[发明专利]利用运动车辆作为震源的微震地震勘探方法

说明书

技术领域

本发明涉及被动源地震勘探方法，特别是涉及一种利用运动车辆作为震源的微震地震勘探方法。

技术背景

在目前的地震勘探常规方法的实施过程中，地震激发是一个重要的环节。常规地震勘探过程中，使用炸药或者专用的可控震源来激发地震波，地震波向地下传播，经地下地层界面反射后传回地表，被地表检波器接收，从而获取地下结构信息。随着地震勘探技术的发展，为了解决传统震源因为环境或其他因素无法使用的问题，地球物理学家提出并发展了无源地震技术，或者称为被动源地震技术。

在以往主动源地震方法的研究中，通常把铁路列车，公路机动车行驶等这类交通引起的振动视为一种有害的噪声源或者振动源，比如在铁路附近甚至将近10公里远的地震台站仍然会受到列车振动的影响。靠近城市或者公路的地震采集施工一般也需要避开交通噪声对数据采集的影响。随着近年来城市轨道交通的快速发展，列车产生的振动可能会产生的地表、地质破坏乃至对建筑物造成的损害是大多数人更加关心的问题。但是，如果我们从勘探地震学的角度来考虑，可以发现铁路、地铁或者城铁的振动具有能量强、频带宽、重复性高等特点，汽车行驶引起的振动也具有很好的能量强度和很广的分布范围，我们能否对这些振动信号加以利用，将其视为一种绿色震源呢？

在城市进行地震勘探时，考虑到可能对城市环境的破坏，大部分的人工震源都是不再适用的。此时，如果我们在城市中靠近地铁或城铁轨道的地区布设检波器，其所记录到的振动信号特征是怎样的，汽车振动信号又有何特征，这些振动信号是否含有与地下地质结构有关的信息，并且如何使用这些信号来探测地下结构(如城市活动断层等)，这需要我们通过科学、合理且精确的观测，同时结合甚至发展勘探地震学中的相关的数据处理的方法和技术，来达到上述目的。迄今为止，如何利用列车及汽车产生的地震信号来进行地下结构的勘探尚没有见到较为明确的研究。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种能挖掘车辆持续性随机性微震源优势，弥补勘探震源不足的利用运动车辆作为震源的微震地震勘探方法。

为实现上述目的，本发明利用运动车辆作为震源的微震地震方法，其特征在于利用运动车辆发出的微震动并进行记录，同时在一定范围内布置一组采集站，记录运动车辆发出的微震动经过地下地质结构传播、反射、折射、透射、绕射后的震动信号，并把微震动的信号与采集站采集的信号经过相关处理后，获得相应的地震反射信号，然后利用这个地震反射信号确定地下地质构造，步骤如下：

A、在道路、铁路侧边类似于激发点的一点S布设一个采集站记录运动车辆经过时的震动信号S(t)；

B、在该点S周围的一定范围内选择若干采集点Rn，n＝1，2，…，N，并在每个点Rn布置一个采集站记录运动车辆发出的微震动经过地下地质结构传播、反射、透射、绕射后的震动信号Rn(t)；

C、把震动源的记录S(t)与采集点的记录Rn(t)进行互相关运算后获得我们需要的记录Cn(t)，即：Cn(t)＝S(t)·Rn(t)。使用本发明方法可以利用运动车辆产生的微震信号来进行地震勘探。当然，本发明方法并非是要取代其他可作为勘探使用的地震震源，而是将其补充到已有地震勘探的方法中来，利用其与传统的主动源及被动源都不同的震源特性，来弥补天然的或其他人工震源的不足。其具有能挖掘车辆持续性随机性微震源优势，利用其与传统的主动源及被动源都不同的震源特性，来弥补天然的或其他人工震源的不足实现地震勘探目的的优点。

作为优化，震动源的记录S(t)与采集点的记录Rn(t)同步记录，以保证互相关的实现。

作为优化，震动源的记录S(t)与采集点的记录Rn(t)进行的相关运算包括在时间域和频率域进行的互相关、反褶积和互相干等具有互相关基本特征的运算。

作为优化，把震动源的记录S(t)与采集点的记录Rn(t)进行的相关运算所得的记录Cn(t)是一种虚震源记录或者相当于在S点有一个主动源激发，测线R接收的地震记录。

作为优化，运动车辆作为微震震源的震动是能提高后续数据质量的具有足够随机性的震动。

作为优化，利用运动车辆作为微震震源的地下结构检测是利用长时间的数据接收而集聚能量后进行的。

作为优化，运动车辆是任何移动的车辆，包括汽车、火车、高铁等，所有这些震动均为被动源；利用运动车辆作为微震震源是一种受到地域位置的限制和制约下的利用被动源进行的地下结构勘探。