基于接收阵列的时域地震波束形成方法

书书书 第５５卷 第１２期 ２０１２年１２月 地　球　物　理　学　报 ＣＨＩＮＥＳＥ　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＧＥＯＰＨＹＳＩＣＳ Ｖｏｌ．５５，Ｎｏ．１２ Ｄｅｃ．，２０１２ 姜，林君，贾海青等．基于接收阵列的时域地震波束形成方法．地球物理学报，２０１２，５５（１２）：４２７７４２８７，ｄｏｉ：１０．６０３８／ｊ．ｉｓｓｎ． ０００１５７３３．２０１２．１２．０３９． ＪｉａｎｇＴ，ＬｉｎＪ，ＪｉａＨ Ｑ，ｅｔａｌ．Ｔｉｍｅｄｏｍａｉｎｓｅｉｓｍｉｃｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇｂａｓｅｄｏｎｒｅｃｅｉｖｅｒａｒｒａｙｓ．犆犺犻狀犲狊犲犑．犌犲狅狆犺狔狊．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ），２０１２，５５（１２）：４２７７４２８７，ｄｏｉ：１０．６０３８／ｊ．ｉｓｓｎ．０００１５７３３．２０１２．１２．０３９． 基于接收阵列的时域地震波束形成方法 姜　１，２，林　君１，２，贾海青１，２，徐学纯３，葛利华１，２， 黄大年４，陈祖斌１，２，张林行１，２ １吉林大学教育部地球信息探测仪器重点实验室，长春　１３００２６ ２吉林大学仪器科学与电气工程学院，长春　１３００２６ ３吉林大学地球科学学院，长春　１３００６１ ４吉林大学地球科学与探测技术学院，长春　１３００２６ 摘　要　地震勘探中，针对目的层地震数据信噪比较低情况，为改善信噪比，本文提出一种基于接收阵列的时域地 震波束形成方法（ＴＳＢＢＲＡ）．该方法的理论依据是波束形成原理，文中通过对相控震源激发定向地震波场的分析， 提出在反射地震勘探中，在信号接收端同样能生成定向地震波的思路．具体地，论文给出在地震数据集上先对单炮 记录分组，再对组内记录时域内延时、叠加，生成对应定向地震波场的地震记录的方法．ＴＳＢＢＲＡ方法适于杂波干 扰强，且杂波与目的层反射波方向不一致的地震条件．本文先通过波场模拟，展示了ＴＳＢＢＲＡ方法具有形成定向 地震波场的能力；而后通过对比相控震源与ＴＳＢＢＢＲＡ时间剖面，说明了ＴＳＢＢＲＡ方法的有效性；最后在吉林某油 页岩矿区，用ＴＳＢＢＲＡ方法，分别针对浅层目标与深层目标，生成定向地震波数据．与原始数据相比，目标层信噪 比提高了３～３５ｄＢ，在时间剖面上观测到的深部目标信号从２００ｍｓ扩展到１０００ｍｓ，ＴＳＢＢＲＡ剖面资料与测区附 近区域的地质与地震资料一致．由此得出结论，ＴＳＢＢＲＡ方法有助于改善目的层地震资料信噪比，当关注深部目的 层时，由于ＴＳＢＢＲＡ方法能有效压制噪声，因此可用于能够实现更大的勘探深度．实验中，我们给出了浅层勘探结 果，由于本方法对震源及观测系统没有限制，实际应用中ＴＳＢＢＲＡ方法可作为深部资源勘探领域提高深部地震资 料信噪比的有效方法． 关键词　定向，震源，波束形成，地震，信噪比 ｄｏｉ：１０．６０３８／ｊ．ｉｓｓｎ．０００１５７３３．２０１２．１２．０３９ 中图分类号　Ｐ６３１ 收稿日期２０１２０４１１，２０１２１１１６收修定稿 基金项目　深部探测技术与实验研究专项ＳｉｎｏＰｒｏｂｅ０９０６（２０１０１１０８３）与ＳｉｎｏＰｒｏｂｅ０９０４（２０１０１１０８１）以及高等学校博士学科点专项科研基 金（２０１１００６１１１００５３）联合资助． 作者简介　姜，女，１９６９年生，教授，博士生导师，研究方向可控震源及地震信号处理．Ｅｍａｉｌ：ｊｉａｎｇ＿ｔ＠ｊｌｕ．ｅｄｕ．ｃｎ 犜犻犿犲犱狅犿犪犻狀狊犲犻狊犿犻犮犫犲犪犿犳狅狉犿犻狀犵犫犪狊犲犱狅狀狉犲犮犲犻狏犲狉犪狉狉犪狔狊 ＪＩＡＮＧＴａｏ１，２，ＬＩＮＪｕｎ１，２，ＪＩＡＨａｉＱｉｎｇ１，２，ＸＵＸｕｅＣｈｕｎ３，ＧＥＬｉＨｕａ１，２， ＨＵＡＮＧＤａＮｉａｎ４，ＣＨＥＮＺｕＢｉｎ１，２，ＺＨＡＮＧＬｉｎＨａｎｇ１，２ １犓犲狔犔犪犫狅狉犪狋狅狉狔狅犳犌犲狅犈狓狆犾狅狉犪狋犻狅狀犐狀狊狋狉狌犿犲狀狋犪狋犻狅狀狅犳犕犻狀犻狊狋狉狔狅犳犈犱狌犮犪狋犻狅狀，犑犻犾犻狀犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔，犆犺犪狀犵犮犺狌狀１３００２６，犆犺犻狀犪 ２犆狅犾犾犲犵犲狅犳犐狀狊狋狉狌犿犲狀狋犛犮犻犲狀犮犲犪狀犱犈犾犲犮狋狉犻犮犪犾犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵，犑犻犾犻狀犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔，犆犺犪狀犵犮犺狌狀１３００２６，犆犺犻狀犪 ３犆狅犾犾犲犵犲狅犳犈犪狉狋犺犛犮犻犲狀犮犲狊，犑犻犾犻狀犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔，犆犺犪狀犵犮犺狌狀１３００６１，犆犺犻狀犪 ４犆狅犾犾犲犵犲狅犳犌犲狅犈狓狆犾狅狉犪狋犻狅狀犛犮犻犲狀犮犲犪狀犱犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔，犑犻犾犻狀犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔，犆犺犪狀犵犮犺狌狀１３００２６，犆犺犻狀犪 犃犫狊狋狉犪犮狋　Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｓｉｇｎａｌｔｏｎｏｉｓｅｒａｔｉｏ（ＳＮＲ）ｉｎｓｅｉｓｍｉｃｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ，ｗｅｐｒｏｐｏｓｅ “ＴｉｍｅｄｏｍａｉｎＳｅｉｓｍｉｃＢｅａｍｆｏｒｍｉｎｇＢａｓｅｄｏｎＲｅｃｅｉｖｅｒＡｒｒａｙ”（ＴＳＢＢＲＡ），ｗｈｉｃｈｉｓｂａｓｅｄｏｎ ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇｔｈｅｏｒｙ．Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｗａｖｅｆｉｅｌｄａｎａｌｙｓｉｓｔｏｐｈａｓｅｄａｒｒａｙｖｉｂｒａｔｏｒｓｙｓｔｅｍ 地 球 物 理 学 报（ＣｈｉｎｅｓｅＪ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．） ５５卷　 （ＰＡＶＳ），ｔｈｅｉｄｅａｏｆｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇａｔｒｅｃｅｉｖｅｒａｒｒａｙｓｉｓｄｅｄｕｃｅｄｉｎｓｅｉｓｍｉｃｄａｔａｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．Ｈｅｒｅ ｗｅｇｉｖｅｔｗｏｓｔｅｐｓｏｆＴＳＢＢＲＡ：ｔｈｅｆｉｒｓｔｏｎｅｉｓｔｏｓｅｐａｒａｔｅｓｅｉｓｍｉｃｓｈｏｔｒｅｃｏｒｄｓｉｎｔｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｇｒｏｕｐｓ，ａｎｄｔｈｅｓｅｃｏｎｄｉｓｔｏｇｅｎｅｒａｔｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｓｅｉｓｍｉｃｒｅｃｏｒｄｓｂｙｔｉｍｅｄｅｌａｙａｎｄｓｕｍｐｒｏｃｅｓｓ． ＴＳＢＢＲＡｉｓｍｏｒｅｕｓｅｆｕｌｗｈｅｎｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｒｅｆｌｅｃｔｅｄｗａｖｅｓｆｒｏｍｔｈｅｔａｒｇｅｔｌａｙｅｒｉｓｎｏｔｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ ｗｉｔｈｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｗａｖｅｓ．Ｗｅｓｈｏｗｔｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｗａｖｅｆｉｅｌｄｆｒｏｍ ＴＳＢＢＲＡｕｓｉｎｇｗａｖｅｆｉｅｌｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ａｎｄｃｏｍｐａｒｅｔｉｍｅｐｒｏｆｉｌｅｓｆｒｏｍ ＰＡＶＳａｎｄ ＴＳＢＢＲＡ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆＴＳＢＢＲＡ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｗｅｓｈｏｗａＴＳＢＢＲＡｒｅｓｕｌｔｐｒｏｆｉｌｅｆｒｏｍｔｈｅｏｉｌｓｈａｌｅａｒｅａｉｎＪｉｌｉｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ．Ｃｏｍｐａｒｉｎｇｔｈｅｒａｗｄａｔａ，ＳＮＲｉｎｃｒｅａｓｅｓ３ｔｏ３５ｄＢａｎｄｄｅｐｔｈｏｆｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄｒｅｆｌｅｃｔｏｒｓｉｓ ｅｘｔｅｎｄｅｄｆｒｏｍ２００ｍｓｔｏ１０００ｍｓ．Ａｎｄｓｉｇｎａｌｓｆｒｏｍｓｅｉｓｍｉｃｍａｒｋｅｒｈｏｒｉｚｏｎｓａｒｅｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｗｉｔｈ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌａｎｄｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌｄａｔａｉｎｔｈｅｎｅｉｇｈｂｏｒｈｏｏｄ．ＴｈｅｓｅｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｔｈａｔＴＳＢＢＲＡｉｓｈｅｌｐｆｕｌ ｔｏｉｍｐｒｏｖｅＳＮＲａｎｄｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｄｅｐｔｈｉｎｓｅｉｓｍｉｃｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｄｕｒｉｎｇｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ， ＴＳＢＢＲＡｉｓｍｏｒｅａｐｐｌｉｃａｂｌｅｉｎｄｅｅｐｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ． 犓犲狔狑狅狉犱狊　Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ，Ｖｉｂｒａｔｏｒ，Ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ，Ｓｅｉｓｍｉｃ，Ｓｉｇｎａｌｔｏｎｏｉｓｅｒａｔｉｏ（ＳＮＲ） １　引　言 在深部矿产资源勘探领域，随着勘探深度增加， 地震波衰减严重，深部地震数据信噪比急剧降低，如 何提高数据信噪比，实现深部微弱地震信号有效检 测，成为地震信号处理领域需要重点解决的问题． 地震数据集包含信号与噪声，地震数据处理的 主要任务是找出信噪差异，从含噪数据中提取有效 波．对于反射地震勘探，一次反射波为有效波；而噪 声包括随机噪声和相干噪声．反射法噪声去除技 术［１］有很多种，分别适用于不同信噪差异的地震数 据．本文提出一种用于去噪的地震数据预处理方 法———基于接收阵列的时域地震波束形成方法，当 地震数据集中有效波与杂波干扰（噪声）方向不同 时，通过从原始数据集中提取与目标层有效波同方 向地震数据的方法，达到提高目的层地震数据信噪 比的目的． 定向地震波思想最早源于雷达领域的波束形成 （ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）理论．目前世界上先进的相控阵雷 达在目标搜索、跟踪时均采用波束形成方法，该技术 的使用保证了相控阵雷达具有极强的抗干扰性［２］． 波束形成的实现可在信号源或接收端进行，前者可 激发定向波束，后者可在含有多方向信号的数据集 中仅提取关注方向的地震波信号． 地震波由于具有波动的共性，地震波束形成的 思想很早就被人们接受．但由于地震波在地下介质 的传播较电磁波在空气介质的传播更加复杂，因此 如何应用波束形成激发定向地震波（源端波束形成） 或接收定向地震波（接收端波束形成），一直是地震 学领域在探索的问题． 在地震勘探领域，早在１９５６年，Ｂｏｄｉｎｅ等［３］在 美国专利局申请了一项有关地球物理发射器 （Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ，震源）的专利．该专利提出 可产生方向性地震波的震源设计思想．这是最早的 源端的地震波束形成方面的研究．１９７７年，Ａｒｎｏｌｄ［４］针 对采用单频控制信号的震源，通过野外试验测试证 明了定向地震波的存在． 最早进行接收端波束形成研究的是天然地震观 测领域．１９７９年，Ｓｈｅｎ［５］等开始研究基于接收端的 地震波束形成，他采用线性自适应波束形成方法，提 取来自深部的微弱天然地震信号，研究结果表明该 方法令数据信噪比得到明显改善，很多常规方法检 测不到的微小地震信号被有效识别，Ｓｈｅｎ已将该方 法应用于实时的天然地震信号过程． 近年，波束形成在各类地震学研究领域，包括天 然地震远震观测、油田压裂以及二氧化碳封存和地 热活动等引起的微地震检测和定位、噪声源检 测［６８］、地震反演、噪声压制、地震照明偏移成像等方 面均发挥了重大作用． 在天然地震的远震观测方面，采用ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ 可有效实现常规地震方法难于实现的微弱地震监 测．２０１１年，Ｓｅｌｂｙ［９］将ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ用于天然地震 的远震观测，不仅检测到来自数千公里外更多、更微 弱的远震信号，同时指出ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ具有压制相 干噪声的能力． 在微地震检测方面，２００９年英国剑桥大学的 Ｗａｎｇ等［１０］研究了采用多通道维纳滤波器，利用 ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ原理有效压制交通噪声、散乱的地滚 波以及注水等噪声，实现微地震信号检测；２００９年， ８７２４ 　１２期 姜等：基于接收阵列的时域地震波束形成方法 Ｌｉａｎｇ等［１１］采用频率波数域ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ方法，大 幅度提高信噪比，有效实现地表台站的微弱压裂信 号检测；２０１０年Ｂａｉｇ和Ｕｒｂａｎｃｉｃ［１２］采用ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ 方法，检测压裂产生的微地震信号，为进一步研究压 裂的破裂机制提供了可靠依据． 在地震反演中，为提高反演可靠性，必须保证地 震资料具有高的信噪比．因此当原始地震数据较差 时，引入ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ作为数据预处理手段改善地 震数据质量．１９９５年，Ｍａｏ和Ｇｕｂｂｉｎｓ［１３］采用优化 ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ方法，实现波形线性反演；２０１１年，加 拿大的Ｅａｔｏｎ和Ｆｏｒｏｕｈｉｄｅｈ［１４］在微地震瞬时张量 反演中，引入ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ，保证了反演对数据精度 的要求． 多项研究成果表明，ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ具有显著的 压制一致性噪声能力．１９８７年，Ｒａｚ［１５］在地震数据预 处理中尝试引入高斯波束，实现频率域ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ， 仿真合成结果证明压制噪声效果明显；１９９８年，Ｈｕ 和Ｗｈｉｔｅ［１６］的研究结果显示利用自适应ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ 方法消除多次波效果好于Ｒａｎｄｏｎ变换，有益于提 高资料信噪比；?ｚｂｅｋ［１７］提出在频率波数域利用维 纳滤波器实现ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ，通过移动时窗，保护目 标信号压制地滚波；２００８年，Ｐａｎｅａ和Ｄｒｉｊｋｏｎｉｎｇｅｎ［１８］ 研究了利用最小波形失真（ＭＶＤＲ）准则设计优化 ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ方法，压制面波和地滚波，提高目标地 震信号的信噪比． 由上述研究结果，波束形成方法在压制噪声、提 高微弱地震信号检测能力方面表现出巨大的优势． 本文基于接收端波束形成原理，提出“基于接收阵列 的时域地震波束形成方法”（ＴｉｍｅｄｏｍａｉｎＳｅｉｓｍｉｃ ＢｅａｍｆｏｒｍｉｎｇＢａｓｅｄｏｎＲｅｃｅｉｖｅｒＡｒｒａｙ，ＴＳＢＢＲＡ），将 波束形成应用于反射地震勘探，期望达到提高关注 目的层地震资料信噪比的作用．如果选取深部目的 层，通过改善深层数据信噪比，可达到增大勘探深度 的目的，本方法为深部微弱地震信号检测提供一种 新思路．相关内容未见国内外研究报道． ２　基于接收阵列的时域地震波束形成 原理 地震波束形成，是指通过延时、叠加原理，激发 或采集定向地震波的方法．在天然地震观测中，由于 震源不可控，地震波束形成只能在接收端实现；而在 地震勘探中，地震波束形成可在震源端或接收端实 现．震源端波束形成，是一种阵列震源技术，通过精 确控制各震源起震时间，激发定向地震波的方法，该 方法 又 称 为 相 控 震 源 （ＰｈａｓｅｄＡｒｒａｙ Ｖｉｂｒａｔｏｒ Ｓｙｓｔｅｍ，ＰＡＶＳ）方法． ２．１　相控震源原理 相控震源［１９２６］由多个单震源及一个能对各震源 提供延时或相位控制的电控系统组成．相控的含义 是控制阵列震源各单元的起震时间或相位，以实现 激发定向地震波． 相控震源工作时，多个震动单元以等间距犱排 成一行，并与检波器阵列共线．由于各单元空间位 置的差异，各震源激发的地震波信号经目标地层反 射后到达检波器的波程不等，即存在波程差．相控 震源通过控制相邻震源的信号相位，使各单元输出 信号保持恒定的相位差，通过相位差补偿波程差， 使得各震源激发的地震波信号经反射后在检波器上 同相叠加，信号最强，从而最大限度地提高接收信 号的信噪比．由于相控震源可以使目标层反射波方 向信号明显加强，因此相控震源技术是一种定向地 震波激发技术，相控震源激发定向地震波的原理、仿 真及在地震勘探中的有效性见相关文献［１９２６］． ２．２　基于接收阵列的时域地震波束形成原理 相控震源地震勘探的观测系统设计与常规可控 震源地震方法完全相同，相控震源阵列的中心称为 源点（炮点）．图１ａ为３单元相控震源地震采集示意 图，左侧为相控震源系统，右侧为检波器阵列，在图 １中仅示意性画出１道检波器，该检波器位置记为 犲．相控震源工作时各单元的控制信号类型相同，但 起震时间不同，其中左侧第１个单元首先工作，延时 τ后第２个单元开始工作，再延时τ第３个震源工作… ３个单元工作时刻依次记为－τ，０，τ，延时参数的引 入使得相控震源各单元控制信号存在相位差．各震 动单元所在位置从左至右依次标记为犪，犫和犮．相 控震源地震波场相当于每个震动单元激发的球面地 震波场在地下半空间叠加，理论、仿真及实际数据结 果［１９２６］表明，相控震源能激发定向波场，其波场形态 示意图如图２．由图２可知，相控震源波场是同一时 间、不同空间位置的多个震源产生的球面波场叠加 的结果，从检波器接收的数据中能够直接观察到波 场的方向性． 从波场叠加角度看，我们也可通过如下方式，获 得与相控震源波场相似的定向地震波场．首先采用 单可控震源进行地震数据采集，起始炮点为犪，炮点 距设为相控震源系统的震源间距犱，则前三个炮点 位置分别为犪，犫，犮，与炮点为犫的单炮相控震源各 ９７２４ 地 球 物 理 学 报（ＣｈｉｎｅｓｅＪ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．） ５５卷　 图１　相控震源激发信号与ＴＳＢＢＲＡ信号的等效性 （ａ）相控震源；（ｂ）ＴＳＢＢＲＡ． Ｆｉｇ．１　ＥｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎｒｅｌａｔｉｏｎｏｆｓｉｇｎａｌｓｆｒｏｍＴＳＢＢＲＡａｎｄＰＡＶＳ （ａ）ＰＡＶＳ；（ｂ）ＴＳＢＢＲＡ． 震动单元位置一致．对３炮单震源记录分别引入 －τ，０，τ延时，则其对应波场与相控源的３个震动单 元波场完全一致，将三个波场叠加，即等效于相控震 源定向波场． 根据上述原理，我们以公式形式说明基于检波 器阵列的定向地震波信号与相控震源信号的等 效性． 从图１ａ取出相控震源地震记录中位于犲点的 接收信号，记为狆（狋）．另从上述３炮原始单震源记 录中抽取犲点处接收信号，依次记为狊１（狋），狊２（狋）， 狊３（狋），分别做－τ，０，τ延时，得到 狉１（狋）＝狊１（狋－（－τ））， 狉２（狋）＝狊２（狋）， 狉３（狋）＝狊１（狋－τ 烅 烄 烆 ）， （１） 对延时后的信号叠加，得到 犛（狋）＝∑ ３ 犻＝１ 狉犻（狋）． （２） 由上述针对图１的波场一致性分析可知，不考虑噪 声情况下，有 狆（狋）＝犛（狋）． （３） 公式（１）、（２）和（３）描述了如何通过延时、叠加的方 法，从３炮常规单震源记录集中得到１炮定向地震 波记录的方法，这是基于接收阵列的时域地震波束 形成方法（ＴＳＢＢＲＡ）的核心过程． ２．３　相控震源与犜犛犅犅犚犃的关系 由图１可知，相控震源波场是同一时间、空间位 置不同的多个震源产生的球面波场叠加结果，其结 果形成了定向波场，野外观测数据能够直接反映波 场方向性；ＴＳＢＢＲＡ方法对应的波场是将不同时刻 采集的空间位置不同的多个无方向波场（来自多个 单炮记录）延时、叠加在一起，该波场是人工波场，也 图２　常规单震源、相控震源产生的地震波场 （ａ）常规单震源地震产生的球面波场； （ｂ）相控震源地震产生的平面波场． Ｆｉｇ．２　ＳｅｉｓｍｉｃｗａｖｅｆｉｅｌｄｆｒｏｍａｓｉｎｇｌｅｓｏｕｒｃｅａｎｄＰＡＶＳ （ａ）Ｓｐｈｅｒｉｃａｌｗａｖｅｆｒｏｍａｓｉｎｇｌｅｓｏｕｒｃｅ； （ｂ）ＰｌａｎｅｗａｖｅｆｒｏｍＰＡＶＳ． 同样是方向性波场，虽不能在野外直接观测，但在 ＴＳＢＢＲＡ数据预处理后可以得到方向性数据． ３　基于接收阵列的时域地震波束形成 方法 针对地震记录集，采用基于接收阵列的时域地 震波束形成方法生成定向地震波，数据流程图如图３． 包括２个核心处理过程，即单炮记录分组、定向 地震记录生成． （１）单炮记录分组 设一条测线上，采用反射地震方法采集得到的 原始单炮记录记为犝 ＝ ｛犚１，犚２，…，犚犻，…，犚狀｝，其 中犻为测线上炮点顺序号，犚犻 为第犻个炮点对应的 单炮记录，狀为数据集内单炮地震记录个数．设 ＴＳＢＢＲＡ方法的基数为犿，犿的含义为采用犿 炮原 ０８２４ 　１２期 姜等：基于接收阵列的时域地震波束形成方法 图３　ＴＳＢＢＲＡ方法生成定向地震波数据流程图 Ｆｉｇ．３　Ｆｌｏｗｃｈａｒｔｔｏｇｅｎｅｒａｔｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｓｅｉｓｍｉｃ ｄａｔａｂｙＴＳＢＢＲＡ 始数据生成１炮定向地震数据，犿一般取值为大于 ２的奇数，物理意义上对应于延时叠加次数．对单炮 记录分组，第１个分组包括 犚１，犚２，．．．，犚｛ ｝犿 ，共犿 个记录，中间记录的序号为犿＋１ ２ ；第２个分组包括 犚２，犚３，．．．，犚犿＋｛ ｝１ ，中间记录的序号为１＋犿＋１２ ； 第３个分组包括 犚３，犚４，．．．，犚犿＋｛ ｝２ ，中间记录的 序号为２＋犿＋１２ ；以此类推，第狀－犿＋１个分组包 括 犚狀－犿＋１，犚狀－犿＋２，．．．，犚｛ ｝狀 ，中间记录序号为狀－ 犿－１ ２ ． 每一个单炮记录分组作为一个子集犝狑，其 中狑为中间记录序号． （２）定向地震记录生成 针对包含犿个相邻单炮记录的地震记录子集 犝狑，可采用延时、叠加方法生成１炮定向地震记录， 称为第狑炮定向地震记录．由于每个单炮记录都是 记录 时 间 狋 的 函 数，不 妨 记 犝狑 ＝ ｛犚犫（狋）， 犚犫＋１（狋），．．．，犚狑（狋），犚狑＋１（狋），．．．，犚犵（狋）｝，犫为该分 组记录起始炮记录编号，犳为该分组记录最后１炮 记录编号．对犝狑 内相邻单炮记录引入等间隔延时 τ，然后将延时后的多炮记录叠加在一起，即 犛狑（狋）＝∑ 犵 犻＝犫 犚犻（狋－（犻－犫）τ）， （４） 犛狑（狋）即为采用ＴＳＢＢＲＡ方法得到的第狑 炮定向 地震波记录，根据波束形成原理［１９２６］，τ可用于控制 地震波方向． ４　波场方向性分析 ４．１　方向图 由基于接收阵列的时域地震波束形成原理可 知，不考虑环境噪声，其形成的地震波场与相控震源 是相同的．根据已有研究结果［１９］，均匀介质条件下 地震波场方向性可由方向因子 犉（φ）＝ １ 犿 ｓｉｎ犿 （犽犱ｃｏｓφ＋２π犳τ） ２ ｓｉｎ犽犱ｃｏｓφ＋２π犳τ２ （５） 表示，其中犽为自由空间波数，犱为原始地震记录中 炮点距，φ为地下任一观测点方向的轴向夹角，犳为 地震波主频，τ为ＴＳＢＢＲＡ方法引入的延时参数． 当犿＝７，犱＝２ｍ，犳＝１００Ｈｚ，狏＝９００ｍ／ｓ，应用公 式（５）可绘制方向图，如图４．图４ａ和４ｂ主波束方 向分别为９０°，６０°，对应τ＝０ｍｓ和τ＝１．１ｍｓ．该方 向图是由理论计算得到，我们也称之为理论方向图． 图４　ＴＳＢＢＲＡ方法对应的等效地震波场方向性（均匀介质条件） Ｆｉｇ．４　ＤｉｒｅｃｔｉｖｉｔｙｏｆｓｅｉｓｍｉｃｗａｖｅｓａｆｔｅｒＴＳＢＢＲＡｐｒｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ（ｈｏｍｏｇｅｎｏｕｓｍｅｄｉａ） １８２４ 地 球 物 理 学 报（ＣｈｉｎｅｓｅＪ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．） ５５卷　 ４．２　波场模拟 复杂介质条件下，ＴＳＢＢＲＡ方法形成的波场变 得复杂．由斯奈尔定律，在层状介质模型下，随着介 质速度变化，定向地震波在穿过不同介质时，传播方 向将发生偏折，但仍存在方向性；连续介质模型下， 主波束方向会弯曲．但是，下行波与反射波仍然具有 方向性，虽然方向与在首层介质相比已发生了改变． 图５给出利用波动方程数值模拟得到的水平层 状介质条件下的地震波场方向性，介质模型为５层 水平介质，从地表至地下各层速度分别为２０００， ２４００，２８００，３２００，３６００ｍ／ｓ． 图５　ＴＳＢＢＲＡ方法对应的定向地震波场方向性（层状介质条件） Ｆｉｇ．５　ＤｉｒｅｃｔｉｖｉｔｙｏｆｓｅｉｓｍｉｃｗａｖｅｓａｆｔｅｒＴＳＢＢＲＡ ｐｒｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ（ｌａｙｅｒｅｄｍｅｄｉａ） 　　合理设计延时参数，可接收来自目标层的定向 地震波数据，理论上信噪比可提高到０．７０７犿～犿 倍［２］，其中犿为ＴＳＢＢＲＡ方法的基数． ５　相控震源与ＴＳＢＢＲＡ方法地震记录 比较 在长春郊区，我们采用 ３单元相控震源及 ＴＳＢＢＲＡ方法做了单炮记录比较，其中延时参数为 ０．８０２ｍｓ，时间剖面比较见图６．由图６可知，相控 震源与ＴＳＢＢＲＡ结果一致，相控震源信噪比稍低于 ＴＳＢＢＲＡ方法，主要是由于相控单元各震动单元的 非一致性引起．本实例说明了ＴＳＢＢＲＡ方法应用于 地震勘探的有效性． ６　采用ＴＳＢＢＲＡ方法生成定向地震 数据 在吉林某油页岩矿区，采用ＴＳＳＢＲＡ方法处理 了可控震源地震勘探数据． （１）测区概况 测区位于松辽盆地．根据松辽盆地中生代构造 演化，结合基底性质和盖层的区域地质特征，盆地划 分为七个一级构造单元，即西部斜坡区、西南隆起 区、坳陷区、东南隆起区、中央坳陷区、东北隆起区和 北部倾没区．我们研究的区域位于南部隆起区． 图６　相控震源（ａ）及ＴＳＢＢＲＡ方法（ｂ）单炮记录比较 Ｆｉｇ．６　Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｒｅｃｏｒｄｓｆｒｏｍ（ａ）ＰＡＶＳａｎｄ（ｂ）ＴＳＢＢＲＡ ２８２４ 　１２期 姜等：基于接收阵列的时域地震波束形成方法 　　该区域发育地层为第三系和上白垩统［２７］，上白 垩统地层包括青山口组、姚家组、嫩江组、四方台组、 明水组．嫩江组和青山口组发育油页岩． （２）可控震源参数 震源采用电磁驱动可控震源ＰＨＶＳ５００，采集 过程的峰值输出力为４００Ｎ，震源采用线性调频控 制信号，升频扫描，扫描信号带宽３５～１５０Ｈｚ，扫描 时间１２ｓ．信号检测采用相关检测技术． （３）观测系统参数 采用单边放炮、等偏移距地震数据采集，炮点距 ２ｍ，偏移距为３０ｍ，有效记录道６９道，道间距２ ｍ，采样率１ｋＨｚ． （４）ＴＳＢＢＲＡ参数 针对实际采集的７０炮原始地震记录，采用基于 接收阵列的时域地震波束形成方法，分别进行了数 据预处理．ＴＳＢＢＲＡ处理过程中，令犿＝３，９，２７，τ ＝０，１ｍｓ分别生成３元、９元、２７元定向地震记录． （５）数据处理过程 对原始数据以及经ＴＳＢＢＲＡ方法预处理后的 定向地震波数据，执行相同的数据处理过程：包括自 动增益控制（ＡＧＣ）、动校正（ＮＭＯ）、水平叠加等． （６）结果 对应原始数据以及经ＴＳＢＢＲＡ方法预处理后 的定向地震波数据得到如图７所示的一组地震剖 面，其中横轴为ＣＤＰ点号． 对于ＴＳＢＢＲＡ方法处理的地震剖面，延时参数 τ的变化会改变地震波方向，从而突出不同层位的 反射波信号．总的来说，对应于０ｍｓ延时，深部数据 质量改善，类似于组合震源效果；对应于１ｍｓ延时， 浅部数据信噪比明显改善，而深部数据质量变差，即 由于定向地震波方向变化引起了数据质量变化． 针对原始可控震源数据，由图７ａ可以看到，在 时间剖面上只能看到０～２００ｍｓ的信息，９０ｍｓ反 射层位清晰，１２０ｍｓ、１６０ｍｓ、１９０ｍｓ处浅层地震波 信号不够连续，这是由于震源输出力弱，反射地震波 信噪比较低所致． 图７ｂ和７ｃ中，９０ｍｓ、１２０ｍｓ处浅层地震波信 号连续，犿＝３信噪比明显好于图７ａ原始数据．图 ７ｂ为０ｍｓ延时剖面，在ＣＤＰ点１８７～２００范围内， 明显看到３００～３５０ｍｓ处较深层位的反射波信号； 对于图７ｃ１ｍｓ延时剖面，在９０ｍｓ、１２０ｍｓ处，定 向地震波数据连续性较好，１７０ｍｓ处能清楚看到一 层连续的反射波信号．图７ｃ较图７ｂ和７ａ，浅层反射 波信噪比分辨率更高． 图７ｄ和７ｅ中，犿＝９对应的定向地震波数据信 噪比好于犿＝３情况，在５００ｍｓ以内，可以看到更 多层位信噪比较高的连续地震波．图７ｅ延时１ｍｓ 数据与图７ｄ延时０ｍｓ数据相比，浅层信号的信噪 比、分辨率都进一步改善． 图７ｆ和７ｇ表明，犿＝２７对应的定向地震波数 据在０ｍｓ、１ｍｓ条件下有较大差异．对于图７ｇ，采 用１ｍｓ延时，１５０ｍｓ以内信号信噪比好于单震源 数据及犿＝３，９时的定向地震波数据；对于图７ｆ，采 用０ｍｓ延时，９０ｍｓ、１２０ｍｓ处反射层信号不如单 震源及３、９炮定向地震波数据，２８０，３５０ｍｓ处反射 数据信噪比优于单震源数据，１０００ｍｓ以内能观测 到更多的反射波数据．在垂向分辨率方面，２７元效 果不如３、９元情况，原因在于ＴＳＢＢＲＡ本质上是一 种叠加方法，叠加次数增多会导致分辨率降低． 由此可见，延时参数变化，地震波能量在介质内 分布呈方向性不均匀特点．要想在目的层获得较高 数据质量，需进一步结合正演研究，实现波束形成参 数的优化设计． （７）地震剖面初步解释 根据已有的松辽盆地南部地质资料［２７］，在松辽 盆地，存在两个重要的反射层：Ｔ２和Ｔ１反射层．Ｔ２ 反射波组是青山口组底部的反射，在二维地震剖面 上具有２个或３个反射波组；Ｔ１反射层是嫩江组与 姚家组的分界，由２个彼此平行、连续性好的反射层 构成，在横向上分布比较稳定，可以与Ｔ２波组相对 比．Ｔ１下部反射波对应于姚三段上部及嫩一段下部 地层，上部反射波对应于暗色泥岩、油页岩．上述剖 面在１６０ｍｓ，２８０ｍｓ附近的波组与已有资料的Ｔ１、 Ｔ２层位的认识一致． ７　ＴＳＢＢＲＡ方法对反射波信噪比影 响的定量分析 尽管对实际地震数据进行准确的信噪比检测比 较困难，但通过以单震源地震数据为参照，估算同一 测区用其它方法如ＴＳＢＢＲＡ对地震数据信噪比改 善能力是可行的．方法如下：设单震源反射波信号幅 度为狊１，其中噪声狀１；ＴＳＢＢＲＡ方法反射波信号幅 度为狊２，其中噪声狀２；对信噪比改善的估计依据及 方法与相控震源地震信号信噪比估算方法相似［１９，２３］， 简述如下： 由信噪比定义，单震源剖面中目的层反射波信 噪比为 ３８２４ 地 球 物 理 学 报（ＣｈｉｎｅｓｅＪ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．） ５５卷　 狌１ ＝１０ｌｏｇ 狊２１ 狀２１ ， （６） ＴＳＢＢＲＡ方法得到的剖面中相同目的层反射波信 噪比为 狌２ ＝１０ｌｏｇ 狊２２ 狀２２ ． （７） 由公式（６）和（７），假定同一测区噪声水平稳定，即 狀１ ≈狀２，则信噪比改善 　　Δ狌＝狌２－狌１ ＝１０ｌｏｇ 狊２２ 狀２２ －１０ｌｏｇ 狊２１ 狀２１ ＝１０ｌｏｇ 狊２２ 狊２１ ． （８） 　　根据公式（８），对图７ｂ—７ｇ各剖面反射波地震 ４８２４ 　１２期 姜等：基于接收阵列的时域地震波束形成方法 数据信噪比改善进行估算．与单震源相比，采用 ＴＳＢＢＲＡ方法，１ｍｓ延时条件下，对９０ｍｓ处反射信 号，犿 ＝３，９，２７时，信噪比分别改善了３．３８ｄＢ， ５．２１ｄＢ，５．１３ｄＢ；对１２０ｍｓ处反射信号，信噪比分 别改善了９．３０ｄＢ，１７．１７ｄＢ，３５．９２ｄＢ．由于深部数据信 噪比太低，信噪比估算误差大，这里不进行量化估计． ８　结论与讨论 结合上面研究结果可知，采用基于接收阵列的 ５８２４ 地 球 物 理 学 报（ＣｈｉｎｅｓｅＪ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．） ５５卷　 图７　地震剖面对比 （ａ）原始单震源时间剖面；ＴＳＢＢＲＡ预处理后的时间剖面：（ｂ）犿＝３，τ＝０ｍｓ；（ｃ）犿＝３，τ＝１ｍｓ； （ｄ）犿＝９，τ＝０ｍｓ；（ｅ）犿＝９，τ＝１ｍｓ；（ｆ）犿＝２７，τ＝０ｍｓ；（ｇ）犿＝２７，τ＝１ｍｓ． Ｆｉｇ．７　ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｓｅｉｓｍｉｃｐｒｏｆｉｌｅｓｗｉｔｈａｎｄｗｉｔｈｏｕｔＴＳＢＢＲＡｐｒｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ （ａ）Ｒａｗｄａｔａ；ＡｆｔｅｒＴＳＢＢＲＡｐｒｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ：（ｂ）犿＝３，τ＝０ｍｓ；（ｃ）犿＝３，τ＝１ｍｓ；（ｄ）犿＝９，τ＝０ｍｓ； （ｅ）犿＝９，τ＝１ｍｓ；（ｆ）犿＝２７，τ＝０ｍｓ；（ｇ）犿＝２７，τ＝１ｍｓ． 时域地震波束形成方法，能够改善地震资料信噪比． 延时参数不同，波束方向随之改变，目的层数据信噪 比也随之变化．合理设置延时参数，接收来自目标层 的定向地震波信号，对提高数据质量具有显著效果． 当延时参数为０ｍｓ时，地震波方向垂直向下， 采用ＴＳＢＢＲＡ方法可明显提高深部资料信噪比，进 而达到提高勘探深度的目的；而对于中浅层目标，延 时参数为０ｍｓ时，会降低目的层信噪比，并产生反 射波“模糊”现象，降低分辨率．延时参数为１ｍｓ，浅 层反射波信号（１５０ｍｓ以内数据）质量明显改善．针 对不同反射层位，最佳延时时间在０～１ｍｓ之间． 由上述ＴＳＢＢＲＡ方法处理结果可知，ＴＳＢＢＲＡ 方法既可用于提高目的层地震数据信噪比，也可针 对常规地震数据集，通过信噪比的改善，获得更大的 探测深度．在深部矿产资源勘探中，可采用ＴＳＢＢＲＡ 方法实现更大的探测深度． 当然，复杂介质条件下，针对目标层的延时参数 优化设计方法有待进一步深入研究，本文暂不讨论． 需要指出的是ＴＳＢＢＲＡ方法延时参数优化设计问题， 对实现深部矿区高精度地震勘探具有重要意义． 参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ） ［１］　王典，刘财，刘洋等．反射法地震勘探噪声消除技术研究． 地球物理学进展，２００６，２１（３）：９５７９７０． 　　　ＷａｎｇＤ，ＬｉｕＣ，ＬｉｕＹ，ｅｔａｌ．Ｓｔｕｄｙｏｆｔｈｅｎｏｉｓｅｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓｉｎｔｈｅｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｓｅｉｓｍｉｃｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ．犘狉狅犵狉犲狊狊犻狀 犌犲狅狆犺狔狊犻犮狊（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ），２００６，２１（３）：９５７９７０． ［２］　张光义．多波束形成技术在相控阵雷达中的应用．现代雷 达，２００７，２９（８）：１６． 　　　ＺｈａｎｇＧＹ．ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＭｕｌｔｉｂｅａｍｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｉｎ ｐｈａｓｅｄａｒｒａｙＲａｄａｒ．犕狅犱犲狉狀犚犪犱犪狉（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ），２００７，２９（８）： １６． ［３］　ＢｏｄｉｎｅＡＧＪｒ．Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ：Ｕ．Ｓ．ＰａｔｅｎｔＮｏ． ２，７４５，５０７，１９５６． ［４］　ＡｒｎｏｌｄＭＥ．Ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇｗｉｔｈｖｉｂｒａｔｏｒａｒｒａｙｓ．犌犲狅狆犺狔狊犻犮狊， １９７７，４２（７）：１３２１１３３８． ［５］　ＳｈｅｎＷ Ｗ．Ａｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄｍｉｎｉｍｕｍｐｏｗｅｒａｄａｐｔｉｖｅｂｅａｍ ｆｏｒｍｅｒｗｉｔｈｔｉｍｅｖａｒｙｉｎｇａｄａｐｔａｔｉｏｎｒａｔｅ．犌犲狅狆犺狔狊犻犮狊，１９７９， ４４（６）：１０８８１０９６． ［６］　ＢｒｏｏｋｓＬＡ，ＴｏｗｎｅｎｄＪ，ＧｅｒｓｔｏｆｔＰ，ｅｔａｌ．Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌａｎｄ ｈｉｇｈｅｒｍｏｄｅＲａｙｌｅｉｇｈｗａｖｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｍｂｉｅｎｔｓｅｉｓｍｉｃ ｎｏｉｓｅｉｎＮｅｗＺｅａｌａｎｄ．犌犲狅狆犺狔狊犻犮犪犾犚犲狊犲犪狉犮犺犔犲狋狋犲狉狊，２００９， ３６：Ｌ２３３０３． ［７］　ＺｈａｎｇＪ，ＧｅｒｓｔｏｆｔＰ，ＢｒｏｍｉｒｓｋｉＰＤ．Ｐｅｌａｇｉｃ，ａｎｄｃｏａｓｔａｌ ｓｏｕｒｃｅｓｏｆＰｗａｖｅｍｉｃｒｏｓｅｉｓｍｓ：Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｕｎｄｅｒｔｒｏｐｉｃａｌ ｃｙｃｌｏｎｅｓ．犌犲狅狆犺狔狊犻犮犪犾犚犲狊犲犪狉犮犺犔犲狋狋犲狉狊，２０１０，３７：Ｌ１５３０１． ［８］　ＲｉｄｄｅｒＳ Ｄ，ＤｅｌｌｉｎｇｅｒＪ．Ａｍｂｉｅｎｔｓｅｉｓｍｉｃｎｏｉｓｅｅｉｋｏｎａｌ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙｆｏｒｎｅａｒｓｕｒｆａｃｅｉｍａｇｉｎｇａｔＶａｌｈａｌｌ．犜犺犲犔犲犪犱犻狀犵 犈犱犵犲，２０１１，５：５０６５１２． ［９］　ＳｅｌｂｙＮ Ｄ．Ｉｍｐｒｏｖｅｄｔｅｌｅｓｅｉｓｍｉｃｓｉｇｎａｌｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｔｓｍａｌｌ ６８２４ 　１２期 姜等：基于接收阵列的时域地震波束形成方法 ａｐｅｒｔｕｒｅａｒｒａｙｓ．犅狌犾犾犲狋犻狀狅犳狋犺犲犛犲犻狊犿狅犾狅犵犻犮犪犾犛狅犮犻犲狋狔狅犳 犃犿犲狉犻犮犪，２０１１，１０１（４）：１５６３１５７５． ［１０］　ＷａｎｇＪ，Ｔｉｌｍａｎｎ Ｆ，ＷｈｉｔｅＲ Ｓ，ｅｔａｌ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｅｐｅｎｄｅｎｔｍｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌ Ｗｉｅｎｅｒｆｉｌｔｅｒｓｔｏｄｅｔｅｃｔ ｅｖｅｎｔｓｉｎ２Ｄｔｈｒｅｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｅｉｓｍｏｍｅｔｅｒａｒｒａｙｓ．犌犲狅狆犺狔狊犻犮狊， ２００９，７４（６）：Ｖ１３３Ｖ１４１． ［１１］　ＬｉａｎｇＣ Ｔ，Ｔｈｏｒｎｔｏｎ Ｍ Ｐ，ＭｏｒｔｏｎＰ，ｅｔａｌ．Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｓｉｇｎａｌｔｏｎｏｉｓｅｒａｔｉｏｏｆｐａｓｓｉｖｅｓｅｉｓｍｉｃｄａｔａｗｉｔｈａｎａｄａｐｔｉｖｅ ＦＫ ｆｉｌｔｅｒ．ＳＥＧ Ｈｏｕｓｔｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｘｐｏｓｉｔｉｏｎ，ａｎｄ ＡｎｎｕａｌＭｅｅｔｉｎｇ，２００９：１７０２１７０７． ［１２］　ＢａｉｇＡ，ＵｒｂａｎｃｉｃＴ．Ｍｉｃｒｏｓｅｉｓｍｉｃｍｏｍｅｎｔｔｅｎｓｏｒｓ：Ａｐａｔｈ ｔｏｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇｆｒａｃｇｒｏｗｔｈ．犜犺犲犔犲犪犱犻狀犵犈犱犵犲，２０１０，２９ （３）：３２０３２４． ［１３］　ＭａｏＷＪ，ＧｕｂｂｉｎｓＤ．Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｉｍｅ ｄｅｌａｙｓａｎｄｓｔａｃｋｉｎｇｗｅｉｇｈｔｓｉｎｓｅｉｓｍｉｃａｒｒａｙｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ． 犌犲狅狆犺狔狊犻犮狊，１９９５，６０（２）：４９１５０２． ［１４］　ＥａｔｏｎＤＷ，ＦｏｒｏｕｈｉｄｅｈＦ．Ｓｏｌｉｄａｎｇｌｅｓ，ａｎｄｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｆ ｒｅｃｅｉｖｅｒａｒｒａｙｇｅｏｍｅｔｒｙｏｎｍｉｃｒｏｓｅｉｓｍｉｃｍｏｍｅｎｔｔｅｎｓｏｒｉｎｖｅｒｓｉｏｎ． 犌犲狅狆犺狔狊犻犮狊，２０１１，７６（６）：７７８５． ［１５］　ＲａｚＳ．Ｂｅａｍｓｔａｃｋｉｎｇ：Ａｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄｐｒｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅ． 犌犲狅狆犺狔狊犻犮狊，１９８７，５２（９）：１１９９１２１０． ［１６］　Ｈｕ Ｔ， Ｗｈｉｔｅ Ｒ Ｅ．Ｒｏｂｕｓｔ ｍｕｌｔｉｐｌｅｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ ｕｓｉｎｇ ａｄａｐｔｉｖｅｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ．犌犲狅狆犺狔狊犻犮犪犾犘狉狅狊狆犲犮狋犻狀犵，１９９８，４６ （３）：２２７２４８． ［１７］　?ｚｂｅｋ Ａ．Ａｄａｐｔｉｖｅｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ ｗｉｔｈ ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄｌｉｎｅａｒ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ．犐狀狋犲狉狀犪狋犻狅狀犪犾犕犲犲狋犻狀犵，犛犈犌，犠犲狀狑狌犈狓狆犪狀犱犲犱 犃犫狊狋狉犪犮狋狊，２０００，７０：２０８１２０８４． ［１８］　ＰａｎｅａＩ，ＤｒｉｊｋｏｎｉｎｇｅｎＧ．Ｔｈｅｓｐａｔｉａｌｄａｔａａｄａｐｔｉｖｅｍｉｎｉｍｕｍ ｖａｒｉａｎｃｅｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｌｅｓｓｒｅｓｐｏｎｓｅｂｅａｍｆｏｒｍｅｒｏｎｓｅｉｓｍｉｃｓｉｎｇｌｅ ｓｅｎｓｏｒｄａｔａ．犌犲狅狆犺狔狊犻犮狊，２００８，７３（５）：Ｑ２９Ｑ４２． ［１９］　姜，林君，杨冬等．相控震源定向地震波信号分析．地球 物理学报，２００８，５１（５）：１５５１１５５６． 　　　ＪｉａｎｇＴ，ＬｉｎＪ，ＹａｎｇＤ，ｅｔａｌ．Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｓｅｉｓｍｉｃ ｓｉｇｎａｌｂａｓｅｄｏｎｐｈａｓｅｄａｒｒａｙｖｉｂｒａｔｏｒｓｙｓｔｅｍ．犆犺犻狀犲狊犲犑． 犌犲狅狆犺狔狊．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ），２００８，５１（５）：１５５１１５５６． ［２０］　姜，林君．相控震源与组合震源地震信号检测结果对比． 控制与决策，２００４，１９（１２）：１３４５１３４８． 　　　ＪｉａｎｇＴ，ＬｉｎＪ．Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｔｈｅｄｅｔｅｃｔｅｄｓｅｉｓｍｉｃｓｉｇｎａｌｓ ｂｅｔｗｅｅｎｐｈａｓｅｄａｒｒａｙａｎｄｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｖｉｂｒｏｓｅｉｓｅｓ．犆狅狀狋狉狅犾 犪狀犱犇犲犮犻狊犻狅狀（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ），２００４，１９（１２）：１３４５１３４８． ［２１］　姜，林君，陈祖斌等．可控震源相控地震的相关检测技术． 仪器仪表学报，２００５，２６（４）：３３６３３９． 　　　ＪｉａｎｇＴ，ＬｉｎＪ，ＣｈｅｎＺＢ，ｅｔａｌ．Ｔｈｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｏｆｓｉｇｎａｌｓｉｎ ｐｈａｓｅｄａｒｒａｙ ｏｆｖｉｂｒｏｓｅｉｓｓｙｓｔｅｍ． 犆犺犻狀犲狊犲犑狅狌狉狀犪犾狅犳 犛犮犻犲狀狋犻犳犻犮犐狀狊狋狉狌犿犲狀狋 （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）， ２００５，２６（４）：３３６３３９． ［２２］　姜，林君，陈祖斌等．相控震源对水平层状地下介质的高 信噪比检测．仪器仪表学报，２００６，２７（１１）：１３６９１３７２． 　　　ＪｉａｎｇＴ，ＬｉｎＪ，ＣｈｅｎＺＢ，ｅｔａｌ．Ｈｉｇｈｓｉｇｎａｌｔｏｎｏｉｓｅｒａｔｉｏ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｌａｙｅｒ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｍｅｄｉｕｍ ｗｉｔｈ ｐｈａｓｅｄａｒｒａｙｖｉｂｒｏｓｅｉｓ．犆犺犻狀犲狊犲犑狅狌狉狀犪犾狅犳犛犮犻犲狀狋犻犳犻犮犐狀狊狋狉狌犿犲狀狋 （ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ），２００６，２７（１１）：１３６９１３７２． ［２３］　姜，林君，陈祖斌．延时参数对地震信号信噪比的改善． 地球物理学报，２００９，５２（６）：１６５１１６５６． 　　　ＪｉａｎｇＴ，ＬｉｎＪ，ＣｈｅｎＺＢ．ＳＮＲｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｓｅｉｓｍｉｃ ｓｉｇｎａｌｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｉｍｅｄｅｌａｙｓ．犆犺犻狀犲狊犲犑．犌犲狅狆犺狔狊．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ），２００９，５２（３）：１６５１１６５６． ［２４］　王忠仁，林君，冯声涯．地震勘探中相控阵震源的方向特性 研究．地球物理学报，２００６，４９（４）：１１９１１１９７． 　　　ＷａｎｇＺＲ，ＬｉｎＪ，ＦｅｎｇＳＹ．Ｄｉｒｅｃｔｉｖｉｔｙｏｆｐｈａｓｅａｒｒａｙ ｖｉｂｒａｔｏｒｓｉｎｓｅｉｓｍｉｃｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ．犆犺犻狀犲狊犲犑．犌犲狅狆犺狔狊．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ），２００６，４９（４）：１１９１１１９７． ［２５］　姜，林君，李桐林等．相控震源对地震信号信噪比的改善 研究．地球物理学报，２００６，４９（６）：１８１９１８２５． 　　　ＪｉａｎｇＴ，ＬｉｎＪ，ＬｉＴＬ，ｅｔａｌ．Ｂｏｏｓｔｉｎｇｓｉｇｎａｌｔｏｎｏｉｓｅｒａｔｉｏｏｆ ｓｅｉｓｍｉｃｓｉｇｎａｌｓ ｕｓｉｎｇｔｈｅ ｐｈａｓｅｄａｒｒａｙ ｖｉｂｒａｔｏｒｓｙｓｔｅｍ． 犆犺犻狀犲狊犲犑．犌犲狅狆犺狔狊．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ），２００６，４９（６）：１８１９１８２５． ［２６］　姜，林君，陈祖斌等．相控震源地震波定向技术．吉林大 学学报（信息科学版），２００４，２２（３）：１８１１８４． 　　　ＪｉａｎｇＴ，ＬｉｎＪ，ＣｈｅｎＺＢ，ｅｔａｌ．Ｓｅｉｓｍｉｃｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇｉｎ ｐｈａｓｅｄａｒｒａｙ ｏｆｖｉｂｒｏｓｅｉｓ．犑狅狌狉狀犪犾狅犳 犑犻犾犻狀 犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔 （犐狀犳狅狉犿犪狋犻狅狀犛犮犻犲狀犮犲犈犱犻狋犻狅狀）（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ），２００４，２２（３）： １８１１８４． ［２７］　王永莉．松辽盆地南部上白垩统油页岩特征及成矿规律［硕 士论文］．长春：吉林大学仪器科学与电气工程学院，２００６． 　　　ＷａｎｇＹＬ．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｌｒｅｇｕｌａｒｉｔｉｅｓｏｆｏｉｌ ｓｈａｌｅｉｎ Ｕｐｐｅｒ Ｃｒｅｔａｃｅｏｕｓ ｏｆ Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｓｏｎｇｌｉａｏ Ｂａｓｉｎ ［Ｍａｓｔｅｒ′ｓｔｈｅｓｉｓ］（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）．Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ：Ｃｏｌｌｅｇｅｏｆ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ＆ ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， ２００６． （本文编辑　何　燕） ７８２４