大地电磁设计方案王.docx

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1、4.1.4.2音频大地电磁测深(AMT)方法一、地质任务1 .建立重点工作区的三维地质填图的电性分布根本数据体,给出盆地及 其边缘的根本建造.2 .确定基岩面埋深、隐伏断裂、等深部地质构造问题.二、数据采集的技术设计1.音频大地电磁测深(AMT)(1)收集相关资料a、地质资料b、钻孔及测井资料c、物探资料d、岩石物性资料e、测绘资料(2)测区踏勘：了解施工条件(地形、交通、居民、气候等)；调查对大地电磁 信号有影响的干扰源及分布范围.(3)进行正演计算：利用收集到的岩石电性资料,拟定测区地电模型,进行正 演计算,研究所需要探测的主要电性标志层在大地电磁测深曲线显示特征,合理设计观测频段.(4)

2、分析测区的噪声水平,研究重复观测可能到达的精度,确定检查点误差.(5)考虑测区干扰情况,需采取提升观测质量的举措,必要时可设计一定数量 的远参考道法测点.(6)考虑深、浅点相间合理布设测点和频段(20kHz0.001Hz).三、野外工作方法：1.测线、测点布置(1)测线与测点应按设计书规定进行布置,根据实际情况允许少量在一定范围内调整,面积测量测线的移动,在相应比例尺的图上不超过0.5cm；路线测量测点挪动不超过二分之一点距.(2)面积测量时,测区范围内发现有意义的异常应及时加密测线,至少应有三 个测点(不同测线)在异常部位.(3)如大地电磁测深曲线异常或失去连续性,必须加密测点.(4)测点不

3、能选在山顶或狭窄的沟底,应选周围开阔,至少是两对电极范围内比拟平坦相对高差与极距之比小于 10%的地方布点.(5)选点应考虑布极范围内地表土质均匀,点位不能设置在明显的局部非均匀 体旁.(6)所选测点应远离干扰源,要求如下：a.离开大的工厂、矿山、电气铁路、电站 2km以上.b.离开播送电台、雷达离开播送电台、雷达站 1km以上c.离开高压电力线500m以上d,离开繁忙的公路200m以上(7)在进行面积测量时,测点平面坐标和高程的测定,应采用实测 (卫星定位仪 或经纬仪观测)；在进行路线测量时,可在比成图比例尺高一倍的大比例尺地形图 上定点,但应保证在规定比例尺的图上,坐标偏差小于1mm,高程

4、误差不超过一个等高线距.(8)作完的测点,应埋设木桩,桩上标明测点编号,观测日期和施工单位.2.观测装置的敷设(1)十字型装置：水平方向的两对电极和两磁传感器(以下简称磁棒)分别互相垂 直敷设,其方位偏差不大于1o,水平磁棒顶端距中央点8m-10m.如两对电极和 水平磁棒按正北(x)正东(Y)向布置,垂直磁棒(z 一向下)那么应安放在方位角2250, 距测点中央不超过10m的位置(2)在施工中不适宜十字形敷设时,可采用 L型,T型装置(图2,图3),或斜交 装置,其斜交角应大于700,方位偏差均应小于10.(3)接收电极距应根据观测信号强弱和噪声水平来确定,一般在 50A-300 m 间选择,

5、如测点周围地表起伏不平,应按实测水平距布极,极距误差应小于 1%.(4)电极接地电阻要求不大于2000欧姆,在沙漠、戈壁、高阻岩石露头区,应 采用多电极并联,电极四周垫土,周围浇水来降低电阻.(5)电极应埋人士中20 cm-30 cm,保持与土壤接触良好,两电极埋置条件根本 相同,不能埋在树根处、流水旁、繁忙的公路边和村庄内,同时应预防埋设在沟、 坎边.(6)应在观测前埋设好电极和磁棒,观测时如发现仍有不稳定现象,应检查电 极埋设质量和接地条件,经处理到达稳定再记录.(7)水平磁棒入土深度为30 cm,用水平仪校准保证水平；垂直磁棒入土深度为 磁棒长度的1/2以上,上端用土埋实,应保证垂直.(

6、8)电极联线,磁棒联线及接入仪器或前放盒的电缆均不能悬空,不能并行放置,每隔3m-5m需用土或石块压实,预防晃动.3.观测(1)仪器到达测点,电极、磁棒的布设联结工作就绪后,应检查 ：a)电道,磁道信号线与屏蔽层的绝缘度应大于 1MC ；b)各信号线与地的电阻应大于1-1-;c)电极、磁棒、信号线的埋蹬和敷设是否符合上面(5)(8)条的要求.(2)观测记录前应检查仪器与传输线联结是否牢固,仪器启动后应按仪器操作 说明书进行各项测试,如噪声测试、增益测试、电极比拟、极性比拟等.(3)观测时读入记录头段的各种参数,必须齐全正确.(4) 一个测点上大地电磁场的观测需连续进行,应选择干扰背景比拟平静的

7、时 问记录.(5)每个测点应到达完成地质任务必须观测的最低频率.(6)每一频点应有足够的迭加次数,特别是低频段数据质量,如达不到要求应 延长观测时间(迭加次数不得少于3次).(7)在观测进程中,随时注意监视各道变化,如遇记录道反向、饱和、严重干 扰等现象应及时补测.(8)从监视屏幕上(或打印结果)分析视电阻率,相位曲线质量,如不符合设计 要求应进行重测.(9)远参考道法工作,参考点与测点观测记录应同步.(10) 一个测点观测完成后,应将数据转录到磁带上一盘存档.另复制一盘用于资料处理.磁带盘上应贴标签,注明施工单位、测区、测线号、测点号、磁带编 号、带的种类、组号、操作员姓名、日期等.(11)

8、操作员和测量员要认真填写工作记录和测点布置记录要求.字迹清楚,符 号正确.没有涂改现象.采集精度指标：(1)检查点应是同一测点,不同日期,重新布极进行的重复观测点.(2)所作检查点,要求在测区面积内分布均匀,并应选在干扰相对平静的地区, 不能集中在一段时间内作.(3)检查点数不得少于全测区坐标点的 3%(4)检查点与被检查点的全频视电阻率曲线及相位曲线,应形态一致 .对应频点 的数值接近,但经编辑、插值后检查点与被检查点同一极化的均方相对误差不应 大于5%0误差计算公式如下：式中,E (频点),4 (原测点第i个频点视电阻率和相位),尺(检 查点第i个频点视电阻率和相位), W 0探测深度：主

9、要探测地下3000米以内的地电结构.测地工作：采用GPS卫星定位系统确定测点坐标位置.四、所用仪器准备采用德国Metronix的GMS-07e仪器,该仪器具有高度灵活性,适于 多种传感器配置,它的可扩展性和模块化设计理念使得它能够根据用户的需求而 不断升级,其使用元器件种类的减少也大大简化了对备件的需求.它覆盖了从 0.0001Hz到300KHz宽广的频率范围,具有杰出的低噪声特性、极低的温 度漂 移以及整个温度范围和时间范围内非常稳定的传输函数.主要功能特性：? 使用24位A/D转换技术保证获取高质量的数据；? 系统噪声很低,可以在大地电磁测量所谓的“死带中得到最好的结果；? 通频带很宽,覆

10、盖范围DC250kHz;? 可以作为独立系统工作,也可以多个ADU-07e通过局域网LAN或无线局 域网WLAN组成网络系统同步工作；? 可以通过任意的网络浏览器访问和限制 ADU-07e主机,无需其他软件；? 多个独立系统可以GPS实现精确时钟同步；? 兼容Metronix所有类型传感器；?自动记录,无需人员值守；? 在USB存储设备中预置时间表,可以实现即插即录；? 实时自检和包括传感器在内的自行标定；? 可选的自动补偿电极极化电位；? 可选的数据实时显示、处理；? 12V电瓶供电,每台ADU包括传感器在内只需一个电瓶供电；? 集成、轻便、耐用、防水外壳；?低功耗；? 工作温度范围40c+

11、 70 C;? 可以实现多方法观测,包括 MT AMT EMAP CSAMKT RMT主要仪器技术指标:频率范围直流250kHz;数据采集道每个ADU07的有10个通道,多个主机可以 联网工作带宽低频(LF):直流500Hz全频(MF): 0.001Hz20kHz高频(HF):1Hz250kHz,通过数字滤波可 以建立亚频带模/数(A/D)转换器LF: 24位(最大2048个样/秒)MF 24位(最大6553欧样/秒)HF: 24位(最大52428阶样/秒)每个通道一个A/D转换器动态范围130dB输入噪声低频ADB 0.1f1kHz全频板ADB ca.0.1Hz -20kHz输入阻抗低频 A

12、DB100M 全频板 ADB10100MD高频 ADB10M标准电压范围 (1益 1)+/- 1.25V和+/ - 10V控,根据传感器类型自 动识别系统计算机32位低耗嵌入式限制器和LINUXM乍系统存贮介质内置4G更高存储卡,可以通过US外接大 容量存储器检测举措开机自动检测系统所有主要功能,包括传感 器和显示结果,自动创立检测日志.标aE自动标定网络连接标准的10切直双绞电缆,或更局的RJ455线 局域网选配同步GP时钟同步,每个秒脉冲30ns误差,同时 记录点位接口一个或两个RJ4刎络接口三个磁传感器接头10#四个电场输入端6针一个多功能接头可限制五个数据通道30针一个接地端三个带肩反

13、极性保护的12Vt压输入端一个Nffi GPS&入接口一个N无线局域网输入接口两个AUSB2.0俞入接口,一个 觊USB2.0俞入接口显示两行16个字母数字字符显示仪器状态外壳巩固耐用的防水塑料外壳重量6.5kg外形尺寸406*330*174mm输入电压9V 15VDC功耗4-20W取决于工作方式工作温度-40 70 c五、数据处理解释的特色或工作方法;1.音频大地电磁测深AMT根本的处理流程如下：1资料的预处理：由于天然电磁场信号强度弱、频带宽,在外业观测数 据的过程中不可预防的会受到各种各样噪声的污染.复杂多样的噪声影响往 往使观测的重复性变差、阻抗的估算分散,不能客观地反映地下电性分布的

14、 情况,甚至可能会得出错误的结果.鉴于此,将对如何提升大地电磁信号的 信噪比进行大量研究,拟开展诸如远参考法,Robust法,小波分析法,高阶统计量法,希尔伯特-黄变换法等去噪方法的研究.2静态效应的压制与消除：拟采取空间滤波方法和小波分析的方法进行 静态效应的压制与消除.静态效应是一种由局部原因引起的局部效应,在广 大区域上这种局部效应会被平均掉,因此,通过空间滤波的方法进行压制静 态效应有较好的效果.同时,采用小波多分辨分析的方法,小波基可以用来 同时处理时频分析,它不仅同时具有时频局部化和多分辨功能,还有很多其 他的有点,比方：简单、灵活、随意等特点.小波能够对高频局部采取逐渐 精细的时

15、域步长,故而,它具有聚焦到分析对象的任意细节水平,因此采用 小波变换的方法进行静态效应的压制和消除具有良好的效果.3基于TE模式和TM模式的二维联合反演成像方法.目前大多数反演方 法属于线性方法,对于非线性的反演问题,首先要把正问题线性化,构造目 标函数及线性方程组.对于实际的大地电磁非线性问题而言,这是非常近似 的.另外,传统方法大局部采用单一模式的正演和反演,两种模式反演结果 可能出现不一致,误差较大.本工程拟采用非线性共腕梯度反演方法,把大 地电磁两种模式联合起来,进行相互约束和反演,以期望打到较好的结果.4对地质结构具有典型的三维特征时,建立三维地电结构,从三维的角 度进行正演模拟,分析三维大地电磁响应特征和规律,建立三维构架下的解释处理方法,并根据实际地电结构,建立实际三维地质地球物理模型,形成 一个空间立体的数据体和处理方法.六、预期成果提交人乂可要图件：(1)野外原始测深曲线图册(2)反演解释图件(3)三维立体显示图(1:1万)(针对多条测线)(4)地质综合剖面图(1:1万)