初至走时层析成像在工程勘探中的应用与研究

工程勘探中由于技术手段限制和地质条件的复杂性,地面物探方法获得的反演结果与实际地质情况往往存在较大偏差.地面激发、隧道内接收的透射波由于直接穿过地质体,因而利用透射波初至走时进行层析成像具有更高的精度和可靠性.本文以某隧道勘探工程为例,对透射波初至走时层析成像的应用效果和影响因素进行了数值试验分析,详细探讨了初始模型和射线覆盖次数对反演效果的影响,试验结果表明:(1)由于具有直接穿透地质体的优势,透射波勘探相较于其他地面地震勘探方法具有更好的精度、可靠性和准确性;(2)虽然初始模型不准确,其在横向上的扰动仍然足以反映异常的存在,但是基于先验地质信息构建适当初始模型对于提升反演精度至关重要;(3)采用针对性的观测系统设计及井地联合反演方法可以提高数据投影角度和完备性,有效减少解的不确定性,从而逼近地质体真实的地球物理模型.数值试验表明透射波初至走时层析成像在工程物探中有广泛应用前景.     

矿山微地震全波自动定位的层析成像方法(英文)

针对在矿山微地震监测过程中纵横波及其传播速度难以确定的难点,在球坐标系中以波动方程为基础,推导出了矿山微地震全波自动定位的层析成像的计算公式,并给出了参数选择准则,藉此可以获得微地震成像能量最大值及其对应参数。通过判断能量最大值在风险区内的位置,可以将风险区内外的微地震事件区分出来。对于能量最大值位于风险区域内的微地震事件,其震源位置和震动时间以及传播速度与能量最大值对应的坐标参数相同,能量最大值对应于震源函数相对强度;当能量最大值位于风险区域边界上时,微地震事件不在风险区域范围之内。理论模型试算和矿山实际微地震资料的应用表明:层析成像方法无需纵横波识别和传播速度假定,只要给定事故风险区域范围及其传播速度范围,便可完成微地震事件定位,是一种全波全自动定位方法,具有进一步研究价值。     

金属矿地震勘探进展与展望

随着浅部金属矿产资源逐渐开发殆尽,向第二深度空间(500～2000 m)找矿是未来必然的趋势.在深部找矿中,常规重、磁、电法的探地信号急速衰弱,无法满足勘探要求,而地震信号具有很好的穿透性及深层分辨率,非常适合于深部探矿.因此,地震方法在金属矿勘探领域的潜力被国内外很多专家学者看好,并做了许多相关的研究工作.本文首先通...     

震源车地震勘探技术在西安地裂缝勘探中的试验研究

为克服巨大的城市环境干扰,采集高质量的人工地震勘探数据,将大吨位震源车引入到西安地裂缝人工地震勘探中,并在真实城市道路环境下对已知地裂缝进行多项试验,包括抗干扰效果、勘探深度、震源工作参数、垂直叠加次数、不同主频检波器接收、勘探排列长度、最佳反射波接收窗口等,最后将人工地震勘探结果与钻探结果进行验证对比。结果表明,大吨位震源车在实际道路干扰环境下可以得到理想的地震反射剖面,剖面中地裂缝异常明显,推测解释的地裂缝在地面的位置可信。     

结构混凝土三角网声波层析成像检测技术

针对矩形网格模型的声波层析成像检测结构混凝土存在的主要问题:1)矩形网格无法充分模拟结构混凝土的速度间断面、2)射线追踪面临穿到凹多边形检测区域之外或穿越内部预留空洞的风险,本文研究了三角网声波层析成像检测技术.依据Delaunay三角剖分的优化准则,结合波前法对模型进行三角剖分;采用"基于波前最小走时单元的三角网射线追踪全局算法"计算声波初至时、追踪射线路径;应用代数重构技术求解层析成像反演控制方程,得到模型的速度分布.数值模拟及应用实例表明,三角网声波层析成像,模型参数化灵活、速度间断面描述准确,射线追踪可靠性强、精度高,反演成像分辨率高、更接近实际结构形态,适应具有复杂几何边界和内部结构的结构混凝土的质量检测.     

基于ZigBee对地震勘探数据精度提高技术的方法研究

针对传统地震勘探方法不能准确获取高精度勘探数据,提出基于ZigBee对地震勘探数据精度提高技术的方法。采用全站仪极坐标法根据地震勘探地区地质和地表结构进行空间定位划区,利用地震勘探技术,通过分析地震波的传播方式及影响检测效果的地震分辨率因素,获取引入差分GPS定位模块的勘探仪器探测的地震数据;运用射线追踪技术,对地震数据中的破损数据进行检测追踪,采用专用检测设备提取破损数据,并对其修复处理;创建由MEMS加速度传感器和ZigBee模块构成的检测系统,并根据拓扑结构网络实现对地震勘探数据的质量检测,以提高地震勘探精度。根据仿真实验验证,该方法具有较高的地震勘探数据精度和有效性,可为相关工作提供较大的帮助。     

复杂盆地的地震勘探

在中国南方有一类中小型盆地,它们的特点是垂直方向的多层结构和水平方向的多级分割,形成复杂的构造格局。复杂性就在于沉积深厚,岩相多变;数度侵蚀,火成常见;断层不少,构造陡倾;起伏频繁,上下不符。因此产生了复杂的地震地质条件和探测的技术问题,诸如各类多次波,侧面波的干扰,复杂断层,各种不整合,尖灭带,速度多变,深层畸变等,造成取得古生代地层内部波组的困难。文中提出了解决这些问题的观点和措施。     

紫山东断裂北段电阻率层析成像与地震勘探的联合探测

通过电阻率层析成像、浅层地震勘探,结合钻孔资料,获得了紫山东断裂北段的形态、活动时代.电阻率层析成像、地震勘探揭露紫山东断裂北段的断层面上端点的埋深大于150m,最新活动到中更新世早期.     

复杂盆地的地震勘探

在中国南方有一类中小型盆地,它们的特点是垂直方向的多层结构和水平方向的多级分割,形成复杂的构造格局。复杂性就在于沉积深厚,岩相多变;数度侵蚀,火成常见;断层不少,构造陡倾;起伏频繁,上下不符。因此产生了复杂的地震地质条件和探测的技术问题,诸如各类多次波,侧面波的干扰,复杂断层,各种不整合,尖灭带,速度多变,深层畸变等,造成取得古生代地层内部波组的困难。文中提出了解决这些问题的观点和措施。     

我国工程多波地震勘探研究与应用现状

从矿井和隧道超前探测、工程地质灾害勘探和工程抗震、工程质量无损检测以及岩石物性测定几个方面对工程多波地震勘探思想、理论和方法的研究和应用现状作了详细的综述和评价．具体内容包括:煤田陷落柱、地下巷道、地下空洞及隧道前方断层的探测；地面岩溶塌陷、活动断裂的探测、地下生命线工程抗震；桩基质量与承载力动态无损检测、混凝土道路路面强度、厚度、缺陷的无损检测、水底隧道工程质量无损检测和高温高压下岩石物性测定、异形标本物性测定．并对目前存在的问题进行了讨论，提出了今后发展的方向.      

地震映像勘探在工程场地地震安全性评价近场区工作中的应用

在第四系覆盖区工程场地地震安全性评价近场工作中,活动断层的探测是一项重要工作,在目标层埋深几十米的情况下,地震映像勘探是进行断层探测的有效物探手段,结合唐山北郊热电2×300MW机组建设场地、沽源电厂建设场地的地震安全性评价中的应用实例,表明该方法进行断层探测具有明显的效果。     

无拉伸动校正技术在近海工程地震勘探中的应用

动校正是地震资料处理的关键内容之一,直接关系到地震资料处理结果的精度.在浅层和大偏移距情况下,常规动校正使波形发生拉伸畸变,波形拉长、频带向低频方向移动,进而影响叠加效果.通常地震资料处理中大都采用切除的方法克服动校正拉伸畸变的影响,这对目的层较深时是可取的.以工程地质调查为目的的海洋地震勘探旨在了解海底之下较浅地层深度范围内的地质信息,一般勘探区水深较浅,数据叠加道数较少,如果仍然采取切除处理,势必严重影响资料的分辨率和准确度.本文阐述了一种无拉伸动校正方法,能较好地解决动校正后的波形畸变问题,理论模型和实际资料的处理结果表明该方法在近海浅层工程地震勘探中是行之有效的,有助于提高速度分析的精度和地震资料的分辨率.     

台湾海峡深地震探测:HX9测线试验及初步成果

利用海上大容量气枪震源、陆上地震台站(包括流动台站和固定台站)和海底地震仪首次在台湾海峡地区开展了深地震探测试验。试验结果表明,"延平2号"科考船气枪枪阵信号最远传播距离达280km,成功获得了数万道高质量的地震数据,并且识别了不同类型的P波震相。HX9剖面一维地壳结构模型表明,由2个速度间断面产生的Pc及Pm P两组反射波和基底折射波(Pg)所反映的地壳结构构成了该区基本的地壳结构特征,康拉德界面和莫霍界面的深度分别为16.0~17.5、28.0~29.5km。     

三维地震勘探在城市活断层精确定位中的意义

回顾了城市活断层探测现状,指出了采用二维地震探测在活断层精确定位中存在中浅层小构造控制程度较差,在地层倾角较大地区断层归位不够准确,受建筑物和其它障碍物限制致使测线布设与断层走向斜交造成断层定位不准,以及由于测网密度限制造成的断层交汇处、断层分段点、端点位置控制程度较差等主要问题．从理论上分析了三维地震勘探的优势,认为三维地震勘探可以较好地解决由于二维地震勘探本身的技术缺陷和地表环境、地质条件影响所造成的断层定位不准的问题．通过实例剖析,从野外采集难点, 仪器选择, 观测系统定义, 优化施工设计, 野外质量监控, 特殊数据处理手段, 以及取得的良好地质效果等方面进行详细阐述,论证了利用三维地震探测在城市进行活断层精确定位中的可行性及其意义．      

Effective utilization of seismic reflection technique with moderate cost in uranium exploration

In participation with numerous industrial partners, the Seismic Laboratory of the University of Saskatchewan has conducted a variety of active seismic reflection experiments; both on the west and east sides of the Athabasca Basin. Results of the investigations at Shea Creek, McArthur River and Keefe Lake illustrate that the seismic investigations deliver effective, highly relevant primary structural images of the subsurface, with resolution that no other geophysical technique can match. Correlation of similar seismic signatures, on several distant but inter-related seismic sections, allowed spatial extension of promising exploration target zones previously unrecognized. Within the three-dimensional seismic volume, comparable reflectivity patterns defined the complex areal distribution of mineralization-related fault systems. Beyond these novel contributions, extended analysis of seismic signal attributes (amplitude and frequency), optical televiewer, and full-wave sonic data offer detailed lithological characterization, including alteration zones, clay content, as well as porosity and fracture density information. Although these structural and geologically relevant anomalies are primary indicators of mineralization, presenting novel exploration advantages, the seismic method is still not a standard component of the Athabasca Basin exploration approach, due to the negative perception that ‘it is very expensive’. Comparing the costs of all geophysical techniques to the cost of a single logged drill hole illustrates that the results of a properly designed seismic data acquisition program not only leads to more effective planning of a drilling program, but also would lead to a much quicker recognition of the major mineralized zone(s), and a reduction in the number of required exploration boreholes. This integrated approach to exploration would then translate into a significant reduction of the total exploration expenditures. Unquestionably, the drilling of boreholes provides the most explicit, reliable information to a certain depth, but only within a very small area. Directly connecting the borehole information to seismic results extends the local reliable data; permitting reduction of the number of boreholes to create accurate two-dimensional or three-dimensional subsurface images and reduction of the expenditures of the total exploration program.     

浅层SH波反射波勘查的应用及震源

本文简述了浅层SH波反射波法在浅层勘查中的优点,分析了制约该法被广泛应用的因素,以实例论述了该法在研究上海地区沉积环境中的应用和在复杂地质条件下的应用效果,并对激发剪切波的震源进行了讨论,给出了采用轻便震源激发剪切波的应用实例.提出了将多道瞬态面波勘察和SH波反射法勘探结合进行联合勘探的可行性.     

Modeling of Rayleigh waves dispersion in the Sannio region (Southern Italy) from seismic active refraction data

Short period surface waves, recorded during a seismic refractionsurvey in the Sannio region (Southern Italy), have been modeled to infera shallow velocity model for the area. Based on the decrease of resolutionwith depth, due to the bias on group velocity estimates arising frominterference of the Rayleigh waves with higher modes, we carried out aprocedure of fitting, with synthetic seismograms, of selected filtered traceswith a gaussian filter, having a width at half height equal to 1 Hz and acentral frequency lying in the range [1,4] Hz. We estimated the likelihoodbetween synthetic and observed seismograms by measuring their semblance.In this way we were able to infer a more refined local velocity modelcharacterized by a high Vp and Vs vertical gradient in the sedimentarycover. Two ad hoc resolution studies, based on group velocity andamplitude data respectively, indicate that the local velocity model is a goodvelocity model also for the entire studied area. The increase in the numberof available data when using amplitude information allows us to make amore selective choice in the model parameter space (Vp and Vs of eachlayer) and to solve for the Vp/Vs ratio. The inferred Vp velocity in thehalf-space is equal to 2.8 km/s. This value is in excellent agreement withthat inferred by other authors (3 km/s) by modeling P-wave travel timevs. distance. The best-fit model furnish low Vp/Vs for the sedimentarycover so indicating a high degree of the sediment's compaction in thestudied area. The inferred shallow high-velocity gradient indicates thatthe shallow sedimentary layer in the area could trap and focus the energytraveling into it.     

叠前时间偏移技术在淮北某煤矿采区三维地震勘探中的应用与效果

淮北某煤矿采区三维地震勘探地质条件极为复杂,区内褶皱、断层构造发育,常规叠后时间偏移处理很难准确成像,给后期资料解释工作带来不利影响.针对这一问题,采用叠前时间偏移技术,结合煤田地震勘探特点,对影响叠前偏移处理质量的关键步骤（预处理、静校正、叠前去噪、时间域速度模型建立）进行了研究,取得了显著效果.利用叠前偏移数据体解释,最终圆满完成了地质任务.本文通过应用实例,说明了煤田地震勘探资料处理利用叠前时间偏移技术对复杂构造成像效果较好,信噪比提高,断点解释更可靠.     

反射法地震勘探噪声消除技术研究

噪声消除是地震勘探资料处理的基础,地震资料信噪比的高低将直接影响到后续处理的效果.因此,选取正确的噪声消除方法是整个资料处理的前提.本文从反射法地震勘探中噪声的特性出发,将常用的去噪方法分为四类,分析了它们的优点和局限性,并且对不同的处理方法进行了简单的比较,介绍了他们的应用领域.     

被动源面波和体波成像在内蒙古浅覆盖区勘探应用

地震勘探具有勘探深度和分辨率的优势,在矿产勘探中多被采用.但主动源反射地震具有成本高、在矿区采集困难等难题,限制了其广泛应用.无需主动源激发、利用天然噪声的被动源地震应用于勘探,可成为其低成本替代选项.本文在内蒙古浅覆盖区矿区进行了被动源勘探试验,采用相关计算获得拟炮集记录,并基于频率域信噪比计算,在生成拟炮集前实现了面波和体波甄选,分离了面波和体波.应用面波反演的横波速剖面识别了覆盖层厚度.体波数据经反射波常规处理,获得了成像剖面.经与主动源反射剖面对比,主要结构的反射特征呈现了良好的一致性.本文试验验证了被动源勘探在内蒙浅覆盖区具有良好应用前景,为低成本的面积性勘探实施提供了新的选择.