地震勘探技术在矿山地质中的应用分析

张金东

重庆一三六地质队

地震勘探技术在矿山地质中的应用分析

张金东

重庆一三六地质队

当前地震勘探技术已经成为矿产资源开发中最有效、最成熟的物理勘探方法，尤其是在地质找矿工作中，其作用更加重要。本文结合某地区找矿工作中地震勘探技术的应用进行论述，实践证明该技术取得了良好的效果。

地震勘探；地质；施工参数

1 勘探区地质分析

勘查区地处黄河冲积平原，区内地表地形简单，地势平坦、开阔。总体呈西北高，东南低，平均海拔约50m。水系发育，沟渠堤坝纵横，主要河流孟楼河自西北向东南从勘查区中部流过，且该区为水稻种植区，对地震施工十分不利。近地表多为粘砂土，地下水较丰富，潜水面3m左右，水位较浅，浅层地震地质条件稍好。勘查区内基岩面以上全为新生界覆盖，厚度较大，其内部砂土、粘土、粉质粘土的分界面都是较好的反射界面，可以形成密集的反射波组。基岩面上与新生界相接触处，是一个明显的波阻抗界面，多数能形成较强的反射波。但由于基岩面曾经受剥蚀造成凸凹不平以及上下地层的不整合沉积，基岩面上的波常被干涉，出现反射层的不整合现象。煤系地层的下部二煤组处和奥陶系的顶面都是密度差异较大界面，可以形成较强且连续的反射波。

2 野外工作方法

2.1 工程布置

在进行测线布设时，对收集到的以往资料进行了分析研究，了解了区内的地层产状及其大致走向。预查阶段共布设地震主测线4条，联络线1条，主测线大致垂直于地层走向，线距2km；联络测线与主测线垂直；依据预查成果，预查续作阶段共布置地震主测线1条，联络线1条，主测线与联络测线的方位角与预查一致。由于测区内村庄密集，为了减少丢炮，在规范允许范围内，布置测线时对设计测线的位置与方位稍有变动。

2.2 工作方法及施工参数选择

为了获得较好的目的层反射波质量，更好的压制干扰波，预查阶段根据本区的地震地质条件，正式施工前，首先在DZ3线西端布置了试验工作，进行了干扰波调查、激发药量、井深等生产因素试验，预查续作阶段又进行了少量的补充试验，两次试验结论基本接近。通过分析试验资料，确定的施工参数如下。

仪器设备：使用的地震仪器法国SE R CEL公司生产的408UL数字地震仪和威海双丰电子有限公司生产的主频为60Hz检波器串进行数据采集。

观测系统参数：道距20m，炮距20m，72～96道接收，单边或中间放炮，覆盖次数24～36次。接收参数：记录长度2.5s，采样间隔1ms，前放增益12db，全频带接收，2串2并，同点埋置。激发参数：采用炸药震源井中激发，井深8m，药量2kg。施工中一般保持地层下倾方向激发。

2.3 资料质量评价

本区原始资料质量较高，目的层反射清晰、连续。处理成果显示，多数时间剖面目的层反射波信噪比较高且连续、稳定，构造清楚，波阻特征明显，有小部分地段由于激发层位岩性不好，剖面信噪比稍低，有效波显示稍弱。经对原始资料进行评价，甲级记录占80.5%，乙级记录占19.0%，废炮记录占0.5%，总合格率为99.5%。

对时间剖面的评价结果：Ⅰ类剖面占87.2%，Ⅱ类剖面占12.8%，全部为Ⅰ类+Ⅱ类剖面，无Ⅲ类剖面，符合规范要求。

3 资料处理和解释

3.1 资料处理

由于预查区资料信噪比较高，主要干扰有线性干扰、面波干扰、50Hz电磁干扰等，且采集变观较多，因此建立正确的观测系统，做好静校正，采用保真保幅处理，采用有效的去噪技术及精细速度分析与剩余静校正等成为处理好本区资料的关键。

资料处理过程中采用的主要处理技术有：⑴观测系统建立与检查；⑵静校正技术；⑶叠前去噪技术；⑷反褶积技术；⑸速度分析及剩余静校正技术；⑹叠后随机噪音衰减及提频技术；⑺偏移技术。预查续作阶段资料处理流程与预查基本一致，并在预查的基础上，对个别参数作了调整，处理效果比较满意。

3.2 资料解释方法

资料解释是将地震数据转化成地质成果的复杂过程，对处理后的地震剖面需要综合运用地质和地球物理知识来进行合理的解释和推断，其结果要符合实际情况。

预查阶段该区多数叠加时间剖面上反射波较为密集，主要层位的反射波组特征较为明显，能量强，连续性好。利用各波组在时间剖面上所表现的能量强度，连续性及波组间接触关系，运用各剖面交点处波组出现时间的一致性，对全区各波组进行了追踪对比。

其对比过程是：首先分析和掌握各时间剖面上出现的众多有效波组，然后着重对比追踪其中的主要波组。这些主要波组除特征明显外，还应能控制和反映覆盖层的厚度、基底构造轮廓、煤层赋存特征等。

4 地质成果

取得的主要地质成果如下：

⑴ 初步查明了新生界的厚度及构造形态。新生界底界构造比较简单，为一向东偏南抬升的单斜层，埋深在890～1190m之间，说明本区覆盖层较厚。

⑵ 两期地震工作成果确定了二1煤层及一煤层存在范围及形态，二1煤层及一煤层存在于白衣阁断层及F9断层之间。推断二1煤层埋深小于1300m以浅的面积约有15km2，埋深在1300～1500m的面积约有16km2。

⑶ 初步查明了二1煤层和一煤层的露头线。由于工作量较少，仅能对二1煤层及一煤层的存在范围大概了解，二1煤层在勘查区西北部的构造形态及所确定的露头线只具一定的可靠性。

⑷ 初步查明了区内基本构造轮廓。确定的王家屯断层(F9)，由4个较为可靠的断点组成，该断层为可靠断层。DL15线断点(F10)的存在是可靠的，推断的白衣阁断层(F10)的走向、断距有待进一步确定。

5 结语

在研究地震工作成果的基础上，在区内布设1个钻探验证孔，地震成果解释的层位及埋深与钻孔钻遇地层及埋深很接近，两者相差在1%～3%之间，地震解释成果可靠，精度较高[3]。通过地震勘探方法在该地区找煤中的应用表明，采用先进的仪器设备及合理的数据采集参数取得的原始资料质量较高，资料处理时经过优选处理流程，获得了较高质量的时间剖面，经过精心的资料解释，获得了精度较高的地震解释成果，很好地完成了地震地质任务。此方法的应用，为同类项目的实施提供了参考依据。

[1]付俊清，孙治新，袁燕.二维地震勘探在洛阳找煤中的应用与效果[J].工程地球物理学报，2012，9(2)：200-204.

[2]刘海涛，任广智.浅层地震反射波法与声波测井在岩土工程中的应用[J].工程地球物理学报，2009，6(4)：454-458.

[3]国家煤炭工业局.煤炭煤层气地震勘探规范(MT/T897-2000)[M].北京：煤炭工业出版社，2001.