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

主動(dòng)源海底地震儀調(diào)查技術(shù)規(guī)范2022-04-15發(fā)布2022-11-01實(shí)施國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)GB/T41520—2022前言 I 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語(yǔ)和定義 4一般要求 24.1時(shí)空基準(zhǔn) 4.2調(diào)查的技術(shù)要求 24.3調(diào)查站位和測(cè)線的布設(shè) 5調(diào)查設(shè)備技術(shù)指標(biāo) 25.1通用技術(shù)指標(biāo) 25.2記錄器技術(shù)指標(biāo) 35.3震源技術(shù)指標(biāo) 36海上探測(cè) 36.1OBS準(zhǔn)備要求 36.2相關(guān)文件的準(zhǔn)備 36.3OBS參數(shù)設(shè)置 36.4封球 46.5OBS的投放和回收 6.6航行要求 6.7定時(shí)定位技術(shù) 46.8作業(yè)班報(bào) 57海上工作資料驗(yàn)收 57.1原始數(shù)據(jù)驗(yàn)收 57.2圖件驗(yàn)收 7.3文件驗(yàn)收 58資料處理與解釋 58.1基礎(chǔ)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(bào)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(bào)告目錄 I本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)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(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由中華人民共和國(guó)自然資源部提出。本文件由全國(guó)海洋標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(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(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所、中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所、廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局。1主動(dòng)源海底地震儀調(diào)查技術(shù)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(shè)備技術(shù)指標(biāo)、海上探測(cè)、海上工作資料驗(yàn)收、資料處理和解釋、調(diào)查成果的技術(shù)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(cè)、海底資源勘查、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)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(duì)應(yīng)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(shù)語(yǔ)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(shù)語(yǔ)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(xué)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(xué)等方式人工激發(fā)的震源。一種用于OBS參數(shù)設(shè)置、測(cè)距、釋放回收等的通訊裝置。使用折合時(shí)間來(lái)代替真實(shí)時(shí)間的OBS記錄剖面。注：折合時(shí)間的計(jì)算方法是：真實(shí)時(shí)間-偏移距/折合速度。折合速度可根據(jù)目標(biāo)層的平均速度進(jìn)行選取。OBS內(nèi)部時(shí)鐘與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的偏差。為OBS提供負(fù)浮力的裝置，可使OBS下沉并與海底耦合。24一般要求4.1時(shí)空基準(zhǔn)采用世界協(xié)調(diào)時(shí)(UTC)。采用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系(CGCS2000),也可采用其他坐標(biāo)系，并建立與CGCS2000坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系。采用當(dāng)?shù)仄骄Ｆ矫妗?.2調(diào)查的技術(shù)要求主動(dòng)源OBS調(diào)查的主要技術(shù)指標(biāo)。a)氣槍容量與壓力的設(shè)置以觀測(cè)到既定調(diào)查目標(biāo)為原則。使用氣槍震源時(shí)，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(jī)應(yīng)滿足航次定位要求，按照GB/T12763.8和GB/T12763.10執(zhí)行。c)震源測(cè)線應(yīng)向兩側(cè)延伸，以確保兩端點(diǎn)的OBS可以記錄到有效數(shù)據(jù)。d)OBS的耐壓指標(biāo)應(yīng)為實(shí)際工作水深的1.2倍以上。4.3調(diào)查站位和測(cè)線的布設(shè)站位和測(cè)線布設(shè)應(yīng)符合以下要求：a)根據(jù)調(diào)查目標(biāo)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(shè)位置，放炮路線，確保探測(cè)對(duì)象被足夠的射線覆蓋；b)主測(cè)線垂直于構(gòu)造走向，聯(lián)絡(luò)線垂直于主測(cè)線，具體可視探測(cè)對(duì)象的構(gòu)造特征情況進(jìn)行調(diào)整；c)OBS臺(tái)站間距應(yīng)不大于30km,具體根據(jù)情況可適度調(diào)整；d)炮間距應(yīng)不大于300m,可以視探測(cè)目標(biāo)的尺度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。5調(diào)查設(shè)備技術(shù)指標(biāo)5.1通用技術(shù)指標(biāo)OBS通用技術(shù)指標(biāo)應(yīng)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(yīng)的姿態(tài)與方位記錄系統(tǒng)；b)對(duì)于短周期OBS接收頻率下限不高于2Hz:對(duì)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(jī)制，人工控制釋放和定時(shí)自動(dòng)釋放；d)OBS配重應(yīng)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(yīng)匹配，下沉速度可控制在0.5m/s～1.0m/s;f)OBS內(nèi)置電池標(biāo)稱容量應(yīng)能滿足作業(yè)所需容量的2倍以上；3g)OBS應(yīng)有夜間回收燈光指示功能(色溫不大于3000K)和無(wú)線信標(biāo)設(shè)備(通訊距離不小于5.2記錄器技術(shù)指標(biāo)記錄器技術(shù)指標(biāo)應(yīng)滿足如下要求：a)數(shù)據(jù)最低采樣頻率應(yīng)不低于8Hz;b)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量應(yīng)不小于32GB;c)內(nèi)部時(shí)鐘設(shè)有絕對(duì)時(shí)間服務(wù)，時(shí)間精度優(yōu)于1×10-8s;d)動(dòng)態(tài)范圍不小于120dB。5.3震源技術(shù)指標(biāo)針對(duì)氣槍震源，技術(shù)指標(biāo)應(yīng)滿足如下要求：a)單槍啟動(dòng)穩(wěn)定性要求在士1ms以內(nèi)；b)組合陣內(nèi)各氣槍應(yīng)同步工作，啟動(dòng)誤差在士2ms以內(nèi)；c)組合氣槍沉放深度應(yīng)不淺于5m,氣槍與設(shè)計(jì)沉放深度差值應(yīng)小于1m;d)以地殼厚度為探測(cè)目標(biāo)的作業(yè)中，氣槍容量應(yīng)不小于0.065m3。6海上探測(cè)OBS的準(zhǔn)備工作應(yīng)滿足如下要求：a)在實(shí)驗(yàn)室存儲(chǔ)時(shí)，應(yīng)定期進(jìn)行維護(hù)，包括并不限于電池充電、密閉性檢測(cè)、檢波器通訊測(cè)試等，維護(hù)過(guò)程應(yīng)詳加記錄并保存；b)海上工作前，應(yīng)在陸地實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對(duì)所有的OBS進(jìn)行一致性測(cè)試，包括內(nèi)部時(shí)鐘、采樣率、振動(dòng)響應(yīng)等；班報(bào)，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(yīng)根據(jù)OBS型號(hào)、沉耦架的質(zhì)量和尺寸，按5.1e)的相關(guān)要求來(lái)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(guān)文件的準(zhǔn)備相關(guān)文件應(yīng)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(jì)算機(jī)中；b)準(zhǔn)備好作業(yè)班報(bào)，包括OBS的投放、回收、參數(shù)設(shè)置和檢測(cè)等表格，具體格式參見A.2;c)準(zhǔn)備充足的儲(chǔ)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(shè)置OBS參數(shù)設(shè)置應(yīng)滿足如下要求：a)根據(jù)航次的具體計(jì)劃，制定OBS開始記錄時(shí)間和定時(shí)自動(dòng)釋放時(shí)間，具體參數(shù)值應(yīng)符合航次作業(yè)計(jì)劃時(shí)間；b)對(duì)需要設(shè)定開始記錄時(shí)間和自動(dòng)釋放時(shí)間的儀器，OBS采樣率依據(jù)探測(cè)目標(biāo)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?。籧)每一臺(tái)OBS的設(shè)置和密封的實(shí)際操作者應(yīng)簽名登記；d)記錄每個(gè)OBS所用聲學(xué)釋放器的編號(hào)、通訊頻率、記錄器編號(hào)和預(yù)定投放的點(diǎn)位，具體格式參對(duì)于玻璃球密封艙型OBS,如需要現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行封球，應(yīng)滿足如下要求。a)封球之前應(yīng)使用清潔劑對(duì)玻璃球及接觸面進(jìn)行清洗。b)應(yīng)在球內(nèi)放置一只壓力表，用真空泵對(duì)球抽真空后密封，記下壓力表相對(duì)的負(fù)讀數(shù)。c)及時(shí)測(cè)量釋放電壓，確認(rèn)電壓值為零。d)將設(shè)置好的OBS排布在船上背光常溫處等待投放。安排人員定時(shí)監(jiān)測(cè)艙壓和電壓，并做好記錄，如果發(fā)現(xiàn)漏氣和電壓異常，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理或重新設(shè)置和安裝。e)臨投放前再次測(cè)試釋放器對(duì)OBS甲板控制單元的應(yīng)答情況。如有異常，應(yīng)對(duì)OBS重新檢測(cè)；如故障無(wú)法解決，則應(yīng)放棄使用該OBS。OBS的投放和回收過(guò)程應(yīng)滿足如下要求：a)投放前將OBS與沉耦架有效相聯(lián)，應(yīng)在OBS盡可能貼近海面或入水時(shí)才可脫鉤釋放；b)記錄實(shí)際投放點(diǎn)和回收點(diǎn)的坐標(biāo)和水深；c)借助OBS的夜間回收燈光指示功能和無(wú)線信標(biāo)設(shè)備等設(shè)備進(jìn)行回收；d)回收時(shí)，若出現(xiàn)OBS對(duì)釋放命令沒有應(yīng)答的情況，應(yīng)將船移至以投放點(diǎn)為中心的多個(gè)方位、不同距離處進(jìn)行多次嘗試；e)對(duì)回收上船的OBS應(yīng)立即用淡水進(jìn)行清洗，并確認(rèn)已完成對(duì)鐘，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)拷貝，包括記錄器的時(shí)鐘漂移文件和水平分量方位記錄；f)對(duì)回收后的OBS應(yīng)及時(shí)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(shí)，應(yīng)滿足如下要求。a)調(diào)查船放炮作業(yè)時(shí)，船速4kn～5kn,航向應(yīng)保持穩(wěn)定，震源激發(fā)點(diǎn)與設(shè)計(jì)炮線偏離距離不大于20m。b)OBS投放時(shí)，駕駛?cè)藛T應(yīng)在到達(dá)站位1km之前通知投放人員準(zhǔn)備，并及時(shí)減速，按一定距離間隔通報(bào)離投放點(diǎn)的距離。到達(dá)投放點(diǎn)時(shí)，船速應(yīng)降低至滿足安全投放和操控的要求。投放人員根據(jù)通報(bào)距離及時(shí)投放并記錄坐標(biāo)，盡可能保證OBS落在設(shè)計(jì)的投放點(diǎn)。c)OBS回收時(shí)，應(yīng)在原投放點(diǎn)或一定距離內(nèi)(由甲板單元探測(cè)能力確定)減速停船，待船速小于1kn,關(guān)閉船載聲學(xué)設(shè)備，或根據(jù)需要當(dāng)條件允許時(shí)停止主機(jī)，將甲板單元的聲學(xué)探頭放入水6.7定時(shí)定位技術(shù)定時(shí)定位技術(shù)應(yīng)滿足如下要求：a)放炮點(diǎn)坐標(biāo)、OBS投放和回收坐標(biāo)，均由船載GNSS定位系統(tǒng)確定；b)根據(jù)探測(cè)作業(yè)對(duì)OBS站位精度的要求，進(jìn)行二次定位，確定OBS的精確位置；c)應(yīng)精確測(cè)量槍陣中心點(diǎn)與船載GNSS天線的距離，精確到0.1m,用于數(shù)據(jù)處理時(shí)校正炮點(diǎn)5d)采用專業(yè)導(dǎo)航系統(tǒng)和自帶GNSS的精密時(shí)間記錄儀，精確記錄槍控激發(fā)信號(hào)的GNSS時(shí)間，精度優(yōu)于1ms,用于校正槍陣系統(tǒng)炮時(shí)。6.8作業(yè)班報(bào)開展OBS海上調(diào)查時(shí)應(yīng)隨時(shí)記錄各種班報(bào)：a)投放前應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)，由專人記錄檢測(cè)班報(bào)(參見A.1);b)投放前應(yīng)進(jìn)行啟動(dòng)設(shè)置，由專人記錄投放班報(bào)(參見A.2);c)回收時(shí)應(yīng)由專人記錄回收班報(bào)(參見A.2);d)海上作業(yè)完成后應(yīng)由專人整理并填寫數(shù)據(jù)信息一覽表(參見A.3);e)班報(bào)使用鉛筆填寫，如有修改，用橫線刪除。7海上工作資料驗(yàn)收7.1原始數(shù)據(jù)驗(yàn)收驗(yàn)收內(nèi)容如下：a)震源資料：氣槍記錄、計(jì)時(shí)器時(shí)間記錄、導(dǎo)航定位資料、航行日志及班報(bào)等；b)OBS資料：每臺(tái)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(bào)；c)上船前OBS的檢測(cè)與維護(hù)記錄報(bào)告；7.2圖件驗(yàn)收驗(yàn)收時(shí)應(yīng)提供以下圖件：a)工區(qū)位置和站位示意圖；b)航行軌跡(導(dǎo)航)圖。7.3文件驗(yàn)收設(shè)計(jì)施工的項(xiàng)目文件，相關(guān)科學(xué)和法律文件。參照上述質(zhì)量控制、設(shè)備要求和作業(yè)技術(shù)指標(biāo)，全部達(dá)到上述要求即為合格。8資料處理與解釋8.1基礎(chǔ)資料搜集與整理基礎(chǔ)資料搜集應(yīng)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(guān)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(yīng)滿足如下要求。a)根據(jù)船載GNSS設(shè)備和放炮點(diǎn)的距離與方位校正炮點(diǎn)坐標(biāo)，形成炮點(diǎn)坐標(biāo)文件。6b)根據(jù)上述精確時(shí)間記錄校正放炮時(shí)間，形成放炮時(shí)間文件；根據(jù)班報(bào)資料和實(shí)測(cè)波形(如室內(nèi)地震儀波形),整理炮點(diǎn)相關(guān)文件，確保各炮時(shí)間和位置一一對(duì)應(yīng)。c)位置校正前將投放坐標(biāo)和水深作為OBS的位置信息，形成OBS坐標(biāo)文件。d)使用時(shí)鐘漂移文件，對(duì)OBS記錄的時(shí)間進(jìn)行校正。e)對(duì)于二維廣角深部探測(cè)，可通過(guò)理論直達(dá)水波模擬，對(duì)OBS坐標(biāo)進(jìn)行校正。對(duì)于三維OBS探測(cè)實(shí)驗(yàn)，可使用交叉測(cè)線的直達(dá)水波信息和水深信息反演出OBS坐標(biāo)信息。f)對(duì)二維剖面進(jìn)行解釋，可用最小二乘法等方法將震源激發(fā)點(diǎn)坐標(biāo)和OBS坐標(biāo)投影到剖面上。g)地震記錄剖面圖，通常為折合時(shí)間剖面。8.3反演解釋速度結(jié)構(gòu)模擬應(yīng)滿足如下要求：a)進(jìn)行分辨率測(cè)試和不確定性分析，一般使用棋盤網(wǎng)格恢復(fù)測(cè)試，恢復(fù)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(shí)間剖面來(lái)識(shí)別和拾取震相，采用射線追蹤等正反演技術(shù)來(lái)構(gòu)建速度結(jié)構(gòu)，以水聽器分量或垂直分量來(lái)反演縱波速度結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上用兩個(gè)水平分量來(lái)構(gòu)建剪切波速度結(jié)構(gòu)。9調(diào)查成果9.1成果報(bào)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(bào)告：詳細(xì)的數(shù)據(jù)處理過(guò)程描述，需要交代的特殊問(wèn)題，速度結(jié)構(gòu)展示。c)初步解釋報(bào)告：包括速度結(jié)構(gòu)的初步解釋等。9.2資料歸檔資料應(yīng)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(bào)；b)OBS坐標(biāo)設(shè)計(jì)和實(shí)際投放表；c)原始記錄資料；d)OBS折合時(shí)間剖面圖；e)炮點(diǎn)校正后的坐標(biāo)；f)走時(shí)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(cè)或日常檢測(cè)(見表A.1)