《浅层地震报告》word版.doc

关于浅层地震探测方法与技术的报告浅层地震探测方法是研究人工在地面激发的地震波，在地壳表层数百米范围内的传播规律，用以解决矿产地质、水文及工程地质问题的一种地球物理方法，其主要方法是浅层折射波和反射波法。浅层地震的基本原理，与普通地震勘探方法基本相同，即：人工在地面激发的地震波向地下深处传播，遇到不同的弹性介质界面，就会发生反射和折射现象，用仪器记录反射和折射的返回地面时间，根据上述时间和接收点与震源的距离关系（时距曲线）加以研究，就可以获得地下相关介质界面的空间分布的资料，即可确定地层的深度、分布、产状要素及构造形态。（一）浅层地震勘测方法的地球物理基础和地质前提在外力作用下，物体内部质点位置发生变化，既物体发生形变，若去掉外力，物体能够恢复原来形状，则物体称为完全弹性体，所产生的形变为弹性形变。完全弹性形变可分为体积形变和剪切形变。施力于各向同性的均匀无限大弹性体，在弹性形变一定范围内形成随时间而变化的弹性形变，这种弹性形变的连续传递即为弹性波。与体积形变相对应的为纵波（P），与剪切形变相对应的为横波（S）。可知弹性波的形成需要两个基本条件，一为有震源，二为有传播震动的弹性介质，缺一不可。浅层地震探测方法通常以锤击或小药量爆炸为震源，它作用在介质上的冲击力力量小、作用时间短，因此可以视岩石等介质为完全弹性体加以研究。浅层地震探测方法是根据地震波的运动学特点，研究地震波前位置与其传播时间的关系，用以解决地质问题的方法。描述地震波在介质中的传播时间与几何路径关系的曲线称为地震波的时距曲线。不同的岩石种类及地质年代不同的岩层，由于波速即波阻抗不同，它们之间的分界面往往就是折射和反射界面。地震波速取决于岩石成分，岩石的孔隙度、湿度、地层深度和地质年代等。岩石孔隙度增加，会使地震波传播速度降低，增加湿度，对疏松岩石波速增加，致密岩石波速降低。对于新岩石，波速随成层深度增加而增加，而古老岩石的成层深度则对波速影响不大。浅层地震的探测地质效果，取决于工区地震地质条件，低速层的厚度及其变化，地震界面的分布，地震界面的质量。浅层地震要求低速层薄和厚度变化较小，因为厚的低速层吸收大量的地震波能量，严重影响探测深度。工区一定要有一个以上的地震界面存在，且该界面应该广泛分布并与一定的地质层位相对应，这样才能有效地解决工区地质问题。地震界面的质量取决于界面两侧的弹性介质和界面的倾角和光滑程度，一般地震界面倾角应小于30-40度，界面的光滑度则影响着界面的连续追踪。（二）浅层地震仪器设备地震反射波法需用的仪器设备包括震源地震仪器。震源主要有炸药震源和非炸药震源，非炸药震源主要有：物理撞击产生震荡比如锤击，此种震源能量较小；空气枪震源，在海水中突然释放高压空气，能够在水中造成强烈的振动，激发地震波；电火花震源，这是利用一对或多对高压电极在水中的放电效应产生火花造成振动，其特性是频谱较宽，但峰值偏高。此外，利用电磁脉冲,甚至压电效应,也可以造成震源装置如电磁脉冲器和压电换能器，只不过它们的能量较小，仅适用于浅层调查。在测量中应注意根据不同目的和任务进行震源选择。为了获取深部层位的信息,除提高震源强度外,还必须考虑到频率特性以及对地震信号的识别。震源波的穿透深度与其频率成反比，而地震信号的分辨率与其频谱的宽度成正比。常用GEOMETRICS公司生产的Goede96浅层地震仪，相当于四套独立的24道浅层地震仪，能满足折、反射地震勘探、井间勘探、面波调查等地震监测需要。应用Crystal公司的A/D转换器和高速过采样技术达到了24位地震仪的精度。频带从1.75Hz到20,000Hz，采样间隔可以从20微秒到16毫秒。采集的数据保存在32位的叠加器中，然后传回到主机的硬盘上或其他介质上。地震仪的工作原理：检波器将铁锤或者炸药激发的地层震动转变为电性变化，而被地震仪接收并且以地震波形形式展示出来。（三）浅层地震的观测系统（折射波为例）折射波法的观测系统主要有单边观测系统、相遇观测系统、追逐观测系统以及相遇追逐观测系统，重复相遇追逐观测系统等。观测系统一般可用图示法表示，时距平面图法和综合平面图法。1）时距平面图法O1点激发，O2点接收，与O2点激发，O1点接收，反射波传播路径相同，方向相反，旅行时间相等，反射点位置不变，都为某点反射波。反射波的这种关系称为互换关系，或叫互换原理，互换时间T12T21，如图下图所示。（图1：时距平面图法示意图）2）综合平面图法 优点：简单，激发点和接收段的相对位置关系明确 。 特点：O2、O3为互换首点，A、B、C为互换尾点；界面水平时，粗线在测线上的投影是反射点位值，投影的叠掩数是覆盖次数；粗线在测线上的投影是连续的，则对地下的观测也是连续的，如下图所示。（图2：综合平面图法示意图） (四)浅层地震探测方法的用途在浅层地震探测方法中，折射波与反射波法经常配合使用，但在解决具体问题中，又各具特色。浅层折射波法用途（1） 覆盖地区地质填图与矿产普查 确定第四系覆盖层下较年轻的盖层下面，坚硬岩基的埋深、岩性以及岩性的纵横向变化。 了解覆盖层下有无隐伏凹陷或隆起构造，区分陡立面或构造接触带。 发现和追踪构造破碎带，并研究其断距及其断层线走向。 在近地表有利地段，追踪埋深较浅的高速岩层、含矿层位，如金属矿层、煤层、盐层、结晶基岩、建筑材料等。（2） 工程和水文探测 用于研究大型高层建筑以及桥梁、水坝、水库、码头的基底。 勘察公路、铁路、飞机跑道等道路下面路基。 用于地下铁道、地下输油管、底下缆线以及地下人防工程等地质调查，以了解岩基的坚固程度及其动力学参数，风化壳松散程度等。 正确选择地质调查中槽井探的位置，以避开覆层过厚、岩基风化过深地段。 在土石方工程中，对地表土层的性质进行快速勘察，判断用不同的机械手段进行挖掘的可能性，正确布置挖掘或充填地段，选择采石场、漏填矿场位置。 寻找地下水的汇集层，查明隔水层。 探测松散冲积层中地下水面深度。浅层反射波的用途（1） 金属矿床的地质调查 研究地质构造，提供成矿有利地段某些金属矿床的赋存位置与地质构造有关，比如与盆地中的凹陷地带，向斜中的复向斜部分有关。在有利的地震地质条件下，千层反射波法可以有效地研究深达300米的盆地基底形态，从而判定出成矿有利地段。 追索含矿层位若矿体受到岩层层位控制，而且该层的波速或波阻抗与围岩有一定差异时，用浅层反射波法可以追索其分布，为勘探工程提供依据。（2） 煤田地质调查 在煤田地质调查中，浅层反射波法用来研究含煤地