大地電磁設(shè)計(jì)方案-王

1、4.1.4.2音頻大地電磁測(cè)深(AMT)方法一、地質(zhì)任務(wù)1 .建立重點(diǎn)工作區(qū)的三維地質(zhì)填圖的電性分布基本數(shù)據(jù)體，給出盆地及其邊緣的基本建造。2 .確定基巖面埋深、隱伏斷裂、等深部地質(zhì)構(gòu)造問(wèn)題。二、數(shù)據(jù)采集的技術(shù)設(shè)計(jì)1 .音頻大地電磁測(cè)深(AMT)(1)收集相關(guān)資料a、地質(zhì)資料b、鉆孔及測(cè)井資料c、物探資料d、巖石物性資料e、測(cè)繪資料(2)測(cè)區(qū)踏勘：了解施工條件(地形、交通、居民、氣候等)；調(diào)查對(duì)大地電磁信號(hào)有影響的干擾源及分布范圍。(3)進(jìn)行正演計(jì)算：利用收集到的巖石電性資料，擬定測(cè)區(qū)地電模型，進(jìn)行正演計(jì)算，研究所需要探測(cè)的主要電性標(biāo)志層在大地電磁測(cè)深曲線顯示特征，合理設(shè)計(jì)觀測(cè)頻段。(4)分析

2、測(cè)區(qū)的噪聲水平，研究重復(fù)觀測(cè)可能達(dá)到的精度，確定檢查點(diǎn)誤差。(5)考慮測(cè)區(qū)干擾情況，需采取提高觀測(cè)質(zhì)量的措施，必要時(shí)可設(shè)計(jì)一定數(shù)量的遠(yuǎn)參考道法測(cè)點(diǎn)。(6)考慮深、淺點(diǎn)相間合理布設(shè)測(cè)點(diǎn)和頻段(20kHz0.001Hz)。三、野外工作方法：2 .測(cè)線、測(cè)點(diǎn)布置(1)測(cè)線與測(cè)點(diǎn)應(yīng)按設(shè)計(jì)書規(guī)定進(jìn)行布置，根據(jù)實(shí)際情況允許少量在一定范圍內(nèi)調(diào)整，面積測(cè)量測(cè)線的移動(dòng)，在相應(yīng)比例尺的圖上不超過(guò)0.5cm；路線測(cè)量測(cè)點(diǎn)挪動(dòng)不超過(guò)二分之一點(diǎn)距。(2)面積測(cè)量時(shí)，測(cè)區(qū)范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)有意義的異常應(yīng)及時(shí)加密測(cè)線，至少應(yīng)有三個(gè)測(cè)點(diǎn)(不同測(cè)線)在異常部位。(3)如大地電磁測(cè)深曲線異?；蚴ミB續(xù)性，必須加密測(cè)點(diǎn)。(4)測(cè)點(diǎn)不能選在

3、山頂或狹窄的溝底，應(yīng)選周圍開(kāi)闊，至少是兩對(duì)電極范圍內(nèi)比較平坦相對(duì)高差與極距之比小于10%的地方布點(diǎn)。(5)選點(diǎn)應(yīng)考慮布極范圍內(nèi)地表土質(zhì)均勻，點(diǎn)位不能設(shè)置在明顯的局部非均勻體旁。(6)所選測(cè)點(diǎn)應(yīng)遠(yuǎn)離干擾源，要求如下：a.離開(kāi)大的工廠、礦山、電氣鐵路、電站2km以上。b.離開(kāi)廣播電臺(tái)、雷達(dá)離開(kāi)廣播電臺(tái)、雷達(dá)站1km以上c.離開(kāi)高壓電力線500m以上d,離開(kāi)繁忙的公路200m以上(7)在進(jìn)行面積測(cè)量時(shí)，測(cè)點(diǎn)平面坐標(biāo)和高程的測(cè)定，應(yīng)采用實(shí)測(cè)(衛(wèi)星定位儀或經(jīng)緯儀觀測(cè))；在進(jìn)行路線測(cè)量時(shí)，可在比成圖比例尺高一倍的大比例尺地形圖上定點(diǎn)，但應(yīng)保證在規(guī)定比例尺的圖上，坐標(biāo)偏差小于1mm,高程誤差不超過(guò)一個(gè)等高線

4、距。(8)作完的測(cè)點(diǎn)，應(yīng)埋設(shè)木樁，樁上標(biāo)明測(cè)點(diǎn)編號(hào)，觀測(cè)日期和施工單位。3 .觀測(cè)裝置的敷設(shè)(1)十字型裝置：水平方向的兩對(duì)電極和兩磁傳感器(以下簡(jiǎn)稱磁棒)分別互相垂直敷設(shè)，其方位偏差不大于1o,水平磁棒頂端距中心點(diǎn)8m-10m。如兩對(duì)電極和水平磁棒按正北(x)正東(Y)向布置，垂直磁棒(z一向下)則應(yīng)安放在方位角2250,距測(cè)點(diǎn)中心不超過(guò)10m的位置(2)在施工中不適宜十字形敷設(shè)時(shí)，可采用L型,T型裝置(圖2,圖3),或斜交裝置，其斜交角應(yīng)大于700,方位偏差均應(yīng)小于10。(3)接收電極距應(yīng)根據(jù)觀測(cè)信號(hào)強(qiáng)弱和噪聲水平來(lái)確定，一般在50A-300m±間選擇，如測(cè)點(diǎn)周圍地表起伏不平，應(yīng)

5、按實(shí)測(cè)水平距布極，極距誤差應(yīng)小于1%.(4)電極接地電阻要求不大于2000歐姆，在沙漠、戈壁、高阻巖石露頭區(qū)，應(yīng)采用多電極并聯(lián)，電極四周墊土，周圍澆水來(lái)降低電阻。(5)電極應(yīng)埋人士中20cm-30cm,保持與土壤接觸良好，兩電極埋置條件基本相同，不能埋在樹根處、流水旁、繁忙的公路邊和村莊內(nèi)，同時(shí)應(yīng)避免埋設(shè)在溝、坎邊。(6)應(yīng)在觀測(cè)前埋設(shè)好電極和磁棒，觀測(cè)時(shí)如發(fā)現(xiàn)仍有不穩(wěn)定現(xiàn)象，應(yīng)檢查電極埋設(shè)質(zhì)量和接地條件，經(jīng)處理達(dá)到穩(wěn)定再記錄。(7)水平磁棒入土深度為30cm,用水平儀校準(zhǔn)保證水平；垂直磁棒入土深度為磁棒長(zhǎng)度的1/2以上，上端用土埋實(shí)，應(yīng)保證垂直。(8)電極聯(lián)線，磁棒聯(lián)線及接入儀器或前放盒的電

6、纜均不能懸空，不能并行放置，每隔3m-5m需用土或石塊壓實(shí)，防止晃動(dòng)。4 .觀測(cè)(1)儀器到達(dá)測(cè)點(diǎn)，電極、磁棒的布設(shè)聯(lián)結(jié)工作就緒后，應(yīng)檢查：a)電道，磁道信號(hào)線與屏蔽層的絕緣度應(yīng)大于1MC;b)各信號(hào)線與地的電阻應(yīng)大于11;c)電極、磁棒、信號(hào)線的埋蹬和敷設(shè)是否符合上面(5)(8)條的要求。(2)觀測(cè)記錄前應(yīng)檢查儀器與傳輸線聯(lián)結(jié)是否牢固，儀器啟動(dòng)后應(yīng)按儀器操作說(shuō)明書進(jìn)行各項(xiàng)測(cè)試，如噪聲測(cè)試、增益測(cè)試、電極比較、極性比較等。(3)觀測(cè)時(shí)讀入記錄頭段的各種參數(shù)，必須齊全正確。(4) 一個(gè)測(cè)點(diǎn)上大地電磁場(chǎng)的觀測(cè)需連續(xù)進(jìn)行，應(yīng)選擇干擾背景比較平靜的時(shí)問(wèn)記錄。(5)每個(gè)測(cè)點(diǎn)應(yīng)達(dá)到完成地質(zhì)任務(wù)必須觀測(cè)的最

7、低頻率。(6)每一頻點(diǎn)應(yīng)有足夠的迭加次數(shù)，特別是低頻段數(shù)據(jù)質(zhì)量，如達(dá)不到要求應(yīng)延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間(迭加次數(shù)不得少于3次)。(7)在觀測(cè)進(jìn)程中，隨時(shí)注意監(jiān)視各道變化，如遇記錄道反向、飽和、嚴(yán)重干擾等現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)補(bǔ)測(cè)。(8)從監(jiān)視屏幕上(或打印結(jié)果)分析視電阻率，相位曲線質(zhì)量，如不符合設(shè)計(jì)要求應(yīng)進(jìn)行重測(cè)。(9)遠(yuǎn)參考道法工作，參考點(diǎn)與測(cè)點(diǎn)觀測(cè)記錄應(yīng)同步。(10)一個(gè)測(cè)點(diǎn)觀測(cè)完成后，應(yīng)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)錄到磁帶上一盤存檔.另復(fù)制一盤用于資料處理。磁帶盤上應(yīng)貼標(biāo)簽，注明施工單位、測(cè)區(qū)、測(cè)線號(hào)、測(cè)點(diǎn)號(hào)、磁帶編號(hào)、帶的種類、組號(hào)、操作員姓名、日期等。(11)操作員和測(cè)量員要認(rèn)真填寫工作記錄和測(cè)點(diǎn)布置記錄要求。字跡清楚，符號(hào)

8、正確.沒(méi)有涂改現(xiàn)象。采集精度指標(biāo)：(1)檢查點(diǎn)應(yīng)是同一測(cè)點(diǎn)，不同日期，重新布極進(jìn)行的重復(fù)觀測(cè)點(diǎn)。(2)所作檢查點(diǎn)，要求在測(cè)區(qū)面積內(nèi)分布均勻，并應(yīng)選在干擾相對(duì)平靜的地區(qū)，不能集中在一段時(shí)間內(nèi)作。(3)檢查點(diǎn)數(shù)不得少于全測(cè)區(qū)坐標(biāo)點(diǎn)的3%(4)檢查點(diǎn)與被檢查點(diǎn)的全頻視電阻率曲線及相位曲線，應(yīng)形態(tài)一致.對(duì)應(yīng)頻點(diǎn)的數(shù)值接近，但經(jīng)編輯、插值后檢查點(diǎn)與被檢查點(diǎn)同一極化的均方相對(duì)誤差不應(yīng)大于5%0誤差計(jì)算公式如下：冽二士Ji/-丫2再白(A)式中，1=L2*小(頻點(diǎn))，鳥(原測(cè)點(diǎn)第i個(gè)頻點(diǎn)視電阻率和相位),乂(檢j_4-4查點(diǎn)第i個(gè)頻點(diǎn)視電阻率和相位)，N。探測(cè)深度：主要探測(cè)地下3000米以內(nèi)的地電結(jié)構(gòu).測(cè)地

9、工作：采用GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)確定測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)位置。四、所用儀器準(zhǔn)備采用德國(guó)Metronix的GMS-07e儀器，該儀器具有高度靈活性，適于多種傳感器配置，它的可擴(kuò)展性和模塊化設(shè)計(jì)理念使得它能夠根據(jù)用戶的需求而不斷升級(jí)，其使用元器件種類的減少也大大簡(jiǎn)化了對(duì)備件的需求。它覆蓋了從0.0001Hz到300KHz寬廣的頻率范圍，具有杰出的低噪聲特性、極低的溫度漂移以及整個(gè)溫度范圍和時(shí)間范圍內(nèi)非常穩(wěn)定的傳輸函數(shù)。主要功能特性：使用24位A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)確保獲取高質(zhì)量的數(shù)據(jù)；系統(tǒng)噪聲很低，可以在大地電磁測(cè)量所謂的“死帶”中得到最好的結(jié)果；通頻帶很寬，覆蓋范圍DC250kHz;可以作為獨(dú)立系統(tǒng)工作，也可以多個(gè)AD

10、U-07e通過(guò)局域網(wǎng)LAN或無(wú)線局域網(wǎng)WLAN組成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)同步工作；可以通過(guò)任意的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器訪問(wèn)和控制ADU-07e主機(jī)，無(wú)需其他軟件；多個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)可以GPSa現(xiàn)精確時(shí)鐘同步；兼容Metronix所有類型傳感器；自動(dòng)記錄，無(wú)需人員值守；在USB存儲(chǔ)設(shè)備中預(yù)置時(shí)間表，可以實(shí)現(xiàn)即插即錄；實(shí)時(shí)自檢和包括傳感器在內(nèi)的自行標(biāo)定；可選的自動(dòng)補(bǔ)償電極極化電位；可選的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示、處理；12V電瓶供電，每臺(tái)ADU包括傳感器在內(nèi)只需一個(gè)電瓶供電；集成、輕便、耐用、防水外殼；低功耗；工作溫度范圍40c+70C；可以實(shí)現(xiàn)多方法觀測(cè)，包括MTAMTEMAPCSAMTRMT主要儀器技術(shù)指標(biāo):頻率范圍直流250kHz;數(shù)

11、據(jù)采集道每個(gè)ADU07的有10個(gè)通道，多個(gè)主機(jī)可以聯(lián)網(wǎng)工作帶寬低頻(LF):直流500Hz全頻(MF):0.001Hz20kHz高頻(HF):1Hz250kHz,通過(guò)數(shù)字濾波可以建立亞頻帶模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器LF:24位(最大2048個(gè)樣/秒)MF24位(最大6553歐樣/秒)HF:24位(最大52428階樣/秒)每個(gè)通道一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器動(dòng)態(tài)范圍>130dB輸入噪聲低頻ADB0.1<f<2kHz,64倍增益高頻ADBf>1kHz全頻板ADBca.0.1Hz,20kHz輸入阻抗低頻ADB>100M全頻板ADB>10,100MQ高頻ADB>10M標(biāo)準(zhǔn)電壓

12、范圍(1益1)+/-1.25V和+/-10V控，根據(jù)傳感器類型自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)計(jì)算機(jī)32位低耗嵌入式控制器和LINUXM乍系統(tǒng)存貯介質(zhì)內(nèi)置4G£更高存儲(chǔ)卡,可以通過(guò)US外接大容量存儲(chǔ)器檢測(cè)措施開(kāi)機(jī)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)所有主要功能，包括傳感器和顯示結(jié)果，自動(dòng)創(chuàng)建檢測(cè)日志。標(biāo)aE自動(dòng)標(biāo)定網(wǎng)絡(luò)連接標(biāo)準(zhǔn)的10切直雙絞電纜，或更局的RJ455線局域網(wǎng)（選配）同步GP時(shí)鐘同步，每個(gè)秒脈沖30ns誤差，同時(shí)記錄點(diǎn)位接口一個(gè)或兩個(gè)RJ4刎絡(luò)接口三個(gè)磁傳感器接頭（10#）四個(gè)電場(chǎng)輸入端（6針）一個(gè)多功能接頭可控制五個(gè)數(shù)據(jù)通道（30針）一個(gè)接地端三個(gè)帶肩反極性保護(hù)的12Vt壓輸入端一個(gè)NffiGPS&入接口

13、一個(gè)N®無(wú)線局域網(wǎng)輸入接口兩個(gè)A®USB2.0俞入接口，一個(gè)覬USB2.0俞入接口顯示兩行16個(gè)字母數(shù)字字符顯示儀器狀態(tài)外殼堅(jiān)固耐用的防水塑料外殼重量6.5kg外形尺寸406*330*174mm輸入電壓9V,15VDC功耗4,20W取決于工作方式工作溫度-40,70C五、數(shù)據(jù)處理解釋的特色或工作方法;1.音頻大地電磁測(cè)深（AMT）基本的處理流程如下：1）資料的預(yù)處理：由于天然電磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度弱、頻帶寬，在外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)的過(guò)程中不可避免的會(huì)受到各種各樣噪聲的污染。復(fù)雜多樣的噪聲影響往往使觀測(cè)的重復(fù)性變差、阻抗的估算分散，不能客觀地反映地下電性分布的情況，甚至可能會(huì)得出錯(cuò)誤的結(jié)果。

14、鑒于此，將對(duì)如何提高大地電磁信號(hào)的信噪比進(jìn)行大量研究，擬開(kāi)展諸如遠(yuǎn)參考法，Robust法，小波分析法，高階統(tǒng)計(jì)量法，希爾伯特-黃變換法等去噪方法的研究。2）靜態(tài)效應(yīng)的壓制與消除：擬采取空間濾波方法和小波分析的方法進(jìn)行靜態(tài)效應(yīng)的壓制與消除。靜態(tài)效應(yīng)是一種由局部原因引起的局部效應(yīng)，在廣大區(qū)域上這種局部效應(yīng)會(huì)被平均掉，因此，通過(guò)空間濾波的方法進(jìn)行壓制靜態(tài)效應(yīng)有較好的效果。同時(shí)，采用小波多分辨分析的方法，小波基可以用來(lái)同時(shí)處理時(shí)頻分析，它不僅同時(shí)具有時(shí)頻局部化和多分辨功能，還有很多其他的有點(diǎn)，比如：簡(jiǎn)單、靈活、隨意等特點(diǎn)。小波能夠?qū)Ω哳l部分采取逐漸精細(xì)的時(shí)域步長(zhǎng)，故而，它具有聚焦到分析對(duì)象的任意細(xì)節(jié)能力，因此采用小波變換的方法進(jìn)行靜態(tài)效應(yīng)的壓制和消除具有良好的效果。3）基于TE模式和TM模式的二維聯(lián)合反演成像方法。目前大多數(shù)反演方法屬于線性方法，對(duì)于非線性的反演問(wèn)題，首先要把正問(wèn)題線性化，構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)及線性方程組。對(duì)于實(shí)際的大地電磁非線性問(wèn)題而言，這是非常近似的。另外，傳統(tǒng)方法大部分采用單一模式的正演和反演，兩種模式反演結(jié)果可能出現(xiàn)不一致，誤差較大。本項(xiàng)目擬采用非線性共腕梯度