物探设计激电中梯与激电测深

第三节物探工作
一、工作内容和工作量
1、测地工作
包括控制网测量、基点放样、基线布设、测线和测点布置以及高程测量。

2、激电中梯扫面
扫面面积：3.5km2，工作比例尺：1：0000，测网密度：100米×20米。

基线方向：正东，测线方向：正北。

测线测点布置见图：
3、大功率激电测深
在激电中梯扫面异常部位布置6-8条激电测深剖面，每条剖面长度300-600米，以剖面连线覆盖异常，端点向异常两侧延伸至背景区为宜。

点距20米，异常部位加密至10米点距。

4、物性参数采集
采用标本测定法和露头小四极测定法。

尽可能收集岩芯标本或在可以采集到规则标本的露头点采集合格标本回实验室测定物性参数，在无法采集标本的露头点采用小四极获取物性参数。

尽量保证异常部位的每种岩性所采物性参数不少于30组。

二、技术依据
参照中国地质调查局的有关地质工作质量管理的技术标准和要求，本次激电测深野外施工执行下列标准：
1.《地质调查GPS测量规程》(DZ／T2002)。

2.《电阻率测深法技术规程》(DZ/T 0072 - 1993)；
3.《时间域激发极化法技术规定》(DZ/T 0070 - 1993)；
4.《物化探工程测量规范》(DZ/T 0153 - 95)；
三、仪器设备
1、测地工作仪器设备
包括中海达V60 GNSS RTK系统一套，GARMIN 60CSX 手持GPS六套、100 米测绳和50 米皮尺各两根。

其中，中海达V60 GNSS RTK系统主要用于控制测量、基点放样、基线布设和测线端点布设。

其性能参数如下：
A、信号跟踪
系统内核：v60采用国际一流的天宝PCC品牌多星多系统内核
BDS：B1、B2
GPS：L1C/A、L2E、L2C、L5
GLONASS：L1C/A、L1P、L2C/A（仅限于GLONASSM）和L2P
GALILEO：升级预留
SBAS：WAAS,MSAS,ENGOS
通道数：220
模块技术：天宝MaxwellTM高级自定义测量GNSS技术，极低噪声的GNSS 载波相位测量，1赫兹带宽内的精度〈1mm，成熟的天宝低仰角跟踪技术
B、精度和可靠性
RTK定位精度：平面：±(8＋1×10-6D)mm
高程：±(20＋1×10-6D)mm
静态、快速静态精度：平面：±(2.5＋1×10-6D)mm
高程：±(5＋1×10-6D)mm
初始化时间：典型10秒
初始化可靠性：>99.9%
C、数据管理
数据存储：内存：1G固态内存，8G可插式储存卡。

可同时记录GNS、Rinex 格式静态数据。

定位输出：1Hz、2Hz、5Hz、10Hz、20Hz、50Hz
差分支持：sCMRx、CMR、CMR+、RTCM2.1、2.2、2.3、3.0、3.1、3.2 输出格式支持：ASCII:NMEA—0183以及二进制：TrimbleGSOF
GARMIN 60CSX 手持GPS、100 米测绳和50 米皮尺主要用于测量过程中的测点布置和MN电极布置。

在空旷地段，GARMIN 60CSX 手持GPS的定位
精度在5米以上，森林覆盖较多或地形比较复杂的地段定位精度会有所降低。

2、激电设备
本次工作拟投入重庆奔腾数控技术研究所研制的WDA－1 超级数字直流电法仪进行物性测定、激电中梯扫面和激电测深工作。

WDA－1 超级数字直流电
法仪是集发射、接收功能于一体的激电测量仪器，主要性能参数如下：
A、接收部分
电压通道：±32V（24 位A/D）
测量精度：当Vp ≥5mV 时，±0.2% ±1 个字
当0.1mV ≤Vp ＜5mV 时，±1% ±1 个字
输入阻抗：＞50 MΩ
视极化率测量范围：±1% ±1 个字
Sp 补偿范围：±10V
电流通道：6A（24 位A/D）
测量精度：当Ip ≥5mA 时，±0.2% ±1 个字
当0.1mA ≤Ip ＜5mA 时，±1% ±1 个字
50Hz 工频干扰（共模与差模干扰）压制：优于80dB
B、发射部分
最大发射功率：7200W
最大供电电压：±1200V
最大供电电流：±6A
供电脉冲宽度：1～60 秒，占空比为1：1
四、工作方法和技术要求
1、电性参数测定
电性参数的测定采用室内标本测定法和露头小四极测定法。

两种方法使
用的仪器均为WDA－1 超级数字直流电法仪。

A、标本测定法
室内标本的电性参数测定采用面团法测定。

面团法属于简易的标本
架法，用潮湿可塑的泥团( 或面团) 代替标本架进行测定。

面团中适
当加些硫酸铜溶液，以改善其导电性和防止发酵。

标本的采集应较均匀地分布于测区内, 与异常有关的岩矿标本采集
数量要超过30 块，以便进行数理统计。

对项目已施工钻孔中的几种岩矿芯每个层位进行均匀采集，重点层
位岩石达到2个采样点及以上，以提高典型性。

岩芯标本采集长度
不小于10cm。

野外露头标本采集应根据采样工作部署图到预设采集点采集，当预
设点不宜采集时，应根据野外实际情况，调整采集位置，保证在新
鲜的基岩上、未受到污染或扰动的松散沉积物中采集标本。

固结岩
矿石手标本形状一般为15×7×7cm3 至10×10×4 cm3 的长方体，
要方便量取长宽高参数。

测量前，保证岩石浸泡9小时以上，晾干后观测。

晾干后统一拍照。

测量标本尺寸，进行电性参数测量，记入电性记录本，后进行资料
整理和检查测量。

B、露头小四极法
在露头、探槽或坑道的岩矿石表面上, 用小四极装置测定自然条件下
岩矿石的电阻率和极化率。

一般露头表面不可能平坦, 岩性不可能均
一, 电场基本上是不均匀的，测得的为“视”参数。

测量时尽可能选择新鲜、无裂隙、表面较平整、宽度较大的露头，
恰当地选布极范围，灵活地选取MN 进行观测。

其中最关键的是AB
和MN 电极要接触良好、稳固。

选择AB 与露头宽度( D) 的关系应
满足D≈( 2 ～3) AB。

AB 还要布置在露头的中间部位, 以避免旁
侧影响。

同时，AB 应小于露头的下延长度。

一般AB 的排列方向
应与野外工作中AB 的方向一致。

为了了解非各向同性, 可以多做
几个方位。

对低极化率的岩石, 本方法能正常地进行测定。

对致密块状矿体, 当其与围岩边界明显时, 尤应注意界面的影响。

有时由于界面积累电荷
的影响使得观测常常出现反常现象。

如随供电时间增长, ΔU 逐渐
减小; 随放电时间增长, ΔU2 逐渐增大等。

主要原因是露头有限。

当露头致密到面极化程度时, 就不能这样测定极化特性了。

本方法的
优点是直接测量, 岩石保持天然状态, 免去采集标本的麻烦。

缺点是电极不易接触良好, 电极极化影响严重, 露头风化程度对测定结果
有影响。

有风化壳时, 常使ηS 值降低。

因此，需要详细记录测点地形地貌特征和岩矿石的外观特征。

2、测地工作
执行标准：
A、《地质调查GPS测量规程》(DZ／T2002)。

B、《物化探工程测量规范》(DZ/T 0153 - 95)；
C、《全球定位系统GPS测量规范》(GB/T 18314-2001)
控制测量
首先根据测区控制点的情况，计划采用中海达V60 GNSS RTK系统，布设D级作为测区的首级控制，也可再发展低一级控制，在布设GPS控制点时要远离高压输电线路和大功率无线电发射源，以减少对GPS的信号干扰，并考虑到卫星信号的影响。

在采用静态GPS观测前，检查星历及图形强度因子PDOP值，当点位观测条件欠佳或PDOP值接近6以及同步边较长时，适当延长观测时间，PDOP急剧变化时，停止数据记录，待降到正常值时，再进行观测，这样可确保基线向量的正确解和精度。

每时段观测前后各量取天线高1次（量至毫米位数），两次量取的天线高差不大于3mm，并取其平均值作为最后天线高。

剖面测量
剖面测量在首级控制的基础上用中海达V60 GNSS RTK系统测放剖面控制点，测深剖面按照1:1000图幅的精度要求，然后根据进度要求可采用全站仪或GPS的RTK技术测放剖面地形变换点。

按照1:1000图幅的精度要求，用GPS的RTK技术每百米测放剖面地形变换点。

测网布设
根据勘查目的与任务，按东西向布设基线、南北向布置测线。

基线与测线端点均采用中海达V60 GNSS RTK系统布置。

测点点位和供电测量电极点位采用手持GPS，结合测绳和皮尺与已知测线端点共同确定。

3、激电测量
（1)仪器性能检查
①不极化电极
不极化电极内阻要求小于2KΩ。

每组不极化电极间的电位差要求小于2mV。

②导线
导线的规格和数量应根据用途、电极距大小、供电电流强度和工区自然条件选择，一般选择内阻小、轻便、强度高的导线。

要求导线内阻小于10Ω/Km，耐压高于发送机的工作电压。

导线的绝缘电阻应每公里大于2MΩ/500V。

对于长度为D（Km）的导线，其绝缘电阻应大于2/D（K Ω）。

（2）仪器参数的选择
①充、放电时间和供电周期的选择
该系统发射机的供电制式为双向短脉冲制式，占空比1:1。

②延时的选择
为减小电磁耦合效应对激电法的干扰，应尽量选择较长的延时，一般选为几百毫秒，当延时大于500ms时，电磁耦合效应对直流激电法的影响可忽略不计。

同时，延时太大会降低观测精度。

一般选择200-400ms。

③采样宽度
为提高观测精度, 采样宽度应适当大些,
④叠加次数
增加叠加次数,可提高观测精度和抗干扰能力,同时叠加次数多,生产效率低,所以,选择时应考虑以上因数。

（3）供电电流
为提高信噪比，要求有足够大的供电电流
（4）测量要求
测站：
每天观测开始前，供电站操作员应进行以下操作：
发电机试车，观察其空载和有负载时的运转情况；
检查仪器、装备和通讯工具的基本性能；
检查各线路连接是否正确；
检查导线是否漏电；
粗略测量供电回路电阻，在确定电路接通和人员离开电极后进行试供电，选择合适的供电电压并调节平衡负载。

核对各电极所在的电线号
AB极：
a.供电电极采用并联接地方式，一般打成垂直于测线方向的一排或几排。

b.各电极间的距离应不小于电极入土深度的二倍；
c.电极的数量应使供电电流稳定；
d.当需要较大的供电电流时，应采取减小供电回路电阻的办法解决。

MN极：
a.埋设测量电极的接地电阻应小于15 KΩ，电极坑内不得留有砾石和杂物；地表干燥时，应提前向坑内浇水；测点岩石裸露时，应填湿土。

b.测量电极应避免埋设在流水、污水里或废石、沙堆上；应尽量减小两电极间的温差；
c.在测量过程中，电极附近不得有人为扰动，严禁在接收机附近用对讲机通话；
d.当实际接地点无法埋设电极而需移动接地点位时，一般在测地误差容许范围内可以自由移动；当需要移动较大距离时，可将两个测量电极垂直于测线作同方向、同距离移动，因此造成K值的改变在±4%内时，可不改算K值。

（5）质量检查
系统质量检查应根据生产情况安排在整个野外工作过程中。

在时间和地段上都要有一定的代表性。

应由与原始观测不同的操作者在不同的日期进行。

对解释推断、检查验证有意义的地段，必须进行质量检查。

系统检查的工作量应占总工作量的3%-5%。

当不能对质量做出肯定的评价时，应增加检查工作量，但增至总工作量的20%时，而质量仍不符合要求时，则相应范围内的原始观测资料应作废品处理。

对面积性工作，如各区段的观测条件差异较大时，应分区评价。

对测深点的检查应对原始观测的所有极距都做检查测量。

规定有位均方相对误差小于7%（无位均方相对误差小于4%）时，观测精度为A级；有位均方相对误差大于7%而小于12%（无位均方相对误差大于4%而小于7%）时，观测精度为B级。

（6）装置与极距
A、中间梯度
拟设计AB=900米，MN=20米。

可根据测区实验结果调整AB距和MN 距。

电极排列方向与测线方向一致。

AB极固定，MN在AB中间部位2/3区间内移动测量。

在地形复杂地区，MN改为在AB中间部位1/3-1/2区间内移动。

当剖面可测距离大于2AB/3需要移动AB极时，要保证接头部位存在2-3个重测点。

在异常部位可以适当缩小测量点距。

B、激电测深
拟设计AB最大值为1800米，采用施伦贝谢尔四极测深排列。

具体装置
在布极时，电极排列方向尽量垂直于极化体的走向；当极化体上方地形起伏较大时，电极排列方向应尽可能与地形等高线一致；
（7）资料处理与图件绘制
资料处理
依据规范要求，对实测资料作预处理：
去掉质量不符合要求的数据；
对数据进行编辑；
计算K值和视电阻率。

图件绘制
图件是表达工作成果的主要手段之一，必须正确、全面地反映成果。

正式图件的编绘必须在观测数据经过质量验收的基础上进行。

上图的数据及曲线要百分之百的复核。

激电中梯需要提交的图件：
①实际材料图
②剖面平面图
③地质解释成果图
激电测深需要提交的图件：
①实际材料图
②电测深曲线图
④电测深拟断面图
⑤推断成果图。