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地震勘探实习报告507816246

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物探 地震资料解释 地震处理 反演
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地球物理与空间信息学院地 震 勘 探 教 学 实 习 报 告实习起止时间 2012 年 07 月 28 日至 2012 08 月 3 日姓 名:  汤 班 级: 061091 学 号:  专 业: 地球物理学 指导老师: 张玉芬、张兵、卞爱飞 实习地点: 河北 报告成绩指导老师(签名)地震实习报告 1目 录第一章 绪论 ..................................................................次实习的目的、要求及其实习内容 ...................................习目的及要求 .................................................习内容 .......................................................区的自然地理、交通与经济条件 .....................................探工作完成情况 ...................................................习日程安排及组织情况 .........................................器装备 .............................................................................................................成工作情况 ...................................................区地质地球物理特征及仪器简介.................................................................................区的地质地球物理特征........ .........................................层.......................................................................................................................性特征...............................................................................................................震资料采集系统简介.... ...........................................震仪器 .......................................................器的操作 ....................................................致性检测和干扰波调查.................................................................................层初至折射波法勘探.. ...............................................层地震初至折射波法野外工作方法 ..................................线布置及观测系统 ............................................发与接收条件的选择 ..........................................据采集.............................................................................................................层地震勘探的资料整理及解释..............................................................................录质量的评估与初至的拾取..........................................................................距曲线的绘制.................................................................................................定交点、计算有效速度 延长时距曲线的可解释区间 .......................层折射波资料的定量解释 ...........................................1 数时距曲线法的基本原理 ....................................2 数时距曲线法定量解释步骤 .................................果分析及评价 ................................................层地震反射波法野外工作方法 .........................................扰波的调查及最佳接收窗口的选择 ..................................扰波的调查及压制 ............................................佳接收窗口选择 ..............................................次覆盖地震资料的野外采集 ........................................线布置.............................................................................................................测系统.............................................................................................................测系统的类型.................................................................................................据采集................................................................................................................三维地震反射波资料的解释..... .........................................§料概述 ..........................................................区概况、资料来源和地质、地震特点.............................................................作任务和目的.....................................................................................................直时间剖面的对比与解释 ..........................................直剖面特征描述...............................................................................................直剖面波对比的原则和方法...........................................................................层对比............................................................................................................... 造图的绘制................................................................................................... 的概念 ................................................. 绘制等 造图的方法和步骤 ...................................维资料成果分析和解释........................................................................................ 29第六章 结论和建议 ...........................................................果及结论.................................................................................................................果结论..............,..............................................................................................议和意见...........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................第 1 章 绪论地震勘探是物探领域使用最广泛,分辨率最高的方法,所以地震勘探对学物探的我们来说有一种神奇的吸引力。经过半个月的等待,终于迎来了我们的地震教学实习。尽管听说这次实习图件绘制复杂,资料解释困难,但这并没影响我们的热情,我们已经准备好了。地震勘探是利用地层与岩石的弹性差异来探测地下地质构造,寻找有用矿产资源的一种极重要的地球物理勘测方法。在勘查精度、分辨地质体的能力以及勘探范围(浅、中、深)等方面都有其突出的优越性。它的基本原理是利用岩石、矿物( 地层) 之间的弹性差异而引起弹性波场变化产生弹性异常(速度不同 ),用地震仪测量其异常值 (时间变化)并根据异常变化情况反演地下地质构造情况的一种地球物理勘探方法。地震波传播过程中,当遇到弹性分界面时,将产生反射、折射和透射,接收其中不同的成分的波,获取其运动学、动力学特征,可以分析岩石、地下构造的信息。教学实习考虑到我们水平有限,以及反射波法处理、解释的复杂性,本次实习以折射波法为主。§次实习的目的、习的目的及要求本次实习的目的是将所学的课堂理论与实际工作相结合,巩固和加深对课堂理论知识的理解,掌握地震勘探野外工作的整个流程。其中包括现场踏勘、施工设计、数据采集、资料整理、资料处理、地质解释及报告编写等。初步进行野外工作的基本训练,培养学生刻苦求实的工作作风和实际动手能力,以及综合分析与解决实际问题的能力,并使学生的组织生产和管理生产的能力得到初步的训练。固和加深学生对校内课堂理论教学内容的理解;2、初步了解地震野外工作方法技术和装备,初步进行野外生产各工种工作技术的基本训练;3、学会浅层折射资料的整理和解释;4、学习浅层反射地震勘探野外观测系统的设计和最佳窗口的选择;5、培养学生理论联系实际、实事求是的作风,严肃认真的态度和不怕困难、艰苦奋斗的精神。会熟练地使用和维护地震仪器和装备。实习以小组为单位,完成工区一部分物理点的测量工作,培养学生实际操作技能。2、学习和掌握多种地震分支方法的野外基本工作方法和技术,并能处理野外出现的一般故障问题。3、结合实际工区的资料,初步了解地震工作设计的原则和方法。4、学习并掌握地震野外资料的一般整理、处理和反演、图示方法。5、根据工区实际地质条件和实测的物探资料,编写实习报告,初步掌握物探资料的解释方法和地震成果报告的编写方法,培养学生综合分析和表达能力。6、培养学生理论联系实际、实事求是的作风,严肃认真的态度和艰苦奋斗的精神。地震实习报告 习的内容 (1)了解工区地质、地球物理概况;(2)浅层地震仪原理、操作步骤和维护方法;(3)测线布置及观测系统设计;(4)浅层地震折射波野外采集技术(人手一组,每组采集 4 炮) ;a、干扰波调查;b、仪器一致性检测(检测检波器性能) ;c、追逐相遇时距曲线资料的采集;d、初至拾取、折射资料处理解释;(5)浅层地震反射波野外采集技术;a、多次覆盖观测系统的设计;b、反射法野外资料采集(不做解释) ;(6)三维地震资料的解释(无水平切片,用二维方法解释三维资料) 。图 1习内容一览表内容 目的 人员分配仪器操作练习 学会地震仪 使用 每人必会一致性、噪声检测 检测检波器性能,掌握噪声信息 每组一组数据折射波数据采集与处理解释这时我们实习的主要环节,目的在于掌握折射波数据采集处理分析方法流程每人一组数据,解释时附带手工解释图观测系统设计 掌握反射波多次覆盖观测系统的设计方法 每人必会反射波数据采集学会反射波多次覆盖数据采集方式(条件、能力有限,不做处理) 大组进行三维资料解释 掌握三维数据资料的解释方法(无水平切片,用二维的方法解释三维)每两人解释一个剖面绘制一等 六人解释一全套三维资料§区的自然地理、交通与经济条件本次实习区域在我国北方唯一的不冻港所在的美丽的海滨城市— 秦皇岛市。 秦皇岛市位于河北省东北部,地理坐标为东经 119°30′~119°50′,北纬 39°50′~40°10 ′,东接辽宁,北临承德,西依唐山,东连渤海,海岸线长 113 公里,水域面积一万多平方公里。是我国北方著名的旅游和避暑胜地,旅游业十分发达。秦皇岛境内地貌类型多样,山地、丘陵、平原、海岸带从北向南呈梯状分布。山地属燕山山脉东段,分布于抚宁县、卢龙县北部和青龙满族自治县全境,海拔多在 200m—1000m 之间,海拔 1846m 的都山师燕山山脉东段主峰和秦皇岛境内最高峰。深林主要分布在山地。农田主要分布在丘陵,主要的农作物是玉米、高粱、小米。北戴河海滨总体为侵蚀丘陵地形,北戴河镇西北部的东联峰山海拔 多条河流入海,自东往西依次有汤河、新河、戴河、洋河、饮马河。其中汤河全长 20海口位于海港区汤河口,离实习站北侧约 3河全长15鹰角亭北侧入渤海;戴河长约 35域面积 290戴河河口入海。在沿海地地震实习报告 5区未见有流沙分布。秦皇岛市交通发达,以水陆、陆路为主,是连接东北与华北的交通枢纽。陆、海、空交通都极为方便。京哈、京秦、大秦铁路横贯东西;其港口是我国北方最重要的不冻天然良港。秦皇岛地处中纬度,属暖温带半湿润大陆性季风气候,冬无严寒,夏无酷暑,无台风和梅雨,四季分明。夏季主导风向为南风或西南风,冬季为东北风。年平均降雨 中 80%集中在暑期,故每年夏季多山洪发生。山洪期间,多以大石河、汤河、戴河等作为排泄渠道。地下水位夏季高,冬季低,总体趋势西北高、东南低。与地形起伏基本一致。北戴河地区受海洋气候影响较大,年温差变化比同纬度的北京要小得多,全年平均气温 ,最冷月份(1 月),最热月平均气温 。暑期海水温度 24—25°C,沙面温度 31—33°C,气温 。我们的实习地选在站内操场,之所以选择这里而不出野外,是因为野外地形起伏不适合做地震,同时岩石出露不便埋检波器,而站内操场地势平坦,地表覆有第四系土壤,岩层界面清晰相对平稳,很适合做地震勘探教学。实习站北临燕大,南接海湾,交通便利,景色幽雅,气候宜人。实习站与工区位置,可见下图。图 1习站交通位置图图 1区位置图地震实习报告 6§探工作完成情况经过两个星期的漫长等待,终于盼来地震实习。尽管半个月的实习已经很劳累,但出于对地震的美好印象,同学们热情高涨。由于时间紧迫加上天气阴雨的影响,教学计划进展的并不顺利,部分安排更改时间或者等待天气变化。经过老师合理的调整加上同学们对自己认真负责的态度,各项工作还是顺利完成,学习目的基本达到。实习期间,每人在保障组内任务完成的同时,也必须做好自己的工作,同时必须亲自参与熟悉工作的每一个环节。这几天时间里,同学们积极主动,认真负责,克服了各种困难,各项工作顺利完成。习日程安排及组织情况本次地震勘探教学实习时间为 7 月 28 日—8 月 3 日共 7 天时间,室内教学与野外实践相结合,室内教学、野外实践各有四次,具体安排如下:表 1程安排表时间 工作安排 地点上午 室内教学,讲授实习安排要求和地震勘探原理 教室7 月 28日 下午 仪器(操作、测网布设练习 站内足球场上午 室内教学,讲授折射波法原理实施,多次覆盖原理,以及观测系统设计 教室7 月 29日 下午 检波器一致性检测,干扰波调查,折射波法数据采集 站内足球场上午 继续折射波法数据采集 站内足球场7 月 30日 下午 初至波拾取方法教学 教室上午 室内教学,讲授三位资料处理原则、报告编写要求 教室7 月 31日 下午 资料整理 教室8 月 1日 全天 三位资料的处理与解释,等 造图绘制 教室8 月 2日 上午 资料整理、数据处理、图件绘制、资料解释 教室、宿舍下午 反射波法数据采集 教室8 月 3日 全天 报告编写、图件绘制 器装备本次地震实习共使用两套地震仪器,一组一套,为 层地震仪。每组具体配置如下:主机一台,笔记本电脑一台,测线 1 条,检波器 24 道,电源 1 个,锤子 1 个,电源线 1 根,数据线 1 条,两条电缆。两组配置相同。地震实习报告 7表 1成工作情况由于天气原因,原来的安排有所改变,但各项任务基本完成,学习效果基本达到。表 1成工作量情况一览表工区仪器一致性检测干扰波调查浅层折射波采集浅层反射波法三维地震资料的解释仪器 简介 数目震仪司生产的层地震仪能够满足折射、反射地震勘探、井间勘探、面波调查等地震监测需要。仪器操作使用件实习指导书地震部分附件2每组 1 台38波器检波器的作用:把地表微弱的机械振动变成电信号,然后记录下来。因此,实质上它是一种机电转换装置(原理就是发电机原理 )。检波器可分为:速度检波器(动圈式) 、位移检波器、加速度检波器。每组 24 个电缆(大线) 将检波器与地震仪相连 每组 2 根笔记本电脑 用于地震数据的记录,存储 每组 1 台大锤 用于地震波的激发 每组 1 个数据线、电源线 数据线用于连接锤子和地震仪器电源线用于连接电源和地震仪器每组每样各 1 根电源 用于对地震仪器供电 每组 1 个测线 用于测量距离排列检波器 每组 1 条地震实习报告 8基地足球场以小组为单位对 24 道检波器进行一致性检测,发现 3 个检波器工作不正常,拿出做好标记布置 48 道检波器,观察所得波形,对该地干扰波进行分析。以小组为单位,布置 24 道检波器,每人一套(四炮)观测数据。一个上午一个下午,数据采集基本完成,质量基本合格以大组为单位,进行了反射波法六次覆盖数据采集的演示六人一小组分析解释一套三维资料,追踪识别6、套地层,每两人一组追踪一套,绘制等 务顺利完成各种成果图件汇总如下:表 1件一览表折射波法 反射波法 三维资料解释数据曲线图 7张解释图 1张(折射界面图) 2张(测网布设和原理图) 14张(追踪地层,标定断层)手工图 1张 1张(等 造图)第二章 工区地质地球物理特征及仪器简介§层北戴河教学实习区的底层属于晋冀鲁豫地层区、燕辽地层分区、秦皇岛小区,为华北型地层。除普遍缺失上奥陶统至下石炭统、下中三叠统、白鹅系和第三系之外,就华北型地层而言,区内地层出露相对齐全:分别有上元古生界青白口系上部地层、下古生界寒武系和下奥陶统、上古生界上石炭统至二叠系、中生界上三叠统至侏罗系和新生界第四系。此次实习的工区地表大多数第四系覆盖,植被稀少,工区内出露地层以奥陶系下统石灰岩为主,其中有燕山期辉绿岩脉(近东西向)。(2)岩浆岩和变质岩秦皇岛地区处于燕山造山带东段,东与太平洋板块相邻。造山带活跃的内力地质作用使得岩浆岩和变质岩分布十分广泛。从分布面积看,新太古代变质岩约占 30%,新太古代和中生代侵入岩约占 40%,震旦纪—侏罗纪盖层约占 10%,第四纪松散沉积物约占 20%。地震实习报告 9资料表明,在盖层沉积中,绝大部分为侏罗纪火山岩,火山岩和变质岩约占全区面积的 78%,这表明秦皇岛地区的岩浆活动和变质作用非常强烈。(3)构造实习区大地构造位置处于中朝地块燕山褶皱造山带的东段,东临太平洋板块,实习区的构造运动表现明显,既有升降运动的表现,又有水平运动的表现。按时间上可以将实习区构造分为古构造运动、新构造运动和现代构造运动。新生代以后实习区差异升降和阶段性升降运动明显,造成实习区西北高,东南低的地貌格局,并造就了实习区总体水系流入东南,注入渤海。性特征岩石物性差异是进行物探工作的前提,因此必须了解本区的各种岩矿石的物性参数。根据以往工作的资料,列举与工作任务有关的各种岩矿石参数(表 2。表 2习工区岩矿石参数表相关地层岩性 密度(g/磁化率(10阻率(速度(m/s )第四系土层 <00 4095辉绿岩 26083 45002 震仪器本次实习使用的是 司生产的 层地震仪能满足折、反射地震勘探、井间勘探、面波调查等地震监测需要。A/D 转换器和高速过采样技术达到了 24 位地震仪的精度。频带从 2000样间隔 20 16集的数据包存在 32 位的叠加器中,然后传回到主机的硬盘或其他介质上。装坚固、防水、防震,有提手,重 12V 的外接电池可连续工作 10 个小时;其工作原理如图 2震仪工作时需与检波器、电源、电脑、触发器(大锤)相连接。多台仪器可以相互连接组成更多的道工作(图 2震实习报告 10图 2浅层地震仪工作原理图 2作连接示意图(上图为单台,下图为多台连接)器的操作仪器各主菜单功能如下:点名称,测线号的输入。列设置,输入炮点,检波器点的桩号,道间距,跑间距及排列滚动方式。注:输入天气,仪器操作员等信息。集参数设置:采样率,记录长度,采集滤波器,叠加方式,采集道/无效道设置,前置增益的设置。件:设置地震数据文件名,存储的文件夹,数据文件格式,及回放读取数据。示:调整显示方式,包括调整单炮记录的显示方式、频谱显示方式等。量。整显示窗口。射解释。整打印方式。统:调整仪器时间、日期、触发方式、检波器测试,内触发,仪器关机等。在实际野外数据采集中使用最多的是 行各种采集参数的设置。在进行数据采集时,1 号键切换,绿色条带为可采集状态,红色条带为锁闭状态,黄色条带正在处理状态,只有在绿色条带时才可以进行数据的采集。5 号键为数据采集窗口。此外还有 2 号键清屏,6 号键自动调整幅度等快捷键的操作,方便在实际采集时的工作。地震实习报告 11首先,把 接到一台笔记本电脑上,构成一个折射或反射地震仪;然后把 12 道或24 道检波器和触发器(大锤)连接到仪器面板上;最后连接好电源接着打开仪器电源开关,在电脑上设置数据采集的各项参数,如测量方式、采样间隔、记录长度、放炮次数等。第一次在工区进行数据采集时要进行一致性检查试验;首先将 24 道检波器以 4排列,前后左右检波器相距约 5好检波器之后。在一定距离之外放炮,观察电脑上记录的波形特征;找出有差异的道,分析原因并进行改正,直到所有道接受的波形一直为止。致性检测和干扰波调查将 24 道检波器分两列插在一块,大约距离 50m 放炮检测。通过显示记录信息,检测各检波器工作状况。发现第 9 道、第 11 道和第 23 道检波器工作不正常,检查原因,更换掉了检波器,问题排除。将有问题的检波器做上标记,以防勿用。主要干扰波有篮球场上拍球、过路火车、工区喧哗声、风呼啸声。其中以拍球影响最大,其噪声强度几乎和放炮震源强度相当。第三章 浅层初至折射波法勘探§测线观测到的数据经数据处理以后的成果,就是地震剖面(时间剖面或深度剖面) ,它是地震资料解释的基本依据。 原则如下:(1)测线应尽量为直线,因为这时垂直切面为一平面,所反映构造形态比较真实。当然 在复杂的地形地表条件下,也可以采用弯曲测线进行地震工作。 (2)主测线应尽量垂直构造走向,目的是能更好地反映构造形态,此时倾角为真倾角,并为绘制图件提供方便。同时也可以减少地震波的复杂性,避免大量异常波的出现。但地层 倾角较大时,测线不沿构造倾向布置。 (3)测线间隔随勘探程度的提高,应由疏到密。 (4)测线应尽量通过已有的井位,做好连井连片测线,以利于地层的对比和全区域连片成图。再根据工区场地的限制、工区地下地质结构以及工区地形而布设。遇观测系统、追逐观测系统以及相遇追逐观测系统等。此次地震勘探实习中,采用的是相遇追逐观测系统。其示意图如图 3示。其优点是可以利用追逐时距曲线的平行性延长解释区间,判定有无穿透,能较准确的确定时深转换波速。地震实习报告 12图 3长的剖面,测线方向为东西向。通过完成一条完整的剖面测量及资料处理结合工区已知地质资料给出合理的地震地质解释。激发与接收条件的选择1. 激发 对激发条件的基本要求1).使有效波有相当强的能量,干扰波相对微弱;2).使有效波的频谱与干扰波的频谱有相当大的差异;3).在同一震源点激发时,地震记录有良好的重复性。 震源排列长度与震源点间距的选择排列的长度 L,取决于工作方法,目的层的深度及震源能量的大小。折射波法的排列长度,通常取为所需探测的折射界面深度 H 的 3~5 倍;面波采集道间距小于波长 1 半;反射波法的排列长度,通常是最大炮检距 为宜。我们这次实习选择的震源为重锤。对接收条件的基本要求地震记录是研究地质现象的原始资料,因此在选择最佳激发条件以确保有效激发地震波的同时,应选择良好的接收条件。从而保证地震记录具有如下特点:1).有效波突出,并有明显的特征;2).与各地震界面相应的有效波层次分明,波间关系清晰;3).干扰波少,强度弱并容易分辨。 检波器性能的选择检波器分垂直检波器和水平检波器;速度及加速度检波器。此次实习选用的检波器是频率为 28 赫兹的垂直检波器 检波器的安置条件在野外施工中,检波器的安置条件对地震记录的质量有严重的影响。检波器应该插紧与地面结合好,检波器附近不应有树丛、杂草等易于受风影响的干扰物。据采集我的测网布设和放炮顺序如下:地震实习报告 13图 3线布设图通过数据采集,获得四组不同炮点(两组边炮,两组追逐炮)的数据。§获得折射波的地震资料。所以,资料质量的高低就在于每一炮的地震记录的初至波的图线显示是否明显。若初至明显,折射波和直达波图形明显,初至时间易于读取,则地震资料的质量较高,反之,则资料质量低。定初至波(包括直达波和折射波) ,读取波的起跳时间。本次实习主要运用来读取初至时间。并存为文档。表3分文档数据X 第一炮 二炮 三炮 四炮 利用相位对比,读取相位的时间,并对改道进行相位校正。对于相遇炮的记录一定要读取初至时间,而对于追逐炮的记录,当大多数道上的初至不明显时,可读取所有道上的相位时间,而不做相位校正。本次实习,有效的初至波明显,故不用相位校正。拾取过程,示意图如下:······地震实习报告 14图 3端边炮初至时间拾取图 3端边炮初至时间拾取地震实习报告 15图 3端追逐炮初至时间拾取图 3距曲线的绘制利用 件,进行初至时间拾取后,可以生成四个文件,整理文件,汇总成一个文档(见表 3,可以利用剖面线距与四个时间数列绘制四条初至时间曲线。端追逐炮尾端边炮始端边炮始端追逐炮图 3定交点、计算有效速度 延长时距曲线的可解释区间(1)利用追逐炮与相遇炮平行性确定交点位置从图可以看出,左端点在 7 号检波点和 8 号点之间,右端点在 16 号检波点和 17 点之间。( 2) 计算上覆盖层有效速度 A/; B/ ; =( + 2 ; =(X A/2+)/2=(B)/ =m/6 =4.5 =( ’ + (X A’/2+2)/2=(,可以得出每一道的有效速度 于 震道 e 左 =m/s;大于 震道 e 右 =m/ 3覆地层速度曲线图算得 均速度s( 3) 按与追逐炮平行的原则,延长折射波时距曲线,求取互换时间 T。由追逐炮的时距曲线记录,则可以求得 曲线图,并由相遇炮的曲线求得互换时间 T。T=(t1+2=如下图所示:
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