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玄武岩地层非均匀性剧烈是造成常规地震勘探波场散射和屏蔽作用、引起下伏目标地层成像困难的主要原因。首先分析了玄武岩地层的介质非均匀性及其与传播波场波长之间的相对关系,并用数值模型说明了介质的非均匀性是针对一定范围的波长而言的,低频信号具有较强的穿透小尺度非均质地层的能力;然后以我国江汉油田陵北玄武岩覆盖区为靶区,将30Hz常规地震和5Hz低频信号的模拟单炮记录、波场快照和偏移结果进行了对比,证明了低频信号具有更强的波场穿透高速玄武岩薄互层的能力,可用于解决该区的成像问题,提高成像质量。