水域地震映像在火成岩发育区的应用与探讨——以厦门某海底隧道勘察为靶区

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南海海盆IODP349钻井岩心的生热元素测试与应用研究

南海海盆IODP349钻井岩心的生热元素测试与应用研究

南海海盆IODP349钻井岩心的生热元素测试与应用研究徐行;董淼;陈爱华;张健;贾香【摘要】Radioactive heat production rate, as one of the thermal physical parameters of rocks, is an important parameter to constrain the thermal structure and tectonic thermal evolution of the lithosphere. To offset the lack of data about the heat production rate of rocks in South China Sea basin, we calculated the radioactive heat production rate of different kinds of rocks based on the analyses of the main radioactive elements of dill core samples and well logging data obtained from the International Ocean Discovery Program (IODP) Expedition 349. The heat production rates for the basalt and sedimentary clastic rocks are 0.28±0.07μW/m3 and1.21±0.34μW/m3, respectively. The results demonstrated that the heat production rate of sedimentary clastic rock is identical to that for the counterpart in the coastal areas of the Southeast China. However, the value of the oceanic basic volcanic rocks is significantly lower than that of mainland alkaline basalt. Calculation by using the new dataset shows that the thickness of thermal lithosphere in southwest sub-basin of South China Sea is about 39?42 km. Crust-mantle heat flow value proportion distribution calculation suggests that the average of crust-mantle heat flow ratio is2.4%, which implies that the lithospheric thickness of southwest sub-basin of South China Sea is thin and the submarine heat flow is mainly controlled by the deep mantle heat source. The heat flow measured from U1431D and U1433A are close to the value measured fromnearby probe. The heat flow measured from U1431C is apparently smaller. The low heat flow value is the result of hydrothermal circulation.%放射性生热率是岩石热物性参数之一,也是研究岩石圈热结构和构造热演化的重要参数.针对南海海盆区缺少岩石生热率资料的实际情况,本文通过整理和分析IODP349航次中的测井资料,测试钻井岩心样品的主要放射性生热元素,通过计算得出:玄武岩样品的生热率平均值为0.28±0.07μW/m3,沉积碎屑岩样品的生热率为1.21±0.34μW/m3,以及3个钻井的地热流值.获得以下认识:(1)本次研究的沉积碎屑岩样品生热率与中国东南沿海的同类岩石样品的生热率值相近,而洋壳中的基性火山岩生热率明显低于大陆碱性玄武岩.(2)用新资料计算南海西南次海盆段的岩石圈热结构得出其热岩石圈厚度约为39~42 km,平均壳幔热流比值为2.4%,说明西南次海盆岩石圈薄,海底热流主要受深部的地幔热源控制.(3)U1431D和U1433A 钻井的热流密度值与附近探针热流密度值相近;而U1431C的热流密度值明显偏小,属于受地下水热循环影响所致.【期刊名称】《大地构造与成矿学》【年(卷),期】2017(041)006【总页数】7页(P1128-1134)【关键词】南海;岩心;生热率;地热流【作者】徐行;董淼;陈爱华;张健;贾香【作者单位】国土资源部海底矿产资源重点实验室,广州海洋地质调查局,广东广州510075;中国科学院大学,北京 100049;国土资源部海底矿产资源重点实验室,广州海洋地质调查局,广东广州 510075;中国科学院大学,北京 100049;核工业二九〇研究所,广东韶关 512026【正文语种】中文【中图分类】P67岩石放射性生热率的实验测定是大地热流研究不可缺少的组成部分。

地震映像在工程勘察中应用

地震映像在工程勘察中应用

地震映像在水域勘察中的运用作者:王兆景,刘轩雄,费建东(浙江有色应用地球物理研究院312000)摘要:地震映像法是以固定偏移距激宽频带弹性波,以共偏移距观测方法,近炮点、宽频带、快速、高密度采集多波列弹性波映像,其中含有直达波和来自不同地质体的绕射波、反射波等信息。

通过对所接受的多波列地震波的振幅、频率、相位的对比分析,可查明地层的分层情况。

它既可以用于陆上,也适用于水域勘察。

本文着重介绍地震映像在水域勘察中的实施,并对实际操作中遇到问题进行讨论。

关键词:地震映像宽频纵波引言:水域工程物探主要是由陆地工程物探发展而来,它和陆地工程物探的多种方法一样,为了探查水下的第四系土层、基岩分布及地质构造,也可以采用电磁法(瞬态电磁法、地质雷达等)、磁法、重力法、地震手段。

但由于水域工程物探较陆地物探有其独特的地方,一是水是低阻体,尤其是海水电阻更低;二是需探测水底地形以下深度,而水的深浅不同,浅的3-5米,深的可达到百米;三是水底是很强的反射界面。

这需要选择物探手段,陆地物探中的电法,电磁法就不易在水中采用,尤其在海水中采用。

有资料显示,100MHz天线的探地雷达在淡水中的探测不超过10米,而在海水就更浅了。

因此,地震物探就作为水域物探的首选的方法。

文章主要讨论了地震映像在水域勘察中遇到的问题及实际采用技术方法,并对地震映像的特性及适用范围进行延伸。

1.1方法及原理介绍:地震映像(又称高密度地震勘探和地震多波勘探),是基与反射波法中最佳偏移距发展起来的。

这种方法可以利用多种地震波作为有效波来进行勘探,也可以根据探测目的的要求仅采用某一种特定的地震波作为有效波。

地震映像法由于每个记录道都采用了相同的偏移距,则地震记录上的时间变化主要为地下地质体的反映,这给资料解释带来极大的方便,可直接对资料进行数字解释,如频谱分析、相关分析等。

1.2 测区的地质情况与判断的基本原则地震记录仪之所以能反映各地质体的区别,其原理是地层与地层之间存在着波阻抗差异。

海底隧道超前地质预报综合体系研究——以厦门翔安海底隧道为例

海底隧道超前地质预报综合体系研究——以厦门翔安海底隧道为例
综合 体 系 , 以 小 断 面服 务 隧 道 先 行 施 工 兼 作 地 质 导 洞 , 以掌 子 面 水 平 超 前 钻 孔 为 主 , 以 T S P 2 O 3 、红 外 探 水 、地 质 雷达 等 物 探 为 辅 , 结 合 掌 子 面 地 质 素描 ,进 行 综 合 预 报 。该 体 系 应 用 于 厦 门 翔 安 海 底 隧 道 左 线

[ 收稿日期]2 0 1 2 一O 9 —1 5
[ 基金项目]交通运输部行业联合科技攻关项 目 ( 2 0 0 8 — 3 5 3 — 3 3 5 — 2 4 0 ) 。 [ 作者简介]程正明 ( 1 9 6 4 一 ) ,男 ,高级工程师 ,现主要从 事公路工程施工技术方面的研究工作。
长江大学学报 ( 自科 版 ) 2 0 1 3 年1 月号理工上旬刊 第 1 o 卷 第l 期 J o u r n a l o f Y a n g t z e U n i v e r s i t y( N a t S c i E d i t ) J a n . 2 0 1 3 ,Vo 1 . 1 0 N o . 1
2 海 底 隧 道 超 前 地 质 预 报 综 合 体 系
2 . 1 预 报 目 标 和 内 容
海底 隧 道超前 地 质预报 的 目标 就是要 准确 核 实或 预测 掌 子 面周 围及 前 方 不 良地 质 体 的规 模 、形 态 、
岩 性和水 文 地质情 况 。具 体而 言 ,包 含 以下 3个方 面 的预报 内容 :预 报隧 道掌子 面前 方一 定范 围 内岩 体 岩性 及水 文 地质情 况 ,如是 否存 在 断层破 碎带 及 软弱夹 层 等 ;预 报掌 子面 前方地 质 异常体 位 于隧道详 细 里 程及 规模 ,包 括地 质异 常体 与隧道 立 体相交 的 位置 和规模 ;预 报 隧道开 挖后 周 围未被揭 露 出的 隐伏 地 质 异常 体分 布情 况 ,如顶板 厚 度等 ,排 除潜在 的隐患 。

李炎复杂地形水波共振聚能现象的精细化观测与预报

李炎复杂地形水波共振聚能现象的精细化观测与预报

台湾海峡
事故高发区 内波高发区 复杂地形区
台湾海峡及附近水域发 生海难事故的地理位置 分布( 1993-2004年)
徐国裕等(2007)
台湾海峡
1999年12月20日, 在连续4天9-10级寒潮 东北狂风巨浪袭击下, 排水量35660t, 船长 180m余的新珠江轮在 彰化浅滩南部的澎湖水 道北口沉没。
"新珠江"轮沉没事故分 析示意图(据赵新江)
台湾海峡
水手长叙述的是 波长超过船长的长 浪危害的典型情形, 珠江轮抛锚点可能 不幸地落入多天东 北大风在彰化浅滩 和台湾浅滩沙波群 激励起的长浪区。 当水波、沙波和船 长相当的情况下, 有可能产生强烈共 振现象。
CYR为彰化浅滩,Taiwan Shoal为台湾浅滩,红星标记处为新珠江轮抛锚点
夜里,正在渔排上的礁棚休息的他和工友,遭遇了16级台风海贝思正面
横扫,他们的礁棚和网箱渔排瞬间被全部摧毁,在美济礁内作业的10多
名工友也被狂风卷走。情急之中,林圣平20和05另外两名工友抓住渔排,在 海上漂流了八天八夜,才被一艘新加坡的货船救起,幸免于难。而几经
波折回到中国后林圣平才得知,在这次台风中,9名同甘共苦的工友因此
2013-09-28 16:41 受“蝴蝶”和弱 冷空气共同影响, 西沙群岛附近海面, 偏北风9级,阵风11级;其中“蝴蝶” 中心经过的附近海面旋转风12级,阵 风13-14级.启动防台风Ⅳ级应急响应, 提醒提请海上作业渔船及时回港避风
2013-09-29 08:43 中心附近最大风 力12级,风速达到35米每秒. 台风紧 急警报
台湾浅滩沙波群
观测 统计
发现 两组走向 两级沙波
发现 常态 两级形态稳定 风暴 全面侵蚀 一级形态稳定

厦门海底隧道超前地质预报经验总结

厦门海底隧道超前地质预报经验总结

2) 提高解译水平。 由于超前地质预报是一项地质学、 物探学、 隧道工 程技术、 工 程地质技术的综合学科 , 对超前地质 预报的准确 把握和解 译是一 件有挑战性的工作。一方面要求了解海 底隧道的区 域地质 , 以便 确定控制性的地 质构 造因 素 ; 另 一方 面 要求 能准 确 解读 工程 地 质、 水文、 围岩的力学特征 ; 也要求能 对地震波、 电磁波 的特征、 信 号处理技术有清晰的了解。 现场超前地质预报中 , 由资深的 地质学、 工程专家 , 解译 的结 果准确率很 高 ; 而普通 技术 人员 测得的 结果 一方面 离散、 难 以解 译 , 另 一方面 解译的 结果千 差万别 , 很大 部分是 失真的。所 以提 高解译水平 , 需要专业化、 高水准的队伍。 3) 综合预报。 将区域 地质特征、 地勘 资料、 设计 资料、 超前 局 部探 测、 围岩 类别、 开挖揭露情况综 合考 虑 , 并根据 各种 超前 预报设 备自 身的 特点、 适 应性 , 不仅 做到超前 预报的 快捷、 有效 , 而且 能取得 准确 性与经济性的最佳平衡。 4) 设备国产化。 如 : T SP203 传感器测管多 为耗 材 , 而且 为瑞 士垄 断生 产 , 价 格昂贵 , 消耗较大 ; 而且 T SP 的核心技术并不在国内 , 也导致相应
收稿日期 : 2008 03 28 作者简介 : 易小明 ( 1979 ) , 男 , 北京交通大学博士后 , 北京 100044 张顶立 ( 1963 ) , 男 , 博士生导师 , 教授 , 北京交通大学 , 北京
厦门海底隧道的安全 顺利施工 , 采用综合超前地质 预报技术 来确保预报结果的准确性 , 将综合超 前地质预报 按照以下 步骤作 为一道必须 的工序 , 贯 穿于隧 道施工 全过程。第 1 步 : 隧道 所在 地区地质分析与宏观预 报 ; 第 2 步 : 隧 道施 工过程 中的 长期 超前 地质预报 ; 第 3 步 : 隧道施工过程中的短 期超前地质预报 ; 第 4 步 : 隧道施工地质灾害 临近 警报。 常用 的超 前地 质预 报设 备如 表 1 所示。

厦门海底隧道风化槽围岩稳定性分析及其工程应用研究的开题报告

厦门海底隧道风化槽围岩稳定性分析及其工程应用研究的开题报告

厦门海底隧道风化槽围岩稳定性分析及其工程应用研究的开题报告题目:厦门海底隧道风化槽围岩稳定性分析及其工程应用研究一、研究背景和意义海底隧道作为连接陆地和海洋交通的重要工程,具有重要的战略意义。

近年来,厦门市在城市交通发展中起到了重要的作用,改善了交通状况,同时海底隧道的修建,也给厦门城市的发展带来了新的机遇和挑战。

然而,海底隧道的建设受到了诸多的困难和阻碍,其中围岩风化和稳定性问题是最重要和最复杂的问题之一。

海底隧道通常位于海水下,隧道周围的围岩面临海水的侵蚀和风化,这给隧道的稳定性构成了巨大的威胁。

围岩风化和稳定性问题涉及围岩的物理性质、力学性质和地质结构等多个方面,其研究对于隧道的建设和管理具有非常重要的意义。

本研究拟以厦门海底隧道为研究对象,通过对围岩的物理性质、地质结构和力学性质进行综合分析,确定围岩风化槽的分布规律和影响因素,并提出相应的应对策略,为海底隧道的建设和管理提供理论基础和技术支持。

二、研究内容和方法1.研究内容本研究的主要内容包括以下几个方面:(1)厦门海底隧道围岩的基础性质和地质条件分析;(2)厦门海底隧道围岩风化槽的形成规律、分布特征及其对隧道稳定性的影响;(3)厦门海底隧道围岩风化槽的稳定性分析,包括数值模拟和实测数据分析;(4)针对厦门海底隧道围岩风化槽的应对措施和防护措施;(5)厦门海底隧道围岩风化槽治理的技术路线和方法。

2.研究方法本研究将采用以实验室试验、现场观测和数值模拟为主要手段的方法进行研究。

(1)实验室试验采用标准试验方法,对厦门海底隧道围岩的物理性质、化学成分、抗风化性能等进行实验室试验测定,以建立相应的物理力学模型。

(2)现场观测通过对厦门海底隧道的现场观测,获取围岩的岩石结构、赋存情况、应力分布等数据资料,并进行系统分析。

(3)数值模拟应用有限元软件对厦门海底隧道围岩风化槽的稳定性进行数值模拟和分析,以得到最符合实际情况的模拟结果。

三、预期目标和研究意义本研究的预期目标包括:(1)确定厦门海底隧道围岩风化槽的形成规律和分布特征;(2)提出相应的应对策略和防护措施,促进厦门海底隧道的安全建设和管理;(3)为海底隧道修建和管理提供理论基础和技术支持;(4)为将来海底工程的修建提供经验和参考。

应用地震波形分类技术识别岩相的适用性和局限性_洪忠

应用地震波形分类技术识别岩相的适用性和局限性_洪忠

第37卷第5期物探与化探Vol.37,No.5 2013年10月GEOPHYSICAL&GEOCHEMICAL EXPLORATION Oct.,2013 DOI:10.11720/j.issn.1000-8918.2013.5.27应用地震波形分类技术识别岩相的适用性和局限性洪忠,张猛刚,苏明军(中国石油勘探开发研究院西北分院,甘肃兰州730020)摘要:地震波形分类技术在识别和划分岩相的应用中有其独特的优点,但也存在一定的局限性。

通过针对不同岩相的大量实践,深入探讨了影响该技术的应用条件,系统总结了该技术识别岩相的适用性和局限性。

研究表明:时窗类型及大小、地震属性体的选择是影响波形分类结果最重要的因素;不同的岩相在地震振幅、频率、相位、时间厚度上存在差异性是正确应用波形分类方法的前提;当岩相间的地震响应差别不明显,或同一岩相横向波形变化较快,无法建立统一的岩相地震波形特征时,波形分类方法的结果不能准确地划分岩相,也没有明确的地质意义。

回归到岩相地震响应特点的分析,建立地震响应与岩相的对应关系,开展波形分类技术应用的先验性研究,是成功应用该技术的基础和关键。

关键词:波形分类;岩相识别;地震响应;时窗类型;地震属性体中图分类号:P631.4文献标识码:A文章编号:1000-8918(2013)05-0904-07地震波形分类技术是一门基于地震波振幅、频率、相位、时间厚度特征对比的时间域地震解释技术。

国内外不少学者已将该技术成功地应用于碎屑岩、砂泥岩、火成岩、碳酸盐岩礁滩体的岩性识别及其对应沉积相带的划分中[114]。

时窗的类型、时窗大小和地震属性体的选择是影响波形分类技术应用效果的几个最重要的参量,目前对这些参量深入研究不够,也很少针对波形分类技术应用的适用性和局限性进行系统的探讨。

为进一步挖掘波形分类技术在油气藏勘探中的价值,笔者通过波形分类技术在不同盆地,不同岩相发育区的实际应用效果,并结合大量的对比试验,对该技术的应用条件、识别岩相的适用性和局限性进行了详细的讨论。

中拐凸起石炭系低放射性火成岩岩性测井识别

中拐凸起石炭系低放射性火成岩岩性测井识别

中拐凸起石炭系低放射性火成岩岩性测井识别李静【摘要】准噶尔盆地中拐凸起石炭系火成岩岩性复杂多样,横向变化快,厚度大,且均具低放射性特征,利用自然伽马无法准确识别岩性.通过岩心观察及薄片鉴定,分析研究区主要岩石类型,利用元素俘获谱测井进行岩石成因、成分分析,建立SiO2与Fe2O3和TiO2质量分数交会图进行火成岩化学成分划分,结合微电阻率扫描成像测井反映的结构构造信息建立成像模式图版,进一步从结构上对岩性进行识别;在ECS测井和FMI测井识别岩性的基础上,分析不同岩性、不同结构及矿物成分的火成岩常规测井响应特征,将ECS测井和FMI测井识别结果推广到常规测井中,进行常规测井曲线敏感性分析,建立中子孔隙度—密度交会图,从而实现利用常规测井曲线划分火成岩岩性.【期刊名称】《新疆石油地质》【年(卷),期】2016(037)004【总页数】5页(P474-478)【关键词】准噶尔盆地;中拐凸起;石炭系;火成岩;ESC测井;FMI测井;自然伽马;岩性识别【作者】李静【作者单位】中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院地球物理研究所,乌鲁木齐830013【正文语种】中文【中图分类】TE112.222准噶尔盆地中拐凸起为石炭纪—侏罗纪的大型继承性鼻状隆起构造[1-3]。

长期处于玛湖、沙湾以及盆1井西3大生油凹陷的油气运移指向区,是准噶尔盆地西北缘重要的油气聚集带之一。

中拐凸起石炭系火成岩非均质性强,裂缝发育,且处于古隆区,长期暴露于地表,经过长期风化、淋滤改造,火山角砾岩、玄武安山岩和英安岩均可成为良好的储集体。

中拐凸起分为南、北2个古凸,钻探显示油气主要沿古凸分布:南部古凸金龙10井区已基本探明,投入开发,多口井长期试采产量稳定,金龙10井区为高效规模的储量区块;北部古凸勘探程度低,已钻井中多口获工业油流,其中金龙22井在石炭系试油,经压裂获得日产油21.6 m3的高产油流,证实北部古凸为有利的油气富集区,勘探潜力大(图1)。

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水域地震映像在火成岩发育区的应用与探讨——以厦门某海底隧道勘察为靶区林松;王薇;罗登贵;金聪;邓小虎【摘要】以厦门某海底隧道勘察为靶区,采用电磁气泡震源系统激发地震波,在火成岩发育区进行水域地震映像实验,较好地查明了海底水深界面、淤泥(砂层)和基岩面的分界线.实验结果表明,水域地震映像法对海域火成岩发育区是一种有效的物探方法,可以为海域地质勘察提供可靠的地质参考依据;利用水域地震映像勘探既可以较好地弥补钻探缺陷,又能极大地节约经济成本.【期刊名称】《大地测量与地球动力学》【年(卷),期】2018(038)007【总页数】5页(P719-722,728)【关键词】水域地震映像;地震反射;电磁气泡震源;海洋地质勘察;火成岩【作者】林松;王薇;罗登贵;金聪;邓小虎【作者单位】中国地震局地震研究所(地震大地测量重点实验室),武汉市洪山侧路40号,430071;武汉地震工程研究院有限公司,武汉市洪山侧路40号,430071;中国地震局地震研究所(地震大地测量重点实验室),武汉市洪山侧路40号,430071;武汉地震工程研究院有限公司,武汉市洪山侧路40号,430071;中国地震局地震研究所(地震大地测量重点实验室),武汉市洪山侧路40号,430071;武汉地震工程研究院有限公司,武汉市洪山侧路40号,430071;武汉地震工程研究院有限公司,武汉市洪山侧路40号,430071;武汉地震工程研究院有限公司,武汉市洪山侧路40号,430071【正文语种】中文【中图分类】P315由于火成岩发育区的花岗岩基岩面起伏较大,在海洋地质工程勘察中,火成岩发育区的勘察难度相比其他岩性发育区更大,单一钻探手段很难清楚查明地层结构和基岩起伏面的变化。

海洋钻探成本本身较高,且效率较低,因此物探方法配合地质工程勘查显得尤为重要。

曾在陆地勘察中发挥过重要作用的地震映像方法近年来被延伸到水域勘察中来[1]。

地震映像法是近10 a来用于探测浅部介质中纵、横向不均匀体构造、洞穴、障碍物、非金属管道、岩溶、土坝中白蚁巢及空洞、地裂缝与疏松带、滑坡体等的有效方法[2],在水域和陆域物探勘探中均适用。

水域地震映像和陆域地震映像一样,均属于地震勘探范畴,是基于介质弹性差异进行探测的一种物探方法[3],相比陆地反射中的多次覆盖,具有独特的优缺点。

其优点是数据处理简单,不需进行动校正(当偏移距为零时),因此,不存在由于动校正造成的波形拉伸畸变或近地表广角反射引起的畸变[4];其次,水域地震映像法不可能接收到面波、横波等类型的波,而单船作业的水域地震映像法由于检波器处于折射波盲区之中,也不可能接收到折射波信号,因此,水域地震映像法接收到的只有反射纵波信号,不再是多波探测,可有效屏蔽面波等干扰波[5]。

其缺点是施工困难,主要体现在两个方面:一是水上定位难度较大;二是震源问题,常规的机械震源船和电火花震源设备庞大,运输不便,且震动频率为2~3 s,甚至更长,震动过慢使得炮点较少,达不到高密度映像的目的,而单体气枪震源会带来较为严重的气泡效应。

近年来,水域地震映像引起不少学者的关注。

王云安等[6]利用水域工程地震映像查明武汉阳逻大桥地层结构,孟立鹏等利用水域地震映像法调查渤海隐伏断裂[7],姚道平等[8]利用高密度(水域)地震映像对海上工程进行地质勘察。

本文以厦门某海底隧道勘察为例,对火成岩发育区进行水域地震映像勘探与研究,结合部分钻孔资料及标定的波速进行验证对比分析,获得了较好的效果。

结果表明,利用水域地震映像勘探既可以较好地弥补钻探缺陷,又能极大地节约经济成本,具有较高的应用价值和科研价值。

1 地质背景与地球物理条件1.1 地质背景厦门某海底隧道所在区域地貌单元属闽东南沿海低山丘陵-滨海平原区。

陆域为风化剥蚀型微丘地貌,海岸带为海蚀海岸及堆积海滩地貌,岸线曲折,海滩多礁石。

图1为研究区地质构造和地震映像测线布置图,研究区附近主要断裂为五通-文灶断裂(F4)、狐尾山-钟宅断裂(F5),两断裂均发育于燕山期花岗岩和侏罗纪火山岩中。

靶区工勘阶段的钻探资料揭示,区内主要地层有淤泥、淤泥混砂、砂、残积土、全风化花岗岩、强风化花岗岩、弱风化花岗岩。

图1 研究区地质构造及地震测线布置Fig.1 Geological structure and layout of seismic survey line in the study area1.2 地球物理条件水域地震映像属于地震勘探范畴,其原理是基于介质弹性差异进行探测。

表1为靶区内通过钻孔资料实测得到的覆盖层、风化岩层及弱风化岩层的纵波平均速度VP和平均密度σ,各层纵波平均速度依次呈现变高特征,且密度σ逐渐变大,因此波阻抗(σVP)存在较明显的差异,为开展水域地震映像勘探提供了良好的地球物理条件。

表1 主要地层纵波平均速度Tab.1 P-wave average velocity in main strata地层平均纵波速度/m·s-1层平均密度/g·cm-3水1 5211.0覆盖层(淤泥、中粗砂及卵石混砂等)1 600~2 0001.2~1.7风化岩层(残积土、全风化岩、强风化花岗岩)2 000~2 3001.8~2.4弱风化花岗岩3 000~4 5002.6~2.92 水域地震映像探测水域地震映像法是通过人工激发地震波,当地震波在水中及存在波阻抗差异地下介质中传播时,经置于水面的检波器会接收到来自于不同地层界面的反射波,通过共偏移距处理技术,这些密集的炮集记录会形成较为连续的同相轴,各同相轴的时间差异和起伏状况代表了不同地层的结构特征。

2.1 震源及接收电缆本文选用HMS-620双源电磁震源系统激发地震波。

相比常规的震源系统,HMS-620震源系统更加轻便和稳定,且触发频率可调,能根据需要调节炮点的密集程度。

水听器选用MicroEe24道组合检波固态油压电缆,相比单道接收,24道组合检波具有较高的信噪比。

2.2 确定最佳观测系统数据采集之前,通过实验确定最佳偏移距、采样间隔、激发频率及滤波等参数,以使震源激发的地震波既能穿透目标地层,又能较好地压制多次波。

本次采样间隔为0.125 ms,记录时长为250 ms,采用等偏移距为6 m。

2.3 GPS导航定位物探工作测量定位采用信标导航和GPS差分定位,测量时将RTK流动站安装在勘探船上,连续接收GPS信号,通过实时计算,可显示出勘探船的实际位置与设计勘探测线的偏离距离以及航向与航速,实验人员指挥勘探船按设计的勘探测线进行水域地震映像勘探。

保持定点时间和主机记录时间同步,每完成一个测点的地震映像数据采集后,数据将自动存盘(图2)。

图2 水域地震映像观测系统示意Fig.2 Schematic diagram of seismic image observation system in water area2.4 潮位测量由于海域的海水存在一定的潮差,高程计算需要同时进行潮差的日变观测工作。

本次物探在研究区附近码头上设置有多个水位观测点,工作时派专人观测潮水高程日变,每10 min观测一次并记录,供后期资料处理时作高程校正使用。

2.5 数据采集工作方式根据前期实验后的最佳观测系统进行相应的数据采集,外业工作时,地震数据采集仪器、GPS测量及导航仪器置于工作船上,并由该船牵引水上多道接收电缆及双源电磁地震震源系统。

工作系统在GPS导航指引下,沿测线逐点采集数据。

震源按需要手动激发,地震仪采集地震数据与GPS仪测量定位同步进行。

工作船牵引测量系统连续、缓慢的沿测线从一端点驶向另一端点,即可完成物探剖面测量。

3 成果分析与解释水域地震映像采用等偏移距进行单波(P波)勘探,避免了折射波和面波的干扰,从处理结果来看,分辨率较高。

在研究区布设了5条测线进行实验工作,取得了较好的效果。

成果解释以地震映像时间剖面为基础,结合钻孔资料标定的速度(表1),获取了深度剖面。

深度剖面上同相轴的起伏状态和特征反映了地层的结构变化,5条测线(位置如图1所示)成果反映了海底火成岩区典型的球状风化特征。

图3、图4、图5为SW-NE方向3条相互平行测线的映像深度剖面成果图,3条测线在海平面(0 m)之下均出现3个较为连续的同相轴T1、T2和T3,除此之外,再无其他连续可追踪的同相轴存在。

图3为测线Ⅰ地震映像处理成果与解释图,T1为水底界面。

深度剖面显示水深和测试水深结果一致,水深约14.3~16.2 m,水底下界面平稳,测线两端略有变化;T2为淤泥、砂、砾石组成的地层界面,该地层厚度约6.8~8.5 m;T3为强风化花岗岩底界面,起伏较大,测线范围内出现多处中风化基岩面向上隆起与强风化基岩面向下凹陷,与花岗岩球状风化特征较好吻合。

图3 测线Ⅰ地震映像处理成果与解释Fig.3 Surveying line I seismic image processing results and interpretation map图4为测线Ⅱ地震映像处理成果与解释图,T1为水底界面。

深度剖面显示,水深从SW往NE方向逐渐变深,水深为14.5~20.7 m;T2同样为淤泥、砂、砾石组成的地层界面,该地层厚度变化较大,约5.6~38.4 m;T3为强风化花岗岩底界面,该界面起伏较大,测线2 100 m处的中风化基岩面明显隆起,为花岗岩球状风化不均所致,与测线Ⅰ地震映像结果具有一定的继承性。

图5为测线Ⅲ地震映像处理成果与解释图。

T1为水底界面,深度剖面显示水深从SW往NE方向逐渐变浅,水深为17.2~21.3 m;T2同样为淤泥、砂、砾石组成的地层界面,该地层厚度至SW往NE方向逐渐变薄,厚度约22.4~14.8 m;T3为强风化花岗岩底界面,该界面起伏较大,测线180 0 m处的中风化基岩面明显隆起,与测线Ⅰ1 600 m处、测线Ⅱ2 100 m处的中风化基岩面隆起存在相同的继承性,更进一步印证为花岗岩球状风化不均。

图4 测线Ⅱ地震映像处理成果与解释Fig.4 Surveying line Ⅱ seismic image processing results and interpretation图5 测线Ⅲ地震映像处理成果与解释Fig.5 Surveying line Ⅲ seismic image processing >results and interpretation图6、图7分别为NNW-SSE方向2条相互平行测线的映像深度剖面成果图。

2条测线在海平面(0 m)之下均出现3个较为连续的同相轴T1、T2和T3,除此之外,再无其他连续可追踪的同相轴存在。

图6 测线Ⅳ地震映像处理成果与解释Fig.6 Surveying line Ⅳ seismic image processing results and interpretation图6为测线Ⅳ地震映像处理成果与解释图。

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