淺層地震勘探實(shí)驗(yàn)報(bào)告

XXXXXXXXXXXXXX學(xué)校實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)課程地震地質(zhì)工程實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)淺層地震物探實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)學(xué)生姓名組長(zhǎng)指導(dǎo)老師實(shí)驗(yàn)時(shí)間2016年03月26日

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)教學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)，目的是使同學(xué)對(duì)淺層地震勘探技術(shù)掌握，了解淺層地震儀器的使用和儀器工作參數(shù)的選擇；了解淺層地震勘探激發(fā)條件的選擇，檢波器的安置條件；地震反射波法野外資料的采集技術(shù)及方法，并進(jìn)行資料的整理與解釋?zhuān)涣私獾卣鹂碧揭巴夤ぷ魇┕さ倪^(guò)程。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、使用淺層物探設(shè)備對(duì)xx場(chǎng)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，掌握淺層地震物探技術(shù)方法2、使用Geogiga軟件對(duì)所采集數(shù)據(jù)的資料處理（反射波法）三、實(shí)驗(yàn)原理地球物理?xiàng)l件地下介質(zhì)內(nèi)部存在波的阻抗差，波阻抗是介質(zhì)的速度和密度的乘積。具有一定厚度的地層與相鄰地層存在有波阻抗差異時(shí)，才具有開(kāi)展淺層地震勘探的前提。只要波遇到彈性性質(zhì)不同的分界面，就會(huì)有反射界面。表中分別列出了巖土介質(zhì)中的波速、平均密度以及波阻抗的變化范圍。表幾種巖石的波阻抗巖土名稱(chēng)速度/(m·s-1)密度/(g·cm-1)波阻抗/(104g·s-1·cm-2)土壤200-800砂層300-1300黏土1800-2400砂巖2000-4000石灰?guī)r3200-5500巖鹽4500-5500結(jié)晶巖石4500-6000第四系覆蓋層與基巖、砂與粘土、礫石層與粘土、砂層之間有明顯的波阻抗差異和波速差異，各層具有一定的厚度時(shí)，均可形成反射界面；有斷層、破碎帶等地質(zhì)構(gòu)造情況時(shí)，在斷層面上會(huì)產(chǎn)生斷面波、彎曲界面上會(huì)產(chǎn)生回旋波、在斷點(diǎn)和尖滅點(diǎn)上會(huì)產(chǎn)生繞射波等，所以來(lái)自斷層面或特殊地質(zhì)構(gòu)造面上的反射波會(huì)有明顯異常；當(dāng)疏松的覆蓋層或風(fēng)化帶飽含地下水時(shí)，其波速將會(huì)明顯地增大，對(duì)與P波來(lái)說(shuō)，潛水面就是一個(gè)明顯的波阻抗界面；一般基巖各風(fēng)化層間從上到下通常具有速度和密度遞增的趨勢(shì)，多數(shù)情況下基巖風(fēng)化層存在3～4個(gè)速度或波阻抗界面，這些界面常與全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化、弱風(fēng)化和微風(fēng)化界面相一致或相接近；以上地質(zhì)條件均為地震勘查提供了物理?xiàng)l件。淺層地震反射波法淺層地震反射波法是地震勘探方法中的一種。在地表向下激發(fā)地震波，當(dāng)?shù)卣鸩ㄏ蛳聜鞑ビ龅綇椥圆煌姆纸缑鏁r(shí)，就會(huì)發(fā)生反射，地震勘探儀器記錄這些反射地震波。由于反射波在介質(zhì)中傳播時(shí),其傳播路徑、振動(dòng)強(qiáng)度和波形將隨著通過(guò)介質(zhì)的結(jié)構(gòu)和彈性性質(zhì)的不同而變化，根據(jù)接收到的反射波旅行時(shí)間和速度資料，就能推斷解釋地層結(jié)構(gòu)和地質(zhì)構(gòu)造的形態(tài)，而根據(jù)反射波的振幅、頻率、速度等參數(shù)，則可以推斷地層或巖石的性質(zhì)，從而達(dá)到地震勘探的目的。（圖反射波法工作原理示意圖）圖反射波法工作原理示意圖地震波在其傳播過(guò)程中遇到介質(zhì)性質(zhì)不同的巖層界面時(shí)，一部分能量被反射,一部分能量透過(guò)界面而繼續(xù)傳播。在垂直入射情形下有反射波的強(qiáng)度受反射系數(shù)影響，在噪聲背景相當(dāng)強(qiáng)的條件下，通常只有具有較大反射系數(shù)的反射界面才能被檢測(cè)識(shí)別。地下每個(gè)波阻抗變化的界面，如地層面、不整合面（見(jiàn)不整合）、斷層面（見(jiàn)斷層）等都可產(chǎn)生反射波，在地表面接收來(lái)自不同界面的反射波，即可詳細(xì)查明地下巖層的分層結(jié)構(gòu)、斷層特征及其幾何形態(tài)。四、實(shí)驗(yàn)器材S-Land采集系統(tǒng)簡(jiǎn)介本次淺層地震勘探實(shí)驗(yàn)使用的是美國(guó)SI公司S-LAND工程地震儀。和傳統(tǒng)的檢波器組合技術(shù)相比，S-Land的數(shù)字檢波器技術(shù)具有兩方面優(yōu)勢(shì)：①模數(shù)轉(zhuǎn)換在檢波器上完成，避免大線傳輸過(guò)程中的干擾；②數(shù)字檢波器靜校疊后輸出波形比傳統(tǒng)模擬檢波器組合的分辨率更高。主要技術(shù)指標(biāo)：輸入阻抗：1kΩ電容：5納法模數(shù)轉(zhuǎn)換：24位Δ-Σ模數(shù)轉(zhuǎn)換器前置放大倍數(shù)：0dB，12dB，24dB，36dB輸入信號(hào)水平：0dB 5Vpp12dB 24dB 36dB 漂移：自動(dòng)校正采樣率：，，1ms，2ms帶寬(-3dB)：428Hz阻帶衰減：(-6dB增益下高于Nyquist頻率測(cè)量)>130dB通帶紋波：(低于400Hz)通帶相位特性：線性抗干擾能力：抗220V/380V，50Hz/60Hz工頻干擾信噪比：（均方根比值800Ω終端輸入）0dB123dB（典型）>120dB12dB122dB（典型）>118dB24dB115dB（典型）>112dB36dB103dB（典型）>100dB數(shù)據(jù)傳送速率：100mb/s數(shù)據(jù)記錄：連續(xù)、無(wú)間隔、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)記錄電池電壓：輸入12V(帶保險(xiǎn)絲)功耗：<250mW工作溫度：-40～75℃操作系統(tǒng)：Windows7震源：錘擊震源采用5kg大錘。圖S-LAND工程地震儀的各工作模塊數(shù)據(jù)處理軟件實(shí)驗(yàn)采用地震反射波法，數(shù)據(jù)的處理采用的是驕佳技術(shù)公司（GeogigaTechnologyCorp.）的GeogigaSeismicPro軟件的GeogigaReflector子模塊。驕佳技術(shù)公司（GeogigaTechnologyCorp.）主要位于加拿大阿爾伯特省卡爾加里市，是國(guó)際領(lǐng)先的地球物理方法技術(shù)研究及軟件開(kāi)發(fā)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)公司。多年來(lái)，先后開(kāi)發(fā)完成電阻率成像、反射波法、折射波法、面波法及井間地震波法等一系列地球物理數(shù)據(jù)處理與解釋軟件，其領(lǐng)先的技術(shù)、齊全的功能和易學(xué)易用的操作受到業(yè)界一致推崇，用戶遍及世界各地五、實(shí)驗(yàn)步驟室外采集制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃；準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材按照試驗(yàn)計(jì)劃和操作規(guī)范布設(shè)測(cè)線，測(cè)線的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范有：①地震測(cè)線宜為直線，盡量減少因遇障礙物出現(xiàn)剖面空白地段，如遇較大障礙物無(wú)法連續(xù)布設(shè)，測(cè)線可平移或分段。②測(cè)線盡可能與已知地質(zhì)勘探線重合或通過(guò)已有地質(zhì)鉆孔。③若有已知斷層可能存在，測(cè)線宜垂直跨越地下構(gòu)造的走向，長(zhǎng)度應(yīng)以能夠控制被探測(cè)的斷層位置為準(zhǔn)。由于本次實(shí)驗(yàn)場(chǎng)位于學(xué)校內(nèi)，場(chǎng)地條件不佳，且試驗(yàn)的主要目的是掌握淺層地震勘探的野外數(shù)據(jù)采集工作，因此測(cè)線的布設(shè)僅滿足部分條件。檢波器布設(shè)，本次實(shí)驗(yàn)按照1m的道間距布設(shè)檢波器，檢波器安插必須遵循“直、準(zhǔn)、緊”的原則，即檢波器的間距必須滿足道間距的要求，檢波器必須垂直且安插緊固穩(wěn)當(dāng)。（圖）圖按照規(guī)范安插道間距為1m的檢波器按照規(guī)范連接各工作模塊試驗(yàn)性測(cè)試，得到最佳偏移距，本次實(shí)驗(yàn)的偏移距設(shè)置為40m根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皥?chǎng)地條件設(shè)置合適的采集參數(shù)（圖）。圖設(shè)置合適的采集參數(shù)敲擊人工震源，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集反射波法數(shù)據(jù)處理本次資料處理內(nèi)容主要包括：定義觀測(cè)系統(tǒng)、增益控制、道編輯、濾波、反褶積、野外靜校正、速度分析、動(dòng)校正、剩余靜校正、疊加、時(shí)深轉(zhuǎn)換、疊后偏移等，(圖、定義觀測(cè)系統(tǒng)準(zhǔn)確建立、排列炮、檢波點(diǎn)的空間位置，是提高處理質(zhì)量的必要條件，是一切處理工作的基礎(chǔ)，不正確的空間位置排列會(huì)導(dǎo)致地質(zhì)構(gòu)造假象，見(jiàn)圖。2、增益控制對(duì)地震數(shù)據(jù)采用自動(dòng)增益和道間均衡增益控制，提高信噪比，達(dá)到壓制干擾波的目的。3、道編輯剔除不正常工作道，壓制噪聲，從而提高信噪比，達(dá)到凈化剖面的目的。4、擴(kuò)散校正消除炮點(diǎn)激發(fā)能量隨深度衰減導(dǎo)致深部接收信息較弱的影響，從而到達(dá)提高信噪比目的。5、濾波通過(guò)頻率濾波，用巴特沃斯濾波器對(duì)地震數(shù)據(jù)進(jìn)行帶通濾波，壓制干擾信號(hào)，提高信