地球物理勘探技术实验报告三合一.docx

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1、本科生实验报告实验课程 地球物理勘探技术 学院名称 地球科学学院 专业名称 地质学 学生姓名 何佳浩 学生学号 201401010125 指导教师 陈进超 实验地点 D5-417 实验成绩 二 一七 年 三月 13 二 年 月填写说明1、 适用于本科生所有的实验报告（印制实验报告册除外）；2、 专业填写为专业全称，有专业方向的用小括号标明；3、 格式要求： 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。 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：

2、标准）；页码用小五号字底端居中。 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 77142005）。地球物理勘探技术课程实验摘 要关键词： ； ； ；实验一：Grapher软件与基本图件制作1.1 实验目的学习和熟悉G

3、rapher软件的基本功能及基本操作，根据地质和地球物理勘探需要，绘制剖面图，柱状图和三角图等几种常用图件，掌握数据绘图与编辑修饰方法。1.2 实验内容（1）根据给定的数据绘制曲线图。（2）根据给定的数据绘制柱状图。（3）根据给定的数据绘制三角图。1.3 实验步骤1.3.1 grapher的基本功能（请填写软件功能简介）1.3.2 grapher绘制剖面图的数据及绘图结果（请描述使用的数据的含义，将数据表制成表格放于此处，并将绘制好的图件放在表格的下方，并给出必要的文字说明）图1.两个地电模型的大地电磁法正演模型响应视电阻率(左)测深曲线和视相位(右)曲线1.3.3 grapher绘制柱状图的

4、数据及绘图结果（请描述使用的数据的含义，将数据表制成表格放于此处，并将绘制好的图件放在表格的下方，并给出必要的文字说明）表2.岩矿成分百分含量数据表样品号石英砂质黄铁矿黄铜矿合计样品号石英砂质黄铁矿黄铜矿合计1202521341001145516251002102932291001254818291003153133211001316432516100422237391001410552871005520255010015660268100682824401001618561610100745023231001727313210100895318201001821581561009547192

5、91001922491712100101146934100201655272100图2.20个样品的百分含量柱状图1.3.4 grapher绘制三角图的数据及绘图结果（请描述使用的数据的含义，将数据表制成表格放于此处，并将绘制好的图件放在表格的下方，并给出必要的文字说明）表3.岩矿成分百分含量数据表样品号石英长石岩屑样品号石英长石岩屑s-1551530s-11353431s-2294823s-12164325s-3133453s-13105528s-422276s-1466026s-574224s-15185616s-6121573s-16273132s-7164044s-17215815s-

6、8453025s-18224917s-9482131s-19165527s-1013285s-20413227图3. 20个样品的百分含量三角图实验二： Surfer软件与地球物理成果图件制作2.1 实验目的学习和熟悉Surfer软件的基本功能及基本操作，根据地质和地球物理勘探形成的数据，绘制地面高精度磁测磁异常平面等值线图，并进行必要的修饰。掌握绘制各种图形元素所需数据格式，数据网格化含义及网格化方法，数据绘图方法与图件的编辑修饰方法，成果图件的导出与转换方法。2.2 实验内容（1）了解Surfer软件的基本功能和基本的操作流程。（2）根据给定的数据绘制平面等值线图，并标注相关点位及标志，根

7、据地质地球物理图件基本要求进行图件修饰。2.3 实验步骤2.3.1 Surfer的基本功能Golden Software Surfer 是美国Golden软件公司研发的二维、三维数据绘图软件，可以轻松制作基面图、数据点位图、分类数据图、等值线图、线框图、地形地貌图、趋势图、矢量图以及三维表面图等；软件提供11种数据网格化方法，包含几乎所有流行的数据统计计算方法；提供各种流行图形图像文件格式的输入输出接口以及各大GIS软件文件格式的输入输出接口；提供新版的脚本编辑引擎，自动化功能得到极大加强。是地质工作者必备的专业成图软件。2.3.2 Surfer绘制等值线平面图本次绘制平面等值线的数据为某矿区

8、地面高精度磁测成果数据，数据中包含测线号，测点号，测点对应的X，Y坐标，高程，以及各测点的磁异常值T，数据共6列。2.3.2.1 数据准备（1）准备等值线图所需要的磁异常数据数据文件的作用：为利用SURFER软件制作平面等值线图，根据软件的需要提供含有平面坐标信息的基础数据。数据文件格式实例：数据需要包含平面坐标以及待绘制的等值线属性的数值，如需要绘制的是地面高精度磁测总场平面异常等值线图，需要的数据应包含以下三列，数据文件的基本格式示例如下表2-1。其中前两列Y、X为某一测点的平面坐标位置，第三列为该测点实测总场磁异常值，并将数据保存为“测区总场磁异常原始数据.dat”。表2-1 绘制磁异常

9、平面等值线图所需要的数据表列格式YXDelta_T2897600.722494600.378123.4002897620.044494600.284154.6002897640.656494599.814183.6002897660.338494600.352179.0002897680.818494600.193141.000通常情况下，为使数据表便于识读，也将测点其他属性也列于表中，如表2-2所示，除表2-1中所示基本信息之外，还列出所有测点的测线号，测点号，以及该测点对应的高程值。表2-2 绘制磁异常平面等值线图所需要的数据表列格式LinePointYXHDelta_T162600289

10、7600.722494600.3782008.391123.4001626202897620.044494600.2842008.187154.6001626402897640.656494599.8142009.557183.6001626602897660.338494600.3522009.559179.0001626802897680.818494600.1932010.148141.0001627002897700.615494600.2832010.431115.200（2）准备测区的拐点坐标数据数据文件的用途：当地球物理勘探工区不是规则的矩形区域时，需要将图中有实际测点的边界区域

11、轮廓作为最终成果图件的外部边界。因此需要按照测区拐点的坐标给出测区外边界信息。以便在制图时切除边界之外的多余部分，只保留实际测区范围内的成果要素。其主要作用是为制作测区图件成果图件的裁切边界文件准备实际数据。数据文件格式实例：测区拐点数据文件格式如下表2-3，第一列为拐点编号，第二列和第三列为各拐点的平面坐标。表2-3 测区拐点坐标文件拐点号XY1495200.0002897000.0002495200.0002897600.0003494556.0002897600.0004494556.0002899002.0005496505.0002899002.0006496505.00028970

12、00.000（3）准备测区已有钻孔数据文件数据文件的用途：在制作成果图件时一般应将测区范围内的已有钻孔位置及编号等信息标示于成果图中，另外，根据地球物理勘探资料综合确定的验证性建议钻孔位置均需要标注在成果图上，以便工程布置提供参考。数据文件格式实例：钻孔数据一般应包含钻孔编号、位置坐标、钻孔深度等信息，本区提供的钻孔均为建议工程验证的钻孔位置，并给出相应钻孔的设计深度。具体数据实例如下表2-4。形成单独的数据文件保存待用，文件名为“测区建议钻孔位置.TXT”。表2-4 测区地面磁测成果建议钻孔位置信息表钻孔号XY深度ZK701494650.0002898360.0001080.23ZK7024

13、94750.0002898360.000936.12ZK703494850.0002898360.000950.32ZK704494950.0002898360.000936.22ZK601495900.0002897850.000960.04ZK602496050.0002897850.000965.53ZK603496150.0002897850.000958.63ZK604496250.0002897850.000946.13ZK605496350.0002897850.000947.24ZK801496200.0002898900.000836.32ZK802496300.000289

14、8900.000835.21ZK803496400.0002898900.000838.08（4）准备测区边界文件（白化文件）数据数据文件的用途：用于裁切成果图件，保留测区内有实际测点的图幅范围，去除边界无效数据区域。该数据是根据测区拐点坐标信息制作的区域边界文件，文件扩展名必须是.bnl，本实验中数据文件取名为“测区边界拐点.BLN”，磁文件必须按SURFER软件要求编制。数据文件格式实例：根据SURFER软件的要求，为实现正确的裁切成果图像的外部边界，需要按顺时针方向依次给出测区实际拐点位置，最终回到起始拐点位置，使之形成一个闭合的区域，并且给定拐点数据的个数和裁切的位置，具体数据格式如下

15、表2-5。将做好的数据表格保存为单个的文件，扩展名为.BLN，本实验中取文件名为“测区拐点坐标.BLN”。该文件不能添加列标题，其中第一行两个值中第一个表示文件中列出的测区拐点总数目，第二个值“0”表示裁切后保留封闭区域内部图形数据。第二行至最后一行表示各拐点的平面坐标，最后一个点与第一个点坐标相同，表明测区边界构成一个封闭的区域。表2-5 测区拐点坐标形成的测区边界裁切文件70495200.0002897000.000495200.0002897600.000494556.0002897600.000494556.0002899002.000496505.0002899002.0004965

16、05.0002897000.000495200.0002897000.000本文件中实际数据点的个数必须与文件第一行给出的数值相匹配，数据点必须按相应的连接顺序存放，最后回到第一个坐标点，形成一个封闭的区域。（5）准备测区测线号标注文件数据文件的用途：为在成果图件上标示出实际测点位置，需要将实际测点按其坐标位置点位信息展示在成果图件上，以便识图人员能有效识别图中异常与实际测区位置的对应关系，将测点坐标和测点信息单独形成数据文件。形成SURFER张贴图所需要的数据文件。数据文件格式实例：数据必须包含测点平面坐标和点位编号必要的三列数据。本文件也可以与测区异常数据文件合并在一起，如表2-2所示。本

17、实验中即采用将点位数据与测区异常数据合并在一起的方法以备制图之用。2.3.2.2 数据网格化SURFER软件在利用数据绘制等值线时首先需要将用户给定的实际数据按一定的密度形成平面上相对均匀的数据点位，一般将这些规则的点位称为数据网格，即用户给定的数据会被重新换算带对应网格节点上，该过程被称为数据网格化。（1）数据筛选条件设定在SURFER图形界面菜单栏，点击网格菜单，选择需要网格化的数据文件“测区总场磁异常原始数据.dat”，SURFER弹出网格化数据对话框（图2-1），软件会自动识别数据文件中的有效数据点数。SURFER自动默认前两列为平面坐标X、Y，第三列为等值线数据信息。为适应和正确识别

18、用户给出的含有多列信息的综合数据，SURFER提供了数据列对应功能，以便让用户选定或对其响应的数据表列。本实验中给定的数据文件为表2-2所示的多列数据，前三列数据与SURFER默认三列数据内容不同，因此需要选择调整数据列信息，使之与实际数据列对应（图2-1）。同时，SURFER提供了数据过滤功能，可以去除数据中超限飞值。图2-1 SURFER网格化数据对话框及数据表列调整（2）网格化参数选择根据不同图件的绘制需要，SURFER提供了多种网格化方法，本次实验原始数据是比较规则的测线测点数据，因此采用克里格网格化方法,。在网格线素几何学中SURFER给出了绘图区域的X、Y边界和两个方向的网格间距、

19、每个方向网格化后的数据行数。用户可以根据实际需要修改对应的X、Y边界值和两个方向上网格化数据的行数，本实验中采用横向和纵向的行数均为100，X、Y的边界数值为默认的实际测区的上下左右边界。图2-2 SURFER网格化数据对话框及数据表列调整（3）网格化网格化参数调整完毕后，点击【确定】即可根据设定的参数对原始数据网格化，网格化后的文件默认保存在原始数据同一个文件夹中，文件名与原始数据相同，扩展名为.grd。本实验中文件保存位置和输出的文件名均采用默认值，生成的网格化文件为“测区总场磁异常原始数据.grd”（4）网格化数据的查看SURFER生成的网格化数据为二进制格式，使用SURFER文件菜单，

20、选择生成的“测区总场磁异常原始数据.grd”文件可以查看网格化之后的数据，如图2-3所示。图2-3 网格化后的数据点位示意图（5）网格化数据的导出如需要进行磁异常的后续处理，需要将二进制格式的网格数据转换为响应ASCII码格式，以便使用windows的记事本或写字板程序正确打开或查看对应点位的数值。在网格化数据查看界面点击文件菜单，选择另存为子菜单，弹出文件保存对话框，保存类型选择GS ASCII （*.GRD ）格式，输入相应的文件名，如“测区总场磁异常原始数据ASCII.grd”点击保存即可，如图2-4。输出的ASCII.grd格式文件可以用记事本查看，如图2-5所示。图2-4 导出ASC

21、II格式的网格化数据文件图2-5 用记事本查看输出的ASCII格式的网格化文件示意图2.3.2.3 等值线图的绘制（1）网格化数据的选择（2）网格化数据的滤波；（3）网格化数据的白化；（4）等值线图的生成；（5）等值线图整体比例调整；（6）等值线图中等值线间距调整；（7）等值线颜色及标注调整；（8）等值线图色标制作与颜色的填充；（9）等值线颜色图例的生成与调整。（10）等值线图坐标轴刻度及标注的调整；（11）等值线图经纬网格的调整；（12）等值线图的图名、图例、比例尺标注与绘制2.3.2.4 标注点位图的绘制（1）测区测线测点数据的标注（2）测区钻孔数据的标注（A）钻孔号的标注（B）对应钻孔深

22、度的标注（3）测区测线号标注2.3.2.5 标注点位图与等值线图的覆盖（1）标注图与等值线图的覆盖（2）图件坐标范围调整（3）图件外框的添加和修饰（4）成果图件的导出2.3.2.6 绘制的最终成果图件及导出的图件（.EMF格式）实验三：水平层状地层电测深曲线计算与分析1.1 实验目的通过学习电测深理论模型计算，获得二层和三层水平地层介质电测深曲线，进一步理解电测深曲线类型与理论模型之间的关系。掌握利用Grapher软件绘制地球物理成果图件。1.2 实验内容（1）根据给定水平层状模型电测深正演计算程序设计理论模型，计算二层和三层电测深数据；（2）根据不同模型正演数据绘制各种电测深曲线图，分析曲线

23、表达的视电阻率变化特征以及与地层模型的对应关系；（3）针对G、D、H、K、A、Q型地层模型，改变层参数，开展正演计算，并绘制成果图件，分析不同层参数对视电阻率的影响特点和规律。1.3 实验步骤1.3.1 水平层状地层正演计算程序及参数文件该程序只能计算水平层状模型的直流电测深视电阻率测深曲线，程序输入需要三个参数文件，分别是：（1）模型参数文件：DC1D_SOUNDING_RES_PAR.TXT该文件中保存设定的层参数，包含要计算理论模型地层的层数，各层后厚度，各层的电阻率值，以及采用的供电极距参数文件名。（2）供电极距AB参数文件：DC1D_SOUNDING_AB2.DAT该文件中存放电测深

24、需要的供电极距参数，共35个，最小供电极距为 m；最大供电极距为 m，程序依次读取不同的供电极距AB/2，分别计算出对应的视电阻率值，从而得到视电阻率测深数据。（3）电测深正演计算结果输出文件：DC1D_SOUNDING_RES.DAT计算程序默认每次的计算结果均保存在该文件中，文件数据为两列，第一列为供电极距AB/2，第二列为各供电积极对应的视电阻率值。（4）正演计算程序：DC1D_SOUNDING.exe该程序在运行过程中更需要读取前两个数据文件，每次的计算结果保存在输出文件DC1D_SOUNDING_RES.DAT中，在执行该程序前需要保证输入参数文件格式和数值正确。1.3.2 水平层状

25、地层正演计算过程对每一个理论模型，填写好模型的层参数后，执行正演计算程序，即可输出对应的电测深数据。计算完毕后修改输出数据文件名，以免下次运行程序时数据被覆盖。1.3.3 水平二层模型计算结果及其图示（1）模型参数表1 水平二层模型电测深正演计算层参数模型序号模型类型第一层厚度（m）各层电阻率（Ohm.m）第一层第二层1D10100102G1010100（2）计算结果图示图-1 G型模型电测深曲线图-2 D型模型电测深曲线每行两个视电阻率测深曲线图（3）计算结果分析说明：分析曲线的变化特征1.3.4水平三层模型计算结果及其图示（1）模型参数表2 水平三层模型电测深正演计算层参数模型序号模型类型

26、各层厚度（m）各层电阻率（Ohm.m）第一层第二层第一层第二层第三层1H1020100105002K102010500203A570101005004Q505100010010（2）计算结果图示图-3 H型模型电测深曲线图-4 K型模型电测深曲线图-5 A型模型电测深曲线图-6 Q型模型电测深曲线每行两个视电阻率测深曲线图共四个图（3）计算结果分析提示：请分析曲线的变化特征1.4 实验结论学生实验 心得（请填写完心得体会后注意检查，并将本表格排在一个页面上，提交报告时请提交纸质文档，单双面打印均可，根据你的需要选择打印彩色或黑白。提交时请务必在签名处手写签名）报告提交时间：最迟在本课程考试之前。学生（签名）： 年 月 日指导教师评语成绩评定：指导教师（签名）： 年 月 日