大地电磁野外工作流程edi.docx

1、大地电磁野外工作流程edi此次内蒙古野外工作中，主要用了三台加拿大凤凰公司生产的V5-2000型大地电磁测深仪。V5-2000其特点是时间域数据采集,通过GPS时钟系统控制采集时间。数据采集通常为5道,即Ex、Ey、Hx、Hy、Hz,x、y为水平方向,x取北为正,y取东为正,z取垂直向下为正。有时也取测线方向为x方向。仪器放置时,注意前面是x正方向,这样有利接线的正确,同时也可减少信号线之间的互相感应干扰。工作时间从2016年8月20号至2016年10月14日。第一章 野外工作前准备1、踏勘在进行MT野外施工之前，应根据地质任务的要求进行施工设计，主要包括以下内容：（1）收集工区及邻区已有的地

2、质和地球物理资料，初步建立起工区的地层-电性关系模式。根据地质任务的要求，结合已知的构造走向和地质露头情况，确定测线间距、测点距离、测线方位，并根据勘探目标的深度和地层电性特征，提出对观测数据最低频的要求。（2）对工区进行现场实地踏勘，了解工区的地形、交通、地质露头情况及各种电干扰源（铁路、输电线、水电站和煤矿等）的分布情况。 （3）根据有关规范要求和实际情况，提出仪器一致性点和质量检查点的要求，提出对电极距的基本要求。2、标定野外工作前需要进行仪器，盒子标定，检查标定效果，标定效果不合格的，要进行重新标定。在工作前要准备好在野外的各种工作要件：1在出野外之前检查仪器的功能是否正常，如果不能正

3、常工作需要修理还需要去北京查修。接下来就是仪器与盒子的标定。首先进行盒子标定：Fig 1 标定将system Request设定至Box Calibration（即是盒子标定，仪器标定），设置好仪器号参数，然后等待仪器标定。继续点击MTU status查看标定状态。待等待几分钟后仪器即标定成功。会显示标定成功。其次继续进行探头标定：Fig 2 标定 将system Request设定至Sensor Calibration，将仪器号和探头号等数据填列准确。Sensor Cal Duration 调至1或2一般情况下在野外都要调至2，在调到1时仪器标定为30分钟，在仪器调至2时为1个小时；设定完成

4、后点击MTU Status查看探头标定状态，待标定程序进行中后，关闭电脑。在大约四五十分钟后，检查探头标定是否成功。在野外标定仪器和碳棒时，可以不连接电极。在一项工程的开始还是结束都要进行探头与盒子的标定，项目最后的仪器与探头标定叫做一致性测试。在野外有多台仪器一起进行记录时，作一致性测试就是为了消除仪器之间的差别对实验结果的影响。2查看标定文件质量在标定阶段，设备记录一个确定信号的各个分量响应，该信号包括一个对不同频率有不同波基的奇谐波的各个分量。标定的结果保存在一个文件名为设备序列号，扩展名CLB（盒子标定文件）或 CLC（磁探头标定文件）的文件中。SSMT2000包括一个可以查看和打印标

5、定结果的程序。分析设备的标定文件可以确定设备是否工作正常，并且便于确定对于特定设备的滤波因子。简单的评价标定文件，可以利用 DEFAULT.TBL 文件。这些设定去掉了线频滤波器的影响，（选中一个特定测点的 TBL 文件来查看在有线频滤波器影响下的标定结果，但是这样分散的点会很难对标定结果作出评价）。也可以通过选中特定滤波设置的TBL文件。这样显示的标定结果曲线会包括高通滤波器和所有数字滤波器的影响。在SSMT2000的主窗口下，选择包含想要查看的标定文件的文件夹。查看标定文件：Fig 3 查看标定文件在 Sensor Calibrations(CLC)（在磁探头标定文件）面板的下部，点击Di

6、splay Calibration，然后会出现标定文件对话框在Select file to display列表中，选择想要查看的文件，在TBL文件列表中，选中 DEFAULT.TBL或相应测点文件的TBL文件。最后，点击Display，会出现 Display Calibration File（显示标定文件）窗口，该窗口的上部显示磁场，下部显示盒子或磁探头的相位。如果标定的探头文件打开后有间断点或者跳点，则为标定失败，需要重新标定。SSMT2000在处理数据的时候必须找到对应的标定文件，为了处理方便，所以最好把标定文件存放的文件夹保存到文件夹下，这避免在其他工区的标定文件被选中，而且当打开数据采

7、集文件夹的同时，也能很快找到标定的件的所在。3、远参考V5-2000具有卫星同步测量的功能,因此,在数据采集方面已有条件实现“远参考道测量”。远参考道设立在离测点几十公里以外,可至100km以外或1000km。远参考道噪声很小,一般测量的是两个水平垂直的磁道。为了充分使用MT观测数据,远参考站采集的时间段应尽量把MT观测时间段包含在内,计算时只需截取相同的时间段计算即可。远参考技术避免了自功率谱参与计算,因此能有效压制相关噪声和互不相关噪声。4、准备野外用到的装备盐水：野外进行采集时，埋电极时必须需要在电极坑里倒入盐水，在采集结束时需要万能表测量该测点的接地电阻，直流电流，交流电流。在测量结束

8、的时候测量的接地电阻会比刚埋入电极的时候要更精确，因为刚灌入盐水之后的土壤的电性条件需要一段时间来稳定。塑料套管：塑料套管在野外是用来套在碳棒上，主要是为了防止下雨对探头的影响。探头的接口一定保持干净整洁，不能有异物和水进入探头接口，否则探头与仪器将不能正常连接。防水雨布：在仪器放到测点之前都要先把雨布平铺到地上，在接触好电极与探头连接好之后，将仪器用雨布包起来。若是在有风的地点，将仪器口朝向风向，主要目的是为了防止下雨天气影响仪器。胶带：将电极线头接上之后，对于接线头就要用胶带缠起来，首先是为了防止下雨的影响，其次就是为了防止接线头发生断了。线：取线时一定要量取每根线的电阻，对于电阻过大的电

9、线不用，为了防止电线对电流的影响。一般情况下，电线的电流不能超过10欧姆。铁锹：铁锹用来挖磁道坑，HX,HY,的深度应该不低于半锹的深度，HZ的深度应该能够埋藏的住HZ的2/3，主要是为了防止野外风对碳棒的影响。第二章 野外实际作业作业1、选点MT法观测质量与测点所处环境关系很大，为了获得高质量的野外观测资料，测点选择的要求是：1)根据地质任务及施工设计书，布置测线、测点，在施工中允许根据实际情况在一定范围内调整，但必须满足规范要求。若测区范围内发现有意义的异常，应及时申请加密测线、测点，以保证至少应有三个测点位于异常部位；2)布极应尽量选在干扰少、地形较平坦和较开阔的地方,电极、探头不要布在

10、树下,线不能悬空,如需悬空时可把线绷紧(以免晃动时切割磁力线,产生感应电流,即所谓的“风动干扰”)。电极布设时应注意:(1)不可布在陡坎边上,以免半空间效应造成接地电阻的增大,此时可选择收缩极距或者布在陡坎下; (2)接地电阻过大时,可适当加些盐水; (3)为了保持电极的稳定,电极应避免暴晒,同时电极坑也不应积水。磁探头的布设则应水平、深埋,旁边不要有铁器之类高磁性的东西。3)布极应尽可能避开近地表局部电性不均匀体； 4)所选测点应远离电磁干扰源。在不能调整测点位置的情况下应采取其它措施减小电磁干扰。为了能使用参考站的电磁信号作为基站的信号检测的参考信号，需要保证两站的大地电磁场信号相关而噪音

11、不相关，因此应避开同一噪音源的干扰，但两站间距离也不能太大，一般不超过5km。2、观测装置的布设1)方式i.十字型采集法十字型采集法即是在测点的四个方位分别放置一个电极如图所示：十字型在此种测量方法中仪器放在十字形的中心绿色小方块中，以测点为中心，东南西北四个方向各埋设一个，南北向两个电极接收南北向（称 x 向）电场，东西向两个电极接收东西向（称 y 向）电场。以相对方向的两个电极间的电位差求出平均场强作为该测点的电场强度。注意链接是不可以连错到仪器的接口。另外三条线分别连接东西、南北、垂直方向的磁场强度，即Hx、Hy、Hz。角度误差小于1。在野外找好点后，首先要做的是先在点处挖一个坑，将两个

12、电极放入到坑中，然后用森林罗盘找出该地的正南、正东或者正南、正西或者正北、正东或者正北、正西方向，然后分别在这两个方向的距离仪器6080米处放置一个电极，将不同方位分别连接到对应的仪器上的不同接口处E、N、W、S接口处。然后在测点附近放选取合适的地方挖磁道坑，坑的方向应该为正南北、正东西，其中接线头的地方应该正对南和北。不极化电极应与土壤紧密接触，注意清除植物根系。两对电极间距离相等，误差不超过极距的1%，并取等长的电线连接，避免传输线长短不一造成的干扰。电极距不能过长，因为：1电极距过长，所求出的平均场强不能代表该点的真正场强；2过长会增加铺线的困难；3过长可能使信号过大，超出仪器的输入范围

13、。电极距也不能过短，因为：1过短可能使信号过小，减小了信噪比，影响测量精度；2过小易受地表不均匀性的影响。一般为 100米左右。磁棒一般离仪器中心10米左右，方向互相垂直，埋入地下3040厘米。注意避免与其它信号传输线交叉或相距太近。磁棒的线不能打圈，成射状延伸。此种方法能较好的克服表层电流场不均匀的影响，若仪器安装在“+”字交汇点附近，还有助于消除共模干扰。在受地形限制不适于“十”型布极时，也可采用“L”型或“T”型。参考站的布极方式与基站相同，两站间可用屏蔽电缆连接，也可用其它方式，如同步钟，无线电传输来联络。ii.L型观测方式当采用L型布极时，交汇点应设两个独立的电极，并相距15-20米

14、，以便于极化补偿调节。每对测量电极之间的距离由测量区的电场信号强度和仪器的灵敏度确定，一般取100米左右。电极距越大，待测信号越强，表层不均匀性的影响越小。L型 iii.T型T型布极方式往往是在不宜用十字型布极的地区。其形状如图所示：T型 2)方位如果已知测区的地质构造走向，最好取x,y分别与构造的走向和倾向平行，这样可直接测量入射场的TE极化波和TM极化波，若地质构造走向未知，则通常取正北为x轴，正东为y 轴。全区的各测点x和y取向尽量保持一致，以便在确定测区介质电性主轴方位角时，能有统一的标准。3)电极距电极距的长度一般在50-100m之间。若地形条件允许，两端电极应尽量水平，如测点周围地

15、表起伏不平，电极两端不在同一水平面上，则应按实测水平距计算电极距。4)磁棒水平磁棒与垂直磁棒埋入土中应保持水平和垂直，水平磁棒入土深度不小于30cm，垂直磁棒入土深度应为磁棒长度的2/3以上，露出地面部分，应用土埋实。磁棒至仪器的信号线不能悬空，不能并行靠近放置，每隔3-5cm需用土压实，防止晃动造成干扰。5)电极电极分金属电极和不极化电极两类。前者如铅板电极，这类电极易受极化作用影响，需要较长的稳定时间，因此在观测时往往要提前埋设。后者，不极化电极有铜-硫酸铜、铅-氯化铅等不同类型，它们的稳定性都优于金属电极。由于所记录的大地电场很微弱，所以电极选择不当或埋设不合理也会带来严重的噪声。比如两

16、个电极附近温度、湿度、岩石电阻率相差很大，或者不极化电极的瓷罐的滲透性有明显差异都会影响观测精度。所以在野外选择电极进行测量之前，需要将电极两两连接起来进行测量，寻找两个电极之间的净电位差最小的电极进行埋藏。所以一般事先准备56个电极以供测量。寻找出两个电极之间的净电位差最小，这样做主要是减小电机本身的性质不同对测量结果的影响。6)提高观测数据质量影响资料质量的因素有许多，既有主观因素又有客观因素。正确认识这些干扰因素，采取相应的对策，有助于提高观测资料的质量。对于碳酸岩盐出露地区，虽然电法不受高阻层的屏蔽，但在高阻层中电磁干扰传播的距离很远，要想避开电磁干扰是很困难的。为了获得高质量的资料，

17、探索出以下野外施工经验：i.掌握天然场源信号的规律性，尽可能在天然场信号强的时段组织野外采集工作；ii.在人文干扰较严重的地区，充分利用干扰相对平静的夜间进行观测； iii.延长观测时间，增强功率谱的迭加次数，提高信噪比；iv.对电网干扰，可与在地方政府协商，采用临时关停电的措施；v.对铁路、城镇和矿区造成的干扰，可采用远参考道的方法减少干扰的影响，参考站要远离干扰源；vi.定期对极罐进行检查清洗，用极差较小的电极配套成为测量电极对；vii.接地电阻较高时，采用电极四周垫土，周围浇盐水或采取多电极并联，降低接地电阻。viii.远参考处理是提高大地电磁法实测资料质量的一种有效方法，远参考处理不仅

18、可以消除不相关的电磁噪音,同时也消除了同源相关的电、磁噪音。3、观测在正式观测前对仪器各部分要进行认真检查：1)电池电压是否足够使用2)应开的开关是否打开3)连线是否接错4)接地电阻是否正常。在连接好了所有电极与探棒之后，打开电脑，开始进行设置：详细介绍野外需要设置的各项参数：1)增益参数设置在下面界面中，是用来设置电道增益和磁道增益参数的，对于E和H增益的选择，依赖于测点附近的电磁信号强度和噪声强度条件。交流AC反映的是当地人文干扰的大小,通过测量AC可了解周围的环境和更好的设置增益级别,增益在放大信号的同时会放大噪声,增益级别一般可设为中,如果采集时间较长,增益级别一般设为低,这样可避免饱

19、和数据过多而影响测量。直流DC反映的是电极的自电,如果其中一个自电比其它自电大很多时,需检查电极是否有问题或者布极环境不妥。地形常常会造成电极自电的增大,仪器虽然有自电补偿的硬件设计,但并不能完全消除过大的自电电位的影响。自电电位的存在相当于把一较恒定的假信号加在真实的电信号之上,有可能增加或者减少电信号的幅度,同时自电的存在会使接地条件在采集过程中发生变化,这些都会影响采集的质量。一般说来,DC小于50mV是比较理想的。增益参数的选择可遵循以下原则：i.总的原则是：在野外采集时只要不会产生太多的饱和点数据，即饱和点的数据不能超过总数据量的3%。一个测点完成时可以通过打开SSMT2000，点击

20、Edit TBL，来查看此次采集的数据中，饱和点数据的数量，以决定是否需要将该测点重新记录。ii.在野外采集时若是采集点附近噪声比较大，电磁信号较弱，则电道增益选择Low 增益，磁道选择Low 增益。iii.若是在空旷的草原上采集时，此时野外的噪声较小，电磁信号也比较清晰，则电道增益选择High 增益，磁道选择High 增益。iv.此次野外工作中大部分测点电道增益选择Low 增益，磁道选择Low增益。2)设置滤波参数在MT-5仪器上有三种滤波器的设置项，低、中、高。设置滤波能够提高采集的数据的信噪比。i.设置的选择一般依赖于偶极接触电阻，电阻越高，所用的滤波器越小，选择Weak.ii.一般情况

21、下，接触电阻最大滤波器设置10kWeak3kMedium1kStrong在测量电阻时，需要测量接地终端和每一条电道线末端之间的电阻，而且还要测量两条相对应电阻之间的电阻，并记录下来。iii.野外中使用的电极都是电阻很低的偶极电阻，一般选择Strong滤波器。3)设置电力线频率滤波器这个参数时根据测点附近的电力线频率来设置的，这个滤波器能够降低来自电网的噪声和电信号。一般为50Hz的电力线频率。4)设置北参考这个参数设置时需要参考定位位置的站点为真北，还是磁北方向。其中Ture为真北方向，Magnetic为磁北方向，Grid为网格的任意方向。这个参数决定了磁盘角的大小，所示真北方向，需要调整磁偏

22、角，若是磁北方向，需要调整磁偏角。最下面是调整测点附近的磁偏角。一般情况下工区附近磁偏角不会差别特别大，可以预先将磁偏角信息录入。也可以采集完成后，打开SSMT2000中打开，点击Edit TBL，进行修改。5)电道数设置这个参数的选择有2 Channels，3 Channels和5 Channels。其意义是电道数的数量的选择，因为在野外工作时一般是东西、南北两条电道，所以这个参数一般选择2 Channels。功能主要是让计算机自动计算内存空间是否足够容得下采集的数据。6)设置耦合参数在野外进行作业时，设置耦合参数是非常重要的。设置耦合参数影响着所测得数据的频率分布范围。当MTU设置为交流耦

23、合时，所测得的数据位高频数据。当MTU为直流耦合时，所测得的数据为低频数据。而大地电磁的频率与探测深度的转换公式为即频率越低，所测得深度越大。所以如果此次工作的任务，如果是获得较深处的地质信息，则需要将耦合选择DC couple；如果野外工作的任务是获取浅部的地质信息，则需要将耦合选择AC couple。附录：调查的频率范围耦合参数大于1HzAC小于1HzDC7)采集信息录入在这个采集信息中，首先填上Site name 填写测点的名称，比如L1-120;其次，Start Time要填写采集开始的时间，End Time要填写采集结束时间，开始采集时间要早于结束时间，并大于采集时长。在野外时填写的

24、结束时间要比开始采集时间长一年。比如采集时间是2016年11月4日18:03:59，则结束时间是2017年11月4日18:03:39。采集起始时间如果设在仪器时间和GPS时间同步之前,那仪器和GPS一旦同步,马上开始采集;如果设在其之后,则到时间再采集。在下面的Seconds of L3 data per minute，Seconds of L3 data per minute中，系统给出了范围即0-2,0-16。这个范围是规定了，一分钟内，仪器采集的L3，L4频段的信息的数量。对于这个数据，在后期处理数据时，影响所得相位曲线和电阻率曲线的测点上的高频率和低频率数据的个数。也影响了整个数据处理

25、。8)仪器数据在这些需要填上的数据中，其中Company中填写公司的名字；Survey IDZHONG Ex Dipole Length表示南北向电道线的长度，Ey Dipole Length表示东西方向电道线的长度。Ex Sensor Az.一般填写0；Ex Sensor Az.一般也写0；Hx Coil Serial #填写南北向的探头编号，Hy Coil Serial #填写东西向的探头编号，Hz Coil Serial #填写垂直向的探头编号。编号可以不填，仪器采集完该测点的信息后可以重新设置。打开SSMT2000,点击Edit TBL即可重新设置。在野外普通采集时，其他的Sensor

26、 Cal Duration，Sensor Type不需设置，需要在标定仪器时重新设置。在正确无误后进行正式记录。在一点上记录时间的长短与勘探深度有关，一般要求电磁波最低频成分的穿透深度大于目标体深度。此外在考虑到数据处理时截断效应的影响，记录长度至少要大于要分析的信号的最大周期的5至6倍。采集之前要用万用表测量S、N和W、E的电极接线,以了解接地情况和当地的人文干扰。先测量接地电阻,接地电阻小于1k为佳,大于2k时,可采取浇灌盐水、深挖电极坑、清除石块和虚土、更换地点等。当其中一个电阻比其它电阻都大很多时,有可能需更换电极或检查线是否快断了等。观测时要记录下当日的所有测量数据，包括工作地点、日

27、期、开机时间、天气情况、电池编号、电池电压、仪器编号、探棒编号、电极距Ex，Ey、接地电阻、测量的南北的直流电流、交流电流，东西的交流电流、直流电流以及测点示意图。记录到如下的当日的作业班报上。最后点击MTU Status查看仪器状态，查看仪器是否开始采集。数据是否饱和点过多。若仪器记录数据出现饱和点，表明记录数据过大。查看一下出现饱和点的道，则可能出现了以下原因：1)交流电流过大可能是由于电极距过大所致，此时减小两对电极之间的距离。2)直流电流过大可能是由于电极线发生短路，此时检查一下电极线的是否可以通电。3)若是探棒读数过大，则是由于探棒线发生断路，此时用万能表量一下是否可以通电。4)探棒

28、读数过大，或者是由于探棒发生损坏。5)若是一直找不到问题所在，那么就是该地电场强度过大，有可能是人工原因所致，此时就要申请一下是否放弃该点的测量工作。4、观测结束野外的测量结束后，首先要关掉电源，关掉电源后MT-5仪器的指示灯会持续亮5秒钟，待指示灯完全灭掉后，再将仪器的CF卡拔出，将数据拷贝到电脑里。将探棒线接口处断开，将电极线接口断开，将线分别缠起来，注意从探棒坑里取出探棒时，要从后面慢慢将探棒举起，再将探棒慢慢水平托起，将探棒从塑料胶带中倒出来，不可以将碳棒头猛烈撞击地面，再将探棒从后面慢慢接触地面。轻轻将探棒接口处的接线头取出。轻轻地放回车上。所有仪器都收拾好之后，将测点附近的坑用土填

29、埋。去寻找下一个观测点。第三章 野外数据处理程序采集结束后，V5-2000形成3个原始文件，分别是TBL，TSH，TSL文件。TBL文件记录的是采集的一些参数设置,TSH记录的是高频时间域数据,TSL记录的是低频时间域数据。计算时可把远参考数据加入一起计算,为了有效压制干扰,在远参考技术运用的同时常结合Robust处理。Robust数据处理方法根据观测误差的剩余功率谱的大小对数据进行加权,注重未被干扰的数据,降低突变点数据的权,使它对大地电磁阻抗估算值的影响最小,从而明显改善受电磁噪声污染的单站大地电磁测深资料。但Robust处理会增加计算时间和降低曲线的平滑度,因此当干扰较小时,就不必进行R

30、obust处理。计算时会要求把所有的数据按某种加权方式分成若干个XPR,分块越多,编辑时可挑选的余地越大,但与此同时也必然会加大工作量,一般情况分成1020个XPR。计算结果生成MT文件。数据处理大体上分为以下几个程序流程：一、 将文件从 MTU-V5 仪器的 CF 卡里拷贝到电脑硬盘中；二、 检查、编辑并保存每一个参数表（*.TBL）文件的测点信息；三、备份数据四、编辑数据五、设置工区傅立叶变换参数文件，生成傅立叶变换；六、设置 robust 处理参数，利用参考点信息采用 robust 程序再处理； 七、 编辑每一个频率对应的 crosspower 来去掉结果中的低质量数据； 八、 将编辑后

31、的 crosspower 叠加数据转换成其它解释软件要求的工业标准的 EDI 格式九、绘制图件。在一到七步中，会使用到 SSMT2000软件，在八步到九步中，会用到MTEditor软件。1、拷贝标定文件到电脑2、检查、编辑SSMT2000 数据处理的最终过程是将离散傅立叶变换（DFT）的结果进行再处理生成crosspower数据。其中下面为菜单栏：工具栏：构成了处理工作的核心，野外常用的功能有EditTBL,View TBL ,View Time，Edit PRM，MakePFT ,TS to FS,Process等功能。工具栏下面为标定文件选定框：:第一个框Site Parameter为现场参数选定栏，主要为仪器从野外获得的数据。下面为仪器的选择窗口：第二个框Box Calibrations为盒子标定文件,在每次出野外前进行标定的文件，一个盒子有一个对应的盒子标定文件。下面为仪器的选择窗口：第三个框Sensor Calibration探头标定文件，在每次出野外前进行的探头标定一下，每个探头有一个对应的探头标定文件。下面为仪器的选择窗口：第四个框Fourier Parameters傅里叶