吉林大学兴城实习报告.docx
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吉林大学兴城实习报告
吉林大学地球探测科学与技术学院
兴城地球物理生产实习报告
专业：
班级：
学号：
姓名：
二〇一四年九月十八日
前言…………………………………………………………………………1
第一章地质、地球物理特征…………………………………………2
第一节自然地理概况………………………………………………2
第二节区域地质特征………………………………………………3
第三节前人物探工作程度及效果…………………………………9
第二章应用地球物理方法技术及质量评价………………………10
第一节测地工作方法技术及质量评价……………………………10
第二节重力勘探方法技术及质量评价……………………………14
第三节磁法勘探方法技术及质量评价……………………………21
第四节电法勘探方法技术及质量评价……………………………25
第五节地震勘探方法技术及质量评价……………………………29
第三章地球物理资料的处理与初步解释…………………………35
第一节重力资料的处理与初步解释………………………………35
第二节磁法资料的处理与初步释………………………………36
第三节电法资料的处理与初步释………………………………42
第四节地震资料的处理与初步释………………………………50
第五节地球物理资料的综合释…………………………………57
结论与建议………………………………………………………58
参考文献……………………………………………………………………59
前言
1.实习目的
在我们学完应用地球物理课程的基础上，通过本次实习进一步巩固课堂所学的基本理论，掌握实际工作方法，培养动手能力、独立分析和解决实际问题的能力。
使我们学会客观地观察问题的方法、科学的思维方式，树立严谨的治学态度、实事求是的工作作风和开拓创新的精神。
以便将来能够胜任地球物理勘探工作和相应的科研工作。
通过实践使我们对物探基本理论的理解和掌握，进一步验证、加深和巩固课堂学习的理论知识。
培养学生的动手能力、独立分析能力以及解决实际问题的能力，学会客观的观察问题，培养科学的思维方式和开拓创新的精神。
为我们今后进一步学习物探理论、参加生产实践、科研实践奠定必要的实践基础！
2.实习任务
在辽宁省兴城市夹山地区进行地球物理勘探（重力、磁法、电法数据采集和资料整理，我们第三大组部分电法测深数据在海滨小树林，在地震勘探选在首山地区），通过对所测地球物理数据的初步处理，并结合区域地质概况进行初步解释，初步查明研究区内矿体的赋存状态（平面位置、埋深、产状）、种类、品位等情况。
3.实习要求
此次实习要求学生学会操作学校所提供的各种地球物理仪器，学会野外记录和填写各种计算表格。
掌握精度分配的原则和单项技术指标的要求，确保所得到的数据真实可靠，通过本次实习使学生初步掌握应用地球物理勘探生产中普遍应用的常规野外工作方法和技术，了解实际生产的各个环节、各工种之间的关系，加深对应用地球物理勘探的理解；了解应用地球物理各种方法常规数据处理流程；了解应用地球物理资料地质解释的方法步骤。
第一章地质、地球物理特征
第一节自然地理概况
吉林大学兴城教学实习基地位于辽宁省东部新立屯钓鱼台海滨。
风景优美，气候宜人。
是中国泳装名城，中国书法之乡，中国优秀旅游城市，是全国闻名的旅游度假胜地，中国三大泳装生产基地之一，东北最大的花生集散地，2005年度中国特色魅力城市200强的城市，中国十大小资城市。
集城、泉、山、海、岛于一体。
城是兴城明代古城，泉是温泉，山是首山，海是渤海湾的兴城海滨，岛是菊花岛。
地理位置
辽宁省兴城市位于环渤海经济带的中部，辽宁沿海经济带的西部起点，是华北与东北两大经济区的节点城市。
兴城市是辽宁省辖市（葫芦岛代管），位于锦州市西南部，在辽东湾西岸，居辽西走廊中段。
东南濒临渤海，西南依六股河与绥中县相邻远眺秦皇岛市，西北与建昌县接壤，北临葫芦岛市连山区。
地处东经120°06′至120°50′，北纬40°16′至40°50′之间。
全市面积2147平方千米。
市人民政府位于温泉区兴海南街三段11号。
地形地貌
兴城市在地貌特征上，属于辽西山地黑山丘陵的东部边缘，区域地貌为滨海丘陵。
海拔高程一般为20～500m，相对高差200～350m，最高点位于兴城市西北的九龙山，海拔558.7m。
山体的总体走向为北东向，地势总体上西北高，东南低。
河流主要有发源于兴城市西北青山—笔架山—大虹螺山一带的六股河、烟台河、兴城河和西北河，这些河流均自西北向东南流动，最终汇入辽东湾。
气候
兴城市属于北半球温暖带亚湿润气候区。
气候温和，干湿相宜，冬无严寒，夏无酷暑。
一月平均气温为零下8℃，七月平均气温为24℃，年平均气温为9℃，年降水量约为620mm。
三月份平均风速为5.0m/s,一月份和八月份平均风速为3.6m/s，全年平均风速为4.2m/s。
暑期七～九月份，海水平均温度为24℃，海滩沙面温度为31～33℃。
海滨地区环境优美，空气中负离子含量4000个/cm3，比一般城市高10～20倍。
交通
兴城市交通发达，设施完备，公路、铁路、海运、空运形成立体化的交通运输网络。
京哈铁路、京哈公路和京哈高速公路贯通全境，交通十分便利（见图1兴城地区兴城教学实习基地地理位置图）。
兴城实习基地大部分实习点都分布在兴城市及周边地区，直线距离一般不超过25km。
本次地球物理（重、磁、电）实习研究区为夹山地区，地理坐标为（E120°42′，N40°37′）。
到葫芦岛市区乘车仅需半个小时，极为便利。
图1兴城地区兴城教学实习基地地理位置图
第二节区域地质特征
本地区较为系统的地质研究是1966~1967年辽宁省地质局区域地质测量队一分队完成的1：
20万区域地质调查K-51-（25）（锦西幅）和K-51-（31）（兴城幅），1983年辽宁区域地质测量队对二图进行了修编。
一、区域大地构造背景
兴城地区地处华北地台北部，燕山褶皱带。
以三道沟，女儿河为界北面为冀动辽西古中隆起，南面为山海关隆起。
区内断裂沿着或平行块体边界发育，所以将区域分割成若干长条装延伸的断块，一系列北东向的隆起和凹陷带相间排列，自东向西依次为：
北票——速昌凹陷，朝阳——瓦房店中隆起，全岭寺——兰山中凹陷，大柳河——新台门中隆起，兴城——锦西古中凹陷，绥中隆起。
其大地构造位置示意图见图2。
图2兴城地区区域大地构造位置示意图
二、构造地层
太古代——元古代构造层
兴城地区早期构造强烈，其结晶基底由变质岩系构成。
由于强烈的区域变质作用和混合岩化作用，太古界地层多在大面积混合岩，混合花岗岩中呈残留体出现。
中古生界的为海相陆源碎屑岩和内源碳酸岩建造。
下部长城系由砾岩石英砂岩页岩和灰岩组成；上部蓟县系以灰岩为主，夹石英砂岩，页岩等
上元古界称青白口系，由页岩夹灰岩组成
古生代构造层
古生代时期地壳运动以大面积震荡运动为主，与下伏地层为不整合接触。
寒武系由海相陆源碎屑岩和内源碳酸岩建造组成，岩性有灰岩，泥岩等。
奥陶系以海相碳酸岩建造为主，包括白云岩，厚灰岩等。
中生代构造层
中生代时期岩性复杂，地层厚度变化大。
侏罗系为陆相碎屑岩及陆相火山岩建造，下部由含砾砂岩，玄武岩，页岩夹煤层组成；中部玄武岩，安山岩及火山碎屑岩为主夹砂页岩；上部凝灰质砂页岩及砾岩夹泥灰岩。
白垩系为陆相火山岩及陆相碎屑岩建造，岩性还有砂砾岩安山岩玄武岩及砾岩。
岩浆活动
与构造运动相伴的另一种地质运动就是岩浆运动。
辽宁省自太古代以来有过多次的岩浆活动，并形成了各种类型的侵入岩和火山言。
兴城地区的岩浆活动以岩浆喷发为主。
岩浆活动可分为太古代，元古代，晚古生代，三迭纪及侏罗——白垩纪等几个时期。
太古代有两期岩浆活动，岩石有橄榄岩，二辉岩，辉长岩等；元古代侵入岩岩石有辉长岩，闪长岩等；三迭纪及侏罗——白垩纪时期是岩浆活动最强烈的时期，侵入岩体发育，分布广，以酸性岩体为主。
中生代的燕山期火山岩最为发育。
新生代第三纪第四纪时期仍有火山活动，形成玄武岩。
下附有兴城地区区域地质演化史：
三兴城成矿地质条件和成矿作用
地质条件
兴城地区大地构造位置上隶属于山海关古隆起与辽西中生代凹陷带的过渡区，经历了漫长的地质演化历史，成矿地质条件优越。
区内矿产资源丰富，矿床（矿化点）分布广泛，其中位于实习区中部的杨家杖子地区是我国重要的钼矿生产基地，矽卡岩型钼矿床（如杨家杖子钼矿床）规模较大，开采历史悠久，一直作为典型矿床闻名于世。
此外，一些规模不等的热液成因矿床（如铜、铅、锌）、沉积型矿床（如石灰岩、煤、铝土矿、建筑材料等）也具较高的利用价值。
成矿作用
该区的成矿作用很多，大致可分为：
热液成矿作用
矽卡岩成矿作用
火山成矿作用
变质成矿作用
岩浆成矿作用
其综合地质图可见图3。
图3辽西南部综合地质图
地质演化史
兴城的地质演化史可参见图4
图4兴城地区地质演化史简图
第三节前人物探工作程度及效果
1966～1967年辽宁省地质局区域地质测量队一分队完成过1：
20万区域地质调查K－51－（25）（锦西幅）和K－51－（31）（兴城幅）的地质添图工作。
由于文革期间的影响，这两幅地质图的说明书极其简陋。
上个世纪80年代相关地质部门编制了《东北地区区域地层表》；1989年编着的《辽宁省区域地质志》以及1997年编着的《辽宁省区域地质》等辽宁省区域地质系列总结性工作对研究区区域地层、岩浆活动及构造有所概略总结。
辽宁省地矿局地质队还进行过区内数幅1：
5万矿产地质调查工作。
有关研究院所、地勘、矿山部门在区内进行过一些专题性研究工作。
我院在上个世纪60～70年代也曾在区内进行过野外教学实习工作。
2012年我院重磁电震井，已经完成了重磁电和钻井取芯工作，地震工作正在开展。
目前，兴城地区大比例尺地质填图工作正在开展。
总体看，目前区内基础地质研究工作程度很低，物化探研究工作几乎是空白。
只能根据有限的资料进行概括总结。
本次实习由韩江涛副教授为队长，带领我们11级全体师生，于2014-7开始辽宁省兴城市的实习。
实习任务与要求则是根据各个方法老师来规定，总体上要求学生不得缺席，实习中必须认真，刻苦学习，实习结束后，个人独立完成电子版和纸质版报告的编写，并小组完成此次实习的综合报告，准时交上。
第二章应用地球物理方法技术及质量评价
第一节测地工作方法技术及质量评价
一、物探测网的概念形式与编号
物探测量:
就是按照物探设计要求以一定的网度布设物探测点，为物探工作确定物理观测点或为化探工作确定采样点。
物理观测点或为化探工作确定采样点通常布设在一条直线上，称为物探测线
物探测网的形式：
物探测网通常依据物探工作比例尺的不同分为规则网（大于1：
50000比例尺）与不规则网（小于1：
50000比例尺），测线方向垂直于矿体的走向。
对于物探测网的方位与位置要求有两种：
一种要求按要求准确布设，称为固定网;另一种允许测网方位与位置有一定的变动，称为自由网，这种情况下，通常不清楚矿体的走向，起始点与起始方向都有选择余地，可以根据情况确定起始点位与方向，通过联测已知点，确定准确的坐标与方位角。
本次实习工作采用规则自由网布设物探测网。
物探测网的密度:
物探网的密度的选择取决于物探的任务、工作比例尺和所研究异常的规模。
测网的密度用“线距×点距”来确定，此次采用的是“40×20”的测网。
物探测网的编号：
测点的编号用分数表示，分母为测线号，分子为本测线的点号；分子与分母都由南向北由西向东递增。
本次实习采用双号法方式进行编号。
即自南向北、自西向东顺序增加。
共有90~100号线，其中92~100号线测点编号分子是从34~74，90，91号线编号是16~56.
二、基线的布设
布设基线首先拟定基线位置，确定起始点，然后确定基线方向，进而延长方向线，按基线点距确定基线点。
1）.拟定基线位置：
拟定基线位置要考虑下列条件：
对测线起控制作用，基线接近控制点，以便于测设和联测，避开地物繁多或地形复杂地区，以便于施设。
拟定基线位置，通常先在地形图上设计。
如果是非固定网，根据实地情况还可以稍加改变基线设计位置。
2）.确定起始点：
起始点可以是基线上的任一点，通常是先在图上选定，其条件是：
便于测设或联测，点位安全，便于延长基线。
本次所有小组实习的总基点均为各条测线的50号点，如50/98（我们小组绩点）、50/99。
由该点定位出各个测线的其他基点。
3）.确定基线方向：
本次实习所确定的基线方向为北偏西62.46°，基本避开了复杂的地形。
4）.本次实习用的仪器是全站仪确定方向，在起始点上按基线方向和基点距用光电测距定出各基点位置，同时钉木桩并写点号。
实习中定基线时遇到了不便于延伸基线的地形，采用了将仪器矩形转折法。
5）.基线水准测量：
本次测线长400米，设基点11个，点距40米。
基线水准测量采用了S3级水准仪按4等水准测量模式进行，基线水准路线布设成闭合与同一基线点的闭合水准路线，在测站上水准仪照准水准尺的顺序为：
照准后尺黑面，读取上下丝与中丝读数;
照准前尺黑面，读取上下丝与中丝读数;
照准前尺红面，读取中丝读数;
照准后尺红面，读取中丝读数。
测网联测的主要目的是控制测网取得统一坐标系，为地质物探成果和地形图吻合提供数学基础。
三、测线的布设
测线一般闭合于相应两基线点之间，布设方法与基线布设相同，只不过精度要求较低，闭合差要求小于2米（本次实习），距离测设采用全站仪测距。
实习中本组选定的基点为50/98号点，组内分为两小组，一组布设测点，一组做水准测量。
将全站仪安置在98号基点上，照准100号基点，水平角度置零，水平旋转，得角度为90°或270°的位置得到测线方向，然后用全站仪测点。
布设过程中经常遇到树木和起伏地形，采用的与基线布设时一样的方法，也采用矩形转折法，设立转点。
本次实习测线长400米，每条测线21个测点（含基点），测点距为20米。
用钉有红布条的木桩标记，在红布条上标注点号。
测线水准测量方法与基线水准测量基本一致，但由于要求精度不高，故不需要闭合。
水准测量限差见表1
表1物化探基线与测线水准测量线差表
等级
仪器类型
视线长度m
前后视距差m
前后视距累差m
黑红面读数差mm
黑红面高程之差mm
四等
S3
100
3.0
10.0
3.0
5.0
等外
S3
100或150
10.0
50.0
4.0
6.0
四、质量评价
对于附和水准路线，理论上∑h理-（HB-HA）=0。
但是由于测量误差的存在，实际上所测的各段高差之和与高差之差不等于零，存在高差闭合差fh测，即∑h测-（HB-HA）=fh测。
其容许值fh容对于等外水准测量一般规定为：
fh容=±50
（mm）（山地）。
式中，L为等外水准路线长度，以公里为单位，若fh测、fh容，则认为水准测量成果符合要求。
对于闭合水准路线，理论上∑h（理）=0；实际上，∑h（测）=fh测，fh容对于等外水准测量一般规定为:
fh容=±50
（mm）（山地）。
对于质量检查和精度评定，对于此次测线共用到以下两个精度评价标准：
测线质量评定：
式中fc为测线闭合差，Nc为测线闭合差个数。
高程测量精度：
式中
为高差全中误差（mm）；W为闭合差；L为计算各W时，相应的单程路线长度（km）；N为附和路线或闭合路线环的个数。
实测表见表2，实际测点基点位置见图5。
表2小组实测测点高程汇总表
点号
34/99
36/99
38/99
40/99
42/99
44/99
46/99
48/99
50/99
52/99
54/99
高程/m
57.554
59.099
63.065
64.939
67.087
69.073
70.817
73.247
75.000
76.404
77.360
点号
56/99
58/99
60/99
62/99
64/99
66/99
68/99
70/99
72/99
74/99
基点：
50/99
高程/m
77.342
75.922
77.308
79.913
82.355
83.746
84.717
85.292
86.951
92.794
图5测区测点基点位置图
第二节重力勘探方法技术及质量评价
本次重力勘探由范美宁老师带队完成。
一、勘探前准备阶段
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。
但本次实习的仪器检查都是由老师代我们完成，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：
格；净重：
6Kg
本次实习中老师要求读数精度：
±0.2格，格值为0.9095g.u./格
（其中一个仪器，由于本次实习重力仪器数量较少，本次实习为抽签决定用哪个仪器，这个格值只是我们小组当时所用的一个仪器）
二、重力野外数据的采集（本部分的具体计算过程及结果见附页及下文）
获取重力野外数据共有以下几个步骤：
1.基点网联测；2.基点网平差；3.测线测量；4.各项改正；5.求得布格重力异常；6.质量检查，精度评价；7.成图；8简单解释成果。
1重力基点网联测
1-1.重力基点网
重力仪存在零点漂移问题。
位移大小只有在基准点上先后两次读数做比较才能确定。
这个基准点称为基点。
基点的作用有：
控制测量精度、相对测量的起算点、消除零点漂移。
当测区面积较大时，须设立多个基点，组成基点网。
本次重力实习中设立基点5个，其中1个总基点，4个分基点。
组成2个闭合环。
1-2.基点网联测方法
本次实习所用的方法为三程小循环法。
即采用了A→B→A→B的观测路线（参见图5）。
图5三程循环观测法示意图
这样的方式可以分别计算出AB基点间两个非独立增量来，最后又这两个非独立增量的平均计算出该段的总平均值，称为独立增量，下图是段差的计算公式,其中C为格值。
图6解析法求段差示意图
2基点网平差与精度评价
2-1重力基点网的条件平差计算
基点网中基点之间的段差得到后，根据闭合圈的闭合差确定是否需要进行平差。
平差的目的是合理修改测出的短差值，最终保证基点网中每一闭合环的闭合差均为0。
（1）绘制基点网分布图。
（2）列出改正数条件方程
设基点网由r个闭合环组成，各闭合环闭合差分别为ωa，ωb，ωc，…，ωr。
把各环每一边待求的改正数Vi编上序号，则可列出r个条件方程式。
若ai,bi,…,ri（i=1,2,3…n）为条件式系数。
系数的符号按各环边段箭头方向确定，顺时针方向为正号，逆时针方向为负号，则有：
通过解此方程最终可得到数组仅关于改正数的等式方程组，可用于在后面的精确平差中使用，具体使用方法将在后面提及。
（3）建立联系数法方程式
法方程式组的一般形式为
上式中，Ka，Kb，,…,Kr称为各环联系数，方程个数与闭合环个数相同。
（4）解法方程组
解法方程组可得到联系数。
（5）计算各边改正数值
将算出的联系数Ka，Kb…和第i边的权的倒数
代入下式
即可得到各改正数。
（6）计算平差后的各边重力增量值（段差值）
首先将算出的各边改正数Vi值写在基点网示意图相应的边上。
各边的重力增量Li与Vi的代数和，并用Xi表示，即平差后的重力增量值为：
Xi=Li+Vi,
其中Li为条件式系数与各边段差绝对值的乘积。
利用平差值计算出的各圈闭和差应当等于零。
但由于改正数Vi值四舍五入等原因，闭和差有时不为零，而有微小差异时可作适当调整，将不符值分配在不与邻环接界的权较小的边上即可，在改正数的分配中要满足上文提出的改正数条件方程式。
一般这种差异的分配原则是：
a.分配在非公共边上；b.应分配在P较小的边上；c.当权值相同时分配在段差较大的边上。
（7）平差后各基点重力值的计算
各基点重力值是由各边平差后的重力增量值推算而得，因此它是各边重力增量值的线形函数，我们称之为增量值函数G。
G=f1X1+f2X2+...+fnXn+f0
对于自由网来说f0=0，fi（i=1,2,...n）的确定方法为：
当边段箭头方向同所求基点重力值到起算点的方向一致时f取+1，反之取-1。
2-2重力基点网的精度评价
（1）.求单位权中误差
式中：
r为闭合环个数；
为各边段权系数与改正数乘积的和，它也可由闭合差和联系数计算求得，即
＝－
（2）.平差后各基点重力值误差计算
a.转换系数的计算
转换系数qa，qb，……，qr满足下列方程组：
方程系数用基点网条件平差计算表格计算。
b.计算平差值函数的权倒数
c.计算平差后各基点重力值误差
计算公式为
d.检验计算结果
采用不同路线计算部分基点的重力值，检验计算结果有无错误。
（3）.求基点网的精度
各个基点的精度求出后，用整个网内最弱点的误差表示基点网精度
。
3测线测量
3-1.普通测点的观测
本次实习中普通测点采用单次观测的方法，在测线观测时要均匀设置三个检查点，且在两个小时内必须与基点联测一次，以减少零漂的影响。
3-2.野外实测数据的混合零点改正计算
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：
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：
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。
由于以上计算公式以及方法是以国家基点网为基础建立的，而本次实习的总基点并没与国家基点网建立联系，所以各分基点在进行混合零点改正时，须进行转化。
本次实习中我组负责第98号线的测量工作，在测量中，我们以G0为基点。
4各项改正
4-1.正常场改正
本次实习中的测区不大,正常场的梯度可近似为常值,一般只做相对纬度改正,其公式为:
△γ=—8.14sin2φD（g.u.）
式中△γ为相对纬度校正值;φ为测点维度；D表示测点与总基点之间的纬向距离。
4-2地形改正
本次实习地形改正分为近区，中区和远区：
（0-20）m为近区，分1环4个方位，实地目估高差，采用锥形地形改正公式。
（20-100）m，（100-25
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