摘要：在地質(zhì)勘察工作中，常常采用物探及鉆探結(jié)合驗(yàn)證的方式，高密度地震映像法是一種采集速度快、數(shù)據(jù)解釋直觀的物探方法。高密度地震映像法又稱地震共偏移距法，利用多種地震波作為有效波來(lái)進(jìn)行探測(cè)。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)剖面進(jìn)行驗(yàn)證分析，結(jié)合大量的工程經(jīng)驗(yàn)，能得到較好的地質(zhì)體判斷效果。

　　關(guān)鍵詞：地質(zhì)勘察;高密度地震映像法;地震波;地質(zhì)體

　　Abstract: In the geological survey work, the geophysical prospecting and the misering combining with validation are offen used. And the high-density seismic imaging is one kind of an geophysical prospecting method with fast acquisition speed and intuitive data interpretation. It is also known as seismic co-offset method, using a variety of seismic waves as significant wave to detect. Through verifying and analyzing the test profile, and combining with a large number of engineering experience, you can get a better judgment effect of geologic body.

　　Key words: geological survey; high-density seismic imaging method; seismic waves; geologic body

　　中圖分類號(hào)：{P621+.3} 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

　　引言

　　高密度地震映像法又稱地震共偏移距法，這種方法可以利用多種地震波作為有效波來(lái)進(jìn)行探測(cè)。在多種地震勘探方法中，僅采集一種地震波的難度和處理工作量相當(dāng)大，而且在分離各種波的同時(shí)，也造成了有效波的拉伸、畸變。相比其他地震勘探方法，地震映像法數(shù)據(jù)采集速度較快，資料處理過(guò)程中不需要進(jìn)行校正處理，節(jié)省了資料處理時(shí)間，可以使各種波的動(dòng)力學(xué)特征全部被保留，地震記錄的分辨率不會(huì)受影響，這給資料解釋帶來(lái)極大的方便，可直接對(duì)資料進(jìn)行數(shù)字解釋。

　　本文所舉工程實(shí)例是利用多種地震波的信息，綜合判斷地下地質(zhì)體，由于每個(gè)記錄道都采用了相同的偏移距，地震記錄上的波的振幅、頻率、同相軸變化即為地下地質(zhì)體的反映。

　　1 方法原理

　　最佳偏移距選擇

　　在地震映像數(shù)據(jù)采集中，激發(fā)和接收之間的距離一般稱為最佳偏移距，最佳偏移距的確定是關(guān)系測(cè)試成果成功與否的關(guān)鍵因素，為了獲得具有高信噪比和分辨率的地震映像記錄，需要使用多道地震儀在一定的接收長(zhǎng)度上獲得試驗(yàn)剖面，分析試驗(yàn)剖面上各種地震波的傳播規(guī)律，確定能夠最好地反映探測(cè)目標(biāo)的有效波的偏移距，即為最佳偏移距。因?yàn)橐帽M可能多的信息，不同的條件下最佳偏移距的選擇原則不同。在資料解釋中，最佳偏移距的大小與判斷局部異常地質(zhì)體的范圍有直接關(guān)系。

　　各種波在地震映像波形圖上的反映

　　1) 折射波

　　在地震映像方法中，如果在所使用的偏移距上可以接收到某一界面的折射波，由于偏移距相同，界面速度和上覆介質(zhì)速度不變，折射波的傳播路徑及到達(dá)時(shí)間不變，在地震映像記錄中，折射波的同相軸為直線，同相軸時(shí)間和波形的任何變化都與界面深度、速度和上覆介質(zhì)速度的變化有關(guān)。這在只對(duì)確定基巖面埋深的工作中，可只采用折射波為有效波。地質(zhì)條件復(fù)雜或要求精度較高時(shí)，僅采用折射波難以達(dá)到目的，另外，資料解釋時(shí)，需要界面上下的速度參數(shù)。

　　2) 反射波

　　地震映像方法中，常用反射波作為主要的有效波。當(dāng)界面水平時(shí)，反射點(diǎn)的位置正好在記錄點(diǎn)上，每次激發(fā)的反射波傳播時(shí)間不變，同相軸為直線。當(dāng)界面深度發(fā)生變化時(shí)，反射波的傳播時(shí)間會(huì)發(fā)生變化，如在斷層兩側(cè)表現(xiàn)為突變;如果是傾斜界面，反射點(diǎn)的位置會(huì)偏離記錄點(diǎn)向界面的上傾方向移動(dòng)，一般根據(jù)反射波同相軸的變化情況定性推斷界面的起伏情況，根據(jù)反射界面上的介質(zhì)速度計(jì)算深度。

　　3) 面波

　　地震映像方法中利用的面波是在地下一定深度內(nèi)從震源傳播至接收點(diǎn)的含有多種頻率成分的、有多個(gè)相位的面波群(即由多個(gè)相位組成的面波)。面波群的形態(tài)受偏移距范圍內(nèi)覆蓋層介質(zhì)密度、泊松比等因素的影響。面波群的相位數(shù)與覆蓋層的厚度和偏移距有關(guān)，面波群振幅的大小與介質(zhì)的松散情況有關(guān)，面波群的到達(dá)時(shí)間的變化與地層產(chǎn)狀、地層中局部地質(zhì)體的位置有關(guān)。 因此，面波可利用的信息非常豐富，面波群的影響深度與面波的頻譜成分有關(guān)。面波群的視速度、振幅、波形、到達(dá)時(shí)間都是判斷地下介質(zhì)變化的依據(jù)。

　　4) 繞射波

　　在介質(zhì)中存在局部異常體或斷層的斷點(diǎn)、巖性分界面時(shí)會(huì)產(chǎn)生繞射波，在地震映像法中，偏移距不變，隨著激發(fā)點(diǎn)到繞射點(diǎn)距離的改變，繞射波的傳播路徑發(fā)生變化，繞射波傳播時(shí)間逐漸增大或減小，在地震映像記錄上出現(xiàn)雙曲線型同相軸。這也成為異常體、斷層、巖性分界面的特有標(biāo)志。因此，繞射波成為判斷橫向地質(zhì)條件變化最明顯的標(biāo)志。繞射波雙曲線型同相軸的頂點(diǎn)為異常地質(zhì)體的特征點(diǎn)。

　　2 技術(shù)應(yīng)用實(shí)例

　　1)場(chǎng)區(qū)地形、地質(zhì)條件

　　場(chǎng)區(qū)為臨海的的侵蝕殘丘地貌，地勢(shì)總體起伏不大，工區(qū)已經(jīng)經(jīng)過(guò)施工整平，場(chǎng)地平坦。調(diào)查將場(chǎng)地劃分為4類微地貌單元：①殘積層(含孤石)、②凹地區(qū)(水塘)、③全風(fēng)化花崗巖、④強(qiáng)～未風(fēng)化花崗巖。

　　魚塘在場(chǎng)區(qū)零星分布，主要為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土和淤泥質(zhì)砂土;殘積層在場(chǎng)區(qū)大面積分布，覆蓋整個(gè)場(chǎng)地，以砂質(zhì)粘性土為主，局部厚度較大，含有大小不等的孤石;下伏基巖為全風(fēng)化～中分化燕山期中?；◢弾r，全風(fēng)化花崗巖場(chǎng)地內(nèi)分布廣泛，風(fēng)化不均，中間夾雜花崗巖巨塊。

　　2) 場(chǎng)區(qū)地球物理特征

　　通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行的地震地質(zhì)條件及巖石標(biāo)本測(cè)定調(diào)查，該地區(qū)內(nèi)具備進(jìn)行地震勘探的地球物理?xiàng)l件：

　　1)殘積層砂性粘性土與基巖之間有明顯的波阻抗差異和波速差異，同時(shí)受風(fēng)化、剝蝕作用，淺部基巖又可分為全分化至弱風(fēng)化的不同物性差異層面，可形成反射界面;

　　2)孤石一般為巨塊花崗巖，與圍巖會(huì)有明顯的波阻抗差異和波速差異，可形成地震波反射或繞射。

　　3) 場(chǎng)區(qū)物探測(cè)試

　　在此次工作中使用的地震儀固有頻率為30Hz檢波器接收激發(fā)信號(hào)，大錘激發(fā)震源，道間距1m，采樣問(wèn)隔0.5ms，采樣點(diǎn)數(shù)1024，記錄長(zhǎng)度512ms。根據(jù)多次實(shí)驗(yàn)測(cè)試分析，最終確定20.0m為最優(yōu)偏移距，試驗(yàn)證明這個(gè)偏移距對(duì)直徑大于3m的異常地質(zhì)體能在地震映像圖反映。

　　場(chǎng)區(qū)遠(yuǎn)離街市，具備高密地地震映像測(cè)試的先天條件?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試在夜晚進(jìn)行，在逐點(diǎn)測(cè)試時(shí)，檢波器插好后，所有人員停止走動(dòng)后，進(jìn)行信號(hào)觸發(fā)，盡最大可能減少噪音，取得準(zhǔn)確的第一手資料。

　　4) 物探測(cè)試效果分析

　　根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集情況，本次解釋主要結(jié)合反射波、繞射波與面波的信息進(jìn)行聯(lián)合分析。

　　試驗(yàn)剖面長(zhǎng)55m，可以看到整個(gè)時(shí)間剖面同相軸連續(xù)性較好，層位清晰。同相軸連續(xù)、振幅大、低頻率為上覆土層的反映。大面積的振幅穩(wěn)定揭示上覆土層地層的良好連續(xù)性。下部沒(méi)有反射波反映了縱向上基巖的整體性好、厚度較大、裂隙不發(fā)育、無(wú)層理。 在水平30.0m～55.0m處，基巖埋深較大，土層與基巖接觸面附近同相軸錯(cuò)亂、連續(xù)性差，為土粘性土混碎石的反映。在水平40.0m～55.0m，深度130ms～190ms處，同相軸表現(xiàn)為低振幅，特性與下部完整基巖相似，結(jié)合本場(chǎng)地工程地質(zhì)特點(diǎn)，判譯為完整的花崗巖孤石。在水平35.0m～55.0m，深度30ms～125ms處，同相軸連續(xù)性強(qiáng)，振幅相對(duì)更大，為軟質(zhì)均勻沉積土層的反映，結(jié)合地質(zhì)調(diào)查，該處為回填后魚塘及底部淤泥質(zhì)粘性土層。

　　5) 鉆探驗(yàn)證

　　為了進(jìn)一步驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)剖面分析結(jié)果，沿剖面線布置鉆孔4個(gè).

　　鉆探揭露地層為素填土層，淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層、砂混粘性土層、微風(fēng)化花崗巖。砂混粘性土層有花崗巖孤石存在，鉆探揭露孤石厚度3.0m。與物探測(cè)試分析基本一致。這僅僅是對(duì)試驗(yàn)剖面的分析驗(yàn)證，在接下來(lái)整個(gè)場(chǎng)區(qū)勘察工作中，高密度映像法對(duì)地下孤石，魚塘及淤泥質(zhì)粘性土層等地質(zhì)體的判譯取得了較好的效果。其他的物探方法雖然也能達(dá)到同樣的效果，但高密度映像法無(wú)疑是最快捷、直觀，效率最高的一種。

　　結(jié)論

　　高密度地震映像法效果分析解釋直觀，可以采用一種種以上的有效波，體現(xiàn)了多波綜合判斷的特點(diǎn)。在地質(zhì)勘查工作中結(jié)合地質(zhì)鉆探資料，對(duì)試驗(yàn)剖面進(jìn)行驗(yàn)證分析，確定各種地質(zhì)體在映像圖中的反映情況，這其中需要結(jié)合大量的工程經(jīng)驗(yàn)，才能得到較好的地質(zhì)體判斷效果。

　　參考資料

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