王忠凱

（福建巖土工程勘察研究院有限公司，福建 福州350100）

1 概述

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工程建設(shè)逐步從陸地走向海洋，海洋探測(cè)范圍不斷擴(kuò)大，對(duì)工程勘察、海洋探測(cè)技術(shù)要求也越來越高。海洋高分辨率單道地震勘探技術(shù)具有操作便捷、配置靈活、運(yùn)行穩(wěn)定、工作效率高、分辨能力強(qiáng)等特點(diǎn)，在淺海區(qū)井場(chǎng)調(diào)查、地層劃分、地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查等不同領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。根據(jù)單道地震獲取的海洋地質(zhì)數(shù)據(jù)，為設(shè)計(jì)、施工提供了精細(xì)的地層及其地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估數(shù)據(jù)，在工程建設(shè)和海島開發(fā)中發(fā)揮重要的作用。

本次采用單道地震勘探技術(shù)對(duì)澳門新城污水處理廠過海污水管道建設(shè)區(qū)開展探測(cè)，主要目的是查明海洋沉積物及其巖石風(fēng)化情況，區(qū)分淤泥層、殘積層和基巖，為污水過海管道設(shè)計(jì)施工提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2 地層

澳門的第四系主要包括沖積層、海積層和人工堆積物等，為未固結(jié)成巖的沉積物，覆蓋于本區(qū)基巖之上。沖積層分布于濠江東西兩岸、凼仔的小凼北部尤其是青洲以南、筷子基及如今已填海成陸的新橋、沙梨頭、沙欄仔、上環(huán)街一帶。層厚達(dá)40~60m，上層為淤泥、粉砂層，厚15~20m；中層為粘土層和沙質(zhì)粘土層厚約20m；上層為早期形成的砂礫巖及其基巖風(fēng)化碎屑。海積層主要分布于東部沿海及海灣地帶，特別是上沉的海岸地段，主要為海灘和海灣沉積。澳門地區(qū)的巖漿巖廣泛分布，均屬侵入巖，內(nèi)有中酸性巖、酸性巖和基性巖脈等多種巖石類型。

3 采集系統(tǒng)

高分辨率單道海上反射地震系統(tǒng)由船載系統(tǒng)和拖曳系統(tǒng)構(gòu)成。拖曳系統(tǒng)包括水聽器和魚骨電極（電火花陰極放電系統(tǒng)）和電纜。船載系統(tǒng)包括可控震源、數(shù)據(jù)采集和處理平臺(tái)、RTK實(shí)時(shí)導(dǎo)航定位系統(tǒng)、單波束測(cè)深儀等設(shè)備。

4 數(shù)據(jù)處理方法

針對(duì)本次原始數(shù)據(jù)的特征和存在的問題，采用有針對(duì)性的技術(shù)處理方案:（1）全面分析原始數(shù)據(jù)存在的同相軸抖動(dòng)、多次波、大值干擾以及隨機(jī)干擾等問題，根據(jù)地質(zhì)目標(biāo)的要求，確定合理的處理目標(biāo)；（2）應(yīng)用帶通濾波、AAA大值噪音壓制、RNA隨機(jī)噪音壓制等噪音衰減技術(shù)，衰減資料中嚴(yán)重的低頻背景噪聲及大值干擾，恢復(fù)被覆蓋的有效信號(hào)，提高地震資料的信噪比；（3）通過SRME技術(shù)識(shí)別并壓制數(shù)據(jù)中的大部分海底多次波能量，突顯被覆蓋的有效信號(hào)，一定程度上壓制海底多次波。

圖1是干擾嚴(yán)重的剖面處理前后的效果對(duì)比圖。通過本次針對(duì)性的處理壓制了嚴(yán)重的背景低頻噪音和隨機(jī)噪聲；顯示出了微弱反射同相軸；加強(qiáng)了深層原來非常弱的同相軸能量，使得界面連續(xù)性變好。同時(shí)通過本次處理清晰展示出來了難以識(shí)別的層間細(xì)小構(gòu)造反射、使剖面更清晰、更精確地刻畫了地層接觸關(guān)系和沉積特征。

5 地震剖面解釋

根據(jù)單道地震剖面反射特征，將剖面自上而上劃分四套反射層序（如圖2）。

5.1 淤泥層

圖1 干擾嚴(yán)重的測(cè)線處理前（左圖）、后（右圖）對(duì)比圖

反射底界面比較平坦，略有起伏，雙程反射時(shí)間為5～17ms，為中－強(qiáng)振幅、高連續(xù)的反射波同向軸。反射層頂界面為海底反射，呈強(qiáng)振幅、高連續(xù)、水平反射特征，海底的雙程反射時(shí)間為2～5ms。

該層為平行-亞平行反射結(jié)構(gòu)，中-強(qiáng)振幅，中-高頻率，水平連續(xù)反射。該層為濱海、淺海泥質(zhì)沉積，即淤泥層。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)數(shù)據(jù)及前人研究成果認(rèn)為，該層為全新世上段沉積，以海相沉積層（淤泥）為主。

5.2 沖積層

反射底界面起伏較小，雙程反射時(shí)間15～56ms，為強(qiáng)振幅、高連續(xù)的反射波同向軸。該界面之上發(fā)育河道，上伏殘積土，該界面為不整合面，為晚更新統(tǒng)與全新統(tǒng)分接口。

該層為平行-亞平行反射結(jié)構(gòu)，上部是中-強(qiáng)振幅、中-低頻率、平行-亞平行較連續(xù)反射；上部是中-弱振幅，低頻率，亞平行、雙向上超充填反射。地震反射外形表現(xiàn)為“U”“V”型上切形態(tài)。該層上部主要為粘土、粉土，上部主要為中-粗砂，該層為河流三角洲－濱海相沉積。

5.3 全風(fēng)化層

反射底界面起伏不平，雙程反射時(shí)間20～130ms，為強(qiáng)振幅、高連續(xù)反射，該界面上凹處見有充填特征。該層為低振幅、弱反射-無反射，局部區(qū)域表現(xiàn)為空白反射，總體表現(xiàn)為雜亂充填反射特征，為近源風(fēng)化物質(zhì)經(jīng)短距離搬運(yùn)后充填在起伏不平的低洼基巖之上的全風(fēng)化層。

圖3 解譯資料與驗(yàn)證鉆孔地層對(duì)比圖

根據(jù)反射特征、地質(zhì)數(shù)據(jù)以及前人研究成果分析:在更新世晚期的一次大海退中，該層序上部形成許多沖積相沉積，頂部起伏明顯，有些地方被削蝕或沖蝕。該層充填在前第四紀(jì)基巖的河谷低地，巖性以陸相為主、間夾海相沉積。

5.4 基巖層

該層為中-強(qiáng)振幅，低頻連續(xù)反射，局部區(qū)域表現(xiàn)為空白反射，總體表現(xiàn)為無層理、雜亂反射的基巖特征，為燕山期花崗巖。

全風(fēng)化層序的地質(zhì)時(shí)代為晚更新世，它以凹谷形式充填在基巖的河谷低地，巖性以陸相為主，厚度范圍為4～70m，北西部較薄，往東南部逐漸變厚。在更新世末期或全新世初期，海平面迅速上升，發(fā)育了一套河流三角洲-濱海相沉積層，厚度為5～32m。隨著海平面上升后期海面相對(duì)穩(wěn)定，發(fā)育了一套反映層序席狀海相淤泥層，厚度范圍為5.5～13m，總體比較平緩，沉積環(huán)境穩(wěn)定。

6 鉆探資料與成果資料對(duì)比

單道地震解譯得出的地層變化較為明顯，為了驗(yàn)證準(zhǔn)確性分別選擇在地層變化大的剖面和地層變化小的剖面進(jìn)行鉆孔驗(yàn)證。圖3是鉆探資料與單道地震資料解譯的對(duì)比圖，從圖中可以看出無論是地層變化大還是地層變化小，都能準(zhǔn)確的反應(yīng)地層界面變化，兩者誤差小于0.5m。該區(qū)單道地震資料解譯精確到達(dá)到甚至超過預(yù)期。

7 結(jié)論

高分辨率單道地震在海域地層劃分具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在海上相對(duì)于陸地上干擾較小，介質(zhì)單一，因此單道地震資料具有極高的分辨率，基本上能夠達(dá)到儀器設(shè)備出廠所述的分辨率。本次所述的海域探測(cè)劃分的地層與鉆探資料對(duì)比，地層界面差異小于0.5m，是非常精確的探測(cè)，海洋高分辨率單道地震能夠在濱海、淺海工程建設(shè)中發(fā)揮其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。