城市活断层探测的高分辨率浅层地震数据采集技术

在简要介绍城市浅层地震勘探干扰波特点的基础上 ,结合福州市活断层探测的浅层地震试验探测资料 ,阐述了抗干扰高分辨率浅层地震勘探的技术装备、地震数据采集的技术方法以及在强干扰背景条件下围绕抗干扰和提高地震资料信噪比与分辨率而采取的技术措施。试验结果表明 :采用可控震源和与其相匹配的地震仪器以及小道间距、小偏移距、多通道和高频检波器接收的工作方法 ,是实现抗干扰高分辨率浅层地震数据采集的有效途径     

城市活断层高分辨率地震勘探震源对比试验研究

国内外大量地震震例研究表明 ,巨大的城市地震灾害主要是由隐伏于城市之下的活动断裂上发生的地震造成的 ,因此 ,探测城市活断层是十分必要和紧迫的。高分辨率地震勘探是目前探测城市活断层较为有效的地球物理方法 ,它包括激发技术、接收技术、观测系统、地震数据处理与解释技术等。而震源是地震勘探的首要问题 ,城市特定的人文环境和城市活断层的特点对高分辨率地震勘探的震源提出了特殊的要求 ,较小的断距决定了要有较宽的震源谱 ,城市较严重的干扰决定了震源要有较强的抗干扰能力。通过在福州市跨八一水库断裂进行的可控震源、真空加速落锤、锤击震源、枪震源以及炸药震源的试验研究 ,利用频谱分析技术 ,得到了各种震源谱的特性 ,并给出了可控震源、真空加速落锤和锤击震源叠加时间剖面对比 ,探讨了各种震源在城市活断层探测中的有效性     

城市活断层高分辩率地震勘探震源对比试验研究

国内外大量地震震例研究表明，巨大的城市地震灾害主要是由隐伏于城市之下的活动断裂上发生的地震造成的，因此，探测城市活断层是十分必要和紧迫的。高分辩率地震勘探是目前探测城市活断层较为有效的地球物理方法，它包括激发技术、接收技术、观测系统、地震数据处理与解释技术等。而震源是地震勘探的首要问题，城市特定的人文环境和城市活断层的特点对高分辩率地震勘探的震源提出了特殊的要求，较小的断距决定了要有较宽的震源谱，城市较严重的干扰决定了震源勘探的震源提出了特殊的要求，较小数点的断距决定了要有较宽的震源谱，城市较严重的干扰决定了震源要有较强的抗干扰能力。通过在福州市跨八一水库断裂进行的可控震源、真空加速落锤、锤击震源、枪震源以及炸药震源的试验研究，利用频谱分析技术，得到了各种震源谱的特征，并给出了可控震源、真空加速落锤和锤击震源叠加时间剖面对比，探讨了各种震源在城市活断层探测中的有效性。     

城市活断层探测中的浅层地震勘探方法

对大量地震灾害的研究表明，地震发生时，位于地表活动断层上的房屋或构筑物的破坏最严重，尤其是20世纪90年代后期美国北岭地震，日本阪神地震和中国台湾集集大地震等的发生后，世界许多国家的政府和地震科学家都清楚地认识到城市活断层探测与研究的重要性和急迫性，城市活断层的探测对于城市规划，抗震设防，减轻地震对城市设施的破坏都具有重要的现实意义，浅层高分辨地震勘探是城市活断层探测手段中最有效，最可靠的方法之一，可以在地表探测到地下活断层的位置，埋深，产状和空间展布情况，但由于城市环境的强干扰背景和场地条件的复杂性，必须针对实际情况，在观测系统，震源，数据采集环境的强干扰背景和场地条件的复杂性，必须针对实际 情况，在观测系统，震源，数据采集和处理方法等环节中，采用一系列提高分辨率， 提高信噪比的有效方法，才能取得可靠的探测成果，本文对城市活断层探测中的浅层地震勘探方法的技术难点和相应的解决方法进行了讨论，并结合我们近几年来在城市开展浅层地震勘探的一些经验，介绍一些实用性的浅层地震勘探工作方法。     

城市地震活断层探测的地球物理方法

通过国内外有关城市地震活断层探测的实例，对城市地震活断层探测的主要地球物理方法进行了介绍。由于城市地区特殊的干扰环境，城市地震活断层探测需要对传统的技术方法进行必要的改进和调整。以提高探测方法的抗干扰能力，城市地球地震活断层探测应充分利用高分辨浅层地震勘探和人工地震测深精度高的优势，根据不同城市的地球物理特征，配合电法勘探、磁法勘探、重力勘探和天然地震观测等其他地球物理方法，通过对资料的综合分析和解释，提高探测结果的分辨率和可靠性。     

超浅层地震勘探在青岛王哥庄断裂探测中的应用

目前国内外对目标层埋深仅有几十米（甚至十几米）的超浅层地震勘探经验不多,理论研究也不够深入。本文从城市活断层探测的角度出发,利用地质学、地球物理学及数学等学科中的相关理论和方法,探讨超浅层地震勘探在青岛复杂地质构造背景下取得有效探测结果的前提条件,并对青岛市主要活断层的典型剖面进行重点研究,力求在城市活断层超浅层地震勘探数据采集技术、数据处理等方面有所进展,为青岛及类似地质构造背景的地区开展活动断层超浅层地震探测提供参考。研究表明超浅层地震反射波法可以获取深度仅有十几米的地层反射信号,且大部分反射剖面都可较清楚地揭示出超浅部断层位置和断层特征。     

城市活动断层探测中的浅层地震勘探数据库建设——以石嘴山市活动断层探测为例

浅层人工地震勘探是城市活断层探测工程中的重要部分。浅层地震勘探数据库记录测点位置、测线分布图、断点位置等详细信息。本文以宁夏石嘴山市活动断层探测为例,重点介绍了针对石嘴山市内四条隐伏断裂所布设的33条浅层地震勘探测线数据库建设的数据库模型、技术方法、操作技巧及注意事项,为城市活断层探测中基于 ArcGIS等平台系统建立浅层地震勘探数据库提供借鉴。     

兰州盆地活断层的高分辨率浅层地震勘探技术

针对城市活断层浅层地震探测的一些技术问题,在兰州盆地的金城关断层和刘家堡断层沿线开展活断层浅层(50 m以内)地震勘探技术研究.主要采用纵波和横波多次覆盖共CMP点地震反射方法,获得了目标场地地震图像资料,尤其横波地震剖面更加清晰地反映出超浅层构造空间特征.以红艺村测线(HYC)和师范学校西测线(SFXX)为例,分析总结了数据采集、资料处理、剖面解释三方面浅层活断层地震探测的技术要点.结果可以为兰州市及类似复杂构造地区活断层地震调查提供技术参考.     

福州市活断层探测与地震危险性评价

大量震例研究表明，活动断层产生的直下型地震对城市的破坏非常严重，应用先进有效的地质与地球物理探测技术，准确地探明城市之下及附近活动断层分布，确定直下型地震的震源和危害性是我国城市减灾工作面临的一个非常急迫的实际问题。《福州市活断层探测与地震危险性评价》项目作为中国地震局全国城市活动断层探测的试点与示范项目于2001年初开始实施，2004年8月通过中国地震局的验收。项目围绕解决城市范围内的断裂定位、定年、定性、深部背景、地震危险性和危害性及防震减灾对策等一系列科学问题，通过“初查与目标区主要活断层鉴定”、“深部地震构造环境探测”、“地震活断层鉴定与危险性评价”、“地震活断层的详细探测”、“地震活断层危害性评价”和“活断层地理信息系统建设”等阶段的探测和评价工作，同时在福州市城、郊区全面开展壤中气汞、土壤汞、气氡、地质雷达、多道直流电法、瞬变电磁法、浅层地震折射法、浅层地震反射法、勘探震源效果对比、用于建立福州盆地埋藏第四系(标准)剖面的钻探等多种手段的试验探测，总结各种试验探测的技术指标和实践经验，在活断层的综合试验探测、定位定年、地震危险性和危害性评价等方面取得了下列成果与结论：(1)福州市活断层综合试验探测成果表明，在充分收集、整理与分析相关地质、地球物理、钻孔等资料的基础上，以地球化学探测为先导“侦察机”，确定了活断层的可能位置；以浅层地震勘探为主要探测方法，辅以电磁勘探作为补充，并利用钻探建立的第四系(标准)剖面或地层层序及测井获得的各种地球物理参数进行必要的校正和验证，结合裸露地表断层或埋深较浅断层的槽探及古地震调查或隐伏断层两侧钻孔岩芯岩性、层序、绝对年龄或孢粉等相对年龄的测定与对比等，是进行城市活断层探测(定位)与地震危险性、危害性评价(定年、定性)的最佳组合方法。(2)福州盆地位于具有发生中等强度地震的区域地震构造环境中，“台湾动力触角”对其影响相对较弱。(3)福州盆地主要断裂的活动性较弱，经鉴定的6条目标断裂都不是全新世断裂。其中，八一水库-尚干断裂和闽侯-南屿断裂至少为晚更新世中期以来的不活动断裂，其它为晚更新世以来不活动断裂。(4)福州盆地深部不存在发生直下型强烈破坏性地震的构造环境，其邻近的长乐-诏安断裂带是未来可能会发生对福州市有影响的地震震源区。(5)福州盆地主要断裂存在发生中等-中强地震的危险性，但发震概率较小。(6)福州盆地地震危害性较弱，地面发生地震地表破裂带的可能性不大。(7)开发建立了全国第一个活断层地理信息系统，具备信息查询显示、数据管理、数据的分析处理和咨询服务等功能。     

高分辨折射勘探技术在浅层反射勘探失效地区的应用——兰州市活断层浅层地震探测实例

浅层反射波法地震勘探是城市活断层探测通常采用的方法,然而特殊的地质构造条件常会使反射波法勘探失效,此时可尝试利用高分辨折射波地震勘探方法。在兰州市活断层浅层高分辨折射地震资料的解释中,笔者以初至时有限差分层析成像方法为主,结合常规折射波资料解释方法,并综合初至折射波走时特征获得了各测线的速度结构和界面构造特征。文中选取SS04-1和SS11-2测线,对其探测结果进行了详细的介绍,由这2条测线各自确定的主要地层界面和构造特征都与测线上的钻探资料具有较好的一致性。文中的探测结果表明:在城市活断层的探测研究中,对于反射波法勘探难以开展的地区,高分辨折射波法勘探技术不失为一种有效的替代方法     

高分辨折射地震资料处理方法及其应用

高分辨折射探测剖面近几年在我国的一些重要地学基础研究项目，特别是在中国地震局“十五” 期间开展的城市活断层探测及复杂上部地壳精细结构研究中得到了越来越广泛的应用.本文对在用传统有限差分方法处理高分辨折射地震资料时的缺陷及其改进算法的研究进展进行了较全面的讨论，对一些缺陷我们已给出了解决的方案，并已成功地应用于实际人工地震高分辨折射测量资料的分析处理，取得了较好的效果，还给出了将改进方法应用于深反射剖面初至波处理解释的一个应用实例，对于另一些缺陷我们在对国内外该领域研究现状调研的基础上，给出了目前我们正在进行中的解决方案.     

HFE在提高地震数据分辨率中的应用

提高地震数据分辨率是地震勘探中获得高质量数据的关键,而分辨率与信噪比的相互制约关系是高分辨率处理的根本问题。本文基于反褶积的基本原理,采用压缩子波的方法,对原始地震数据进行高频拓展法(High Frequency Expanding,HFE)处理。通过测试子波压缩参数,分析研究可选参数对地震资料分辨率和保真度的影响,确定最佳处理参数,并应用于实际地震资料处理中。应用结果表明,HFE处理后的地震资料,其品质得到了明显的改善,处理后的剖面弱反射带层间细节反射更为丰富,横向变化清晰,频带变宽,分辨率得到了很大提高。     

地震正演模拟在高分辨率隐伏断层地震勘探中的应用

应用波动方程有限差分方法人工合成地震记录进行城市隐伏断层的地震勘探.采用适当的差分算法、震源子波以及有效地边界条件和频散消除方法来提高正演模拟的精度和分辨率.结果表明地震数值模拟可以用来分析地层厚度、断层倾角、断层深度以及断裂带宽度等参数对地震记录的影响;通过实际试验数据和正演模拟的合成单炮地震记录的对比,可以快速判断断层的大致位置和断裂带的大致范围以及目标地层的大致深度.该方法能有效辅助实际野外工作中的数据采集参数的估计,提高勘探效率和精度.     

地震方法确定活动断裂上断点的影响因素分析

中国不少城市位于较厚的第四纪松散沉积物覆盖区,在这些松散层内,发育了许多具有相当规模的隐伏断裂,用地震方法能够探测到它们的存在。但用地震方法探测到的这些隐伏断裂的上断点是否代表了真正意义的断裂上断点?文中在讨论地震记录分辨率的基础上,探讨了影响地震勘探效果的记录信噪比、地质构造条件以及资料处理和解释方法:为提高地震记录的信噪比和分辨率,需要采取相应的技术措施,如在数据采集过程中,使敷设的地震剖面垂直断裂走向,在保证地震记录具有较高信噪比的条件下,采用合适的覆盖次数和小道间距接收的工作方法有助于获取更浅波阻抗界面的反射波;在数据处理和解释的过程中,准确求取反射波的速度,采用一些提高地震记录分辨率和信噪比的处理技术,摒弃一些混波处理手段,有助于改善利用地震方法探测隐伏断裂上断点的效果。而对于没有波阻抗差异的地层界面,包括隐伏断裂已经错断的那些地层界面,地震方法则难以对其进行探测。即使地震方法探测到的不一定是真正意义上的隐伏断层上断点,其结果依然可为今后钻孔剖面位置的布设、钻孔深度的设计以及断层活动性的判定提供科学依据。     

A high-precision time–frequency analysis for thin hydrocarbon reservoir identification based on synchroextracting generalized S-transform

Improving the seismic time–frequency resolution is a crucial step for identifying thin reservoirs. In this paper, we propose a new high-precision time–frequency analysis algorithm, synchroextracting generalized S-transform, which exhibits superior performance at characterizing reservoirs and detecting hydrocarbons. This method first calculates time–frequency spectra using generalized S-transform; then, it squeezes all but the most smeared time–frequency coefficients into the instantaneous frequency trajectory and finally obtains highly accurate and energy-concentrated time–frequency spectra. We precisely deduce the mathematical formula of the synchroextracting generalized S-transform. Synthetic signal examples testify that this method can correctly decompose a signal and provide a better time–frequency representation. The results of a synthetic seismic signal and real seismic data demonstrate that this method can identify some reservoirs with thincknesses smaller than a quarter wavelength and can be successfully applied for hydrocarbon detection. In addition, examples of synthetic signals with different levels of Gaussian white noise show that this method can achieve better results under noisy conditions. Hence, the synchroextracting generalized S-transform has great application prospects and merits in seismic signal processing and interpretation.     

夏垫断裂东北段地震勘探资料研究

为查明夏垫断裂东北段的空间位置、性质及其活动性,由大厂八百户起向东北方向,经过三河齐心庄至北京马坊镇,以可控震源激发方式,完成高分辨率浅层地震勘探测线7条,长约22 km.各地震反射时间剖面波组特征变化明显,断裂特征清晰,获取了准确的断点定位及断裂发育特征,展现了自八百户经齐心庄至马坊镇延伸约20 km范围内夏垫断裂的...     

Properties of an improved Gabor wavelet transform and its applications to seismic signal processing and interpretation

This paper presents an analytical study of the complete transform of improved Gabor wavelets (IGWs), and discusses its application to the processing and interpretation of seismic signals. The complete Gabor wavelet transform has the following properties. First, unlike the conventional transform, the improved Gabor wavelet transform (IGWT) maps time domain signals to the time-frequency domain instead of the time-scale domain. Second, the IGW’s dominant frequency is fixed, so the transform can perform signal frequency division, where the dominant frequency components of the extracted sub-band signal carry essentially the same information as the corresponding components of the original signal, and the subband signal bandwidth can be regulated effectively by the transform’s resolution factor. Third, a time-frequency filter consisting of an IGWT and its inverse transform can accurately locate target areas in the time-frequency field and perform filtering in a given time-frequency range. The complete IGW transform’s properties are investigated using simulation experiments and test cases, showing positive results for seismic signal processing and interpretation, such as enhancing seismic signal resolution, permitting signal frequency division, and allowing small faults to be identified.     

浅层地震勘探在沿海地区隐伏断层探测中的应用

中国沿海地区的第四系厚度变化较大,在大部分地区存在淤泥、黏土和砂层的多重互层情况,这种地层结构对地震波的传播十分不利,容易造成对高频信号能量的强烈耗散。沿海地区又具有人口密度大、工业干扰强烈的特点,地震波的激发、接收条件较差。文中给出了在粤东、天津和唐山覆盖层厚度变化较大的地区,利用浅层地震勘探开展隐伏断层探测的应用实例。较系统地介绍了野外工作、资料处理和解释方法。阐述了在强干扰环境下提高信噪比和分辨率的有效技术途径。所给实例中的反射波组能量强,隐伏断层的反应明显,经跨断点钻探验证,结果证实地震勘探确定的界面深度、断点位置和基岩错距等参数都是可靠的。所述技术方法对类似地区的城市活断层探测和工程物探工作都有较重要的参考价值