利用地震勘探探测化工园区断层隐患

王 锋

（山东省煤田地质局物探测量队，山东 济南 250000）

地震勘探投资少，见效快，是城市活断层探测的主要手段之一，为建设选址和隐患治理提供参考依据。为了了解平原化工产业园的区域断层发育情况，从野外数据采集、资料处理、资料解释等方面进行总结研究，形成一整套工作方法。

1 概况

1.1 位置及地质概况

勘探区位于平原县北部，北距德州市约25 km，105 国道从测区内通过，交通便利。平原县地处黄河下游的鲁西北平原，地势平坦，一望无垠。平原县历史上古黄河河道水流运动剧烈频繁，河流较多，微地貌被塑造得较为复杂。按照微地貌的形成原因，其在平原县的类型大体可分为：沙质河槽地、沙丘地、缓平坡地、河滩高地、背河槽状洼地、浅平洼地等。自中、新生代以来，受燕山运动和喜马拉雅运动的影响，勘探区地壳运动总的趋势是以下降为主，长期为接受沉积状态，沉积形成了厚度大于3000 m的巨厚新生代地层，其下为中生代地层。

平原县在大地构造上位于华北地台(Ⅰ级)、辽冀台向斜（Ⅱ级）、临清拗陷（Ⅲ级）与济阳拗陷（Ⅲ级）的惠民凹陷（Ⅳ级）的结合部位。受新华夏构造体系的影响，勘探区内基底构造发育，活动强度较大，主要断裂构造均隐伏于新近系之下。勘探区断裂主要有边临镇一羊二庄断裂和陵县一老黄河口断裂，是三、四级构造元的分界断裂，此断裂对隆起和拗陷区的沉积起控制作用。

1.2 地震地质条件

测区地形较平坦，地面标高平均为+8～+11 m。区内公路较多，测区正南为济阳县城，人为干扰较少。本区的目的层为第四系、新近系、古近系内部的反射波，通过追踪相关的反射波连续性来解释断层发育情况，根据本次地震勘探结果，新近系内部反射波丰富，因此本区整体地震地质条件较好。

2 野外数据采集

2.1 工程测量

本次工程地震勘探平面坐标采用2000 国家大地坐标系，高程采用1985 年国家高程基准，测量仪器采用中海达V30 GPS 双频RTK 测量仪器。RTK 测量仪器通过连接千寻cors 账号进行测量，测量坐标误差能控制在0.10 m 范围内，能满足工程地震勘探测量的要求。

2.2 施工方法

为了更好地了解区内地震地质条件、有效波和干扰波的发育情况，选择最佳激发参数，以获得信噪比较高原始记录，正式生产前进行试验工作[1-3]。

本次工程地震勘探采用可控震源激发，数字检波器接收。本区的试验工作主要是激发因数的试验，试验内容包括驱动幅度试验、扫描频率试验、扫描长度试验、震动次数试验。

通过试验，最终确定了本区的激发参数：驱动幅度70%，扫描长度12 s，扫描频率10～110 Hz，震动次数3 次，接收方式：2 并2 串4 个检波器组合。

通过该参数激发，获得的野外原始记录品质较高，如图1。通过野外原始单炮示例图可以看出，各目的层位反射波清晰可见，信噪比高。

图1 野外原始单炮及频谱分析

本次工程地震勘查共完成地震测线2 条。根据相关规范对野外记录进行评级：甲级率74.20%，乙级率25.80%，成品率100%符合规程要求。

3 资料处理

3.1 原始资料分析

本次施工原始单炮面貌特点：大部分记录面貌较好，但面波较多，少数记录品质稍差，部分记录有折射波，部分单炮受外源干扰严重。本区地表条件较复杂，原始单炮的信噪比、振幅和频率差异较大。

3.2 资料处理流程

本次二维地震勘探资料处理的主要技术手段为：针对本区已知资料较少，工作量不足的具体情况，做好叠前多道预测反褶积，提高目的层分辨率，并保持主要目的层反射波的特征是本区资料处理和后期解释的基础和关键所在。经过测试对比，处理中采用了多域去噪技术，去除了各种噪音，获得了较为理想的成果资料。处理流程选取在确保各目的层反射波信噪比的前提下，努力全面提高地震资料的分辨率，并且尽量保持地震反射波各波组特征不变。

叠前去噪是提高处理质量的关键环节。如果去噪模块、参数选择不当，将会破坏地下地震波的真实反射波场，降低叠加和偏移的成像分辨率，影响地震剖面解释的可靠性。对于脉冲野值和声波野值造成的振幅不一致性现象，在资料处理或提高分辨率中必须消除。如果不消除，会降低叠加的统计效应，影响剖面的质量。

在对异常道和强振幅值进行处理时，在确保有效信号不受损失的基础上，采用人工交互道编辑和程序自动剔除的方法进行处理。对资料进行能量、频率等方面的分析。分析干扰波类型，选取合适的噪声压制模块，针对性的压制噪音干扰，提高信噪比。如图2。

图2 多域去噪前后单炮及衰减出的噪声

3.3 资料处理成果

本次工程地震勘探资料处理共获得地震叠加时间剖面两条，本次资料处理所获得的时间剖面品质较高，时间剖面信噪比、分辨率较高，目的层反射波能量较强，反射波特征突出，为接下来的资料解释工作打下了良好的基础。

4 资料解释

依据收集的资料分析，TQ波在时间剖面上240～260 ms，TN波在时间剖面上760～850 ms。根据地震资料结合济阳周边收集的地质资料，对本区各地层的速度进行认真研究，分析认为本区第四系埋藏深度约200 m，新近系埋藏深度为750～900 m。通过追踪这两组反射波的连续性来解释本区断层的发育情况。

通过对第四系、新近系地层反射波的解释（如图3 所示），确定时间剖面上新近系反射波连续性良好，没有发现断层错断到新近系底界面（1000 m以浅）的迹象。

图3 处理剖面

由于本区地震地质条件较好，地震原始资料品质较高，处理完成的时间剖面信噪比较高，因此本次工程地震勘探对剖面的解释精度较高。但由于没有钻探资料的标定，测线解释深度误差较大。

5 结论

（1）本次工程地震勘探共完成地震测线2 条，各项质量指标均符合相关规范的要求，较好地完成野外数据采集任务。

（2）资料处理流程、参数正确，主要层位反射波信噪比、分辨率较高，反射层次丰富，各种地质现象反映真实可靠，为资料的地质解释提供了良好的基础。

（3）反射波对比解释方法正确，主要反射波对应的地质层位明确，解释工作精细。

（4）由于用于地震资料解释的时间剖面信噪比较高，因此本次工程地震勘探成果的可靠程度较高。

由于区域内只布置了2 条地震测线，在地震测线控制到的范围内没有发现隐伏断层危害。由于区内已知地质资料较少，且没有钻孔资料，解释的地层深度存在较大误差。由于地震勘探的多解性，可以增加其他探测手段，对地震解释成果进行进一步验证。