劉迪新

摘 要：地震勘探是通過觀測(cè)和分析不同地層對(duì)人工激發(fā)的地震波的響應(yīng)，推斷出地下巖層的性質(zhì)和形態(tài)的地球物理勘探方法。地下地層的構(gòu)造形態(tài)千變?nèi)f化，這種地質(zhì)特征在地震時(shí)間剖面都以地震反射波的形式反映了出來，我們便利用這種屬性把地震勘探廣泛地應(yīng)用到了地質(zhì)勘探中。

關(guān)鍵詞：介質(zhì);物性差異;采空區(qū);沉積環(huán)境

一、概況

地震勘探是以水平的、均勻的介質(zhì)為模型建立起來的，它要求相鄰的介質(zhì)之間必須存在明顯的物性差異，這樣在地面激發(fā)的地震波才能依照波動(dòng)原理在不同介質(zhì)的界面產(chǎn)生反射波并傳回地面，被地面檢波器所接收。而實(shí)際地層的巖性和構(gòu)造形態(tài)千差萬別，所以我們得到的地震反射波的信息也就千差萬別。正是通過對(duì)這種形態(tài)各異的地震反射波的處理、分析和解釋，來得到地下巖層的地質(zhì)信息。

由于地震勘探優(yōu)于其他地球物理勘探方法。因此地震勘探在地質(zhì)勘探各個(gè)行業(yè)得到了廣泛而深入的應(yīng)用，它既是勘測(cè)石油、煤炭和天然氣資源的重要手段，在災(zāi)害地質(zhì)調(diào)查、區(qū)域地質(zhì)研究和固體礦產(chǎn)資源勘探方面，也得到廣泛應(yīng)用。

二、各類地質(zhì)現(xiàn)象在時(shí)間剖面上的反映

根據(jù)地震勘探原理，我們得到的地震時(shí)間剖面上的每一個(gè)相位都代表了一個(gè)地質(zhì)界面。因此在沉積地層中，所有具有物性差異的界面均能在地震時(shí)間剖面上反映了出來。由于地層在沉積過程中，縱向和橫向上都存在沉積環(huán)境的變化，因此地層在縱向和橫向上也存在著物性差異，所以在時(shí)間剖面上，地震反射波的特性也存在著縱向和橫向的差異。同時(shí)在地殼運(yùn)動(dòng)中，地層受到擠壓和拉伸，形成了各種各樣的構(gòu)造形態(tài)，這種形態(tài)在時(shí)間剖面上均有反映，這就給我們分析地震波信息來推斷地質(zhì)信息提供了科學(xué)依據(jù)。

大型沉積盆地在時(shí)間剖面上的反映，地震反射波形成的時(shí)間剖面也為一盆狀。但由于地殼總在不停地運(yùn)動(dòng)中，地層就很難以單一的構(gòu)造形態(tài)出現(xiàn)。地層受到力的擠壓或拉伸作用，往往會(huì)形成像波浪一樣的起伏形態(tài)，

根據(jù)地震勘探原理，火成巖內(nèi)部無法形成反射波，大部分沉積地層都由一個(gè)花崗巖或變質(zhì)巖組成的沉積盆地基底，沉積地層能產(chǎn)生反射波，而沉積巖基地則沒有反射波發(fā)育。

在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)中，地層的產(chǎn)狀受到力的作用而發(fā)生變化，形成傾斜、隆起或凹陷，如果力的作用繼續(xù)加大，超出了地層的彈性范圍，地層就會(huì)產(chǎn)生斷裂而形成斷層，斷層在時(shí)間剖面上的表現(xiàn)形式為反射波的消失、錯(cuò)斷，較小的斷層則表現(xiàn)為反射波的扭曲或是分叉等。

地震反射波的消失的現(xiàn)象常常為巨型斷層和大斷層，大多為一構(gòu)造單元或區(qū)域地質(zhì)的邊界。

反射波存在較大的錯(cuò)斷，這樣的斷層是在沉積地層形成后發(fā)生構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成的。屬于較大或中型斷層，而較小的斷層則表現(xiàn)為反射波存在較小的錯(cuò)斷、扭曲或是分叉。

斷層有形成于地層發(fā)生沉積之前，也有形成于地層完成沉積之后，而有的斷層則形成于地層發(fā)生沉積的過程中，我們把這樣的斷層稱之為同沉積斷層。對(duì)斷層發(fā)育時(shí)間的把控對(duì)地層年代的劃分有重要的意義。

由于地殼處在不停的運(yùn)動(dòng)之中，而每個(gè)時(shí)期地殼運(yùn)動(dòng)的劇烈程度也不一樣，因此每個(gè)時(shí)期地層受到運(yùn)動(dòng)的影響也不一樣，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)在地層中留下的痕跡在時(shí)間剖面上均有反應(yīng)。這就為用時(shí)間剖面來劃分地層的地質(zhì)時(shí)代提供了理論基礎(chǔ)?？梢钥闯鲈谠摃r(shí)間剖面上上部反射波相位近似于水平，而下部反射波相位卻似波浪一樣起伏，因此可推斷出該時(shí)間剖面上的地層為兩個(gè)不同時(shí)期的地層。由于每個(gè)地質(zhì)年代地殼運(yùn)動(dòng)的劇烈程度不同，地層的起伏形態(tài)也就有所不同，這就使得不同地質(zhì)年代的地層之間的接觸關(guān)系各不相同，如整合，平行不整合，不整合等等，都在時(shí)間剖面上有很好的反映，為劃分地層的地質(zhì)年代提供了可靠的依據(jù)。

三、地震勘探在地質(zhì)勘探中的應(yīng)用

以上我們粗略地分析了各類地質(zhì)現(xiàn)象在時(shí)間剖面上的反映，因此就可以根據(jù)地震勘探的原理，通過對(duì)時(shí)間剖面的研究，把地震勘探運(yùn)用到各個(gè)地質(zhì)勘探領(lǐng)域中去。

1、地震勘探在區(qū)域地質(zhì)研究中的應(yīng)用

區(qū)域地質(zhì)研究是對(duì)選定區(qū)域的地質(zhì)礦產(chǎn)情況進(jìn)行綜合性調(diào)查研究的工作。即對(duì)選定區(qū)域內(nèi)各類地質(zhì)體的產(chǎn)狀、分布、組分、時(shí)代、演化及相互間的關(guān)系進(jìn)行調(diào)查研究，來查明區(qū)域地質(zhì)和成礦地質(zhì)背景，以圈定找礦遠(yuǎn)景區(qū)，為后續(xù)地質(zhì)工作提供基礎(chǔ)地質(zhì)資料。

因此地震勘探在區(qū)域地質(zhì)研究中主要應(yīng)用于對(duì)大型沉積盆地的圈定、并對(duì)圈定的沉積盆地的起伏形態(tài)和構(gòu)造進(jìn)行控制;結(jié)合鉆探工作劃分地層的時(shí)代及相互關(guān)系。并對(duì)區(qū)域內(nèi)各種巖體進(jìn)行劃分，結(jié)合地質(zhì)資料來圈定出可能發(fā)育有礦床的遠(yuǎn)景區(qū)。

2、地震勘探在災(zāi)害地質(zhì)調(diào)查和土地復(fù)墾中的應(yīng)用

近年來綠色勘探和發(fā)展的理念深入人心，災(zāi)害地質(zhì)調(diào)查和土地復(fù)墾也越來越受到重視。各大礦務(wù)局在幾十年的煤炭開采中，形成了大量的采空區(qū)，這些采空區(qū)給當(dāng)?shù)貛砹司薮蟮陌踩[患。有些采空區(qū)已經(jīng)塌陷，給當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)和生活帶來了極大的不便。因此災(zāi)害地質(zhì)調(diào)查和土地的復(fù)墾，首要任務(wù)是查清老舊的采空區(qū)，為后續(xù)礦井的安全生產(chǎn)和土地的復(fù)墾提供依據(jù)。

由于地震勘探要求層介質(zhì)必須的均勻和連續(xù)性，如果地下存在大面積的采空區(qū)，使地震波的傳播介質(zhì)的連續(xù)性遭到破壞，地震波就無法到達(dá)采空區(qū)以下的地層，也就無法接收到采空區(qū)以下地層的地質(zhì)信息。因此在時(shí)間剖面上采空區(qū)表現(xiàn)為反射波的缺失。

如果采空區(qū)已經(jīng)坍塌，采空區(qū)內(nèi)的疏散填充物和圍巖之間的物性便形成了明顯的差異，可形成比正常地震波能量更強(qiáng)的反射波。在有采空區(qū)存在的地段，地震反射波在相位上存在著明顯的滯后，這是由于地震波在穿過采空區(qū)內(nèi)疏散填充物時(shí)，速度明顯降低的結(jié)果。

3、地震勘探在固體礦產(chǎn)資源勘查上的應(yīng)用

地震勘探在固體礦產(chǎn)資源勘查上的應(yīng)用主要是利用時(shí)間剖面對(duì)同一性質(zhì)的巖層進(jìn)行圈定，結(jié)合地質(zhì)勘探成果，來尋找有益礦床的勘探方法。如火成巖是許多有益礦產(chǎn)的載體，我們就利用火成巖無法形成反射波來對(duì)火成巖進(jìn)行圈定。該時(shí)間剖面是火成巖侵入到沉積地層所形成的時(shí)間剖面，可以看出火成巖對(duì)沉積地層形成的明顯的破壞作用，這樣就可以對(duì)火成巖的邊界進(jìn)行圈定。

而在沉積巖層中，我們可以通過對(duì)地間剖面上反射波的特征來分析巖石的巖性，再通過巖石的巖性來分析古沉積環(huán)境，這樣就可以對(duì)同一沉積環(huán)境所形成的巖層進(jìn)行圈定，結(jié)合地質(zhì)勘探所得地質(zhì)資料，對(duì)含有有益礦產(chǎn)的巖層范圍進(jìn)行圈定，達(dá)到找礦的目的。

四、結(jié)論

近年來，隨著地震勘探技術(shù)的高速發(fā)展，地震勘探在地質(zhì)勘探中的應(yīng)用也越來越廣泛，除了普遍用于煤田、石油和天然氣勘探之外，地震勘探在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、環(huán)保地質(zhì)勘探和災(zāi)害地質(zhì)調(diào)查，以及固體礦產(chǎn)資源勘查中都起到了不可或缺的作用，我相信地震勘探隨著勘探技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)的不斷發(fā)展和提高，將越來越廣泛地應(yīng)用到地質(zhì)勘探的各個(gè)行業(yè)中去。

作者簡(jiǎn)介：

劉迪新（1968-），男，漢族，本科，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地球物理勘探專業(yè)，物探高級(jí)工程師.