地面高精度磁测技术规范征求意见.docx
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地面高精度磁测技术规范征求意见
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地面高精度磁测技术规范
Technicalspecificationforgroundhighprecisionmagneticsurvey
征求意见稿
中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所
2011-5
中华人民共和国国土资源部行业标准
DZ/T
地面高精度磁测技术规程
1主题内容与适用范围
本规程规定了地面高精度磁测技术设计原则、磁力仪的使用、野外实测、资料处理与解释等要求。
本规程适用于弱磁性目标物的勘查以及隐伏磁性体在地表产生的弱磁异常研究等工作。
（含陆域、湖泊、河流）
2引用标准
DZ/T0069地球物理勘查图图式图例和用色标准
GPS（物探测量规程）
3术语、定义和符号
3.1
高精度磁测（highprecisemagneticsurvey）
磁测总误差小于或等于±5nT的磁测工作，统称为高精度磁测。
3.2
磁场参量（magneticfieldparameter）
表征地磁场要素的各种物理量的统称，如地磁场垂直分量异常Za、地磁场总强度异常Ta等。
3.3
磁性参数（magnetismparameter）
表征岩（矿）石磁性特征的物理量的统称，通常指剩余磁化强度Jr与磁化率χ（κ）。
3.4
高精度磁测的噪声（noise）
测量数据中的非目标物引起的起伏变化称为测量系统的噪声。
在高精度磁测工作中，通常有4种噪声:
a.磁力仪的噪声;
b.地磁场短周期变化经日变改正后残余的噪声;
c地表浅处磁性不均匀产生的噪声；
d人文干扰引起的噪声。
3.5
信噪比（signaltonoiseratio）
高精度磁测工作中有效磁异常幅度与噪声幅度的比值。
3.6
区调
配合区域地质调查进行的磁测，以综合性的目标为探测对象，成图比例尺与地质调查一致。
3.7
普查
以发现探测特定的一种或几种目标为探测对象的磁测，精度和网度以不漏掉最小目标引起的异常为原则。
3.8
详查
高精度磁测工作中有效磁异常幅度与噪声幅度的比值。
3.9
常用符号及含义
符号
含义
符号
含义
D
地磁偏角
I
地磁倾角
T（加向量符号）
磁场强度，地磁场强度
T0
正常地磁场总强度
V
磁性体体积
X
地磁场北向分量的模
Y
地磁场东向分量的模
Z
地磁场垂直分量的模
H
地磁场水平分量
ΔT
总磁场标量异常
Jr
剩余磁化强度
χ（κ）
磁化率
4工作任务
4.1任务的确定
高精度磁测的工作任务在分析有关资料和勘查工作总任务目标情况下，由任务书确定，任务书内容包括：
A、项目名称、工作地区和范围；
B、工作目的、勘查对象；
C、主要技术要求和经济指标；
D、要求提交的成果及时间。
在确定任务时，第一、工作地区首先必须具备磁性前提：
包括①物性前提；②工作条件前提；③分辨率前提；④工作程度前提。
应结合具体情况，根据当地地质一地球物理模型，以寻找具备磁测前提的矿床、地层、控矿构造、有关蚀变岩石、岩浆岩等作为磁测目标物，尽量发挥高精度磁测在构造研究、地质填图、直接和间接找矿、矿区勘探、油气勘查等多方面的作用。
第二、收集资料，必要时进行踏勘。
4.1.1配合大比例尺区域地质调查，提供研究基础地质的资料。
4.1.2成矿远景区的高精度磁法普查寻找磁性矿体或与磁性矿物共生的矿产，或进行间接找矿，以圈出找矿靶区，其中包括贵金属、有色金属、多金属，黑色金属以及具有磁法间接找矿前提的非金属固体矿产等。
4.1.3配合矿区及外围找矿勘查，对磁异常特别是弱磁异常进行详细研究，为寻找深部、隐伏矿提供线索。
4.1.4勘查油气矿田。
4.1.5在环境地质、水文地质及工程地质中，以及立体地质填图的应用。
4.1.6其它:
包括煤田自燃、寻找爆炸物、地下管道、考古等人文活动遗迹调查方面的应用。
5技术设计
5.1资料收集和现场踏勘
5.2方法有效性分析
5.3磁测精度的确定
5.3.1总精度的误差分配：
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，各分项精度可以进行调整，可参考表1进行误差分配。
表1磁测误差分配表
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
5
4.360
2.650
2.000
2.000
2.000
2.450
1.000
1.000
2.000
2
1.560
1.100
0.700
0.500
0.700
1.212
0.700
0.700
0.700
1
0.870
0.700
0.300
0.300
0.300
0.497
0.280
0.280
0.300
注：
操作及点位误差中，含点位不重合、探头高度不准、探杆倾斜等误差。
5.3.2磁测工作的精度，在平稳场用磁场观测精度的均方误差为衡量磁测精度的标准。
观测均方误差的计算公式为:
ε=±
┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈
（1）
式中：
δi——第i点经各项改正的原始观测值ΔT与检查观测值ΔT之差；
n——检查点数，i=1,2…n。
对于异常磁场应用平均相对误差来衡量。
平均相对误差的计算公式为：
=
┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈
（2）
=
┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈（3）
式中：
Ti1与Ti2——分别为第i点经各项改正的观测值ΔT与检查观测值ΔT。
5.3.3区域地质调查的磁测和大面积普查性磁测工作的精度，应根据干扰水平和仪器设备条件确定，以满足综合找矿，综合研究需要为原则。
一般普查性磁测工作的精度，应根据由目标物引起的可以从干扰背景中辨认的有意义的最弱异常极大值的五分之一到六分之一来确定。
异常详查和配合矿区详查评价的磁测工作，其精度应根据异常特征和所需等值线间隔确定，并满足解释推断时可能用到的某些数据处理技术对磁测精度的特殊要求。
为查明目标物磁场的更多特征和区分干扰异常，需要在异常区和精测剖面上进行同点位的不同高度观测，此时的磁测精度按最低高度上的观测精度来衡量。
如有特殊情况，应在设计书中另行规定。
5.4测区、比例尺和测网的确定
5.4.1测区范围的确定
5.4.1.1应根据高精度磁测工作的具体任务，确定测区范围。
测区范围必需保证探测成果轮廓完整，有一定面积的正常场背景
5.4.1.2测区范围应尽可能地包括少量已知区，即地质情况清楚，以往已作过磁测工作并经过探矿工程查证的地段。
与以往工作过的磁测工区相衔接时，必须有一定数量的重叠测线，并尽量与以往的基点或基线点进行联测。
5.4.2比例尺和网度的确定
5.4.2.1原则
区调比例尺是固定的，其它网度是多种多样的。
网度要与地质任务相适应。
高精度磁测区域调查与普查测网的选择，以能从信噪比较低的数据中发现有意义的最小异常为原则。
测线距应不大于成图比例尺上1cm的长度，并保证最小有意义地质体上有一条测线通过。
其测点距应保证测线上能反映异常细节。
当测区内信噪比较低时，可将有效异常范围内的连续测点数加到6到9个（视干扰强度而定）。
有时限于工区条件和为了工作方便，也可用不规则测网进行观测。
在详查工作中，点线距必需保证观测结果能清晰地反映异常细节，以满足数据处理和推断解释的需要。
在重点地段可进行微磁测工作以及连续测量。
5.4.2.2在区域地质调查阶段，高精度磁测作为综合物探方法之一，用于大比例尺（1:
5万到1:
2.5万）地质填图等。
5.4.2.3在普查阶段，比例尺应和地质普查比例尺相当或者再大一倍，主要使用的比例尺由1:
2.5万到1:
5千。
5.4.2.4在详查阶段，比例尺要大于1:
5千，必要时可采用微磁测技术以及连续磁测。
比例尺与测网密度的对应关系
表2比例尺与测网密度的对应关系
磁测比例尺
长方形测网
正方形测网
线距（米）
点距（米）
线距=点距（米）
1:
50000
500
100～250
1:
25000
250
50～100
1:
10000
100
20～50
1:
5000
50
10～20
50
1:
2000
20
5～10
20
1:
1000
10
2～5
10
1:
500
5
1～2
5
连续测量
<1米
5.5总基点、日变站和校正点的设置
5.5.1总基点为全测区的零点，即异常起算点。
把测区的观测值归算到起算点上。
若日变站多于1个，确定了其中的一个日变站的绝对磁场值，其它日变站可以当作测点进行观测，然后通过日变改正计算得出所有日变站的绝对磁场值。
具体计算方法和测点绝对磁场值计算一样，观测数据至少取得4个以上的合格数据。
5.5.2在日变改正中，要提高对地磁场短周期变化的改正精度。
因此，日变站的控制范围要经过试验确定，按需要的精度确定采样间隔，进行日变改正。
可参照附录A执行。
5.5.3当测点与总基点（起算点）的高差超过表3所示高度改正的误差限时，必须进行地磁场高度改正，反之可以忽略高度改正。
5.6专门剖面与专项工作的设计
5.6.1在所有正式面积性工作中，必须设计典型剖面
典型剖面应布置在能概括反映区内不同地层、火成岩、构造和矿产的地方并最好能与已有地质剖面重合。
剖面的数量由地质情况的复杂程度和磁场变化情况以及工作任务确定。
长度应大于地质情况已知地段的长度。
观测点距可根据需要而定，以能取得不同地质体上的详细对比资料为原则。
观测精度应适当提高。
5.6.2当需要对异常作定量推断时，必须设计精测剖面
精测剖面应布置在最能反映异常特征，最少干扰，最利于进行定量计算的地方，并尽可能与已有勘探线重合或通过已有探矿工程。
剖面应是直线，其方向应垂直于异常走向或通过异常的正负极值点。
剖面数量视异常情况而定，剖面长度要使两端出现正常场。
剖面点距和精度要求据定量推断的需要确定。
5.6.3应根据工作需要设计“微磁测量”
配合地质填图，研究构造，确定隐伏矿化的地表标志，研究接触带热作用过程以及浮土的磁不均匀性等，微磁测量工作应在全区合理布置。
既要布置在已知情况较多的典型地段，也应包括需要研究解决地质问题的地段，其数量视需要而定。
微磁测区取正方形，其两个边平行南北方向，或在研究有明显走向的杂岩时也可使用垂直于走向的矩形面积。
微磁测区必须使用较密的测网，使观测结果能反映出研究对象的磁场精细结构及其典型统计特征量。
5.7测地工作
5.7.1定点方法应根据工作任务、工区地形和以往测地工作程度等具体条件确定，应达到定点、高度改正和正常场改正对测地的要求。
5.7.2对等于或大于1:
1万的磁测工作采用全站仪、RTKGPS或采用其它满足误差下表和相应的测地技术标准要求方法进行定点记录即可。
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不大于2.5mm。
按下式计算的相邻点距离的相对误差值须不大于25%。
ΔS=
×100%
5.7.3应通过与已知三角点联测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，见表2：
表3高程误差分配表
磁测总误差,nT
高度改正误差,nT
允许高程误差，m
±5
±1.0
42
±2
±0.7
30
±1
±0.28
12
5.7.4为便于磁测资料的长期利用，标注测网基线的端点、重要剖面的端点及主要异常位置。
5.8磁性参数采集、测定与统计工作
5.8.1高精度磁测工作均需进行磁性参数调查。
5.8.2应根据磁性参数的研究任务，结合工作地区的地质条件及岩（矿）石磁性强弱选择合适的磁性参数测定方法，并按每个异常都应解释及兼顾标本均匀分布的原则确定标本采集点的分布，要求采集新鲜的岩、矿石标本。
每类岩石标本不少于30块，按测定方法的要求，确定标本的大小、规格，提出进行岩矿鉴定、化学分析等补充研究的方案。
当具有已知地质断面和相应的磁异常曲线，该曲线又能以计算磁性地质体的总有效磁化强度时，要尽可能通过反演计算求出磁性地质体的总有效磁化强度。
5.8.3磁性参数的测定灵敏度应不低于1×10-5SI
5.9生产技术试验工作
5.9.1在新区开工生产前应开展技术试验。
5.9.1.1查明有代表性的磁场特征，包括强度、范围、空间变化等等，以检查工作精度、磁参量及测网密度的选择是否合理。
5.9.1.2查明某些重要干扰因素的强度和特征，了解降低或分辨干扰的可能性，确定其信噪比。
5.9.1.3检查仪器设备的工作性能，并进行必要的调试。
5.9.1.4要在测区内几个不同的典型地段，作3～4个探头高度（如0.5、1、2、4m）的磁测试验，仔细研究表层磁性不均匀的影响，以此作为选择最佳探头高度的依据。
探头最佳观测高度一经确定，必需在全测区内保持不变，其误差不应超过探头高度的十分之一。
5.9.2当生产过程中出现设计不完善之处，必须修改设计规定的方法技术方案时，或者为了选择解释推断方法或摸索成果解释的经验，应分别进行技术试验或专题试验，以便确定新的方法技术方案并搞清某些异常特征和规律。
5.9.3试验工作的各项质量要求，一般应根据需要采用较高的观测精度、测量较多的磁参量，并采用较密的观测点距、不同的探头高度，只有取得内容丰富，高质量的试验结果，才能使进一步工作更为扎实、可靠。
6仪器设备
6.1对仪器设备的基本要求
6.1.1用于同一工区，同一性质工作的仪器，而且是测量同一参量的，类型要尽可能相同。
用于生产观测、日变观测及磁性参数测定等各类仪器应配套。
6.1.2生产用仪器设备应有一定的备用量。
6.1.3各类仪器的零部件要齐全完好，易损零部件有一定量的备品。
常用工具齐全，配套情况良好。
仪器设备的档案要完整，并应定期检查、修正完善。
6.1.4仪器的精度必须满足设计书要求，其它各项性能满足设计书、仪器说明书及铭牌规定，如上述要求不能满足，则待检修达到要求或配套齐全后再行领取。
6.1.5应按磁测总精度的要求，选用相应精度级别的磁力仪。
6.1.6连续磁测应选用自带GPS、采样率小于0.5s的高精度磁力仪。
6.1.7领取仪器与装备时，领用单位应派熟悉仪器装备性能的人员，对所领仪器装备逐台进行检查填写仪器使用登记本。
6.2仪器设备的性能校验
6.2.1正式生产前，应对所有用于生产的（包括备用的）仪器的性能，可达到的观测精度和各仪器间的一致性进行现场校验，以保证满足设计书和本规程的要求。
6.2.1.1校验应在工作现场进行。
6.2.1.2观测点数不少于50个，其中少数点要处于较强的异常场上（约为均方误差的10倍以上）。
6.2.1.3各仪器的观测结果无明显系统误差。
6.2.1.4用全部仪器重复观测值算出的总观测均方误差值不大于设计均方误差值的2/3。
用多台仪器进行重复观测，计算总均方误差的公式为：
ε=±
┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈（4）
式中：
Vi——某次观测值（包括参与计算平均值的所有数值）与该点各次观测值平均数之差；
n——检查点数，i=1，2…n;
m——总观测次数，等于各检查点上全部观测次数之和。
对于仪器噪声不符合设计书要求，有明显系统误差以及观测均方误差达不到要求的仪器，应查明原因，必须重新进行调节和校验，如仍达不到要求，则应停止使用。
仪器经过调节和检修后，应重新进行性能校验。
6.2.2在每一测区正式开工前与工作结束后，均应对使用的仪器的噪声均方根值，观测精度与一致性等进行测定，检查其变化情况，检查方法按仪器说明书及附录B中的有关要求执行。
6.3仪器设备的保管与维护
6.3.1仪器设备的使用和保管
6.3.1.1建立严格的责任制，仪器的发放单位和使用者，应对仪器的安全负全面的责任，未经主管单位和操作者本人同意，他人不得随意动用，交接仪器时交接双方进行检验并办理交接手续。
6.3.1.2仪器和配套设备应建立使用簿，记录其性能变化，调节检修，使用及交接情况，作为档案随仪器保存。
6.3.1.3使用、保管、运送仪器设备时必须防水、防潮、防暴晒、防震、防尘。
严禁将仪器放置在潮湿、不清洁和不安全的地方。
仪器箱内应经常备有有效的干燥剂。
雨季野外工作时，要随身携带防水塑料套，在低温条件下工作时，可将仪器提前1～2小时放在室外，以消除室内与野外温差过大对读数的影响，在多风沙地区工作时，收工后应将仪器设备用布包严。
6.3.1.4运输高精度磁力仪时必须由工作人员随身携带，妥善维护，严禁寄存和托运，如因特殊情况必需托运时，应经领导批准，然后妥善包装，装入结实的木箱，仪器与各零部件之间应有足够厚的“缓冲”材料，并保价托运。
6.3.1.5仪器设备所属的零配件、备件和工具要随仪器设备妥善保管，不得随意弃置或作它用。
6.3.1.6仪器设备发生故障时必须及时修理，禁止凑合使用。
6.3.1.7操作仪器应按说明书或操作规程执行。
严禁将仪器的输出专用插口与其它仪器联接，而只能与专用外接设备（打印机等）联接。
6.3.2仪器设备的保养与维修
6.3.2.1严禁随意拆卸仪器，而且应防震、防摔、防碰等。
6.3.2.2仪器不正常时，必须首先排除外部原因，如电池、电缆、接插头的接触不良及短路等。
在断定非外部原因后，才能将仪器送回修理。
6.3.2.3日常保养包括每日用毕后擦净尘土、汗迹，特别是各插口（座）要保持清洁。
6.3.2.4每月要对仪器设备全面保养、检查一次，每年应全面检查、维修一次，并将检查和维修结果，记入仪器使用薄。
6.3.2.5对仪器设备的调节与检修应由受过训练的专业人员，按照说明书和有关规定的要求执行。
7野外工作
7.1定点工作
测地工作应按本标准及物化探测地规范及设计书执行。
7.2基点的选择
7.2.1对各类基点的要求
7.2.1.1总基点:
其位置必须实地确定，要求是:
a.位于正常磁场内。
b.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。
c.附近没有磁性干扰物（特别是可移动磁性干扰物），并远离建筑物和工业设施（如铁路、厂房、高压线等）。
d.所在地点能长期不被占用，有利于标志的长期保存。
7.2.1.2分基点:
亦即分区日变站，要求是:
a.位于平稳磁场内。
b.靠近驻地，使用方便
c.参照对总基点要求的第b、c、d款执行
7.2.1.3仪器校正点:
用于了解一天或一段工作时间内仪器性能是否正常。
a.位于磁场梯度较小处，即避免在异常上或磁场变化杂乱处，并应设立标志，每次对校正点时的点位和高度尽可能一致。
b.附近没有可移动磁性干扰物。
c在观测路线上或其它便于使用的地方。
7.3基、测点观测
7.3.1每个闭合观测单元的观测，必须始于校正点，终于校正点。
长剖面工作，如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，并于剖面观测结束后回到校正点观测。
当在校正点上的前后两次读数经日变改正后的差值超过两倍观测均方误差时，则全闭合观测单元工作量报废，并查明仪器不正常的原因。
7.3.2测点观测时应严格遵守下列要求，并随时注意观测结果的变化，及时采取妥善的处理措施。
7.3.2.1进行测点观测时，一般在校正点上应观测两次，测点上单次观测即可满足精度要求。
7.3.2.2观测时，观测人员必须“去磁”即不能带小刀、发卡、皮带扣、鞋扣等磁性物品，必须携带的磁性物件和其它有磁性的设备应离开测点一定距离。
这个距离可以通过试验确定，以不影响观测结果为原则。
7.3.2.3观测时应保证点位正确，同时每次观测时探头的高度均应保持一致。
7.3.2.4观测时如遇有事故（如仪器受震），仪器性能可能发生突然变化时，应即回到事故发生前测过的几个测点（点位要正确）上作重复观测，必要时应回到校正点上作重复观测，以检查仪器性能，当确认仪器性能正常后，方可继续观测。
7.3.2.5当观测结果出现如下变化时必须采取的相应措施：
a.当相邻两测点读数相差较大时，或当有值得注意的地质现象时，须加密观测点。
b.当相邻测线的异常特征明显不一致时，须加密测线。
c.当测区边缘发现可能有意义的异常或值得注意的地质现象时，须追踪观测。
d.随时注意异常与周围地质现象之间的关系，记于备注栏内，必要时需测定岩石磁性或采集标本。
e.遇有磁性干扰物时，须合理移动点位，避开干扰，并应记录干扰物的类别，测定干扰物的距离。
7.4日变观测
7.4.1对日变观测仪器及观测方法的要求
7.4.1.1应在投入生产的同类型仪器中挑选性能最好的磁力仪进行日变观测。
采样间隔应符合对日变改正误差的要求。
7.4.1.2每个日变站的T0值一经选定，不应变动。
7.4.2每个日变站可控制的磁测范围，需经试验确定（见附录A）。
在日变站的控制范围内，应满足精度要求。
在进行日变观测期间要注意对磁力仪的保护，要把磁力仪放在能避风遮雨的容器内，防止阳光曝晒。
要有专人进行日变观测。
7.4.3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。
7.4.4在每一个测区开工前，应作少量的昼夜连续观测，以了解仪器性能和短周期日变特征。
7.4.5遇到磁暴或磁扰较大时应停止工作。
7.5磁性参数的确定和岩（矿）石标本的采集。
7.5.1标本采集与磁性参数测定工作，应做到以下几点:
7.5.1.1在磁异常和矿化蚀变地段，凡能采到新鲜岩石的地方，必须采集标本。
进行各种磁性参数的测定工作，以提高代表性。
根据磁测工作的目标任务，确定地质单元；每个单元的标本数应多于30件，含磁性体的地质单元应采集磁性体标本；采样点的分布应具有地质构造的代表性，宜均匀分布在工区内的岩石出露区；对于隐伏的地质单元，宜在邻区采集标本；一般每个采样点的标本数不多于3件。
7.5.1.2对测区及邻区的已知钻孔，要进行磁性测定工作，验证孔必须采集岩芯，岩芯取样密度依岩性及矿体特点而定，一般在每个岩矿段的上、中、下采集3件标本。
选择的钻孔，其岩芯的组合尽可能组成较为完整的地质单元。
7.5.1.3选择一些典型标本作岩矿鉴定、光谱或其它分析。
7.5.1.4测定剩余磁化强度，应采集定向标本，定向标本采集时，应在露头确定一个平面，并在其上标出磁北方向和水平面空间位置；一般可用罗盘仪定向，强磁性矿区（或磁性体）应使用经纬仪或GPS定向。
7.5.2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
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