深地震反射剖面揭露大陆岩石圈精细结构

深地震反射技术已被国际地学界公认为是探测岩石圈精细结构、解决深部地质问题的有效技术手段。自上世纪70年代中期以来,以美国为首的等西方国家和中国相继开展了深地震反射探测技术实验,使用该技术揭露盆地、造山带岩石圈的形成和演化、地球动力学过程,并应用于油气资源远景评价、矿产资源勘察等领域,取得了丰硕的成果。本文扼要介绍深地震反射剖面技术的发展及其部分应用实例。     

塔中地区奥陶系典型地质体地震识别模式

针对塔中地区奥陶系岩溶缝洞型储层类型多、埋藏深且非均质性强的难点,设计了符合实际地层条件的地震地质模型,对储集体内部结构和参数采用微小管网和孔洞组成的等效储集空间进行精细刻画.应用波动方程交错网格高阶有限差分法进行波场正演模拟,选用常规处理和波动方程叠前深度偏移处理方法,得到偏移剖面,验证储层解释结果.从振幅、相位和频率等信息分析模拟记录地震波场特征,研究储层与围岩接触关系以及储层内部结构的变化对地震波场特征的影响,建立了缝洞储层和火成岩的地震识别模式.该地区存在层状火成岩、火成岩颈、顺层侵入火成岩等地震反射特征,碳酸盐岩储层表现为表层弱振幅、空白反射结构和内幕中强振幅反射结构.     

Shearlet域尺度角度自适应深反射地震数据随机噪声压制方法

深反射地震探测技术是研究地球深部地质结构最为有效的手段之一。受大地滤波作用的影响,地震波能量成指数衰减,造成深层有效反射能量弱,受背景噪声干扰严重,难以实现深部地质结构的准确成像。本文通过研究深反射地震数据在Shearlet域中各个尺度角度上有效信号和随机噪声的分布差异,发现在不同的尺度角度上地震信号受随机噪声的影响程度不同。进一步将深反射地震数据尺度角度域中的信噪比、Shearlet系数二范数及随机噪声残差作为阈值的估计参数,实现随尺度角度自适应的随机噪声压制方法,最大限度地去除随机噪声的影响。通过理论模型数据和实际深反射地震数据测试,验证了Shearlet域自适应阈值随机噪声压制方法可以有效地去除随机噪声干扰,提升地震剖面的整体信噪比,实现深层微弱反射信号的精准成像。     

利用深地震反射剖面开展矿集区深部结构的探测:现状与实例

深地震反射剖面技术以其探测精度高的优势被作为岩石圈精细结构研究的先锋技术,并在全球典型矿集区结构探测中发挥了重要作用.为深入研究青藏高原碰撞造山成矿系统深部结构与成矿过程,本文系统总结了深地震反射技术发展现状,梳理了该技术在加拿大、澳大利亚、中国、俄罗斯、瑞典等全球多个国家的典型矿集区的应用实例,归纳总结了地壳深部结构对矿集区控矿因素的影响,阐述了地壳、上地幔深部结构与深部成矿过程的关系.从全球实例看,深地震反射剖面探测成果为大型矿集区的形成提供了深部线索,反射透明区可能是地幔流体向上运移通道,形成矿集区的成矿物质与能量来源,表明地幔物质参与了成矿作用;具有很强反射特征的断裂系统,包括大型断层、滑脱面和剪切带,是成矿流体从下地壳向上迁移的通道;矿集区深地震反射剖面中“亮点”反射可能是火山活动的深部岩浆上涌至中地壳后而形成的残余岩浆囊的反映.揭露精细的矿集区深部结构不但对矿集区构造历史演化的重建具有重要作用,还对未来成矿潜力和前景靶区的确定具有重要指导意义.     

深地震反射剖面数据子库

深地震反射剖面数据子库（简称SB1）,系国土资源部深部地球物理探测数据库下属子库之一。经过需求分析,数据标准格式设计,采用Microsoft Access97作为开发平台的深地震反射剖面数据子库,具备关系型数据库固有的一切功能。SB1由用户查询,维护管理和报表打印等3个子系统组成。SB1收录了1996年以前,即原地质矿产部和国土资源部地球物理工作者执行深部地质计划和前沿科技计划等专项计划获得的大量深地震反射剖面调查原始记录,处理成果与解释成果。经调研数据分布和保存状况,依照“深地震反射剖面数据入库技术规定”完成了深地震反射剖面数据收集,整理及登录。迄今为止,SB1共收录国土资源部深地震反射资料累计测线19条,剖面长度859km与入库原始记录数据量35.8GB;原始记录,数据处理等入库数据记录格式皆统一采用地震勘探专业通用的SEG－Y格式;并采用通用的刻录格式ISO9660共刻录数据光盘30张。SB1管理系统的库文件及其用户指南,管理员手册,系统盘说明等文档也已刻录成系统光盘,为数据共享以及其它应用提供了方便条件。     

综合地震勘探方法在陕北煤田采空区探测中的应用

基于陕北黄土塬煤层采空区地震勘探方法研究项目,在该类复杂地质背景和地震地质条件下进行了煤层采空区多种地震探测方法的应用。探测中依据不同的地震勘探方法原理,针对同一目标地质体,提取了识别其地震波场的响应特征:①在地震反射时间剖面上呈现反射波组中断缺失、不连续特征;②在折射层析速度剖面上反射为低速异常;③面波记录出现强能量基阶面波传播中止(波散),面波速度剖面呈现为低速异常,频散曲线发生畸变(呈"之"字型回折);④煤层采空区边界显现出散射波特征。这些地震波场特征在鄂尔多斯等地的煤层采空区探测中也已得到验证。陕北煤田采空区探测实例表明,采用综合地震勘探方法探测可有效解决单一方法的多解性问题,提高其成果的准确性和可靠性。     

多金属成矿区深地震反射剖面数据处理技术实验研究——以庐枞矿集区为例

针对庐枞多金属矿集区地震资料特点及浅、深多重探测目标,对深地震反射数据进行了处理技术实验研究。在区域长剖面上,为了获得矿集区地壳与上地幔结构的精细图像,解释成矿深部过程,开展了循序渐进的常规处理技术实验和精细处理技术实验。在矿区剖面,为了获得了浅层精细结构,针对变观测系统接收等特点,进一步开展了特殊处理实验。经过区域剖面与矿区剖面的多重处理实验,集成了一套矿集区深地震反射剖面数据处理方法与处理技术流程,为我国进一步的深部探测积累了技术与经验。     

不整合面下隐伏逆冲断层反射地震成像模拟研究

针对不整合界面下的逆冲断层进行反射地震勘探的可行性问题,进行了一项波动方程正演模拟数值试验。勘探的地质目标包括断层的断面形态,以及附近几个厚度仅仅为几米的地质透镜体。根据掌握的地质资料建立地震参数模型,用波动方程正演模拟技术模仿地震勘探观测系统的施工方式,滚动放炮合成了38炮地震数据,然后按照生产资料处理流程对这些数据进行处理,最后得到地震波速度模型剖面、地震数据叠加剖面以及偏移剖面等图像成果。试验结果表明,如果采用较高频率的震源信号,反射勘探地震成像方法可以有效地揭示不整合面下隐伏逆冲断层的空间展布形态,辨识地质透镜体存在。研究表明,选用主频为150Hz的高频率震源信号,可以使勘探达到最佳的分辨效果。     

地震相分析在深反射地震勘探资料解释中的应用

作者对INDEPTH项目深所射地震剖面的细致研究发现,在深反射地震剖面上不仅仅强反射同相轴可以反映地壳深部的结构、构造特征,而且其上的地震相特征在上、中、下地壳也有一定的差异.通过将地震相分析引入深反射地震勘探的研究中,可以利用地震相特征的差异对深反射地震剖面进行充分解释,为深部工作中的地壳结构、构造特征研究提供更丰富、可靠的资料基础.      

地震海洋学研究进展

传统船舶调查获取海洋水体温盐资料的方法在水平方向上分辨率较低,而用反射地震探测海洋水体特性的方法--地震海洋学,能有效提高海水温盐资料在水平方向上的分辨率.概述了近5年来地震海洋学的发展过程,重点介绍了地震海洋学方法在海洋锋面观测、水团边界划分、海洋内波分析、中尺度涡旋等方面的研究成果,以及AVO、全波形反演等反射地震处理方法在海洋水体特性研究中的应用.比较了地震海洋学方法与声层析技术、高频声技术等声学方法应用于海洋水体特性研究的异同.并展望了下一步研究工作的重点:①有关地震反射剖面的各种参数与海洋水体温盐结构物理模型的联系及其定量分析;②以研究海洋水体特性为目标的地震反射剖面的处理方法;③海洋地震调查历史数据的应用.     

反射地震成像技术在新疆喀拉通克铜镍矿区的应用

新疆喀拉通克铜镍矿自1989年建成投产,已生产27年,属中度危机矿山。为探测该矿山深部资源,需要提供地质构造和隐伏含矿岩体的信息,为此开展了地震数值模拟和高精度反射地震研究。地震正演模拟结果为该区金属矿地震数据采集观测系统设计和实际地震资料的解释提供了依据,地震勘探获得的反射地震剖面分辨率高,成像清晰,能够对测区深部地质结构和构造及隐伏岩体进行可靠解释。地震剖面的地质解释得到了钻探验证,证实了深部含矿岩体的存在。该地震探测结果为在矿山寻找深部隐伏矿指提供了线索。     

深反射地震资料处理和解释的初步研究

深反射地震资料处理的关键是从干扰背景中提取和增强深层弱有效信号,提高剖面的信噪比和分辨率.深反射地震剖面的解释要着眼于大的地质构造运动和成因,运用地质规律进行综合地质解释.在解释中,通过分析和研究某些相干干扰波的形成和特点,有助于对深反射地震剖面进行可靠的地质推断解释.     

我国深部探测获重要发现

<正>国土资源部组织实施的"深部探测技术与实验研究"专项获得重要发现,在国内外产生了积极的学术和社会影响.宏观上获得了岩石圈地幔的强地震反射.东北松辽盆地-虎林盆地600 km深反射地震剖面,采用了深井、高能量激发和超长记录(达50 s)技术,在获得地壳和莫霍界面清晰反射的同时,连续获得了上地幔的强地震反射,     

基于高密度地震技术的武汉某区溶洞探测研究

武汉市灰岩广泛发育,存在大量岩溶孔洞,地质风险程度高.为了探测某区50 m以浅的灰岩溶洞,避免高层建筑以及道路建设中的安全隐患,运用高密度地震勘探技术,使用便携电驱重锤震源、智能节点式地震仪,对区内道路及周边地下灰岩溶洞进行探测.获取的高分辨率三维地震数据有效频带为10～80 Hz,主频30 Hz.在三维地震数据体上识别出2个灰岩溶洞,埋深25～40 m,属半充填或未充填型溶洞.溶洞在高密度地震剖面上反射特征表现为反射同相轴中断,内部反射波杂乱,同相轴扭曲,反射能量弱于周边地层地震反射.后期对研究区南部溶洞进行了钻孔验证,证实了该溶洞的存在,溶洞顶面埋深40 m,内部充填软土及灰岩碎块.     

江陵凹陷北部高速玄武岩下二维广角地震初探

江汉油田江陵凹陷北部高速玄武岩发育,利用常规地震资料很难得到高速玄武岩下的地震反射。分析研究表明,广角地震有利于玄武岩下的地震成像。通过综合正演和实际地震数据完成了广角地震资料的处理,获得了江陵凹陷北部高速玄武岩下的反射地震信息。在开展广角地震波场的识别和利用研究过程中,从正演模型出发,探讨了在不同地质条件下高速层对地震波场的影响,并针对靶区资料讨论了如何识别广角地震信息。在上述基础上,通过对实际地震资料做精细的分析和处理,最终完成了高速玄武岩下地震资料的成像。     

莫霍面地震反射图像揭露出扬子陆块深俯冲过程

近垂直深地震反射剖面对莫霍面变化的观测 ,强有力地说明大陆莫霍面的复杂特征记录了岩石圈的构造历史。横过大别山造山带前陆的深地震反射剖面长约 1 4 0km ,记录时间达 3 0s ,探测深度超过莫霍面深达岩石圈地幔。深地震反射剖面揭示出扬子陆块与大别山造山带结合部位的岩石圈精细结构、清晰的莫霍面及其变化特征。作为相关解释的第一步 ,我们将探测到的莫霍面变化特征与其他特殊反映不同地质年代和岩石圈构造历史的深地震反射剖面进行对比 ,以追索扬子陆块与大别山造山带的岩石圈构造过程。总体北倾的莫霍面和同样北倾的下地壳结构记录了中生代扬子陆块的向北俯冲。北倾的莫霍面错断、叠置现象描述出扬子陆块的俯冲过程。大别山前向北和向南倾斜的交叉反射图像 ,反映了扬子陆块与大别山造山带岩石圈尺度的碰撞关系     

利用人工神经网络方法检测地震剖面同相轴

在地震勘探中,经过各种处理后最终得到用于解释的地震剖面实际上都可以看作是一些图像。这样,就可以从图像处理的观点来看问题,图像的特征有边缘和区域,那么,地震反射同相轴在地震剖面图像上,可以看作是一边缘。人工神经网络是近年来发展起来的一种新技术,它可以进行二维图像的边缘检测,基于这一点,把神经网络边缘检测技术应用到地震剖面上来检测地震反射界面,压制地震剖面上的随机干扰,从而改善地震图像的质量,达到提高地震资料信噪比和分辨率的目的。运用该技术对实际剖面进行了处理,效果很好,证明了方法的可行性和有效性。     

基于大型低频可控震源的超深储层广角反射采集技术

随着超深储层的油气勘探力度不断加大,针对复杂的表层结构和地下地质构造地区,常规地震勘探方法难以获取信噪比较高的有效反射信息,地震资料成像效果差,地震剖面难以清楚刻画工区的地质构造。因此,基于大型低频可控震源激发技术,根据野外采集要求,结合地质任务,选择采用高密度二维广角反射地震观测系统进行地震资料采集,通过广角地震波数值模拟和野外试验工作,优选出适合本工区的野外采集参数。研究结果表明,基于大型低频可控震源的超深储层广角反射采集技术,能够获得较强能量的远偏移距处的弱反射地震信号,特别是深层的低频信息,有效地提高了地震资料信噪比。相对于常规地震叠加剖面,广角反射地震叠加剖面品质得到明显改善,同相轴连续,构造部位清晰可见,地震成像效果良好。野外生产实践证明,广角反射地震勘探技术对超深层油气勘探具有重要的应用价值。     

松科二井深地震反射数据Q值分析及其对含气层位的确定

地震波在地下介质中传播时,地震波能量会出现一定程度的衰减,品质因子Q作为衡量地下岩石吸收衰减属性的重要参数,对描述岩性特征以及预测油气分布具有重要意义。本文针对深地震反射数据,利用基于S变换谱比法的Q值分析技术,获得了更加准确的Q值。以松辽盆地沙河子组为主要目标层,对穿过松科二井的叠后深地震反射剖面进行Q值计算,生成Q值剖面,总结出沙河子组Q值分布特征,同时结合松科二井测井、分层和气测异常资料进行分析,推断沙河子组为含气储层,为下一步深部储层预测提供思路,为东北地区深地勘查工程提供服务。     

中国地质科学的今天和明天

地质科学在板块构造理论和行星探测的双重革命的推动下发展很快.80年代的四大探测技术(空间技术、超深钻技术、深潜技术、大陆岩石圈反射剖面技术)已进入成熟和趋向实用性发展阶段,而90年代被公认的地质科学前沿性探测技术(海洋遥感卫星技术、地震层析成象技术、地球数字地震台网技术、全