勘探施工数据处理技术规程中MTVCT与AMT法的差异

　　郑州地象科技有限公司
　　MT大地电磁法、AMT音频大地电磁法与MT-VCT大地电磁镜像测深法虽然同属天然场源大地电磁法，但是在对于大地电磁理论的解释、构建数据采集及反演分析的框架结构、探测仪器的设计及施工方法上，都存在很大的差异。现在对于AMT音频大地电磁法和CSAMT可控源音频大地电磁法，国家有关部门已经制定有相应的技术规程，作为新型的大地电磁物探方法的MT-VCT大地电磁镜像测深法尚未有被国家认可的技术规程。因很多物探技术人员和专家早已熟知大有关地电磁法的技术规程、习惯于按照规程要求进行操作及评审，在应用MT-VCT大地电磁镜像测深法或评审时，不清楚具体的规程要求及其缘由，故在此对于MT-VCT大地电磁镜像测深法的理论方法特点予以简单介绍，对两种方法实施和数据处理方法所存在差异之处加以解释。
　　MT-VCT大地电磁镜像测深法的主要理论架构及特点：（1）有效场源信号是来自于地壳以下大地电磁场源向地面辐射的电磁波，测取到的信号是电磁波穿过地壳各介质层经过吸收衰减后的剩余能量值，反映的是地下各介质层的电磁反应特性，与介质层电阻率无关；（2）仅由一个垂直于地面的磁感应强度拾取地下电磁波的磁场信号，视地面之上的电磁信号皆为干扰而屏蔽之；（3）在地面测取的地下电磁波剩余能量值符合镜像法的唯一性定理要求，每个频率的测值与地下相应波长深度层的电磁反应特性值互为镜像关系，探测深度与频率（波长）存在一一对应的固定关系。
　　因AMT、MT、CSAMT三种物探法的实施和数据处理方法基本相同、技术规程要求较为一致，在此统称为大地电磁法技术规程予以引用进行对比解释。
　　一、施工前对仪器的标定
　　1、大地电磁法技术规程要求：对于仪器的标定(或数据合成测试)，应按不同仪器的要求定期进行，相邻两次标定结果相对误差不超过 2%；同一测区如有两台或两台以上的仪器一起施工，应在同一点上，采用相同观测装置进行一致性对比，其中应有80%以上频点相对误差小于 5%。因此，在AMT、MT、CSAMT三种物探法的应用成果报告中，都会说明按照技术规程进行了仪器的标定工作。
　　2、MT-VCT大地电磁镜像测深法探测仪在设计上采取了很多降噪抗干扰的措施，生产环节严格把控零部件质量，装机后通过相应测试仪器调校确保其一致性，出厂前在固定探测线路上进行多次重复探测、并与标准线剖面图进行对比验证，确保每台仪器在出厂前都符合企业标准对于仪器稳定性、一致性的要求。在出厂后，MT-VCT探测仪数据采集性能不会因时间、位置、气侯、地理位置等因素产生变化，在用户应用仪器实施勘探之前，不需要对仪器进行标定及调整工作。
　　二、对探测线路及测点布设的要求
　　1、大地电磁法技术规程要求：测点不能选在山顶或狭窄的深沟底；选点应考虑布极范围内地表土质均匀、不能设置在明显的局部非均匀体旁；所选测点应远离电磁干扰源，一般要求：离开大的工厂、矿山、电气铁路、电站2km以上，离开广播电台、雷达站1km以上，离开高压电力线500m以上，离开繁忙的公路200m以上。因AMT、MT、CSAMT三种物探法接收电分量信号的电极距应根据观测信号强弱和噪声水平来确定在 50—300m之间选择，加上要远离各种干扰源，极大地限制了勘探线路的设计和测点的选择。
　　2、MT-VCT大地电磁镜像测深法探测仪属于点测深勘探，不存在其它大地电磁法通过4个电极拾取所覆盖的面积性勘探信息。仅用一个磁感应器（探头）垂直于地面拾取地下电磁波信号，可以不受地形地貌限制地在山顶、沟底、岩石、水泥地上探测。因具有较好的抗干扰能力，在380V电力线下基本上不受干扰，离开10KW以下高压线20米、110KV或220KV高压线50米距离即可正常勘探，选择勘探线路时受限范围不大。
　　三、对观测装置敷设的要求
　　1、大地电磁法技术规程对观测装置的敷设要求较多：水平方向的两对电极和两磁传感器分别互相垂直敷设、且其方位偏差不大于1°；接收电极距应根据观测信号强弱和噪声水平在 50—300m之间选择确定、极距误差应小于±1%；电极应埋入土中20cm—30cm、两电极埋置条件基本相同、接地电阻要求不大于2000Ω；2个水平放置的磁棒入土深度为30cm、用水平仪校准保证水平。在敷设观测装置时实地施工条件很难达到规程要求，很容易产生采样数据不正常、不稳定等问题，严重影响勘探成果的真实可靠性。
　　2、MT-VCT大地电磁镜像测深法探测仪仅用一个探头采集探测点测深数据，除了不能放置在铁板等隔磁材料上和悬空之外，可以在田间、山林、马路和岩石上等任何介质的地面上进行勘探工作。勘探时要求探头垂直于地面上放稳、允许有较小的倾斜，但在采样过程中不能有晃动、振动，否则该测点采样数据会产生整体增高等问题。
　　四、在观测采样过程中的要求
　　1、大地电磁法技术规程要求在观测记录前应检查屏蔽线的绝缘度、与大地之间电阻值；仪器启动后应按仪器操作说明书进行各项测试，如噪声测试、增益测试、电极比较、极性比较等。观测时应选择干扰背景比较平静的时间，读入记录头段的各种参数必须齐全正确；每一频点应有足够的迭加次数，测点同步记录时间40分钟以上；在观测进程中随时监控各道变化、分析视电阻率和相位曲线质量，如有问题应及时补测。
　　2、MT-VCT大地电磁镜像测深法探测仪要求在开始探测前先检查仪器和探头与连线的接头是否接好，采样时探头必须保持稳定不能晃动。MT-VCT正常采样时间视探测深度及其分辨率而定，用于一般找水定井、探测深度800米以上探水仪的采样时间为7秒钟，用于地热资源勘探、探测深度4000米仪器的采样时间为1分钟。采集探测点测深数据时，仪器内CPU软件时刻监控每一个采样数据是否超出设定阈值区间，个别超出时会自动重新采样，连续一段时间都不正常采样时会自动返回该点起始状态，蜂鸣器提示该点要重新采样。
　　五、对勘探完成后检查点的规定
　　1、大地电磁法技术规程要求在测区完成勘探工作之后，为保证观测记录数据的可靠性需要在测区选择检查点进行重复观测验证，要求不同日期在同一测点上重新布极进行重复观测，而且要求在测区面积内分布均匀、干扰少的地方设置检查点，检查点数不得少于全测区坐标点的3%。检查点与被检查点的全频视电阻率曲线及相位曲线的形态应一致，对应频点的数值接近，两次观测结果的均方差要小于5%。
　　2、MT-VCT大地电磁镜像测深法属于多测点、长距离的密集型勘探模式。一般浅中层找水定井项目的点间距设定为1—3米，纵向分辨率为2米/层；深层地热勘探定井项目的点间距一般为5米，纵向分辨率为5米/层。因为整个线剖面图的分辨率高，自上而下点与点和层与层密切相连，从剖面图上就可以看出探测结果是否真实可靠。倘若是间隔对某几个点进行复测检查，根本看不出它们之间的相互关系，无法判定对错与否，所以应用MT-VCT大地电磁镜像测深法勘探无需进行检查点的复测工作。
　　六、对采集数据的处理办法
　　1、大地电磁法技术规程要求解释人员要对野外资料逐点检查，如有必要可对原始数据进行重新处理。检查及处理办法：（a）通过分析对比所测每个点的大地电磁测深曲线选择有错的数据点；（b）每个测深曲线上删掉的频点不能超过总频点数的20%，不能连续删掉三个以上的频点；（c）数据点连续性差、标准偏差大的点，应参照相邻曲线反复进行平滑处理；（d）应对有静态位移的视电阻率曲线及有地形影响的曲线进行校正。
　　2、应用MT-VCT大地电磁镜像测深法进行勘探时的测点较多，一般勘探线路的探测点都在100点以上，不可能像MT法那样通过单点测深曲线进行检查，而是利用MT-VCT分析软件反演形成二维剖面图后同一观察判断处理。若是在探测时探头晃动、离高压线太近等原因导致单点采集数据异常，该点在剖面图上会显示自上到下全是明显高于两侧探测点的高值，此时应把该点显示测深数据全部删除掉；若只是某几个深度层相邻多个测点数据出现高值，应该是地面50Hz及其谐波的电磁干扰所致，严重时可以把几个异常深度层删除掉，不严重时只是在分析时不予理会即可。MT-VCT法严格维护采集到的地下各层信息的真实性，不会也不需要对测深数据进行人工干扰和修正，最多是在观察分析时将异常点整列删除、或将异常深度层整行删除，而且可以随时一键恢复。
　　七、对资料的定量解释
　　1、大地电磁法技术规程要求在定性解释基础上进行定量解释，选用已有的相关反演软件求取电性异常体的物性参数和几何参数，绘制电阻率—深度断面图或电阻率立体图等成果图件，描述地下电性空间分布。虽然并没有限定运用什么反演软件进行分析，但要求定量解释要尽可能利用测区实测的物性参数、已有地质勘探控制的地下地质情况及其他物探资料作为约束条件和先验控制信息，并利用定性解释的分析结论或认识建立反演初始模型，以减少定量反演的多解性。
　　2、MT-VCT大地电磁镜像测深法是通过自有技术创新设计的专用数据分析软件对采集数据进行反演处理的，其主导思想是尽可能真实全面反映采自地下各层介质对电磁波的物性反应信息，不掺入任何的人为干预因素。对于自动成图的勘探线路二维彩色剖面图，设计有压缩行列显示、过滤保留任选两段色块显示、单孤点二次过滤等功能，使用者可以从不同视角、不同考察标的对采集信息进行分析，但不可能掺杂个人主观意志通过修改原始数据来改变地下介质物性反应真实的空间分布状态，以确保求得勘探成果的唯一解。