Báo cáo môn học: Địa vật lý đại cương

Chia sẻ: Huỳnh Thị Thùy Dương | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:28

Thêm vào BST

Báo xấu

201
lượt xem 42
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Với kết cấu nội dung gồm 5 chương, báo cáo môn học "Địa vật lý đại cương" trình bày phương pháp thăm dò điện, phương pháp thăm dò phóng xạ, phương pháp thăm dò từ, phương pháp thăm dò trọng lực,... Với các bạn chuyên ngành Khoa học tự nhiên thì đây là tài liệu tham khảo hữu ích.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo môn học: Địa vật lý đại cương

MỞ ĐẦU Dưới sự giảng dạy phần lý thuyết của Th.S Hoàng Thanh Mai. Và sự hướng dẫn nhiệt tình và tâm huyết của các thấy hướng dẫn thực tập cộng sự cố gắng nỗ lực học tập phấn đấu vươn lên của bản thân chúng em đã hoàn thành môn Địa Vật Lý đại cương đúng thời gian quy định. Nhưng điều quan trọng nhất là dưới dự giảng dạy hướng dẫn chỉ bảo nhiệt tình chu đáo của các thầy chúng em đã nắm được phần nào một số nét cơ bản của môn Địa Vật Lý và biết được 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 được 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 nhưng dưới sự hướng 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 được làm quen với cái máy chuyên dụng của từng phương 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 thường trọng lực trong vùng khảo sát….. Để có thể tổng kết được các kiến thức trong quá trình thực tập chúng em đã làm riêng cho nhóm em một báo cáo thực tập dưới sự hướng dẫn chu đáo của các thầy. Bố cục báo cáo gồm có : Chương I : Phương pháp thăm dò điện
Chương II : Phương pháp thăm dò phóng xạ Chương III : Phương pháp thăm dò từ Chương IV : Phương pháp thăm dò trọng lực Chương V : Kết luận Trong báo cáo thực tập là nội dung và kết quả thực tế thu được ngoài thực địa. Và dưới sự hướng dẫn chu đáo của các thầy cùng với các kiến thức đã được trang bị trên lớp chúng em đã xử lý và đưa ra kết quả tương đối chính xác của từng phương 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 được 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.! CHƯƠNG I : Phương pháp thăm dò điện I ) Giới thiệu chung Thăm dò điện là phương pháp Địa Vật Lý khảo sát trường điện,trường 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 phương pháp thăm dò điện là đo đất đá có sự khác nhau về tham số điện : p,n,e.Nguồn gây ra trường điện là các điện tích =K12 En xuất hiện tại ranh giới giữa các môi trường đất đá bất đồng nhất dưới tác dụng của trường điên En. Thăm dò điện có nhiều phương pháp và được áp dụng rộng rãi ở nhiều lĩnh vực trong điều tra địa chất,tìm kiếm khoáng sản,tìm nước ngầm,khảo sát nền móng địa chất công trình và nghiên cứu môi trường địa chất. II) Cơ sở lý thuyết phương pháp điện 1)Định nghĩa,phương pháp: là một tập hợp các phương 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 trường 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 được 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 KAM*AN)/MN
2) Phương pháp mặt cắt điện Định nghĩa : là phương pháp điện trở suất biểu kiến dọc theo tuyến đo pk=pk(x)bằng cách giữ nguyên kích thước hệ cực và di chuyển hệ điện cực tịnh tiến theo tuyến đo để xác định vị trí của đối tượng gây nên dị thường điện trở suất.Trong phương pháp này do giữ nguyên kích thước 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 tượng Các kết quả đo được biểu diễn dưới 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.!
Phương pháp này áp dụng cho đối tượng có dạng nền móng cấu trúc áp dụng cho đối tượng vỉa cắm đứng. 3) Phương pháp đo sâu điện Định nghĩa : là phương 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 thước hệ cực tăng chiều sâu khảo sát để phát hiện ranh giới địa tầng của đối tượng 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 ngược chiều với hiệu điện thế cần đo là U MN nó sẽ tạo ra trong mạch một hiệu điện thế ∆Uk trên biến trở R bằng cách điều chỉnh biến trở R để chọn được một giá trị Rk thích hợp sao cho ∆ Uk =Rk *ik Khi chọn được ∆Uk bằng và ngược chiều với UMN thì trong mạch không có dòng điện chạy ,kim điện thế đứng im, ta nói đây là trạng thái bù đã được 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 thước hệ điên cực: Vị trí x=40-110 trên thước đo mỗi điểm cách nhau 5cm.Hệ điện cực đo là hệ bốn cực đối xứng (AMNB) với kích thước 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 cường độ dòng điện, ghi vào sổ ta tiến hành như 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) ∆U (mV) ρk 40 5 35.9 18.9
45 5 37 19.5 50 5.1 37.6 19.4 55 5.3 43 21.4 60 5.8 50.6 23 65 5.7 51.9 24 70 5.8 51.8 23.5 75 5.6 62.3 29.3 80 5.8 63.2 28.7 85 5.5 48.5 23.2 90 5.5 94.4 45.2 95 5.4 67.7 33 100 5.4 48.3 23.5 105 5.2 51.2 25.9 110 5.2 44.8 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 thường thu được là dị thường dương. + Với dị thường này ta có thể xác định được 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 0.11 0.02 1.884 38.9 39.4 37.1 50.2 39.5 39 38.8 6 0.13 0.02 2.6537 38.8 39.6 36.9 49.8 38.4 39.1 38.9 Biểu đồ đẳng ôm
Chương II : Phương pháp thăm dò phóng xạ I ) Giới thiệu chung: Định nghĩa : thăm dò phóng xạ là phương pháp địa vật lý khảo sát trường 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 trường địa chất. Trong thăm dò phóng xạ nguồn của trường 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 lượng nguyên tử giảm đi bốn. A A-4 4 Z X --- > Z-4 X + 2 α Năng lượng 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 ngược 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 lượng không thay đổi. Năng lượng 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 được 1.2m, trong đất đá tia β có thể đi được dưới 1 cm. A A + Z X ----- > Z-1 X + e proton +V notron A A _
Z X -----> Z-1 X +e +V 3 ) Bức xạ γ : khi hạt nhân nguyên tử chuyển từ mức năng lượng không ổn định về trạng thái năng lượng 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 lượng khi đứng yên.Năng lượng 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 lượng của bức xạ gamma ta có thể dùng phương pháp phổ gamma để xác định các nguyên tố khác nhau. Bức xạ gamma có khả năng ion hóa rất kém nhưng 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 đưa ra các phương pháp nghiên cứu hợp lý, phù hợp với công tác chuyên môn. II ) Phương pháp thăm dò phóng xạ Định nghĩa : là phương 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 phương pháp này có thể tiến hành trên máy bay, mặt đất và mặt giếng khoan. Đối với phương pháp này, để có thể đánh giá được đối tượng địa chất dị thường, phóng xạ thì ta phải biết được 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 lượng của từng nguyên tố : V,Th,K III )Phương 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. Người 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 đưa ống nhân quang điện ( D) vào vùng nhiễm xạ dưới 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 được phát triển theo cấp số nhân, cuối cùng đập vào anot của nhân quang điện tạo nên xung điện. Tại đó người ta bố trí bộ phận đếm xung. Các xung đó được chuyển đổi về đơn vị phóng xạ và bác lên đồng hồ thiết bị đo.
Trên đồng hồ đo người ta bố trí 5 thang đo đối với từng đối tượng địa chất. Thang 1 : đo được trong khoảng ( 0-30 μR/h) Thang 2 :đo được trong khoảng (0-100 μR/h ) Thang 3 : đo được trong khoảng ( 0-300 μR/h) Thang 4 : đo được trong khoảng ( 0-1000 μR/h) Thang 5 : đo được 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 tương đương phóng xạ Máy DKS96 Đo H để phân vùng đánh giá môi trường 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 trường + ) Nếu D > 0.3 μMSV/h ~ 35μR/h => không quy hoạch dân cư + ) Nếu D > 0.6 μMSV/h ~ 70 μR/h => phải di dân Đối tượng 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 thường IV ) Nhận xét kết quả đo 1)Máy DKS 96 -Vị trí 1 ST 0(m) Trung bình 1(m) Trung bình T 1 0.149 0.140 0.143 0.143 0.131 0.136 0.138 0.138 0.138 0.142 2 0.133 0.138 0.125 0.133 0.143 0.133 0.135 0.126 3 0.132 0.132 0.135 0.129 0.128 0.126 0.136 0.118 4 0.129 0.134 0.128 0.126 0.136 0.130 0.121 0.124 5 0.142 0.130 0.128 0.128
0.128 0.131 0.135 0.125 6 0.144 0.136 0.122 0.123 0.129 0.121 -Vị trí 2 STT 0(m) Trung bình 1(m) Trung bình 0.093 0.104 1 0.09 0.089 0.100 0.103 0.083 0.104 0.101 0.100 0.104 2 0.097 0.104 0.105 0.103 0.107 0.113 0.111 3 0.100 0.106 0.105 0.107 0.104 0.106 0.103 0.107 4 0.087 0.099 0.109 0.105 0.106 0.099 0.104 0.107 5 0.107 0.105 0.097 0.105 0.103 0.111 0.110 0.110 6 0.106 0.103 0.100 0.108 0.094 0.114 2)Máy CPπ68-01 (μR/h) –Vị trí 1 STT 0(m) Trung bình 1(m) Trung bình
14 13 14 1 15 15 14 16 15 13 13 14 2 14 14 14 15 15 14 12 13 3 15 15 13 16 14 13 13 4 14 14 14 14 15 15 14 13 5 15 15 14 14 16 15 13 12 6 14 14 13 13 15 14 -Vị trí 2 STT 0(m) Trung bình 1(m) Trung bình 12 12 1 10 11 13 12.33 11 12 12 10 2 10 11 12 12 11 14 3 9 14 10 10.33 12 12.67 12 12 10 12 4 12 11 13 13.33 11 15 11 12 5 9 10.67 14 12.33 12 11
11 14 6 12 11.67 13 13 12 12 Nhận xét: a) Máy CPπ68-01: + từ bảng trên ta thấy Hmôi trường và con người đếu an toàn. + 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 người ở cấp độ 3. +giá trị của H đo trên cuội lớn hơn đo ở trên bê tông. Chương III : Phương pháp thăm dò từ I ) Giới thiệu chung: Định nghĩa : phương phap thăm do t ́ ̀ ừ la ph ̀ ương phap đia vât ly khao ́ ̣ ̣ ́ ̉ sat tr ́ ương đia t ̀ ̣ ừ đê nghiên c ̉ ứu câu truc đia chât va tim kiêm khoang ́ ́ ̣ ́ ̀ ̀ ́ ́ san co ich ̉ ́́ .
Cơ sở áp dụng : cơ sở ap dung cua ph ́ ̣ ̉ ương phap thăm do t ́ ̀ ư la do cac ̀ ̀ ́ khôi đa hoăc quăng bi t ́ ́ ̣ ̣ ̣ ừ hoa co nhiêm t ́ ́ ̃ ừ ở cac m ́ ức đô khac nhau ̣ ́ . Mục đính 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 trường 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 phương 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 trường xung quanh. II ) Đề tài : khảo sát sự thay đổi của bằng máy từ proton trên một đoạn tuyến có phương 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 trường song song với trục của ống dây => chuyển động tuế sai tương tự chuyển động con quay quay xung quanh xung quanh trường 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 hưởng từ hạt nhân để đo cường độ toàn phần của trường địa từ T
Tại mỗi điểm trong không gian đều có trường từ (là lực tác dụng lên đơn vị khối từ dương ) , luôn nằm dưới mặt phẳng chứa Các proton trong nước hoặc trong các chất lỏng như cồn … là những lưỡng cực từ nhỏ được 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 trường từ ban đầu là Ho.Ho phụ thuộc vào cường độ dòng điện, kích thước ống dây,số vòng dây.Phương của H o vuông góc với từ trường quả đất. Khi đó các lưỡng cực từ nhỏ tạm thời sắp xếp định hướng theo hướng của trường từ hóa phân cực H o. Sau khi ngắt dòng điện thì trường tư Ho mất đi lúc đó các momen từ sắp xếp theo một trường từ khác là .Do ngắt dòng điện nên xảy ra hiện tượng tuế sai của proton.Đó là hiện tượng các proton tự quay quanh trục của nó và đồng thời quay quanh trường 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 trường 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.