共深度点勘探与地震映像勘探在第四系覆盖层较薄地区的应用研究

维普资讯 http://www.cqvip.com 第２３卷第４期　东北地震研究　ＶｏＩ．２３　Ｎｏ．４　２００７年１２月　ＳＥＩＳＭＯＬＯＧＩＣＡＬ　ＲＥＳＥＡＲＣＨ　ＯＦ　ＮＯＲＴＨＥＡＳＴ　ＣＨＩＮＡ　Ｄｅｅ．，２００７　共深度点勘探与地震映像勘探　在第四系覆盖层较薄地区的应用研究水　冉志杰　，温　超　，张　合　，蔡玲玲　，彭远黔　（１．河北省地震局，河北石家庄０５００２１；２．红山地震台，河北隆尧０５４０００）　摘要：对两处第四系覆盖层较薄场地（一般小于５０ｍ）进行共深度点勘探和地震映像勘探。结果表明在第　四系覆盖层较薄地区地震映像勘探效果优于共深度点勘探。　关键词：共深度点勘探；地震映像勘探　中图分类号：Ｐ３１５．９　文献标识码：Ａ　文章编号：１００４—２８６５（２００７）０４—５２－０７　０引言　第四系覆盖区隐伏构造的追索、定位需要依赖地球物理勘探剖面，地震勘探是快捷、有效的手　段之一。近几年来，随着国产地震仪数据采集方式的改进而发展起来的地震映像勘探法越来越多地　被应用于隐伏构造探测中，它与共深度点勘探在野外数据采集方式、资料处理流程等方面存在很大　的差异，勘探结果所显示隐伏构造的信息也有所差异。本文试图通过对第四系覆盖层较薄场地（一　般小于５０ｍ）共深度点勘探和地震映像勘探结果的对比分析，识别何种勘探方法对隐伏构造的探测　更加有效，为在第四系覆盖层较薄地区开展地震勘探工作提供借鉴。　１共深度点勘探和地震映像勘探概况　共深度点勘探和地震映像勘探都是利用地下介质物性差异界面上的地震波的运动学和动力学特　征探测地层或隐伏构造。但两种勘探方法的野外施工方式、资料处理流程存在很大差异。　地震勘探中存在视波长大于１００ｍ的干扰，而高速的折射波，尤其是多次波，其视波长达数百　米，为了压制这些视波长很大的干扰波，梅恩（Ｍａｙｎｅ）提出了共深度点技术。共深度点勘探是把　共深度点各叠加道的数据从原始共炮点记录中抽出并集合在一起，把这个道集内各道的信号经过适　当的正常时差校正后叠加起来形成反射时间剖面。　地震映像勘探是基于反射波法中最佳偏移距技术发展起来的，采用小偏移距，小道间距，单道　接收，连续移动，这种方法可以利用多种地震波作为有效波来进行探测，也可以根据探测目的要求　仅采用一种特定的地震波作为有效波。　地震映像勘探的显著特点是数据采集速度较快，资料处理流程中不需要进行正常时差校正，节　河北省地震局青年地震科学基金资助　收稿日期：２０ｏ７．０９　作者简介：冉志杰（１９７９－），男，汉族，河北省辛集人，２００３年毕业于石家庄经济学院地球物理系，助理工程师．现从事地震安全　性评价工作．　维普资讯 http://www.cqvip.com 维普资讯 http://www.cqvip.com 东北地震研究　２３卷　匿断裂回　剖面线位置０　１００　ａｏｏ　３ｏｏ　．４Ｑ０ｍ　图２留旺村南地震勘探测线布置位置图　Ｆｉｇ．２　Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｅｉｓｍｉｃ　ｓｕｒｖｅｙ　ｌｉｎｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｌｉｕｗａｎｇｃｈｕｎ　ｓｏｕｔｈ　１００Ｈｚ的ＣＤＪ一１００型垂直检波器、７０ｋｇ的人工夯源组成的系统。ＤＺＱ２４型地震仪主要技术指标为：　ＭＤ转换２４位（瞬时浮点放大），动态范围１５０ｄＢ，频率范围０．１－４０００Ｈｚ，采样间隔１０￣ｓ－２０ｍｓ。　使用７０Ｋｇ夯源激发地震波、单边２４道接收、６次覆盖的共深点反射地震勘探方法。道间距为　３ｍ（ＣＤＰ间距为１．５ｍ），最小偏移距为１５～２０ｍ。采样间隔为０．２ｍｓ，５０Ｈｚ陷波，２０Ｈｚ低切滤波，　２５０　Ｈｚ高切滤波。　２．２．２地震映像勘探　数据采集使用ＤＺＱ２４浅层地震仪，１８磅大锤激发地震波，ＣＯＪ一１００Ｈｚ型垂直检波器接收地震　波，采样间隔０．２ｍｓ，道间距２ｍ，偏移距２ｍ，采用带通滤波，低截２０Ｈｚ，高截２５０Ｈｚ，５０Ｈｚ陷　波。　２．２．３测线布置和资料处理　两个场地的地震勘探测线均与隐伏断层的走向垂直，并有效控制场地。　以地震处理软件包Ｖｉｓｔａ为平台，根据共深度点勘探和地震映像勘探的不同特点，在数据处理　中，采取了有针对性的数据处理流程、方法（图３、图４），以便压制干扰噪声、提高信噪比和分辨　率。　原始共炮点记录经过格式转换、道编辑、静校正、数字滤波、动校正、速度扫描、水平叠加等　处理流程，最终获得共深度点反射时间剖面，通过时间剖面的波组特征分析和对比，可以确定隐伏　构造。　地震映像资料处理比较简单，通过振幅一致性处理、数字滤波、反褶积、修饰性处理，最终获　得地震映像勘探时间剖面。　３共深度点勘探与地震映像勘探结果　内蒙古头号村南和邯郸市峰峰南留旺村南的地震勘探测线均以探测隐伏断层为目标，断层在地　震勘探时间剖面上的主要特征为：①反射波同相轴的明显错断；②反射波同相轴的数目突然增减或　维普资讯 http://www.cqvip.com

４期　冉志杰等：共深度点勘探与地震映像勘探在第四系覆盖层较薄地区的应用研究　５５　［　拿ｌ———————＿１　苣　司参　Ｉ塑堂坌堑　ｌｌ参　口　卜—————叶臣困Ｉ三竺　坌堑Ｉ！分　　辜臣罕口　［互夏　：‘　：ｉ　：ｉ　兰理　Ｅ　［三　Ｉ————————广Ｉ　堕堡坌堑　ｈ　；一一　　；图４地震映像资料处理流程图　Ｈｇ．４　Ｆｌｏｗ　ｃｈａｒｔ　ｏｆｔｈｅ　ｄａｔａ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｏｆｔｈｅ　ｓｅｉｓｍｉｃ　ｉｍａｇｉｎｇ　ｓｕｒｖｅｙ　Ｆｉｇ．３　ｎＯＷ　ｃｈａｒｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄａｔａ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｏｆ　ｈｅ　ｃｏｌｔｎｌｎｏｎ　ｄｅｐｔｈ　ｐｏｉｎｔ　ｓｕｒｖｅｙ　消失，波组间隔突然变化，断层的下降盘地层变厚，而上升盘地层明显变薄，甚至缺失；⑧反射波　同相轴形状的突变；④反射波同相轴发生分叉、合并、扭曲以及相位转换；⑤绕射波、断层波等特　殊波的出现。　．　３．１　内蒙古头号村南地震勘探结果　茎　图５是内蒙古头号村南共深度点勘探反射时间剖面图，图６是同一测线地震映像勘探结果。由　图５、图６可见，地震映像勘探剖面反射波同相轴横向连续性较好，主要目的层清晰、分辨率较高，　断层显示清晰，在剖面测点１６１￣１７１（测线３２０ｍ￣３４０ｍ）之间反射波同相轴明显错断，显示断层存　在的特征，在剖面测点２４６－２５６（测线４９０ｍ￣５ｌＯｍ）之间反射波同相轴发生分叉，也显示断层存在　的特征。共深度点勘探剖面反射波同相轴横向连续性较差，主要目的层不明显、分辨率较差，断层　显示不清晰，尤其是在测线３２０ｍ￣３４０ｍ（ＣＤＰ２１３￣２２６）之间没有断层存在的迹象。通过野外地质　调查，在测线３２０ｍ～３４０ｍ之间北东方向，距测线１５０ｍ处一小山上开挖有６个探槽，探槽走向近　ＥＷ向或近ＮＳ向，各探槽长度约２０～３０ｍ，宽约１￣２ｍ。在探槽中见到断层。追踪探槽所示断层与　地震映像勘探剖面显示断层的走向，与沽源一张北大断裂（Ｆ１）的走向一致，由此可见，在地震映　像勘探剖面３２０ｍ～３４０ｍ之间所示的断层为沽源一张北大断裂。在共深度点勘探剖面的ＣＤＰ３２１～３３１　之间，虽然反射波同相轴的数目出现突然消失，波组间隔突然变化，显示有断层存在，但不如地震　映像勘探剖面所显示的断层特征清晰、明显。从以上对比不难看出，该场地地震映像勘探比共深度　点勘探效果要好。　维普资讯 http://www.cqvip.com 东北地震研究　２３卷　鲁，　璺＝　∞　∞　∞　∞　∞　蚰　Ａ整个剖面图　４００１１１　Ｂ局部剖面图　图５内蒙头号村共深度点地震勘探时间剖面　Ｆｉｇ．５　Ｃｒｏｓｓ—ｓｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｍｍｏｎ　ｄｅｐｔｈ　ｐｏｉｎｔ　ｓｕｒｖｅｙ　ｗｉｔｈ　ｔｉｍｅ　ｉｎ　Ｔｏｕｈａｏｃｕｎ　ｏｆ　ｈｔｅ　Ｉｎｔｅｒ　Ｍｏｎｇｏｌｉａ　Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ　Ｒｅｇｉｏｎ　１００ｍ　２００ｍ　３００ｍ　４００ｍ　５００ｍ　１　１１　２１　３１　４１　５１　６１　７１　８１　９１　１０１　１１１　１２１　１３１　１４１　１５１　１６１　１７１　１８１　１９１　２０１　２１１　２２１　２３１　２４１　２５１　２６１　２７１　２８１　Ａ整个剖面图　４Ｏ　８０　１２０　厘　苦　１６０　２００　２４０　Ｂ剖面图局部　图６内蒙头号村地震映像勘探时间剖面　Ｆｉｇ．６　Ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｅｉｓｍｉｃ　ｉｍａｇｉｎｇ　ｓｕｒｖｅｙ　ｗｉｔｈ　ｔｉｍｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｔｏｕｈａｏｃｕｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｉｎｔｅｒ　Ｍｏｎｇｏｌｉａ　Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ　Ｒｅｇｉｏｎ　３．２邯郸市峰峰南留旺村南地震勘探结果　图７是邯郸市峰峰南留旺村南共深度点勘探剖面图，图８是同一测线上地震映像勘探剖面图，　地震映像勘探剖面反射波同相轴横向连续性好，反射界面清晰、分辨率高，在测点７～１０（测线　１４ｍ￣２０ｍ）之间反射波同相轴明显错断，清晰地显示出断层的存在，并且断层的上端点清晰。尽管　共深度点勘探剖面在ＣＤＰ２０—１００之间反射波同相轴横向连续性较好、反射界面清晰，但在ＣＤＰ１—　２０之间的反射波同相轴连续性较差，虽然反射波同相轴形状发生突变，显示断层的迹象，但是，难　以准确判定断层的位置，并且断层的上端点不清晰。　维普资讯 http://www.cqvip.com 冉志杰等：共深度点勘探与地震映像勘探在第四系覆盖层较薄地区的应用研究　５７　４０　８０　童１２０　厘　督　１６０　２００　２４０　图７邯郸市留旺村共深度点地震勘探时间剖面　Ｆｉｇ．７　Ｃｒｏｓｓ—ｓｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｍｍｏｎ　ｄｅｐｔｈ　ｐｏｉｎｔ　ｓｕｒｖｅｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｌｕｉｗａｎｇｃｕｎ　ｏｆ　Ｈａｎｄａｎ　ｃｉｔｙ　４０　８０　｛１２０　厘　曹　＂１６０　２００　２４０　图８邯郸市留旺村地震映像勘探时间剖面　Ｆｉｇ．８　Ｃｒｏｓｓ—ｓｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｅｉｓｍｉｃ　ｉｍａｇｉｎｇ　ｓｕｒｖｅｙ　ｗｉｔｈ　ｔｉｍｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｌｕｉｗａｎｇｃｕｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｈａｎｄａｎ　ｃｉｔｙ　４结论　通过对两个第四系覆盖层较薄场地共深度点勘探剖面和地震映像勘探剖面的对比分析，地震映　像勘探剖面反射波同相轴横向连续性较好，主要目的层清晰、分辨率较高，显示断层清晰，其勘探　结果明显优于共深度点勘探结果，并且地震映像勘探施工方便，数据采集速度快，资料处理简单，　因此，在第四系覆盖层较薄地区（一般小于５０ｍ）开展地震勘探工作时，首选方法应是地震映像勘　探。　参考文献　［１］王兴泰．工程与环境物探新方法新技术［Ｍ］．北京：地质出版社１９９６．　［２］王振东．浅层地震勘探应用技术［Ｍ］．北京：地质出版社，１９９８．　［３］夏金儒．地震映像和瞬变电磁法在采区空洞勘查中的综合应用［Ｊ］．地质找矿论丛，２００６．Ｖｏ１．２１．　［４］徐贵来．地震映像勘探技术研究［Ｊ］．世界核地质科学，２００６，Ｎｏ．１，Ｖｏ１．２３．　［５］中国地质科学院地球物理化学勘查研究所、国家现代地质勘查工程技术研究中心．邯郸市目标断层区域控制性浅层地震探测报　告［Ｒ］．２００６．３．　维普资讯 http://www.cqvip.com 东北地震研究　２３卷　ＡＰＰＵＣＡＴＩＯＮ　ＳＴＵＤＹ　ＯＮ　ＴＨＥ　ＣＯＭＭＯＮ　ＤＥＰＴＨ　ＰＯＩＮＴ　ＳＵＲＶＥＹ　ＡＮＤ　ＳＥＩＳＭＩＣ　ＩＭＡＧＩＮＧ　ＳＵＲＶＥＹ　ＩＮ　ＱＵＡＴＥＮＡＲＹ　ＳＹＳＴＥＭ　ＯＶＥＲＢＵＲＤＥＮ　ＴＨＩＮＥＲ　ＡＲＥＡ　ＲＡＮ　Ｚｈｉ－ｊｉｅ。，ＷＥＮ　Ｃｈａｏ。，ＺＨＡＮＧ　Ｈｅ。，ＣＡＩ　Ｌｉｎｇ－ｌｉｎｇ２，ＰＥＮＧ　Ｙｕａｎ－ｑｉａｎ。　（１．Ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ　Ａ　ｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｈｅｂｅｉ　ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｈｅｂｅｉ　Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ　０５００２１，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｈｏｎｇｓｈａｎ　Ｓｅ￣ｍｗ　ｓｔａｔｉｏｎ，Ｈｅｂｅｉ　Ｌｏｎｇｙａｏ　０５４０００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｔｗｏ　ｉｆｅｌｄｓ　ｏｆ　Ｑｕａｔｅｎａｒｙ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｖｅｒｂｕｒｄｅｎ　ｔｈｉｎｅｒ　ａｒｅａ　ｗｅｒｅ　ｓｒｕｖｅｙｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｃｏｍｍｏｎ　ｄｅｐｔｈ　ｐｏｉｎｔ　ａｎｄ　ｓｅｉｓｍｉｃ　ｉｍａｇｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｓｅｉｓｍｉｃ　ｉｍａｇｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ｂｅｔｔｅｒ　ｔｈａｎ　ｃｏｍ—　ｍｏｎ　ｄｅｐｔｈ　ｐｏｉｎｔ　ｍｅｔｈｏｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｏｍｍｏｎ　ｄｅｐｔｈ　ｐｏｉｎｔ　ｓｕｒｖｅｙ；　ｓｅｉｓｍｉｃ　ｉｍａｇｉｎｇ　ｓｕｒｖｅｙ