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1、电性源短偏移距瞬变电磁法勘查技术规程编制说明电性源短偏移距明变电磁法勘查技术规程缰制组2024年5月电性源短偏移距瞬变电磁法勘查技术规程编制说明一、目的意义地球物理是感知地卜.深部目标体的重要手段，电磁勘探方法在城市地下空间探测、深部构造、矿产资源和能源勘探中有着重要的作用，特别是在地下水源调查、工程勘察、地下空间等领域的研究中都做出了重要贡献。随着2023年中国城市地卜.空间发展蓝皮书和新一轮找矿突破战略行动的发布，国家在各大城市地下空间详细探测、重大地质工程勘查和重要矿产资源勘查等方面的需求对当前的人工源电磁勘探手段提出了新的要求。开展电磁探测的新理论方法和技术的研究对保障地卜空间探测、矿
2、产资源的安全供应、促进国民经济的可持续发展具有市要的意义。瞬变电磁法作为电磁方法的重要分支，以纯二次场观测、施工效率高等特点，在城市地下空间工程和地质和煤田水文地质等勘察领域得到了较多的应用。传统瞬变电磁法是利用接地导线或不接地回线向地下发射一次场，在一次场断电后，测量由地下介质感应产生的随时间变化的：次场，来达到寻找地质目标体的一种地球物理勘探方法。该方法发射波信号频带宽、频谱信息丰富，一次激发便可覆或探测所需的频段。I川线源瞬变电磁法仅激励沿IU1.线流动的水平电流，所以在地下只存在因纯感应产生的水平感应电流，即只存在TE模式的电磁场。与回线源激励形式不同，电性源瞬变电磁法由于响应公式中接
3、地项的存在，使长导线与大地介质能够构成回路，大地介质中不仅存在因感应产生的水平感应电流，同时存在垂直感应电流，因此，电性源瞬变电磁既能产生TE模式的电磁场乂能产生TM模式的电磁场，且有较大的探测深度，故在深部探测中得到r广泛应用。基于时域电磁场近源测深的优越性的电性源短偏移瞬变电磁法（ShortOffsetTransientE1.ectromagneticMethod,SOTEM）由于采用近源模式观测，其在探测深度、信号信噪比、地层分辨率、野外施工等方面具有较大的优势，刻于深部目标探测来说，SOTEM（接地线源短偏移瞬变电磁法）可以在近场观测并获得较大的探测深度,比CSAMT（nJ控源音频大地
4、电磁测深法）和1.OTEM具有相对较高的探测精度，可以获得更精确的地下目标体的位置、大小和形状的信息,对于研究精细地质结构有重要意义，是解决2000米深度内地球物理探测的有效手段，在深部煤田含水体、金属矿、油气田、地热等勘探领域发挥重要作用。其在信号强度、探测精度、施工效率和成本等方面的因素，具有较大优势。自2018年以来，江苏省地质勘查技术院与中国科学院地质与地球物理研究所开展合作研究，在江苏省内多次成功将电性源短偏移距瞬变电磁法应用在矿产资源勘查、煤矿采空区勘查、地热资源勘查、城市地下空间勘查等方面，对其工作方法和技术要求积累了很好的实践经验。通过近几年的快速发展，SOTEM法在原理、方法
5、技术、仪器系统、野外施工、资料处理与解释等方面口趋完善，已发展为一种较为成熟的勘探技术，越来越多的科研及生产单位开始采用该技术进行相关研究和应用。为规范电性源短偏移距瞬变电磁法的使用，更好地发挥该技术在江苏省多金属矿产、油气田、地下水及地热等能源勘探、环境地侦勘查、地质灾害勘查、城市地卜.空间探测等方面中的作用，亟需开展江苏省地方标准电性源短偏移距瞬变电磁法勘查技术规程的制定工作。二、任务来源2023年8月4日，江苏省市场监督管理局下达了关于下达2023年度江苏省地方标准项目计划的通知（苏市监标（2023）173号）。计划项目名称：电性源短偏移距瞬变电磁法勘杳技术规程，计划项目序号为40。江苏
6、省地质勘查技术院、中国科学院地质与地球物理研究所、江苏省地质学会为文件起草承担单位，对口行政主管部门为江苏省自然资源厅。三、编制过程（一）标准预研2020年通过开展SOTEM（电性源短偏移瞬变电磁法）探测方法技术与示范应用研究”项目，确定了观测场量、观测时长（发射频率）与探测深度的关系、探测深度与偏移距关系等装置参数，形成了电性源短偏移距瞬变电磁法技术流程，2022年开始在江苏盐城滨海月亮湾地热资源勘查项目和江苏徐州沛县三河尖特殊地卜.空间资源评价项目中开展示范应用，积累了丰富的实践经验与基础数据,前期的相关研究工作为此标准制定打卜了理论和实践基础。2023年2月，江苏省地质勘查技术院组织编制
7、了电性源短偏移距瞬变电磁法勘查技术规程（草案）和立项建议书，巾报了江苏省地方标准。表1主要起草人与分工序号姓名工作雅位主要工作内容I佛国强中国科学院地质与地球物理研究所标准的主要技术负责人,主要技术内容确定2王军成江苏省地质勘农技术院标准的主要负通人，联系与协训、会议组税，标准文件草案起耳和统稿、征求意见整理与修改.编制说明的擒卜;等3刘建东江苏省地防朝杳技术院编制组协两，起草标准文案与设计4罗传根江苏省地防勘查技术院编制组协调、讨论会主持起草标准文案与设计、草案审定5徐明钻江苏省地防勘查技术院编制处协调，起草标准文案与设计6杨光江苏省地侦勘查技术院标准草案的起草、征求意见整理与修改，编制说明
8、的起草和野外参数试验等7孙瑛江苏省地质勘查技术院标准草案的起草、征求意见整理与修改，编制说明的起草和野外参数试验等8陈卫营中国科学院地质与地球物理研咒所标准草案的起草、技术参数的确定等9武欣中国科学院地桥与地球物理研咒所标准草案的起草，现有技术标准杳新等IO黄仕茂江苏省地桢勘农技术院标掂点案的起草及修改工作I1.安好收江苏省地石勘杳技术院标准草案的起琪及修改工作12徐辉江苏省地防助查技术院标准草案的起草及修改工作13李琳江苏省地防勘查技术院标准草案的起草及修改工作14海土银江苏省地般勘作技术院标准草案的起卒及修改I：作15贺剑波江苏省地质勘杳技术院标准草案的起草及修改I.作16黄倩江苏省地质学
9、会标准草案的起草及修改工作17邵家宇江苏省地质学会标准草案的起草及修改工作18李兆祥Y1.苏省地防勘查技术院标准草案的起草及修改工作19王重阳江苏省地质勘查技术院标准草案的起草及修改工作20王谦江苏省地艇勘克技术院标准草案的起草及修改工作21崔乐宁江苏省地质勘径技术院标准点案的起草及修改工作22曹小月江浙省地防助置技术院标准草案的起草及修改工作（四）形成技术文件征求意见稿自2023年8月开始，编制组根据前期计划确定的内容，通过这一系列的资料收集分析、多方调研和研讨等工作，认真开展了编制工作，将编写的初稿进行了具体的商讨、修改和统稿。2023年9月11月，编制组邀请了若干专家，召开了两次专家集中
10、讨论，经过质询、讨论和修改，最终完善起草标准初稿和编制说明，形成了电性源短偏移距瞬变电磁法勘查技术规程征求意见稿（五）征求意见情况2023年11月20日，文件征求意见稿通过请示上级行政主管部门，函发相关科研院所、高校、企业等。截至12月31日，共收到25家单位或专家的反馈意见，合计84条，本次共采纳或部分采纳意见66条，未采纳意见18条，详情见征求意见汇总表。（六）专家研讨形成送审稿编制组针对反馈的每一条意见进行了整理、分析和讨论，并于2024年24月工作组召开了多次集中讨论会。会上针对征求的意见进行讨论和修改，对不采纳的意见列出详细理由。本次共采纳和部分采纳意见66条，占总意见比例78.57
11、斩具体见表2。表2征求意见及修改情况览表章名称意见数（条）采纳数（条）部分采纳数（条）不采纳数（条）前言65011范困1I002规范性引用文件33003术语和定义、符号和计量单位86024总则962I5技术设计2015056仪器电备的使用和维护I0017野外工作2416448资料处理与解释11009成果报告编写与提交3I11附录8323合计8457918占比100%67.86%10.71%21.43%会后编制组进行了总结整理，对文件文本进行了修改和完善，最终形成了标准送审槁。（七）审查与修改完善2024年5月14日，江苏省市场监督管理局组织专家在南京召开了审查会，对电性源短偏移距瞬变电磁法勘查
12、技术规程（送审稿）进行了审查，专家组在听取标准起草单位的汇报后，对标准进行了逐条审查并提出修改意见，经过充分讨论，与会专家一致认为该标准要素完整、结构清晰、衣达准确，可操作性强，同意通过审查。至2022年5月底，编制组修改完善后形成报批稿。四、主要内容本标准规定了电性源短偏移距瞬变电磁法勘查工作的技术设计、仪器设备的使用与维护、野外数据采集、资料验收、资料处理与解释、报告编制与提交等内容。共有九个章节及三个相关附录。第一章“范围”：本标准规定了电性源短偏移距瞬变电磁法勘查工作的相关具体内容，并提出了适用本标准的工作领域。第二章“规范性引用文件”：规范性引用了国家标准二个GB/T14499和GB
13、/T18314,行业标准四个DZ/T0187.DZ/T0280、SY/T6589和DZ/T0153,第三章“术语和定义”：本标准对瞬变电磁法、电性源、磁性源、偏移距等七个术语进行了定义。第四章“总则”：规定了电性源矩偏移距瞬变电磁法原理、观测装置等，结合江苏地区实际情况从不同维度规定了适宜开展电性源短偏移距瞬变电磁法勘查的条件和应用范围O第五章“技术设计”：对开展电性源短偏移距瞬变电磁法工作之前需要进行资料搜集与踏勘、方法可行性和有效性分析、方法试验、工作装置与工作参数选择、测网设计及工作精度等方面的详细要求进行了明确。规定了设计编写的主要内容。第六堂“野外工作”：对设备基本要求、仪器设备准备
14、、发射电极和导线布设、接收装置布设和生产试验工作等进行了明确了野外,规定了质量保障措施和工质量检查与评价方法。第七章“安全保障措施”：从先人后设备，风险高低的原则，列出了安全保障具体措施。第八章“资料处理与解释：明确了应整理的原始资料类目及检查要求，同时规定了数据处理的方法与要求，并规定了资料解释的要求和图件绘制的种类与要求。第九埴“成果报告编写与提交”：规定成果报告的主要内容，提交成果的流程和要求等。附录A分别给出了水平电场分量EX和垂宜感应电动势VX的全区电阻率求解公式：附录B、C分别给出发射端、接收端的班报参照格式。五、技术指标确定的依据（一）编制原则1.规范性：本标准是按照GB/T1.
15、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进行编写。2 .先进性：本标准制定过程中，收集和分析了最新短偏移距瞬变电磁法勘探技术资料，并开展调查研究、综合分析和实践验证，充分采纳行业内专家意见，尽量体现标准的先进性。3 .科学性：本标准采用的技术措施来源于野外工作生产实践，编制的技术措施的相关要求严格按照国家及行业相关标准。4 .实用性：本标准以规范我省电性源短偏移距瞬变电磁法工作为目标，借鉴和参考已取得科研成果及工作实践，充分听取相关领域专家及野外专业技术人员的意见，以保证本标准具有较好的可操作性。(二)主要技术指标的确定依据1 .美于观测装置型式的选择依据根据理论数值计算
16、，对于不同电性特征的目标体，可以选择观测不同的电磁场分量，同时针对不同的电磁场分量还应选择合适的观测区域以达到最好的探测效果。其中赤道向装置为SoTEM法最常用装置类型，可在发射源两侧观测电场和磁场分量。而轴向装置为SOTEM特殊工作形式，主要利用轴向水平电场E、分量对高阻体的高灵敏度，实现对高阻目标体的探测。2 .关于发射极距AB、波形及电流的选择依据(1)发射极距AB发射源AB的长度受几个方面因素的制约，一是与观测区域面积及测线长度有关，二是与发送电磁矩大小有关，三是与偏移距有关,四是与浅层电性不均匀体的尺寸有关，五是与适宜布设发射源的地形地貌有关。根据上述原则和野外试验结果，给出了SOT
17、EM发射源长度设计的规则。(2)发射波形时域电磁法中的激励波形有三角连续波、梯形连续波，还有单脉冲的矩形、半正弦、三角形波等。连续波形在观测期间始终有一次场存在，采用单脉冲波形，脉冲关断后观测纯二次场，由此可将自有场和辐射场分离开来，获得短偏移距的深部探测能力。在实际应用中，为r抑制观测系统中的直流偏移和噪声干扰，往往采用周期性重复的双极性脉冲系列波形。现有地面瞬变电磁仪器，大都具有双极性阶跃波形供选择，采用该类波形作为激励源，并在正负供电关断的间隔观测纯二次场，可以实现近源大深度勘探。(3)发射电流、基频发射电流的大小影响到发射磁矩的大小，因此在条件允许的情况卜.应尽量增大发射电流的大小，以
18、提高信号强度，保证信噪比，实际野外施工中一般不能小于IOA0在选择发射电流基频时，应先了解测区内地层大致电阻率和目标体深度，然后根据理论经验公式(SPieS,1989)反求出观测时长，最后根据时长选择合适的基频。3 .关于接收参数的选择依据(1)登加次数观测时长是指每个点观测的总时间，为了压制野外随机干扰，时间域电磁法测量时需要进行多次重复测量，然后按照不同方式求得平均响应进行输出。因此在进行正式测量之前，首先要在测区内进行噪声电平的测量，研究测区内噪声水平，然后通过测试不同登加次数的信号，选取最佳值，一般情况下不少于256次。（2）观测分量已有研究表明，置于地表的电偶极源在直角坐标系下可以产
19、生全部六个电磁场分量，它们分别是反、Ey、EZ和H、HvH7,虽然这六个场量都包含了地下介质的电性结构信息，对地层都具有探测能力，但在实际的地面工作中，其中E,分量不易观测，Ey和H、的响应只与电源项有关，致使场分布呈明显的四象限分布，在与发射源平行的方向上极不均匀。Hy则由于返回电流的作用，在全期内出现方向相反的两种场，使测量响应存在变号现象。而E、和HZ这两个分量在平面内分布较为均匀、简单，特别是在沿发射源导线和其中垂线的方向上，这对保证同一测线上各测点所测响应幅值趋于均匀非常重要，利于实际勘探的应用。六、重大分岐意见的处理过程和依据无七、与相关法律法规和标准的关系本文件的制定符合现行相关
20、法律、法规、规章及相关强制性标准的要求，所引用的规范性文件都是现行有效的标准。由于短偏移距瞬变电磁法为国内首创的一种新型工作装置，国际上并未有针时该方法的标准，故本规范未采用国际标准和国外先进标准。本规范立足于江苏省地质勘杳现状，结合我省地球物理工作的特点，作了充分地适应性研究。如将短偏移距瞬变电磁法的应用领域做r相应的拓展，增加了浅水区域地下探测这一应用范围；针对江苏省城镇化程度较高，在城区或郊区人文电磁干扰比较严重的环境下开展工作时，对如何采集到合格的数据作了相应的技术说明。本文与团体标准电性源短偏移距瞬变电磁法勘探技术规程(T/CGS002-2021)主要区别如下:1 .标准”4.2观测
21、装置”增加赤道装置和轴向装置示意图，明确各H观测分量；2 .标准“4.2适宜条件和4.3应用范围”结合江苏地区实际情况,从能源资源、地下空间、地质灾害和海岸带地质调查等不同维度进行了梳理分类；3 .9.2增加了成果报告内容和报告归档的规定；4 .附录A分别给出了水平电场分量Ex和垂直感应电动势Vx的全区电阻率求解公式：5 .附录B、C野外班报格式参照江苏省地勘行业班报格式做相应调整。八、实施推广建议建议作为推荐性地方标准发布，用于指导和规范电性源短偏移距瞬变电磁法的应用。编制单位加强自我学习与培训，并按标准要求执行。提请标准归口单位进行贯标指导，组织标准宣贯培训班，由标准制定人员主讲。设立专门的答疑或咨询部门或网站，为贯标单位排忧解难。及时在公众煤体、行业内部甚至对外的有关信息上公开宣传，使相关单位能婚积极主动的购买标准和资料、参加培训、结合本单位实际学习研究标准并准备贯彻实施标准。编制单位将对该标准执行情况进行跟踪调查，及时发现和收集范本执行中发现的问题，不断修改完善，提升范本技术水平，进一步提高标准的科学性、合理性、协调性和可操作性。
