趙立波,楊吉武,黃書華
(廣東省地質(zhì)調(diào)查院,廣東廣州510000)
近年來(lái),隨著城市地質(zhì)不斷的開展,針對(duì)找出穿過(guò)城市中的斷裂顯得極其重要。城市對(duì)物探方法的影響因素較多,各種物探手段在城市中獲得高質(zhì)量的野外數(shù)據(jù)難度加大。目前,淺層地震在城市地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用越來(lái)越多[1-6]。淺層地震中反射波法應(yīng)用較多,反射波法又分為縱波和橫波反射,根據(jù)探測(cè)目標(biāo)結(jié)合方法的特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)選出最佳探測(cè)手段。橫波反射波法較縱波反射波法具有更高的淺部分辨率,對(duì)淺部分層有更好的探測(cè)效果。本文主要是針對(duì)淺部隱伏斷裂探測(cè)為目標(biāo),采用橫波反射法對(duì)調(diào)查區(qū)進(jìn)行勘探,討論該方法在城市地質(zhì)調(diào)查中針對(duì)隱伏斷裂的探測(cè)效果。
本次野外采用德國(guó)DMT公司的SummitⅡplus高分辨率數(shù)字地震儀,28Hz橫波檢波器。根據(jù)探測(cè)目標(biāo),獲取高質(zhì)量的野外資料是非常關(guān)鍵的。因此,我們需要根據(jù)野外實(shí)際地震地質(zhì)及環(huán)境條件,確定適合該區(qū)域的野外觀測(cè)系統(tǒng)及相應(yīng)的采集參數(shù)。由于野外施工等多種因素的影響,也無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),則需要進(jìn)行長(zhǎng)排列試驗(yàn)進(jìn)而確定。長(zhǎng)排列試驗(yàn)前,則需進(jìn)行道一致性和儀器檢查等工作,以確保儀器可投入生產(chǎn)工作進(jìn)行施工。
本次完成橫波展開排列1個(gè)。中間炮點(diǎn)激發(fā),1m道間距,120道接收,濾波通帶為全通,采樣間隔為0.25ms,記錄長(zhǎng)度1024ms。從試驗(yàn)結(jié)果中可以確定,采用中間放炮的方式更有利于接收橫波反射信號(hào),不僅可以避開淺層折射波的影響,而且可以有效提高淺層信號(hào)的實(shí)際覆蓋次數(shù)。
根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,我們確定施工參數(shù)為:激發(fā)方式為18磅重錘錘擊豎立于坑內(nèi)的鐵質(zhì)墊板,激發(fā)方式為中間激發(fā),炮間距4m,道間距2m,偏移距1m,接收道數(shù)24道,采樣率0.25ms,記錄長(zhǎng)度1024ms。
數(shù)據(jù)處理工作是解釋工作的重要環(huán)節(jié),直接關(guān)系到地震剖面成果精度。數(shù)據(jù)處理工作對(duì)室內(nèi)數(shù)據(jù)處理人員的處理能力也有較高的要求,所以,該項(xiàng)工作具有較高的綜合能力。該項(xiàng)工作的目的性、研究性及服務(wù)性很強(qiáng)。為獲得高質(zhì)量的處理資料,本次資料處理嚴(yán)格采用一系列的高保真、高分辨率的處理方法,優(yōu)選處理模塊,精選處理參數(shù),力求得到最優(yōu)的地震資料。處理過(guò)程中,進(jìn)行細(xì)致的預(yù)處理工作,刪除不正常的道記錄、炮記錄,校正反極性的記錄道。處理內(nèi)容主要包括:解編、編輯、速度分析、動(dòng)校正、自動(dòng)剩余靜校正、各種濾波和淺層弱信號(hào)的增強(qiáng)等。
在地震資料處理中,為選取最佳的處理參數(shù),在正式剖面處理前進(jìn)行參數(shù)分析處理是十分必要的。參數(shù)分析處理有利于選擇最佳的處理參數(shù)、模塊和處理流程。
橫波反射的處理流程為:解編→預(yù)處理→球面擴(kuò)散補(bǔ)償→疊前濾波→道間平衡→抽CDP道集→速度分析→動(dòng)校正→自動(dòng)剩余靜?!B加→疊后濾波→修飾處理→AGC→剖面打印→初步解釋→時(shí)間剖面輸出。
圖1為DZ01橫波反射時(shí)間剖面圖,從圖1中可明顯看出有兩個(gè)反射波振幅較強(qiáng)的波組,可分出兩層地層。結(jié)合地質(zhì)及驗(yàn)證鉆孔資料,劃定反射波TQ層為淤泥層與粘土層的分界面,反射波雙程旅行時(shí)間180ms左右,界面平整,反射波能量強(qiáng),振幅均一,未見構(gòu)造異常。T0層為強(qiáng)風(fēng)化層花崗巖與中風(fēng)化層的分界面。反向波雙程旅行時(shí)間220~380ms。反射界面起伏大,界面清晰。
DZ01剖面上圈定斷裂2處(圖1),樁號(hào)205m、350m處,反射波同相軸發(fā)生錯(cuò)斷,斷距50ms左右,推測(cè)為斷裂構(gòu)造F61-1、F61-2通過(guò)引起的。在測(cè)線205m處對(duì)DZ01剖面解譯的F61-1進(jìn)行了打鉆驗(yàn)證,驗(yàn)證結(jié)果表明,測(cè)線205m處的同相軸異常確為斷裂構(gòu)造所引起的,且地震剖面的分層基本與鉆孔揭示的相吻合。
通過(guò)對(duì)比分析T0和TQ界面,它們之間沒(méi)有關(guān)聯(lián)性,在斷裂構(gòu)造F61-1、F61-2處,未發(fā)現(xiàn)上覆蓋層之間有擾動(dòng),說(shuō)明在TQ層形成后,斷裂構(gòu)造沒(méi)再活動(dòng)過(guò)。
通過(guò)本次地震勘探,得到了地層分層信息以及推測(cè)出斷裂的相應(yīng)位置。共分出兩層地層信息以及斷裂2處,并對(duì)推測(cè)F61-1斷裂進(jìn)行打鉆驗(yàn)證。結(jié)果表明該處斷裂客觀真實(shí)存在,鉆孔資料與地震剖面信息基本吻合,說(shuō)明該方法在城市斷裂探測(cè)中具有良好的應(yīng)用效果。