（高清版）DZT 0407-2022 广域电磁法技术规程

中华人民共和国地质矿产行业标准2022-08-24发布中华人民共和国自然资源部发布IDZ/T0407—2022前言 1范围 12规范性引用文件 1 13.1术语和定义 13.2缩略语 23.3符号和计量单位 24总则 34.1应用范围 34.2应用条件 34.3测量装置和测量模式 35技术设计 45.1编制原则 45.2资料收集与踏勘 45.3测量装置及参数选择 45.4测网设计 55.5工作精度 65.6方法试验 65.7设计书编写 65.8设计书审批与变更 66仪器设备 76.1基本要求 76.2检查与测试 76.3使用与维护 87野外测量 97.1电性参数测定 97.2场源布设 97.3接收装置布设 9 7.5安全措施 7.6数据采集 7.7质量检查点和覆盖点 7.9野外资料验收 8.2资料解释 ⅡDZ/T0407—20229报告编写与资料提交 9.1编写要求 9.2报告内容 9.3主要图件 9.4资料提交 附录A(资料性)广域电磁法测量形式、方式及范围 附录B(资料性)广域电磁法各种测量方式的计算公式 20附录C(资料性)广域电磁法工作参数的选取 23附录D(规范性)广域电磁法仪器设备主要技术指标要求 25附录E(规范性)广域电磁法野外观测工作记录表 26参考文献 27Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件由中华人民共和国自然资源部提出。本文件由全国自然资源与国土空间规划标准化技术委员会(SAC/TC93)归口。本文件起草单位：中国地质调查局油气资源调查中心、中南大学。1广域电磁法技术规程1范围本文件规定了广域电磁法的技术设计、仪器设备、野外测量、资料处理与解释、报告编写与资料提交等方面的技术要求。本文件适用于能源、金属与非金属等矿产资源勘查以及水文、工程、环境、灾害地质调查中的广域电磁法工作。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T14499地球物理勘查技术符号GB/T18314全球定位系统(GPS)测量规范DZ/T0069地球物理勘查图图式图例及用色标准DZ/T0153物化探工程测量规范3术语和定义、缩略语及符号和计量单位3.1术语和定义下列术语和定义适用于本文件。测点至发射场源中心点之间的距离。趋肤深度skindepth电磁波透入介质的深度。电磁波传播到该深度时，振幅衰减至1/e倍。感应数inductionnumber以趋肤深度归一化后的收发距，也称为电距离。近区nearfield感应数远远小于1时的场。2感应数远远大于1时的场，也称为平面波区。介于近区和远区之间的场。通过人工接地场源建立谐变电磁场，向地下发送不同频观测一个或多个电磁场分量，计算广域视电阻率，达到探测不同埋深地质目标体的一种频率域电磁测深方法。E-Ex广域电磁法E-E,widefieldelectromagneticmethod采用两端接地的导线作为电磁信号发射场源，测量水平电场的x分量的广域电磁法。E-E,广域电磁法E-E,wideficldelectromagncticmethod采用两端接地的导线作为电磁信号发射场源，测量水平电场的切向(φ)分量的广域电磁法。发射电极AB、接收电极MN及测线方向垂直于地质构造方向布设。发射电极AB、接收电极MN及测线方向平行于地质构造走向布设。3.2缩略语下列缩略语适用于本文件。WFEM广域电磁法WideF3.3符号和计量单位广域电磁法常用术语对应的符号和计量单位见表1。表1常用术语对应的符号和计量单位计量单位(名称)1m,km(米，千米)2发射电流强度IA(安[培])3计量单位(名称)3m(米)4收发距rm,km(米，千米)5目标体埋深hm,km(米，千米)6δm,km(米，千米)7Dm,km(米，千米)8m,km(米，千米)9电场振幅mV/km(毫伏[特]每千米)γ,nT(伽[马],纳特[斯拉])Ω·m(欧[姆]米)电阻率PΩ·m(欧[姆]米)电导率σS/m(西[门子]每米)Ω(欧[姆])Ω(欧[姆])Ω(欧[姆])4π×10~′H/m(亨[利]每米)m%(百分号)4.1应用范围4.2.4地表条件满足发射和接收的布设要求。4.3.2广域电磁法有标量、矢量和张量三种测量方式。测量的电磁场分量及坐标系参见附录A中4A.2。各个电磁场分量常用计算公式参见附录B。本文件涉及广域电磁法E—E,和E—E。两种测量方式。4.3.3根据发射电极、接收电极和测线布设方向相对于地质构造走向的关系，广域电磁法有TM和TE两种测量模式。5技术设计5.1编制原则5.1.1技术设计应以地质任务为依据。5.1.2同一项目由几个单位同时施工，应统一编制技术设计。5.2资料收集与踏勘5.2.1了解工区内的地理、地质、地球物理特征及勘探程度并收集相关资料，收集的主要资料包括：a)地质资料；b)地层、岩石物性等资料；c)钻井和测井资料；d)地球物理资料；e)地球化学资料；f)遥感资料；g)测绘资料；i)其他相关资料。5.2.2进行工区踏勘，了解工区地形、地貌特征，掌握交通、气象和人文相关情况。调查工区电磁噪声干扰情况，并评估电磁噪声水平。5.2.3根据收集的地质、地球物理资料，建立工区的地电模型，进行可行性研究和施工参数模拟。5.3测量装置及参数选择5.3.1测量装置组成广域电磁法测量装置由两部分组成，即发射装置和接收装置。发射装置采用电性源；接收装置为电场接收装置。5.3.2发射装置设计发射装置设计应符合以下技术要求：a)场源宜布设在构造简单、电性均匀的地方；b)宜使研究对象处于信号可覆盖的区域内；c)在探测具有明显走向的目标体时，场源宜布设在与目标体走向正交的方向上；在探测无明显走向的目标体时，场源宜布设在与区域构造走向正交的方向上；d)收发距依据目标探测深度、测区大地电阻率、信噪比等因素确定；在保证一定的信噪比前提下，收发距r应大于最大探测深度Dmx的3倍以上(参见附录C);e)供电极距AB的选取范围为1km～3km;5 f₁=(356/Dm)²·p 比例尺点距6大的顺序编排。5.4.5测点的平面点位误差在工作比例尺的成果图上应不大于2mm。5.5工作精度5.5.1工作精度以全区的视电阻率精度确定，根据检查点重复观测结果，按7.7.3中公式(8)和公式(9)计算的均方相对误差来衡量。5.5.2工作精度分为三级，I级精度均方误差小于或等于3%,Ⅱ级精度均方误差小于或等于5%,Ⅲ级精度均方误差小于或等于7%。5.5.3工作精度应根据勘查地质任务目标进行设计，首先考虑能够观测与分辨最小勘查对象产生的最弱异常，应使均方相对误差的绝对值小于有意义相对异常的1/3。5.5.4勘查对象产生的异常由5.2.3中建立的地电模型进行数值模拟预估。5.5.5电磁干扰很强的地区，可以分区设计精度或适当放宽，并由设计书另行规定。5.6方法试验5.6.1在新测区应用条件不明或测区地质条件比较复杂时，开工初期应选择有代表性的地段进行方法试验研究。5.6.2通过实测测区标志层或地质目标体的异常响应，了解地下介质或工作参数及场源对测深曲线形态的影响及曲线分布特征。5.6.3通过井旁测深或5.2.3中建立的地电模型数值模拟检验标志层或地质目标体的异常响应。5.6.4通过实测了解测区电磁干扰源的类型、强度、频率分布范围和干扰时段等特征。5.6.5开展发射源位置选址试验，充分了解不同位置发射源与接收之间的地电结构对接收视电阻率曲5.7设计书编写5.7.1在综合分析已有资料，评估并确认方法有效性的基础上，选择并确定测网密度、场源及位置、测量5.7.2设计书主要内容包括：d)工作部署；e)数据处理与解释；h)提交成果内容；i)经费预算；j)有关附图及附表。5.8设计书审批与变更5.8.1设计书应由项目主管单位或委托单位审批，经批准后，方可执行。5.8.2项目实施过程中，因故无法按原设计执行时，可根据实际情况做相应变更；并将变更依据及变更内容及时报告设计审批单位，变更得到批准后方可执行。76仪器设备6.1基本要求6.2检查与测试6.2.1发射仪器测试6.2.1.2测试发射方波的电流纹波，电流纹波应小于发射波幅度的3%。6.2.2接收仪器标定于90d。相邻两次标定按照公式(3)和公式(4)计算的相对误差应小于1%。 (3) (4)i——频点号(i=1,2,3,…,n);A:——第一次标定时第i个频点的电位差，单位为毫伏[特](mV);6.2.3一致性测定方相对误差应不大于3%。8b)同台(道)仪器应在对比点采用相同装置进行稳定性测定；根据6.2.3中公式(5)和公的均方相对误差应不大于3%;6.3使用与维护6.3.12发射机工作时最大工作电压和电流一般不应超过额定值的80%。97.1电性参数测定对工区的主要地质目标体，进行电性参数测定。测定方法可选用标本、露头测定或小极距测深，以及电测井和井旁测深等方法。7.2场源布设7.2.1发射电极AB应根据任务要求和实际地形、地物情况，选择合适的场地进行布设。实际接地点坐标按照GB/T18314和DZ/T0153的相关要求测定。7.2.2发射电极AB布设时应满足下列要求：a)电源线绝缘电阻应大于2MΩ;b)按公式(7)定义的装置电阻RAB小于30Ω: (7)R₁——线路电阻，单位为欧[姆](2);7.2.3供电电极应选择土壤潮湿处埋设，采用多块金属板、网、箔(约1m×2m)等材料，挖数个电极坑埋设，坑深不低于0.3m,相邻坑距不小于3m。一般每端需要挖掘3个～4个电极坑，往导电材料(如厚度为1mm铝箔)上浇导电液(如氯化钠溶液),然后压土夯实，保证接地良好；也可用多根柱状电极弧形并联相接。7.2.4发射电极AB布设要尽量避开高压输电线、矿山(洞)上方、暗埋管道、溪流水域等，减少电磁7.2.5发射电极AB布设应尽量避开已知矿山、变电站、湖泊、溶洞、平行的断裂构造和局部电性不均匀7.2.6发射电极AB布设完毕后，应检查供电导线是否漏电，是否正确连接，接地情况是否良好，各连接点是否牢固。7.2.7多余的供电导线应呈“S”形摆放，不能绕圈放置。7.2.8同一测线需要更换场源时，发射电极AB应尽量布设在地质构造相似的一侧，减少场源效应。7.2.9测区面积较小时，应采用一个发射源，保证场源效应的一致性。测区较大，需要两个以上发射源时，应保证不同发射源在同一测点视电阻率曲线形态的相关性。7.3接收装置布设7.3.1接收电极MN与土壤接触良好，并浇盐水后用土7.3.3如果观测时出现信号不稳现象，应检查电极埋设质量和接地条件，处理达到稳定要求后再观测。7.3.4应按设计的规定布设接收电极MN,MN的长度及方位应实测，MN极距的误差不应大于设计的1%,方位误差应小于1°。7.3.5两极相对高差与极距之比应小于10%,在地形复杂地区，可适当放宽到30%。7.3.6接收电极MN的接地电阻应小于2k2;如遇基岩裸露地区，可适当放宽，但不应大于10kΩ。在沙漠、戈壁以及高阻岩石裸露区，应采用多电极并联，电极周围采取垫土浇水等措施降低接地电阻。7.3.7接收电极MN采用不极化电极时，电极应埋入土中20cm～30cm。采用铜电极时，电极应埋入土中大于30cm,7.3.8接收电极MN的连接线不能悬空或并行放置，须压实或掩埋，防止晃动。多余的电极连接线应呈“S”形摆放，不能绕圈放置。7.3.9接收电极MN的电极线与接收仪器电道序号一致，避免出现一极两用的情况发生。7.4测线、测点布设测线、测点布设应符合以下技术要求。a)测点平面坐标和高程按照GB/T18314和DZ/T0153的规定测定。b)测点选择周围开阔、地面相对高差较小的地方；测点不宜选在山顶、深沟、岩石裸露区或电磁干扰源附近。c)困难区测点的布设遵循以下原则：1)一般困难区，当原测点位置无法按照要求布设测点时，可在沿测线方向不超过点距的10%的范围内选择合适位置布设测点；2)地形复杂区，可在垂直测线方向不超过线距的30%、沿测线方向不超过点距的10%的范围内选择合适位置布设测点；3)连续障碍区，应将测线整体平移；4)面积性障碍区，测点的覆盖密度宜达到正常区的50%以上；5)强干扰区，测点的布设应避开干扰源，避开距离见表3。表3测点避开干扰源的距离m123高压输电线、钻井平台457.5安全措施7.5.1出工前应对供电导线进行检查，任何损坏和开裂都应及时修复和替换，接头处应使用高压绝缘胶布包裹。7.5.2在山区收、放导线经过高压输电线时，严禁抛抖导线或手持长物，以防高压触电。7.5.3供电导线连接处应用绝缘胶布包裹，遇障碍物应挖沟埋设或架空布设(保证绝缘)。7.5.4供电点和导线均应挂上“高压危险”标志，在发射电极AB周围10m范围内拉警戒线，沿线派专人查护，确保人畜生命安全。7.5.5供电站应选在地面干燥处，发射机操作人员应配备高压防护措施及装备。7.5.6供电前，操作员应仔细检测供电线路，确认接线正确、连通和接地情况良好后，明确发出供电指令，确认所有工作人员已离开发射电极AB极后，方可开始供电。7.5.7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7.6数据采集7.7质量检查点和覆盖点7.7.2检查点总数不得少于全测区观测点的5%,要求检查点在测区内分布均匀，重点检查电性异常部7.7.3检查点前后两次数据的均方相对误差按公式(8)和公式(9)计算。 (8) (9)7.7.4同一测线需改变场源位置时，应至少有三个覆盖观测点。改变场源位置前后覆盖点的a)测点质量评价满足I级品率不小于80%,且Ⅲ级品率不大于2%,视为野外工作质量合格；b)测点质量评价满足I级品率小于80%,或Ⅲ级品率大于2%,视为野外工作质量不合格；c)广域电磁法勘查地质任务完成情况表(格式见表4);d)广域电磁法勘查生产进度情况统计表(格式见表5);e)广域电磁法勘查视电阻率曲线质量评定表(格式见表6);f)广域电磁法勘查检查点误差统计表(格式见表7)。起止时间点距计划线—点号视电阻率曲线级别IⅡⅢ点号频点第一次测量的视电阻率p,检查测量的视电阻率p。%b)任务完成情况；d)方法技术及质量控制措施；e)质量效果；f)初步成果分析；7.9.2验收要求7.9.2.1项目承担单位自验收合格后，应提前向项目主管单位或委托单位提交验收申请，项目主管单位或委托单位组织验收组对野外资料进行验收。7.9.2.2承担单位应向验收组详细汇报任务完成情况、资料质量自检情况、初步解释成果等。7.9.2.3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)、设计书及相关行业技术标准等进行检查验收，形成书面意见书。7.9.2.4野外资料验收合格后，方可结束野外工作。8资料处理与解释8.1资料处理8.1.1数据编辑与平滑数据编辑与平滑应按以下技术要求执行：a)对曲线中偏离度大、畸变明显的频点数据应进行剔除或平滑处理；b)对曲线畸变严重的频点，应参考相邻测点，采用数字滤波的方法处理。8.1.2静态效应校正静态效应校正应按以下技术要求执行：a)根据已知地质资料和原始视电阻率拟断面图及地形起伏情况，判断静态效应原因及严重性；b)结合已知资料对数据进行静态效应校正，应采用多种方法进行比对，如空间滤波法、小波多尺度8.1.3覆盖点处理覆盖点处理应按以下技术要求执行：a)对相对误差在10%以内的覆盖点，可以采用算术平均方法处理，小于5%可不做处理；b)相对误差较大的覆盖点，应分析产生的原因，采取有效的处理方法；可根据多个场源位置或者互换测量点的数据对测量结果做归一化处理，也可根据独立的天然场源测量结果做直接8.2资料解释8.2.1定性分析定性分析应包括以下内容：a)研究测区的曲线类型，对井旁测深数据进行正反演数值模拟，确定电性层对应的地质层位和测区的地电模型；b)分析频率一视电阻率拟断面图，初步了解测线上的电性分布、基底起伏、断层分布、电性层划分8.2.2定量解释定量解释应包括以下内容：a)根据定性分析资料，综合其他地质、地球物理资料，确定反演初始地电模型；b)确定初始模型后，开展一维反演解释；c)在一维反演的基础上，开展二维反演，利用已知的地质和地球物理资料做约束，使剖面解释趋于d)面积性测量时，应开展三维反演，利用已知的地质和地球物理资料做约束，使解释趋于合理；行综合反演成像和解释。9报告编写与资料提交9.1编写要求9.1.1报告应实事求是，内容全面，重点突出，论述及推断有据且充分，文字简练，逻辑严密，结论客观9.1.3成图符号、图式图例及用色标准按照GB/T14499和DZ/T0069的相关要求执行。9.1.4勘查工作若是分阶段完成的，应提交阶段性成果报告；全面完成工作任务后，应提交最终成果9.2报告内容报告内容主要包括：a)地质任务及完成情况；b)工作区概况及以往工作评价；c)工作区地质及地球物理特征；d)野外工作方法、技术和质量评述；e)资料处理；f)解释推断；9.3主要图件c)电阻率一深度断面图(对面积性工作，可根据需要加附不同深度一电阻率平面图、电阻率立体图);d)推断地质断面图；e)推断地质平面图A.1.1E-Ex旁侧装置测量形式见图A.1,接收电极MN分布在发射中垂线两侧各一定张角的扇形区域内。旁侧装置测量形式测量形式见图A.2,接收电极MN分布在发射轴向线两侧各一定张角的扇形区域内。图A.2E-Ex轴向装置测量形式测量形式见图A.3,接收电极MN分布在发射中垂线两侧各一定张角的扇形区域内。A.2.1标量测量对水平的一个分量(磁场或者电场分量)进行观测的方式称为广域电磁法的标量测量，具体有E一图A.4标量测量方式利用两个分开(见图A.6a)或图A.6b]]或重叠的场源(见图A.6c)或图A.6d]],测量四个电场分量A.3.1E-E,的观测范围图A.6张量测量方式轴向装置：测量范围一般在发射偶极轴向线两侧各20°张角，且r≥δ的两个扇形区域(见图A.7)。低频测量时张角适当减小。测量范围一般在发射偶极中垂线两侧各60°张角，且r≥δ的两个扇形区域(见图A.8)。图A.7E-E,装置的测量范围示意图图A.8E-E。装置的测量范围示意图(资料性)广域电磁法各种测量方式的计算公式B.1均匀半空间表面水平电偶源的电磁场公式：B.2E—E,广域视电阻率计算公式：式中：B.3E—E,广域视电阻率计算公式：式中：B.7E—H,广域视电阻率计λ=2πôC.1收发距C.1.1最小收发距C.1.2最大收发距