(高清版)GBT 41520-2022 主動源海底地震儀調(diào)查技術規(guī)范

主動源海底地震儀調(diào)查技術規(guī)范2022-04-15發(fā)布2022-11-01實施國家標準化管理委員會GB/T41520—2022前言 I 2規(guī)范性引用文件 3術語和定義 4一般要求 24.1時空基準 4.2調(diào)查的技術要求 24.3調(diào)查站位和測線的布設 5調(diào)查設備技術指標 25.1通用技術指標 25.2記錄器技術指標 35.3震源技術指標 36海上探測 36.1OBS準備要求 36.2相關文件的準備 36.3OBS參數(shù)設置 36.4封球 46.5OBS的投放和回收 6.6航行要求 6.7定時定位技術 46.8作業(yè)班報 57海上工作資料驗收 57.1原始數(shù)據(jù)驗收 57.2圖件驗收 7.3文件驗收 58資料處理與解釋 58.1基礎資料搜集與整理 58.2資料處理要求 58.3反演解釋 69調(diào)查成果 69.1成果報告 69.2資料歸檔 6附錄A(資料性)海底地震儀(OBS)海上作業(yè)常用表格 7附錄B(資料性)海底地震儀(OBS)航次報告目錄 I本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任。本文件由中華人民共和國自然資源部提出。本文件由全國海洋標準化技術委員會(SAC/TC283)歸口。本文件起草單位：自然資源部第二海洋研究所、中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所、中國科學院南海海洋研究所、廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局。1主動源海底地震儀調(diào)查技術規(guī)范本文件規(guī)定了海底地震儀調(diào)查的一般要求、調(diào)查設備技術指標、海上探測、海上工作資料驗收、資料處理和解釋、調(diào)查成果的技術要求。本文件適用于用海底地震儀開展地殼深部結(jié)構(gòu)探測、海底資源勘查、地質(zhì)災害監(jiān)測等領域。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T12763.103術語和定義海洋調(diào)查規(guī)范第8部分：海洋地質(zhì)地球物理調(diào)查海洋調(diào)查規(guī)范第10部分：海底地形地貌調(diào)查下列術語和定義適用于本文件。海底地震儀oceanbottomseismograph;OBS放置于海底的地震儀，可用于記錄天然地震和人工地震等彈性波/地震波及其他聲學信息。注：根據(jù)頻帶寬度通常分為2類：短周期OBS接收頻率不低于2Hz;寬頻帶OBS接收頻率不高于0.02Hz。在海上基于物理或/和化學等方式人工激發(fā)的震源。一種用于OBS參數(shù)設置、測距、釋放回收等的通訊裝置。使用折合時間來代替真實時間的OBS記錄剖面。注：折合時間的計算方法是：真實時間-偏移距/折合速度。折合速度可根據(jù)目標層的平均速度進行選取。OBS內(nèi)部時鐘與標準時間的偏差。為OBS提供負浮力的裝置，可使OBS下沉并與海底耦合。24一般要求4.1時空基準采用世界協(xié)調(diào)時(UTC)。采用2000國家大地坐標系(CGCS2000),也可采用其他坐標系，并建立與CGCS2000坐標系的轉(zhuǎn)換關系。采用當?shù)仄骄Ｆ矫妗?.2調(diào)查的技術要求主動源OBS調(diào)查的主要技術指標。a)氣槍容量與壓力的設置以觀測到既定調(diào)查目標為原則。使用氣槍震源時，按照GB/T12763.8執(zhí)行。b)調(diào)查作業(yè)期間全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)接收機應滿足航次定位要求，按照GB/T12763.8和GB/T12763.10執(zhí)行。c)震源測線應向兩側(cè)延伸，以確保兩端點的OBS可以記錄到有效數(shù)據(jù)。d)OBS的耐壓指標應為實際工作水深的1.2倍以上。4.3調(diào)查站位和測線的布設站位和測線布設應符合以下要求：a)根據(jù)調(diào)查目標和工作條件，制定OBS的作業(yè)方案，包括使用的OBS數(shù)量、布設位置，放炮路線，確保探測對象被足夠的射線覆蓋；b)主測線垂直于構(gòu)造走向，聯(lián)絡線垂直于主測線，具體可視探測對象的構(gòu)造特征情況進行調(diào)整；c)OBS臺站間距應不大于30km,具體根據(jù)情況可適度調(diào)整；d)炮間距應不大于300m,可以視探測目標的尺度進行適當調(diào)整。5調(diào)查設備技術指標5.1通用技術指標OBS通用技術指標應滿足如下要求：a)OBS傳感器由3分量的地震傳感器和水聽器組成，并配有相應的姿態(tài)與方位記錄系統(tǒng)；b)對于短周期OBS接收頻率下限不高于2Hz:對于寬頻帶OBS接收頻率下限不高于0.02Hz;c)OBS內(nèi)置兩套釋放機制，人工控制釋放和定時自動釋放；d)OBS配重應保證上浮速度可控制在0.5m/s～1.0m/s;e)沉耦架與OBS重量應匹配，下沉速度可控制在0.5m/s～1.0m/s;f)OBS內(nèi)置電池標稱容量應能滿足作業(yè)所需容量的2倍以上；3g)OBS應有夜間回收燈光指示功能(色溫不大于3000K)和無線信標設備(通訊距離不小于5.2記錄器技術指標記錄器技術指標應滿足如下要求：a)數(shù)據(jù)最低采樣頻率應不低于8Hz;b)數(shù)據(jù)存儲容量應不小于32GB;c)內(nèi)部時鐘設有絕對時間服務，時間精度優(yōu)于1×10-8s;d)動態(tài)范圍不小于120dB。5.3震源技術指標針對氣槍震源，技術指標應滿足如下要求：a)單槍啟動穩(wěn)定性要求在士1ms以內(nèi)；b)組合陣內(nèi)各氣槍應同步工作，啟動誤差在士2ms以內(nèi)；c)組合氣槍沉放深度應不淺于5m,氣槍與設計沉放深度差值應小于1m;d)以地殼厚度為探測目標的作業(yè)中，氣槍容量應不小于0.065m3。6海上探測OBS的準備工作應滿足如下要求：a)在實驗室存儲時，應定期進行維護，包括并不限于電池充電、密閉性檢測、檢波器通訊測試等，維護過程應詳加記錄并保存；b)海上工作前，應在陸地實驗室內(nèi)對所有的OBS進行一致性測試，包括內(nèi)部時鐘、采樣率、振動響應等；班報，具體格式參見附錄A的A.1和A.2;彈簧和其他備用零件；e)應根據(jù)OBS型號、沉耦架的質(zhì)量和尺寸，按5.1e)的相關要求來配制；f)分別配備2套以上OBS甲板控制單元、GNSS系統(tǒng)、OBS脫鉤器和船上封球用的真空泵。6.2相關文件的準備相關文件應滿足如下要求：a)將OBS操作軟件和作業(yè)文件事先安裝在計算機中；b)準備好作業(yè)班報，包括OBS的投放、回收、參數(shù)設置和檢測等表格，具體格式參見A.2;c)準備充足的儲存介質(zhì)，制作2份以上的原始數(shù)據(jù)備份。6.3OBS參數(shù)設置OBS參數(shù)設置應滿足如下要求：a)根據(jù)航次的具體計劃，制定OBS開始記錄時間和定時自動釋放時間，具體參數(shù)值應符合航次作業(yè)計劃時間；b)對需要設定開始記錄時間和自動釋放時間的儀器，OBS采樣率依據(jù)探測目標和數(shù)據(jù)處理方法4要求選擇，具體參數(shù)值從儀器提供的采樣率范圍中選??；c)每一臺OBS的設置和密封的實際操作者應簽名登記；d)記錄每個OBS所用聲學釋放器的編號、通訊頻率、記錄器編號和預定投放的點位，具體格式參對于玻璃球密封艙型OBS,如需要現(xiàn)場進行封球，應滿足如下要求。a)封球之前應使用清潔劑對玻璃球及接觸面進行清洗。b)應在球內(nèi)放置一只壓力表，用真空泵對球抽真空后密封，記下壓力表相對的負讀數(shù)。c)及時測量釋放電壓，確認電壓值為零。d)將設置好的OBS排布在船上背光常溫處等待投放。安排人員定時監(jiān)測艙壓和電壓，并做好記錄，如果發(fā)現(xiàn)漏氣和電壓異常，應及時進行處理或重新設置和安裝。e)臨投放前再次測試釋放器對OBS甲板控制單元的應答情況。如有異常，應對OBS重新檢測；如故障無法解決，則應放棄使用該OBS。OBS的投放和回收過程應滿足如下要求：a)投放前將OBS與沉耦架有效相聯(lián)，應在OBS盡可能貼近海面或入水時才可脫鉤釋放；b)記錄實際投放點和回收點的坐標和水深；c)借助OBS的夜間回收燈光指示功能和無線信標設備等設備進行回收；d)回收時，若出現(xiàn)OBS對釋放命令沒有應答的情況，應將船移至以投放點為中心的多個方位、不同距離處進行多次嘗試；e)對回收上船的OBS應立即用淡水進行清洗，并確認已完成對鐘，然后進行數(shù)據(jù)拷貝，包括記錄器的時鐘漂移文件和水平分量方位記錄；f)對回收后的OBS應及時檢查數(shù)據(jù)質(zhì)量，確保儀器工作狀態(tài)正常后，可再次投放。海上航行作業(yè)時，應滿足如下要求。a)調(diào)查船放炮作業(yè)時，船速4kn～5kn,航向應保持穩(wěn)定，震源激發(fā)點與設計炮線偏離距離不大于20m。b)OBS投放時，駕駛?cè)藛T應在到達站位1km之前通知投放人員準備，并及時減速，按一定距離間隔通報離投放點的距離。到達投放點時，船速應降低至滿足安全投放和操控的要求。投放人員根據(jù)通報距離及時投放并記錄坐標，盡可能保證OBS落在設計的投放點。c)OBS回收時，應在原投放點或一定距離內(nèi)(由甲板單元探測能力確定)減速停船，待船速小于1kn,關閉船載聲學設備，或根據(jù)需要當條件允許時停止主機，將甲板單元的聲學探頭放入水6.7定時定位技術定時定位技術應滿足如下要求：a)放炮點坐標、OBS投放和回收坐標，均由船載GNSS定位系統(tǒng)確定；b)根據(jù)探測作業(yè)對OBS站位精度的要求，進行二次定位，確定OBS的精確位置；c)應精確測量槍陣中心點與船載GNSS天線的距離，精確到0.1m,用于數(shù)據(jù)處理時校正炮點5d)采用專業(yè)導航系統(tǒng)和自帶GNSS的精密時間記錄儀，精確記錄槍控激發(fā)信號的GNSS時間，精度優(yōu)于1ms,用于校正槍陣系統(tǒng)炮時。6.8作業(yè)班報開展OBS海上調(diào)查時應隨時記錄各種班報：a)投放前應進行檢測，由專人記錄檢測班報(參見A.1);b)投放前應進行啟動設置，由專人記錄投放班報(參見A.2);c)回收時應由專人記錄回收班報(參見A.2);d)海上作業(yè)完成后應由專人整理并填寫數(shù)據(jù)信息一覽表(參見A.3);e)班報使用鉛筆填寫，如有修改，用橫線刪除。7海上工作資料驗收7.1原始數(shù)據(jù)驗收驗收內(nèi)容如下：a)震源資料：氣槍記錄、計時器時間記錄、導航定位資料、航行日志及班報等；b)OBS資料：每臺OBS的原始數(shù)據(jù)、轉(zhuǎn)換為通用地震格式的數(shù)據(jù)、OBS內(nèi)部記錄日記、OBS投放及回收班報；c)上船前OBS的檢測與維護記錄報告；7.2圖件驗收驗收時應提供以下圖件：a)工區(qū)位置和站位示意圖；b)航行軌跡(導航)圖。7.3文件驗收設計施工的項目文件，相關科學和法律文件。參照上述質(zhì)量控制、設備要求和作業(yè)技術指標，全部達到上述要求即為合格。8資料處理與解釋8.1基礎資料搜集與整理基礎資料搜集應滿足如下要求：a)水深數(shù)據(jù)和地形圖；b)地層速度資料；c)反射地震資料；d)相關的地質(zhì)、鉆探和重力等資料。8.2資料處理要求資料處理應滿足如下要求。a)根據(jù)船載GNSS設備和放炮點的距離與方位校正炮點坐標，形成炮點坐標文件。6b)根據(jù)上述精確時間記錄校正放炮時間，形成放炮時間文件；根據(jù)班報資料和實測波形(如室內(nèi)地震儀波形),整理炮點相關文件，確保各炮時間和位置一一對應。c)位置校正前將投放坐標和水深作為OBS的位置信息，形成OBS坐標文件。d)使用時鐘漂移文件，對OBS記錄的時間進行校正。e)對于二維廣角深部探測，可通過理論直達水波模擬，對OBS坐標進行校正。對于三維OBS探測實驗，可使用交叉測線的直達水波信息和水深信息反演出OBS坐標信息。f)對二維剖面進行解釋，可用最小二乘法等方法將震源激發(fā)點坐標和OBS坐標投影到剖面上。g)地震記錄剖面圖，通常為折合時間剖面。8.3反演解釋速度結(jié)構(gòu)模擬應滿足如下要求：a)進行分辨率測試和不確定性分析，一般使用棋盤網(wǎng)格恢復測試，恢復率大于50%;b)OBS人工地震記錄主要是廣角地震的反射/折射，借助折合時間剖面來識別和拾取震相，采用射線追蹤等正反演技術來構(gòu)建速度結(jié)構(gòu)，以水聽器分量或垂直分量來反演縱波速度結(jié)構(gòu)，在此基礎上用兩個水平分量來構(gòu)建剪切波速度結(jié)構(gòu)。9調(diào)查成果9.1成果報告成果主要包括以下各部分，各部分成果都須做成電子版并做備份，妥善保存。b)數(shù)據(jù)處理報告：詳細的數(shù)據(jù)處理過程描述，需要交代的特殊問題，速度結(jié)構(gòu)展示。c)初步解釋報告：包括速度結(jié)構(gòu)的初步解釋等。9.2資料歸檔資料應主要包括以下各部分，各部分紙質(zhì)資料都需做成電子版并做備份，妥善保存。a)班報；b)OBS坐標設計和實際投放表；c)原始記錄資料；d)OBS折合時間剖面圖；e)炮點校正后的坐標；f)走時數(shù)據(jù)；g)后期反演剖面或?qū)游龀上袂衅?；h)影像資料。(資料性)海底地震儀(OBS)海上作業(yè)常用表格可用于OBS投放前檢測或日常檢測(見表A.1)