地球物理勘探儀器報告

現(xiàn)代地球物廠課程報告姓名:xx班級：xxxx學(xué)號：xxx指導(dǎo)老師：xxx20xx年xx月第一章地下水勘探的地球物理前提地下水正在成為一種越來越重要的資源，而利用一般的鉆探，水文等領(lǐng)域的方法找水存在成本高，效果不理想等問題。而通過地球物理勘探方法尋找地下水則是費省效宏的找水方法。它可以更好地定位地下水的位置，形態(tài)，提高找水的效率，節(jié)約成本，具有其他方法不具備的優(yōu)越性。以研究不同物理場空間分布規(guī)律為基礎(chǔ)的各種物探方法種類繁多,通常我們主要應(yīng)用以巖石導(dǎo)電性差異為基礎(chǔ)的地面電阻率法、井中電阻率測井法;以巖石激電性差異為基礎(chǔ)的激發(fā)極化法;以巖石自然激電性差異為基礎(chǔ)的聲頻大地電場法和以巖石磁性差異為基礎(chǔ)的磁法等綜合物探方法（如表1-）1表1-主1要水文物探方法的分類及應(yīng)用范圍更料特的性腐方法定林雇用皰圍地曲擊被動源自然電將法棵刮以下水沈向盤地下京與她上水訪補處美蒙、火生層快需水分布琶國聲姬把貼電椅法粗犯裝腔接晶帶、枸遺威珅帶主都通觸利深*劃分逅齊平整住、屋里舍木層序虎、埋渾；擇跑在基地冊,查明杓建.風(fēng)牝殼厚度E四定地下熱水需用，劃分成汰卡分界錢電新面法脫昏剖面法逢索新就就畔帶，葬翻舞底層長，青我士耳道，蛆索各料由他MfttfiWt地句偉班林尊曲，查明若海發(fā)育帶對林皆域翻畫法中間捧旗法高密度電阻率法探蚪巖溶發(fā)貨帶，世需新魏構(gòu)選.劃分皂展服發(fā)械出法律刮停軌肘確定含水巖層瑰源、厚度亂分布.科儲水量it擰史*增相主動源電阻率測并對分船舁御國展定*名電想率泰毅,現(xiàn)走舍卡展明州分成淡水分界面祺嘮謾日航電位刮井審定港速層.劃分威說水界面，粘計地下水電瑯隼熱聞界就物源溫度測井提副熱水壓?測定點溫梯度，騙里井內(nèi)出水拉篁地法被動沒池面碰制哥克應(yīng)球的薨撼城蠕，尋挑其赤房姓裂棄的出質(zhì)咻，迫小圍定M水花崗東風(fēng)牝裂押帶和斷息武拜舉各類物探方法,尤其是地面物探方法,都是通過觀測地下地質(zhì)體在地面產(chǎn)生的物理場空間分布規(guī)律來推斷地質(zhì)情況,達到地質(zhì)勘探的目的,這比用肉眼觀察推斷,比鉆探手段了解地層深部構(gòu)造來說,顯然具有透視性、效率高和成本低的特點。[1]第二章地下水勘探的地球物理儀器可控源音頻大地電磁法（）是一種有效的地下深部資源勘探方法，采用人工場源可以克服天然場源信號微弱的缺點，但是波的非平面波特性決定了處理資料時的復(fù)雜性。當(dāng)發(fā)射距是探測深度的?5倍，高頻時非平面波可以近似地看作平面波，低頻時則會出現(xiàn)電阻率隨頻率降低而在雙對數(shù)坐標(biāo)圖上呈45°上升的近場效應(yīng)，因此須作近場改正，校正后的數(shù)據(jù)可看作為平面波產(chǎn)生的結(jié)果，然后再采用用的方法來分析。所以，的反演方法原則上都可用來做近場校正后的反演。如不作平面波校正的反演，其有效數(shù)據(jù)只能取遠場的值，而對于近場甚至過渡場的資料都要摒棄不用，這將造成較大的浪費。由于現(xiàn)有儀器分段分時的工作方式使得其觀測精度受不同排列觀測條件差異的影響。為了提高測量精度和效率，研制了一種實現(xiàn)整條測線多點同步觀測的分布式電磁探測系統(tǒng)第三章儀器的基本工作原理和組成、工作原理分布式電磁探測系統(tǒng)主要采用CSAMT法標(biāo)量測量的工作原理通過沿一定方向設(shè)為方向布置的接地導(dǎo)線向地下供入某一音頻諧變電流在其一側(cè)或兩側(cè)張角的扇形區(qū)域內(nèi)沿與發(fā)射平行的方向布置測線；分布式接收機同時布置在一條測線上，所有測點同步觀測相應(yīng)頻率的電場分量和與之正交的磁場分量。根據(jù)公式（1）、（2）計算卡尼亞視電阻率和阻抗相位：中工子Eo（2）式中：i?,Iy和①，（分別為，的振幅和相位；p為大地的磁導(dǎo)率;3=np為角頻率。在音頻段內(nèi)逐次改變供電和測量的頻率，便可測出視電阻率和阻抗相位隨頻率的變化曲線，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理及反演，獲得反映地下結(jié)構(gòu)的地電斷面資料。

分布式電磁探測系統(tǒng)的另一個輔助測量功能是激發(fā)極化法。分布式接收系統(tǒng)固定布置在測線上，通過沿測線逐點切換供電A極位置實現(xiàn)三極裝置的激電測深，移動發(fā)射源至測區(qū)實現(xiàn)中梯裝置激電剖面測量，激電法除提供淺部視極化率異常外，獲取的淺部直流電阻率信息可為CSAMT勘探參數(shù)的設(shè)計及深部電阻率的反演提供參考和約束條件。分布式電磁探測系統(tǒng)工作原理如圖1所示。M川M川佻心.嘴I中旗港電

發(fā)射源、儀器的組成分布式電磁探測系統(tǒng)由級聯(lián)式大功率發(fā)射系統(tǒng)和分布式多通道接收系統(tǒng)組成。其主要技術(shù)指標(biāo)如下：發(fā)射電流最大A；發(fā)射頻率為?Hz；動態(tài)范圍大于dB；采樣頻率最高；同步精度為土四s；總通道數(shù)為；通道誤差幅度＜V,相位＜°（標(biāo)定前，輸入信號幅度1V）。級聯(lián)式大功率發(fā)射系統(tǒng)由發(fā)電機、直流電源、逆變橋路、電流檢測裝置及控制器組成。發(fā)電機輸出的三相交流經(jīng)過整流、濾波后送入半橋電路進行逆變,逆變后交流信號通過功率變壓器調(diào)壓，最后再經(jīng)過全波整流、濾波，輸出直流電壓提供給IGBT全橋變換電路。圖分布式多通道電磁探測接收系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖分布式多通道電磁探測接收系統(tǒng)由1個主控站和多個采集站組成，之間通過有線或無線通訊的方式實現(xiàn)連接，主控站配置了5個數(shù)據(jù)采集通道，可同時測量3個磁場和2個電場。每個采集站有2個電場或磁場的測量通道，每通道使用1片獨立的24位A/D轉(zhuǎn)換器，通過GPS實時校正恒溫晶振輸出產(chǎn)生高精度的同步時鐘，保證主控站及所有采集站與發(fā)射系統(tǒng)時刻保持同步。采集站在主控站的控制下實現(xiàn)系統(tǒng)測試、參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)上傳等功能，原始數(shù)據(jù)本地保存。主控站和多臺采集站可同時布設(shè)在一條乃至多條測線上，實現(xiàn)同時觀測。分布式接收系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖3所示。[3]第四章應(yīng)用實例以吉林松江河深部地下水資源勘查為例，在吉林省松江河鎮(zhèn)果松山地區(qū)開展了深部地下水資源勘查。測區(qū)距長白山80余km,為典型的火山地貌區(qū)域，由一系列北東向的山脈和寬緩的山間盆地組成。地勢東南高，西北低，地形起伏大，平均海拔m左右。表層被松散巖類沖洪積物和第四系玄武巖覆蓋,區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造、水系發(fā)育,巖層電阻率受含水裂隙發(fā)育狀況影響較大?？辈榉椒ú捎每煽卦匆纛l大地電磁法和時間域激電法。在1號線及其旁側(cè)進行了3條測線的中梯激電測量，供電極距m,接收極距m,供電電流A,周期s。激電測量結(jié)果表明：該區(qū)域無明顯激發(fā)極化異常,背景視極化率很低,淺地表電阻率西高東低，與該地區(qū)地質(zhì)特征相符。直流電阻率值的測定為CSAMT參數(shù)設(shè)計提供了參考。在、、號測線進行了法測量，供電極距km,發(fā)射系統(tǒng)采用兩級級聯(lián)，供電電壓?V,供電電流?A,收發(fā)距7?km,接收系統(tǒng)采用1個主控站和8個采集站進行分布式觀測，接收極距50m,一次覆蓋測線長度為900m。在相同測線上采用6通道進行測量，每個排列長度250m,整條測線分4段分時測量，獲得對比數(shù)據(jù)。測量時,2種儀器系統(tǒng)采用的測點和供電點位完全相同。測區(qū)位于采石場和村莊附近,主要電磁干擾來自電力線。結(jié)論根據(jù)應(yīng)用實例可以發(fā)現(xiàn)分布式電磁探測系統(tǒng)具有以下特點：1)針對外界噪聲具有的時變性，分布式電磁探測系統(tǒng)采用多個采集站一次性布設(shè)在一條測線上，多點同步觀測，克服了傳統(tǒng)單機分時測量帶來的精度問題，提高了分辨率和工作效率。2)外界噪聲具有區(qū)域性，同時測量使得不同測點的采集數(shù)據(jù)中具有相同的噪聲成分，只會影響反演參數(shù)的絕對量值，不影響橫向相對異常的判斷。3)CSAMT具有勘探深度大、分辨低阻能力強的優(yōu)點。在吉林松江河地區(qū)成功預(yù)測了深部地下水資源的有利賦存位置，是尋找地?zé)豳Y源的有效勘查手段。參考文獻龍凡勘探地球物理在地下水探測中的研究中國地球物理學(xué)會國家安全地球物理專業(yè)委員會.國家安全工程地球物理研究——第二屆國家安全地球物理