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摘要：加强浅震反射法在岩溶地区勘探中的应用的研究是十分必要的。本文作者结合多年来的工作经验，对浅震反射法在岩溶地区勘探中的应用进行了研究，具有重要的参考意义。
关键词：浅层地震；反射波法；特征分析；岩溶勘探
中图分类号： P315文献标识码：A文章编号：
我国是一个岩溶发育的国家，国土面积的三分之一，超过300万平方千米的面积是岩溶地貌，主要分布在广西、云南、贵州等地。著名的桂林山水所呈现的奇异景观就是嗜斯特地貌的代表。自五十年代来，由于人类工程活动的发展，那些隐藏在工程建筑物之下的岩溶、洞穴已经成为工程上的一大隐患，在工程施工及已经完成的工程项目中，岩溶塌陷频率愈来愈频繁，强度愈来愈大，危害性也随之增大。己统计的我国岩溶塌陷达8000处以上，塌陷坑超过3万多个，范围遍及23个省市自治区，由此造成的损失不可估量，尤其是在公路建设方面，危害更加剧烈。因此在工程勘察和施工过程中急需准确、高效的岩溶探测预警及处理技术。
浅震反射波法在研究岩溶地区的溶洞、裂隙发育情况方面具有独特的优势和重要意义，其应用前景较为广阔。笔者在地震勘探实践中，对浅震反射波法在岩溶地区的勘查方面做了较为系统的探索，在实际应用方面取得了很好的地质效果。工作方法：对于不同工作区，地质条件和所须解决的地质问题各异，但关键都是要获得高信噪比、高分辨率的地震资料。在每个工作区上，都本着由已知到未知，由简单到复杂的原则，根据试验剖面确定观测系统及相关参数。
浅层地震反射波法利用了地震波的动力学和运动学特征。动力学特征主要指波的强度、频谱、相位、波长等参数，而运动学特征则指波的传播时间和空间的关系。工作原理是:采用人工激发震源，使震源附近质点产生震动，形成的地震波在地下介质中传播，当遇到两种不同弹性介质界面时，便产生反射，利用反射波的强度、频谱、相位、波长和反射波的传播时间和空间的关系来解决相关地质问题。
1 数据采集
1.1 确定“最佳窗口”，也即选取“最佳偏移距”（如图1）。偏移距一般设在4~12m之间，道间距不宜过大，过大则会造成观测系统过长，动校正时波形拉伸畸变，通常设置在 0.5~2m之间，同时还保证了水平分辨率。
1.2 震源条件是影响记录的第一个因素，其要求：①有一定能量，以保证勘探目的层的反射。②震波频带较宽，尽可能接近于δ 脉冲以利于提高分辨率。③有效波能量较强，有较高信噪比。④重复激发性好，方便垂直叠加。
对于陆地浅震，炸药、电火花震源不适宜采用，锤击震源因其轻变、易用、重复性好，而被广泛使用。锤击震源常用16磅手锤，锤击置于地上的聚氨脂塑料垫板或钢板。一般垂直叠加1~3次便可得到较好的记录，垂直叠加不宜过多，过多次叠加会压制有效波高频部分，影响勘探精度。
1.3 数据采集设备要满足高抗干扰力、高灵敏度、大动态范围的地震仪，采样率应满足0.2ms，记录频带宽满足140~1600Hz，检波器一般为 100Hz高频检波器。
2 资料处理及波形特征分析
2.1 资料处理应注意两点：①干扰波压制或剔除，②有效波增强。这两点互为影响，在处理过程中应掌握适度。其处理流程如下：
地质解释的原则是由已知到未知，由简单到复杂。尽量收集工区钻孔或地质资料，大致了解第四系覆盖程度和岩溶发育情况。条件允许下，需做波速测井，获得地层速度参数。
2.2 溶洞、裂隙的地震波形特征分析。岩溶地区地震勘探具备很好的波阻抗条件，基岩为低速的第四系覆盖，溶洞、裂隙内部填充介质多为低速的空气、水、泥浆或碎石等，波速差异明显。但由于岩溶发育的溶洞、裂隙几何形态复杂，填充介质多样，其浅震反射波形复杂，地质解译难度较高。
溶洞、裂隙波形特征有：①反射波出现半波损失，波极性反相。溶洞、裂隙内部介质的波阻抗（Zn）低于围岩波阻抗（Zn- 1），因而反射系数Rn- 1为负数，反射波振相反转；②反射波同相轴错断、消失或紊乱。原因是裂隙发生错动，反射界面不清晰或填充介质不均一所造成；③反射波频率降低，能量增强，速度降低；④在地质情况较为单一情况下，溶洞顶部反射波同相轴有双曲线特征，或重疊出现。这是由于“回响”效应，波在溶洞中发生多次反射（短程多次波）造成的影响，在时间上有规律出现，易于判别。
地质解译过程中，不同形态的溶洞、裂隙构造所引起波形变化不同，各有其表现特征，现归纳如下几种：①不规则囊状：这类溶洞多有塌陷、填充，顶、底反射面变化大，不连续。反射波同相轴紊乱不易追踪，短程多次波无规律可循，且波频率低，能量大，速度小。解译埋深时难度大，准确率低。②球状或似球状：溶洞形态规整，顶、底部反射面连续。反射波同相轴有双曲线特征，短程多次波较有规律。解译时，应注意其横向两端的定位，即溶洞水平方向直径的解译。③垂直带状：裂隙发育近于垂直，有错动和没发生错动两种情况。主要表现在某 1~2 道记录波形上，能量弱、频率低，发生错动者可根据波形同相轴判别，但若记录质量不高，道间距不够密，就很容易漏判或错判。④平卧带状：沿水平裂隙发育，一般发育空腔在两端尖灭。因此，很少出现扰射波，短程多次波较有规律。⑤正向带状：指倾向与剖面方向一致的裂隙。此种情况反射波容易接收，易于判别，解释空间位置时，应注意做偏移校正。⑥反向带状：指倾向与剖面方向相反的裂隙。反射波不易于接收，甚至接收不到，遇此情况时，有必要反向排列观测补勘。
3 应用实例
3.1 岩溶裂隙。某过铁道立交桥工程，在施工过程中发现基岩多处发育裂隙，沿裂隙又多处发育溶洞，且溶洞之间多有连通。由于施工场地混乱、干扰多，地质情况复杂，给浅震数据采集造成很大困难。本次测量采用 SE- 2403B 浅震仪，100Hz 检波器。在解释时充分利用已有钻孔资料，对基础的裂隙发育情况连通性，作出较为准确的解释，尤其对0B、2A号桥墩设计位置下溶洞顶板埋深及厚度作出准确勘探（图2），因而有效地指导施工。
3.2 溶洞。某钢厂拟建一高层建筑，先期进行浅震勘查。本次测量使用R24浅震仪。勘查中进行多次观测系统试验，反复追踪溶洞连续性，数据处理解释时，采用高密度映象法，最终查明此工区地下溶洞发育情况（图3），后期经钻探证实，准确率 87.5%。再一次证明了浅震在岩溶地区应用的有效性。
4 结论
4.1 浅层地震反射波法在勘探岩溶溶洞、裂隙等方面，确有特殊良好效果，但实际工作中特别要注意工作方法和数据采集及参数选取。
4.2 在进行溶洞、裂隙等高精度勘探时，数据不宜过多的垂直和水平叠加，资料处理时也不宜采用较强的修饰处理。
4.3 浅层地震尽管有其工作方法灵活，勘探信息丰富等特点，但在勘探应用中并不是万能的，对于探测尺度较小、埋深较大的异常体，一般难以取得理想的勘探效果。
参考文献
[1]王振东.浅层地震勘探应用技术[M].北京：地质出版社，1994.
[2]何樵登.地震勘探原理和方法[M].北京：地质出版社，1986.
[3]钱绍湖.地震勘探[M].武汉：中国地质大学出版社，1989.
关键词：浅层地震；反射波法；特征分析；岩溶勘探
中图分类号： P315文献标识码：A文章编号：
我国是一个岩溶发育的国家，国土面积的三分之一，超过300万平方千米的面积是岩溶地貌，主要分布在广西、云南、贵州等地。著名的桂林山水所呈现的奇异景观就是嗜斯特地貌的代表。自五十年代来，由于人类工程活动的发展，那些隐藏在工程建筑物之下的岩溶、洞穴已经成为工程上的一大隐患，在工程施工及已经完成的工程项目中，岩溶塌陷频率愈来愈频繁，强度愈来愈大，危害性也随之增大。己统计的我国岩溶塌陷达8000处以上，塌陷坑超过3万多个，范围遍及23个省市自治区，由此造成的损失不可估量，尤其是在公路建设方面，危害更加剧烈。因此在工程勘察和施工过程中急需准确、高效的岩溶探测预警及处理技术。
浅震反射波法在研究岩溶地区的溶洞、裂隙发育情况方面具有独特的优势和重要意义，其应用前景较为广阔。笔者在地震勘探实践中，对浅震反射波法在岩溶地区的勘查方面做了较为系统的探索，在实际应用方面取得了很好的地质效果。工作方法：对于不同工作区，地质条件和所须解决的地质问题各异，但关键都是要获得高信噪比、高分辨率的地震资料。在每个工作区上，都本着由已知到未知，由简单到复杂的原则，根据试验剖面确定观测系统及相关参数。
浅层地震反射波法利用了地震波的动力学和运动学特征。动力学特征主要指波的强度、频谱、相位、波长等参数，而运动学特征则指波的传播时间和空间的关系。工作原理是:采用人工激发震源，使震源附近质点产生震动，形成的地震波在地下介质中传播，当遇到两种不同弹性介质界面时，便产生反射，利用反射波的强度、频谱、相位、波长和反射波的传播时间和空间的关系来解决相关地质问题。
1 数据采集
1.1 确定“最佳窗口”，也即选取“最佳偏移距”（如图1）。偏移距一般设在4~12m之间，道间距不宜过大，过大则会造成观测系统过长，动校正时波形拉伸畸变，通常设置在 0.5~2m之间，同时还保证了水平分辨率。
1.2 震源条件是影响记录的第一个因素，其要求：①有一定能量，以保证勘探目的层的反射。②震波频带较宽，尽可能接近于δ 脉冲以利于提高分辨率。③有效波能量较强，有较高信噪比。④重复激发性好，方便垂直叠加。
对于陆地浅震，炸药、电火花震源不适宜采用，锤击震源因其轻变、易用、重复性好，而被广泛使用。锤击震源常用16磅手锤，锤击置于地上的聚氨脂塑料垫板或钢板。一般垂直叠加1~3次便可得到较好的记录，垂直叠加不宜过多，过多次叠加会压制有效波高频部分，影响勘探精度。
1.3 数据采集设备要满足高抗干扰力、高灵敏度、大动态范围的地震仪，采样率应满足0.2ms，记录频带宽满足140~1600Hz，检波器一般为 100Hz高频检波器。
2 资料处理及波形特征分析
2.1 资料处理应注意两点：①干扰波压制或剔除，②有效波增强。这两点互为影响，在处理过程中应掌握适度。其处理流程如下：
地质解释的原则是由已知到未知，由简单到复杂。尽量收集工区钻孔或地质资料，大致了解第四系覆盖程度和岩溶发育情况。条件允许下，需做波速测井，获得地层速度参数。
2.2 溶洞、裂隙的地震波形特征分析。岩溶地区地震勘探具备很好的波阻抗条件，基岩为低速的第四系覆盖，溶洞、裂隙内部填充介质多为低速的空气、水、泥浆或碎石等，波速差异明显。但由于岩溶发育的溶洞、裂隙几何形态复杂，填充介质多样，其浅震反射波形复杂，地质解译难度较高。
溶洞、裂隙波形特征有：①反射波出现半波损失，波极性反相。溶洞、裂隙内部介质的波阻抗（Zn）低于围岩波阻抗（Zn- 1），因而反射系数Rn- 1为负数，反射波振相反转；②反射波同相轴错断、消失或紊乱。原因是裂隙发生错动，反射界面不清晰或填充介质不均一所造成；③反射波频率降低，能量增强，速度降低；④在地质情况较为单一情况下，溶洞顶部反射波同相轴有双曲线特征，或重疊出现。这是由于“回响”效应，波在溶洞中发生多次反射（短程多次波）造成的影响，在时间上有规律出现，易于判别。
地质解译过程中，不同形态的溶洞、裂隙构造所引起波形变化不同，各有其表现特征，现归纳如下几种：①不规则囊状：这类溶洞多有塌陷、填充，顶、底反射面变化大，不连续。反射波同相轴紊乱不易追踪，短程多次波无规律可循，且波频率低，能量大，速度小。解译埋深时难度大，准确率低。②球状或似球状：溶洞形态规整，顶、底部反射面连续。反射波同相轴有双曲线特征，短程多次波较有规律。解译时，应注意其横向两端的定位，即溶洞水平方向直径的解译。③垂直带状：裂隙发育近于垂直，有错动和没发生错动两种情况。主要表现在某 1~2 道记录波形上，能量弱、频率低，发生错动者可根据波形同相轴判别，但若记录质量不高，道间距不够密，就很容易漏判或错判。④平卧带状：沿水平裂隙发育，一般发育空腔在两端尖灭。因此，很少出现扰射波，短程多次波较有规律。⑤正向带状：指倾向与剖面方向一致的裂隙。此种情况反射波容易接收，易于判别，解释空间位置时，应注意做偏移校正。⑥反向带状：指倾向与剖面方向相反的裂隙。反射波不易于接收，甚至接收不到，遇此情况时，有必要反向排列观测补勘。
3 应用实例
3.1 岩溶裂隙。某过铁道立交桥工程，在施工过程中发现基岩多处发育裂隙，沿裂隙又多处发育溶洞，且溶洞之间多有连通。由于施工场地混乱、干扰多，地质情况复杂，给浅震数据采集造成很大困难。本次测量采用 SE- 2403B 浅震仪，100Hz 检波器。在解释时充分利用已有钻孔资料，对基础的裂隙发育情况连通性，作出较为准确的解释，尤其对0B、2A号桥墩设计位置下溶洞顶板埋深及厚度作出准确勘探（图2），因而有效地指导施工。
3.2 溶洞。某钢厂拟建一高层建筑，先期进行浅震勘查。本次测量使用R24浅震仪。勘查中进行多次观测系统试验，反复追踪溶洞连续性，数据处理解释时，采用高密度映象法，最终查明此工区地下溶洞发育情况（图3），后期经钻探证实，准确率 87.5%。再一次证明了浅震在岩溶地区应用的有效性。
4 结论
4.1 浅层地震反射波法在勘探岩溶溶洞、裂隙等方面，确有特殊良好效果，但实际工作中特别要注意工作方法和数据采集及参数选取。
4.2 在进行溶洞、裂隙等高精度勘探时，数据不宜过多的垂直和水平叠加，资料处理时也不宜采用较强的修饰处理。
4.3 浅层地震尽管有其工作方法灵活，勘探信息丰富等特点，但在勘探应用中并不是万能的，对于探测尺度较小、埋深较大的异常体，一般难以取得理想的勘探效果。
参考文献
[1]王振东.浅层地震勘探应用技术[M].北京：地质出版社，1994.
[2]何樵登.地震勘探原理和方法[M].北京：地质出版社，1986.
[3]钱绍湖.地震勘探[M].武汉：中国地质大学出版社，1989.