中国地质大学地球物理实习报告_地震

燕山运动时期，测区发育了南北-东西向两组共轭断裂及NEE-SWW向断裂。由于岩浆上涌，沿早期断裂形成了各种岩性的岩脉，主要是：辉绿岩脉、花岗斑岩岩脉以及伟晶岩脉等。

其中地震波在花岗岩中的波速大概为4500m/s-6000m/s。

第三章数据采集基本认识

第一节仪器及软件介绍

本次实习使用的是GEOMETRICS公司生产的Geode96浅层地震仪能满足折、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1.75Hz到2000Hz，采样间隔20us到16ms。采集的数据包存在32位的叠加器中，然后传回到主机的硬盘或其他介质上。Geode包装坚固、防水、防震，有提手，重4.1kg，用12V的外接电池可连续工作10个小时；其工作原理如图2-2-1。

Geode地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采集站连接示意图。

图2

本次实习配备仪器装置如下表：

简介 数目 GEOMETRICS公司生产的 Geode地震仪 Geode浅层地震仪能够满足 折射、反射地震勘探、井间 2台 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 仪器 检波器的作用:把地表微弱的 机械振动变成电信号，然后 检波器 记录下来。因此，实质上它 是一种机电转换装置(原理就 大于48个 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。 电缆（大线） 将检波器与地震仪相连 2根 笔记本电脑 用于地震数据的记录，存储 1台 大锤 用于地震波的激发 1个 数据线、电源线 数据线用于连接锤子和地震 各1根 仪器 电源线用于连接电源和地震仪器 电源 用于对地震仪器供电 1个 测线 用于测量距离排列检波器 2条 第二节地震排列认识

地震排列是指用来记录反射地震波炮点与检波点组合中心之间的相对位置；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。 测线布置取决于勘探任务，探测对象，前期地震和其它前期物探工作的程度，测区地下地质结构和地表地形、地物，表层地震地质条件，以及人文、交通、气候等因素，要因地制宜地以最少的工作，最佳的效益，完成勘探任务的要求。主测线的方向，应尽可能地垂直地层或构造走向，并与设有地质钻井以及其他物探测线的方向重合，以利于各种勘探资料的对比分析和相互补充验证，主测线之间还应布置联络测线，以控制勘探精度。测线应避开地下水管、电线电缆，也不宜将测线布设在江河、公路、铁路沿线和陡坎边。

本次实习因为场地原因，只设立一条主测线，以期探测第四纪覆盖物和基底花岗岩的反射波信息。

观测系统是指指示地震波激发点和接收点的相对位置关系的图件，一般以纵测线观测为主。观测系统主要包括简单连续观测系统、间隔连续观测系统、多次覆盖观测系统、非纵测线观测系统（一般不用）、三维观测系统等几种类型。观测系统的图示方法：时距平面图、综合平面图等。

第三节检波器一致性检查实验

检波器一致性试验目的是为了保证工作的所有检波器相位具有一致性。一致性不好的检波器要及时修正或者舍弃。检查方法是，在一个半径为2米的圆周上均匀的插上24道检波器，在圆周中心激发。

分析图3检波器一致性实验图得，1道—12道一致性良好，其同相轴为一条

直线。13道—24道一致性良好，同相轴也为一条直线。但是12道与13道同相轴并不是直线。我认为这是由于激发点不在中心造成的，因为在激发过程中我们不能保证铁锤一定砸在正中心，所以导致前12道与后12道一致性的差别。 第四节地震信号的滤波与分析

地震信号的滤波作用是利用波的频率不同来压制干扰波，突出有效波。在频率区间10—30之间以面波为主，在30—120区间以有效波为主，在350—500区间以声波为主。分析图4地震波原始记录、图5地震波面波记录、图6声波记录得面波最主要的识别特征是有频散现象。在有效波记录中可以看到直达波，反射波几乎看不见。原始地震波记录则干扰波较为严重，滤波后效果大大提高。 第五节采集参数试验

1、 纵测线与非纵测线

接收点、激发点在同一直线上叫纵线观测；接收点、激发点不在同一直线上叫非纵线观测。

在试验过程中，我们先在零偏移距处激发两次得到地震波形，然后保持道间距，叠加次数排列长度等参数不变，将激发位置向左侧移动2米，得到非纵测线的地震记录。图7非纵测线地震记录。

分析地震记录得，纵测线零偏移距时，检波器从0秒开始接受数据，非纵测线是检波器从0.01秒开始接收数据。此外非纵测线波的能量明显比纵测线能量要弱，非纵测线的直达波也不如纵测线明显。

2、 叠加次数

叠加次数是通过改变激发能量来改变地震波形。理论上，激发能量越强有效波越明显，但是激发能量越强干扰波也会越来越明显，会影响有效波的叠加。所以在野外我们要结合具体地质条件和勘探目的来确定合理的激发叠加次数。我们用控制变量法做了叠加2次和叠加4次的效果，图8 4次叠加激发地震波图。

分析得，四次叠加激发的直达波不如2次叠加的直达波明显。同时4次叠加反射波的同相轴也显得较凌乱。这充分说明并不是叠加次数越多，叠加效果越好。以小树林的地质环境来看，叠加两次效果最为理想。

3、 排列长度

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。其一般计算公式为：

L=（N-1）*X

显然，道间距大，排列长度大，工作效率高。但是不宜太大，因为相位追踪对比困难，远处能量衰减大。

我们第一次激发时有48在接收，第二次激发时只有24道在接收。图9 24道接收地震波形图。分析图可知48接收时可以接收到更多的噪音，干扰有效波。24道接收时干扰相对较少，可以较为清楚的看到直达波和反射波。此外，能量传递到48道时能量较弱，而24道能量始终保持较强的状态。

4、 道间距

相邻两道检波器的间距，用△X表示。在野外实际工作中，根据调查目的不同，△X不一样。一般道间距小，则测量精度高，道间距大工作效率高，所以道间距的选择一般是综合地质条件和勘探目的来确定。

开始我们用48道接收，道间距1米，之后保持其它参数不变，在电脑上关闭了所有偶数道，使排列变成道间距为2米的排列。图10 2米道间距地震记录图。

分析图可知，道间距的变大使记录的信息不那么丰富。道间距1米时可见许多噪音干扰，但道间距2米时，干扰变少，同时有效波的相位信息也变少，一些特别小的相位在道间距2米时不可见，与此同时直达波变得更加明显。

5、 偏移距

炮点离最近一个检波器的距离，用X1表示。在实际工作中，偏移距的选择要根据实际勘探方法和压制干扰波类型。偏移距一般为道间距的整数倍，本次实习中我们采用了反射波法，干扰波主要为面波，在实际的地震记录中，反射波和折射波成为初至波，增大偏移距可以突出反射波和折射波，压制干扰波，不让面波成为初至波。

我们在试验时分别用偏移距为0、-2、-4米三个参数。图11改变偏移距的地震波形图。分析图形可知，随着偏移距依次增大，直达波越来越明显。接收波的时间越来越长，0偏移距时检波器从0秒开始接受地震波，-2米偏移距时检波器从0.015开始接受信号，-4米偏移距时，检波器从0.03米开始接受信号。此外随着偏移距的增加，地震波的能量衰减的很快，0偏移距时能量到第45道左右才渐渐消失，-4米偏移距时能量到37道左右就开始消失。

第四章数据采集实验

第一节多次覆盖观测系统设计及其采集实现

所谓一次覆盖或多次覆盖是指对被追踪的界面观测的次数而言，例如对同一界面追踪了两次，称为二次复盖；追踪了n次，称为n次复盖。为了了解界面上R点的情况，不只在O1点激发、在D1点接收，还分别在O2激发、D2接收，O3激发、D3接收等。它们以O1D1的中点M对称地分布。如果界面水平则R点在地面的投影与M点(叫共中心点)重合，并且每次观测到的都是来自R点的反射。R点就叫这些道的公共反射点。这些道组成的道集是R点的共反射点道集。

我们组做的图12单边激发6次覆盖采集系统，具体步骤如下：

1、 首先利用跑间距，道间距，道数覆盖次数等信息计算出移动的道间

距，画出采集系统图。

2、 连接好48道检波器，关闭后24道，设置滚动道间距为2。

3、 在0偏移距处进行一次激发，之后将激发点移动至3号检波器出，

同时将道数向前滚动两个道间距。

4、 在第23个检波器出停止激发，将前23道检波器移至第48道后，连

接好线路，再次开始激发。

5、 依次重复上述步骤，使采样区达到6次覆盖。

第二节组合检波与面波压制实验

组合检波的主要目的是为了压制面波，加强有效波。线性组合，只能单一的压制某一方向的面波，面积组合可以使通放带的斜率变窄，压制带振幅变小，使干扰不进一步落在压制带内，有效波尽可能的落在通放带内，加权组合是利用不同灵敏度的检波器来达到压制面波的目的。

面积组合我们在野外进行了三种，平行检波，单点检波，三角形检波，三种形式。图13组合检波地震记录。并在0偏移距，-2米偏移距和中间各激发了一次。由图分析得，三角形检波的效果最好，单点检波效果最差，平行检波介于二者之间。三角检波的地震记录中，我们可以明显看到直达波和反射波，干扰不也