浅层地质探测技术：浅地层剖面和单道地震探测

浅地层剖面探测和单道地震勘探工作的基本原理是：通过换能器（震源）将控制信号转换为不同频率的声波脉冲向海底发射，该声波在海水和沉积层传播过程中遇到反射界面，反射回换能器被转换为模拟或数字信号后记录下来，并输出为能够反映地层声学特征的剖面记录。反射界面为波阻抗不等的两种介质的分界面，而波阻抗为声波在介质中传播的速度（v）和介质密度（ρ）的乘积。在浅地层剖面调查中，近似认为声波是垂直入射的（多道地震中的自激自收），反射系数R可以用下式来表达：

应用到地学中，即声波波阻抗反射界面代表着不同地层的密度和声学差异而形成的地层反射界面，就能在剖面仪显示器上反映两相邻的界面线，并能分别显示两层沉积物的性质图像特性差异。利用这个原理，人们发明了声学地层剖面系统（见图5-3）。

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图5-3 浅地层剖面工作原理

由于不同的沉积物存在着密度差异和速度差异，这种差异在声学反射剖面上表现为波阻抗界面，差异越大，波阻抗界面就越明显（反射信号的振幅越强）。由不同物质组成的相同地质年代的岩层，彼此间存在着密度和速度的差异，会形成多个反射界面，而不同年代的岩层，也可能由于物质组成相同、密度差异不大而不存在明显的声学反射界面。因此，声学地层反射界面与地质界面或地层层面之间存在着不完全对应关系。但在大多数情况下，不同年代的岩层存在着不同的物理特征，声学反射特征也有差异，因而依据声学反射剖面划分的反射界面往往与地层界面是吻合的。这种反射界面一般能够代表不同地质时代、不同沉积环境和物质构成的真实地层界面。

在依据反射界面进行浅地层剖面实际解译过程中，应该首先与测区内地质钻探资料进行层位对比，并充分利用邻区资料和周边地质环境条件，结合记录中的沉积结构、层位标高、堆积、侵蚀、界面的整合、不整合接触、层理结构、相位变化等特征来分析研究声学记录中地层沉积特征以及其他地质信息。这样，一般而言能够得到与实际情况较为相符的结论。