地球物理学在海洋中的应用资料要点

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1、OBS勘探技术姓名：何勇中国海洋大学摘要：OBS作为广角地震的一种，与海洋调查中用到的其它地震方法的显著区别和优势在于它实现了地震波的海底接收，这样就避免地层返回来的地震波能量在海水中的大量吸收和衰减，并可同时记录来自海底反射层中的地震纵波、横波及其转换波信息，且海底噪音相对较少，大大提高了数据的信噪比，减少了反演结果的多解性。OBS探测技术联合三维地震勘探，对天然气水合物本文主要介绍OBS的工作原理、野外工作方法和数据处理流程。关键词：海底探测仪多波勘探一、OBS简介海底地震仪（OceanBottomSeismometer，OBS）是将检波器直接放置在海底的一种地震观测系统，既可用于天

2、然地震的观测(长周期或宽频带)，也可用于人工地震剖面探测(短周期)，是研究边缘海和大洋深部结构的有效手段。图2海底地震仪结构图海底地震勘探:先将OBS等仪器投放到确定好的待测海底，利用人工方法在海水表面激发的波动在海水中和海底岩层中传播的规律（速度），来确定海底构造及岩层的分层状况特征等，研究地下地质问题；主要研究海底地形构造、大洋中脊等，并可为寻找油气及其他矿物资源提供服务。OBS进行的研究一般是广角地震，是大面积大范围的研究，所以对于寻找油气及其他矿物不是很方便，但是放置密集点仍旧可以进行小范围，较薄岩层的划分。OBS主体部分包括由一个三分量地震仪和一个深海水听器组成的传感器、一台数

3、字化记录器、一个声学应答释放器，外加无线电发射器、闪光灯、罗经和压力表。辅助设备包括释放器的甲板单元和传感器、GPS定位单元、镇重锚、电池和旗子。OBS探测的一个重要技术特点是地震检波器具有三分量功能，即一个垂直分量，两个水平分量。检波器安装在一个充满高粘度硅油的玻璃圆柱内的阻尼万向平衡支架上，使检波器在海底面倾斜时保持其原来的平衡位置，圆柱被固定在玻璃球底部。应用纵横波资料进行综合解释可获得很多有用信息，进行纵横波联合地震勘探最好的办法是做三分量地震勘探。简单地说，就是同时接收纵波和两个横波分量的勘探叫三分量地震勘探，所得到的记录叫三分量记录。以往常规地震勘探是接收垂直地面振动的纵波（

4、用P表示），仅得到一个方向的资料----纵波剖面。而横波（用S表示）不像纵波那样简单，它有两个分量，一个是沿测线方向振动向地下传播的分量，用SV表示；另一个是垂直测线方向振动向地下传播的分量，用SH表示。频率范围是2—100Hz。SEDISIV型短周期自浮式海底地震仪除了上述三分量检波器外，还配有一个深海水听器，其作用一是当地震检波器由于海底面过于倾斜或其它原因而失效时，水听器可以保证通过水压变化记录到地震信号；二是将水听器信号（只含P波信息）与检波器信号（三道均含P波和S波信息）进行对比，可以比较容易地提取S波信号。OBS作为广角地震的一种，较海洋调查中其它常规地震方法的显著特点和优势

5、在于它实现了海洋地震的海底接收，这样就避免地层返回来的地震波能量在海水中的大量吸收和衰减，并可同时记录来自地壳中的P波和转换S波信息，且海底是较为安静的环境，这样就大大提高了所得数据的信噪比，减少了反演结果的多解性。此外S波数据采集的实现使我们可以探讨地壳的物质组成，这在相对缺少岩石证据的海区具有重要的意义。海底地震仪除了上述三分量检波器外，还配有一个深海水听器，水听器又称水下传声器，是把水下声信号转换为电信号的换能器，其作用一是当地震检波器由于海底面过于倾斜或其它原因而失效时，水听器可以保证通过水压变化记录到地震信号；二是将水听器信号（只含P波信息）与检波器信号（三道均含P波和S波信息

6、）进行对比，可以比较容易地提取S波信号。进行声学释放时，作业船开到OBS原先的投放位置，将计算机与甲板单元相连接，通过电缆和水中传感器发送释放信号，OBS应答释放部分收到信号后发出释放命令，使燃烧线熔断，OBS与镇重锚脱钩，依靠玻璃球及塑料套的浮力以0.5~1m/s的速度上浮到海面。借助漂浮在海面OBS发出的无线电信号、闪光灯指示器和荧光旗子来进行海上搜寻。当遇到特殊情况时，对放置在海底的OBS采取定时释放。在设定的释放时刻，OBS内置的备用时钟--定时器会独立发出释放命令，将燃烧线熔断，OBS与镇重锚脱钩上浮。图3海底地震仪内部结构图4海底地震仪内部构造图5海底地震仪整体构造图6投放前

7、安装好的海底地震仪图7台湾产四合一海底地震仪空气枪－它是将压缩空气在短暂的瞬间内释放于水中，形成气泡造成强烈的地震振动。气枪工作原理：空气压缩后送进气枪的气室中,并达到一定的压力。工作时用电磁阀打开气室，其中的压缩空气迅速进入水中形成气泡,产生振动。主要类型：①按气枪的工作压力可分为高压枪和低压枪；②按用途可分为深水工作枪、浅水工作枪、陆地枪等；③按枪的结构可分为BOLT枪、G枪、GI枪、套筒枪、RLS-6000高压枪等。图8正在海