水下世界一直是人类不断探索的方向,其中海底地层更是错综复杂,全面采用常规钻孔采样手段,一方面成本高,另一方面花费时间也长。面纱重重,如何快速有效掀开海底浅地层千年万年之谜,得以窥探其真容。
2023年3月,南方海洋技术经理带队携带Pluse M2单道地震仪奔赴珠海担杆岛附近海域进行了养殖锚泊点海底地层勘察。区域水深在30米左右,洋流较为复杂,地形地貌非常具有典型的浅水地层代表性。本次“摸底”行动旨在探测海域水底面下探到20米深度范围内的海底地层基本情况,验证单道地震(电火花)结合北斗精密单点定位(PPP)技术在海域浅地层勘探方面的性能。
1)电火花震源箱
采用 Pluse M2 单道地震(电火花)大功率震源,震源能量在100-2000 焦耳。主频在800-1000赫兹;频带特性好,余震衰减快,能量适中,脉冲特性优;震源激发时间可调,最小可达200ms。广泛应用于高分辨率地震海洋调查、地质工程和海洋工程、全海深地质调查。
2)水听器
采用16 Streamers水听器,其飘浮电缆可拖曳于水面;飘浮带可配4个至几百个水听器,视乎发射单元的种类而定,本次勘探采用常规4道配置,适应多数作业海域,应用于石油探测及海底地层调查。而海况条件差,地质状况复杂时,可选配置6、8、12或24道水听器,多道水听器使用能够显著提高数据质量。
3)电刷
Multi-tips sparker-electrodes(电极阵列)是鱼骨状、呈平面的放电电刷,重量轻,配有飘浮于水的电缆,连接方便。电极阵列可配用Pulse M2单道地震(电火花)震源箱。
小彩蛋:
本次采用南方GNSS接收机,动态水平精度±8mm+1ppm、 动态高程精度±15mm+1ppm;具有良好防水防腐蚀性能,适用于海上环境。其具备北斗精密单点定位技术(PPP),能够为勘探船只提供实时动态的稳定且精度较高的水平与高程差分定位数据,保证了外海潮位数据不理想情况下,作业的稳定进行。
图2 |南方S83 分体式GNSS接收机
主要技术指标:
图3 |南方S83 GNSS接收机技术指标
单道地震(电火花)是一款大能量、中浅海单道地震仪,由震源系统、水听器系统和数据采集系统等组成,设备连接示意图如下:
图4 |设备连接示意图
图5 |测试准备顺序图
出发前,先检查设备组件、工具是否齐全,电缆有无破损等,再进行连接调试确认无误后方可出海。到达指定区域后,将电刷和水听器连接下水,连接数据采集器,设置好参数后,电源箱通电,即可开始数据采集。
图6 |勘测工程示意图
测试准备工作完成后,开始数据采集工作。
图7/8 |数据采集
图9/10/11 |成果展示
北斗精密单点定位技术(PPP)提供了稳定且精度较高的水平与高程数据,保证了在外海没有精确潮位数据的条件下,保障测量工程的测量精度。
成果图中直观清晰显示地层,棱线分层明显,该海域地层分层主要有4-6个层次,纹理走向贴合地质演变规律,其褶皱部分的沉积物演变状况也能通过成果图准确反馈出来。
上地层声波场表现较有条例、衰减较少,表明该层次较为均匀,分界面有序。
本次勘探有效深度超过20m,达到30-40米,满足了预期得效果,展现出了单道地震(电火花)的卓越性能与北斗精密单点定位技术(PPP)的稳定性。物探的多解性,在必要的情况下对部分区域辅以进行钻孔验证。
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