地震勘探技術在礦山地質中的應用分析

張金東

重慶一三六地質隊

地震勘探技術在礦山地質中的應用分析

張金東

重慶一三六地質隊

當前地震勘探技術已經成為礦產資源開發中最有效、最成熟的物理勘探方法，尤其是在地質找礦工作中，其作用更加重要。本文結合某地區找礦工作中地震勘探技術的應用進行論述，實踐證明該技術取得了良好的效果。

地震勘探；地質；施工參數

1 勘探區地質分析

勘查區地處黃河沖積平原，區內地表地形簡單，地勢平坦、開闊。總體呈西北高，東南低，平均海拔約50m。水系發育，溝渠堤壩縱橫，主要河流孟樓河自西北向東南從勘查區中部流過，且該區為水稻種植區，對地震施工十分不利。近地表多為粘砂土，地下水較豐富，潛水面3m左右，水位較淺，淺層地震地質條件稍好。勘查區內基巖面以上全為新生界覆蓋，厚度較大，其內部砂土、粘土、粉質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，是一個明顯的波阻抗界面，多數能形成較強的反射波。但由于基巖面曾經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，出現反射層的不整合現象。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，可以形成較強且連續的反射波。

2 野外工作方法

2.1 工程布置

在進行測線布設時，對收集到的以往資料進行了分析研究，了解了區內的地層產狀及其大致走向。預查階段共布設地震主測線4條，聯絡線1條，主測線大致垂直于地層走向，線距2km；聯絡測線與主測線垂直；依據預查成果，預查續作階段共布置地震主測線1條，聯絡線1條，主測線與聯絡測線的方位角與預查一致。由于測區內村莊密集，為了減少丟炮，在規范允許范圍內，布置測線時對設計測線的位置與方位稍有變動。

2.2 工作方法及施工參數選擇

為了獲得較好的目的層反射波質量，更好的壓制干擾波，預查階段根據本區的地震地質條件，正式施工前，首先在DZ3線西端布置了試驗工作，進行了干擾波調查、激發藥量、井深等生產因素試驗，預查續作階段又進行了少量的補充試驗，兩次試驗結論基本接近。通過分析試驗資料，確定的施工參數如下。

儀器設備：使用的地震儀器法國SE R CEL公司生產的408UL數字地震儀和威海雙豐電子有限公司生產的主頻為60Hz檢波器串進行數據采集。

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

2.3 資料質量評價

本區原始資料質量較高，目的層反射清晰、連續。處理成果顯示，多數時間剖面目的層反射波信噪比較高且連續、穩定，構造清楚，波阻特征明顯，有小部分地段由于激發層位巖性不好，剖面信噪比稍低，有效波顯示稍弱。經對原始資料進行評價，甲級記錄占80.5%，乙級記錄占19.0%，廢炮記錄占0.5%，總合格率為99.5%。

對時間剖面的評價結果：Ⅰ類剖面占87.2%，Ⅱ類剖面占12.8%，全部為Ⅰ類+Ⅱ類剖面，無Ⅲ類剖面，符合規范要求。

3 資料處理和解釋

3.1 資料處理

由于預查區資料信噪比較高，主要干擾有線性干擾、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系統，做好靜校正，采用保真保幅處理，采用有效的去噪技術及精細速度分析與剩余靜校正等成為處理好本區資料的關鍵。

資料處理過程中采用的主要處理技術有：⑴觀測系統建立與檢查；⑵靜校正技術；⑶疊前去噪技術；⑷反褶積技術；⑸速度分析及剩余靜校正技術；⑹疊后隨機噪音衰減及提頻技術；⑺偏移技術。預查續作階段資料處理流程與預查基本一致，并在預查的基礎上，對個別參數作了調整，處理效果比較滿意。

3.2 資料解釋方法

資料解釋是將地震數據轉化成地質成果的復雜過程，對處理后的地震剖面需要綜合運用地質和地球物理知識來進行合理的解釋和推斷，其結果要符合實際情況。

預查階段該區多數疊加時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，連續性好。利用各波組在時間剖面上所表現的能量強度，連續性及波組間接觸關系，運用各剖面交點處波組出現時間的一致性，對全區各波組進行了追蹤對比。

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

4 地質成果

取得的主要地質成果如下：

⑴ 初步查明了新生界的厚度及構造形態。新生界底界構造比較簡單，為一向東偏南抬升的單斜層，埋深在890～1190m之間，說明本區覆蓋層較厚。

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，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。由于工作量較少，僅能對二1煤層及一煤層的存在范圍大概了解，二1煤層在勘查區西北部的構造形態及所確定的露頭線只具一定的可靠性。

⑷ 初步查明了區內基本構造輪廓。確定的王家屯斷層(F9)，由4個較為可靠的斷點組成，該斷層為可靠斷層。DL15線斷點(F10)的存在是可靠的，推斷的白衣閣斷層(F10)的走向、斷距有待進一步確定。

5 結語

在研究地震工作成果的基礎上，在區內布設1個鉆探驗證孔，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]。通過地震勘探方法在該地區找煤中的應用表明，采用先進的儀器設備及合理的數據采集參數取得的原始資料質量較高，資料處理時經過優選處理流程，獲得了較高質量的時間剖面，經過精心的資料解釋，獲得了精度較高的地震解釋成果，很好地完成了地震地質任務。此方法的應用，為同類項目的實施提供了參考依據。

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

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

[3]國家煤炭工業局.煤炭煤層氣地震勘探規范(MT/T897-2000)[M].北京：煤炭工業出版社，2001.