中華人民共和國地質礦產行業標準天然場音頻大地電磁法技術規程中華人民共和國國土資源部發布I前言 Ⅲ1范圍 12規范性引用文件 1 13.1術語和定義 13.2符號和計量單位 14總則 24.1應用范圍 24.2應用條件 25技術設計 25.1設計準備 25.2工作精度 25.3設計書編寫 3 46野外工作 5 56.2生產前試驗 6 6 6 8 86.7質量檢查 9 6.9野外資料質量檢查和驗收 7.1資料處理 7.2資料解釋 8.1編寫要求 8.3主要圖件 8.5資料存檔 附錄A(規范性附錄)天然場音頻大地電磁法測點班報表 附錄B(規范性附錄)天然場音頻大地電磁法質量檢查點誤差統計計算表 Ⅲ本標準按GB/T1.1—2009《標準化工作導則第1部分：標準的結構與編寫》的規則起草。本標準由中華人民共和國國土資源部提出。本標準由全國國土資源標準化技術委員會(SAC/TC93)歸口。本標準起草單位：中國地質科學院地球物理地球化學勘查研究所。1天然場音頻大地電磁法技術規程本標準規定了天然場音頻大地電磁法技術設計、野外工作、資料處理與解釋和成果報告等的技術要求和規則。本標準適用于陸地礦產資源勘查、地質填圖和水文、工程、環境、災害地質等調查中的天然場音頻大地電磁法工作。2規范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T18314全球定位系統(GPS)測量規范DZ/T0153物化探工程測量規范3.1術語和定義天然場音頻大地電磁法naturalfieldaudiomagnetotellurics基于電磁感應原理，在地面測量相互正交的音頻范圍(0.1Hz～50kHz)電場和磁場分量，計算視電阻率和阻抗相位(簡稱相位),研究地下電阻率結構的一種被動源的頻率域測深方法，英文簡稱AMT。3.2符號和計量單位天然場音頻大地電磁法的常用符號及計量單位見表1。表1常用符號及計量單位計量單位(名稱)1fHz(赫[茲])2Ts(秒)3δm,km(米，千米)4Dm,km(米，千米)5電場EmV/km(毫伏[特]每千米)6HnT,T(納特[斯拉],特[斯拉])7Ω·m(歐[姆]米)8φ(°),mrad(度，毫弧度)9電阻率PΩ·m(歐[姆]米)RΩ(歐[姆])24.1應用范圍4.1.1用于地質填圖，探測地下電阻率結構。4.1.2用于固體礦產勘查，探測與金屬、非金屬礦產有關的地質構造和地質目標體。4.1.3用于能源礦產勘查，探測與油氣、煤炭、放射性礦產有關的地質構造和地質目標體。4.1.4用于水文、工程、環境、災害地質調查，探測與其有關的地質目標體。4.1.5探測其他有電阻率差異的目標體。4.2應用條件4.2.1目標體與圍巖存在明顯電阻率差異。4.2.2目標體有足夠的尺度能在地表引起可分辨的異常。4.2.3信噪比能滿足本標準所規定的觀測數據質量要求。4.2.4地形地貌條件適合測站布設。5技術設計5.1設計準備5.1.1資料收集5.1.1.1應根據工作任務要求，收集相關的地質、地球物理、地球化學、勘查工程等資料。5.1.1.2收集或實測測區地層、主要巖礦石電阻率參數資料。5.1.1.3收集測區有關測繪、三角點坐標資料，用GPS測量時收集GPS校正參數。5.1.2野外踏勘5.1.2.1實地踏勘測區地形、地貌、交通、氣象、居民點、植被等條件，調查測區電磁干擾源情況；發現有電磁干擾源時，應進行實測與評價，制定相應的抗干擾措施。5.1.2.2核對收集到的地質、物化探及測繪等資料；依據實際情況，對復核性不好的資料進行補充收集。5.2工作精度5.2.1工作精度應根據地質勘查任務、測區噪聲水平以及其他因素進行設計。5.2.2工作精度分為兩檔，并依據6.7.4中公式(7)來衡量。視電阻率和相位用均方相對誤差來衡量。在電磁干擾小的地區，視電阻率和相位的均方相對誤差不大于7%;在電磁干擾很強的地區，視電阻率和相位的均方相對誤差可適當放寬到15%。5.2.3方法技術有效性分析及試驗5.2.3.1方法技術有效性分析在編寫設計前，應對采用AMT法可解決的具體地質任務的方法技術有效性做詳細分析與評價。a)應依據下列資料對方法的有效性進行分析：31)相鄰地區或其他條件類似地區的實際工作成果；2)根據收集到的巖礦石電阻率參數等綜合資料，建立測區的地電模型，進行正演計算，研究所需探測的主要電性層(體)在天然場音頻大地電磁測量曲線上顯示的特征及其探測的可行3)根據野外現場踏勘和試驗情況，對電磁干擾程度進行評價；4)以往的經驗勘查模式。b)對于地質條件具備而方法有效性尚不能完全肯定的測區，應做野外方法有效性試驗，包括應用條件和抗干擾方法試驗，合理地選擇測網、電極距、觀測頻段和觀測時間等技術參數，為施工方案設計提供依據或檢驗施工方案的正確性。5.2.3.2有效性試驗5.2.3.2.1在編寫設計前因地質條件具備而方法有效性尚不能完全肯定的測區和在開工初期應安排必要的技術試驗，以確定最佳技術方案。技術試驗剖面應符合以下要求：a)技術試驗剖面應選在地質情況比較清楚、有代表性的地段，以確定合理施工參數及參考點位置。b)試驗點應選在地形平坦、干擾背景平靜地區，在條件許可時，宜在已知地質剖面上或鉆孔旁進行。c)選擇多個地形平坦、干擾背景平靜地方，通過試驗確定最佳的遠參考點。d)通過實測測區電磁干擾信號，判斷電磁干擾源的類型、強度、頻率分布范圍和干擾時段等特征，為避開、減少或壓制電磁干擾場的影響提供方法依據。5.2.3.2.2技術試驗內容包括：定電極距范圍。b)觀測時間長度：根據探測深度和干擾水平確定觀測時間，并進行觀測時間長度試驗，結合視電阻率和相位曲線圓滑連續情況，選取合理的觀測時間長度。5.3設計書編寫在編寫設計時，應根據工作目的任務和測區的實際情況，確定野外施工的測網、觀測裝置、觀測頻段5.3.2參數選擇5.3.2.1觀測頻率范圍應依據勘查任務目標擬探測的最大深度和測區介質的平均電阻率初步確定。5.3.2.2測量電極距應根據所勘查的地質目標體規模和電場信號強弱程度確定。實際觀測過程中，可根據實際情況(如地形、障礙物等因素)適當改變電極距的大小。5.3.3測網選擇5.3.3.1測網應根據地質任務、工作性質、勘查對象和地形地貌合理選擇，點線距應能良好反映目標地質體尺度(參照GB/T18314及DZ/T0153)。AMT法常用比例尺和測網密度見表2。5.3.3.2測點的平面點位誤差在工作比例尺成果圖上應不大于1mm。5.3.3.3測線方向盡可能垂直于探測主要地質目標體的走向。5.3.3.4測點位置應避開高壓線等電力設施，以及大的4表2測網密度表比例尺5誤差應不大于2%。 6臺數);n——參與一致性試驗的觀測頻點數。6.1.6施工儀器在開工前、收工后和施工滿六個月，應在干擾小的對比點采用相同裝置觀測，同臺儀器相鄰兩次測定同一極化模式視電阻率和相位的均方相對誤差應不大于5%。開工前、收工后的測定允許與儀器一致性合并進行。6.1.7儀器維護與要求應做到：a)儀器應配有專門操作員，野外工作期間嚴格按儀器使用說明書和操作規程進行使用與維護；b)儀器設備應定期保養檢查，發生故障時應及時檢修，檢修標定合格后方可繼續使用；c)儀器設備檢修須由熟悉儀器設備性能的專業人員進行，應填寫完整的檢修記錄并存檔；e)野外工作期間，如遇到儀器發生無法排除的故障，應立即停止野外觀測并送回修理；f)探頭發生碰撞或跌落，應對其進行檢測。6.2生產前試驗開工初期可根據具體情況，按工作設計5.2.3.2的要求，開展必要的方法技術試驗。測線應按照設計書要求布置，當設計的測點位置遇到陡崖、居民區、變電所及其他工業設施或障礙物時，可在二分之一點距范圍內或垂直測線方向二分之一線距范圍內將測點平移到適合的地方以避開障a)施工時如所獲的資料表明原設計的測線長度不足以完成地質任務時，可根據需要及時延長b)沿測線上布置測點，點距一般應按設計要求布設。如有測深曲線異常或失去連續性，可加密c)測點坐標和高程應對測點進行實測。6.4觀測裝置的鋪設6.4.1張量測量時宜采用“十”字形裝置，裝置的鋪設應采用森林羅盤，水平方向的兩對測量電極(E?、E?)分別和兩個磁棒(H?、H?)相交垂直布設，各自方位偏差不大于1°,水平磁棒(H?、H?)埋設于其頂端距中心點8m～10m處，垂直磁棒(H?)垂直向下，誤差不大于1°,埋設于H?方向的順時針夾角為225°,且距中心點10m的位置(見圖1),在施工條件允許的地方，應采用這種布設方式。6.4.2在施工條件不適宜“十”字形布設的情況下，可采用“L”形和“T”形裝置(見圖2,圖3),使兩對測量電極不以測點中心為對稱布設的觀測裝置。依據試驗或設計書規定的電極距布置，應按實測水平距布極，極距誤差應小于1%。6.4.3電極接地電阻應不大于2kQ,避免布設在流水、污水、腐殖土中或廢石堆上，極坑內不得殘留有極四周墊土、周圍澆水等方法來降低接地電阻。6.4.4水平磁棒與垂直磁棒埋入土中保持水平或垂直，磁棒應保持穩定，盡量埋入土中，用水平儀校準。6.4.5電極、磁棒連線及儀器或前置放大器的電纜均不能懸空，不能平行放置，每隔3m～5m需用土或石塊壓實，防止晃動。避免因風吹使導線晃動產生電磁干擾。6.4.6參考道工作方法要求包括：a)野外施工宜采用參考道法。7圖2“L”形布極示意圖圖3“T”形布極示意圖b)遠參考道法是在測點與固定參考點上同步觀測，固定參考點選擇在距測區一定距離且干擾較小的地方。在電磁干擾影響范圍較大時，宜采用遠參考道法。c)互參考道法是在相距一定距離的兩點上同步觀測，兩測點的磁道(或電道)分別互作參考。在局8b)各信號線與大地的絕緣電阻應大于2MQ;6.5.6觀測時要做野外觀測現場工作記錄(見附錄A)。除按規定認真填寫工作6.6.1電阻率參數測定點(或標本采集點)應均勻分布在測區中不同種類巖(礦)石的天然或人工露頭6.6.3對探測目標物和干擾體的電阻率參數測定點至少應有30個有效觀測數據。9 (5)6.7.1測區的觀測質量以“系統檢查觀測”來評價。系統檢查觀測點數不得少于全區觀測點總數的經編輯整理后兩次觀測同一極化模式的視電阻率和相位的均方相對誤差均不應大于7%。計算觀測誤查總頻點數的15%。誤差計算結果應編制誤差統計表，格式見本標準的附錄C。檢查點觀測結果按式(7)計算均方相對誤差M:6.7.5在噪聲干擾強的地區，檢查點的均方相對誤差達不到6.7.3的規定時，可適當放寬到15%,應經6.8野外資料質量評價6.8.1全頻段視電阻率曲線和相位曲線的質量評價分為：c)Ⅲ級(不合格):數據點分散，不能滿足Ⅱ級的要求。6.8.2測深點質量評價分為：a)I級：一個測點的視電阻率和相位四條曲線I級不少于兩條，且無Ⅲ級，頻率范圍符合設計要求；c)Ⅲ級(不合格):不能滿足Ⅱ級的要求。6.8.3對每個測深點的視電阻率(p、p)曲線和相位(q?、9)曲線分別進行評定，四條曲線按級填寫評價表(見本標準的附錄D),對不合格曲線注明原因。6.9野外資料質量檢查和驗收6.9.1驗收內容6.9.1.1原始資料包括：b)磁探頭、儀器的校準文件(含電子文檔);c)野外觀測班報記錄；d)測地數據(含電子文檔);e)各測點和質量檢查點的時間序列數據(含電子文檔)。6.9.1.2基礎資料包括：a)實際材料圖(測網位置、檢查點位置、物性測定點位、干擾源位置和比例尺等);b)各測點的視電阻率及相位-頻率測深曲線圖冊(含電子文檔);c)各測線的視電阻率及相位-頻率測深擬斷面圖(含電子文檔);d)質量檢查點誤差統計表及曲線；e)電阻率參數測定記錄及質量評價表；6.9.2原始資料質量檢查6.9.2.1原始數據應保存完整無損，采集量、記錄時間符合設計要求，文件頭各項參數齊全無誤。6.9.2.3野外觀測班報記錄填寫齊全，對測點周圍地形、干擾源等要有草圖和描述。6.9.2.4未按設計書要求完成的工作量，不予驗收，按不合格品工作量計算。6.9.2.5編輯過的視電阻率和相位曲線，有以下情況的應視為不合格點：a)刪掉的頻點超過觀測頻點數的15%;b)連續刪掉多于三個頻點；d)保留的頻點在整條曲線上分布不均勻；e)高頻段和低頻段頻率未滿足設計要求的。6.9.2.6對項目完成的全頻段視電阻率曲線和相位曲線的質量評價進行復核。6.9.2.7測深點質量評價滿足I級品率不小于70%、Ⅲ級品率不大于2%,且全區滿足設計工作精度規6.9.2.8當質量不滿足6.7.3的要求時，可增加系統檢查工作量(直至總工作量的20%)后進一步統計。若系統檢查觀測精度仍舊達不到合格規定時，不得再增加檢查工作量，確定此測區全部觀測資料6.9.3野外資料驗收應按任務來源單位和本標準要求對野外資料進行驗收，野外資料驗收合格后，方可結束野外工作。7資料處理與解釋7.1.1逐點檢查對野外資料逐點檢查，有下列情況者需做進一步處理：b)曲線形態異常的點；c)需切除時間漂移的點。對于采用參考道工作方法獲取的數據應用參考道的磁場參與阻抗張量元素計算，求得互功率平均值7.1.3數據整理7.1.3.1對數據偏離太大、明顯不合理的頻點予以刪除，刪除頻點的原則為：a)刪掉頻點數在每個級次不應超過本級次頻點數的三分之一；b)刪掉的頻點數不大于總頻點數的15%;c)不能連續刪掉多于三個的頻點；d)保留的頻點在整條曲線上應均勻分布。7.1.3.2由張量測量結果，通過數據處理確定主軸方向，進而獲得TE(transverseelectric)和TM(transversmagnetic)模式的視電阻率和相位曲線。7.1.3.3對視電阻率、相位曲線按極化模式分別按7.1.3.1剔除干擾大的頻點，再按曲線形態進行剔除頻點內插；并應保留原始數據，供以后的再處理和檢查處理之用。7.1.4靜位移校正和地形校正7.1.4.1按測線對平滑后曲線進行靜態效應分析，可參考利用相位資料進行識別，依據地質構造和地形起伏情況，判斷靜態效應及其嚴重程度；根據分析結果對視電阻率曲線進行靜態校正，或者選取二維、三維反演軟件進行反演以消除靜態效應。7.1.4.2對地形復雜地區，宜采用合適的方法進行地形校正，例如比值法校正，或者選取帶起伏地形反演的二維、三維軟件進行反演以直接校正地形影響。7.1.4.3為判別多次資料處理過程的真實性、可靠性，應檢查處理過程正確與否，并將處理結果與原始資料進行比較，還應對多次處理引起的誤差進行評估，以確保原始數據中的固有真實信息或趨勢在處理結果中得到保留或增強。解釋工作分為定性解釋、定量解釋和綜合地質解釋。實際工作中，資料處理、定性解釋、定量解釋和綜合地質解釋需要交叉或反復進行，使資料解釋工作逐步深化。7.2.2定性解釋7.2.2.1定性解釋的任務是劃分異常，并初步確定引起異常的地質原因。7.2.2.2根據初步建立的地質-地球物理模型和標志，對全測區AMT測深曲線類型進行分析、對比，總結相同類型曲線分布特征，了解構造分區的地電規律。7.2.2.3定性解釋通常采用從已知到未知的類比法和模型對比法等，有時還需運用定量計算的結果來支持定性的結論，定性解釋要多次反復進行。7.2.2.4利用張量阻抗分解方法得出的阻抗特征，對測區成果做出相應的定性解釋。7.2.3定量解釋7.2.3.1在完成定性解釋基礎上進行定量解釋，在定量解釋中對定性解釋進行修正，兩者相互結合。7.2.3.2定量解釋要盡可能利用測區內實測的物性參數、已有地質勘探控制的地下地質情況以及其他物探資料作為約束條件和先驗控制信息，并利用定性解釋的分析結論或認識建立反演初始模型，以減少定量反演的多解性。7.2.3.3在地形平緩和橫向電阻率變化不太大的地電條件下，一般先進行一維反演；在進行一維反演后，結合曲線特征，確定是否進一步進行高階反演。7.2.3.4對地形起伏較大和橫向電阻率變化較大地電條件下的成果資料，一般應進行帶地形的二維反演或三維反演。利用反演結果繪制電阻率-深度斷面圖或電阻率立體圖等成果圖件，描述地下電性空間分布。7.2.4綜合地質解釋7.2.4.1在定性解釋和定量解釋的基礎上，依照勘查目標任務要求，根據各種地質體的地質-地球物理模型特征，結合測區的地質情況和勘查工程資料，將地球物理定性和定量解釋成果客觀合理地轉變成推斷的地質體或現象，最終確定地質體或現象的性質、深度、規模、形態及其相互關系。7.2.4.2根據定性、定量和綜合地質解釋結果編繪地質-地球物理綜合解釋成果圖。與此同時要對資料解釋成果的可靠性進行評估，說明可能存在的問題與不足。7.2.4.3在綜合地質解釋后提出書面的異常驗證建議書，包括定性依據、定量反演結果和建議的工程布置參數及注意事項。8報告編寫8.1編寫要求8.1.1成果報告編寫的準備工作應與野外工作同時進行，并有計劃地系統收集、整理所需的資料。8.1.2野外工作若是分階段完成的，要提交階段性成果報告；全面完成后，提交最終成果報告。8.1.3成果報告編寫應由專人負責，在合同或設計規定的時間內完成。8.1.4報告所用資料應是經過質量驗收合格的正式資料。8.1.5成果報告應在全面掌握實際資料的基礎上，經過分析、研究及綜合比對后，給出有依據、合理的結論。結論客觀明確。8.2報告主要內容報告主要內容包括：簡述方法工作項目來源、項目性質和工作任務；測區的自然地理及經濟地理概況。b)地質任務及完成情況。隊日期；完成的野外勘查總工作量；室內資料處理工作結束日期等。介紹測區概況(如測區場地范圍、測網位置、剖面方位、電極接地條件和干擾情況等);測區以往的地質及物探工作程度，以及對這些工作的評價；總結本次勘查工作的主要研究成果。d)工區地質及地球物理特征。特征，根據以往的工作和本項目工作所取得的資料，列舉與工作任務有關的巖(礦)石的電阻率參數；結合工區的地質特點，分析勘查目標體及各種地層、構造等在觀測結果中的反映，從而建立起解釋推斷所需要的正演模型。e)野外工作方法技術和質量評價。簡要介紹工作中采用的儀器設備及具體方法技術，論述方法技術的合理性和所取得資料的正確性與精度。具體包括：論述所用方法要解決的具體地質問題及有效性和合理性；介紹所采用的具體方法技術，及其他有關資料說明所采用方法技術的合理性；介紹保證野外工作質量的措施，說明質量檢查工作情況(包括檢查方法、檢查量、分布等),并根據質量檢查結果及其他有關資料說明野外觀測結果的質量(包括f)資料處理方法。g)解釋推斷。合地質解釋分析、解釋電阻率異常，闡明引起異常的地質現象或原因，并編出推斷成果圖；討論所有解釋推斷結果的可靠程度以及定量解釋結果的精確程度。h)結論與建議。全面和總結性地給出主要結論并對本區下階段工作提出建議。具體包括：論述所取得的各項成果，并說明未得出肯定結論的原因；詳細而具體地提出地質工作、物化探工作及異常工程查證的建議，并說明(規范性附錄)天然場音頻大地電磁法測點班報表天然場音頻大地電磁法測點班報表(A而)見表A.1,