高精度磁法勘探实习报告(质子磁力仪学习)

本科生实习报告实习类型生产实习题目高精度磁法学院名称地球物理学院专业名称勘查技术与工程学生姓名0000000学生学号0000000000000指导教师贾真李军张赛民李才明实习地点成都理工大学校内实习成绩二〇一七年十二月二〇一七年十二月填写说明1、实习类型填写为：认识实习、生产实习、教学实习、综合实习等与专业培养方案一致的实习类型；2、专业填写为专业全称，有专业方向的用小括号标明；3、封面底下日期请填写实习日期，应与培养方案的实习时间吻合；4、格式要求：①用A4纸双面打印（封面双面打印）或在A4大小纸上用蓝黑色水笔书写。

②打印排版：正文用宋体小四号，1.5倍行距，页边距采取默认形式（上下2.54cm，左右2.54cm，页眉1.5cm，页脚1.75cm）。

字符间距为默认值（缩放100%，间距：标准）；页码用小五号字底端居中。

③具体要求：题目（二号黑体居中）；摘要（“摘要”二字用小二号黑体居中，隔行书写摘要的文字部分，小4号宋体）；关键词（隔行顶格书写“关键词”三字，提炼3-5个关键词，用分号隔开，小4号黑体)；正文部分采用三级标题；第1章××(小二号黑体居中，段前0.5行)1.1 ×××××小三号黑体×××××（段前、段后0.5行）1.1.1小四号黑体（段前、段后0.5行）参考文献（黑体小二号居中，段前0.5行），参考文献用五号宋体，参照《参考文献著录规则（GB/T 7714－2005）》。

摘要成都理工大学2014级专业1-3班于2017年12月18日至20日在校内青年友谊林开展了磁法勘探实习。

整个实习可以分为五个环节，包括实习内容讲解、仪器性能检测、测线观测、磁性参数测定以及数据处理。

12月18日上午，在东苑教室实习老师首先进行了实习内容讲解，主要包括实习内容、要求及报告的具体编写；12月18日下午，实习老师带我们在青年友谊林进行了仪器（PMG2 型质子磁力仪）的使用讲解与性能测试，主要包括噪声水平与探头一致性检测；12月19日，同样在青年友谊林，实习老师带我们进行了测线观测以及观测数据的处理解释；12月20日，同样在青年友谊林，实习老师带我们进行了磁性参数的测定以及测得的磁性数据的处理解释。

通过本次磁法勘探实习我们一方面学会了PMG2 型质子磁力仪的具体操作使用以及对青年友谊林地下具体情况的探测解释；另一方面通过对地层的磁法勘探仪器操作与对所获得的磁性数据解释分析，我们巩固了磁法勘探是所需要的相关磁法专业知识，学会了勘探作业时的具体要求。

关键词：噪声水平检测、探测一致性检测、日变观测1. 前言1.1 实习目的与实习任务1.1.1 实习目的通过实习教学进一步巩固理论知识，掌握高精度磁测野外工作规范，训练野外高精度磁法勘探数据采集、资料处理、物性测试、资料解释等工作流程，为今后从事相关工作夯实基础。

1.1.2 实习任务（1）完成不小于2500平方米的面积性磁法数据采集；（2）完成不小于30块标本的磁性参数测试；（3）对面积性的磁测资料进行常规处理和异常分析；（4）完成教师提供的磁性标本统计分析；（5）对测量区域磁场进行定性、半定量的解释。

1.2 实习完成实物工作量（1）12月18日下午，我们完成了对四台PMG2 型质子磁力仪的噪声水平检测以及探头一致性检测，为接下来的磁法勘探奠基；（2）12月19日，我们小组对青年友谊林完成了不小于2500（50*50）平方米的面积性磁法数据采集，总计有26条测线和一条检测线的磁测数据，以及对所采集磁法数据的处理分析；（3）12月20日，我们小组每人分别使用PMG2 型质子磁力仪对一块磁性标本进行了磁性参数测试，主要包括磁性标本的体积测定、磁性标本的六面磁性参数测试，同时还进行了对磁性参数测试数据的处理分析。

1.3 实习小组成员及工作完成情况磁法实习我们小组成员主要有梅杰、王良基、周爽爽、张轶进、胡丁玉、张凤姣、刘晓瑞、徐赫。

我们在实习期间完成了对仪器噪声水平与探头一致性的检测，面积性磁法数据的采集（50*50）以及对磁性标本的磁性参数测试。

2. 仪器性能测试2.1 仪器介绍本次磁法勘探实习时，我们进行磁法测定时使用的仪器主要包括PMG2 型质子磁力仪（4 台）与EREV-1 型质子磁力仪（1 台）。

PMG2型质子磁力仪测量原理：自然界的岩石和矿石具有不同磁性，可以产生各不相同的磁场，它使地球磁场在局部地区发生变化，出现地磁异常。

利用磁力仪发现和研究这些磁异常，进而可以寻找磁性矿体和研究地质构造。

磁法勘探是常用的地球物理勘探方法之一，它主要用来寻找和勘探有关矿产（如铁矿、铅锌矿、铜矿等）、进行地质填图等。

工作原理：质子磁力仪与其它类别的磁力仪原理不同，它属于众多磁力仪中的一个精度较高的分支，它即使对较弱磁性物的测量，如地球的磁场，仍能取得较高的分辨率和精度，所以即使对地球磁场的微弱的变化，也能够测知。

它的工作原理是利用氢质子在磁场中的旋进现象进行测量的。

在传感器中，充满了含氢的液体，这些氢质子在被仪器强制极化之前，处于无规律的排列状态。

当我们人为对其加上一个极化信号后，质子将做旋进运动。

极化信号消失后，质子的旋进将主要受到外界磁场的影响会逐渐消失，通过对受旋进影响的传号器中频率的测量，来测知外界磁场的大小。

不断对这个动作进行循环，即可持续测量。

主要特点：可进行梯度测量（水平或垂直），具有RS-232C计算机接口，硬质铝合金外壳，专用防水接头，可适用于恶劣环境，防震、防雨、高分辨率，分辨率为0.1nT，符合原地矿部发布的《地面高精度磁测工作规程》要求，专用软件可输出通用格式数据给专业地质软件，用于绘制等值线图、剖面图等相关资料，内存大，可存1万个测点，可用于野外作业，也可用做基站测量，轻便便携，整套系统使用背包背带，一人即可完成全部测量任务，背光2x16位LCD液晶显示。

LCD屏幕反应速度快、能耗低，背光灯可开关，无辐射、无闪烁，长期使用有利于健康信号质量适时监控，信号质量下降可及时发现以便采取措施补救既可全量程自动调谐，也可人工调谐，除主电池作为供电电源外，副电池用于保存设置和测量结果，数据可保存10年。

在为期三天的磁法勘探实习中我们主要使用的PMG2型质子磁力仪（4 台），下图便是我们进行磁法实习时使用的便是PMG2型质子磁力仪。

图2-1-1 PMG2型质子磁力仪图示EREV-1 型质子磁力仪与PMG2型质子磁力仪的工作原理、测量原理基本相同，但它的主要特点却有所不同。

EREV-1+具有所有磁力仪中最轻的重量，包括电池，主机重量仅仅为1.8公斤；具有完全的时间同步功能，所有单点磁力仪和日变站的采集时间完全一致；在不损耗精度的前提下，具有高采样率；具有独创的时序同步系统，得到更加精确的磁场值。

同时其操作特点有：没有繁琐的设置，没有复杂的组合按键，只要一个按键就可以采集到精确的磁场值；全自动的磁场调谐功能，不用操作员再去猜测磁场值；具备自检功能，仪器野外出现问题的时候，更好修复；更加坚固，更加耐用，更加轻便，更加易于维修，更加适应恶劣环境下的野外勘探工作。

在为期三天的磁法勘探实习中我们主要使用的EREV-1 型质子磁力仪（1 台），下图便是我们进行磁法实习时使用的便是EREV-1型质子磁力仪。

图2-1-2 EREV-1型质子磁力仪图示2.2 仪器测试与分析噪声水平测试：在工区内选一磁场平稳、不受人文干扰影响的地方，将待标定的仪器相距20 米放置以免探头磁化时互相影响。

而后使这些仪器同时作日变测量，观测时要达到秒一级同步。

此时的地磁场变化对这些仪器观测值的影响是同向的。

而这些仪器各自的噪声对观测值的影响则是无定向的，而且仪器数量愈多，噪声对这些仪器观测值的平均值的影响将趋于零，就可把此平均值视作地磁场的“真值”。

采用日变观测方法同步（误差小于 1s ）观测，将地磁场日变化作为外场变化，读取 100个左右的观测值进行计算,计算每台仪器的噪声均方根值S 。

S 值的计算公式为：12_-⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-∆±=n x x S i i 式中：)(0x x x i i -=∆为某台仪器第i 时刻的观测值与其起始观测值之差；i x _∆为所有仪器第i 时刻的观测值与其起始观测值之差的平均值； n 为观测总点数。

进行噪声水平测试试验目的是了解进行磁法勘探实习的多台仪器噪声静态测试响应的一致性，为后期的工作进行仪器测试。

我们小组进行观测的时间段是14:30:00至14:38:15，PMG2型质子磁力仪每隔5秒进行一次数据记录，总计共获得100个观测值，通过噪声均方根公式我们可以计算出各仪器的均方根值S 。

表2-1 4台磁力仪噪声水平测试结果表上图是通过公式计算出的噪声均方根值S 值，但该值只是计算出的结果值无法形象的体现出4台仪器之间的误差，因此我们需要将14:30:00至14:38:15之间的四组实测数据进行曲线成图展示。

以下便是14:30:00至14:38:15之间的实测数据图与4台仪器的观测曲线图：图2-2-1 噪声水平测试仪器观测值图示四台仪器观测值曲线图5062050600505805056050540505205050050480504605044050420020*********第一组第二组第三组第四组图2-2-2 4台仪器观测值曲线图示通过四台仪器观测值的曲线图示，我们可以知道四台仪器的曲线形态及其变化趋势大致相同，曲线的变化主要是地磁场的日变化，由于地磁场的日变化在测区四台仪器上的测定值基本不变，因此，四台PMG2仪器测定值曲线形态之间的差值即均方根值S，结合S值与上述4台仪器观测值曲线图示我们可以知道这四台仪器噪声静态测试响应的一致性较好。

探头一致性检测：经验表明，制作探头与夹固探头的各种材料的“磁清洁”程度有差异，是造成一致性误差的主要因素，因此在测区开工前，要对所有探头的一致性进行测定。

首先将成套仪器的探头，我们此次是4个探头，之前已经编过号，然后用两台仪器做秒级同步日变观测，其中台站仪器及一个探头固定不变，以此作为比较，另一台仪器分别与其它三个探头相连接，并注意此时主机不能关机，各探头之间的位置尽量一致，调谐场值预先应选好保持不变，每个探头读数三十余次以上，而后分别求出相应与台站仪器读数的差值，并计算各差值数据的算术平均值，比较这几个平均值即可判断探头的一致性。

多台仪器工作时，需在工区内外场平稳区，选择若干个测点（磁测要求50-100个），各台仪器依次闭合观测三次以上，计算出一致性均方差。

要求其小于或等于二分之一的总均方差。

进行探头一致性检测试验（动态实验）目的是了解各台仪器对不同地质体场的响应的同一性。