Tài liệu Báo cáo địa vật lý

MỞ ĐẦU Dƣới sự giảng dạy phần lý thuyết của Th.S Hoàng Thanh Mai. Và sự hƣớng dẫn nhiệt tình và tâm huyết của các thấy hƣớng dẫn thực tập cộng sự cố gắng nỗ lực học tập phấn đấu vƣơn lên của bản thân chúng em đã hoàn thành môn Địa Vật Lý đại cƣơng đúng thời gian quy định. Nhƣng điều quan trọng nhất là dƣới dự giảng dạy hƣớng dẫn chỉ bảo nhiệt tình chu đáo của các thầy chúng em đã nắm đƣợc phần nào một số nét cơ bản của môn Địa Vật Lý và biết đƣợc ít nhiều tầm quan trọng của môn Địa Vật Lý với ngành địa chất dầu khí mà chúng em hiện tại đang theo học. Và để sinh viên có thể hiểu sâu đƣợc môn học thì sau khi học xong lý thuyết ban giám hiệu, khoa dầu khí và bộ môn Địa Vật Lý đã tổ chức cho chúng em thực tập. Mặc dù thời gian thực tập không dài nhƣng dƣới sự hƣớng dẫn hết sức chu đáo, nhiệt tình của các thầy cùng với ý thức làm việc tập thể và sự cố gắng của các cá nhân chúng em đã hoàn thành đợt thực tập này hoàn thành tốt đẹp. Mặt khác qua đợt thực tập này chúng em đã đƣợc làm quen với cái máy chuyên dụng của từng phƣơng pháp đo trong Địa Vật Lý và biết cách xử lý số liệu địa vật lý thu thập từ thực địa để giải quyết các vấn đề địa chất phục vụ cho công tác chuyên môn sau này. Qua đợt thực tập này, chúng em đã hiểu hơn về vai trò và tầm quan trọng của môn học trong việc giải quyết các nhiệm vụ địa chất ,làm sáng tỏ cấu trúc địa chất của trái đất tìm kiếm khoáng sản và phát hiện các dị thƣờng trọng lực trong vùng khảo sát….. Để có thể tổng kết đƣợc các kiến thức trong quá trình thực tập chúng em đã làm riêng cho nhóm em một báo cáo thực tập dƣới sự hƣớng dẫn chu đáo của các thầy. Bố cục báo cáo gồm có : Chƣơng I : Phƣơng pháp thăm dò điện Chƣơng II : Phƣơng pháp thăm dò phóng xạ Chƣơng III : Phƣơng pháp thăm dò từ Chƣơng IV : Phƣơng pháp thăm dò trọng lực Chƣơng V : Kết luận Trong báo cáo thực tập là nội dung và kết quả thực tế thu đƣợc ngoài thực địa. Và dƣới sự hƣớng dẫn chu đáo của các thầy cùng với các kiến thức đã đƣợc trang bị trên lớp chúng em đã xử lý và đƣa ra kết quả tƣơng đối chính xác của từng phƣơng pháp địa vật lý. Do trình độ và kinh nghiệm còn hạn chế nên trong quá trình làm báo cáo thực tập khó có thể tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em rất mong đƣợc sự đóng góp của các thầy để báo cáo thực tập của chúng em ngày càng hoàn thiện hơn. Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo đã tạo mọi điều kiện tốt nhất để chúng em có thể hoàn thành tốt môn học này.! CHƢƠNG I : Phƣơng pháp thăm dò điện I ) Giới thiệu chung Thăm dò điện là phƣơng pháp Địa Vật Lý khảo sát trƣờng điện,trƣờng điện từ tự nhiên hoặc nhân tạo để nghiên cứu cấu trúc địa chất và tìm kiếm khoáng sản có ích. Cơ sở áp dụng của các phƣơng pháp thăm dò điện là đo đất đá có sự khác nhau về tham số điện : p,n,e.Nguồn gây ra trƣờng điện là các điện tích =K12 En xuất hiện tại ranh giới giữa các môi trƣờng đất đá bất đồng nhất dƣới tác dụng của trƣờng điên En. Thăm dò điện có nhiều phƣơng pháp và đƣợc áp dụng rộng rãi ở nhiều lĩnh vực trong điều tra địa chất,tìm kiếm khoáng sản,tìm nƣớc ngầm,khảo sát nền móng địa chất công trình và nghiên cứu môi trƣờng địa chất. II) Cơ sở lý thuyết phƣơng pháp điện 1)Định nghĩa,phƣơng pháp: là một tập hợp các phƣơng pháp địa vật lý điện, nghiên cứu đặc điểm cấu tạo của vỏ quả đất, tìm kiếm thăm dò khoáng sản có ích dựa trên cơ sở khảo sát trƣờng điện hoặc điện từ, tự nhiên hoặc nhân tạo xuất hiện trong vỏ qủa đất. a) Điện trở suất biểu kiến Điện trở suất biểu kiến là tham số điện trở suất đo đƣợc bởi một hệ thiết bị đặt trên nửa không gian. b) Công thức k = k*(∆UMN/I) c)Hệ số thiết bị K Bốn cực đối xứng K AM*AN)/MN 2) Phƣơng pháp mặt cắt điện Định nghĩa : là phƣơng pháp điện trở suất biểu kiến dọc theo tuyến đo pk=pk(x)bằng cách giữ nguyên kích thƣớc hệ cực và di chuyển hệ điện cực tịnh tiến theo tuyến đo để xác định vị trí của đối tƣợng gây nên dị thƣờng điện trở suất.Trong phƣơng pháp này do giữ nguyên kích thƣớc hệ nên chiều sâu nghiên cứu không thay đổi. Đặc điểm : -K=const -fk=fk(x) dọc theo tuyến đo -Xác định vị trí của đối tƣợng Các kết quả đo đƣợc biểu diễn dƣới dạng đồ thị ρk phụ thuộc vào vị trí , tạo độ điểm đo. +) ρk= K.∆U/I (x) x:là vị trí điểm đo K: là hệ số thiết bị là hằng số cùng chiều sâu khảo sát.! Phƣơng pháp này áp dụng cho đối tƣợng có dạng nền móng cấu trúc áp dụng cho đối tƣợng vỉa cắm đứng. 3) Phƣơng pháp đo sâu điện Định nghĩa : là phƣơng pháp nghiên cứu điện trở suất biểu kiến theo chiều sâu ở từng điểm đo bằng cách giữ nguyên tâm hệ cực và tăng kích thƣớc hệ cực tăng chiều sâu khảo sát để phát hiện ranh giới địa tầng của đối tƣợng khảo sát ở chiều sâu nào đó. Đặc điểm : -K=const - k= k(R) -R=AB/2 -Phát hiện bất đồng nhất vệ mặt đó: II) Thực hành đo trên mô hình 1) Bể mô hình Hình vẽ 2 ) Thiết bị: Hình vẽ Nguyên lý hoạt động của máy : Máy hoạt động trên nguyên tắc đo bù : nó tạo ra một hiệu điên thế bằng và ngƣợc chiều với hiệu điện thế cần đo là UMN nó sẽ tạo ra trong mạch một hiệu điện thế ∆Uk trên biến trở R bằng cách điều chỉnh biến trở R để chọn đƣợc một giá trị Rk thích hợp sao cho ∆ Uk =Rk *ik Khi chọn đƣợc ∆Uk bằng và ngƣợc chiều với UMN thì trong mạch không có dòng điện chạy ,kim điện thế đứng im, ta nói đây là trạng thái bù đã đƣợc thiết lập ,khi đó ∆Uk=Rk*ik. Nguyên tắc này phải bù bằng tay. Sau khi bù thì các số liệu sẽ hiện lên trên máy và ta đọc số liệu trên máy gồm hiệu điện thế và dòng điện qua mạch mà ta cần đo. 3)Đo mặt cắt điện Các thao tác tiến hành Điều chỉnh và ghi kích thƣớc hệ điên cực: Vị trí x=40-110 trên thƣớc đo mỗi điểm cách nhau 5cm.Hệ điện cực đo là hệ bốn cực đối xứng (AMNB) với kích thƣớc thiết bị R=13(cm) Hệ số thiết bị K=2.63 Tại mỗi vị trí của hệ ta chỉnh máy điều chỉnh số đo về vị tró 0. Sau đó bật máy đo hiệu điện thế và cƣờng độ dòng điện, ghi vào sổ ta tiến hành nhƣ thế đến kết thúc tuyến đo. 4) Đo sâu điện : Mỗi điểm cách nhau 5cm 5) Kết quả đo và biểu diễn kết quả Đo mặt cắt điện: x (cm) I (mA) 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 ρk ∆U (mV) 5 5 5.1 5.3 5.8 5.7 5.8 5.6 5.8 5.5 5.5 5.4 5.4 5.2 5.2 35.9 37 37.6 43 50.6 51.9 51.8 62.3 63.2 48.5 94.4 67.7 48.3 51.2 44.8 18.9 19.5 19.4 21.4 23 24 23.5 29.3 28.7 23.2 45.2 33 23.5 25.9 22.7 Đồ thị mặt cắt điện Nhận xét: + Điện trở suất tại tọa độ x=90 đến 95 là cao nhất, ở đây có điện trở cao do đó vị trí quả bóng khí có thể nằm ở đây. + Dị thƣờng thu đƣợc là dị thƣờng dƣơng. + Với dị thƣờng này ta có thể xác định đƣợc vị trí quả bóng. Đo sâu điện : TT R MN K(r ) 0 1 2 3 4 5 6 1 0.03 0.02 0.1256 39.0 39.2 37.6 50.5 37.5 39.1 39.2 2 0.05 0.02 0.3768 38.8 38.9 37.5 51.9 37.4 39.0 38.9 3 0.07 0.02 0.7536 38.7 39.0 36.8 52.0 37.6 38.9 38.8 4 0.09 0.02 1.256 39.1 39.1 37.0 51.8 38.9 38.6 38.7 5 6 0.11 0.02 1.884 38.9 39.4 37.1 50.2 39.5 39 38.8 0.13 0.02 2.6537 38.8 39.6 36.9 49.8 38.4 39.1 38.9 Biểu đồ đẳng ôm Chƣơng II : Phƣơng pháp thăm dò phóng xạ I ) Giới thiệu chung: Định nghĩa : thăm dò phóng xạ là phƣơng pháp địa vật lý khảo sát trƣờng phóng xạ tự nhiên phát ra từ đất đá để giải quyết nhiệm vụ đo vẽ bản đồ địa chất, tìm quặng phóng xạ hoặc quặng không phóng xạ cộng sinh với nguyên tố phóng xạ và nghiên cứu môi trƣờng địa chất. Trong thăm dò phóng xạ nguồn của trƣờng phóng xạ là các đồng vị phóng xạ có trong tự nhiên. 1 ) Sự phân rã α : khi có sự phân rã α hạt nhân nguyên tử phát ra hạt α gồm hai proton và notron, số thứ tự của nguyên tử giảm đi hai, trọng lƣợng nguyên tử giảm đi bốn. A Z A-4 X --- > Z-4 4 X α + 2 Năng lƣợng hạt α khi tách ra khỏi hạt nhân là rất lớn ( 8-10 MeV ) có khả năng ion hóa rất mạnh khả năng đâm xuyên yếu. Khi ra khỏi hạt nhân hạt α đi vào không khí ion hóa chất khí chiếm hai điện tử tự do và tạo thành hệ trung hòa. 2 ) Sự phân rã β : phát ra khi trong hạt nhân có sự biến đổi từ notron thành proton hay ngƣợc lại. Khi chuyển từ proton thành notron thì phát ra hạt pzitron. Khi phân rã β thì điện tích hạt nhân tăng hoặc giảm đi một đơn vị còn khối lƣợng không thay đổi. Năng lƣợng hạt β thay đổi trong phạm vi rộng tốc độ chuyển động gần bằng tốc độ ánh sáng khả năng ion hóa chất khí kém hơn 80 lần so với tia α, khả năng đâm xuyên lớn hơn.Trong không khí nó có thể đi đƣợc 1.2m, trong đất đá tia β có thể đi đƣợc dƣới 1 cm. A Z A X ----- > A Z X + Z-1 A -----> Z-1 X + e proton +V notron _ X +e +V 3 ) Bức xạ γ : khi hạt nhân nguyên tử chuyển từ mức năng lƣợng không ổn định về trạng thái năng lƣợng thấp hơn,ổn định hơn tihf phát ra bức xạ gamma.Bức xạ gamma là bức xạ điện tử tần số cao,chúng vừa có tính chất sóng vừa có tính chất hạt ,không mang điện và không có khối lƣợng khi đứng yên.Năng lƣợng bức xạ gamma thay đổi vào từng hạt nhân của nguyên tố khác (từ 0.05 – 3MeV ). Căn cứ vào sự khác nhau về năng lƣợng của bức xạ gamma ta có thể dùng phƣơng pháp phổ gamma để xác định các nguyên tố khác nhau. Bức xạ gamma có khả năng ion hóa rất kém nhƣng khả năng đâm xuyên lớp, chúng có thể đâm xuyên qua lớp không khí dày hàng trăm m và lớp đất đá dày không quá 1m. Dựa vào đặc điểm của từng loại phóng xạ mà ta có thể đƣa ra các phƣơng pháp nghiên cứu hợp lý, phù hợp với công tác chuyên môn. II ) Phƣơng pháp thăm dò phóng xạ Định nghĩa : là phƣơng pháp địa vật lý thăm dò, nghiên cứu các đặc điểm địa chất của vỏ Trái Đất, tìm kiếm khoáng sản có tính phóng xạ. Các phƣơng pháp này có thể tiến hành trên máy bay, mặt đất và mặt giếng khoan. Đối với phƣơng pháp này, để có thể đánh giá đƣợc đối tƣợng địa chất dị thƣờng, phóng xạ thì ta phải biết đƣợc sự cộng sinh của các khoáng vật và các nguyên tố phóng xạ.Ví dụ mỏ đồng có uran, mỏ sa khoáng có thỏi, mỏ vàng cộng sinh với K. Từ đó cho ta biết kết quả đánh giá hàm lƣợng của từng nguyên tố : V,Th,K III )Phƣơng pháp ion hóa. Dựa trên nguyên lí đo sự ion hóa không khí khô của các bức xạ, phóng xạ trong một đơn vị thời gian. Ngƣời ta dùng khái niệm : - Liều chiếu bức xạ ( C / kg ) các tia (α,β) . - Suất liều : là liều chiếu trong một đơn vị thời gian. 1) Máy đo gama tổng. Máy CPII 6801 dùng để đo ở mặt đất Cấu tạo gồm 2 bộ phận : ống DIReton, bảng đọc, tinh thể phát sóng Y – NaI, ống nhân quang điện, photoretiot, các enito E1, E2, E3. E4 Anot. Hoạt động: Khi ta đƣa ống nhân quang điện ( D) vào vùng nhiễm xạ dƣới tác động của bức xạ ion hóa vật chất vùng huynh quang sẽ phát tia sáng. Tia sáng đập vào katoots cuả ống nhân quang điện các điện trở ở katot bật ra và bị emito có điện tích +100 V hút về. Mỗi hạt bay về E1, đập vào E1 làm bật ra 2 hạt và lại bị E2 có điệ tích + cao hơn hút về tạo thành dòng điện tử thứ cấp,dòng điệ tử này đƣợc phát triển theo cấp số nhân, cuối cùng đập vào anot của nhân quang điện tạo nên xung điện. Tại đó ngƣời ta bố trí bộ phận đếm xung. Các xung đó đƣợc chuyển đổi về đơn vị phóng xạ và bác lên đồng hồ thiết bị đo. Trên đồng hồ đo ngƣời ta bố trí 5 thang đo đối với từng đối tƣợng địa chất. Thang 1 : đo đƣợc trong khoảng ( 0-30 μR/h) Thang 2 :đo đƣợc trong khoảng (0-100 μR/h ) Thang 3 : đo đƣợc trong khoảng ( 0-300 μR/h) Thang 4 : đo đƣợc trong khoảng ( 0-1000 μR/h) Thang 5 : đo đƣợc trong khoảng ( 0-3000 μR/h) Độ phóng xạ của một số loại đá: Ví dụ: Đá vôi 10 (MR/hc) ,cát 10-20 (MR/h) 2 ) Máy đo suất liều tƣơng đƣơng phóng xạ Máy DKS96 Đo H để phân vùng đánh giá môi trƣờng Đơn vị μSV/h Q : trọng số bức xạ : 1 (α,β ) ;2 ( α ) ; 10 ( notron) N = 1 hệ số xuất liều Tiêu chuẩn đánh giá môi trƣờng + ) Nếu D > 0.3 μMSV/h ~ 35μR/h => không quy hoạch dân cƣ + ) Nếu D > 0.6 μMSV/h ~ 70 μR/h => phải di dân Đối tƣợng làm việc với chất phóng xạ + ) H > 20μSV / năm => không an toàn với cán bộ làm việc trực tiếp với chất phóng xạ + ) H > 5μSV /năm => không an toàn với cán bộ làm việc gián tiếp với chất phóng xạ + ) H > 1μSV/ năm => không phù hợp với dân thƣờng IV ) Nhận xét kết quả đo 1)Máy DKS 96 -Vị trí 1 STT 0 ( m ) 1 0.149 0.143 0.138 0.138 2 0.133 0.143 0.135 3 0.132 0.128 0.136 4 0.129 0.136 0.121 5 0.142 0.128 0.135 6 0.144 0.129 Trung bình 0.143 0.138 0.132 0.134 0.130 0.136 1(m) 0.140 0.131 0.138 0.142 0.125 0.133 0.126 0.135 0.126 0.118 0.128 0.130 0.124 0.128 0.131 0.125 0.122 0.121 Trung bình 1(m) 0.104 0.100 0.104 0.104 0.104 0.107 0.111 0.105 0.106 0.107 0.109 0.099 0.107 0.097 0.111 Trung bình 0.136 0.133 0.129 0.126 0.128 0.123 -Vị trí 2 STT 1 2 3 4 5 0(m) Trung bình 0.093 0.09 0.083 0.101 0.097 0.103 0.113 0.100 0.104 0.103 0.087 0.106 0.104 0.107 0.103 0.089 0.100 0.106 0.099 0.105 0.103 0.105 0.107 0.105 0.105 0.110 0.106 0.094 6 0.103 0.110 0.100 0.114 0.108 2)Máy CPπ68-01 (μR/h)  –Vị trí 1 STT 0(m) Trung bình 14 15 16 13 14 15 14 15 16 13 14 15 14 15 16 13 14 15 1 2 3 4 5 6 15 14 15 14 15 14 1(m) 13 14 15 13 14 15 12 13 14 13 14 15 13 14 15 12 13 14 Trung bình 14 14 13 14 14 13 -Vị trí 2 STT 1 0(m) Trung bình 12 10 11 12 11 1(m) 12 13 12 10 Trung bình 12.33 2 3 4 5 6 10 11 9 10 12 10 12 11 11 9 12 11 12 12 11 10.33 11 10.67 11.67 12 14 14 12 12 12 13 15 12 14 11 14 13 12 12 12.67 13.33 12.33 13 Nhận xét: a) Máy CPπ68-01: + từ bảng trên ta thấy H<35 toàn. μR/h =>môi trƣờng và con ngƣời đếu an + giá trị của H trên cuội lớn hơn so với đo trên bê tông. b) Máy DKS96 +từ bảng kết quả ta thấy ở đây có độ phóng xạ an toàn cho con ngƣời ở cấp độ 3. +giá trị của H đo trên cuội lớn hơn đo ở trên bê tông. Chƣơng III : Phƣơng pháp thăm dò từ I ) Giới thiệu chung: Định nghĩa : . C ở áp dụng : ở ụ ở . Mụ Tìm kiếm quặng và khoáng vật có từ tính Nghiên cứu đặc điểm thế nằm và thành phần của móng kết tinh Tìm kiếm các thể macma xâm nhập chủ yếu là các đá mafic,siêu mafic.Trong một số trƣờng hợp có thể phát hiện cả đá macma axit. Đo vẽ bản đồ địa chất ở những vùng đất đá có từ tính mạnh. Có thể dùng phƣơng pháp từ để theo dõi các đới tiếp xúc, các phá hủy kiến tạo nhất là những vùng phát triển đất đá magma mafic. Tìm kiếm các lòng sông cổ, các thung lung bị chon vùi, các hang động cacto nếu những nơi đó lắng đọng các khoáng vật sắt từ khác với môi trƣờng xung quanh. II ) Đề tài : khảo sát sự thay đổi của → bằng máy từ proton trên một đoạn tuyến có phƣơng Bắc Nam khi đặt lõi thủy lôi MK-52 song song với tuyến. 1 ) Cấu tạo a ) Bộ phận phát hiện -Là bình hình trụ trong có một ống dây sinh ra từ trƣờng song song với trục của ống dây => chuyển động tuế sai tƣơng tự chuyển động con quay quay xung quanh xung quanh trƣờng trọng lực Số vòng quay T trong một đơn vị thời gian => f tuế sai Bộ phận nguồn nuôi : gồm bộ phận khuếch đại và thiết bị đo tần số 2 ) Nguyên tắc hoạt động của máy: Máy hoạt động theo nguyên tắc cộng hƣởng từ hạt nhân để đo cƣờng độ toàn phần của trƣờng địa từ T Tại mỗi điểm trong không gian đều có trƣờng từ (là lực tác dụng lên đơn vị khối từ dƣơng ) , → luôn nằm dƣới mặt phẳng chứa → Các proton trong nƣớc hoặc trong các chất lỏng nhƣ cồn … là những lƣỡng cực từ nhỏ đƣợc chứa ở xenxo có momen từ. Khi có dòng điện một chiều chạy qua xeoxo thì chất lỏng chứa trong đó bị từ hóa và tạo ra môi trƣờng từ ban đầu là Ho.Ho phụ thuộc vào cƣờng độ dòng điện, kích thƣớc ống dây,số vòng dây.Phƣơng của Ho vuông góc với từ trƣờng quả đất. Khi đó các lƣỡng cực từ nhỏ tạm thời sắp xếp định hƣớng theo hƣớng của trƣờng từ hóa phân cực Ho. Sau khi ngắt dòng điện thì trƣờng tƣ Ho mất đi lúc đó các momen từ sắp xếp theo một trƣờng từ khác là → .Do ngắt dòng điện nên xảy ra hiện tƣợng tuế sai của proton.Đó là hiện tƣợng các proton tự quay quanh trục của nó và đồng thời quay quanh trƣờng từ của trái đất.Các proton chuyển động tuế sai có tần số góc w hay tần số V không đổi ,giữa tần số tuế sai với trƣờng từ T có mối liên hệ. W = Vp * T => T=(2 /Vp)*V Vp : tỉ số hồi chuyển của proton 3 ) Thao tác đo : Xác định tuyến đo ta sẽ tiến hành đo dọc theo tuyến và lấy giá trị ở những vị trí cách đều nhau. Để đo ta bật máy ,nhập các yêu cầu của máy về thời gian đo cứ đo ta đƣợc giá trị T và ta ghi kết quả. Bố trí tuyến đo Chú ý tuyến đo dọc theo hƣớng Bắc Nam  Đo có lõi thủy lôi : STT 0 Đo L1 31923 L2 32017 L3 32407 Trung bình 32116 -1 -2 -3 -4 -5 1 2 3 4 5 31703 32136 31867 31860 31851 31816 32833 31844 31804 31801 31821 31854 31877 31871 31840 31815 31844 31830 31555 35115 31841 31858 31858 31852 32190 31856 31847 31871 29046 33920 Đồ thị Biểu đồ trƣờng từ của thanh từ -31788 -31949 -31867 -31861 -31960 31829 32175 31757 30802 33612