固体地球物理概论报告

第一篇：固体地球物理概论报告

固体地球物理概论结课报告

学

号：20111004124

班级序号：015112

姓

名:张虎

指导教师：胡正旺

地球物理学是以地球为研究对象,研究地球的各种物理现象，以及这些现象与地球运动、地球各层圈结构构造、地球物质的分布及迁移的关系的学科。

地球物理学最早是物理学的一个分支。广义上说，地球物理研究的领域涉及天体物理学、地质构造物理学、大地测量学、海洋物理学、大气物理学、空间物理学等。狭义上说，地球物理学指的是固体地球物理学，即以研究地球的各种物理特征与地球运动、地球内部结构构造、地球内部物质成分及其分布等关系的学科。

固体地球物理学概论又主要研究以下几个方面：

（1）重力学

地球的形状、重力场的变化、物质密度的变化与分布等等

（2）地磁学

地磁场的分布和变化、地磁场的起源、地磁场的演变等等

（3）地震学

地震发生机制与震源分布、地震波类型与传播、地震预报等等

（4）地热学

地温场的分布和变化、地热源及其分布，地热的传播等等

（5）地电学

地球电磁感应特征和变化、地电结构等等

固体地球物理概论研究思路与方法：（1）、根据地面或空中的资料和信息，了解地球深部情况；（2）、地球物理方法反演的多解性：正演问题、反演问题、精度问题（3）、地球物理方法的间接性问题（4）、建模与简化：就是以数学公式或数值形式表征地球某种性质或规律，它是对复杂研究客体的合理抽象和简化，从而更能反映客体的内在本质。

（5）、地球物理学初值和边值的约束作用：现在的地球为地球演化提供了一个作为初值（终值）的时间条件，而地面观测又为地球内部的物理过程提供了一个边界条件。

地球化学与固体地球物理的研究思路与方法的联系与差别，研究思路：（1）在搜集前人的资料的基础上，提出问题，再进行野外调查；

（2）资料及样品的分析、检验；

（3）推理与模式的建立；

（4）模式的验证。

但是，地球物理的数据采集大多是在野外就采集完成，地球化学则是先在室外采样，回来后再在实验室分析得来。

研究方法：地球物理方法多为间接法，通过测量电、磁、重力、地震等来间接分析物质的组成、结构构造等性质；而地球化学多为直接法，通过对样品化学组成的分析推测地球及部分天体的化学组成、化学作用及化学演化，这是最大的差别。但二者都以野外工作为主，再进行室内研究，辅以实验模拟与数字模拟。

四种地球物理场

1、重力

地球重力由两部分组成，地球上任何一个物体，都同时受到地球的引力F和因随地球自转而产生的惯性离心力C的作用。

由牛顿万有引力定律，有物体m所受万有引力及物体所受的惯性离心力，两者的矢量合为重力，即

将物体质量去除其所受重力，可得单位质量所受到的重力--重力场。

在地球物理学中所称的重力就是指重力场强度，重力场强度实际上就是重力加速度。

显然，由于惯性离心力的作用，地球形状、内部密度等原因，地球重力是变化的，且总体有随纬度变化的特征。两极处最大，赤道处最小，重力并不总指向地心。

引起地球表面重力变化的主要原因：

⑴地球的形状--扁椭球体引力，最大变化达1800mGal；

⑵地球自转--惯性离心力，最大变化达3400mGal；

⑶地球内部物质密度分布不均匀；

⑷地球表面起伏不平，最大变化达1000mGal以上；

⑸太阳与月球的引力，最大变化达0.3mGal。

是利用组成地壳的各种岩体、矿体间的密度差异所引起的地表的重力加速度值的变化而进行地质勘探的一种方法。它是以牛顿万有引力定律为基础的。只要勘探地质体与其周围岩体有一定的密度差异，就可以用精密的重力测量仪器（主要为重力仪和扭秤）找出重力异常。然后，结合工作地区的地质和其他物探资料，对重力异常进行定性测量和定量测量，便可以推断覆盖层以下密度不同的矿体与岩层埋藏情况，进而找出隐伏矿体存在的位置和地质构造情况。

2、地磁

地磁场磁力线与地面相交的角度随地磁纬度有规律地变化。为了刻画地磁场在地面的特征，通常用一个直角坐标系来描述，即XOY平面与地面相切，原点在地面，z轴指向地心，x轴指向地理北，y轴指向东。地磁场B在各个轴上的投影分别为Z、X、Y，在XOY平面上的投影为H，B与XOY平面的夹角为I，H与x轴的夹角为D。

B--地磁总场(磁感应强度)

H--地磁水平分量

Z--地磁垂直分量

X--地磁北向分量

Y--地磁东向分量

I--地磁倾角

D--地磁偏角

由地壳内的岩石矿物及地质体在基本磁场磁化作用下所产生的磁场，称之为地壳磁场，又称为异常场或磁异常。

地磁偶极子场、大陆磁场和磁异常被称为稳定磁场。稳定磁场主要源于地球内部（占99%），有时也称内部磁场。

地磁的变化主要可分为长期变化和短期变化。长期变化主要由地球内部幔核物质运动所引起的地磁场变化，如磁极漂移、磁极倒转等；短期变化主要由太阳风作用与电离层扰动所引起的变化。

自然界的岩石和矿石具有不同磁性，可以产生各不相同的磁场，它使地球磁场在局部地区发生变化，出现地磁异常。利用仪器发现和研究这些磁异常，进而寻找磁性矿体和研究地质构造的方法称为磁法勘探。磁法勘探是常用的地球物理勘探方法之一。它包括地面、航空、海洋磁法勘探及井中磁测等。磁法勘探主要用来寻找和勘探有关矿产（如铁矿、铅锌矿、铜锦矿等）；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。

3、地电

地球电磁场分为大地电场和局部电场。大地电场指的是大范围内的区域电场，与地球内部圈层电性结构有关。局部电场则是由于局部地质造地带物理-化学背景差异形成的，如物质成分的差异，局部电化学作用以及地下水或破碎带等均可形成局部电场。局部电场在地球物理勘探中可以直接应用，如利用电法勘探寻找金属与非金属矿藏，地下水及工程建设中的基础稳定性等。

大地电磁场本身存在着长周期变化和短周期的变化。前者难于准确进行记录，周期可长达几

十、几百甚至几千年，与地球内部物质运动和演化有关；而后者(周期一般为一天以内)则与太阳活动有关，它也包括太阳日变化、地电暴、地电脉动等多种类型的变化，短周期变化的电场绝大部分是外源地磁场变化感应的产物。

地电测量是根据岩石和矿石电学性质（如导电性、电化学活动性、电磁感应特性和介电性，即所谓“电性差异”）来找矿和研究地质构造的一种地球物理勘探方法。它是通过仪器观测人工的、天然的电场或交变电磁场，分析、解释这些场的特点和规律达到找矿勘探的目的。电法勘探分为两大类。研究直流电场的，统称为直流电法，包括有电阻率法、充电法、自然电场法和直流激发极化法等；研究交变电磁场的，统称为交流电法，包括有交流激发极化法、电磁法、大地电磁场法、无线电波透视法和微波法等。按工作场所的差别，电法勘探又分为地面电法、坑道和井中电法、航空电法、海洋电法等。

4、地震

地震是由于地下岩石的突然破裂而引起的大地振动，这种振动以弹性波的形式向周围介质传播。在地球内部传播的地震波称为体波，分为纵波和横波。振动方向与传播方向一致的波为纵波（P波）。来自地下的纵波引起地面上下颠簸振动。振动方向与传播方向垂直的波为横波（S波）。来自地下的横波能引起地面的水平晃动。由于纵波在地球内部传播速度大于横波，所以地震时，纵波总是先到达地表，而横波总落后一步。

地震勘探是利用人工激发的地震波在弹性不同的地层内传播规律来勘探地下的地质情况。在地面某处激发的地震波向地下传播时，遇到不同弹性的地层分界面就会产生反射波或折射波返回地面，用专门的仪器可记录这些波，分析所得记录的特点，如波的传播时间、振动形状等，通过专门的计算或仪器处理，能较准确地测定这些界面的深度和形态，判断地层的岩性。

地球物理方法探测沉船

对落入水底并被淤埋的沉船进行调查，也是考古工作的一个方面。水域工作与陆地考古有很大差别，水面上无任何标志可参考，就更增加了调查的难度。因而，考古调查就需要借助于先进的地球物理方法，如地质雷达技术、声纳技术、电法、磁法及地震勘察和GPS 定位等技术。

本文以作者完成的长江某区域沉船的调查为例，讨论和分析在对水下被掩埋沉船的调查中，考古物探的方法选择、数据处理及效果评价。

1999年7月及2000年元月，作者完成了长江某河段的沉船调查工作，工区内有木船及金属船，但只有金属船对河道清理工作影响大。因此，查明金属沉船的位置、规模及埋深，就是此次工作的目的。

作者解决问题的思路：沉船就材质而言，有金属（铁）船与木船之分；就内部搭载而言，物质类型多样化，有瓷器、木材、金属物等；船体沉入的状态，有搁在河床上（如中山舰）和被淤埋于河床下之差别。根据上述分析，调查金属沉船，投入磁法勘查方式的效果通常最好。因为沉船与周围介质之间的磁性差异最明显。不论沉船是搁在河床上，还是淤入河床内，都可以使用磁法勘察技术来发现沉船的位置及提供沉船的埋深及规模大小等所需参数。

原理：一般来说，使用声纳探测可以发现河床面上的凸起物（沉船、礁石）；使用地震勘探可以发现淤于河床内的沉船，只是这两种人工场源的勘察方式一般来说必须使仪器探头位于沉船上方才能发现沉船。对于木船的探测，则只有使用地震方法，才能将沉船作为非均匀物体从均匀沉积的河床中识别出来。至于所发现的局部非均匀体是否就是沉船，还要做进一步的工作。当然，如果沉船中装有金属物质，也可以考虑磁法勘察方法，发现磁异常的反映后，再投入地震方法核

实，即投入综合物探方法。利用磁法勘察成本低、效率高的特点及地震勘察精度高的优势，来完成难度较大的勘察任务。

结论：2000年春节之后，即对M2 异常下的沉船打捞，据现场施工人员介绍，磁测对沉船位置的确定很准，打捞船到达磁测指定的地点后，第一次打捞就抓住了沉船。派潜水员下去探摸后，确认M2 异常下是一前两后的3 条沉船。目前正在打捞最后一条沉船

一般说来，沿海一带的考古工作会涉及到沉船的调查，在内地出现沉船考古调查的机率很少，但从表(可见，如果含有与周围介质有相当差异的砖砌古墓及遗址被水淹没后，使用磁法勘察，也可以发现其位置所在。对于金属物体，磁法的探测效果是与金属体的埋深与规模成正比的，模型试验表明：0.5米长、直径0.1 米的管状磁性体的有效探测深度为3 米；直径1米的金属壳,壳厚0.01米的有效探测深度为(12米。由理论计算可知50米长的金属沉船的有效探测深度在100-150米（与船型有关），如果木船中装有较多中等磁性的货物，也可在适当的高度上发现其位置。

此外，磁力仪性能的提高，可以满足连续快速数据采集的需要，其工作效率是地面磁测的1-2 倍。因此，磁法勘探作为低投入、高效率、效果好的考古物探技术可以作为水上考古的一种首选方法。经费充足时，在浅水区可以使用地质雷达方法，在深水区可以投入水上地震方法，虽然投入这两种方法的费用要高，但对目标物的探测精度要高于磁法勘察。因此，在工作时，先使用磁法普查，发现异常后，再在异常区投入探地雷达或水上地震方法进行详查，是值得推荐的最优化。

总结

学习了本课程后，在研究地球岩石或地质体的成因及演化过程有了一种全新的思维方式，以前学习地球化学，一直从岩石的各种元素丰度、共生组合和赋存形式及元素的迁移和循环研究某些岩石或地质体的成因，是一种直接法，往往需要采集样品直接测量，而地球物理通过测量岩石或地质体的电、磁、热、重力等性质推断岩石或地质体的成分，进而对其的形成与演化作推测，创建地球物理模型，反演其形成过程，是一种间接法，对于一些隐伏的地质体或某些物体有比较好的效果，且对测量的物体无损伤（在考古、寻找沉船方面应用比较广泛）。总之，通过地球物理与地球化学这两门工具，我对地球科学研究有了更深刻的理解。

在本课程的学习中，老师理论方面讲的比较多，但对于像我这种地质方面的学生，希望老师能多讲些地球物理在地质上的实际应用及与地质学、地球化学在研究地球科学时的联系与区别。最后，谢谢老师一直以来认真负责的教导！

第二篇：《地球物理仪器概论》考试大纲

硕士研究生入学考试

《地球物理仪器概论》考试大纲

课程名称：地球物理仪器概论

适用专业：测试计量技术与仪器

参考书目：

（1）《测井仪器原理》，石油工业出版社，2010年8月版，冯启宁主编

（2）《地震勘探仪器原理》，石油工业出版社，2006年，袁子龙主编

一、地球物理勘探部分

说明：本部分共75分，题型划分为填空题20分，问答题40分，计算题15分。

1、地震勘探仪器的任务、地震勘探对地震勘探仪器的基本要求、地震勘探仪器历史和现状

2、震源：陆上震源、海上震源

3、地震检波器基本原理

4、采集系统的基本组成：前置放大器的基本原理、滤波器的基本原理、去假频的滤波器的作用、多路转换开关、瞬时浮点放大器的基本原理、24位A/D转换器的基本原理

二、地球物理测井部分

说明：本部分共75分，题型划分为选择题20分，填空题25分，问答题30分。

1、电法测井仪器：电流聚焦（三侧向，双侧向JSC801、Atlas 1229），感应（双感应1503，国产半导体感应）；

2、声波测井仪器：国产双发双收；

3、放射性测井仪器：中子（Atlas2435），岩性密度（斯仑贝谢LDT）；

4、数控测井地面仪器：CLS3700系统组成，3752SRP，PCM及CTS数据传输；

知识要求：了解上述测井仪器的测量原理，基本组成框图及各部分的主要功能，典型电路的定性分析（暂时不考成像测井仪器的有关内容）。

第三篇：地球物理读书报告

地球物理读书报告

地探学院

地球物理是一个什么样的学科？

通过在吉林大学地探学院大一一年和小学期对地球物理的学习，使我对这个专业有了更多的认识。

地球物理学是地球科学的主要学科, 用物理学的方法和原理研究地球的形成和动力，研究范围包括地球的水圈和大气层。地球物理学研究广泛系列的地质现象，包括地球内部的温度分布；地磁场的起源、架构和变化；大陆地壳大尺度的特征，诸如断裂、大陆缝合线和大洋中脊。现代地球物理学研究延伸到地球大气层外部的现象(例如，电离层电机效应、极光放电和磁层顶电流系统，甚至延伸到其他行星及其卫星的物理性质。

地球物理学，如果狭义的理解，指的就是固体地球物理学。这一般又可分为两大方面：研究大尺度现象和一般原理的叫做普通地球物理学，利用由此发展出来的方法来勘探有用矿床和石油的，叫做勘探地球物理学（或物理探矿学）。应用于工程地质勘探、工程检测的发展为工程地球物理学，应用于环境探测和监测及环境保护而形成的环境地球物理学。地球物理学形成了独立的分支学科：地震学、重力学、地电学、地磁学，还有正在发展可能形成地热学。

本专业培养具备坚实的数理基础和较系统的地球物理学基本理论、基本知识和基本技能，受到基础研究和应用基础研究的基本训练，具有较好的科学素养及初步的教学、研究能力，能在科研机构、高等学校或相关的技术和行政部门从事科研、教学、技术开发和管理工作的高级专门人才。业务培养要求：本专业学生主要学习地球物理学方面的基本理论和基本知识，受到基础研究和应用基础研究方面的科学思维和科学实验训练，掌握地球深部构造、地震预测、地球物理工程、能源及矿产资源勘察等研究与开发的基本技能。

2.地球物理学习涉及到的知识？

地球物理学是应用物理学的原理和方法研究海洋、陆地和大气的性质、形态及物理过程的科学，是与天文学、地质学、物理学、化学相交叉形成的学科。

按照国际上最常见的划分方法，地球物理学的内容包括：气象学、水文学、海洋学、地震学、地磁学、火山学、地电学、地壳构造学、重力测量学、地热学、地球宇宙物理学以及地质年代学等一系列分支学科。由此可见：地球物理学的研究范围大致可以分为固体地球物理学和空间物理学。

它是以地球为研究对象的一门应用物理学，是天文学，物理学与地质学之间的边缘学科。

地球物理学应用物理学的原理和方法研究地球形状，内部构造，物质组成及其

运动规律，探讨地球起源，形成以及演化过程，为维护生态环境，预测和减轻地球 自然灾害，勘探与开发能源和资源做出贡献。包扩地震学，地磁学，地电学，重力 学，地热学，大地测量学，大地构造物理学，地球动力学等。

研究特点：1.交叉学科 地球物理学由地质学和物理学发展而来，随着学科本身的发展，它不断产生新的分支学科，同时促进了各分支学科的相互交叉，加强了它与地球科学各学科之间的联系。2.间接性 都是通过观测和研究物理场的信息内容实现地质勘查目标，研究的不是地质体本身，而是其物理性质。3 多解性正演是唯一的，而反演存在多解。不同的地质体具有不同的物理性质，但产生的物理场可能相同。不同的地质体具有相似的物理性质，由于观测误差，物理场的观测不完整以及物理场特点研究不够，产生多解。不同的地质体具有相同的物理性质，即使知道了地质体的物性分布，也无法确定其地质属性。

3.地球物理是如何开展工作的？

地球物理工作的开展是在对地球物理知识，地质结构知识的基本了解上，进行大量的野外实验，利用地球物理仪器进行大量数据采集，数据处理，数据分析等，从而经过一系列的步骤来得出想要的数据和分析结果。地球物理工作是需要大量人力，物力，财力来支持的，它应用着几乎最先进的技术为社会带来最根本的需求—资源，所以说地球物理工作是需要许多人共同合作完成的。

4.地球物理包括哪些方法技术？

地球物理主要包括四大方法：重力勘探，磁法勘探，电法勘探，地震勘探。

（1）重力勘探是利用组成地壳的各种岩体、矿体间的密度差异所引起的地表的重力加速度值的变化而进行地质勘探的一种方法。它是以牛顿万有引力定律为基础的。只要勘探地质体与其周围岩体有一定的密度差异，就可以用精密的重力测量仪器（主要为重力仪和扭秤）找出重力异常。然后，结合工作地区的地质和其他物探资料，对重力异常进行定性解释和定量解释，便可以推断覆盖层以下密度不同的矿体与岩层埋藏情况，进而找出隐伏矿体存在的位置和地质构造情况。

测量与围岩有密度差异的地质体在其周围引起的重力异常﹐以确定这些地质体存在的空间位置﹑大小和形状﹐从而对工作地区的地质构造和矿产分布情况作出判断的一种地球物理勘探方法。

运用领域

在区域地质调查﹑矿产普查和勘探的各个阶段都可应用重力勘探﹐要根据具体的地质任务设计相应的野外工作方法。

应用条件

应用重力勘探的条件是﹕被探测的地质体与围岩的密度存在一定的差别﹔被探测的地质体有足够大的体积和有利的埋藏条件﹔干扰水平低。

（2）磁法勘探：

自然界的岩石和矿石具有不同磁性，可以产生各不相同的磁场，它使地球磁场在局部地区发生变化，出现地磁异常。利用仪器发现和研究这些磁异常，进而寻找磁性矿体和研究地质构造的方法称为磁法勘探。磁法勘探是常用的地球物理勘探方法之一。它包括地面、航空、海洋磁法勘探及井中磁测等。磁法勘探主要用来寻找和勘探有关矿产（如铁矿、铅锌矿、铜锦矿等）；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。我国建国以来大多数铁矿区、多金属矿区及油气田等都进行

了大量的磁法勘探工作，取得了良好的地质效果。磁法勘探也是基本地球物理手段，国家已纳入在全国范围内进行系统测量的计划，并已基本覆盖了全国重要地区。

测量地磁异常以确定含磁性矿物的地质体及其他探测对象存在的空间位置和几何形状﹐从而对工作地区的地质构造﹑有用矿产分布及其他情况作出推断。

磁性岩体及矿体产生的磁场叠加在地球磁场之上﹐引起地磁场的畸变。这种畸变一般称为地磁异常。

在造岩矿物中﹐只有磁铁矿﹑钛磁铁矿﹑磁黄铁矿和磁赤铁矿等少数矿物具有强磁性(见岩石物理性质)。因此﹐岩石及矿石的磁性强弱﹐主要决定于上述矿物的含量及分布情况。

根据测定﹐沉积岩的磁化率比岩浆岩和变质岩的磁化率低几个数量级。在岩浆岩中﹐基性及超基性岩的磁性最强﹐酸性岩是弱磁性或无磁性的。变质岩的磁性决定于原岩的成分及变质过程中的化学变化。如果原岩是花岗岩及泥岩等﹐则变质后的岩石一般无磁性﹔如果原岩是基性喷出岩或侵入岩等﹐则变质后的岩石一般具有中等磁性。

（3）电法勘探:

是根据岩石和矿石电学性质（如导电性、电化学活动性、电磁感应特性和介电性，即所谓“电性差异”）来找矿和研究地质构造的一种地球物理勘探方法。它是通过仪器观测人工的、天然的电场或交变电磁场，分析、解释这些场的特点和规律达到找矿勘探的目的。电法勘探分为两大类。研究直流电场的，统称为直流电法，包括有电阻率法、充电法、自然电场法和直流激发极化法等；研究交变电磁场的，统称为交流电法，包括有交流激发极化法、电磁法、大地电磁场法、无线电波透视法和微波法等。按工作场所的差别，电法勘探又分为地面电法、坑道和井中电法、航空电法、海洋电法等。根据地壳中各类岩石或矿体的电磁学性质（如导电性、导磁性、介电性）和电化学特性的差异，通过对人工或天然电场、电磁场或电化学场的空间分布规律和时间特性的观测和研究，寻找不同类型有用矿床和查明地质构造及解决地质问题的地球物理勘探方法。主要用于寻找金属、非金属矿床、勘查地下水资源和能源、解决某些工程地质及深部地质问题。

地壳是由不同的岩石、矿体和各种地质构造所组成，它们具有不同的导电性、导磁性、介电性和电化学性质。根据这些性质及其空间分布规律和时间特性，人们可以推断矿体或地质构造的赋存状态（形状、大小、位置、产状和埋藏深度）和物性参数等，从而达到勘探的目的。电法勘探具有利用物性参数多，场源、装置形式多，观测内容或测量要素多及应用范围广等特点。电法勘探利用岩石、矿石的物理参数，主要有电阻率（ρ）、导磁率（μ）、极化特性（人工体极化率η和面极化系数λ、自然极化的电位跃变Δε）和介电常数（ε）。

（4）地震勘探：

是近代发展变化最快的地球物理方法之一。它的原理是利用人工激发的地震波在弹性不同的地层内传播规律来勘探地下的地质情况。在地面某处激发的地震波向

地下传播时，遇到不同弹性的地层分界面就会产生反射波或折射波返回地面，用专门的仪器可记录这些波，分析所得记录的特点，如波的传播时间、振动形状等，通过专门的计算或仪器处理，能较准确地测定这些界面的深度和形态，判断地层的岩性，是勘探含油气构造甚至直接找油的主要物探方法，也可以用于勘探煤田、盐岩矿床、个别的层状金属矿床以及解决水文地质工程地质等问题。近年来，应用天然震源的各种地震勘探方法也不断得到发展。

利用地下介质弹性和密度的差异，通过观测和分析大地对人工激发地震波的响应，推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法叫作地震勘探。地震勘探是钻探前勘测石油与天然气资源的重要手段，在煤田和工程地质勘查、区域地质研究和地壳研究等方面，也得到广泛应用。

在地表以人工方法激发地震波，在向地下传播时，遇有介质性质不同的岩层分界面，地震波将发生反射与折射，在地表或井中用检波器接收这种地震波。收到的地震波信号与震源特性、检波点的位置、地震波经过的地下岩层的性质和结构有关。通过对地震波记录进行处理和解释，可以推断地下岩层的性质和形态。地震勘探在分层的详细程度和勘查的精度上，都优于其他地球物理勘探方法。地震勘探的深度一般从数十米到数十千米。

爆炸震源是地震勘探中广泛采用的非人工震源。目前已发展了一系列地面震源，如重锤、连续震动源、气动震源等，但陆地地震勘探经常采用的重要震源仍为炸药。海上地震勘探除采用炸药震源之外，还广泛采用空气枪、蒸汽枪及电火花引爆气体等方法。

地震勘探是钻探前勘测石油与天然气资源的重要手段。在煤田和工程地质勘察、区域地质研究和地壳研究等方面，地震勘探也得到广泛应用。20世纪80年代以来，对某些类型的金属矿的勘查也有选择地采用了地震勘探方法。

5.地球物理怎样服务社会？

地球物理对人类社会有着重要的作用，对资源开发利用至关重要，还有灾害防护，环境保护，工程预测等十分广泛的应用。

1．从事地质类专业勘查，以科研工作为主要方向，通过各种地球物理方法从事地质研究。包括复杂地质条件下大型岩体工程稳定性分析的理论与方法；地震正反演及地震数据处理中的热点问题研究；重大工程建设和城市发展中的环境工程地质问题；灾害环境下重大工程安全性问题的基础研究，滑坡形成机理与预测预报等。可以到地质调查局、海洋局等相关单位就职或科研院所，大专院校做相关的研究，教学工作。

2、预测自然灾害，利用数字地震台网和台站观测数据为基础，结合重力、形变等地球物理观测手段，通过震源运动学与动力学、近断层地面运动和重力变化场等方面的研究，为地震发生机理研究与地震预测提供理论指导。开展工程与城市防震减灾基础理论和应用技术研究；开展地震区别理论研究，编制地震区划图；开展强震观测、震

害调查场地勘测与工程机构测试与分析;开展城市灾害预警和减灾技术、地震紧急救援技术与方法研究。

3．从事工程探测类，通过地球物理方法，探测工程、建筑进行水文工程地质、城市环境与建筑基础以及地下管线铺设情况的勘查等，通过工程地质、浅层地球物理与岩土力学的理论、实验研究和工程实践及其信息综合集成，认识地球表层物质、结构、状态及其在自然和工程作用下变形破坏机理与过程，评价工程岩土体的稳定性及其环境效应，寻求相应的工程技术与处理措施，保证重大工程的安全构筑与运行，实施工程建设与环境保护、改善相互协调。

4．用以勘查石油与天然气和煤田地质构造，寻找金属与非金属矿产，可以到涉及到煤田、油田、矿井性质的国有大中型企业做相关技术性工作，中石化，中石油，中海油等大型国企都有大量的地球物理学专业人才。

5．做相应的地球物理软件程序设计，地球物理仪器开发等工作，广泛应用于环保、城市给排水、地质、冶金、卫生防疫、商业，农业，渔业及教育科研等多个领域，这是在国内较为紧缺的行业。

6．其他工程应用。提供区域地质；矿产地质；工程地质勘察，地球物理勘察水文凿井；城市地下管线勘测及系统建设；路、桥、基桩质量无损检测；地质灾害防御与治理；地形测量、工程测量；管道测漏；地球信息系统建设；专题地图制作；农业地质；旅游地质；非开挖管线铺设；岩矿测试；矿产品开发等服务。总之，地球物理专业主要致力于开展战略性、综合性、先导性的应用基础创新研究，以解决国家在进行水电、矿山、油气勘探、铁路、交通、国防等部门工程建设中所提出的各种工程地质力学，地质学结构、勘探地震资料处理难题。随着国民经济的快速发展，随着市场需求的不断增长，地球物理专业有着越来越广阔的发展空间！

所以说，我们的专业地球物理对人类社会的发展是有着很大作用的，我们的前途是一片光明的。从现在开始为我们的未来，为地球物理的未来，为人类社会的未来，一起努力吧！

2011年9月19日

第四篇：地球物理测井实习报告

地球物理测井实习报告

——胜利测井公司生产实习

姓名：刘鹏

一． 实习内容及过程概述

暑假期间，在苏远大，杜庆军，王正楷等老师的带领下，我们勘查技术与工程测专业07级测井方向五个班来到了位于东营市的胜利测井公司进行为期三周的实习。此次实习前，我们已经完成了声放电等各种测井方法的理论学习和实验教学，这次亲身来到测井公司实地实习为使我们对测井的认识从理论很好的延伸到了实践当中。在实习的这段学习生活中，我对各种测井方法及其原理有了更深层次的认识和理解，对各种仪器的使用方法和操作流程也有了一定的了解，对在实际测井中会遇到的问题和解决办法有了初步的思考方向。

总的来说，此次测井生产实习是我受益匪浅，在将来的学习和工作当中也必定会起到很大的辅助作

用。

实习内容和学时安排如下：

（一）室内课堂讲述（1天）

包括测井施工安全，测井数据采集，处理，解释，应用各环节的讲解。

通过室内的课堂讲述使我们掌握测井生产施工的流程和安全注意事项，了解地球物理测井在石油工

业中的地位和作用。

（二）现场参观（1天）

由公司相关人员带队，分成四个小组，分别对胜利测井三分公司，四分公司，五分公司和解释中心进行参观。现场了解数据采集作业公司小队，测井仪器的研发制造，测井数据的处理和解释，油层射孔开

发小队的参观认识。

通过参观对现场不同地球物理测井方法的井下仪器能够识别和辨认，对地面的控制系统的组成和功能有所认识，对测井数据处理和解释的流程和作用有清楚的认识，对油层的射孔开发有一定的认识。

（三）分组轮流蹲点深入认识体验（2*4天）

根据目前测井公司的职能分工情况，分成四组，分配到会解，国产仪器装备分公司，引进测井仪器装备分公司，生产测井四个下属单位，隔两天小组轮换一次，深入了解数据的采集，数据处理及综合解释

各环节的情况和作用。

二． 对地球物理测井的认识

（一）地球物理测井

1）测井在勘探开发中的作用位置

测井技术又称为地球物理测井技术，是一种井下油气勘探的重要手段，是在钻探井中使用反映热、声、电、光、磁和核放射性等物理性质的仪器测量地层的各种物理信息；通过对这些信息按各自的物理原理和它们之间相互联系进行数据处理和解释，辨别地下岩石的孔隙性、渗透性和流体性质及其分布，用于发现油气藏，评估油气储量及其产量。测井技术在油气田开发和钻井工程中也有广泛的用途。测井技术还是勘探煤、盐、硫、石膏、金属、地热、地下水、放射性等矿产资源的重要方法和有效手段，并扩展到工

程地质、灾害地质、生态环境等领域的应用。在油气藏勘探开发中测井技术是地质家和油气藏开发工程师的“眼睛”，通过测井获得的测井资料是测井评价、地质研究和油气藏开发的科学依据。测井概括起来主要

有以下几个方面的作用：

1、确定岩层深度。结合钻井资料，共同确定地质体的深度。

2、识别岩性。通过对已知岩性对测井资料的正演规律，利用测井资料进行岩性识别，直致确定岩石的成份。

3、识别、评价储集层。利用测井资料，计算出储集层的孔隙度、饱和度、渗透率等参数，从而评价

储集层的经济价值。

4、对工程质量进行定量测量和监督。可以利用测井资料评价钻井井身结构，及后续工序中的固井质

量，压力质量进行监督。

5、结合物探、地质资料可以对整个区域地质、及所含流体在横向和纵向上的连续性进行描述。为后

续勘探开发提供依据。特别是可以在油田开发过程中，进行动态检测。

6、研究地层压力，岩石强度，地应力等，为钻井等工程实施提供有利的科学依据。

2）测井个流程环节解决的问题

本次实习的主要内容包括：射孔、测试、井下仪器、测井解释、地面仪器、测井工艺、现场测井观

摩、综合录井。下面仅做简单的阐述：

射孔是将射孔枪送到预定的深度后，进行校深、点火，利用聚能罩聚集很高的能量，爆炸将射孔弹射出，穿透套管和地层，从而达到形成通道的目的。射孔是一种完井手段，主要是让地层中的油气能通过射孔通道流入井筒内。射孔完成的主要任务包括井下射孔、卡钻的判断、井壁取芯。在射孔作业中常遇到的问题有射孔弹在井下不爆炸而在工作地面爆炸造成人员伤亡、误射孔、卡枪。实习前以为射孔是一件很简单的事情，经过老师的讲解，现在我才发现射孔是一个复杂而重要的工作，在射孔作业中一定要注

意安全。

测试是试油的一种手段，它是指在动态条件下对油气层进行评价，从而得到地层压力，温度，地层产出流体性质的判断，渗透率，测试影响半径，油气的边界等。测试分为两大类，一类是裸眼井测试，另一类是套管井测试。其中裸眼井测试是一种不稳定的测试，一般风险较大，因此测试时间不宜过长，一般井下不超过8小时；而套管井测试是一种稳定测试，风险较小，测试时间长，测试过程中可能出现层位污染，需要开井10分钟，然后关井，再开井充分流动，观察两次流动压力是否一样。通过听取老师的讲解

和对仪器的观察，我对测试这个在学校并没有接触过的过程有了一定的了解。

井下仪器的观察，在仪器车间我们观看了普通声波探头、长源距声波探头、硬电极、双感应探头、微球形聚焦探头、岩性密度探头、地层倾角方位探头、补偿中子测井仪、双侧向测井仪等一系列的井下装置和设备。井下仪器除了有这些探头外还包括电子线路和防转短节。以前只是在课本上看到过一些井下测井仪器的图片和文字描述，这次身临其境的看到了实际的仪器，发现和自己想象当中的还是有一定的出入的。通过观察这些仪器，加深了我对测井仪器及测井原理的进一步认识。

测井解释包括资料的上井验收和资料解释。上井验收时要看测井曲线是否符合标准；测井解释时一般利用计算机作为工具来对测量的曲线进行解释，陆相一般为沙泥岩剖面、海相为碳酸盐剖面，可以利用测井曲线来划分剖面，识别岩性计算参数。一般要先对原始数据进行解编和转换，还要进行深度校正。可用来识别岩性的曲线包括自然伽马、自然电位、井经；测量孔隙度的曲线有声波、密度、中子；测量电阻率的曲线一般有双侧向和微球的组合、感应测井和八侧向的组合。另外还有一些测井新方法，比如过套管电阻率测井、中子寿命测井、脉冲中子测井等。通过这些学习，是我对测井资料的解释过程有了新的了

解，知道了要从多条曲线来综合判断岩性划分岩层，而且测得的曲线并不是像课本上的那些那么有特点，我们要根据实际情况综合各种信息来综合判断。

地面系统的发展经历的从模拟信号到数字信号，又从数字信号发展到现在的成像测井。在早期的测井地面系统中，绞车与通信设备两者是单独的，通过设备连接在一起，而现在的操作室和绞车在同一

辆车上。现在使用的主要是SL-6000

测井工艺方面我们主要了解了，测井的电缆。电缆分为单芯电缆，四芯电缆和七芯电缆。直径

5.6mm的单芯电缆主要用于生产井测气、水剖面；直径11.8mm的七芯电缆是现在测井的常用电缆。

录井技术是油气勘探开发活动中最基本的技术,是发现、评估油气藏最及时、最直接的手段，具有获取地下信息及时、多样，分析解释快捷的特点。录井包括综合录井、地址录井、地化录井、荧光录井、核磁共振录井等（以综合录井为主）。录井作业需要注意的问题是，在井口和钻台上要安装H2S监测器，停钻时尤其可能出现井喷或造成H2S逸散事故的发生。通过老师讲解录井的相关知识，我对录井有了初步的了解，对录井流程有了基本的认识。通过参观录井仪器平台，对录井仪器和录井过程有了进一步的认识。

（二）测井的方法原理与仪器结构

地球物理测井的应用范围如下：确定井剖面的岩石性质,评价油（气）、水层，并确定其埋藏深度及有效厚度；测量计算储量所需要的各种地质参数，如岩性成分、孔隙度、饱和度、渗透率煤田储量计算参数等；确定地层倾角、岩层走向和方位，以及钻孔倾角和方位角，研究沉积环境等；检查井下技术情况，如检查固井质量和套管破裂情况等。一般按所探测的岩石物理性质或探测目的可分为电法测井、声波测井、放射性测井等。

1.电法测井

根据油（气）层、煤层或其他探测目标与周围介质在电性上的差异，采用下井装置沿钻孔剖面记录

岩层的电阻率、电导率、介电常数及自然电位的变化。电法测井包括以下几种：

① 电阻率测井

使用简单的下井装置(电极系)探测岩层电阻率，以研究岩层的电性特征。由于影响因素较多，其测量结果称为视电阻率。电阻率测井按其电极系的组合及排列方式不同，又分为梯度电极系测井及电位电极系

测井。

② 微电极测井

在电阻率测井的基础上发展了微电极测井。它用于测量靠近井壁附近很小一部分泥饼和冲洗带地层的电阻率，能较准确地指示泥饼的存在及划分渗透性地层，能区分储集层中的薄夹层(非渗透层)以及准确

地确定地层厚度。

③ 侧向测井

是一种聚焦电阻率测井方法，主要用于高电阻、薄地层及盐水泥浆测井。根据同性电相斥的原理，在供电电极（又称主电极）的上方和下方装有聚焦电极，用聚焦电流控制主电流路径，使它只沿侧向（垂直井轴方向）流入地层。由于侧向测井电极系结构不同(如双侧向电极系的浅侧向电极系和深侧向电极系)，聚焦电流对主电流的屏蔽作用大小不同，因而它们具有不同的径向探测深度。

④ 感应测井

是一种探测地层电导率的测井方法。该方法根据电磁感应原理，测量地层中涡流的次生电磁场在接收线圈中产生的感应电动势，以确定地层的电导率。它是淡水泥浆井和油基泥浆井有效的一种测井方法。

同时它特别适用于低电阻率岩层的探测，包括离子导电的含高矿化度地层水的油（气）、水层和电子导电的金属矿层。

⑤ 介电测井

是探测岩石介电常数的一种测井方法。由于水的介电常数远远大于油（气）和造岩矿物的介电常数，所以它可用于判断油田开发中出现的水淹层，并提供估计油层残余油饱和度及含水量多少的可能性。

⑥ 自然电位测井

沿钻孔剖面测量移动电极与地面地极之间的自然电场。自然电位通常是由于地层水和泥浆滤液之间的离子扩散作用及岩层对离子的吸附作用而产生的。因此，自然电位曲线可用来指示渗透层，确定地层界面、地层水矿化度以及泥质含量。在油(气)井中，它与电阻率测井组合，可以划分油（气）、水层并

进行地层对比等。

2.声波测井

利用岩石的声波传播特性研究钻孔剖面岩层地质特征和井下工程情况。声波测井按其探测目的不同，可分为声速测井和声幅测井两类。常用的声波测井方法有：声速测井（纵波速度和横波速度）、声幅

测井、声波变密度测井（或称微地震测井）、声波电视测井等。

① 声速测井

记录声波沿井壁各地层滑行时经过某一长度所需要的时间，主要用于确定岩性、孔隙度和指示气层。它与密度测井进行综合解释，可以确定地层声阻抗和灰层的灰分，同时还可以合成垂直地震剖面。

② 声幅测井

测量声波初至波前半周幅度的衰减。分为裸眼声幅测井及固井声幅测井。裸眼声幅测井主要用来寻

找钻孔剖面上的裂缝带；固井声幅测井主要用于检查固井质量及确定水泥返回高度。

③ 声波变密度测井

是一种全波波形测井。在套管井中，它能检查套管与水泥环和水泥环与地层胶结程度的好坏，也是检查固井质量的有效方法之一。在裸眼中,它用于确定岩石的横波速度,计算岩石弹性参数（泊松比、杨氏模

量、切变模量等），对于评价煤层的岩石强度特别有用。

④ 声波电视测井

利用超声波的传播与反射，来反映井壁物体形象的测井方法。主要用途是：拍摄井下套管的照片，以检查套管射孔后的质量及套管的工程问题；在裸眼井内拍摄井下碳酸盐岩层和煤层的井壁照片，以

确定岩层裂缝及溶洞的形状。

3.放射性测井

测量井剖面岩石的天然放射性射线强度，或测量经过放射性源照射后，岩石所产生的次生放射

性射线强度,用以发现放射性矿藏，确定岩石成分,计算岩石物性参数，判断气层等。

生产测井

测量套管井内流体的流量、含水率、压力、温度等参数。它是在射孔作业以后进行的油井生产动态测井。此外，在水文地质勘探中也有广泛用途。生产测井可以分为流量测井、含水率测井、压力测井

及温度测井等。

数据处理和解释 各种测井仪所记录的测井信息，分为数字磁带记录和连续的模拟曲线照像记录两类。后者属于老的记录方式，当需要使用计算机处理时，必须通过数字化仪对连续的模拟曲线进行采样，并将数据记录在数字磁带上。

数据处理

测井数据处理的对象是记录在磁带上的由测井仪器所获得经过采样的各种物理信息。在磁带上记录的有地层电阻率、电导率、岩石体积密度、声波时差、自然电位以及人工放射性和自然放射性射线强

度等。

测井数据的处理是通过由不同功能的环节组成的流程来实现。通常包括以下几个主要环节：① 野外磁带的检查与预处理 野外磁带的检查，是用程序将磁带上记录的数据打印出来，以

检查各种数据文件的鉴别号、深度值、采样间距、采样数据是否合理、准确。

预处理的目的是，将野外磁带处理成便于计算机使用的室内磁带。其内容是改变记录格式，对野外磁带数据进行转换、刻度、校正及归类排列，从而得到采样间距一致、深度对齐、数据正确的室内磁

带。

② 处理 应用各种测井分析程序对室内磁带上的测井数据进行自动处理解释，获得钻孔中目的层的有效孔隙度、含水饱和度、原始油气体积、可动油气体积、渗透率、次生孔隙度指数、岩石矿物成分等十几个地质参数，并以数据或连续曲线图的方式显示出来。处理中，还可以采用交会图技术，检查原

始测井数据质量，选择解释模型及解释参数等。

解释

根据处理后所得到的数据或地质参数曲线，对钻孔的目的层作出定性、定量评价。对石油勘探与开发则包括判断岩性、判断油、气、水层、计算油气储量等；对煤田勘探则主要是划分煤层、并对煤层的品位作出评价。图1和图2是油田中碳酸盐岩剖面和砂－泥岩剖面计算机处理解释成果图的实例。图中:岩石体积成分为显示地层有效孔隙度(Фe)、粘土含量(Vc)和岩石骨架矿物含量(Vm)测井解释曲线;流体体积成分为显示地层有效孔隙体积()、冲洗带地层含水孔隙体积()和原状地层含水孔隙体积(V·ФW =ФSW)测井解释曲线；油气分析为显示原状地层含水饱和度(SW)、冲洗带地层残余油气体积(Vhr=Ф ·Shr)和冲洗带地层残余油气质量(mhr=Ф·Shr·ρh)测井解释曲线；地层特征就是显示地层次生孔隙度指数(SPI)、平均岩石骨架颗粒密度()和渗透率指数(KI)测井解释曲线。在地层体积成分与流体成分之间显示一条井径差值曲线。

（三）不同测井项目的应用

自然伽马 GR API，伦琴/小时 自然界的天然反射性 可以求泥质含量和粒度 泥质含量，放射性矿物是主要影响因素，而井径是主要的导致仪器测不准地层真实

值的因素

自然电位 SP mv 地层的天然电位差 识别渗透层 地层水和泥浆滤液的变化，泥

质含量的不同是主要影响因素

井径 CAL，HCAL m,cm,inch 井筒的直径 判断是否存在扩径/缩径 用于曲线校正 深探测电阻率ILD 姆欧，西门子 原装地层视电阻率 判别地层的流体 主要影

响因素是地层水矿化度，泥浆侵入，泥质含量等

浅探测电阻率 ILM 姆欧，西门子 过渡带视电阻率 判别地层的流体 主要影响因

素是地层水矿化度，泥浆侵入，泥质含量等

微球聚焦 MSFL 姆欧 过渡带视电阻率 判别地层的流体 主要影响因素是地层水

矿化度，泥浆侵入，泥质含量等

（四）测井资料的处理方法

三．结论与感受

这次实习利用了暑假的时间，天气很热、条件很苦，但是同学们的求知欲望并没有因为外部的条件不好而减退，每次都按时出工，准时到达实习现场。实习中我真切感受到了油田的生活，虽然和以前想象中的有很大的差别，但我人就对自己选择的道路坚定不移，对自己作为石油人感到自豪。在实习的时候我同时也觉得我们大学生在学校呆的时间长了，眼界受到了一定的限制，思考问题的方法和解决问题的方式有时候也很极端，我想这也是在我们步入社会后应该学习和提高的。所以我认为，如果有走出校园到神会上去实践的机会，我们一定不要放过，亲身经历的社会经验不仅可以丰富我们的阅历同时更重要的时会让

我们提高发现问题、解决问题的方法和效率。

最后在此要感谢学院给我们提供了这样一个巩固加深理解知识的实习机会，还要感谢苏远大老师、杜庆军老师、王正楷老师在实习过程中对我们无微不至的关怀和照顾，同时也感谢胜利测井公司能够合理安排我们的实习内容和工程师师傅对我们的细心讲解。最后，对油田那些不辞辛苦给我们讲解知识的师傅们表示深深的敬意和由衷的感谢。

第五篇：勘察地球物理实训报告

勘察地球物理实训报告

目

录

第一章 勘查地球物理实验课的任务和要求.................................................................................2

一、课程目的与任务...............................................................................................................2

第二章 实验一 磁法勘探数据采集和资料处理...................................................................3

一、实验目的...........................................................................................................................3

二、磁法勘探的原理...............................................................................................................3

三、实验内容及步骤...............................................................................................................3 第三章 实验二 高密度电法数据采集和资料处理.......................................................................8

一、实验目的...........................................................................................................................8

二、高密度电法的勘探原理...................................................................................................8

三、实验内容及步骤...............................................................................................................8

八、总结.................................................................................................................................11 第四章 实验三 地质雷达实验.....................................................................................................11

一、实验目的.........................................................................................................................11

二、地质雷达的勘探原理.....................................................................................................11

三、实验内容及步骤.............................................................................................................12 第五章 实验四 γ射线衍射仪实验.............................................................................................16

一、实验目的.........................................................................................................................16

二、γ射线衍射仪原理.........................................................................................................16 参考文献.........................................................................................................................................18

第一章 勘查地球物理实验课的任务和要求

通过本课程的学习，对地球物理学中的重力、磁法和电法勘探的野外数据采集过程、数据处理流程、各勘探方法基本处理、解释软件系统、数据的地质地球物理解释过程等有基本的认识和掌握，熟悉各种勘探方法的整个工作原理和处理解释流程以及实习报告编写等过程，对本专业所从事工作的性质、手段、方法以及新技术、新方法有有一个全面的了解，培养学生的实际操作和计算技能以及综合分析问题的独立工作能力，巩固已学过的专业知识，为下一步进入专业课程和毕业论文阶段以及今后走上本专业的工作岗位打下基础。

一、课程目的与任务

（一）实课的目的

1.培养学生的动手能力、分析和解决野外实际问题的能力，并在综合分析问题方面得到初步训练。

2.巩固课堂理论教学成果，理论联系实际，为进一步学习各种地球物理方法打好基础。3.培养学生组织和管理生产的能力。

（二）实验的任务

1.初步掌握重、磁、电等各种物探方法在野外施工中各个环节的基本工作方法和技术要求。2.能熟系各类专业仪器的操作过程，了解仪器及保证仪器安全的主要措施。

3.掌握各方法的工作设计、资料整理、图件绘制、推断解释和报告编写，要求每人能独立完成各方法实验报告。

（三）课程基本要求

水文、工程物探是一门实践性很强的课程，该实验课的任务是：使学生加深对水文、工程物探的基本理论和方法的理解，掌握物探仪器的原理与操作方法，为野外实践打下基础，为了达到上述目的,要求学生做到：

1.做好实验前准备工作

预习是为做好实验奠定必要的基础，明确实验目的、任务、有关原理、操作步骤及注意事项，做到心中有数。

2.严谨求实

实验时要求按照操作步骤进行，认真记录观测数据，善于思考，学会运用所学理论知识解释实验曲线，研究实验中出现的问题。

3.遵从实验教师的指导

要严格按照实验要求进行实验，如出现意外，要及时向老师汇报，以免发生

意外事故。

4.注意安全

学生实验过程中，要熟练实验室环境（水、电等）严格遵守实验室安全守则。

5.仪器的使用

使用仪器前要事先检查仪器是否完好，使用时要严格按照操作步骤进行，如发现仪器有故障，应立即停止使用，报告老师及时处理，不得私自进行。

6.实验报告

一个实验报告大体包括下列内容：实验名称、实验日期、实验目的、简要原理、主要实验步骤的简要描述、测量所得数据、计算和分析结果，问题和讨论等。

第二章 实验一 磁法勘探数据采集和资料处理

实验学时：5学时

实验地点：地球物理勘查实验室 实验依据：《勘查地球物理学》实验教学大纲 实验日期：

一、实验目的

1.学习磁法勘探数据采集工作方法；了解数据处理的基本流程。

二、磁法勘探的原理

磁法勘探是以岩矿石间的磁性差异为基础，通过接收和研究地质体（构造或矿体等）在地表及其周围空间产生的地球磁场的变化和特征来推断地质体存在状态（产状、埋深、规模等）的一种物探方法。

三、实验内容及步骤

（一）实验内容

本实验在室外使用高精度磁力仪做剖面观测，学习磁法勘探的野外工作过程和仪器操作，对观测的数据进行整理，编写实验报告。

（二）仪器

G856质子磁力仪，探头及相关的仪器配件。

（三）实验的主要步骤

（1）布置测线、测点。（2）将磁力仪与探头连接。

（3）测线测量时通常2-3 人一组，由一人拿探头，一人兼做记录，或单独由一人记录。

（4）打开仪器，设置日期和时间、设置线号、设置点号和调谐场等参数，具体操作见仪器使用说明书。

（5）逐个测点进行磁场观测，并记录观测值，完成剖面上所有测点的观测。（6）对观测的数据进行整理，绘制磁场变化的剖面图，分析剖面上的磁场变化特征，编写实验报告。

（四）磁法观测的注意事项

（1）质子磁力仪操作员应按常规磁法仪器操作规范要求，在进行高精度磁测，在地质勘探方面使用，则需用一台仪器在测区附近做日变观测。

（2）操作人员身上一定要清理掉一切铁磁性物体，观测时罗盘应远离仪器5m 以上，要远离汽车30m 以上，其它人员也要与仪器保持距离。

（3）对于高精度测量的测区应是电磁干扰小，磁场梯度较小，遇到强磁性干扰时（铁路、高压线等），须合理移动点位，并记录在案。

（4）要注意仪器安全，防止碰撞。

（五）实验报告：

该次实验地点为昆工莲华校区足球场，全班共分六组实验测量，结果如下图所示，图1-1为向上延拓图对比图。通过对比可以清楚地看出磁异常现象。

图1-1.向上延拓（5m）对比图

图1-2从上到下分别为单组测量的剖面测量磁场图，背景磁场图和分离出来的局部磁异常图，图中可明显的看到从左到右有明显的三个正磁异常区，最大值为40nt.1-2 数据的圆滑

图1-3为该局部场拟合剖面模型，拟合参数为磁倾角-60度，磁偏角0度，磁化强度100nt。

图1-3 图 1-4为各个测量小组数据综合起来的磁异常等值线图和向上延拓5km后的磁异常图，通过延拓，压制了局部场，突出了背景场，从图中可知，该区主要

表现出东向的负异常和西向的正异常

图1-4

第三章 实验二 高密度电法数据采集和资料处理

实验学时：6学时

实验地点：地球物理勘查实验室 实验依据：《勘查地球物理学》实验教学大纲 实验日期：

一、实验目的

1.学习高密度电阻率法数据采集工作方法；了解数据处理的基本流程。

二、高密度电法的勘探原理

高密度电法的基本工作原理与常规电阻率法大体相同。它是以岩土体的电性差异为基础的一种电探方法,根据在施加电场作用下地中传导电流的分布规律,推断地下具有不同电阻率的地质体的赋存情况。高密度电法数据采集系统由主机、多路电极转换器、电极系3 部分组成。多路电极转换器通过电缆控制电极系各电极的供电与测量状态。主机通过通讯电缆、供电电缆向多路电极转换器发出工作指令、向电极供电并接收、存贮测量数据。数据采集结果自动存入主机,主机通过通讯软件把原始数据传输给计算机。计算机将数据转换成处理软件要求的数据格式,经相应处理模块进行畸变点剔除、地形校正等预处理后,做视电阻率等值线图。在等值线图上根据视电阻率的变化特征结合钻探、地质调查资料作地质解释,并绘制出物探成果解释图。

三、实验内容及步骤

（一）实验内容

本实验在室外采用温纳装置做剖面观测，学习电法勘探的野外工作过程和仪器操作，对观测的数据进行整理，编写实验报告。

（二）仪器

高密度电阻率勘探工作仪器包括测量系统和反演软件系统。测量系统包括WDJD-3多功能数字直流激电仪（测控主机）和WDZJ-3多路电极转换器。该系统具有存储量大、测量准确快速、操作方便等特点，并且可方便地与国内常用高密度电法处理软件配合使用。

（三）装置形式

采用的装置形式为：固定断面扫描装置α排列（温纳装置AMNB）见图1-1。

测量时，AM=MN=NB为一个电极间距，A、B、M、N逐点同时向右移动，得到一条剖面线；接着AM、MN、NB增大一个电极间距，A、B、M、N逐点同时向右移动，得到另一条剖面线；依此不断扫描下去，得到倒梯形断面，由于供电电极AB和MN均按一定比例增大，所以在反映深部信息是有比较好的效果。

图3-1 α排列（温纳装置AMNB）装置

（四）各项检查

检查项目包括：主机电源电压，转换电极控制器开关，转换电极控制器电源电压，主机各接线柱之间的绝缘电阻，转换电极控制器各接线柱之间的绝缘电阻，32芯物探电缆完整性，干电池箱的电压等。在每次都要测量60根电极的接地电阻。

（五）参数设置

主要是设置高密度电法数据采集系统主机的工作参数，主要由以下几个方面：

1.断面号 每个排列都需要设置，每个中段从1开始，以步长1逐渐增加。2.转置类型 α排列 3.滚动总数 1 4.电极数 60 5.点距 1m 6.MN间距 1m 7.滚动号 1 8.供电时间 1（测量延时50ms）

（六）测点观测

首先是在测量段布设32芯物探电缆两根，在电缆接线头处打下电极，待60根电极连接好之后，首先进行接地电阻检查，以防止有漏接电极或者检出接地电

阻过大的电极。

待接地电阻检查好后，进行测量。测量主机自动完成α排列方式的测量，并自动记录数据。

待一个排列测量结束之后，向前挪动电极和该段的电缆，完成下一个排列的测量。

（七）数据资料的整理、分析

输出观测的剖面数据，分析断面上的异常特征，编写实验报告。

高密度电阻法测量地点是在昆工莲华校区足球场，分组测量，我们第六组实验剖面编号为28号，高密度电阻法应用的原理为自动交换电极分层测量，最深测量电极一般为最两边两根和中间两根，本次测量一共用了60根电极.然后在室内通过软件把原始数据传输给计算机，计算机将数据转换成处理软件要求的数据，测量数据和模型图分别如图2-1和2-2所示，该次一共测量了18个层，从图中可看出，该剖面表现出地表附近的两个明显的低电阻带，中间的过渡带和深层的高电阻带，地表附近的低电阻带应该是地下埋藏的金属物或其他低电阻物质所致。而深层的高电阻可能为地下的难导电的地质体所致。剖面图

图2-1

剖面图

图2-1

图2-2

八、总结

此次实验，主要让我们学习到物理勘探中的高密度的不同电法在水文、地质等方面的应用，它的工作原理，操作的熟悉及实验后数据的整理分析和出现异常的解释。怎样把所得数据应用在实际生产中，利用相关知识解释数据中的异常，这一过程提高了我们分析问题的能力，也夯实了所学的专业知识。

第四章 实验三 地质雷达实验

实验学时：5学时

实验依据：《勘查地球物理学》实验教学大纲 实验日期：

一、实验目的

1.学习地质雷达的基本原理和基本操作方法。

2.通过对地下目标体的地质雷达探测，了解目标体异常的地质雷达剖面特征。

二、地质雷达的勘探原理

地质雷达是浅层地球物理勘探中的重要方法之一，它在浅层工程地质勘查中起着十分重要的作用。地质雷达是利用高频电磁波束在界面上的反射探测有关目的物。

地质雷达的系统主要由四部分组成：(1)脉冲发生器，用于产生可重复的发

射脉冲；(2)发射天线与接收天线，用于发射和接收电磁波；(3)取样接收与模数转换器，用于进行模拟信号到数字的转换；(4)主控制器，用于完成信号的采集和显示过程。

发射天线和接收天线紧靠地面，发射天线发射的电磁波传入大地，电磁波在地下传播过程中遇到介质的电性分界面后便发生反射或折射，反射回地面的电磁波被接收天线所接收，见图4-1。不同介质介电常数不同，形成电性界面，根据回波讯号的特征及其传播时间可判断电性界面的形态和埋深。

图4-1 地质雷达探测原理描述及异常体地质雷达图像

雷达波由发射天线发射到被接收天线接收所需要的往返时间为：

t4zx/v

式中，x为发射天线与接收天线间的距离，Z为反射界面的深度，v为电磁波在介质中的传播速度。由于在测量中发射天线和接收天线间的距离x是固定的，且较小，因此上式可简化为：t=2z/v，式中电磁波传播速度V速（c0.33 m/ns）；r为地下岩层的相对介电常数。

三、实验内容及步骤

C22r，c为光

（一）实验内容

1．采用800MHz天线和500MHz天线在室外马路上测量，了解地下介质结构分层情况和地下管线等在雷达剖面上的形态特征。对观测的数据进行整理，编写实验报告。

（二）仪器

1.RAMAC X3M型地质雷达主机；2.800MHz天线；3.500MHz天线；4.电缆；5.电池

（三）实验的主要步骤

(1)选择合理的天线

天线的选择是根据要探测的异常体可能的埋深和最小尺度来确定。如在粘土层较厚的地区，要尽可能使用100MH z低频天线；对公路、混凝土建筑物的检测应使用500MHz或800MHz的高频天线。

(2)硬件系统的连接

先将电池装到主机和天线上，将光纤分别与主机和天线相连，将并口数据线与主机和计算机相连。

(3)采集参数设置

1、打开主机和天线上的电源开关。

2、运行 Groundvision 软件。

3、当软件的 F5 为红点时，表明系统已经连接好，按F5 进入参数选择界面。

4、选择文件要保存的子目录，取文件名。

5、选择使用的天线，触发方式，点击”setting”进行参数设置。

6、设置采样频率、样点数、迭加次数、采样间距等参数。

(4)数据采集

按“OK”，再按“Start measurement”进行数据采集。

(5)数据采集完成后，按 F6 或ESC 键结束数据采集，退出”Groundvision”软件。

(6)关闭主机和天线的电源开关，关闭计算机，将光纤和数据线取下。（7）将测得的数据输入雷达数据处理和解释软件进行数据处理、分析和地质解释，编写实验报告。

（四）雷达使用注意事项

1、雷达使用前，要对电池进行充电，充至充电器的指示灯为绿色即可。

2、电池不要充电时间过长或完全用完再充电，随用随充即可。

3、雷达使用时要注意保护光纤和光纤接口，用完后及时将光纤套和接口帽套上，以免进入

灰尘，影响数据传输。

4、雷达使用完后，要及时将电池取下。

5、将电子单元与天线连接时或安装电池时，一定不要让接口处有水。

6、雷达超过半年不用时，要将电池充满电，并将系统连接起来在室内采集一个小时。

7、雷达在现场使用完毕后，要注意清点配件是否齐全，以保证下次能顺利使用。

（五）实验报告：

地质雷达勘探主要是通过测量仪器发出的电磁波在传播的过程中，物质的介电性系数的不同，电磁波发生反射，再通过测量仪来接收电磁波，从而测量不同物质的分界面，该次测区为莲华校区国资院门前，分组测量，每个小组测量两次分别为测空气与地面的界面，和空气与路边小车的界面，图3-1和图3-2分别为测量空气与地面界面的原图和经过滤波处理后的图，从处理过图中可看到清楚地看到界面起伏形状，但图中的起伏并非地形的真正起伏，而是人为地改变测量。

图3-1

图3-2

图3-3和图3-4分别为路边小车与空气界面的测量图，从处理过后的图中，我们可明显看到三辆小车与空气的界面他们都是因为电磁波从空气中传播遇到不同介电性的物质所致。

图3-3

图3-4 第五章 实验四 γ射线衍射仪实验

实验地点：昆明理工大学莲花校区 实验日期：8.28

一、实验目的

1.学习γ射线衍射仪的基本原理和基本操作方法。

2.通过对地下目标体的γ辐射量探测，了解目标体异常的γ辐射变化剖面特征。

二、γ射线衍射仪原理 2 3 78.1 82.7 79.2 7 8 9 10 73.4 43.3 57 37.6 28.2 28.1 26.8 26.5 27.3

路灯

大理石28.1 12 27 13 29.3 14 32.9 15 33.1 16 29.7 17 30.9 18 28.5 19 26.7 20 25.7 21 27.9 22 27.2 23 35.5 24 63.2 25 63.9 26 67.3 27 67.9 28 63.3 29 61.3 30 58.2 31 62.1 32 67.8 33 68.1 34 70.2 35 70.1 36 72.2 37 62.7 38 61.7 39 43.5 40 71.4 41 61

草地

草坪与灰岩分界

泥土

y射线放射性图100500***22252831343740x/my/kev系列1

分析结果：由数据和图像我们可以的在地质的分界点出现了较为明显的变化,在有路灯、大理石、草地、灰岩和泥土的地方，放映出了不同地质体的γ辐射是有差异的。大致可以看出的地表有植物覆盖的地区γ辐射量比岩石的地区的大，从而推出γ辐射与植被有关，其次是金属和岩石对γ辐射影响也很大

参考文献

1．于汇津、邓一谦著.勘查地球物理概论.北京：地质出版社，1998。2.磁法仪器使用说明书。3.高密度电法使用说明书。4.地质雷达使用说明书。