淺剖中定位FIX號(hào)方法研究

薛 花，文鵬飛，張寶金，劉勝旋

（國(guó)土資源部海底礦產(chǎn)資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局，廣州 510760）

0 引言

淺地層剖面測(cè)量是一種基于水聲學(xué)原理的連續(xù)走航式探測(cè)水下淺部地層結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的地球物理方法［1］。該方法能較好地了解基巖埋深，查明斷裂構(gòu)造的分布、海底障礙物的分布情況，可識(shí)別天然氣水合物層或天然氣滲漏或擴(kuò)散引起的沉積物聲學(xué)異常特征（如聲混濁、空白帶、增強(qiáng)反射、亮點(diǎn)、速度下拉、泥底辟、氣煙囪等），海底微地貌異常特征（如麻坑、泥火山、自生碳酸鹽巖巖隆等）以及滲漏天然氣進(jìn)入水體形成的氣泡羽狀流或氣體“火 焰”等異常特征。

近年來，淺地層剖面采集儀器雖然有不同程度的進(jìn)展［2］，但是采集的SEGY數(shù)據(jù)只有經(jīng)緯度坐標(biāo)信息，沒有導(dǎo)航FIX號(hào)信息。而FIX號(hào)是地震剖面解釋時(shí)唯一的地理位置標(biāo)識(shí)，也是鉆孔資料、測(cè)井資料、海底攝像、多波束測(cè)深、旁側(cè)聲納測(cè)量、淺層剖面、重力測(cè)量、磁力測(cè)量以及水深測(cè)量等綜合地球物理調(diào)查資料對(duì)比時(shí)的地理位置依據(jù)。沒有FIX號(hào)這個(gè)各類資料對(duì)比的地理標(biāo)志線，剖面解釋和資料對(duì)比將很難開展。因此，進(jìn)行FIX號(hào)定位并在成果數(shù)據(jù)和成果剖面上標(biāo)識(shí)，是淺地層剖面數(shù)據(jù)處理必須解決的問題。

目前大多數(shù)還是針對(duì)海上單道、多道地震資料的處理，但是至今關(guān)于淺剖數(shù)據(jù)的處理研究還比較少，2002年趙鐵虎等［3］對(duì)淺水區(qū)地層剖面測(cè)量的典型問題進(jìn)行了分析；2009年羅進(jìn)華［4］對(duì)消除涌浪對(duì)淺地層剖面影響的處理技術(shù)進(jìn)行了研究；2011年陳曉輝［5］提出了北黃海海區(qū)淺地層剖面數(shù)據(jù)資料干擾分析及預(yù)處理方法，但是專門針對(duì)不同特征和特點(diǎn)的淺剖處理方法至今還沒有完善地研究，野外采集也主要是利用配備的軟件進(jìn)行簡(jiǎn)單的濾波、儀器涌浪校正、增益調(diào)整，后續(xù)處理方法比較單一。因此研究淺剖資料的定位FIX號(hào)方法，有著重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。

1 儀器說明

廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局采用的淺層剖面測(cè)量設(shè)備，是引進(jìn)德國(guó)ATLAS公司生產(chǎn)的Parasound P70全海域參量淺層剖面儀。該設(shè)備采用了差頻技術(shù)，具有波束窄、穿透強(qiáng)和分辨率高等特點(diǎn)。它主要用于海洋區(qū)域淺地層結(jié)構(gòu)、淺層氣和淺地層斷裂發(fā)育情況的調(diào)查，對(duì)海底沉積物分層結(jié)構(gòu)進(jìn)行連續(xù)探測(cè)，從而獲得高分辨的淺地層剖面。

根據(jù)工作要求及設(shè)備情況，淺層剖面測(cè)量采用了SF2050DGPS接收機(jī)（S／N.1120）、Octans船姿態(tài)傳感器（S／N.3453－1365）和 HYPACK2009a導(dǎo)航軟件組成的綜合導(dǎo)航定位系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)航定位。姿態(tài)傳感器（S／N.CT－1258）、SF3050DGPS接收機(jī)（S／N.11689）和 HYPACK6.2a導(dǎo)航軟件作為備用設(shè)備以便隨時(shí)調(diào)用。

2 方法原理

野外采集的淺剖資料的SEGY數(shù)據(jù)信息和導(dǎo)航信息中都記錄了時(shí)間信息，通過時(shí)間這一紐帶將二者聯(lián)系起來，分別提取每條剖面的地震道頭時(shí)間和相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)時(shí)間，通過利用Focus編寫特殊處理模塊程序?qū)⒍邥r(shí)間進(jìn)行匹配，將匹配后的FIX號(hào)信息植入道頭中，最終確定了每條淺層剖面的具體位置，以便于后續(xù)解釋。

3 處理方法

利用時(shí)間匹配的方法來進(jìn)行FiX號(hào)定位，采用如下的處理步驟：

（1）導(dǎo)航數(shù)據(jù)中提取FIX號(hào)和時(shí)間信息 。選取野外的一條淺剖測(cè)線，利用awk程序從該測(cè)線的導(dǎo)航＊.RAW文件中，提取FIX號(hào)和時(shí)間信息形成＊.F文件列表。圖1為野外導(dǎo)航信息的文件內(nèi)容，圖2為某列測(cè)線的FIX號(hào)和時(shí)間信息。

（2）地震數(shù)據(jù)中提取時(shí)間 。利用Focus5.4地震資料處理系統(tǒng)中的模塊生成＊.mlf文件（包含了FFID號(hào)和時(shí)間等信息），圖3為＊.mlf文件內(nèi)容。其次利用awk程序從＊.mlf文件中提取FFID號(hào)和時(shí)間形成＊.time文件，圖4為＊.time文件內(nèi)容（包含兩列信息：FFID號(hào)和時(shí)間）。

（3）時(shí)間匹配記錄FFID號(hào)和FIX號(hào) 。①利用awk程序?qū)⒂蓪?dǎo)航數(shù)據(jù)中提取的＊.F文件（FIX號(hào)和時(shí)間）與由道頭中提取的＊.time文件 （FFID和時(shí)間）通過時(shí)間信息進(jìn)行匹配后，記錄下FFID號(hào)和FIX號(hào)（圖5）；②利用Focus中的模塊將匹配好的FIX信息依次植入道頭數(shù)據(jù)中（圖6）。

圖1 ＊.RAW文件內(nèi)容Fig.1 ＊.RAW file content

圖2 對(duì)應(yīng)的＊.F文件Fig.2 Corresponding＊.F file

圖3 ＊.mlf文件內(nèi)容Fig.3 ＊.mlf file content

圖4 ＊.time文件內(nèi)容Fig.4 ＊.mlf file content

圖5 時(shí)間匹配記錄FFID號(hào)和FIX號(hào)關(guān)系圖Fig.5 Time match FFID and FIX relation figure

圖6 剖面建立FIX號(hào)前后對(duì)比圖Fig.6 FIX number construction before and after contrast figure

4 結(jié)論

當(dāng)野外的淺地層剖面記錄中沒有記錄FIX號(hào)時(shí)，這樣在進(jìn)行處理后得到的剖面將無法與實(shí)際目標(biāo)區(qū)域?qū)?yīng)的位置坐標(biāo)相對(duì)應(yīng)，不便于后續(xù)資料的對(duì)比和綜合解釋，從而降低了識(shí)別天然氣水合物層、天然氣滲漏或擴(kuò)散引起的沉積物聲學(xué)異常特征的精度［6］，因此建立FIX號(hào)與各道的對(duì)應(yīng)關(guān)系以便在成果剖面上顯示可對(duì)比的地理位置顯得十分必要。用本文提出的定位FIX方法，對(duì)淺剖資料進(jìn)行處理后，將導(dǎo)航中的FIX號(hào)信息有效地植入到地震道頭中，便于資料后續(xù)的對(duì)比和綜合解釋。

［1］呂邦來，匡翠萍.淺地層剖面探測(cè)與地震映像法探測(cè)的應(yīng)用對(duì)比和分析［J］.港工技術(shù)，2009，46（特刊）：86－89.

［2］劉保華，丁繼勝，裴彥良，等.海洋地球物理探測(cè)技術(shù)及其在近海工程中的應(yīng)用［J］.海洋科學(xué)進(jìn)展，2005，23（3）：374－384.

［3］趙鐵虎，張志珣，許楓.淺水區(qū)地層剖面測(cè)量典型問題分析［J］.物探化探計(jì)算技術(shù)，2002，24（3）：215－219.

［4］羅進(jìn)華，潘國(guó)富，丁維風(fēng).消除涌浪對(duì)海底聲學(xué)地層剖面影響的處理技術(shù)研究［J］.聲學(xué)技術(shù)，2009，28（1）：21－24.

［5］陳曉輝，李日輝，張志珣，等.北黃海海區(qū)淺地層剖面數(shù)據(jù)資料干擾分析及預(yù)處理［J］.海洋地質(zhì)前沿，2011，27（1）：27－32.

［6］劉懷山，周正云.用于研究東海天然氣水合物的地震資料處理方法［J］.青島海洋大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，32（3）：441－448.