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1/2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2/3,相邻两根电极间隔一般为1~2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,以满足供电所需电流的要求。 7.3.3 A、B极布置要尽量避开高压线、矿山(洞)上方、暗埋管道、溪流水域、平行的断裂构造等以减少电磁干扰。
7.3.4 在场源下或场源与测区间应尽量避开金属矿、煤矿、湖泊、岩溶和局部高阻隆起等可能引起场源效应的已知地质体。
7.3.5 A、B极布设完毕后,应检查A、B极连接是否正确,各连接点是否牢固及接地连通是否良好,以及是否有漏电情况(检测方法参见附录G)。 7.4 接收装置布设
7.4.1 接收偶极MN沿测线方向布设;MN导线应贴地放置,避免因风吹使导线晃动产生电磁干扰。 7.4.2 MN电极的接地电阻一般应低于2kΩ,如遇基岩裸露地区,可适当放宽,但不应大于10kΩ。MN电极不允许埋设在流水、污水或废石堆上,极坑内不得留有砾石和杂物;地表干燥时,应提前向坑内浇水以减小接地电阻;测点岩石裸露时,应填以湿土,并使电极底部与湿土有良好的接触。 7.4.3 当遇到人文设施(如人工导体、金属栏杆、管道、供电线路、无线电塔、铁路、钻井、道路等)时,MN应适当平移,以减小干扰。
7.4.4 磁探头应垂直于MN方向布设,采用森林罗盘仪定位,方位误差应小于2°;磁探头应水平放置,为避免较大的误差,应使用长度大于40cm的水平尺校准;磁探头应紧贴地面或固定在专用的非金属材料制成的支架上。风天为避免震动而产生噪声,应将磁探头埋入地面以下。
若有能力做点位偏差校正(参见附录J.2.1)处理,磁探头应垂直于场源AB方向布设,当MN方向与AB不平行时,用这4个电极点的坐标将MN实际方向的实测值校正到平行于AB方向上的应测值,这样可使共磁道CSAMT标量测量或折线测量更为方便。
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7.4.5 磁探头到接收机的距离应大于7m;磁探头布设应远离高压输电线、远离有车辆行驶的道路等干扰源,观测期间所有人员和车辆应远离磁探头并停止使用所有通讯设备。
7.4.6 采用共磁道排列观测时,为施工方便,接收机、磁探头应尽可能布设在多道电极排列中间。 7.4.7 MN电极和磁探头布设完毕后,应检查MN、磁探头连接是否正确,连接点是否牢固及接地连通是否良好,MN线漏电与否,持续测量M、N之间直流电位差10~30秒,其值变化应≤10%,如果变化太大要查明原因及时做原位处理,必要时挪动MN电极位置(检测方法参见附录G)。 7.5 安全施工
7.5.1 出工前必须对供电导线进行漏电检查,任何损坏和开裂都必须进行及时的修复和替换,接头处应使用高压绝缘胶布包裹。
7.5.2 在山区收、放导线经过高压线时,严禁抛抖导线或手持长物,以防高压触电。在A、B电极和电缆经过的村庄、路口等障碍物的位置,应有明显清晰的高压警示标志,并派专人巡视看管。 7.5.3 发射机操作员供电前必须仔细检测发射回路,确认接线正确、连通和接地情况良好后,明确发出供电指令,当确认所有工作人员已离开A、B电极,方可开始供电。
7.5.4 供电期间,操作员应密切看护发射机及配套设备,保证其处于正常工作状态并随时处置出现的故障;在改变发射机输出电压挡位、变换频点前,必须退出发射状态;需手动调节发射机输出电流时,必须平稳缓慢调节;退出发射状态前,必须将输出电流调节钮旋至最小。 7.5.5 发电机组运行期间,不得添加燃油。
7.5.6 连接或断开供电导线、发射控制器电缆、发射机电源输入电缆时,必须确认发射机是处于停机状态。
7.5.7 移动测站前或全天工作结束后,在尚未收到发射机操作员明确断电的指令前,为确保人身安全,不允许任何人接触供电线和供电电极。
7.5.8 野外作业车辆应配备灭火器、急救箱等;野外人员应配齐可靠的通讯工具;供电系统人员必须使用绝缘胶鞋、绝缘手套等防护用品。
7.5.9 雷雨天气,应停止野外作业。突遇雷电,应迅速关机、断开连接仪器设备的所有电缆。 7.5.10 布线需要经过水域时,除处理好导线外,应保证过水安全、严禁徒手托拽导线涉水(或泅渡);水上或冰上作业必须制定相应的安全制度和应急措施。 7.6 数据采集
7.6.1 数据采集前,操作员应确保接收机与发射机的时钟处于同步状态;操作员应检测MN不极化电极和磁探头接地和连通情况,确保MN接地良好、MN之间的直流电位差稳定、磁探头工作正常。 7.6.2 在供电之前,应观测噪声水平,根据噪声情况,设定叠加次数和重复观测次数。供电观测时,应停止无线电通信。当工频干扰较严重时,可选取陷波滤波器抑制噪声。强干扰条件下应选择避开干扰严重的时间段采集数据。当干扰较小时,单个频点一般至少取两次读数;在干扰较强时,应增加观测次数,直到符合7.6.3条要求时,才可以移动到下一个测站。 7.6.3 单频点重复观测误差mi应符合下列要求:
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mi??a?amax??a2minminmax??a?100%?2nM (3)
式中:?amax——重复观测读数中最大值;
?amin——重复观测读数中最小值;
n——参加平均的读数个数;
M——设计的总精度。
7.6.4 观测时要做野外观测现场工作记录(参见附录H的表H.1),应使用铅笔记录。除按规定记录点、线号等信息外,还应记录观测点附近影响观测结果的地质现象、地形地貌、可能引起噪声的干扰源等,要求字迹清晰。
7.6.5 同一测线需改变场源位置时,应至少有1~3个覆盖观测点,且改变场源位置前后覆盖点的卡尼亚电阻率和阻抗相位曲线形态应大体一致或基本重合。当曲线形态、数值差别较大时要调整场源,重新观测。
7.6.6 收工后应及时将当天采集的数据传入计算机,经检查确认无丢失遗漏数据后,另存盘备份并设定为唯一标识,直至确认所有数据无遗漏并备份成功后方可清除仪器内存储的数据。 7.7 质量检查与评价
7.7.1 检查观测点应在同一场源、不同操作员、重布接收排列、不同时间、不同供电电流进行,测量全部工作频段。
7.7.2 检查观测点数不得少于全区观测点总数的3%,并在测区内大体均匀分布,在异常区段必须有一定数量的检查点。
7.7.3 在全区检查观测的数据中剔除明显畸变频点后,以单个物理点为单位,计算各个频点的卡尼亚电阻率和阻抗相位相对误差mi并编列mi统计表,必要时应绘制误差分布曲线了解误差分布情况。单频点的卡尼亚电阻率和阻抗相位相对误差mi计算公式为:
mi?'?ai??ai?ai??ai2'?100%………………………………………………………………(4)
式中:?ai——第i频点原始观测卡尼亚电阻率或阻抗相位;
?ai——第i频点检查观测卡尼亚电阻率或阻抗相位。
'7.7.4 单个物理点的检查观测质量用均方相对误差衡量。根据各个频点的卡尼亚电阻率和阻抗相位相对误差mi,计算单个物理点l的卡尼亚电阻率和阻抗相位均方相对误差Ml。Ml计算公式为:
Ml??m?2ni?11n2i……………………………………………………………………(5)
式中:mi——第i个频点的卡尼亚电阻率或阻抗相位相对误差;
n——检查观测的频点数。
当同点质量检查结果出现下列情况之一者,应确定为质量不合格:
a)mi超过5.5.3条精度的频点数目大于该物理点频点总数的1/3;
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b)mi超过5.5.3条2倍精度的频点数目大于该物理点频点总数的5%; c)mi超过5.5.3条精度的观测值在相邻的3个频点上连续出现; d)均方相对误差Ml大于5.5.3条精度(或设计要求的精度)。
7.7.5 全区系统检查观测质量用总均方相对误差M衡量,M应在各个测深点质量评价基础上由卡尼亚电阻率和阻抗相位均方相对误差Ml统计得出,统计时不得剔除单个物理点系统检查确定为质量不合格的检查点。全区数据质量合格应满足的条件是:质量不合格的检查点数不超过被评价区域内检查点总数的1/3;全区M应满足5.5.3条关于精度的规定或设计要求的精度。M的计算公式为:
M??1k2lM?kl?1………………………………………………………………………(6)
式中:Ml——第l个物理点的均方相对误差;
k——全区系统检查观测的全部物理点数。
7.7.6 当质量不合格的检查点数超过被评价区域内检查点总数的1/3时,可增加系统检查工作量(可直至总工作量的20%)后进一步统计,但系统检查观测精度仍旧达不到合格标准时,不得再增加检查工作量,确定为此测区全部观测资料作废。 7.8 野外资料验收 7.8.1 资料验收内容 7.8.1.1 原始资料
a)野外观测记录;
b)测地数据(电子文档); c)电性参数测定记录;
d)原始和检查数据(电子文档); e)仪器设备检测记录(电子文档)。 7.8.1.2 基础资料
a)电性参数统计表;
b)卡尼亚电阻率和阻抗相位拟断面图; c)质量检查点误差统计表;
d)实际材料图(测网位置、检查点位置、场源位置、物性测定点位等); e)野外工作小结; f)其它相关资料。 7.8.2 野外资料验收
7.8.2.1 承担单位先行验收合格后,应提前向项目委托单位提交验收申请,委托单位组织验收组对野外资料进行验收。
7.8.2.2 验收组根据承担单位提交的任务完成情况、原始资料、基础资料等相关资料,依据任务书(合同书)、设计书及相关行业技术标准等进行检查验收,形成书面验收意见。
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8 资料处理与解释 8.1 资料处理
8.1.1 资料处理的目的是消除CSAMT数据中的各种噪声的影响,如仪器噪声、天然电磁噪声、人文噪声和地质噪声(静态位移、地形影响)以及非平面波引起的过渡区畸变影响等,从各种叠加场中分离或突出地质目标体的场信息,并使其信息形式或趋势得到增强,以便更易于识别和定量解释。 8.1.2 根据地质目标体的模型特点和任务要求,在一个测区内往往要进行不同的数据处理,具体什么处理方法有效应该通过试验选择,应选择更加符合测区的地质条件或先验模型的特点、更有利解决测区问题的最佳方法。一般的处理方法包括:数据编辑、静态校正、地形校正及过渡区校正等。 8.1.2.1 数据编辑是消除仪器噪声、风噪声、天然电磁噪声和人文噪声引起的明显畸变。可根据野外观测工作原始记录的信息、视电阻率曲线趋势特征、误差统计表或分布曲线,对受干扰大、噪声强的数据做合理的编辑(剔除或圆滑)处理。曲线出现7.7.4条所述的严重畸变,经过处理后,仍不能使用的物理点应报废。
8.1.2.2 静态校正主要用于消除近地表局部导电性不均匀体引起的静态位移。首先需要识别数据中是否含有静态位移,可依据地质构造和地形起伏情况参考阻抗相位资料等进行判断;其次是若含有静态位移应注意与异常响应区分;第三是结合测区已知资料选择合适的方法对数据进行谨慎地静校正,例如相位数据转换法、磁场数据转换法、空间滤波法、小波多尺度分析法等(参见附录I.1) 8.1.2.3 地形校正是用于消除由地形起伏引起的卡尼亚电阻率和阻抗相位曲线的畸变。在地形影响严重的地区,应采用合适的方法做地形校正,例如比值法(参见附录I.2),或者选取带起伏地形反演的二维、三维软件(参见附录J.1.3、J.2.2.4、J.3、J.4、J.5)进行反演直接消除地形影响。
8.1.2.4 过渡区校正主要用于消除卡尼亚电阻率在过渡区由于非平面波效应产生的畸变。可根据解释工作需要,选用有效方法校正。可利用全区视电阻率近场校正方法、分段逼近全频域视电阻率的近场校正方法等(参见附录I.3)对过渡区数据进行校正,从而提取出过渡区数据中“隐藏”的有用频率测深信息,使其得到有效利用。
8.1.3 为判别多重资料处理过程的真实可靠性,应检查处理过程正确与否,并将处理结果与原始资料进行比较,还应对多重处理引进的误差进行评估。正确可靠的处理结果应是去伪存真,确保原始数据中的固有真实信息或趋势不但没有丢失,而是得到保留或增强。 8.2 资料解释
8.2.1 在资料处理的基础上进行资料解释。资料解释的目的是对电磁场包含的固有真实信息作出客观合理的地质推断,使工作目标任务得以较好地实现。解释工作的主要步骤是定性解释、定量解释和综合地质解释。实际的解释工作中,资料处理、定性解释、定量解释和综合地质解释需要交叉或穿插进行,从而使资料解释逐步深化。
8.2.2 定性解释的任务是根据初步建立的地质―地球物理模型和标志,对电磁异常的性质、规模及起因进行分析判定,是解释工作最重要的步骤,也是定量解释和综合地质解释的基础。定性解释通常
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