張金東

重慶一三六地質(zhì)隊(duì)

地震勘探技術(shù)在礦山地質(zhì)中的應(yīng)用分析

張金東

重慶一三六地質(zhì)隊(duì)

當(dāng)前地震勘探技術(shù)已經(jīng)成為礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)中最有效、最成熟的物理勘探方法，尤其是在地質(zhì)找礦工作中，其作用更加重要。本文結(jié)合某地區(qū)找礦工作中地震勘探技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行論述，實(shí)踐證明該技術(shù)取得了良好的效果。

地震勘探；地質(zhì)；施工參數(shù)

1 勘探區(qū)地質(zhì)分析

勘查區(qū)地處黃河沖積平原，區(qū)內(nèi)地表地形簡(jiǎn)單，地勢(shì)平坦、開(kāi)闊。總體呈西北高，東南低，平均海拔約50m。水系發(fā)育，溝渠堤壩縱橫，主要河流孟樓河自西北向東南從勘查區(qū)中部流過(guò)，且該區(qū)為水稻種植區(qū)，對(duì)地震施工十分不利。近地表多為粘砂土，地下水較豐富，潛水面3m左右，水位較淺，淺層地震地質(zhì)條件稍好?？辈閰^(qū)內(nèi)基巖面以上全為新生界覆蓋，厚度較大，其內(nèi)部砂土、粘土、粉質(zhì)粘土的分界面都是較好的反射界面，可以形成密集的反射波組。基巖面上與新生界相接觸處，是一個(gè)明顯的波阻抗界面，多數(shù)能形成較強(qiáng)的反射波。但由于基巖面曾經(jīng)受剝蝕造成凸凹不平以及上下地層的不整合沉積，基巖面上的波常被干涉，出現(xiàn)反射層的不整合現(xiàn)象。煤系地層的下部二煤組處和奧陶系的頂面都是密度差異較大界面，可以形成較強(qiáng)且連續(xù)的反射波。

2 野外工作方法

2.1 工程布置

在進(jìn)行測(cè)線(xiàn)布設(shè)時(shí)，對(duì)收集到的以往資料進(jìn)行了分析研究，了解了區(qū)內(nèi)的地層產(chǎn)狀及其大致走向。預(yù)查階段共布設(shè)地震主測(cè)線(xiàn)4條，聯(lián)絡(luò)線(xiàn)1條，主測(cè)線(xiàn)大致垂直于地層走向，線(xiàn)距2km；聯(lián)絡(luò)測(cè)線(xiàn)與主測(cè)線(xiàn)垂直；依據(jù)預(yù)查成果，預(yù)查續(xù)作階段共布置地震主測(cè)線(xiàn)1條，聯(lián)絡(luò)線(xiàn)1條，主測(cè)線(xiàn)與聯(lián)絡(luò)測(cè)線(xiàn)的方位角與預(yù)查一致。由于測(cè)區(qū)內(nèi)村莊密集，為了減少丟炮，在規(guī)范允許范圍內(nèi)，布置測(cè)線(xiàn)時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)測(cè)線(xiàn)的位置與方位稍有變動(dòng)。

2.2 工作方法及施工參數(shù)選擇

為了獲得較好的目的層反射波質(zhì)量，更好的壓制干擾波，預(yù)查階段根據(jù)本區(qū)的地震地質(zhì)條件，正式施工前，首先在DZ3線(xiàn)西端布置了試驗(yàn)工作，進(jìn)行了干擾波調(diào)查、激發(fā)藥量、井深等生產(chǎn)因素試驗(yàn)，預(yù)查續(xù)作階段又進(jìn)行了少量的補(bǔ)充試驗(yàn)，兩次試驗(yàn)結(jié)論基本接近。通過(guò)分析試驗(yàn)資料，確定的施工參數(shù)如下。

儀器設(shè)備：使用的地震儀器法國(guó)SE R CEL公司生產(chǎn)的408UL數(shù)字地震儀和威海雙豐電子有限公司生產(chǎn)的主頻為60Hz檢波器串進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

觀測(cè)系統(tǒng)參數(shù)：道距20m，炮距20m，72～96道接收，單邊或中間放炮，覆蓋次數(shù)24～36次。接收參數(shù)：記錄長(zhǎng)度2.5s，采樣間隔1ms，前放增益12db，全頻帶接收，2串2并，同點(diǎn)埋置。激發(fā)參數(shù)：采用炸藥震源井中激發(fā)，井深8m，藥量2kg。施工中一般保持地層下傾方向激發(fā)。

2.3 資料質(zhì)量評(píng)價(jià)

本區(qū)原始資料質(zhì)量較高，目的層反射清晰、連續(xù)。處理成果顯示，多數(shù)時(shí)間剖面目的層反射波信噪比較高且連續(xù)、穩(wěn)定，構(gòu)造清楚，波阻特征明顯，有小部分地段由于激發(fā)層位巖性不好，剖面信噪比稍低，有效波顯示稍弱。經(jīng)對(duì)原始資料進(jìn)行評(píng)價(jià)，甲級(jí)記錄占80.5%，乙級(jí)記錄占19.0%，廢炮記錄占0.5%，總合格率為99.5%。

對(duì)時(shí)間剖面的評(píng)價(jià)結(jié)果：Ⅰ類(lèi)剖面占87.2%，Ⅱ類(lèi)剖面占12.8%，全部為Ⅰ類(lèi)+Ⅱ類(lèi)剖面，無(wú)Ⅲ類(lèi)剖面，符合規(guī)范要求。

3 資料處理和解釋

3.1 資料處理

由于預(yù)查區(qū)資料信噪比較高，主要干擾有線(xiàn)性干擾、面波干擾、50Hz電磁干擾等，且采集變觀較多，因此建立正確的觀測(cè)系統(tǒng)，做好靜校正，采用保真保幅處理，采用有效的去噪技術(shù)及精細(xì)速度分析與剩余靜校正等成為處理好本區(qū)資料的關(guān)鍵。

資料處理過(guò)程中采用的主要處理技術(shù)有：⑴觀測(cè)系統(tǒng)建立與檢查；⑵靜校正技術(shù)；⑶疊前去噪技術(shù)；⑷反褶積技術(shù)；⑸速度分析及剩余靜校正技術(shù)；⑹疊后隨機(jī)噪音衰減及提頻技術(shù)；⑺偏移技術(shù)。預(yù)查續(xù)作階段資料處理流程與預(yù)查基本一致，并在預(yù)查的基礎(chǔ)上，對(duì)個(gè)別參數(shù)作了調(diào)整，處理效果比較滿(mǎn)意。

3.2 資料解釋方法

資料解釋是將地震數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成地質(zhì)成果的復(fù)雜過(guò)程，對(duì)處理后的地震剖面需要綜合運(yùn)用地質(zhì)和地球物理知識(shí)來(lái)進(jìn)行合理的解釋和推斷，其結(jié)果要符合實(shí)際情況。

預(yù)查階段該區(qū)多數(shù)疊加時(shí)間剖面上反射波較為密集，主要層位的反射波組特征較為明顯，能量強(qiáng)，連續(xù)性好。利用各波組在時(shí)間剖面上所表現(xiàn)的能量強(qiáng)度，連續(xù)性及波組間接觸關(guān)系，運(yùn)用各剖面交點(diǎn)處波組出現(xiàn)時(shí)間的一致性，對(duì)全區(qū)各波組進(jìn)行了追蹤對(duì)比。

其對(duì)比過(guò)程是：首先分析和掌握各時(shí)間剖面上出現(xiàn)的眾多有效波組，然后著重對(duì)比追蹤其中的主要波組。這些主要波組除特征明顯外，還應(yīng)能控制和反映覆蓋層的厚度、基底構(gòu)造輪廓、煤層賦存特征等。

4 地質(zhì)成果

取得的主要地質(zhì)成果如下：

⑴ 初步查明了新生界的厚度及構(gòu)造形態(tài)。新生界底界構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，為一向東偏南抬升的單斜層，埋深在890～1190m之間，說(shuō)明本區(qū)覆蓋層較厚。

⑵ 兩期地震工作成果確定了二1煤層及一煤層存在范圍及形態(tài)，二1煤層及一煤層存在于白衣閣斷層及F9斷層之間。推斷二1煤層埋深小于1300m以淺的面積約有15km2，埋深在1300～1500m的面積約有16km2。

⑶ 初步查明了二1煤層和一煤層的露頭線(xiàn)。由于工作量較少，僅能對(duì)二1煤層及一煤層的存在范圍大概了解，二1煤層在勘查區(qū)西北部的構(gòu)造形態(tài)及所確定的露頭線(xiàn)只具一定的可靠性。

⑷ 初步查明了區(qū)內(nèi)基本構(gòu)造輪廓。確定的王家屯斷層(F9)，由4個(gè)較為可靠的斷點(diǎn)組成，該斷層為可靠斷層。DL15線(xiàn)斷點(diǎn)(F10)的存在是可靠的，推斷的白衣閣斷層(F10)的走向、斷距有待進(jìn)一步確定。

5 結(jié)語(yǔ)

在研究地震工作成果的基礎(chǔ)上，在區(qū)內(nèi)布設(shè)1個(gè)鉆探驗(yàn)證孔，地震成果解釋的層位及埋深與鉆孔鉆遇地層及埋深很接近，兩者相差在1%～3%之間，地震解釋成果可靠，精度較高[3]。通過(guò)地震勘探方法在該地區(qū)找煤中的應(yīng)用表明，采用先進(jìn)的儀器設(shè)備及合理的數(shù)據(jù)采集參數(shù)取得的原始資料質(zhì)量較高，資料處理時(shí)經(jīng)過(guò)優(yōu)選處理流程，獲得了較高質(zhì)量的時(shí)間剖面，經(jīng)過(guò)精心的資料解釋?zhuān)@得了精度較高的地震解釋成果，很好地完成了地震地質(zhì)任務(wù)。此方法的應(yīng)用，為同類(lèi)項(xiàng)目的實(shí)施提供了參考依據(jù)。

[1]付俊清，孫治新，袁燕.二維地震勘探在洛陽(yáng)找煤中的應(yīng)用與效果[J].工程地球物理學(xué)報(bào)，2012，9(2)：200-204.

[2]劉海濤，任廣智.淺層地震反射波法與聲波測(cè)井在巖土工程中的應(yīng)用[J].工程地球物理學(xué)報(bào)，2009，6(4)：454-458.

[3]國(guó)家煤炭工業(yè)局.煤炭煤層氣地震勘探規(guī)范(MT/T897-2000)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2001.