Báo cáo thực tập địa vật lý

Báo Cáo Thực Tập Địa Vật Lý MỞ ĐẦU Tài ngun khống sản ngày trở nên có giá trị xã hội ngày nhu cầu sử dụng khoáng sản tăng nguồn tài nguyên khoáng sản ngày cạn kiệt.Do cần đẩy mạnh cơng tác tìm kiếm thăm dị khống sản Địa vật Lý nghành quan trọng cơng tác tìm kiếm thăm dị khống sản phương pháp địa vật lý như: Phuơng pháp Trọng Lực, Đo Từ, Đo Điện, Phóng Xạ, Địa Chấn… Bằng cách đo phân tích tham số vật lý đo nghiên cứu hinh thái cấu trúc Trái Đất (Xác định mặt danh giới, lát cắt, đứt gãy, đo vẽ đồ…) Ở nước ta, việc áp dụng phương pháp Địa Vật Lý để giải nhiệm vụ Địa Chất tiến hành tìư nhiều năm có thành tựu đáng kể việc giải nhiệm vụ Địa Chất Đo vẽ đồ địa chất tỷ lệ khác nhau, nghiên cứu cấu trúc sâu vỏ đất, tìm kiếm thăm dị khống sản rắn ( than, sắt đồng, thiếc, chì, kẽm, vàng, kim loại q hiếm…), tìm kiếm dầu khí vùng thềm lục địa rộng lớn, tìm kiếm nước duới đất phục vụ cấp nước sinh hoạt bảo vệ nguồn nước, giải nhiệm vụ địa chất cơng trình cho cơng trình xây dựng mặt cơng trình ngầm… Do trình học cho phép trường, khoa hướng dẫn nhiệt tình thầy giáo thực tập Địa Vật Lý với phương pháp chính: PP từ, PP điện, PP phóng xạ, PP trọng lực hi ệp Đợt thực tập kéo dài tuần ngày 1/2/2009, lớp chia làm nhóm hướng dẫn nhiệt tình thầy mơn địa vật lý giúp chúng em hoàn thành đợt thực tập Biết sử dụng máy đo địa vật lý Tố t ng Sau tiến hành đo đạc tổng hợp ý kiến, tài liệu địa vật lý sử lý kết cá nhân chúng tơi hồn thành báo cáo thực tập với nội dung gồm phần sau : tậ p Mở đầu Chương I : Thăm dò trọng lực ực Chương II : Thăm dò điện th Chương III : Thăm dò từ o cá Kết Luận o Chương IV : Thăm dị phóng xạ Bá Nguyễn Tiến Phú -1- Địa Chất K 51 Báo Cáo Thực Tập Địa Vật Lý Trong thời gian thực tập nhận hướng dẩn, tạo điều kiện ban giám hiệu trường ĐH Mỏ - Địa Chất thầy cô giáo trọng môn Địa vật lý Qua xin chân thành cảm ơn giúp đỡ Đặc biệt xin chân thành cám ơn thầy trực tiếp tận tình hướng dẫn tơi suốt q trình thực tập Mặc dù cố gắng kiến thức chun mơn cịn hạn chế nên báo cáo khơng tránh khỏi thiếu sót định Rất mong góp ý thầy bạn Tôi xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày 25 tháng năm 2009 Sinh viên thực hiện: o cá o th ực tậ p Tố t ng hi ệp Nguyễn Tiến Phú Bá Nguyễn Tiến Phú -2- Địa Chất K 51 Báo Cáo Thực Tập Địa Vật Lý Chương I: Phương Pháp Trọng Lực 1.1 Giới thiệu Thăm dò trọng lực phương pháp địa vật lý nghiên cứu phân bố trường trọng lực mặt đất để thăm dị tìm kiếm khống sản giải vấn đề địa chất khác Căn vào cấu tạo dụng cu đo chia phương pháp thăm dò trọng lực thành phương pháp: PP động PP tĩnh  Phương pháp Động : Quan sát chuyển động vật thể trường trọng lực  Phương pháp Tĩnh : phương pháp đo giá trị lực nhờ quan sát trạng thái cân tĩnh thiết bị đo 1.1.1 Mục đích thực tập Làm quen với máy thiết bị đo cách làm đo máy để ứng dụng cho thực tế 1.1.2 Nội dung thực tập Bổ sung củng cố thêm kiến thức lý thuyết phương pháp thăm dò trọng lực Tiếp đến dựa vào lý thuyết để ứng dụng vào thực hành đo ngồi trời đưa kết để tính tốn lập bảng đưa báo cáo chung 1.2 Tiến hành đo kết đo 1.2.1 Máy trọng lực cách đo ệp a> Máy trọng lực ng hi Tên máy : Máy trọng lực Thạch Anh không ổn định mã hiệu WS100 Dùng đo tương đối trọng lực phạm vi 100m Độ xác 0,01 mGal th ực tậ p Tố t Cấu tạo máy : Bộ phận máy hệ đàn hồi làm thạch anh ( tính đàn hồi thạch anh lớn Hệ đàn hồi gồm khung thạch anh căng dây thạch anh mảnh sợi dây có gắn cánh tay địn có gắn trọng vật.Dưới tác dụng trọng lực từ điểm quan sát sang điểm quan sát khác vị trí cánh tay địn thay đổi với vị trí ban đầu.Nhờ hệ thống quang học lò xo bù mà cánh tay địn đưa vị trí cân bằng.Khi biết giá trị độ chia ta tính giá trị ∆g điểm đo o cá o b> Cách đo điểm Bá Nguyễn Tiến Phú -3- Địa Chất K 51 Báo Cáo Thực Tập Địa Vật Lý Ta tiến hành thứ tự bước sau : +Cân máy: Ta dùng tay di chuyển nút xoáy chân đáy máy để hai bọt thủy chuẩn vị trí giữa, sau chỉnh nút xoay vị trí ống máy vị trí vạch 50 + Tiến hành đo: Mang máy tới điểm đo + Ghi kết quả: Ghi lại giá trị vạch chia thời gian thời điểm đo Ví dụ chuyến đo - 4- S3d : số đọc vạch chia điểm lúc đầu S3c : số đọc vạch chia điểm lúc cuối t3d : thời gian đo điểm lúc đầu t3c : thời gian đo điểm lúc cuối K= ∆g43 = C (S4 – S3d) – k(t4 – t3d) ∆g43 : Gia số điểm so với điểm 1.2.2 Kết đo Để tạo sai khác phép đo chúng tơi lợi dụng địa hình chênh cao tầng nhà B địa hình tầng tương đối để thực phép đo.Mỗi điểm đo ứng với tầng Sau tiến hành đo ta đựoc kết sau : Bá Nguyễn Tiến Phú hi ng c.∆S Tố t tậ p 8.7 -4.6 -8.2 0.9 8.3 1.1 -9.2 9.6 ∆t (phút) ực 625.2 633.9 620.6 612.4 621.5 629.8 622.6 613.4 622.6 632.2 625.6 ∆S (Vạch) th 3 3 3 o 10 11 Số Đọc cá Điểm o STT Thời Gian (t) Giờ Phút 33 37 43 47 52 54 57 10 10 10 11 10 13 ệp Bảng giá trị trọng lực -4- 10 10 0.875 -0.46 -0.82 0.091 0.835 0.111 -0.93 0.966 0.302 K k.∆t ∆G -0.0008 -0.18507 0.00017 0.040232 -0.86 0.00037 0.044255 0.00084 1.06 0.79 -0.93 0.20116 Địa Chất K 51 0.76 Báo Cáo Thực Tập Địa Vật Lý 4 4 4 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 11 11 11 16 19 22 25 33 39 43 48 56 59 10 615.6 625.6 619.1 632.3 613.2 631.9 613.1 631.7 612.8 620.3 613.3 622.8 613.7 -10 -1.01 0 -1.01 13.2 -5.9 18.7 -0.1 18.6 -0.3 7.5 0.5 9.5 0.4 11 10 13 6 1.328 -0.59 1.881 -0.01 1.871 -0.03 0.754 0.05 0.956 0.04 -0.0009 -0.16184 1.49 -2x10-5 -0.00603 1.89 -4 x10-5 -0.01161 1.88 0.00014 0.025145 0.73 8.4 x10-5 0.030174 0.93 1.2.3 Cách giải toán thuận, toán nghịch a) Bài toán thuận : Đây trường hợp ta biết mơ hình trường ta phải tính trường mà mơ hình gây ra.Việc giải tốn thuận có ý nghĩa quan trọng việc giải toán nghịch b) Giải tốn nghịch : ng hi ệp Có nhiều phương pháp giải toán nghịch, đợt thực tập giới thiệu phương pháp lựa chọn.Từ mơ hình đo thực tế so sánh với mơ hình biết từ việc giải tốn thuận sau suy mơ hình gần nhất.Phương pháp thầy giáo cho xem trực tiếp máy tính Chúng ta trực tiếp dùng tay thay đổi mơ hình vật thể chưa biết để có mơ hình trường sát với thực tế.Ngồi máy tính trực tiếp làm việc thay đổi trường để có trường sát với thực tế Tố t Ngồi phương pháp lựa chọn trực tiếp thầy giáo hướng dẫn giải toán nghịch phương pháp điểm đặc trưng với mơ hình vật thể đơn giản dạng cầu tậ p Theo kết giải toán thuận bất thường trọng lực cầu biểu diễn công thức: th ực F= 10-7 (cm3g-1s-2) = 10-11 o k hệ số hấp dẫn, đơn vị SGC có f = o cá (m3g-1s-2) Nguyễn Tiến Phú Bá 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 -5- Địa Chất K 51 Báo Cáo Thực Tập Địa Vật Lý ∆g(x)= Fcosα = = Giá trị cực đại nằm phía tâm cầu ( x = 0) ∆gmax = Hình 1: Mơ tả cách giải tốn nghịch với vật thể dạng cầu = hi ∆gmax= ệp Đối với điểm cách xa điểm cực đại khoảng x1/2 có giá trị ∆g1/2 =1/2 ∆gmax, tính cơng thức sau: M= tậ p Tố t ng => h = 1,31 X1/2 (*) Từ ta tính ta tính chiều sâu tâm vật thể gây bất thường theo công thức (*) Sau biết chiều sâu h ta tìm khối lượng theo công thức ực Biết M ta tính bán kính cầu biết mật độ dư σdư th M= лR3σdư => R = o cá o -Ví dụ: Ta có bảng số liệu sau: Bá Nguyễn Tiến Phú -6- Địa Chất K 51 Báo Cáo Thực Tập Địa Vật Lý ệp hi ΔU 0.74902 0.7318 0.68391 0.61487 0.53596 0.45675 0.3835 0.31926 0.26482 0.21964 0.1826 0.15241 0.12784 0.10783 0.09148 0.07806 0.06699 0.05782 0.05018 0.04377 0.03837 0.03379 0.02989 0.02656 0.02369 0.0212 cá o Ta có biểu đồ: o th ực tậ p Tố t ng STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 σdư = 2,5 (g/cm3), dX=2m, ∆g 51 điểm Tính ;h? , R? X ΔU STT X 0.0212 26 50 0.02369 27 52 0.02656 28 54 0.02989 29 56 0.03379 30 58 10 0.03837 31 60 12 0.04377 32 62 14 0.05018 33 64 16 0.05782 34 66 18 0.06699 35 68 20 0.07806 36 70 22 0.09148 37 72 24 0.10783 38 74 26 0.12784 39 76 28 0.15241 40 78 30 0.1826 41 80 32 0.21964 42 82 34 0.26482 43 84 36 0.31926 44 86 38 0.3835 45 88 40 0.45675 46 90 42 0.53596 47 92 44 0.61487 48 94 46 0.68391 49 96 48 0.7318 50 98 51 100 Bá Nguyễn Tiến Phú -7- Địa Chất K 51 hi ệp Báo Cáo Thực Tập Địa Vật Lý => ∆gmax= 0.37451 (mGal) Tố t Ta có ∆gmax= 0.74902 (mGal) ng Hình 2: Đồ thị ∆g với vật thể hình cầu ực tậ p Từ đồ thị ta xác định X1/2= 12,2 (m) => h = 1,31 X1/2 = 1,31 12,2 ≈ 16 (m) => Chiều sâu tâm vật thể gây bất thường 16m th => Khối lượng cầu: M= = = 28762.106 (g) = 1400 (cm) = 14 (m) o cá o => Bán kính cầu: R = = Bá Nguyễn Tiến Phú -8- Địa Chất K 51 ực tậ p Tố t ng hi ệp Báo Cáo Thực Tập Địa Vật Lý o cá 2.1 Giới Thiệu o th Chương II Phương Pháp Điện Bá Nguyễn Tiến Phú -9- Địa Chất K 51 Báo Cáo Thực Tập Địa Vật Lý Thăm dò điện phương pháp nghiên cứu đặc điểm trường điện trường điện từ đất trình tự nhiên nhân tạo tạo nhằm giải vấn đề địa chất khác Thăm dò điện phương pháp nghiên cứu cấu trúc sâu vỏ trái đất tìm kiếm mỏ khống sản có ích Đối tượng nghiên cứu thăm dò điện đất đá quặng nằm vỏ trái đất, mơi trường bất đồng có khác tham số điện, điện trở suất ρ, hoạt tính hố điện, hệ số phân cực, số điện môi độ từ thẩm μ Do có nhiều nguồn gốc tạo trường,nhiều tham số đo thăm dị điện có đặc điểm đa dạng vế phương pháp phong phú thể loại 2.1.1 Mục đích thí nghiệm thăm dị điện Làm quen với máy thiết bị đo cách đo máy để góp phần sử dụng máy thành thạo ứng dụng cho thực tế sau Qua thực hành giúp hiểu kĩ lý thuyết 2.1.2 Nội dung thực tập gồm Tìm hiểu học qua lý thuyết điện như: giá trị tham số cần đo tính tốn ΔUMN, K,ρ,I Sau học xong lý thuyết ta dựa vào để thực hành đo trực tiếp phịng Cuối tính tốn sử lí kết nộp báo cáo kết thực tập 2.2 Nội dung 2.2.1 Bản chất phương pháp Bản chất phương pháp đo sâu điện: ng hi ệp Đo sâu điện phương pháp nghiên cứu thay đổi điện trở suất biểu kiến ρk theo chiều sâu điềm đo cách mở rộng dần khoảng cách điện cực phát giữ nguyên vị trí điểm đo (1) Tố t Ρk(AB/2) = ρk(r) = ≈ п r2 k= ực tậ p Hệ số k phụ thuộc vào r r tăng k tăng tức AB/2 tăng k tăng Để tăng chiều sâu nghiên cứu đo sâu điện người ta cố định tâm hệ cực tăng khoảng cách hệ cực th 2.2.2 Phương pháp đo sâu đối xứng o cá o Phương pháp đo sâu đối xứng phương pháp đo sâu dựa vào thiết bị đối xứng gồm cực phát AB cực thu MN hình vẽ : Bá Nguyễn Tiến Phú - 10 - Địa Chất K 51 Báo Cáo Thực Tập Địa Vật Lý cá 105 Bá Nguyễn Tiến Phú 17.78378 24.60114 27.53946 hi ệp 23.27135 ng 1.257 1.885 2.639 0.126 0.377 0.754 1.257 1.885 2.639 0.126 0.377 0.754 1.257 1.885 2.639 0.126 0.377 0.754 1.257 1.885 2.639 0.126 0.377 0.754 1.257 1.885 2.639 0.126 0.377 0.754 1.257 1.885 2.639 0.126 0.377 0.754 1.257 1.885 2.639 Tố t 100 tậ p 95 3.7 3.7 3.5 3.6 3.7 3.6 3.5 3.6 3.5 3.7 3.6 3.7 3.7 3.6 3.5 3.7 3.7 3.7 3.8 3.7 3.7 3.8 3.6 3.6 3.5 3.6 3.7 3.6 3.7 3.5 3.5 3.5 3.5 3.6 3.6 3.5 3.5 3.5 3.4 ực 90 th 85 59.2 41.7 30.1 454 175 106 65.4 44.3 28.7 529 229 125 65 45.3 32 593 271 149 93.5 63.3 46 526 229 111.1 69 45.2 34.2 524 192.8 106.5 63.4 41.5 25.4 570 169 90.9 40.9 40.5 28.2 o 80 6 6 6 o 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 - 14 - 19.07705 17.65111 Địa Chất K 51 Báo Cáo Thực Tập Địa Vật Lý 110 115 120 6 459 178 83.9 54.9 39.2 28.1 471 181 87.7 50.6 35.5 26.2 539 174.8 87.3 52.3 36 25.5 3.5 3.6 3.5 3.5 3.5 3.4 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.4 3.4 3.4 3.4 3.4 3.4 3.3 0.126 0.377 0.754 19.12229 1.257 1.885 2.639 0.126 0.377 19.44457 0.754 1.257 1.885 2.639 0.126 0.377 0.754 18.77851 1.257 1.885 2.639 o cá o th ực tậ p Tố t ng hi ệp 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 Bá Nguyễn Tiến Phú - 15 - Địa Chất K 51 Báo Cáo Thực Tập Địa Vật Lý o cá o th ực tậ p Tố t ng hi ệp Hình 6: Biểu đồ đo sâu điện Bá Nguyễn Tiến Phú - 16 - Địa Chất K 51 Báo Cáo Thực Tập Địa Vật Lý Chương 3: Phương Pháp Từ 3.1 Giới thiệu Thăm dò từ phương pháp địa vật lý áp dụng để giải nhiêm vụ địa chất sở nghiên cứu đặc điểm trường từ đất mức độ nhiễm từ khác loại đất đá.Phương pháp thăm dị từ có nhiều ứng dụng quan trọng :, -Tìm kiếm loại tính.VD:manhetit,quặng Fe quặng khống sản có từ -Tìm thể xâm nhập magma đo từ thuận lợI chủ yếu mafic siêu mafic -Đo vẽ đo địa chất:phát ranh giới đất đá có tính chất khác -Tìm lịng sơng cổ, thung lũng ngầm,hang động Karst nơi có lắng đọng khống vật sắt từ -Ngồi phương pháp cịn dùng để giải nhiệm vụ địa chất khác 3.2 Phương pháp cách làm 3.2.1 Cơ sở phương pháp thăm dò từ Đã từ lâu người xác định tồn trường từ đất.Tại điểm mặt đất trường địa từ hoàn toàn xác định đặc trưng vectơ cường độ toàn phần T o cá o th ực tậ p Tố t ng hi ệp Ta xét hệ toạ độ vng góc có gốc O đặt điểm quan sát, trục z hướng vào tâm đất, đặt trục x theo phương bắc,trục y theo hướng đơng(hình vẽ) Bá Nguyễn Tiến Phú - 17 - Địa Chất K 51 Báo Cáo Thực Tập Địa Vật Lý Hình 7: Các yếu tố trường địa từ Hình chiếu T lên trục toạ độ thành phần nó.Thành phần thẳng đứng Z,thành phần đơng Y,thành phần bắc X.Hình chiếu T lên mặt phẳng xOy thành phần nằm ngang H,phương H trùng với phương kinh tuyến từ Góc hợp thành phần nằm ngang H trục x gọi độ lệch từ D (độ từ thiên).Góc hợp T mặt phẳng nằm ngang gọi độ nghiêng từ I (độ từ khuynh) ng hi ệp Góc D mang dấu (+) H lệch phia đông so với trục x mang dấu (-) H lệch phía tây so với trục x Góc I mang dấu (+) T cắm xuống(bắc bán cầu) mang dấu (-) T cắm ngược lại (nam bán cầu).Tập hợp đại lượng T,H,X,Y,Z,I,D gọi yếu tố trường địa từ tậ p Tố t Sự phân bố giá trị yếu tố trường địa từ biểu diễn dạng đồ đẳng trị,các đồ xât dựng theo chu kỳ 10 năm o cá o th ực Do loại đất đá khác có từ tính khác ngun nhân gây bất thường từ.Từ tính đất đá xác định tham số độ từ cảm χ, độ từ hoá J Độ từ cảm đất đá thay đổi phạm vi rộng phụ thuộc chủ yếu vào tỉ lệ khoáng vật sắt từ có đất đá đó.Chính nhờ khống vật sắt gây từ tính đất đá.Trong thăm dò từ để phát bất thường từ đo giá trị tương Bá Nguyễn Tiến Phú - 18 - Địa Chất K 51 Báo Cáo Thực Tập Địa Vật Lý đối cường độ trường từ toàn phần ∆T thành phần thẳng đứng ∆Z để làm việc cần có máy thăm dị từ 3.2.2 Máy thăm dò từ - Tên máy đo loại : đọc MINIMAX - Máy gồm : cuộn dây, lõi đồng ( lõi bom), máy thiết bị đo từ 3.2.3 Cách tiến hành Trong đợt thực tập sử dụng từ kế proton để đo cường độ toàn phần trường địa từ T.Các proton nước cồn,keronsen coi lưỡng cực nhỏ, có tác động trường từ phân cực chất lỏng bị từ hoá lưỡng cực từ nhỏ tạm thời bị xếp định hướng theo hướng trường từ hố phân cực đó.Trường từ phân cực tạo với phương trường từ đất góc thường vng góc với trường từ đất.Nếu đột ngột ngắt trường từ hố proton có chuyển động quay xung quanh trường từ đất chuyển động tuế sai Các proton chuyển động tuế sai có tần số góc ω hay tần số v khơng đổi.Giữa tần số tuế sai trường từ Tcó mối quan hệ ω=vpT T= ω/vp = 2лv/vp Trong vp tỷ số từ hồi chuyển proton xác định xác tới 0,001%.Việc đo tần số thực cách đếm chu trình tuế sai khoảng thời gian ệp Trên sở lý thuyết nêu hướng dẫn thầy tiến hành đo thực hành sân trường ng hi Chúng chia khu vực cần khảo sát thành mạng lưới với tuyến khác nhau,tuyến trục có phương trùng với đường phương dự kiến đối tượng cần nghiên cứu tậ p Tố t - Chọn điểm gốc dị thường bên xa nơi vị trí tuyến đo, khơng có gây nhiễu từ sóng khác làm ảnh hưởng đến kết đo ực - Các tuyến đường đo phải vng góc phương ngang vng góc hướng B- N - Từ cách đo tuyến ta đo giá trị Ti tương ứng từ 1-9 o cá o th - Sau đo xong tuyến từ 1-9 từ 9-1 cuối ta đo giá trị ban đầu điểm gốc dị thường Ta lấy trung bình giá trị ban đầu Bá Nguyễn Tiến Phú - 19 - Địa Chất K 51 Báo Cáo Thực Tập Địa Vật Lý 3.3 Kết nhận xét 3.3.1 Kết STT T(ĐẦU) T(CUỐI) T0(TB)=∑/6 Bá Nguyễn Tiến Phú - 20 - 658 530 435 442 488 429 399 494 694 599 520 420 364 442 423 390 524 737 489 463 382 388 423 363 374 569 ệp 45605 45477 45382 45389 45435 45376 45346 45441 45641 45546 45467 45367 45311 45389 45370 45337 45471 45684 45436 45410 45329 45335 45370 45310 45321 45516 ΔT hi 6 9 Ti ng 344 353 349 412 592 598 592 350 278 528 536 514 598 664 542 370 342 314 632 625 588 623 663 545 377 337 Tuyến Tố t 45291 45300 45296 45359 45539 45545 45539 45297 45225 45475 45483 45461 45545 45611 45489 45317 45289 45261 45579 45572 45535 45570 45610 45492 45324 45284 STT tậ p ΔT ực 3 9 Ti th Tuyến     44947   o 45006 44972 44851 134829 cá STT 44934 44955 44963 134852 o ∑ Địa Chất K 51