綜合地質勘查二維地震勘探研究

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【摘要】伴隨東盟經濟的崛起，柬埔寨地方經濟也有了長足的發展，但是當地綜合地質勘探的技術手段還未跟上經濟的發展，特別是漢森地區，目前該地區地質構造和煤炭資源的資料都是空白。文章通過在柬埔寨漢森地區采用二維地震勘探技術，從測線的選擇到測試數據的校正和數據解釋及取得高質量的地震剖面基礎上，通過對地震資料解釋，最終獲得了真實、可靠的地震地質解釋成果，避免了勘探的反復性，在節省大量成本的同時，可以提高企業的經濟效益。

【關鍵詞】柬埔寨漢森地區；綜合地質勘查；二維地震勘探

伴隨東盟經濟的崛起，柬埔寨地方經濟也有了長足的發展，但是由于當地綜合地質勘探的技術手段遠遠跟不上經濟的發展，特別是漢森地區，所以本地區地質構造和煤炭資源的資料還屬于空白。廣東中煤江南工程勘測設計有限公司收到該地區煤炭資源地質勘探的任務，為當地今后經濟的發展填補這一空白。在物探勘查過程中，采用二維地震勘探技術，在取得高質量的地震剖面基礎上，通過對地震資料解釋，最終獲得了真實、可靠的地震地質解釋成果。

1柬埔寨漢森勘查區概況

柬埔寨漢森勘查區南距首都金邊450km，西距暹粒（吳哥）150km，北距柬泰邊境15km，南部有暹粒至柏威夏的一級公路經過，南北向的67號公路通過勘查區，把勘查區分為東、西兩個塊區，區內地形低緩。本勘探區地質屬于東部印支斷塊區的暹粒下中新生代盆地的一部分，該地區地殼基本處于相對穩定狀態，但是其張裂構造與剝蝕作用相對強烈，被測區域為褶皺構造，并沿西北走向呈現向背斜軸。斷裂不發育。勘查區未發現大的構造斷裂、巖層連續。通過對勘查區主要出露地層分析發現，這里地質由新到老分別為第四系（Q）和侏羅系下統門口三組（J1m）地層。其中，第四系（Q）地層分布廣泛，大部區域為殘積層并呈現風化狀態，頂部為紅色礫石和灰白色或土黃色砂質黏土層，下部為黏土層，其成分大致與頂部相同，上下部的黏土層主要成分為高嶺土，本應為灰白色，但其部分含有錳、鐵離子而呈現紅色或褐紅色，內含少量石英細砂及粉砂，黏結性較強。層厚1～5m；溪河附近為沖積堆積區，砂礫含量大，透水性強，層厚不等。侏羅系下統門口三組（J1m）地層為一套海灣瀉湖沉積建造，巖石完整，呈整合接觸。走向近東西，主要有細砂巖、粉砂巖、泥質粉砂巖、泥巖、炭質頁巖和煤層等組成，層理發育，為波狀～水平層理，系煤系地層。

2野外勘探數據采集

2.1試驗及測線準備工作

在勘查過程中，由于柬埔寨政府沒有地震勘探的相關技術規范，因此在勘查時依據我國《煤炭煤層氣地震勘探規范》作為勘查標準。在勘查設計時，為盡可能多地獲得地震波的數據，根據勘探地的地震地質條件和勘查地的3個分區的控制條件，在設計測量走向時，將測量主線按照南北主方向布設3條地震主測線，東西向布設2條地震聯絡測線，各測線間距約4000m。在后來實際測量中，介于被測地區越柬戰爭殘留的地雷影響，測量主線根據測量數據的收集情況，對測線的局部位置進行了適當調整。1#測線南端靠近路邊北側，河流3次穿1線而過，炮孔成孔難度大。檢波點沿設計已掃過雷的路徑直接穿過，炮點向東做技術偏炮調整，偏移距離控制在10～50m；2#測線北部穿過多片木薯地，青賠難度大，無法正常施工，測線沿已有道路布線。3#測線位置多次穿過河流和多片木薯地。為此，3#測線整體向西移動約400m，向南移動約300m，測線沿已有道路布線。

2.2參數選擇

本次地震勘探根據漢森周邊地區和該地區其他途徑獲得的地質資料，結合勘查人員對實地觀測的經驗，對勘探區選定了試驗點，井深按照2m、4m、6m，藥量按照0.5kg、1kg、2kg，通過對不同深度、不同藥量測試結果的對比分析，最終確定了參數[1]。2.2.1觀測系統勘探接收總道數設定為96道；每道間距為5m；炮間距設定為20m；激發方式為中間激發；覆蓋次數為12次。在北方向布設3條主測線，東西方向布設2條聯絡地震測線，共設計5條地震測線，合計線長22km，生產物理點有1105個，設計試驗點有15個，共計物理點1120個。生產物理點有1004，檢測有40個，試驗點有15個，共計物理點1059個，其他有55個，計價物理點有1114。完成測線長21.29km。記錄甲級率達67.33%，合格率為99.72%。2.2.2激發因素根據試驗點的試驗數據發現，隨著井深的增加，記錄面貌逐步改善，單炮頻率明顯提高，有效波突出，信噪比高[2]。因此，采用6m單井深激發，在對藥量試驗過程中發現隨著藥量的增加，單炮頻率逐漸提高，有效波突出，信噪比高，能量和頻率都比較高，最終確定采用2.0kg藥量激發。2.2.3儀器因素本次勘探采用法國產Sercel428XL高精度地震數據采集系統，儀器采樣間隔設定為1ms；地震波記錄長度為2s；前放增益為12dB；接收頻率設定為全頻段，記錄格式設定為SEG-D；檢波器類型選定的是60Hz檢波器；組合方式為5個檢波器點式串聯組合；組合基距為0.5m；組合高差：道內高差小于0.5m。

3地震監測資料處理與解釋

3.1資料處理主要技術措施及參數

地質勘查中關鍵在于對地震波采集數據的處理，在本次勘測過程中，為確保測試數據的準確，采用靜校正法，主要是初至折射靜校正、自動剩余靜校正逐步細化的靜校正應用兩種[3]。在綠山逐炮拾取階段初至折射靜校正過程中，通過反復試驗確定如下參數：替代速度使用3000m/s，基準面為90m。通過儀器將地震波分析出長波長分量及短波長分量，其中將短波長分量化解鄰道間的地震波劇烈跳躍的干擾現象，在消除跳躍干擾后，其余波形用剩余靜校正其余分量。在檢測數據振幅時會產生4種原因的激烈變化，主要是地層吸收、球面擴散、振幅能量差異和振幅波動差異，根據這4種振幅干擾，采用增加地震波補償、選定速度、振幅按其因子分解分別補償的方式消除地層對地震波波幅的干擾[4]。消除干擾的過程中，研究發現不同的頻率其效果也不同，在濾波為8～12、140～150，可以消除干擾波中的尖脈沖。在反褶積預測時主要先選定地表一致性，并在對地震波振幅進行補償的基礎上開展。采用頻譜整形和地表一致性反褶積技術消除干擾。剩余靜校正和速度分析是一個反復迭代的過程，在勘測過程由于波長和波速的不同，在進行波形分析時利用自動剩余靜校正可以消除記錄中存在的高頻剩余靜校正量，這樣單單的靜校正無法完全準確分析，必須疊加波速的分析，只有兩項同時開展才能夠獲得較為精確的分析數據，有時為提高精度要進行多次疊加。在本次勘測資料后期分析過程中，先后進行了3次靜校正和多因子的疊加才最終獲得高精度的分析結果。

3.2地質資料的解釋

本次二維地震資料解釋采用Geoframe解釋系統。該系統功能強、操作靈活，是快速、高效、全方位進行地震勘探綜合解釋的強有力的工具。解釋工作以人工解釋為基礎、工作站人機聯作解釋為工具。3.2.1對時間剖面的解釋在地震時間剖面上進行追蹤對比，閉合測線交點，同時利用測線上已知鉆孔的揭露的煤層深度進行波組對比，確定有效波與主要地質層位之間的對應關系。T6波：疑似6號煤層的反射波，由于鉆孔揭示該區煤層埋深淺，地層傾角大，從全區地震反射時間剖面來看，地層背向斜褶曲導致T6波在背斜軸部缺失，背斜兩翼T6波較難連續追蹤。T11波：通過本次勘探發現，深部還有一組能量較強的反射波T11波，推斷認為可能是石炭系地層的煤層（暫定為11號煤層）反射波。該波沿全部5條地震測線均可連續追蹤。3.2.2斷點和斷層的解釋在斷點解釋方面，主要在地震時間剖面上進行，通過分析同相軸上反射波的錯斷、突變，并在此基礎上將斷點繞射波和強相位投射到每條測線上，以此進行斷點解釋。斷點在時間剖面上的顯示特征，如果斷點反射波清晰且斷點對比可靠，則基本可以確定斷層上、下盤[5]。但如果斷點反射波連續性較差、有斷點顯示，可以確定斷層為一盤或存在升降關系。在進行斷點解釋的基礎上，可以進行斷層解釋，斷層解釋是通過斷點解釋和平面組合完成的，在斷層的相鄰剖面上的斷點性質一致，斷點落差接近或有規律變化；同一斷層在相鄰剖面上的表現特征相似；斷層連接和組合應符合區域構造規律；對落差不大、相鄰剖面上無顯示的斷點，結合鉆孔成果，依據區域地質規律及區域斷層走向情況，確定其延伸走向線。

4地質勘測的成果

4.1地震勘探地質成果

通過勘查發現被勘探區總體上為走向NE方向的褶曲構造，呈背斜—向斜—背斜相間的構造形態，褶曲兩翼地層傾角較大，地層傾角為40°～60°。自南向北依次為B1背斜，X1向斜，B2背斜。本勘探共發現4個斷點并對其進行解釋，組合斷層1條，其中1線上發現正斷點1個，命名DF1，傾向南，落差約50m，4線上發現2個逆斷點，分別命名為DF2、DF3，DF2斷層傾向東，落差約300m，DF3斷層傾向東，落差約750，2線上發現逆斷點DF4，傾向北，落差約130m，DF3和DF4組合為1條逆斷層，斷層走向NNW向，傾向NEE向。

4.2鉆探結果的驗證

通過本次二維地震勘探時間剖面分析，結合已知的鉆孔資料，預測煤層可能的賦存地段，即在X1向斜軸部附近，煤層賦存較好，B1、B2背斜軸附近煤層有局部缺失。6號煤底板標高為-250～50m，東北部最低，西南部最高。通過本次勘探還發現，深部有一組能量較強的反射波，推斷認為可能是石炭系地層的煤層反射波（擬定為11號煤層），11號煤底板標高為-2000～0m，在中北部X1向斜軸部最低，南部邊界處最高，整體呈單斜形態，局部發育寬緩的褶曲。區內缺乏已知資料，建議打孔驗證。基本查明了勘查區的構造形態，控制了煤系地層的總體起伏形態；解釋了大于50m的斷裂構造，預測了煤層的賦存區域。勘查區總體上為走向NEE方向的褶曲構造，呈背斜—向斜—背斜相間的構造形態，褶曲兩翼地層傾角較大，地層傾角為40°～60°。本次勘探共解釋了4個斷點，組合斷層1條，其中1線上發現正斷點1個，命名DF1，傾向南，落差約50m，4線上發現2個逆斷點，命名DF2、DF3，DF2斷層傾向東，落差約300m，DF3斷層傾向東，落差約750，2線上發現逆斷點DF4，傾向北，落差約130m，DF3和DF4組合為1條逆斷層，斷層走向NNW向，傾向NEE向。預測了煤層可能的賦存地段，即在X1向斜軸部附近，煤層賦存較好，B1、B2背斜軸附近煤層部分缺失。

5結語

二維地震勘探技術在經濟相對欠發達的柬埔寨漢森地區的應用，對于了解當地的地質狀況及煤炭資源的分布是最為經濟的勘測手段。在勘探的野外工作中，根據被勘測地區的實際狀況，采用最佳的勘測方法和最優的勘測布局是十分重要的，必要時要進行試驗從中選出最佳方案。在取得勘測數據后，要選擇適當的校正方法，這樣不僅有利于對資料的準確分析，也可以避免走彎路。本次勘測中，我們開展各種試驗工作，選擇靜校正法，這種方法可以提高短波長處理效果，可以顯著增強波同相軸連續性，可以使信噪比和分辨率明顯提高，通過利用干擾波與有效波的不同特征，分離、壓制各種干擾，保護有效波信號；通過振幅補償，使淺、中、深層波組間能量處在同一能量級上，波組特征清楚、強弱特征明顯。實踐表明，二維地震勘探技術在特殊地質條件下的應用，可以減少鉆探工作的盲目性，有效減少勘探的反復性，在大量節省成本的同時，可以提高企業的經濟效益。

參考文獻

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［5］劉國慶，張鐵樁．二維地震勘探在睢縣西部煤普查中的應用［J］．礦產與地質，2013，27（4）：342-346.

作者：易秋清 單位：廣東中煤江南工程勘測設計有限公司