地球探测技术报告

防灾科技学院地球探测技术课程报告姓名张帅学号144661113任课教师孙守才授课时间2014-2015学期（2-5周）32学时1目录:第一章重力勘探.....................................................21.1重力仪CG5使用说明..........................................21.2重力勘探原理................................................21.3仪器操作数据采集............................................21.4数据处理以及异常成图........................................3第二章地震勘探2.1地震仪Geode使用说明........................................72.2地震勘探原理................................................82.3仪器操作以及软件使用........................................82.4室内资料处理及解释.........................................11第三章磁法勘探3.1磁力仪的使用说明...........................................133.2磁法勘探实习原理...........................................133.3仪器的操作及数据采集.......................................143.4室内资料处理及解释.........................................14第四章RTK的操作及说明4.1Rtk的使用说明.............................................164.2实际操作的注意事项.........................................16结束语.............................................................172第一章：重力勘探1.1重力仪CG-5使用说明为了保证仪器测量的精度，重力仪在正式投入生产之前应进行必要的性能将差和常数测定；常规检查包括测量的检查与调节，纵横水准器仪器的检查调节和水泡曲线测试，灵敏度的检查和调节。重力仪的性能试验包括零点位置的检查(静态试验和动态试验)，多台仪器的一致性试验，以及仪器格值的检查和重新标定。我们本次实习所用的重力仪器是ＣＧ－５．所有的精度要求和质量评价都以标定：观测精度：ε≤0.3g.u.亮线灵敏度：16~20格/g.u.读数精度：≤±0.1格零点漂移：45°C条件下≤1g.u.直接测量范围：约1400g.u.恒温精度：±0.2°C；测程：50000g.u电源：2.5V电池组供电，功耗＜1W格值：0.9~1.1g.u./格；净重：6Kg主要性能与特点；独特的专利设计使仪器的稳定性，重复性，抗冲击能力比零长弹簧重力仪得以大幅提高全自动电子读数，采样率可设基本不受磁场，环境温度，大气压力影响，可进行实时潮汐改正三重恒温装置，线性温漂可自动校正全量程可直读，进行大断差野外测试时无需人为调整量程1.2重力勘探原理1重力勘探工作流程重力勘探的准备阶段包括接受地质任务、收集资料、实地踏勘、施工前的仪器准备试验、编写技术设计、上级主管部门批准等项内容。为了保证仪器测量精度，重力仪在正式投入生产之前应进行必要的性能检查和常规检查。常规检查包括测程的检查与调节、纵横水准器的检查调节和水泡曲线测试、灵敏度的检查和调节。重力仪的性能试验包括零点位移的检查（静态试验和动态试验）、多台仪器的一致性试验、以及仪器格值的检查和重新标定。2重力异常的质量评价重力异常的总均方误差用下式计算：2222布地纬测总式中测为测点观测的总均方误差；纬为纬度改正的均方误差；地为地形改正的均方误差；布为布格改正的均方误差。3重力数据处理及解释重力资料的处理包括对原始资料的处理和对异常成果的再处理两部分。对原始资料的处理又包括重力基点网的条件平差和对测量数据的各项改正，对原始资料进行处理后得到异常成果数据。1.3重力数据的野外采集重力数据的野外采集包括：重力基点网的联测、基点网的条件平差、基点网的精度评价、普通测点的观测和精度评价等项内容。3重力基点网的联测1.4数据处理以及异常成图1各项外部改正及布格重力异常的计算方法尽管仪器可以测出各测点相对总基点间的重力差值，但引起这个差值的原因很多，除了包含地下地质因素外，还有各测点相对总基点的纬度变化、高程变化及测点周围地形起伏等等其它因素。因此野外重力观测数据还须经过一系列整理和计算，目的是为了获得仅由地下地质因素引起的重力异常。这些整理和计算主要是指对已获得的观测结果进行的各项改正计算。普通点异常的外部改正的任务是对普通测点的绝对（或相对）重力值进行绝对（或相对)的正常场校正、地形校正和布格校正，最后获得各普通测点的绝对（或相对）布格重力异常值。（1）：混合零点改正计算使用重力仪在野外普通测点上进行观测时，其读数的变化即包含了测点间相对重力的变化，也包含了仪器本身零位的变化，还包含了重力场随时间的变化。为了消除仪器本身零位变化和重力场随时间变化的综合影响，所进行的改正称之为混合零点改正。在测量过程中利用两个不同基点（或同一个基点）进行控制，不但可以计算掉格系数，而且同样可以计算出各测点的混合零点改正值。其公式为：δgi=-K*△tiA=-K(ti-tA)式中：ti为第i个测点上的读数时间；tA为首次基点读书时间；K为掉格系数，其表达式为：K=[C(SB-SA)-(△gB-△gA)]/(ti-tA)式中：C为重力仪的格值；SB为尾基点读数；SA为首基点读数；△gB为尾基点重力值；△gA为首基点重力值；ti为尾基点读书时间；tA为首基点读数时间。进行混合零点改正和求取测点重力值的步骤如下：（1）计算各测点相对首基点GA的读数差△Si=Si-SA,式中Si为该测点的平均读格数；（2）求取重力差；（3）计算随时间的零点位移率，即掉格系数K；(4)求出混合零点位移改正值；(5)根据各测点相对于首基点的读数时间差，计算出各点改正后相对于首基点的重力差值（6）将各测点相对于首基点的重力差值加上首基点的绝对重力值，即可求出该点的绝对重力值。本次使用两台CG-5重力仪，分别编号962和965。962号仪器的零漂系数为0.9989054，965号仪器的零漂系数为0.9998420。3：布格改正一般情况下，当测区面积较大，地形变化较大时，布格改正由下式计算：=[3.086(1+0.0007cos2)-0.00000072*h-0.419p+0.02095/R*p*h]*h式中：为布格校正值（g.u.）；为测点地理纬度（°）；h为测点的海拔高程4（m）；p=2.67g/m*m，为中间层平均密度；R=166700m为中间层改正圆盘半径，也是地改的最大半径。当测区面积较小且平缓时，布格改正可用如下简化公式：实测重力差值，经过纬度改正、地形改正和布格改正后，所得到的异常称为布格重力异常。4：布格重力异常值的计算绝对重力异常按下式计算；△g布=g+△gb+△gt-0式中：g为测点绝对重力值；△gt为局部地形改正值；0为正常重力值；△gb为绝对布格校正值。相对布格重力异常常按下式计算：式中：g为测点绝对重力值；Δg为测点相对总基点重力差值；为局部地形校正值；为正常重力值；为相对布格校正值。注意：以上各项改正的单位都是国际单位g.u.。而重力仪的数值单位为mgal。故在做校正时，注意单位的统一。2处理的成果以及异常成图图1.4.2水泡的位置5图1.4.3几种重力仪的精确度比较图1.4.4静态试验曲线图图1.4.5几种重力仪的动态试验误差6图1.4.6重力仪的一致性曲线及误差对比曲线图图1.4.7布格重力异常图7第二章：地震勘探2.1Geode地震仪使用说明Geode轻便地震采集系统产品型号：Geode原产地：美国GROMETRICS用途：GEODE轻便地震采集系统可以根据用户要求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，厂家承诺对其进行三年的保修。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。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。仪器技术参数：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;畸变：2ms采样1.75~208Hz0.0005%；共模抑制：100dB(=100Hz36dB)；道间串音：-125dB23.5Hz24dB2ms；噪声背景：2ms36dB1.75-208Hz条件下，射频干扰0.20V；最大输入信号：2.8V峰-峰值；输入阻抗：20Kohm0.02f；采样间隔：0.02,0.03125,0.0625,0.125,0.5,1.0,2.0,4.0,8.0,16.0ms；记录长度：标准16384样点也可选65536样点；延时触发：最大4096样点；智能型自触发：可供天然地震观察和可控源；前放增益：厂方以4道一组由软件成对可选12和24dB或24和36dB对于大能量震源也可直接跳到0dB；去假频率波：在Nyquist频率的83%处为-3dB下至90dB采集和显示滤波器；8低截：输出10,15,25,35,50,70,100,140,200,280,400Hz,Butterworth滤波器每倍频24或48dB；陷波：50,60,150,180Hz压制50dB以上中心频率2%宽度；高截：输出250,500或1000Hz每倍频24或48dB滤波频率用户可选；延迟：0至9999ms一步到位；防水密封；工作环境温度-25℃～45℃，工作稳定性好；可连续采集数据软件：WindowsTM平台操作系统采用MGOS软件控制本机各道和4线Geodes外接各道的数据采集；供电电源：标称电压12V(9V～18V)直流电源。2.2地震勘探原理地震勘探野外工作是整个地震勘探生产的首要环节，它是通过地震波的激发和接收，获取地震勘探的第一手资料，以便为地震资料的处理和地质解释之用。地震勘探野外工作主要分为现场踏勘、野外施工设计、试验及正式生产等阶段。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。本次实习采用的是二维地震勘探。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察的精度上都优于其他地球物理勘探方法。总的来说就是利用人工方法激发的