THỰC tập địa vật lý đại CƯƠNG

LỜI MỞ ĐẦU Địa Vật Lý thăm dò là một ngành khoa học trẻ,mới xuất hiện từ những năm đầu của thế kỷ XX,tuy vậy cùng với sự phát triển như vũ bão của các ngành khoa học kỹ thuật khác – Địa

LỜI MỞ ĐẦU

Địa Vật Lý thăm dò là một ngành khoa học trẻ,mới xuất hiện từ những năm đầu của thế kỷ XX,tuy vậy cùng với sự phát triển như vũ bão của các ngành khoa học kỹ thuật khác – Địa Vật Lý thăm dò đã lớn mạnh không ngừng và ngày càng được áp dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau của khoa học địa chất

Dưới sự giảng dạy phần lý thuyết của Th.S Hoàng Thanh Mai và sự hướng dẫn

nhiệt tình của các thầy hướng dẫn thực tập chúng em đã hoàn thành môn Địa Vật

Lý đại cương đúng thời gian quy định

Nhưng điều quan trọng nhất là dưới sự giảng dạy hướng dẫn chỉ bảo nhiệt tình của các thầy chúng em đã nắm được phần nào một số nét cơ bản của môn Địa Vật Lý

và biết được tầm quan trọng của môn Địa Vật Lý với ngành chúng em đang theo học

Ở nước ta, việc ứng dụng các phương pháp Địa Vật LÝ vào việc nghiên cứu

và giải quyết các nhiệm vụ địa chất đã được áp dụng từ nhiều năm và đạt được nhiều thành tựu qian trọng Đặc biệt là trong quá trình đo vẽ bản đồ địa chất, tìm kiếm thăm dò khoáng sản,tìm kiếm dầu khí, tìm kiếm nước ngầm, ngiên cứu địa chất công trình Do đó, Địa vật lý đại cương được đưa vào giảng dạy với mục đích cung cấp những kiến thức cơ bản nhất về các phương pháp Địa vật lý áp dụng trong việc giải quyết các nhiệm vụ địa chất, tìm kiếm thăm dò khoáng sản,nghiên cứu cấu trúc Trái đất Và để củng cố thêm kiến thức lý thuyết đã được học và bồi dưỡng khả năng thực hành các thiết bị ngoài thực địa, được nhà trường Đại học Mỏ-Địa chất cho phép, khoa Dầu khí và bộ môn Địa vật lý, chúng em tham gia đợtthực tập môn học Địa vật lý đại cương

Nhằm đáp ứng với các xu thế mới đó cũng như điều kiện về nguồn nhân lực hiện nay rất cần thiết để đáp ứng nhu cầu xã hội,chính vì vậy hàng năm trường Đại học Mỏ - Địa Chất đã tiến hành đào tạo các kỹ sư Địa Vật Lý chất lượng cao,và nằm trong chương trình học đào tạo cho hệ kỹ sư của nhà trường đối với ngành ĐịaVật Lý nói riêng và các ngành khoa học khác liên quan khác nói chung,thì việc kết hợp tiến hành thực tập ngoài thực địa, đo đạc Địa Vật Lý là vô cùng quan trọng và cần thiết,mục đích và ý nghĩa to lớn giúp người học :

- Bổ sung kiến thức đã được học từ những giờ giảng lý thuyết trên giảng đường

- Hiểu kỹ hơn về lý thuyết,nhớ lâu và sâu hơn,về các loại máy móc,thiết bị làm việc trực tiếp

- Biết cách thu thập,tính toán,xử lý số liệu,đưa ra kết quả

- Nâng cao tay nghề khi ra ngoài thực tế,khi sử dụng máy móc thiết bị

- Biết vận dụng kiến thức đã được học,áp dụng chúng để đưa ra kết luận địa chất hợp lý

Ngoài ra tạo một phong thái tác phong làm việc theo nhóm,ý thức tổ chức kỷ luật,tác phong của người làm khoa học,tỉ mỉ,chính xác,cần thận và trung thực.Trong quá trình thực tập,chúng em được tiến hành làm quen,áp dụng 4 phương

pháp Địa Vật Lý : Phóng xạ, Từ, Điện, Trọng Lực với việc sử dụng các máy đo

Địa Vật Lý như :

- Khi đo Phóng Xạ chúng ta sử dụng máy đo suất liều bức xạ gamma tổng CP

68-01 và máy đo suất liều tương đương bức xạ của Nga

- Khi đo Từ chúng ta sử dụng máy đo từ proton Minimax khảo sát véctơ cường độ trường từ toàn phần do lõi thủy lôi MK-52 gây ra

- Khi đo Trọng lực chúng ta sử dụng máy đo Sodin (WS 100) đo trong các dãy tầngcủa một tòa nhà

- Khi đo Điện chúng ta sử dụng hệ thống thiết bị bể mô hình trong phòng thí

nghiệm

Để hoàn thành tốt mục tiêu của đợt thực tập lần này,một bản báo cáo kết quả,tính toán xử lý kết quả,giải thích,nhận xét là điều rất quan trọng và không thể thiếu.Vậy

em đã có kế hoạch lập bản báo cáo :

Chúng em xin chân thành cảm ơn sự tạo điều kiện của trường Đại học Địa chất, sự hướng dẫn tận tình của thầy cô giaosbooj môn Địa vật lý Trong quá trình thực tập, do kiến thức chúng em còn hạn chế nên bản báo cáo còn nhiều sai sót Mong thầy cô giúp đỡ chúng em

Mỏ-Em xin chân thành cảm ơn!

Hà nội, ngày 15 tháng 6 năm 2016

Sinh viên thực hiên

THỰC TẬP ĐỊA VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG

Nội dung thực tập bao gồm:

- Giới thiệu nội dung và phương pháp đo

- Giới thiệu nguyên lý và cách sử dụng máy đo

- Đo và ghi số liệu

- Xử lý số liệu và viết báo cáo thu hoạch

Nội dung báo cáo:

MỞ ĐẦU

CHƯƠNG I : PHƯƠNG PHÁP THĂM DÒ TRỌNG LỰC

CHƯƠNG II : PHƯƠNG PHÁP THĂM DÒ PHÓNG XẠ

CHƯƠNG III : PHƯƠNG PHÁP THĂM DÒ ĐIỆN

CHƯƠNG IV: PHƯƠNG PHÁP TỪ

CHƯƠNG I: PHƯƠNG PHÁP THĂM DÒ TRỌNG LỰC

1.1 Giới thiệu chung

Thăm dò trọng lực là phương pháp Địa vật lý thăm dò, dựa trên việc nghiên cứu, khảo sát sự phân bố của trường trọng lực để giải quyết các nhiệm vụ địa chất như nghiên cứu đặc điểm cấu tạo kiến tạo vỏ Trái đất, tìm kiếm thăm dò khoáng sản có ích…

Các đại lượng chủ yếu đặc trưng cho trường trọng lực là thế trọng lực, gia tốc trọng lực và các đạo hàm của thế trọng lực Độ lớn của các đại lượng này một mặt phụ thuộc vào hình dạng và sự tự quay của Trái đất ( trường bình thường )

Lý thuyết trường trọng lực Trái đất được bắt đầu nghiên cứu từ năm 1687 khi Newton phát minh ra định luật vạn vật hấp dẫn Sau đó các phương pháp đo gia tốc

trọng trường được phát triển Lý thuyết của phương pháp , các máy đo và kỹ thuật

đo đạc ngày càng được hoàn thiện

Ở Việt Nam, phương pháp trọng lực được áp dụng từ những năm 1960 nghiêncứu ở vùng mỏ than Đông Bắc, nghiên cứu đặc điểm cấu tạo địa chất ở đồng bằng sông Hồng để tìm kiếm dầu khí… đã đạt đượ nhiều kết quả tốt

1.2 Máy trọng lực và công tác đo ngoài thực địa

a Máy trọng lực:

+Tên gọi: WS 100 do Canada sản xuất

+Công dụng đo: đo tương đối (đo gia số trọng lực giữa 2 điểm)

+Phạm vi đo: 100 mGal

+Giá trị vạch chia: C=0,10058 mGal/ vạch ~ 0,1 mGal

+Độ chính xác: 0,01 mGal – đây là độ chính xác lý tưởng

+Sai số: 0,01 mGal

+Độ chênh giá trị trọng lực chấp nhận sai số: 0,03 mGal

+Giá trị chia vạch của máy: C=0,1 mGal/ vạch

*Cấu tạo máy: Bên ngoài máy có vỏ kim loại bảo vệ, bộ phận lắp nguồn

nuôi Hệ thống đo đặt trong bình cách nhiệt, hút chân không (ít bị thay đổi bởi nhiệt độ, áp suất bên ngoài) Hệ thống đà hồi đặt trong cốc hình trụ, được hút chân không và cách nhiệt

Bộ phận chính của máy là một hệ thống đàn hồi làm bằng thạch anh ( do tínhđàn hồi của thạch anh là lớn ) Hệ thống đàn hồi này gồm một khung dây thạch anh căng một dây thạch anh mảnh trên sợi dây có gắn một cánh tay

đòn có gắn trọng vật Dưới sự tác động 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 trícân bằng Khi biết giá trị độ chia ta có thể tính được giá trị ∆g giữa 2 điểm

b Công tác đo ngoài thực địa

Địa điểm đo: Ta dùng máy trọng lực đo gia số giá trị trọng lực giữa các tầng 2,3,4 nhà B trường Đại học Mỏ - Địa Chất

Ta tiến hành thứ tự các bước sau:

+ Xác định các chuyến đo theo cách đo 3 điểm liên tiếp nhau mà điểm đầu và điểm cuối phải trùng nhau, phải đo như vậy để xác định xem có bịtrôi điểm 0 hay không Ví dụ: 3-2-3

+ Cân bằng máy: ta dùng tay di chuyển 3 nút xoáy dưới chân đáy máy

để hai bọt thủy chuẩn về vị trí cân bằng, sau đó chỉnh nút xoay ở vị trí trên ống máy về vị trí 50

+ Ghi kết quả: Ghi lại vạch chia và thời gian tại thời điểm đo, tên điểm đo

Số

đo, S(vạch)

∆t(ph)

∆S(vạch)

C.∆S(mGal)

K(mGal/ph)

K.∆t(mGal)

∆g=C.∆S-K.∆t(mGal)

h

3 chuyến đo đầu 3-2-3 cho kết quả gia số tính toán là 0,875 ; 0,52 ; 0,933

2 chuyến đo tiếp theo 4-3-4 cho kết quả gia số tính toán là 0,432 ; 0,788 Chuyến đo cuối cùng 4-2-4 cho kết quả gia số tính toán là 0,084

Ta thấy: các kết quả đo có độ chênh lệch giữa gia số ở cùng một chuyến đo

CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP THĂM DÒ PHÓNG XẠ

2.1 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

2.1.1 Cơ sở vật lý

a, Hiện tượng phóng xạ: là quá trình hạt nhân nguyên tử của một số

nguyên tố tự phân rã biến đổi thành hạt nhân nguyên tử của nguyên tố khác,

chuyển trạng thái năng lượng ban đầu về trạng thái năng lượng thấp hơn, bền vững hơn kèm theo sự phát ra năng lượng dưới dạng các hạt và bức xạ γ

pzitron Khi phân rã β thì điện tích hạt nhân tăng hoặc giảm đi một đơn vị cònkhối 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

+ 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

2.1.2 Cơ sở địa chất

Các nguyên tố phóng xạ phân bố rộng rãi trong tự nhiên thường là Uran, Thori, K, Ra… chúng thường tồn tại trong môi trường đất đá, không khí và nước

Đó chính là tền đề quan trọng trong việc xác định hàm lượng chất phóng xạ từ đó

ta giải đoán các vấn đề về môi trường, khoáng sản, các vấn đề địa chất

Phương pháp đo gama đường bộ áp dụng có hiệu quả ở vùng đá lộ hoặc có lớp phủ mỏng dưới 1m, nếu lớp phủ dày thì chỉ đo ở các vết lộ sông , suối, thung lũng, tùy thuộc độ dày trung bình của tầng đại diện mà có thể dùng các biến thể

khác nhau của đo vẽ gama đường bộ ( tầng đại diện là tầnggần mặt đất nhất có diện

cự đại, có diện tích cực đại có các vành phan phóng xạ thứ sinh)

Khi độ sâu tầng này từ 0,3-1,5m thì áp dụng phương pháp đo gama lỗ choong Trên các vùng bị phủ lớp trầm tích ngoại lai dày từ 10-20m thì dùng phương pháp đo vẽ gama sâu

2.3 Máy đo phóng xạ và công tác ngoài thực địa

2.3.1.Máy đo phóng xạ

a Máy đo suất liều bức xạ CPπ68-01

Liều chiếu: Liều chiếu chỉ áp dụng với bức xạ gama hoặc tia X, còn môi trường chiếu xạ là không khí

+ Tên máy: CPπ68-01

+ Mục đích: Đo cường độ bức xạ gamma

+Đơn vị liều chiếu: theo hệ đơn vị quốc tế SI là C/kg C/kg là liều bức xạ gamma hoặc tia X sao cho dưới tác dụng của liều đó gây ra trong 1 kg không khí khô sự ion hóa với tổng diện tích cùng dấu là 1 culong

Ngoài đơn vị C/kg, trong kỹ thuật người ta còn dùng đơn vị liều chiếu là Ronghenviết tắt là R Theo định nghĩa ronghen là liều chiếu gây ra trong 1cm^3 không khí khô ở điều kiện tiêu chuẩn với tổng đơn vị diện tích các ion cùng dấu là 1 đơn vị diện tích

Chuyển đổi từ đơn vị C/kg sang đơn vị Ronghen:

1R= 2,58.10^-4 C/kg

Suất liều chiếu chính là liều chiếu trong 1 đơn vị thời gian

Đơn vị liều của suất liều chiếu là R/ngày,

Đơn vị này phù hợp với địa chất vì:

nhân quang điện tạo nên 1 xung điện Bức xạ càng nhiều thì số xung trong 1 đơn vịthời gian càng lớn.

b.Máy đo tương đương bức xạ DKS-96

- Đơn vị đo: µSv/h

- Mục đích: đánh giá ảnh của môi trường lên con người

- Do con người sống trung bình là 70 năm do đó cần tính giá ảnh hưởng của môitrường lên con người theo năm

- H (mSv/năm)= 8,76 Hsl

+ Hsl là suất liều tương đương bức xạ đo được

+ H(mSv/năm) là suất liều tương bức xạ trong 1 năm

Quy đổi số liệu từ số liệu suất bức xạ sang suất liều tương đương theo năm:

- Việc xác định H để đánh giá môi trường phóng xạ

Khi H> 0,3µSv/h- 35µR/h : không quy hoạch dân cư mới

Khi H> 0,6µSv/h- 70µR/h : phải di rời dân

- Theo H phân ra 3 nhóm đối tượng khi làm việc với phóng xạ

Khi H> 1mSv/năm: Không an toàn đối với dân thường (đối tượng C )

Khi H> 5mSv/năm: Không an toàn đối với cán bộ gián tiếp(đối tượng B) Khi H> 20mSv/năm: Không an toàn đối với cán bộ trực tiếp(đối tượng A)

2.3.2.Công tác ngoài thực địa

Khi đo bức xạ gamma tổng dùng máy đo bức xạ phóng xạ nhấp nháy CPπ 68-01, CPπ 88-H gọn nhẹ có thể xách tay Cường độ bức xạ gamma được xác định qua kim đồng hồ hoặc thiết bị đếm xung Khi đo người đeo và xách đầu đo đi dọc theo tuyến đo đã vạch sẵn, khoảng cách giữa đầu đo và mặt đất không quá cm Tại mỗi điểm đo đọc và ghi giá trị đo gamma vào bảng kết quả Phải đo lặp từ 5-10%

số điểm đo để đánh giá độ chính xác của phép đo thực địa

Buổi thực tập được tiến hành trước giảng đường nhà B và A trường Đại học

Mỏ - Địa chất và HT300

- Quy trình đo như sau:

+ Đo 10 điểm vật liệu khác nhau

+ Mỗi điểm đo tại 2 vị trí : trên mặt nền và cách đặt mặt nềm 1m

+ Ghi tên vật liệu điểm đo và kết quả đo được

TB(1m)R/h

H(0m)

H(1m)

Ghichú

2. Máy DKS-96 ( R/h)

(0m)SV/

h

TB(1m)SV/

nhà A

0,130 0,120 0,126 0,118 1,104 1,0340,124 0,115

0,125 0,1192.Máy bán

nước (cửa

nhà A)

0,123 0,114 0,123 0,115 1,077 1,00740,128 0,118

0,119 0,113

3 ATM 0,146 0,112 0,143 0,111 0,153 0,972

0,143 0,1110,141 0,111

4 Hội

trường

HT300

0,146 0,132 0,14 0,137 0,2264 1,2000,139 0,135

0,135 0,144

5 Tầng hầm

HT300

0,194 0,168 0,188 0,171 1,647 1,5000,175 0,168

0,195 0,177

6 Góc phải

sảnh nhà C

0,110 0,110 0,106 0,112 0,928 0,9810,110 0,110

0,098 0,1177.Giữa sảnh

nhà C

0,146 0,149 0,144 0,137 1,261 1,2000,148 0,151

0,140 0,159

8 Cửa nhà F 0,145 0,149 0,152 0,153 1,331 1,340

0,154 0,1510,159 0,159

9 Tảng đá

nhà D

0,152 0,137 0,157 0,135 0,375 1,8260,155 0,131

0,165 0,138

10 Gần vòi

phun nước

0,158 0,126 0,150 0,124 1,314 1,0860,147 0,122

0,147 0,128

-Bảng chuyển đổi từ số liệu đo suất liều tương đương đo được sang suất liều tương đương theo năm

Nhận xét:

+ Việc xác định H để đánh giá môi trường phóng xạ

-Khi H> 0.3 µSv/năm ̴ 35µSv/h: không quy hoạch khu dân cư mới -Khi H > 0.6µSv/năm ̴ 70 µsv/h: phải rời dân cư

+ Theo H phân ra 3 nhóm đối tượng làm việc với chất phóng xạ.

-Khi H > 1mSv/năm: không an toàn với dân thường

-Khi H > 5mSv/năm: không an toàn với cán bộ gián tiếp

-Khi H> 20mSv/năm: không an toàn với cán bộ trực tiếp

CHƯƠNG III: PHƯƠNG PHÁP THĂM DÒ ĐIỆN

3.1 Giới thiệu phương pháp

Thăm dò điện là một tập hợp các phương pháp địa vật lý điện, nghiên cứu đặcđiểm cấu tạo địa chất của vỏ trái đất, tìm kiếm thăm dò khoáng sản có ích dựa trên

cơ sở khảo sát trường điện hoặc trường điện từ, tự nhiên hoặc nhân tạo xuất hiện trong vỏ trái đất

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

Ƿ, hoạt tính hóa 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 về phương pháp và cũng rất phong phú về thể loại

3.1.1 Mục đích của phương pháp thăm dò điện

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 ta củng cố hơn về lý thuyết

3.1.2 Nội dung thực tập

Tìm hiểu học qua lý thuyết về điện như: các giá trị và tham số cần đo và tính toán ∆UMN, K, ρ, I Sau khi học xong lý thuyết ta dựa vào đó để thực hành đo trựctiếp trong phòng Cuối cùng là tính toán và xử lý số liệu

3.2 Nội dung

3.2.1 Định nghĩa phương pháp thăm dò điện trở suất

* 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

*Công thức