在陵北地区下第三系潜江组和荆沙组中分布的大量玄武岩层，其单层厚度小、累计厚度大、层数多、最大累计厚度大于500米，其分布面积超过1200平方千米，而且玄武岩层埋藏浅(最浅处仅300多米)、速度高(4300-5000m/s)、密度大(2.5-2.7g/cm3)，地震剖面表明玄武岩层与围岩形成强反射界面，其结果是：①能量屏蔽强、下传能量不足，致使岩下层的地震反射信噪比低，当火成岩埋藏较浅，这种矛盾更为突出。②多次波发育、且与正常反射紧密交织，特别是多层玄武岩存在时地震波场更为复杂，折射波、多次折射波、一次反射波、多次反射波、转换波、多次转换波等相互交错，资料处理中难以分离。③玄武岩体空间分布的非均匀性造成地震波射线路径的复杂化，“滤镜”效应扭曲了岩下层反射层在时间、能量等方面的地震反射特征，不利于岩下层的地震成像，致使屏蔽层下的荆沙组、新沟咀组、沙市组及白垩系地层地震反射能量极弱，地震资料信噪比低、连续性差。 该区经过了多年的地震勘探方法攻关，由于采集方法没有本质改变，所以效果不明显。为了实现高速玄武岩层下的地震反射层成像以获得有价值的地震资料，我们在江陵凹陷北部玄武岩发育区完成了两条38Km的广角地震采集试验测线。 广角地震勘探(Wide-angleseismicexploration，又称Wideaperturereflectionandrefractionprofiling，简称WARRP)是近些年有关文献介绍的地震波入射角大于临界角的地震勘探方法，主要用于火成岩岩下层成像、盆地基底调查和低信噪比地区的地震勘探。大偏移距的广角数据中反射纵波的振幅在超过临界角以后陡然增大，而透射纵波的振幅陡减为零；反射和透射S波振幅均较强，前者用于高速层和基底形态的确定，后者则由于能量可穿透高速层，因而主要用来解决高速层之下低速地层界面的成像。 为了设计采集试验的观测形式，确定最大炮检距，选择了一些点进行广角反射临界点理论计算，最终确定试验中选择最大偏移距为14km。 模型正演是研究地震反射特征的重要手段之一，为了分析玄武岩区岩下层的地震反射情况，我们进行了两个方面的研究工作，其一是制作江陵375.5和608测线二维数学模型分析用常规方法进行勘探时岩下主要目的层的反射振幅特征，正演结果表明：由于玄武岩的屏蔽效应三套反射层T8、T9、T10反射波振幅均较弱，信噪比低。这也是我们在该区进行地震攻关而屡攻不下的根本原因。其二是应用实验室物理模拟成果，模拟成果论证了采集试验的设计方案，并预示广角信息的识别和分离将是资料处理中的一个重要环节。 根据参数试验阶段中激发、接收效果分析对比以及当时的设备条件确定试生产的主要参数：记录长度12s、采样间隔2ms、宽带录制、正交三分量检波器3个串联组合、道距50m、激发井深25-35米、中密度硝氨药量16-24kg、观测形式0-250-14000、理论覆盖次数70次。 由于广角反射波一般与折射波相交织，正确识别和准确切除浅层折射波是资料处理基础。利用模型分析与速度分析识别广角反射波、多次反射波和多次折射波；从而进行初至切除试验、去折射波试验，去线性干扰的方法可以消除相干噪声和多次折射干扰主要部分，以提高单炮记录的品质。一次去线性干扰只能消除某一斜率的线性干扰，要比较彻底地消除多次折射干扰必须多次循环。 另外，在速度分析过程中也可以识别广角反射波，只能选择合适的动校叠加速度，广角反射波才能有效叠加。 资料处理的中间结果表明浅层折射波动校后严重畸变、波形杂乱，广角反射波基本能动校到一水平线，但波形也发生了畸变，主要表现为波形变宽、频率降低，近炮点小偏移距的多次波十分明显。 静校正试验、速度横向变化对动校影响分析、剩余静校正处理分析等；由于大角度的入射波与反射波在近地表旅行时间比常规采集方法的旅行时间长，所以相当于增大了静校正量，剩余静校正量也相对增大。 大偏移距的动校正是广角勘探方法的关键技术。由于大偏移距反射波的时距曲线再也不能用双曲线方程近似，必须确定更接近反射波实际旅行规律的动校方法，主要有高阶动校和速度梯度扫描两种方法，前者是在常规动校公式后加上高阶项和与介质各向异性参数有关的参数η，即通常所说的η(eta)校正；后者是在常规炮间距道集速度分析的基础上，加上一定的速度增量进行叠加扫描以确定合适的大偏移距动校速度，试验结果表明μ校正能使同一层反射波得到合理校正。 在研究区利用广角——转换波勘探方法能够获得目的层的转换波和广角信息，在反复论证精细分析的基础上，识别和有效利用深层广角反射信息，通过去噪、高阶动校叠加等一系列处理方法得到的广角地震剖面，其反射波组能量较强，地质信息比常规剖面更加丰富。1999年常规采集方法所得的地震剖面上2秒以下地震信息几乎为空白，而2001-2003年用广角地震勘探方法所获得的地震剖面上玄武岩覆盖区2秒至4秒的地震反射波组呈现出来，构造特征和断裂特征比较清晰。 处理结果表明：远近偏移距的信噪比和分辨率不同，大偏移距的岩下层地震资料的波组连续性差、频率较低。这方面与文献上一些实例的结果相符。本人认为连续性差是由于浅层非均质性，地震波在其中传播的时间和能量“过滤效应”，频率低是由于层间震荡的高频吸收和动校拉伸影响。消除动校拉伸畸变，应考虑进行相位校正。 转换波采集、处理取得了初步成果，浅层转换波记录能量强、成像比较清晰，而深层转换波不够理想。由于研究区的玄武岩层为几十层甚至一百多层的薄互层结构，深层的转换波的波场十分复杂，处理中难以识别，所以研究难度更大。