地震折射层析法在红壤关键带地层划分中的应用研究

摘要

地球关键带结构的识别对于理解关键带系统中发生的地球物理化学过程有重要意义,以往基于钻井和剖面来研究关键带地下结构的方法不足以充分反映关键带地下构造全貌,近些年地震折射层析方法在浅层地表勘探中兴起。为探究关键带地下结构的空间变异特征,本研究以红砂岩基岩的鹰潭孙家流域和板岩基岩的长沙沿江阶地为研究区,通过高精度地震折射层析(SRT)方法,绘制了关键带地层面速度图,将关键带划分为覆盖层、半风化层、基岩层。基于钻井实测数据定量评估地震勘探反演精度。结果表明:(1)红壤关键带深度为8.2~22.9 m,半风化层上界面深度为3.0~13.2 m,红壤关键带基岩面对应的地震波纵波速度在2 000~2 400 m·s^(-1)之间。(2)含水层中的地下水会使地震折射法划分的关键带覆盖层厚度偏小;地下水水位与地震纵波1 000 m·s^(-1)速度等值线有一定协同关系。(3)鹰潭研究区覆盖层下界面预测值与观测值的均方根误差(RMSE)为1.7 m,长沙研究区覆盖层下界面预测值与观测值的RMSE为2.4 m;鹰潭研究区基岩面预测值与观测值的RMSE为7.0 m,长沙沿江阶地基岩面预测值与观测值的RMSE为0.9 m。综上所述,地震折射层析方法在预测关键带覆盖层深度上效果较好,而在预测关键带基岩面深度尤其是鹰潭孙家流域基岩面深度上效果有待进一步提升。