地質(zhì)勘探中，數(shù)據(jù)的采集與獲取至關(guān)重要，這些數(shù)據(jù)對地質(zhì)研究和地震研究工作來說是關(guān)鍵，本文主要探討厚層黃土地震數(shù)據(jù)采集方法。

　　《西北地震學(xué)報》(季刊)1979年創(chuàng)刊，(現(xiàn)用名：地震工程學(xué)報)辦刊宗旨：促進和繁榮我國西北地區(qū)地震科技事業(yè)，及時報道和交流最新科研成果和技術(shù)進步，活躍學(xué)術(shù)思想，開展學(xué)術(shù)爭鳴，鼓勵探索新的學(xué)科領(lǐng)域和方向，培養(yǎng)人才，提高地震科技隊伍素質(zhì)和專業(yè)水平，為經(jīng)濟建設(shè)和防震減災(zāi)事業(yè)提供服務(wù)。

　　寧夏固原地區(qū)為厚層黃土覆蓋的山區(qū)，黃土層厚度達270m左右，其淺部干燥的黃土層速度低、厚度大，對地震波的激發(fā)和接收極為不利。根據(jù)該地區(qū)特點，通過大量的試驗工作，確定了最佳的地震數(shù)據(jù)采集方法和參數(shù)，取得了較好的地震原始資料，最終查明了主要可采煤層的賦存情況和構(gòu)造發(fā)育情況。為礦井建設(shè)、生產(chǎn)提供了可靠的地質(zhì)資料。

　　在煤田地質(zhì)勘探中，采用鉆探、測井、地震等多種手段進行綜合勘探，可以降低勘探費用、提高勘探精度和可靠性。然而，在厚層黃土覆蓋區(qū)地震原始資料較差，勘探效果還不盡理想。針對這一狀況，我們在寧夏固原地區(qū)對厚層黃土覆蓋區(qū)地震數(shù)據(jù)采集方法進行了專題研究，以期解決這一難題。

　　1.概況

　　寧夏固原地區(qū)某煤礦為黃土剝蝕丘陵地形，海拔標(biāo)高+1720~+1860m之間，相對高差140m左右。由于區(qū)內(nèi)黃土垂直節(jié)理發(fā)育，往往于溝谷兩岸形成直立陡壁，加上水流的沖刷，溝谷縱橫切割，形成黃土梁、塬、峁、谷、脊、柱等各種黃土地區(qū)的微地貌景觀。地表條件極為復(fù)雜，因此表層地震地質(zhì)條件較差。區(qū)內(nèi)全部被第四系黃土掩蓋，地表無基巖出露，經(jīng)鉆孔揭露，其地層由老至新依次為：奧陶系中統(tǒng)平?jīng)鋈骸⑷�疊系上統(tǒng)延長群、侏羅系、白堊系下統(tǒng)六盤山群、第三系和第四系。第四系黃土層厚度270m左右，其淺部干燥的黃土層速度低、厚度大，低速帶速度平均400m/s、厚度在6.52～17.6m之間變化較大;降速帶的速度平均為570m/s、厚度在0～65.1m之間變化很大;第四系高速層的速度平均為1860m/s，對地震波的激發(fā)和接收極為不利。所以淺層地震地質(zhì)條件很差。區(qū)內(nèi)含煤地層為侏羅系中統(tǒng)延安組，為一套內(nèi)陸湖泊三角洲沉積，全區(qū)發(fā)育。主要可采煤層5號煤層厚度為6.7m～14.43m，埋藏深度為300m～1100m;8號煤層厚度為2.66m～14.02m，埋藏深度為300m～1150m。煤層傾角一般在9°~30°。煤層與圍巖密度和速度差異較大，有明顯的波阻抗界面，能夠產(chǎn)生能量較強的反射波。因此，深層地震地質(zhì)條件較好。

　　2.地震波激發(fā)、接收因素的試驗

　　針對該區(qū)不同的表、淺層地震地質(zhì)條件及深層地震地質(zhì)條件，選擇8個有代表性的點位進行了試驗。2.1試驗工作的基本參數(shù)儀器型號：Aram-Aries多道遙測地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。記錄格式：SEG-Y。采樣間隔：1ms。記錄頻帶：全頻帶。記錄長度：2s。前放增益：30db。震源：高爆速成型炸藥柱，瞬發(fā)電雷管引爆，井中激發(fā)。接收道數(shù)：240道。道距：10m。偏移距：0m。發(fā)炮方式：中點激發(fā)。2.2試驗內(nèi)容2.2.1激發(fā)因素試驗井深：8m～85m。藥量：1kg～6kg。組合井?dāng)?shù)：2～12。組合藥量：每口井1kg、2kg。2.2.2接收因素試驗前放增益：24、30db。回放濾波：20、25Hz。檢波器：TZBS-60型高頻檢波器、TZBS-28型低頻檢波器。檢波器埋置：地表、0.5m深坑。試驗遵循單因素變化的原則。2.3試驗結(jié)果目的層反射波有：第四系底界反射波—TQ波，時間在130ms～360ms，其能量較強、連續(xù)性較好、視頻為60Hz左右;5號煤層反射波—T5波，時間在310ms～860ms，其能量較強、連續(xù)性較好、視頻為40Hz左右;8號煤層反射波—T8波，時間在340ms～890ms，其能量較強、連續(xù)性較好、視頻為40Hz左右。主要干擾有：面波能量較弱，速度為380m/s左右，視頻20Hz左右，對近道目的層反射波有一定影響，它與目的層反射波有明顯的速度、頻率差異;直達波能量較強，速度為1700m/s左右，視頻90Hz左右，對遠道目的層反射波干擾較大;淺層多次反射——折射波能量較強，速度為1900m/s左右，視頻50Hz左右，對遠道目的層反射波干擾較大;以及微弱的高頻微震隨機干擾。圖1為在低洼的溝谷中試驗獲得的地震原始記錄，激發(fā)、接收因素為井深12m，藥量1kg，5井組合激發(fā)，TZBS-60型高頻檢波器接收。圖中可以明顯看出：TQ波在160ms左右，T5波在320ms左右，T8波在380ms左右，目的層反射波能量較強、連續(xù)性較好，易于辨認(rèn)。圖2為在較高的山頂上試驗獲得的地震記錄，激發(fā)、接收因素為井深90m，藥量2kg，單井激發(fā)，TZBS-60型高頻檢波器接收。從圖中可以看出：TQ波在180ms左右，其能量強、連續(xù)性好;T5波在420ms左右，其能量較強、連續(xù)性較好;T8波在460ms左右，其能量較弱、連續(xù)性較差。目的層反射波較明顯，易于辨認(rèn)。綜上所述，該區(qū)只要打穿第四系低速層和降速層，在高速層中激發(fā)，既能有效地壓制各種干擾波，增強目的層反射波。溝底低洼處5井組合激發(fā)，井深12m、每口井藥量1kg;山上較高處單井激發(fā)，井深90m、藥量2kg;偏移距0m、前放增益30db、TZBS-60型高頻檢波器0m組內(nèi)距三個串聯(lián)線性組合接收可以獲得較好的地震記錄。

　　3.彎曲測線的施工方法可行性分析

　　該區(qū)中部為東西分水嶺，地勢較高，黃土覆蓋較厚，雖然沖溝較多，但不能相互連接成網(wǎng)。并且大多沖溝內(nèi)黃土覆蓋較厚、淺井激發(fā)不能能夠獲得較好的地震資料。淺井激發(fā)能夠獲得較好地震資料的溝谷僅有三座水庫附近的三條溝谷，它們延伸較短，長度均不到2km，并且相互獨立，不能相互連接成網(wǎng)。因此，采用彎曲測線的施工方法不能完成該區(qū)地質(zhì)勘探任務(wù)。

　　4.段試驗工作及地震資料處理

　　經(jīng)過以上點試驗和綜合分析，該區(qū)采用二維直測線的施工方法較合理。為了進一步驗證點試驗所確定的工作方法的合理性，研究論證地震勘探在該區(qū)能否完成地質(zhì)任務(wù)，在D19線(10線)15號鉆孔至1001號鉆孔，長度800m，采用點試驗確定的最佳激發(fā)、接收因素，道距10m，炮距40m，中點激發(fā)，偏移距0m，兩條平行線160×2=320道寬線接收，線距10m，疊加次數(shù)20×2=40次，進行了段試驗工作。在資料處理時，采用常規(guī)處理流程，不加任何修飾性手段，分別做了不同接收道數(shù)、不同激發(fā)方向、不同偏移距的單線、寬線處理，用以確定合理、經(jīng)濟的地震數(shù)據(jù)采集方法。圖3D19線山上試驗段時間剖面圖圖3為經(jīng)過資料處理獲得的地震時間剖面，從圖中可以看出：TQ波在200ms左右，T5波在360ms～440ms左右，T8波在400ms～480ms左右。各目的層反射波能量強、連續(xù)性好、易于辨認(rèn)。

　　5.結(jié)語

　　通過上述的試驗和分析，可以得到以下幾點結(jié)論：(1)在厚黃土山區(qū)，地形低洼處采用淺井5井組合激發(fā)，井深12m、每口井藥量1kg;山上較高處采用深井單井激發(fā)，井深90m、藥量2kg;可以獲得較好的地震資料。(2)該區(qū)煤系地層以向、背斜相間出現(xiàn)為主要構(gòu)造形態(tài)，因此，在觀測系統(tǒng)的設(shè)計方面應(yīng)該以中間發(fā)炮較為適宜。(3)40m炮間距雙線接收和20m炮間距單線接收獲得的時間剖面煤層反射波的信噪比和連續(xù)性均較好，能夠可靠地反映出煤層構(gòu)造形態(tài)。為了降低勘探費用和提高工作效率，該區(qū)采用40m炮間距雙線接收的寬線施工方法較為合理。(4)該區(qū)采用0.5m深坑埋置TZBS-60型高頻檢波器，0m組內(nèi)距三個串聯(lián)線性組合接收，偏移距0m、前放增益30db可以獲得較好的地震資料。(5)該區(qū)采用二維直測線的施工方法較合理。