高精度磁测工作手册-华冠

1、高精度磁测野外工作手册为了提高各项日高精度磁测的工作质量，按照中华人民共和国地质矿产行 业标准地面高精度磁测技术规程(DZ/T0071-93)的精神和要求，依据华北 地质勘查局地面高精度磁测工作实施细则的规定，河北华勘地质勘查有限 公司物探测绘部特编制此野外工作手册。本工作手册共分为七部分。一、磁力仪性能测定为确保野外数据采集的质量，在每一个测区正式开工前与工作结束后，均 应对磁力仪的性能进行测定。测定内容及方法如下：1 .磁力仪噪声水平测定当有3台或3台以上的磁力仪同时工作时，要选择一处磁场平稳而又不 受人为干扰场影响的地方，将这些仪器探头置于此地，并使探头间距离保持20 米以上，以免探头磁

2、化时互相影响，而后使这些仪器同时作日变测量。观测时 要达到秒级同步。采集数据大于100个，剔除干扰数据，选取100个观测值按 下式计算每台仪器的噪声均方根值S。1: (AX -AX )2S=土 41n -1式中：AX.第i时的观测值X卢起始观测值X0的差值； AX这些仪器同一时间观测差值AX,的平均值； n 一观测值总个数。当仪器为两台时，用单台仪器在上述磁场平稳区作日变连续观测100余 次，读数间隔20秒，按5点滑动取其平均值，X = i(X + X + X + X + X )。5 i - 2i-1 i i+1 i+2而后按下式计算仪器的噪声均方根值S。S= v糙(X - X )2 i i1

3、 i11 n 一 1式中：X 第i时的观测值；X第i时的滑动平均值；n 一总观测数。要求:当设计总精度为5nT时,SW2.0nT,当设计总精度为2nT时,SW05nT,完整填写磁法仪器噪声试验计算表。磁力仪的一致性测定对投入生产的所有磁力仪要进行一致性测定。方法如下：选择浅层干扰小且无人为干扰场影响的地段，要求沿测线观测点不小于50个，测线要穿过有磁异常地段。将投入生产的所有磁力仪(选一台作日变观测)在这些点上进行往返观 测。所有仪器的往返观测值都要进行日变改正。按下式计算各台仪器的一致性误差(S)：: V 2S =土，=1 -致性 (m - n)式中：V 一某仪器第i测点观测值与所有仪器在该

4、点观测值的平均值之差; im 一总观测次数；n 一测点数。要求：当设计总精度为5nT时，S 一致性W2nT，当设计总精度为2nT时，SW0.7nT，完整填写磁法仪器一致性试验记录表。一致性仪器一致性不仅反映出仪器与仪器之间的偏差，同时也反映探头与探头之 间是否一致。当一致性误差符合要求时，可以不做探头一致性和主机一致性的 测试，但要将主机和探头编号，配对使用，不能随意调配引入系统误差。如果 一致性误差不符合要求时，则要进行探头一致性和主机一致性测定。其方法按 照地面高精度磁测技术规程(DZ/T0071-93)标准中关于“测定探头一致性” 和“校验主机一致性”的要求进行。探头高度试验在实际工作中

5、，要通过实验确定最佳探头观测高度。这首先要在测区内选定 一条长约100米，对浅层干扰有代表性的典型剖面。一般用0.5米、1米、1.5 米、2米这4种不同高度以35米的点距各进行一次往返观测，对观测值进行 日变改正后，分别计算4种高度的均方误差，而后以探头高度为横坐标，以均 方误差为纵坐标绘出误差随高度变化曲线。计算公式为：=，上 5 2A式中：5，为第i点经日变改正的原始观测与检查观测之差； n为检查点数。在一般情况下，随着观测高度的增大，观测误差趋于减小并接近一恒定值， 据此即可选出接近恒定值的最佳探头高度。显然，误差随着探头高度变化曲线 与所选典型剖面情况的关系很大。当测区范围较大时，用一

6、条典型剖面代表全 区随机干扰异常情况是有困难的，此时可以多选几条典型剖面进行同样的实验， 再从这数条剖面的试验中确定高度最大的为最佳探头高度。此项工作须在开工 前完成。要求：探头最佳观测高度一经确定，必须在全区野外观测中保持不变，实测中探头的高度误差不超过规定高度的1/10，完整填写磁法探头高度试验记录 表。二、标志点的选择与建立高精度磁测工作的标志点包括：总基点、分基点、日变站、仪器校正点标志点位置选取原则位于正常磁场内。可参照航磁图确定范围，其具体位置必须实地确定。磁场的水平梯度和垂直梯度变化较小，在半径2m及高差0.5m范围内磁 场变化不超过设计总均方误差值的1/2。附近没有磁性干扰场，

7、特别是可移动磁性干扰场（如过路汽车等），并远 离建筑物和工业设施（如铁路、厂房、高压线等）150米以上。所在地点能长期不被占用，有利于标志的长期保存，并测定坐标与高程 值。要求：该点一经确定，必须设固定标志物，并在日变变化较小的时间段（可 以通过做日变观测来确认）按520秒读数间隔做日变观测（不少于2小时）， 去大于100个观测值，求其平均值做为该点的磁场值。总基点确定误差按下式计算： 4 T）i i七= t _1式中：T.为某时磁场观测值；T.为所有观测值的平均值；n为观测次数标志点磁场环境试验在初步选定标志点的位置后，应按照要求对该点磁场环境做认真的试验工作来确定其合理性。步骤如下:选择性

8、能较好的一台磁力仪做间隔5秒左右的日变观测。以该点为中心，2米为半径，不同探杆高度（一般为1.5米和2米两个高 度），分别进行点距为0.5米的正交剖面测量。将所有观测数据做日变改正后，分别统计剖面上两个方向上磁场变化率 和不同高度上观测值最大差值。要求：当设计总精度为5nT时，差值W2nT，当设计总精度为2nT时，差值W0.7nT，完整填写磁法标志点选择实验记录表。基点联测如果工作区范围大，要建立分基点，分基点与总基点构成基点网。基点的联测采用两台（或多台）磁力仪在日变变化较小的时间段内，用5 秒循环工作方式做秒级同步观测，取100个左右观测结果，按下式计算两基点 间的段差（或称之为增量）：U

9、 (T.-T.)AT01=n式中：AT为基点间磁场段差；气为分基点第,时观测值;T。,为总基点第,时观测值;n为观测次数。则分基点的磁场值T = T + AT式中：T为分基点的磁场值；T。为总基点的磁场值；A%为总基点与分基点的段差。基点联测的精度用均方误差衡量，计算公式如下:式中：S基为基点联测均方误差；七为第i时段差与平均段差之差;为观测次数。要求：当总精度为5nT时，S基W2.0nT，当总精度为2nT时，S基W07nT。三、野外观测日变观测分基点兼做日变站，日变站的控制范围：当设计总精度5nT时为50Km，当 设计总精度2.0nT时为20Km。日变站采用循环工作方式，循环时间按总精度不同

10、而不同，当总精度为5nT 时，为30秒，当总精度为2nT时，为10秒。野外工作中不能随意关机，探头 高度自始自终保持同高度、同方向。日变站要有专人看护，在日变观测过程中，看护人员必须随时注意周围情 况的变化，严禁任何移动体接近日变站，并注意对日变仪器的保护，防雨、防 风、防晒。在一个工作日内，日变观测应始于早校正点观测之前，终于晚校正点观测 之后。校正点观测仪器校正点主要用于了解一天或一段工作时间内仪器性能是否正常。校正 点一般设在基点附近并相距20米以上。校正点的观测分早晚两次进行。早观测晚于日变开机时间，晚观测早于日 变关机时间。早晚观测各记录两次观测值，要求二次读数之差不大于1nT。当进

11、行长剖面工作，或开展大面积磁测工作时，考虑到所面对野外工作环 境复杂多变，在许多情况下一天内不能结束工作并回到校正点进行观测，须在 当日观测的剖面末端设2-3个连接点，次日观测从重复各连接点的观测开始， 并于工作结束后回到校正点观测。在每一个闭合单元工作期间，必须事先对每 一天的测量时间段进行严格规定。每个闭合观测单元在校正点上的前后两次读数，经日变改正后的差值超过2 倍设计总精度时，表明该闭合观测单元工作不正常，相应工作量报废，并查明 原因，及时返工。测点观测磁力仪操作人员在作业过程中必须严格去磁，严禁携带任何磁性物品（如 钥匙、小刀、手机、皮带扣等）。必须携带的磁性物体和其它有磁性的设备在

12、观 测时应远离磁力仪探头15米以上。野外遇到居民地、铁路、井场、高压输电线、有磁性的矿石等干扰时，操 作人员必须采取相应措施予以回避，把干扰减少到最小。野外观测时探头也不 宜过于接近岩坎，以减少局部影响。当测点位于公路或铁路两旁时，要等汽车 或火车过后再进行观测，严禁在车辆通过时测量。野外观测时，尽可能保持探头南北向或东西向放置（具体是南北向还是东 西向，要按仪器说明书的要求确定），并使探杆直立。全测区探头的高度要保持 一致（以2米高为好）。在观测过程中，其它非操作人员必须远离仪器，以减少人为干扰对观测结 果的影响。在野外工作过程中，如果遇到仪器受震、受碰或其它原因有可能使仪器性 能发生变化时

13、，必须回到震（碰）前测过的2-3个点上重复观测，确认仪器性 能正常后，方可继续进行作业。当无法确认仪器正常的情况下，再多重复几个 点，同样还无法确认仪器是否正常时，应立即返回，向项目负责或技术负责报 告，杜绝自行决定。在观测过程中，仪器操作人员必须随时注意磁总场幅值的变化。在遇到相 邻点磁总场值变化较大时，必须进行重复观测。当重复观测值误差较大或仪器 测数不稳定时，要考虑以下几个问题：.是否处在强磁区，处理办法：退后一个测点重新观测，并在两点之间 适当加点（也可以不记录）;.调谐场值是否过大或过小，处理办法：改为自动调谐，多次观测;.电缆是否接触不良或电源电能不足。当遇到磁暴或磁扰较大时应停止

14、野外工作。四、野外记录高精度磁力仪为自动测量和记录，一般不需要进行人工记录，但为了防止 仪器发生意外，同时也为了了解观测线段和磁测工作有关的情况，有必要在磁 测记录本（卡）上对野外现场观测结果及相关信息进行记录。野外磁测记录本（卡）记录内容：测线号、点号、观测值、测点遇到的磁 性干扰类型（如：居民点、铁路、井场、高压输电线、矿石堆等）。对在野外观测过程中发现的磁异常现象，必须进行认真记录，以便于了解 引起异常的可能原因。记录本（卡）要填写齐全，字迹公整，不允许涂改和擦改，写错时可划改， 并注明原因，禁止撕页。要求：每日工作完成后，项目负责或技术负责进行日验收，完整填写磁法野外观测记录表五、资料

15、初步整理高精度磁测资料的整理要严格按照地面高精度磁测技术规程 （DZ/T0071-93）的有关要求进行。内容包括各项改正、AT磁异常的计算，绘 制各种草图等。各项改正.日变改正：仪器对接，自动完成；采用日变改正软件。.正常梯度改正：采用国际地磁参考场IGRF模型提供的高斯系数计算， 系数项和年交系数采用2010年中国科学院地球年中国地球物理学会公布的各项 系数，以此来计算正常梯度改正系数。总基点的正常梯度改正值为0,用正常梯 度改正系数和各测点的坐标值计算每个测点的梯度改正值（T正）。总基点以南取 正，总基点以北取负。.高度改正：利用地磁垂向梯度变化公式确定其改正系数。气=R式中：T为总基点磁

16、场值（nT）；r为地球半径，取6371000米；气为高度改正系数。从总基点的高程算起，用高度改正系数和测点的高程值计算每个测点的高 度改正值（丁高）。测点高于总基点取正值，低于总基点取负值。AT计算按下式计算各测点的AT值AT=T +T +T +T -T式中：T测为测点上的观测值（nT）；T日为日变改正值（nT）；T正为正常梯度改正值（nT）；T高为高度改正值（nT）；T基为总基点磁场值（nT）；T为测点磁异常值（nT）。以上各种改正和计算，精确到小数点后一位，即0.1nT。野外要对原始资料及时整理，并绘制各种草图，以便对资料的研究和指导 下一步工作。要求：各项计算工作要求两人以上完成，项目负

17、责或技术负责验收，完整 填写磁法数据成果汇总表六、磁性标本测定面积上岩（矿）石的磁性测定可利用磁化率仪在野外基岩露头上现场测定， 当遇到磁化率值较高岩石时（如磁化率2000X10*1）或在精测剖面上，要进 行定向标本的测定。磁化率确定有两种方法：.利用磁化率仪在野外基岩露头上现场测定。测定点要位于新鲜岩石露 头上，应避开蚀变、断裂带、强风化等地段。采集的数据除保存在仪器中外同 时记录到记录本上，并记录测定点的坐标。.在野外采集磁性标本。用质子磁力仪对标本进行磁参数测定。其具体 方法和要求详见地面高精度磁测技术规程（DZ/T0071-93）中附录C。无论采用以上哪种方法，在磁性标本的采集和磁性参

18、数的确定时，都要注意：在异常和矿化蚀变地段，凡有新鲜岩石的地方，必须进行磁化率测定或 采集标本进行测定；测定标本磁性参数的灵敏度要与磁测总精度相适应，并满足异常解释的 需要；c-当视磁化率大于0.01SI时，要作退磁改正；d.测点数日应满足主要地质单元的主要岩性不少于30块；.当采集标本利用磁力仪测定，计算磁化率时，公式中的T。单位取奥斯特 （Oe）。定向标本定向标本的采集：当磁化率值较大（磁化率2000X 10-5SI）时，或为了解 释异常的需要，需采集定向标本。定向标本要在新鲜岩石露头上采集，可先要 用红漆或记号笔把岩石的磁北方向，水平面和朝上的面标注好，然后再进行采 集。定向标本的测定：

19、按照地面高精度磁测技术规程（DZ/T0071-93 ）附录C 中的方法进行测定。测定时特别要注意以下几点：.标本装盒时，要用碎布塞紧，注意使标本中心与盒中心一致，并应使 标本的东、北、下方向分别与标本盒的X、Y、Z轴正方向一致。.为减少标本形状不规则，磁性不均匀和标本位置错误的影响，应在每 个轴的正、负方向都分别读取四个数（标本盒沿T方向每旋转90读一个数）， 即计算平均值进行计算，如：T +T +T +Tn =6024 603 604.根据标本磁性强弱，调节标本盒中心与探头中心的距离（不小于15cm），为保证数据的可靠性，希望标本产生的磁场能引起，1nT的变化。.距离r量准到0.2cm，体积

20、V量准到5cm2。.测定时可使用两台磁力仪，其中一台作日变观测，两台仪器要相距20 米以上，再进行各项磁参数的计算。.测定过程中，标本架、探头支撑杆、探头附近的磁性干扰场如强磁性 标本等不能移动。要求：测量和计算工作至少三人进行，项目负责或技术负责进行验收，完 整填写磁性参数测定及成果记录表，标本数小于30块时采用几何平均法统 计，标本数大于30块时采用正态分布法统计。七、质量控制从项日组成立，就应当建立健全质量保证体系。项日组的质量保证体系分 三个层次，第一是台班的自检，每日工作结束后，台班长要对本台班当天的工 作进行自我检查，并填表记录；第二是建立日验收制度，由质检组组长对每天 的日变站和

21、各台班的工作及所取得的原始资料进行验收，并填表记录；第三是 随着野外工作的开展，项日组要组织力量按“一同三不同”（同点位、不同人、 不同仪器、不同时间）的原则，对野外各台班的工作质量进行检查。质量检查工作要贯穿野外工作的始终，在地段和时间上要具代表性。高精度磁测工作的质量检查率不应低于3%5%，精测剖面和磁性参数测定 的质量检查率应达到10%，绝对点数不少于30点。高精度磁测的工作质量用均方误差衡量，观测均方误差的计算公式为：= 土 5 2式中：5，为第i点经各项改正的原始观测与检查观测之差；为检查点数。对于异常磁场和磁性参数测定的工作质量用平均相对误差来衡量。其公式为：1寸 门=L门ni=1

22、门=|Ti2 - TiJ X 100%i T 2 + T 式中：七和T2分别为第i点的原始观测值与检查观测值。对等于或大于1： 1万的磁测工作，应采用仪器敷设基线，并在此基础上 逐点或隔点测定测点。所定点位的最大平面误差值，在按工作比例尺所作的图 上必须满足设计。（在通视条件极差的地区，在不影响完成地质任务的前提下， 可适当放宽）。按下式计算的相邻点距离的相对误差值须不大于25%。|相邻点间的检查距离-该相邻点间的测定距离该相邻点间的测定距离x 100%确定每个测点的高程，一般高程误差不大于高度改正允许误差表小当地磁 场垂向梯度变化率（米）。测地工作检查的工作质量用点位中误差、高程中误差误差和

23、相邻电距相对中误差衡量，按下式计算：点位中误差：mLt式中： D = V （ _ X,）+ G _ y,）X0和y为原始观测的坐标值X,和y,为检查观测的坐标值高程中误差：fwdmh=n厂式中： H = H - H /i iH为原始观测的高程值H/为检查观测的高程值i相邻点距相对中误差：ms =F式中：n. = S）/ ss为相邻点间原测距离S /为相邻点间检查距离磁测总精度是测点观测误差（含操作及点位误差、仪器噪声均方误差、仪 器一致性误差以及日变改正误差）、总基点、正常场与高度等各项改正误差的总 和。在设计时可根据实际技术条件，在保证总精度的前提下，提高某项精度和 降低另一项精度，可进行误差分配。按下式计算磁测总精度： =书c花一致性花噪声在R七在G花J磁测总误差nT野外观测均方误差，nT基点、高程及正常场改正误差，nT总计操作及点 位误差仪器一致 性误差仪器噪声 误差日变改正误差总计正常场改 正误差高程改正误差总基点改 正误差54. 362. 652. 02. 02. 02. 451. 01. 02. 021. 561. 10. 70. 50. 71. 2120. 70. 70. 710. 870. 70. 30. 30. 30. 4970. 280. 280. 3操作及点位误差一般为观测均方误差，含点位不重合、探头高度不准、探杆倾斜等误差；仪器噪声误