Báo cáo thực tập địa vật lý trong công tác tìm kiếm thăm dò khoáng sản

Báo Cáo Thực Tập Địa Vật Lý MỞ ĐẦU Tài nguyên khoáng sản ngày càng trở nên có giá trị trong xã hội ngày này do nhu cầu sử dụng khoáng sản tăng và nguồn tài nguyên khoáng sản ngày càng cạn kiệt.Do đó cần đẩy mạnh công tác tìm kiếm thăm dò khoáng sản. Địa vật Lý là một trong những nghành quan trọng trong công tác tìm kiếm thăm dò khoáng sản bằng các phương pháp địa vật lý như: Phuơng pháp Trọng Lực, Đo Từ, Đo Điện, Phóng Xạ, Địa Chấn… Bằng cách đo và phân tích tham số vật lý đo được khi nghiên cứu hinh thái cấu trúc Trái Đất (Xác định mặt danh giới, các lát cắt, đứt gãy, đo vẽ bản đồ…) Ở nước ta, việc áp dụng các phương pháp Địa Vật Lý để giải quyết các nhiệm vụ Địa Chất được tiến hành tìư nhiều năm nay và đã có những thành tựu đáng kể trong việc giải quyết các nhiệm vụ Địa Chất như Đo vẽ bản đồ địa chất ở các tỷ lệ khác nhau, nghiên cứu cấu trúc sâu vỏ quả đất, tìm kiếm thăm dò khoáng sản rắn ( than, sắt đồng, thiếc, chì, kẽm, vàng, kim loại quý hiếm…), tìm kiếm dầu khí vùng thềm lục địa rộng lớn, tìm kiếm nước duới đất phục vụ cấp nước sinh hoạt và bảo vệ nguồn nước, giải quyết nhiệm vụ địa chất công trình cho các công trình xây dựng trên mặt và công trình ngầm…. Do vậy trong quá trình học được sự cho phép của trường, khoa và sự hướng dẫn nhiệt tình của các thầy giáo chúng tôi đã được thực tập Địa Vật Lý với 4 phương pháp chính: PP từ, PP điện, PP phóng xạ, PP trọng lực. Đợt thực tập kéo dài 2 tuần bắt đầu từ ngày 1/2/2009, lớp được chia làm 4 nhóm và được sự hướng dẫn nhiệt tình của các thầy trong bộ môn địa vật lý đã giúp chúng em hoàn thành đợt thực tập. Biết sử dụng các máy đo địa vật lý. Sau khi tiến hành đo đạc tổng hợp các ý kiến, các tài liệu địa vật lý và sử lý các kết quả của từng cá nhân chúng tôi đã hoàn thành báo cáo thực tập với nội dung gồm các phần sau : Mở đầu Chương I : Thăm dò trọng lực Chương II : Thăm dò điện Chương III : Thăm dò từ Chương IV : Thăm dò phóng xạ Kết Luận Nguyễn Tiến Phú - 1 - Địa Chất K 51 Báo Cáo Thực Tập Địa Vật Lý Trong thời gian thực tập tôi đã nhận được sự hướng dẩn, tạo điều kiện của ban giám hiệu trường ĐH Mỏ - Địa Chất và các thầy cô giáo trọng bộ môn Địa vật lý. Qua đây tôi xin chân thành cảm ơn vì sự giúp đỡ đó. Đặc biệt tôi xin chân thành cám ơn các thầy đã trực tiếp tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực tập. Mặc dù đã rất cố gắng nhưng kiến thức chuyên môn còn hạn chế nên báo cáo không tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Rất mong được sự góp ý của các thầy cô và các bạn. Tôi xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày 25 tháng 2 năm 2009 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Tiến Phú 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 là phương pháp địa vật lý nghiên cứu sự phân bố của trường trọng lực trên mặt đất để thăm dò tìm kiếm khoáng sản và giải quyết các vấn đề địa chất khác nhau. Căn cứ vào cấu tạo của dụng cu đo có thể chia phương pháp thăm dò trọng lực thành 2 phương pháp: PP động và PP tĩnh  Phương pháp Động : Quan sát chuyển động của vật thể trong trường trọng lực.  Phương pháp Tĩnh : là phương pháp đo giá trị trong lực nhờ quan sát trạng thái cân bằng tĩnh của các thiết bị đo. 1.1.1 Mục đích thực tập. Làm quen với máy thiết bị đo và cách làm đo bằng máy để ứng dụng cho thực tế. 1.1.2 Nội dung thực tập. Bổ sung và củng cố thêm kiến thức cơ bản về lý thuyết phương pháp thăm dò trọng lực. Tiếp đến là dựa vào lý thuyết để ứng dụng vào thực hành đo ngoài trời đưa ra kết quả để tính toán và lập bảng đưa ra báo cáo chung. 1.2. Tiến hành đo và kết quả đo 1.2.1 Máy trọng lực và cách đo a> Máy trọng lực Tên máy : Máy trọng lực Thạch Anh không ổn định mã hiệu WS- 100. Dùng đo tương đối trọng lực phạm vi 100m. Độ chính xác 0,01 mGal. Cấu tạo máy : Bộ phận chính của máy là một hệ đàn hồi làm bằng thạch anh ( do tính đàn hồi của thạch anh là lớn Hệ đàn hồi này gồm một khung thạch anh căng một dây thạch anh mảnh trên sợi dây có gắn một cánh tay đòn có gắn trọng vật.Dưới sự tác dụng của trọng lực từ điểm quan sát này sang điểm quan sát khác thì vị trí của cánh tay đòn sẽ thay đổi với vị trí ban đầu.Nhờ hệ thống quang học và lò xo bù mà cánh tay đòn được đưa về vị trí cân bằng.Khi biết giá trị độ chia ta có thể tính được giá trị ∆g giữa 2 điểm đo b> Cách đo tại một điểm. Nguyễn Tiến Phú - 3 - Địa Chất K 51 Báo Cáo Thực Tập Địa Vật Lý Ta tiến hành thứ tự các bước sau : +Cân bằng máy: Ta dùng tay di chuyển 3 nút xoáy dưới chân đáy máy để hai bọt thủy chuẩn về vị trí giữa, sau đó chỉnh nút xoay ở vị trí trên ống máy về vị trí vạch 50 + Tiến hành đo: Mang máy tới các điểm đo. + Ghi kết quả: Ghi lại giá trị vạch chia và thời gian tại thời điểm đo. Ví dụ tại chuyến đo 3 - 4- 3 S 3d : số đọc vạch chia tại điểm 3 lúc đầu. S 3c : số đọc vạch chia tại điểm 3 lúc cuối. t 3d : thời gian đo tại điểm 3 lúc đầu. t 3c : thời gian đo tại điểm 3 lúc cuối K = ( ) ( ) 3c 3d 3c – 3d S – S t t C ∆g 43 = C (S 4 – S 3d ) – k(t 4 – t 3d ) ∆g 43 : Gia số của điểm 4 so với điểm 3 1.2.2 Kết quả đo Để tạo ra sự sai khác trong các phép đo thì chúng tôi đã lợi dụng địa hình là sự chênh cao giữa các tầng nhà B địa hình tại các tầng tương đối bằng để thực hiện phép đo.Mỗi điểm đo ứng với các tầng Sau khi tiến hành đo ta đựoc kết quả như sau : Bảng giá trị trọng lực STT Điểm Thời Gian (t) Số Đọc ∆S (Vạch) ∆t (phút) c.∆S K k.∆t ∆G Giờ Phút 1 3 9 33 625.2 2 2 9 37 633.9 8.7 4 0.875 -0.0008 -0.18507 1.06 3 3 9 43 620.6 -4.6 10 -0.46 4 4 9 47 612.4 -8.2 4 -0.82 0.00017 0.040232 -0.86 5 3 9 52 621.5 0.9 9 0.091 6 2 9 54 629.8 8.3 2 0.835 0.00037 0.044255 0.79 7 3 9 57 622.6 1.1 5 0.111 8 4 10 4 613.4 -9.2 7 -0.93 0 0 -0.93 9 3 10 7 622.6 0 10 0 10 2 10 11 632.2 9.6 4 0.966 0.00084 0.20116 0.76 11 3 10 13 625.6 3 6 0.302 Nguyễn Tiến Phú - 4 - Địa Chất K 51 Báo Cáo Thực Tập Địa Vật Lý 12 4 10 16 615.6 -10 3 -1.01 0 0 -1.01 13 3 10 19 625.6 0 6 0 14 4 10 22 619.1 15 2 10 25 632.3 13.2 3 1.328 -0.0009 -0.16184 1.49 16 4 10 33 613.2 -5.9 11 -0.59 17 2 10 39 631.9 18.7 6 1.881 -2x10 -5 -0.00603 1.89 18 4 10 43 613.1 -0.1 10 -0.01 19 2 10 48 631.7 18.6 5 1.871 -4 x10 -5 -0.01161 1.88 20 4 10 56 612.8 -0.3 13 -0.03 21 3 10 59 620.3 7.5 3 0.754 0.00014 0.025145 0.73 22 4 11 2 613.3 0.5 6 0.05 23 3 11 8 622.8 9.5 6 0.956 8.4 x10 -5 0.030174 0.93 24 4 11 10 613.7 0.4 8 0.04 1.2.3 Cách giải bài toán thuận, bài toán nghịch a) Bài toán thuận : Đây là trường hợp ta đã biết mô hình trường ta phải tính trường mà mô hình đó gây ra.Việc giải bài toán thuận có ý nghĩa quan trọng trong việc giải bài toán nghịch. b) Giải bài toán nghịch : Có nhiều phương pháp giải bài toán nghịch, trong đợt thực tập này chúng tôi được giới thiệu phương pháp lựa chọn.Từ mô hình đã đo được trên thực tế chúng ta so sánh với mô hình đã biết từ việc giải bài toán thuận sau đó suy ra mô hình gần đúng nhất.Phương pháp này chúng tôi đã được thầy giáo cho xem trực tiếp trên máy tính. Chúng ta có thể trực tiếp dùng tay thay đổi mô hình của vật thể chưa biết để có được mô hình trường sát nhất với thực tế.Ngoài ra cũng có thể để cho máy tính trực tiếp làm việc thay đổi trường để có trường sát với thực tế. Ngoài phương pháp lựa chọn chúng tôi đã trực tiếp được thầy giáo hướng dẫn giải bài toán nghịch bằng phương pháp điểm đặc trưng với mô hình là vật thể đơn giản dạng quả cầu. Theo kết quả giải bài toán thuận bất thường trọng lực trên quả cầu được biểu diễn bởi công thức: F = 2 r mh f k là hệ số hấp dẫn, trong đơn vị SGC có f = 2 3 .10 -7 (cm 3 g -1 s -2 ) = 2 3 .10 -11 (m 3 g -1 s -2 ). Nguyễn Tiến Phú - 5 - Địa Chất K 51 Báo Cáo Thực Tập Địa Vật Lý ∆g(x)= Fcosα = 3 r Mh f = 2 2 3/2 ( + h ) Mh f x Giá trị cực đại nằm ở phía trên tâm quả cầu ( x = 0) ∆g max = 2 M f h Hình 1: Mô tả cách giải bài toán nghịch với vật thể dạng quả cầu Đối với các điểm cách xa điểm cực đại một khoảng x 1/2 có giá trị ∆g 1/2 =1/2 ∆g max , có thể tính bởi công thức sau: 1 2 ∆g max = 2 2 3/2 ( + h ) Mh f x = 2 2 M f h => h = 1,31 . X 1/2 (*) Từ đó ta có thể tính ta có thể tính chiều sâu tâm vật thể gây bất thường theo công thức (*). Sau khi biết chiều sâu h ta có thể tìm khối lượng theo công thức M= 2 max g . h f Biết được M ta có thể tính ra bán kính của quả cầu khi biết mật độ dư σ dư M = 4 3 . лR 3 σ dư => R = 3 du 3 4 . M л σ -Ví dụ: Ta có bảng số liệu sau: Nguyễn Tiến Phú - 6 - Địa Chất K 51 Báo Cáo Thực Tập Địa Vật Lý σ dư = 2,5 (g/cm 3 ) , dX=2m, ∆g trên 51 điểm. Tính ;h? , R? STT X ΔU STT X ΔU 1 0 0.0212 26 50 0.74902 2 2 0.02369 27 52 0.7318 3 4 0.02656 28 54 0.68391 4 6 0.02989 29 56 0.61487 5 8 0.03379 30 58 0.53596 6 10 0.03837 31 60 0.45675 7 12 0.04377 32 62 0.3835 8 14 0.05018 33 64 0.31926 9 16 0.05782 34 66 0.26482 10 18 0.06699 35 68 0.21964 11 20 0.07806 36 70 0.1826 12 22 0.09148 37 72 0.15241 13 24 0.10783 38 74 0.12784 14 26 0.12784 39 76 0.10783 15 28 0.15241 40 78 0.09148 16 30 0.1826 41 80 0.07806 17 32 0.21964 42 82 0.06699 18 34 0.26482 43 84 0.05782 19 36 0.31926 44 86 0.05018 20 38 0.3835 45 88 0.04377 21 40 0.45675 46 90 0.03837 22 42 0.53596 47 92 0.03379 23 44 0.61487 48 94 0.02989 24 46 0.68391 49 96 0.02656 25 48 0.7318 50 98 0.02369 51 100 0.0212 Ta có biểu đồ: Nguyễn Tiến Phú - 7 - Địa Chất K 51 Báo Cáo Thực Tập Địa Vật Lý Hình 2: Đồ thị ∆g với vật thể hình quả cầu Ta có ∆g max = 0.74902 (mGal) => 1 2 ∆g max = 0.37451 (mGal) Từ đồ thị ta xác định được X 1/2 = 12,2 (m) => h = 1,31 . X 1/2 = 1,31 . 12,2 ≈ 16 (m) => Chiều sâu tâm vật thể gây bất thường là 16m. => Khối lượng quả cầu: M= 2 max g . h f ∆ = 3 2 -11 0,74902 .10 . 16 2 .10 3 − = 28762.10 6 (g) => Bán kính quả cầu: R = 3 du 3 4 . M л σ = 6 3 3 28762.10 4 .2,5л = 1400 (cm) = 14 (m) Nguyễn Tiến Phú - 8 - Địa Chất K 51 Báo Cáo Thực Tập Địa Vật Lý Chương II Phương Pháp Điện 2.1. Giới Thiệu. Nguyễn Tiến Phú - 9 - Địa Chất K 51 Báo Cáo Thực Tập Địa Vật Lý Thăm dò điện là phương pháp nghiên cứu đặc điểm trường điện và trường điện từ trong quả đất do các quá trình tự nhiên hoặc nhân tạo tạo ra nhằm giải quyết các vấn đề địa chất khác nhau. Thăm dò điện là phương pháp nghiên cứu cấu trúc sâu vỏ trái đất và tìm kiếm các mỏ khoáng sản có ích. Đối tượng nghiên cứu của thăm dò điện là đất đá và quặng nằm trong vỏ trái đất, đó là môi trường bất đồng nhất có sự khác nhau về tham số điện, điện trở suất ρ, hoạt tính hoá điện, hệ số phân cực, hằng số điện môi và độ từ thẩm μ Do có nhiều nguồn gốc tạo ra trường,nhiều tham số đo vì vậy thăm dò điện có đặc điểm là rất đa dạng vế phương pháp và cũng rất phong phú về thể loại. 2.1.1. Mục đích của thí nghiệm thăm dò điện là. Làm quen với máy thiết bị đo và cách đo bằng máy để góp phần sử dụng máy thành thạo ứng dụng cho thực tế sau này. Qua thực hành giúp hiểu kĩ hơn về lý thuyết 2.1.2. Nội dung thực tập gồm. Tìm hiểu học qua lý thuyết về điện như: các giá trị và tham số cần đo và tính toán ΔU MN , K,ρ,I Sau khi học xong lý thuyết ta dựa vào đó để thực hành bằng đo trực tiếp trong phòng. Cuối là tính toán và sử lí kết quả nộp bản báo cáo về kết quả thực tập. 2.2. Nội dung. 2.2.1. Bản chất phương pháp. Bản chất của phương pháp đo sâu điện: Đo sâu điện là phương pháp nghiên cứu sự thay đổi điện trở suất biểu kiến ρk theo chiều sâu ở một điềm đo nào đó bằng cách mở rộng dần khoảng cách giữa các điện cực phát và giữ nguyên vị trí điểm đo Ρk (AB/2) = ρk(r) = ( ) ( ) k r I r U∆ (1) k = .AM AM MN ∏ ≈ п r 2 Hệ số k phụ thuộc vào r khi r tăng thì k tăng tức là khi AB/2 tăng thì k cũng tăng. Để tăng chiều sâu nghiên cứu trong đo sâu điện người ta cố định tâm hệ cực và tăng khoảng cách hệ cực 2.2.2. Phương pháp đo sâu đối xứng Phương pháp đo sâu đối xứng là phương pháp đo sâu dựa vào thiết bị đối xứng gồm 2 cực phát AB và 2 cực thu MN như hình vẽ : Nguyễn Tiến Phú - 10 - Địa Chất K 51 [...]... 19.44457 Địa Chất K 51 Báo Cáo Thực Tập Địa Vật Lý 69 3 70 4 71 5 72 6 73 1 74 2 75 3 120 76 4 77 5 78 6 Nguyễn Tiến Phú 87.7 50.6 35.5 26.2 539 174.8 87.3 52.3 36 25.5 3.5 3.5 3.5 3.4 3.4 3.4 3.4 3.4 3.4 3.3 - 17 - 0.75 4 1.25 7 1.88 5 2.63 9 0.12 6 0.37 7 0.75 4 1.25 7 1.88 5 2.63 9 18.77851 Địa Chất K 51 Báo Cáo Thực Tập Địa Vật Lý Hình 6: Biểu đồ đo sâu điện Nguyễn Tiến Phú - 18 - Địa Chất K 51 Báo Cáo. .. 51 Báo Cáo Thực Tập Địa Vật Lý Chương 3: Phương Pháp Từ 3.1 Giới thiệu Thăm dò từ là phương pháp địa vật lý được áp dụng để giải quyết các nhiêm vụ địa chất trên cơ sở nghiên cứu các đặc điểm trường từ của quả đất do mức độ nhiễm từ khác nhau của các loại đất đá.Phương pháp thăm dò từ có nhiều ứng dụng quan trọng :, -Tìm kiếm các loại tính.VD:manhetit,quặng Fe quặng và khoáng sản có từ -Tìm các thể... như độ từ cảm χ, độ từ hoá J Độ từ cảm của đất đá thay đổi trong một phạm vi khá rộng và phụ thuộc chủ yếu vào tỉ lệ khoáng vật sắt từ có trong đất đá đó.Chính nhờ các khoáng vật sắt này gây ra từ tính của đất đá .Trong thăm dò từ để phát hiện các bất thường từ các đo giá trị tương Nguyễn Tiến Phú - 20 - Địa Chất K 51 Báo Cáo Thực Tập Địa Vật Lý đối của cường độ trường từ toàn phần ∆T hoặc các thành... 423 363 374 569 858 369 439 377 348 373 Địa Chất K 51 Báo Cáo Thực Tập Địa Vật Lý 6 7 8 9 1 2 3 4 5 5 6 7 8 9 Nguyễn Tiến Phú 4537 9 4526 2 4528 2 4543 2 4570 3 4557 2 4550 3 4549 1 4547 9 4543 3 4527 8 4527 3 4538 7 432 6 315 7 335 8 485 9 4521 8 4511 8 4528 0 4555 9 271 171 333 612 756 625 556 544 532 486 331 326 440 - 24 - Địa Chất K 51 Báo Cáo Thực Tập Địa Vật Lý Hình 8: Biểu đồ đường đồng mức từ... Tập Địa Vật Lý Hình 8: Biểu đồ đường đồng mức từ 3.2.2 Nhận xét Nguyễn Tiến Phú - 25 - Địa Chất K 51 Báo Cáo Thực Tập Địa Vật Lý Chương 4: Phương Pháp Phóng Xạ 4.1 Giới Thiệu Mục đích thực tập : Làm quen với máy thiết bị đo và cách làm đo bằng máy Qua thực hành giúp hiểu hơn về lý thuyết Nội dung thực tập :Tìm hiểu lý thuyết về cách đo phóng xạ, và đo cường độ bức xạ, phổ Gama, với các giá trị tương... mét - 29 - Địa Chất K 51 Báo Cáo Thực Tập Địa Vật Lý Điểm Đo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 µSv/h µSv/năm µSv/h µSv/năm 16 140160 14 122640 16.5 144540 14.5 127020 17 148920 15 131400 15.5 135780 14 122640 16.5 144540 14.5 127020 15.5 135780 14.5 127020 15 131400 13.5 118260 16 140160 13.5 118260 15 131400 14 122640 15 131400 13.5 118260 Nguyễn Tiến Phú - 30 - Địa Chất K 51 Báo Cáo Thực Tập Địa Vật Lý Hình 9:.. .Báo Cáo Thực Tập Địa Vật Lý A M N B Hình 3: Cách bố trí cực trong đo sâu điện Tại mỗi điêm đo ra thu được các giá trị ∆U, I rồi từ đó ta tính được ρk(r) theo công thức (1).Từ đó ta xây dựng được bản đồ đẳng ôm hay các lát cắt đẳng ôm,căn cứ vào đó vẽ lát cắt điện và giải đoán cấu trúc địa chất Đây là phương pháp được sử dụng nhiều trong thăm dò điện Hệ thiết bị được bố trí... phóng xạ không phụ thuộc vào điều kiên hoá học hay vật lý bên ngoài Trong quá trình phân rã phóng xạ,số lượng các nguyên tố giảm dần theo một quy luật nhất định ứng với công thức N=N0 e-λt Trong đó No và N là số nguyên tử có ở thời điểm ban đầu t = 0 và ở thời điểm 4.2.2 Phương pháp tiến hành Nguyễn Tiến Phú - 26 - Địa Chất K 51 Báo Cáo Thực Tập Địa Vật Lý a> Phương pháp đo gamma tổng : Phương pháp này... như hình vẽ : Hình 4: Cách bố trí sơ đổ đo trong đo sâu đối xứng 2.2.3 Kết quả đo và sử lý số liệu a> Bố trí sơ đồ đo trên mô hình Dựa trên cơ sở lý thuyết đã nêu ở trên chúng tôi đã đo thực hành trên mô hình trong phòng thí nghiệm bằng phương pháp đo sâu điện.Mô hình đo được thể hiện như dưới đây Nguyễn Tiến Phú - 11 - Địa Chất K 51 Báo Cáo Thực Tập Địa Vật Lý - Bể thí nghiệm gồm : một bể hình chữ nhật... việc này chúng ta cần có máy thăm dò từ 3.2.2 Máy thăm dò từ - Tên máy đo loại này là : đọc là MINIMAX - Máy gồm : cuộn dây, lõi đồng ( lõi quả bom), máy thiết bị đo từ 3.2.3 Cách tiến hành Trong đợt thực tập này chúng tôi sử dụng từ kế proton để đo cường độ toàn phần của trường địa từ T.Các proton trong nước hoặc trong cồn,keronsen được coi như những lưỡng cực nhỏ, khi có tác động của một trường từ . (m) Nguyễn Tiến Phú - 8 - Địa Chất K 51 Báo Cáo Thực Tập Địa Vật Lý Chương II Phương Pháp Điện 2.1. Giới Thiệu. Nguyễn Tiến Phú - 9 - Địa Chất K 51 Báo Cáo Thực Tập Địa Vật Lý Thăm dò điện là phương. 6 25.5 3.3 2.63 9 Nguyễn Tiến Phú - 17 - Địa Chất K 51 Báo Cáo Thực Tập Địa Vật Lý Hình 6: Biểu đồ đo sâu điện Nguyễn Tiến Phú - 18 - Địa Chất K 51 Báo Cáo Thực Tập Địa Vật Lý Chương 3: Phương Pháp Từ 3.1 trong bộ môn địa vật lý đã giúp chúng em hoàn thành đợt thực tập. Biết sử dụng các máy đo địa vật lý. Sau khi tiến hành đo đạc tổng hợp các ý kiến, các tài liệu địa vật lý và sử lý các kết quả