浅地层剖面探测综述VIP免费

第30卷第3期海洋通报Vol.30,No.32011年06月MARINESCIENCEBULLETINJun.2011收稿日期：2010-3-18；收修改稿日期：2010-11-2基金项目：国家海洋局青年基金（2010310）。作者简介：李平（1981－)，男，陕西蓝田，助理工程师，硕士，主要从事海洋地球物理调查与研究工作。电子邮箱：lp@fio.org.cn。浅地层剖面探测综述李平，杜军（国家海洋局第一海洋研究所，山东青岛266061）摘要：海洋地球物理技术在海洋地质调查中起重要作用，其中浅地层剖面探测因其成本低、效率高，在海洋地质调查研究中具有广阔的应用前景。浅地层剖面探测是利用声波在水中和水下沉积物内传播和反射的特性来探测海底浅部地层结构和构造的。本文阐述了浅地层剖面仪发展历程，针对浅地层剖面探测，分析了其主要影响因素和压制方法，并对主要剖面声图类型及其特征进行了探讨。关键词：地球物理技术；浅地层剖面探测；综述中图分类号：P631.5文献标识码：A文章编号：1001-6932(2011)03-0344-07Reviewontheprobingofsub-bottomprofilerLIPing,DUJun（FirstInstituteofOceanography，SOA，Qingdao266061，China）Abstract:Marinegeophysicalsurveytechniqueplaysanimportantroleinmarinegeologyinvestigations，inwhichSub-bottomProfilerProbewiththelow-costandhigh-efficiencycharacteristichasbroadapplicationprospectsinthemarinegeologicalinvestigationandresearch.Sub-bottomProfilerProbeistousethetransmissionandreflectionofsoundwavesinthewaterandunderwatersedimenttodetecttheshallowstratumstructureundertheseabed.Inthispaper，thedevelopmentprocessofSub-bottomProfilesystemanditsmaininfluencingfactorsandsuppressionmethodsareanalyzed.Themainaudiodiagramtypesandtheircharacteristicsarediscussed.Keywords:marinegeophysicalsurveytechnique;sub-bottomprofilerprobe;review浅地层剖面探测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[1-3]。浅地层剖面仪（Sub-bottomProfilerSystem）又称浅地层地震剖面仪，是在超宽频海底剖面仪基础上的改进，是利用声波探测浅地层剖面结构和构造的仪器设备。以声学剖面图形反映浅地层组织结构，具有很高的分辨率，能够经济高效地探测海底浅地层剖面结构和构造。本文简要介绍了浅地层剖面探测技术的工作原理，总结了目前国内外广泛使用的主要技术产品型号以及主要参数和性能。阐述了浅地层剖面仪发展历程，分析了影响浅地层剖面探测质量的主要因素和压制方法，并对主要浅地层剖面声图类型及其特征进行了探讨。1浅地层剖面探测发展历程浅地层剖面仪是在测深仪基础上发展起来的，只不过其发射频率更低，声波信号通过水体穿透床底后继续向底床更深层穿透，结合地质解释，可以探测到海底以下浅部地层的结构和构造情况。浅地层剖面探测在地层分辨率（一般为数十厘米）和地层穿透深度（一般为近百米）方面有较高的性能，并可以任意选择扫频信号组合，现场实时设计调整工作参量，可以在航道勘测中测量海底浮泥厚度，也可以勘测海上油田钻井平台基岩深度。浅地层剖面仪采用的技术主要包括压电陶瓷式、声参量阵式、电火花式和电磁式4种。其中，压电陶瓷式主要分为固定频率和线性调频（Chirp）3期李平等：浅地层剖面探测综述345两种；电火花式主要利用高电压在海水中的放电产生声音原理；声参量阵式利用差频原理进行水深测量和浅地层剖面勘探；电磁式通常多为各种不同类型的Boomer，穿透深度及分辨率适中。浅地层剖面探测设备性能指标中分辨率与穿透深度是互相矛盾的。20世纪80年代，美国Datasonics公司与罗得岛州州立大学的海军研究所及美国地质调查局联合开发了一种称为“Chirp”的压缩子波，并被广泛的应用于海底浅地层勘探中[4]。通过长时间的调频脉冲，接收信号经过滤波处理，得到一个比发射脉宽的宽度窄很多的压缩脉冲，压缩后的脉冲宽度与发射脉冲宽度无关，此压缩脉冲宽度等于调频带宽的倒数，即τp=1/∆f，（τp：处理后的脉冲宽度；∆f：调频宽度）。发射较宽的线性调频（Chirp）脉冲，能够保证一定穿透深度，同时不会降...