摘要：在地質勘察工作中，常常采用物探及鉆探結合驗證的方式，高密度地震映像法是一種采集速度快、數據解釋直觀的物探方法。高密度地震映像法又稱地震共偏移距法，利用多種地震波作為有效波來進行探測。通過對試驗剖面進行驗證分析，結合大量的工程經驗，能得到較好的地質體判斷效果。

　　關鍵詞：地質勘察;高密度地震映像法;地震波;地質體

　　Abstract: In the geological survey work, the geophysical prospecting and the misering combining with validation are offen used. And the high-density seismic imaging is one kind of an geophysical prospecting method with fast acquisition speed and intuitive data interpretation. It is also known as seismic co-offset method, using a variety of seismic waves as significant wave to detect. Through verifying and analyzing the test profile, and combining with a large number of engineering experience, you can get a better judgment effect of geologic body.

　　Key words: geological survey; high-density seismic imaging method; seismic waves; geologic body

　　中圖分類號：{P621+.3} 文獻標識碼：A 文章編號：

　　引言

　　高密度地震映像法又稱地震共偏移距法，這種方法可以利用多種地震波作為有效波來進行探測。在多種地震勘探方法中，僅采集一種地震波的難度和處理工作量相當大，而且在分離各種波的同時，也造成了有效波的拉伸、畸變。相比其他地震勘探方法，地震映像法數據采集速度較快，資料處理過程中不需要進行校正處理，節省了資料處理時間，可以使各種波的動力學特征全部被保留，地震記錄的分辨率不會受影響，這給資料解釋帶來極大的方便，可直接對資料進行數字解釋。

　　本文所舉工程實例是利用多種地震波的信息，綜合判斷地下地質體，由于每個記錄道都采用了相同的偏移距，地震記錄上的波的振幅、頻率、同相軸變化即為地下地質體的反映。

　　1 方法原理

　　最佳偏移距選擇

　　在地震映像數據采集中，激發和接收之間的距離一般稱為最佳偏移距，最佳偏移距的確定是關系測試成果成功與否的關鍵因素，為了獲得具有高信噪比和分辨率的地震映像記錄，需要使用多道地震儀在一定的接收長度上獲得試驗剖面，分析試驗剖面上各種地震波的傳播規律，確定能夠最好地反映探測目標的有效波的偏移距，即為最佳偏移距。因為要利用盡可能多的信息，不同的條件下最佳偏移距的選擇原則不同。在資料解釋中，最佳偏移距的大小與判斷局部異常地質體的范圍有直接關系。

　　各種波在地震映像波形圖上的反映

　　1) 折射波

　　在地震映像方法中，如果在所使用的偏移距上可以接收到某一界面的折射波，由于偏移距相同，界面速度和上覆介質速度不變，折射波的傳播路徑及到達時間不變，在地震映像記錄中，折射波的同相軸為直線，同相軸時間和波形的任何變化都與界面深度、速度和上覆介質速度的變化有關。這在只對確定基巖面埋深的工作中，可只采用折射波為有效波。地質條件復雜或要求精度較高時，僅采用折射波難以達到目的，另外，資料解釋時，需要界面上下的速度參數。

　　2) 反射波

　　地震映像方法中，常用反射波作為主要的有效波。當界面水平時，反射點的位置正好在記錄點上，每次激發的反射波傳播時間不變，同相軸為直線。當界面深度發生變化時，反射波的傳播時間會發生變化，如在斷層兩側表現為突變;如果是傾斜界面，反射點的位置會偏離記錄點向界面的上傾方向移動，一般根據反射波同相軸的變化情況定性推斷界面的起伏情況，根據反射界面上的介質速度計算深度。

　　3) 面波

　　地震映像方法中利用的面波是在地下一定深度內從震源傳播至接收點的含有多種頻率成分的、有多個相位的面波群(即由多個相位組成的面波)。面波群的形態受偏移距范圍內覆蓋層介質密度、泊松比等因素的影響。面波群的相位數與覆蓋層的厚度和偏移距有關，面波群振幅的大小與介質的松散情況有關，面波群的到達時間的變化與地層產狀、地層中局部地質體的位置有關。 因此，面波可利用的信息非常豐富，面波群的影響深度與面波的頻譜成分有關。面波群的視速度、振幅、波形、到達時間都是判斷地下介質變化的依據。

　　4) 繞射波

　　在介質中存在局部異常體或斷層的斷點、巖性分界面時會產生繞射波，在地震映像法中，偏移距不變，隨著激發點到繞射點距離的改變，繞射波的傳播路徑發生變化，繞射波傳播時間逐漸增大或減小，在地震映像記錄上出現雙曲線型同相軸。這也成為異常體、斷層、巖性分界面的特有標志。因此，繞射波成為判斷橫向地質條件變化最明顯的標志。繞射波雙曲線型同相軸的頂點為異常地質體的特征點。

　　2 技術應用實例

　　1)場區地形、地質條件

　　場區為臨海的的侵蝕殘丘地貌，地勢總體起伏不大，工區已經經過施工整平，場地平坦。調查將場地劃分為4類微地貌單元：①殘積層(含孤石)、②凹地區(水塘)、③全風化花崗巖、④強～未風化花崗巖。

　　魚塘在場區零星分布，主要為淤泥質粉質粘土和淤泥質砂土;殘積層在場區大面積分布，覆蓋整個場地，以砂質粘性土為主，局部厚度較大，含有大小不等的孤石;下伏基巖為全風化～中分化燕山期中粒花崗巖，全風化花崗巖場地內分布廣泛，風化不均，中間夾雜花崗巖巨塊。

　　2) 場區地球物理特征

　　通過現場進行的地震地質條件及巖石標本測定調查，該地區內具備進行地震勘探的地球物理條件：

　　1)殘積層砂性粘性土與基巖之間有明顯的波阻抗差異和波速差異，同時受風化、剝蝕作用，淺部基巖又可分為全分化至弱風化的不同物性差異層面，可形成反射界面;

　　2)孤石一般為巨塊花崗巖，與圍巖會有明顯的波阻抗差異和波速差異，可形成地震波反射或繞射。

　　3) 場區物探測試

　　在此次工作中使用的地震儀固有頻率為30Hz檢波器接收激發信號，大錘激發震源，道間距1m，采樣問隔0.5ms，采樣點數1024，記錄長度512ms。根據多次實驗測試分析，最終確定20.0m為最優偏移距，試驗證明這個偏移距對直徑大于3m的異常地質體能在地震映像圖反映。

　　場區遠離街市，具備高密地地震映像測試的先天條件。現場測試在夜晚進行，在逐點測試時，檢波器插好后，所有人員停止走動后，進行信號觸發，盡最大可能減少噪音，取得準確的第一手資料。

　　4) 物探測試效果分析

　　根據現場數據采集情況，本次解釋主要結合反射波、繞射波與面波的信息進行聯合分析。

　　試驗剖面長55m，可以看到整個時間剖面同相軸連續性較好，層位清晰。同相軸連續、振幅大、低頻率為上覆土層的反映。大面積的振幅穩定揭示上覆土層地層的良好連續性。下部沒有反射波反映了縱向上基巖的整體性好、厚度較大、裂隙不發育、無層理。 在水平30.0m～55.0m處，基巖埋深較大，土層與基巖接觸面附近同相軸錯亂、連續性差，為土粘性土混碎石的反映。在水平40.0m～55.0m，深度130ms～190ms處，同相軸表現為低振幅，特性與下部完整基巖相似，結合本場地工程地質特點，判譯為完整的花崗巖孤石。在水平35.0m～55.0m，深度30ms～125ms處，同相軸連續性強，振幅相對更大，為軟質均勻沉積土層的反映，結合地質調查，該處為回填后魚塘及底部淤泥質粘性土層。

　　5) 鉆探驗證

　　為了進一步驗證實驗剖面分析結果，沿剖面線布置鉆孔4個.

　　鉆探揭露地層為素填土層，淤泥質粉質粘土層、砂混粘性土層、微風化花崗巖。砂混粘性土層有花崗巖孤石存在，鉆探揭露孤石厚度3.0m。與物探測試分析基本一致。這僅僅是對試驗剖面的分析驗證，在接下來整個場區勘察工作中，高密度映像法對地下孤石，魚塘及淤泥質粘性土層等地質體的判譯取得了較好的效果。其他的物探方法雖然也能達到同樣的效果，但高密度映像法無疑是最快捷、直觀，效率最高的一種。

　　結論

　　高密度地震映像法效果分析解釋直觀，可以采用一種種以上的有效波，體現了多波綜合判斷的特點。在地質勘查工作中結合地質鉆探資料，對試驗剖面進行驗證分析，確定各種地質體在映像圖中的反映情況，這其中需要結合大量的工程經驗，才能得到較好的地質體判斷效果。

　　參考資料

　　何則光.地震映象物探技術在下白石橋大橋巖土勘察中的應用.公路交通技術.2012.1

　　侯衛生.工程地震勘探新進展.勘探地球物理進展.2010.5

　　徐濤.多偏移距地震映像法應用技術研究.工程地球物理學報.2009.3