上海城市水网地区电火花震源地震探测隐伏断裂的应用探索

人工地震勘探是目前公认最为有效的城市地区隐伏断裂探测手段之一,但其受限于激发震源和城市高干扰环境背景,在高度城市化区域往往难以获取良好的地震勘探资料。文章通过利用上海市城市水网发育的优势,在大治河水域开展大功率电火花震源激发方式的地震探测,对电火花震源激发能量、放电水深、不同震源的地震成像效果等对比试验,获得了上海地区内河水域（大治河东段）最佳地震勘探激发参数,确认了在城市水网开展电火花震源激发地震勘探方式的有效性。与其他常规激发方式相比,电火花激发地震勘探资料具有较高的信噪比,并且可以达到较深的勘探深度,对城市地区隐伏断裂探测具有良好效果。      

沿海滩涂区浅层地震不同类型激发震源适用性分析

受复杂地表地质条件影响,沿海滩涂区地质调查程度较低,限制了相关地质调查方法技术的发展水平。浅层地震勘探技术在沿海滩涂地质调查中作用显著,但其勘探设备在沿海滩涂的适用性问题制约了地震探测数据采集工作,尤其体现在激发震源的适用性问题上。文中针对沿海滩涂复杂的地表地质条件,在满足探测要求的前提下,以提高地震记录分辨率和信噪比、提高施工效率为目的,选取了轻便灵活的夯击震源、锤击震源、落锤震源和电火花震源开展高精度地震探测激发震源适用性对比分析试验研究,通过对比分析不同震源激发的地震记录得出结论:电火花震源激发得到的单炮记录反射波频率高、频带宽、同相轴连续性好、探测深度深、信噪比高、受风噪干扰影响小,且可有效提高浅层地震数据采集施工效率。实际应用效果表明,电火花震源在沿海滩涂潮间带区浅层地震探测中的适用性较好。     

可控震源的互补组合激发技术

在浅层地震勘探领域,便携式可控震源的研制和应用目前仍没有达到实用化水平,震源激发能量与便携性之间的相互制约一直是困扰人们的一个棘手问题。振动式可控震源采用扫频方式激发,具有良好的相关特性,但若要增加输出力必须以增大自身重量、牺牲便携性为代价;冲击式可控震源采用冲击序列方式激发,具有能量强的特点,但若要减小解码地震记录中的相关噪声,必须增加冲击序列的长度,从而增加了勘探施工成本。研究冲击式与振动式可控震源的互补组合激发技术,保持了冲击式可控震源在能量与便携性方面的优势,在不增加冲击序列长度的前提下降低了解码记录中的相关噪声。相关分析、频谱分析、地震数值模拟和实际地震实验的结果均证实了互补组合激发方法的有效性。     

横波浅层地震在城市勘探中的应用

常规反射波法地震勘探中,80 m以内是勘查盲区,为解决这一难题,采用横波浅层地震勘探,在城市浅层地震勘查中,使用200 kg冲击锤的强力横波机械震源激发,小排列、点组合的接收方法,可有效获得80 m以内的有效信息,对城市建筑地基、浅层地质构造及工程勘查等勘探效果明显好于常规地震勘探。     

海洋电火花震源地震勘探研究进展

电火花震源是一种重要的海洋地震勘探技术装备。它不仅环保、安全、成本低,而且数据具有宽频带优势,能够实现高分辨率地震勘探。但电火花震源在发展初期,存在信号不稳定、勘探深度浅等问题,导致它的发展速度减慢而被气枪震源所取代。后来,随着电力电子技术的快速发展以及数据处理水平的提高,这些问题逐渐得到解决,近年来逐渐又引起了人们的重视。文中概括了电火花震源的硬件、数据处理方法的发展历程,总结了电火花震源发展过程中存在的问题,阐述了前人使用电火花震源地震勘探的应用效果,从数据处理角度提出了解决存在问题的方法,展望了电火花震源对于未来海洋地震勘探的前景以及发展方向,认为电火花震源在未来海洋地震勘探中将会发挥更大的作用。     

羌塘盆地浅层地震探测方法技术

西藏羌塘盆地地震地质条件复杂,要取得高质量的浅层地震勘探资料是非常困难的。文中结合多次在羌塘地区开展的浅层反射地震勘探方法技术试验,探讨了高原冻土层对地震资料的影响因素,地震数据采集采用了小道间距、多道数长排列的接收方式,同时提高覆盖次数,采用大吨位可控震源进行高频激发,获得了高质量的原始数据资料;在地震数据处理阶段,重点在叠前采取相应的去噪处理技术,能够有效地衰减震源干扰波、随机和相干噪声等干扰,获得信噪比较高的地震成像剖面。总结研究区浅层地震勘探的数据采集方法和资料处理解释技术,取得了较好的试验研究成果,对今后在高原冻土区开展浅层地震勘探方法技术的应用与研究有一定的借鉴作用。     

城市浅层地震勘探技术进展

当前快速城市化与城市地下空间开发给浅层地震勘探技术的发展带来了挑战和良好机遇。笔者从地震勘探仪器设备、数据采集、数据处理和解释应用等方面介绍了近年来城市浅层地震勘探技术所取得的主要进展,包括陆上地震拖缆系统的研发、无线地震数据采集、可控震源伪随机扫描方法、城市噪声面波勘探技术及地震数据综合处理算法等。结果认为,通过瑞雷波约束折射P波层析成像结果或联合反演方法,可以提高后者对城市地下"百米"空间的探测精度;利用城市噪声作为震源,既能获得对描述浅层地质特征有重要意义的补充信息,同时又满足了城市对绿色、环保震源的要求;而陆上地震拖缆系统则使得S波技术在城市地下浅层勘探中可以发挥更加重要的作用。今后发展建议:一是加强城市浅层地震数据采集关键技术装备的研发;二是进一步开发和完善非传统(如面波)地震勘探方法,深入挖掘地震波中所蕴含的大量有用信息。     

平潭海峡大桥海上地震勘探

全长3478m的平潭海峡大桥是一大型桥梁工程, 桥位自然条件恶劣, 工程地质条件复杂.为了克服浅层水域常见的电火花震源激发频率高、能量衰减快、探测深度浅等不足, 采用工程地震仪和振动冲击震源在海上开展地震反射波勘探工作, 结合地质钻探工作, 查明了桥址区的地层岩性分布、地质构造等工程地质问题, 为桥梁建设提供了重要的地质依据.工程应用表明: 在地球物理条件不利的情况下, 获得了较清晰的地震反射波, 其有效波主频为200Hz左右, 是水域工程地震勘探经济环保、简单有效的工作方法之一.      

哈拉湖地区浅层地震勘探可控震源激发参数对比试验

哈拉湖地区属于青藏高原冻土区,地质调查结果表明该地区具有良好的天然气水合物赋存条件和找矿前景,因此在试验区开展了高精度的浅层反射地震试验,激发震源选用KZ-28大型车载可控震源。通过分析试验区地震地质条件,结合本次浅层地震勘探的探测深度和目的层反射波特点,在地震剖面采集前,对可控震源的台数、扫描频率、扫描长度、振动次数和驱动幅度进行了试验研究,对不同的单一激发参数试验得到的地震记录进行对比分析,在满足探测要求的前提下,以最大限度地提高地震记录分辨率和信噪比为目的,确定了该地区地震勘探可控震源的最佳激发参数为:可控震源台次1台2~3次,扫描频率8~100 Hz,扫描长度12 s,驱动幅度75%。     

适合于城市活断层探测中的激发震源

激发地震波的震源是地震勘探的关键因素,只有在震源激发出的地震波信号具有足够的能量和宽频带的前提下,才有可能接收到地下界面产生的反射波,也才使数据采集、处理和解释具有实际意义。这里介绍了二种用于城市活断层探测中的激发震源,并就其工作原理、技术指标、激发参数和对比试验效果进行了阐述,试验研究结果表明:夯击震源和可控震源均能满足城市活断层探测的需要。虽然如此,在城市活断层探测中,尤其在城市特定环境下(不允许炸药震源激发、各种外界干扰十分严重),仍需根据工作需要和测区实际情况,合理选取激发震源。     

地震反射波法在浅层勘探中的应用

常规多次覆盖反射波法地震勘探难以获得100ms（一般相当于80m）以上的有效地震反射信息,形成浅部地层勘探盲区。为有效解决浅层勘探难题,提出了单道自激自收或点组合小排列施工方法。该方法除对震源输出脉冲宽度、频率特性有要求外,还对震源适应性有较高的要求。实例表明：采用小药量震源激发,点组合小排列接收,可有效划分100ms以内的层位;而单道锤击自激自收反射波法,对地下敷设电缆、城市排水沟、地下管道及人防工程的探测效果明显高于常规地震勘探。     

非炸药脉冲震源在煤田地震勘探中的试验

电火花、空气枪类非炸药震源,由于野外使用方便,对周围环境无破坏作用,成本低,效率高,具有较高的重复率和较准确的激发时间,近年来正在我国煤田地震勘探中试用。现将我们的试用效果、存在问题及解决途径叙述于下。      

StrataVisor NX地震仪性能简介与开发

文章分析了GEOMETRICS公司最新推出的StrataVisor NX地震仪的性能特点. NX地震仪的推出,解决了城区浅层地震勘探使用传统炸药震源所受的限制,代之以轻便、无损的夯击震源.并将该系统用在天津地区进行了城市浅层地震勘探,取得了满意的效果.     

大吨位可控震源在西部巨厚砾石区地震勘探中的应用

在潜水位较深、巨厚砾石覆盖区,如何提高激发效果是煤田地震勘探面临的最大难题。通过对炸药震源及中小吨位、大吨位可控震源的对比,认为可控震源具有激发精确可控、效率高等优势;而大吨位可控震源又具有能量大、技术参数可控、震源一致性高等优点,尤其适合在中国西部地区巨厚砾石区的地震勘探。甘肃某勘探区震源的试验对比与煤田勘探效果说明,在反射品质较差的巨厚砾石区,只有使用大吨位可控震源,才能取得高品质的地震资料。     

可控震源激发参数优选及应用效果

可控震源技术在沙漠、戈壁、潜水面较深等成孔困难的地区应用较多。在野外施工过程中,选取合适的激发参数是保证地震勘探效果的必要前提。文中以J矿区煤田地震勘探为研究对象,以提高地震资料分辨率与信噪比为主要目的,对可控震源的扫描频率范围、扫描长度、驱动电平和震动台次等参数进行了实验,通过定性与定量分析相结合的手段,选取了最佳激发参数进行数据采集,获得了质量较高的地震时间剖面,展示了其较好的应用效果。结果表明:在炸药激发困难地区,应用可控震源采集技术进行煤田地震勘探是有效、可行的。     

可控震源技术在表、浅层地震地质条件极复杂区的应用

地震勘探的激发源多以井炮为主, 但在潜水位深、浅层卵砾石、沙石发育的浅层地震地质条件复杂区,井炮施工极为困难,甚至不能施工。但可控震源以其特性克服了井炮的不足。可控震源施工主要是其参数选择上要下些功夫,取好可控震源的施工参数,便可取得很好的记录。我队从１９９３ 年至１９９８ 年,采用可控震源激发施工,已完成了２５ 个区的地震施工任务,共完成物理点１０２９７６ 个（ 其中三维项目２ 个,面积５ ．４７ｋ ｍ ２） ,并取得较好的效果和可喜的地质成果。     

城市地下断裂构造可控震源地震勘探试验研究

在城市地下空间开发过程中,断裂构造是引起地质灾害的重要因素之一,有效探查断层的位置、规模及深度,具有重要的意义。地震反射波法已逐渐应用到城市地下空间异常地质构造地探查,但城市地表表层地震地质条件复杂,环境噪音大,硬质路面检波器耦合较差,传统锤击震源能量弱、衰减快、信噪比低,勘探精度很难达到规范要求。这里以某城市勘探区探查地下断裂构造为例,利用可控震源激发,从能量、信噪比、频率等方面对试验资料进行分析,确定适合该区可控震源施工参数,提高了地震时间剖面的分辨率和探查精度,取得了良好的探查应用效果。     

复杂表、浅层地震地质条件激发效果的探讨

在复杂表、浅层地震地质条件区采用常规成孔方式比较困难、成本过高,为改善其激发、接收条件,提高复杂区地震勘探应用效果,选定典型目标区域,结合地震施工因素,对普通炸药（高爆速药柱）、聚能震源弹、地震枪、可控震源四种激发源作了对比试验,同时对检波器的组合接收也进行了试验。从试验资料分析,应优先使用可控震源车进行激发,对可控震源车无法施工的地段（如山坡地带等）采用炸药震源激发,且同等条件下,优先考虑聚能震源弹。     

可控震源在地震勘探激发条件复杂地区的应用

甘肃张掖平山湖矿区浅表层地震勘探地质条件复杂。利用可控震源激发,从能量、信噪比、频率等方面对试验资料进行定量分析,确定适合该区可控震源施工参数:震动台次、扫描长度、扫描频率、震源出力;针对可控震源地震资料特征,着重研究弱化初至前干扰、采取提高初至波信噪比等方法,使得单炮初至更加容易识别;同时,采用反褶积增宽频带,从而提高地震剖面分辨率,取得了较好的地质效果。      

地震枪—一种轻便震源

地震枪是地震勘探中一种轻便的新型非炸药震源,适用于高频率、高分辨率浅层反射法和折射法地震勘探.只有轻便、快速、安全、噪声小.青苗赔偿费用少等特点,在工程地质和煤田地质勘探中,具有广泛的应用前景。