浅海区CBoom型浅地层剖面地层畸变及校正

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1、万方数据第29卷第1期2011年1月海洋科学进展ADVANCESINMARINESCIENCEV01．29No．1January，2011浅海区C—Boom型浅地层剖面地层畸变及校正王方旗，亓发庆，姚菁，高小惠，赵洪鹏(国家海洋局第一海洋研究所，山东青岛266061)摘要：浅地层剖面测量是海洋工程勘察、灾害地质调查和大陆架海洋地质科学研究的重要手段，资料解译的准确程度将对地质调查和研究成果的可靠性造成直接影响。由于C-Boom型浅地层剖面仪的发射换能器与水听器是分开安置的，当调查区域的水深过浅时，将其近似为自激自收的单道地震系统会导致地层的畸变，

2、水深越浅地层畸变率越大。根据浅地层剖面仪的基本原理，推导出了C—Boom型浅地层剖面仪地层畸变率的计算公式及地层畸变校正公式，为用C—View软件更准确地解译此类浅地层剖面资料提供了参考。关键词：浅海区；浅地层剖面；畸变率；地层畸变校正中图分类号：P631．5文献标识码：A文章编号：1671—6647(2011)01—0047—07地层剖面测量是一种基于水声学原理的连续走航式探测水下浅部地层结构和构造的地球物理方法。随着近海油气资源的大规模开发、国土资源大调查项目的展开、各种近岸水上工程建设的不断增加以及各种海底灾害地质现象的频繁发生，浅地层剖面

3、仪以其灵敏度和分辨率高[1]，连续性好且能快速地探测水下地层的地质特征及其分布而在海洋调查中得到了广泛的应用，其应用范围涉及到水上工程勘察、灾害地质调查和海洋地质科学研究等诸多领域乜-6]。s浅地层剖面仪按照发射换能器与水听器的组合分为两种类型：发收一体和发收分离。前者的发射换能器与水听器组合在一起(或称为自激自收)，包含于一个共同的机箱之中，发射换能器与水听器基本处于同一位置，例如：SES、Chirp等；后者的发射换能器与水听器是分离的，实际调查时为了避开尾流、机器干扰等以获取更好的剖面记录而常常使两者水乎相距4～10m安放，例如：AAE系列、

4、EGS的C—Boom等。由于C-Boom电源单元很轻(仅18kg)，操作简单，采用独特的低电压技术，仅仅需要很小的发电机，特别适合于小船及水深1～100m的近岸作业[7]，且采用C-View软件同步采集并解译、处理资料快速、准确，因此在近海进行地质调查应用非常广泛。但是C—Boom的发射换能器与水听器是分开安置的，由于声波信号走的不是垂直路径，而是斜路径，入射角、反射角不等于零(图1)，因而只有在水深较大的开阔海域，才可近似为自激自收系统；如果水深过浅，则浅层入射角、反射角非常大，在这种情况下，对浅部地层来说，已不能近似为自激自收系统，由时间剖面

5、上读取的声波走时比垂直发射、垂直接收的双程走时大很多，甚至几倍，造成了声波走时的延迟和浅地层剖面的地层畸变，必须要进行校正[8。9]。1浅地层剖面仪的基本原理声波是物质运动的一种形式，由物质的机械运动而产生，通过质点间的相互作用将振动由近及远地传播。声波在不同类型的介质中具有不同的传播特征，当岩土介质的成分、结构和密度等因素发生变化时，声收藕日期：2009—09一01资助项目：中油辽河油田一辽东湾葵西1号人工岛构造综合调查研究(130639一1)；国家海洋局第一海洋研究所基本科研业务费专项资金项目——莱州湾古环境演化与地下卤水资源的形成(2008

6、G13)作者简介：王方旗(1981一)．男，山东诸城人，硕士研究生。主要从事海洋地质方面研究．E—mail：sdhdwfq0317@163．corn(张骞编辑)万方数据48海洋科学进展29卷波的传播速度、能量衰减及频谱成分等亦将发生相应变化，在弹性性质不同的介质分界面上还会发生波的反射和折射。因此，人们利用这一原理研制了浅地层剖面仪，用于探测声波在岩土介质中的传播速度、振幅及频谱特征等信息并推断相应岩土介质的结构和致密完整程度，从而对其作出评价。如图1(声波的实际传播路径应为血线，这里近似取为直线)，把声波传播的介质看作一个层状的模型：海水作为第

7、一种介质，它的密度为P。，声波在其中传播的速度为∽；海底以下的地层存在n个界面，它们的密度和速度分别是』D2，⋯，胁毗，⋯，如。当声波向下传播时，一部分在分界面处发生反射，另一部分透射后继续向下传播，在下一分界面处再发生反射和透射，其反射强度和地层的反射系数R有关：R：gzUz--．plul．(1)pzu2—t_p1￡，l式中，IDl，叭为界面上部介质的密度和声波在该介质中的传播速度；lD2，pz为界面下部介质的密度和声波在该介质中的传播速度，其中舢又被称为介质的声阻抗。由式(1)可以看出，能否获得强的反射(R)取决于界面两侧物质是否存在差异，即

8、是否存在较大的声阻抗差。当戊p：--p。0。值很小，即界面两侧的物质差异不大时，声阻抗差很小，产生的反射很弱甚至没有反射；相反，当p2v