电性可控源音频大地电磁法技术规程送审稿.doc
《电性可控源音频大地电磁法技术规程送审稿.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电性可控源音频大地电磁法技术规程送审稿.doc(49页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流电性可控源音频大地电磁法技术规程送审稿.精品文档.中国地质调查局地质调查技术标准DD200X-XX电性可控源音频大地电磁法技术规程(送审稿)中国地质调查局2009年01月目 次前 言II1 范围12 规范性引用文件13 缩略语14 总则15 技术设计46 仪器设备67 野外工作88 资料处理与解释129 成果报告编写13附录A(资料性附录)电性CSAMT法测量方式与测量范围15附录B(资料性附录)均匀半空间表面水平电偶源的电磁场公式17附录C(资料性附录)CSAMT法的电磁噪声20附录D(资料性附录)电性CSAMT法工作参数的选取21附录E(
2、资料性附录)电性CSAMT法曲线影响因素及特征24附录F(资料性附录)电性CSAMT法仪器主要技术指标要求28附录G(资料性附录)野外漏电、接地电阻、极差检测方法29附录H(资料性附录)电性CSAMT法野外观测工作记录31附录I(资料性附录)电性CSAMT法数据处理方法32附录J(资料性附录)电性CSAMT法数据解释方法43附录K(资料性附录)电性CSAMT法常用术语、符号及计量单位48主要参考文献49前 言可控源音频大地电磁法(简称CSAMT法)是二十世纪七十年代发展起来的电磁测深技术。该方法采用人工场源,与天然源大地电磁测深法相比,具有信噪比高、快速高效等优点。二十世纪八十年代以来,该方法
3、已经在我国能源、金属与非金属等矿产资源勘查以及水文、工程、环境、灾害地质调查等多个领域得到广泛应用。为规范CSAMT法在国内的运用,进一步提高工作质量和应用水平,编制本标准。本标准的附录A、附录B、附录C、附录D、附录E、附录F、附录G、附录H、附录I、附录J及附录K是资料性附录。本标准由中国地质调查局提出和归口管理。本标准起草单位:中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所、中南大学等。本标准起草人:孙鸿雁、雷达、汤井田。本标准由中国地质调查局负责解释。电性可控源音频大地电磁法技术规程(送审稿)1 范围本标准规定了电性可控源音频大地电磁法技术设计、仪器使用与维护、野外施工、质量评价、资料处理、
4、综合解释、成果报告编写等工作的基本要求和技术规则。本标准主要适用于金属、非金属与能源等矿产资源勘查,以及水文、工程、环境、灾害等地质调查的电性可控源音频大地电磁法工作。2 规范性引用文件以下的标准条款通过本标准的引用成为本标准的条款,其最新版本适用于本标准:GBT 14499-93 地球物理勘查技术符号GBT 18314-2001全球定位系统(GPS)测量规范DZT 0069-93 地球物理勘查图图式图例及用色标准DZT 0153-95 物化探工程测量规范DD 2005-03 岩矿石物性调查技术规程3 缩略语CSAMT英文全称Controlled Source Audio-Magneto Te
5、lluric,简称CSAMT,中文称可控源音频大地电磁法。4 总则4.1 方法原理电性CSAMT法是通过人工接地场源(电偶源)向地下发送不同频率(范围120kHz)的交变电流,在地面一定区域内测量正交的电磁场分量,计算卡尼亚电阻率及阻抗相位,达到探测不同埋深的地质目标体的一种频率域电磁测深方法。4.2 应用范围4.2.1 用于立体地质填图,探测地下立体电性结构。4.2.2 用于固体矿产勘查,探测某些金属、非金属矿体。4.2.3 用于能源矿产勘查,探测与油气、煤炭、放射性矿产有关的地质构造。4.2.4 用于水文、工程、环境、灾害地质调查,探测与其有关的地质目标体。4.2.5 探测其它有电性差异的
6、目标体。4.3 应用条件4.3.1 测区内目标体与围岩存在电阻率差异。4.3.2 测区内目标体有足够的规模可以分辨。4.3.3 测区内无强烈的电磁干扰。4.3.4 测区内地形地貌条件适合场源布设与野外实时观测。4.4 测量方式4.4.1 水平电偶源CSAMT有标量、矢量和张量三种测量方式(参见附录A),坐标系及测量的场分量见于图1a。各个场分量及常用计算公式参见附录B。本标准仅涉及电偶源CSAMT标量、矢量测量方式。4.4.2 标量方式利用单一场源观测两个分量ExHy或者EyHx,即一个电场和一个磁场分量(见图1b),也可测量多个电场和共用一个磁场分量(见图1c),具体所需测量的电场道与磁场道
7、的比例数可根据测区地质情况和接收偶极MN设定,地质情况简单、MN小,比例数可大;地质情况复杂、MN大,比例数可小。另外,一个完整排列不应跨越明显的地质界限。标量测量方式一般用于探测一维层状介质和走向已知的二维地质目标体,对于三维地质目标体,需要进行面积测量。a. 大地表面水平电偶极子、电磁场各分量及坐标系b. 标量测量 c.标量共磁道测量图1 标量测量方式4.4.3 矢量方式利用单一场源测量四个(Ex、Ey、Hx、Hy)或五个分量(Ex、Ey、Hx、Hy、Hz,见图2)。矢量测量方式一般用于探测地下二维和三维地质目标体。图2 矢量测量方式4.5 装置形式4.5.1 旁侧ExHy装置:接收排列分
8、布在发射偶极中垂线两侧各一定张角的扇形区域内(见图3a)。4.5.2 轴向ExHy装置:接收排列分布在发射偶极轴向线两侧各一定张角的扇形区域内(见图3a)。4.5.3 斜向EyHx装置:接收排列分布在发射偶极轴向(或垂向)线两侧对称且相等扇形区域内(见图3b)。4.6 测量模式4.6.1 根据发射偶极AB、接收偶极MN和测线布设方向相对于地质构造走向的关系,CSAMT有TM(Transverse Magnetic)和TE(Transverse Electric)两种测量模式。4.6.2 TM模式发射偶极AB、接收偶极MN及测线方向垂直于地质构造走向布设。TM模式横向分辨能力较强,观测的电场受静
9、态影响、地形影响较严重。4.6.3 TE模式发射偶极AB、接收偶极MN及测线方向平行于地质构造走向布设。TE模式垂向分辨能力较高,观测的电场受静态影响、地形影响较小。4.7 测量范围4.7.1 依据电偶源电磁场分量分布特征和信噪比要求,标量ExHy、标量EyHx及矢量的测量范围各不相同。4.7.2 标量ExHy的测量范围旁侧装置:测量范围一般在发射偶极中垂线两侧各30张角、且的两个扇形区域(见图3a)。低频测量时张角适当减小。轴向装置:测量范围一般在发射偶极轴向线两侧各15张角、且的两个扇形区域(见图3a)。低频测量时张角适当减小。4.7.3 标量EyHx的测量范围测量范围一般为的四个扇形区域
10、(见图3b)。低频测量时张角适当减小。a. 标量ExHy的测量范围 b. 标量EyHx的测量范围图3 电性CSAMT法远区标量测量范围(图中竖线方向为地质构造走向)在同样条件下,旁侧装置测量信号相比轴向、斜向装置测量信号强度大,生产效率高,通常选用旁侧装置测量。4.7.4 矢量Ex、Ey、Hx、Hy测量的范围,应为标量ExHy和EyHx测量范围的重叠区域(见图4a和图4b)。a. 矢量测量范围(TM模式) b. 矢量测量范围(TE模式)图4 电性CSAMT法远区矢量测量范围(图中竖线方向为地质构造走向)5 技术设计5.1 资料收集5.1.1 编写设计前,应根据工作任务要求,收集相关的地质、地球
11、物理、地球化学、钻探及测绘等资料。5.1.2 收集测区主要岩矿石电性参数资料。5.1.3 实地踏勘测区地形、地貌、植被、交通、气象和居民点等条件,调查测区电磁干扰源并对电磁干扰情况进行估计(参见附录C)。核对已收集的地质、物化探及测绘等资料。5.1.4在上述工作的基础上,对资料进行综合分析和方法有效性评估,确定测量方式、装置形式和工作参数、测网密度、压制电磁干扰的措施和工作总精度等,编写工作设计书。5.2 装置形式选择综合考虑地质任务、测区地质构造特征、地形地貌、噪声水平、仪器设备性能等条件,选择合适的装置形式。5.3 工作参数设计5.3.1 工作频段测量使用的工作频率范围依据勘查任务目标拟探
12、测的最大深度和测区大地平均电阻率初步确定(参见附录D.3)。实际测量时,所使用的最低频率应比计算的频率再低13个频点,并通过试验最终确定。5.3.2 收发距依据探测深度、测区大地电阻率、信噪比等因素确定(参见附录D.1)。在保证一定的信噪比前提下,收发距应尽可能满足远区测量条件。通常按目标体最大埋深的4倍以上设计。5.3.3 发射极距发射偶极距AB长度应保证足够的信噪比,尽量满足电偶极子的条件,通常按AB(1813)选择,一般13km。在探测较深的地质目标体时,AB可选择大些,在探测较浅的地质目标体时,AB可选择小一些。5.3.4 接收极距接收偶极距MN长度根据所勘查的地质目标体的规模和电信号
13、的强弱确定。通常在20500m之间选择,在探测较深较大的地质目标体时,MN可选择大些,在探测较浅较小的地质目标体时,MN可选择小一些。MN过大会降低分辨率,MN过小会降低观测质量。5.4 测网设计5.4.1 测网应根据地质任务和地形地貌合理选择。测线方向要尽可能垂直于所探测地质目标体的走向(TM测量模式时),点线距应能良好反映目标地质体。5.4.2 测线尽量与已有的地质、物化探勘探线和钻孔等重合。5.4.3 测线位置应尽量避开高压线等电力设施,以及大的村镇、厂矿区、山峰和狭窄的沟谷。5.4.4 测点、测线号编排规则:采用相同比例尺,左端为小号、右端为大号,通常应以自西向东、自南向北增大的顺序编
14、排。5.4.5 测点的平面点位误差在工作比例尺成果图上应不大于2mm;高程误差应满足:当勘查对象的最小埋深超过50m时不得超过最小埋深的2%;当勘查对象的最小埋深不足50m时应小于1m。5.5 工作总精度5.5.1 工作总精度应根据勘查地质任务目标、测区噪声水平以及其他因素进行设计。5.5.2 工作总精度根据全区卡尼亚电阻率和阻抗相位检查观测结果,按照7.7.5条中公式(6)计算的均方相对误差来衡量。5.5.3 工作总精度分为2档,档为7.0、档为15.0。在电磁干扰很强的地区,可以分区设计总精度或适当放宽,并由设计书另行规定。5.6 生产试验在新区应用条件不明或测区地质条件比较复杂时,开工初
15、期应选择有代表性的地段进行方法试验研究,在条件许可时,可在已知地质剖面上进行试验研究。试验目的:通过实测测区标志层或目标体的异常响应,了解地下介质或工作参数及场源对CSAMT测深曲线的影响及曲线分布特性(参见附录E),为施工方案设计提供依据或检验施工方案的正确性;通过实测测区电磁干扰信号,判断电磁干扰源的类型、强度、频率分布范围和干扰时段等特征,为如何避开、减少或压制电磁干扰场的影响提供方法依据(参见附录C);与此同时通过生产试验检验仪器设备的性能等。在生产试验基础上,依据试验结果对技术设计做进一步修改和补充。5.7 设计书主要内容设计书内容力求完整、重点突出,附图、附表齐全。主要包括:a)任
16、务与目的;b)测区概况,地质、地球物理特征;c)方法技术、技术指标、工作量及质量要求;d)安全生产、组织与管理;e)提交成果内容及时间;f)经费概算;g)有关附图及附表。6 仪器设备6.1 基本要求6.1.1 仪器精度和主要性能指标应达到CSAMT方法技术的要求(参见附录F)或设计书的要求,不符合要求的仪器不得用于生产。6.1.2 仪器及其附属设备等应有专人负责保管和维护,建立专门档案并制定相关的操作使用规程。6.1.3 仪器及其附属设备存放场所应避开阳光直射,保持通风、干燥、清洁和无腐蚀气体;运送、使用中应注意防尘、防雨、防冻、防震、防曝晒。6.1.4 仪器设备长时间存放应定期通电检查,有充
17、电电池的仪器,要定期充、放电维护。6.1.5 供电电极A、B要坚固耐用,导电性能良好,可选用铜板、铜丝网、铝箔或采用铁或钢制的金属棒电极,其规格和数量可根据工区接地条件及供电电流强度选定。金属棒电极一般长度为60cm100cm,直径为1.6cm2.2cm为宜。在接地电阻较大或需要较大供电电流工作的地区,宜用铜板等片状电极。水上施工时,常用铅电极。A、B供电导线的规格和数量应根据用途、电极距大小、供电电流强度和测区自然条件选择。一般供电线应选用内阻小、绝缘性能好、轻便、强度高的多芯全铜导线,其内阻小于8Km、绝缘电阻应大于2M500V 每公里。6.1.6 接收电极M、N宜采用铜、高炭钢或不极化电
18、极,其电化学性能稳定,极差变化小。MN导线的绝缘电阻应大于5M500V 每公里。6.2 检测与标定6.2.1 每个测区工作前和工作期间应视工期长短定期对接收机、发射机及附属设备进行调节检测。接收机具有自检功能的,应定期进行自动校准检测。磁探头应定期进行标定(标定方法可依据各个仪器自带的说明书)。仪器设备各项指标合格后方可进行工作。6.2.2 同一型号两台及两台以上接收机在同一测区野外工作前,应进行多台仪器一致性对比试验。6.2.2.1 仪器一致性应在野外条件下,选择电磁干扰小的地段进行单点全频段测定。6.2.2.2 仪器一致性对比结果由某测点台仪器观测的总均方相对误差来衡量,计算公式为:(1)
19、式中:某仪器在某频点上之观测值与台仪器在第频点上的观测值的平均值的相对误差,;第台仪器在第频点的观测值;台仪器在第频点上的观测值的平均值,;参加一致性观测的仪器台数;参与一致性试验的观测频点数;相对误差的总个数。一致性试验的应不大于设计的工作总精度,否则应从参加试验的台仪器中找出偏离大的某仪器不予使用,或经调节该仪器性能后达到一致性要求时方可使用。6.2.2.3 从参加一致性试验的台仪器中找出偏离均方误差大的仪器可采用以下公式:(2)式中:第台仪器在第频点的观测值;台仪器在第频点上的观测值的平均值,;参加一致性观测的仪器台数;参与一致性试验的观测频点数。6.3 使用与维护6.3.1 接收机、发
20、射机、发电机组应配有专职操作员,野外工作期间严格按仪器使用说明书和操作规程进行使用与维护。6.3.2 每天工作前必须对发电机组、发射机进行预热除潮处理,特别是在潮湿、寒冷天气或发电机组、发射机长期未使用情况下务必进行预热除潮处理。发射机预热除潮要在发电机组运行约10分钟后再打开电源,一般低速运行预热除潮时间夏天约20分钟,冬天至少要30分钟。发射机的预热应在低电压、小电流下进行,确保可在大电流或高压条件能正常工作后才能开始大功率供电工作。6.3.3 发射机工作时最大工作电压和电流一般不应超过额定值的80%。6.3.4 发电机组要定期更换滤清器及机油,轴承部位要及时加注润滑油,工作期间应保持通风
21、系统畅通。发电机组的冷却系统工作不正常必须停止使用并进行检修,直至正常后再继续使用。6.3.5 发射机供电结束后,发电机组、发射机冷却系统应继续运行足够的时间散热至冷却,以防损毁发射机。6.3.6 仪器及附属设备应定期保养检查。发生故障时应及时检修,检修合格后方可继续使用。6.3.7 仪器设备检修须由熟悉仪器设备性能的专业人员进行,应填写完整检修记录并存档。7 野外工作7.1 电性参数测定为了解释需要,应有针对性地进行电性参数测定。可进行标本、露头测定或小极距测深,以及电测井和井旁测深。7.2 测网布设根据设计书布设测网,当设计的测点位置遇到陡崖、居民区、变电所及其他工业设施等障碍物时,可在1
22、2线距范围内将测点平移到适合的地方以避开障碍。7.3 场源布设7.3.1 A、B极点位的地理位置既要尽可能满足远区观测的条件,AB场源要尽可能平行于测线方向布设,方位误差要求小于3。7.3.2 A、B极布置还要考虑交通情况和接地条件。A、B极应布置在交通较方便、土壤坚实且潮湿、接地条件好的地方。若采用铜板、铜丝网、铝箔等片状电极应平敷在接地点上,并用湿土或沙袋压实。采用多根金属电极时,可将电极布置成放射状、弧形或直线形,并将电极垂直打入接地点,使其与土壤密实接触,电极入土深度约为电极长度23,相邻两根电极间隔一般为12倍电极长度。若表层土壤干燥应采取浇盐水或洗衣粉水等措施减小接地电阻,以满足供
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 可控 音频 大地 电磁 技术规程 送审
限制150内