605337

GSM-19T3号机

0.28551250639

GSM-19T4号机

0.66847470766

GSM-19T5号机

0.58798935217

三级精度对应的磁测精度要求磁测误差分配到仪器噪声误差为2nT,从表格中可以知道，我们野外工作的五台仪器噪声误差均符合我们选用的三级精度对应的磁测精度要求，可以用这五台磁力仪进行我们的下一步的磁测工作。

2、磁力仪观测均方误差与一致性测定

观测均方误差是操作质量，点位误差，探头高度误差，日变改正误差等各种误差的综合反映，它是评价高精度磁法工作质量的主要指标。

当对仪器的观测误差与一致性进行测定时，要选择浅层干扰较少且无人文干扰场影响地区，并要求测线穿过十余纳特弱磁异常变地区。

在测线上布置50~100个测点，测点作好标记，使参与生产的各台磁力仪（含备用磁力仪）都在这些测点上作往返观测，将观测值进行日变改正后按下式计算每台仪器的观测均方误差。

观测均方误差方式：

式中：

第i点的原始观测与检查观测之差；

n=检查点数，i=1,2,…n；

m=总观测次数，等于各检查点上全部观测次数之和。

根据表2—2的要求判断仪器噪声均方误差、仪器一致性误差是否合格。

不合格的仪器不能投入生产。

我们于7月12日上午在实习基地东侧足球场最先进行的是磁力仪观测均方误差与一致性测定的工作，按照上面的原理开展工作，在足球场中部布置一条闭合测线，四个小组的测量人员按照顺序沿测线进行磁测工作。

最终，共测点43个，在得到每台仪器的数据后，经过数据整理，在excel软件中编写一个公式即可求出磁力仪观测均方误差与一致性测定，结果如下表所示：

表3-2仪器观测均方误差表

项目

1-5

2-2

3-3

4-4

观测均方误差

1.4360658854

0.94778170035

0.96178082144

1.4914450487

利用各小组数据，我们小组绘制以下仪器一致性对比曲线：

图3-1仪器一致性对比曲线

从上图可以看出四个小组一起一致性曲线拟合程度很高，同时参照均方误差表格，我们小组使用的五号仪器均方误差为1.44nT左右，达到我们预先设定的三级精度要求。

结合仪器噪声水平检测结果，可以说明我们的磁力仪性能良好，能够保证下一步的实习磁测工作进行。

3.2野外数据采集质量检查及评价

1．UXO探测数据质量评价

（1）日变观测

日变观测站应该选择在磁场平稳、远离人文设施、进出工区交通方便的地方。

在日变观测仪器探头位置周边1m的空间内，磁场变化应≤0.3nT。

探头位置应以木桩作标记，每次观测时，探头高度应保持一致。

下图为UXO探测的日变观测结果，可以看到日变曲线起伏不定，受外界干扰很大，主要是周围同学身上金属物件及手机的干扰和教学楼后工地各种机械的干扰，