Báo cáo thực tập Địa Vật lý

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
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 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