南海海洋研究所仪器设备公共服务中心

　　南海海洋研究所曾于1997年引进过一套高分辨率单道地震剖面系统（GeoPulse Subbottom Profiles 图1），其主要利用地震反射波的运动学和动力学特性研究海底地层的沉积特征（原理如图2所示）。它由震源、接收电缆和记录器组成，其最终的成果是地震反射剖面图。主要用于海洋第四纪地层和工程地质研究。因该设备使用多年，部分元器件已老化，如电源箱已老化、其水银触发开关已坏、火花触发又不稳定，造成系统工作状态不稳定，其输出的能量只有280J，已达不到理想的水平，这样大大影响其勘测的地层厚度和分辨率，其勘测的地层厚度只有40ｍ左右。而在南海海域，第四纪地层的沉积厚度可超过100ｍ，为修复和扩展该设备的功能，我们获得院仪器设备功能开发技术创新项目的支持，对旧设备进行改造。项目主要对震源（能源箱+电火花）（图3、4）和记录部分进行改造（图5）。改造后的能源箱已可以提供105J、175J、280J、350J、455J这5级能量。系统震源采用电火花震源，其能级得到提升，它可以选择100-600J内的任何能级（取决于能源箱所能提供的能量）。

　　改造完成后，在珠江口磨刀门外含沙较多的区域试验表明，改造后的电火花（SPARKER） 震源的单道剖面频谱丰富，可分辨地层较多，穿透能力也较强，其勘探深度约70米。与设备原来的勘探效果比，在勘探深度和分辨率方面均有较大改善（图6、7、8）。

　　图1 改造前的高分辨率单道地震剖面系统 

　　图2 单道地震剖面系统工作原理

　　图3 修复和改造后的单道地震剖面系统的能源箱

　　图4改造后的单道地震剖面系统电火花震源及其高压电缆

　　图5 改造后的单道地震剖面系统记录和控制部分（由EPC记50录仪、DGPS导航定位等组成）

　　图6  系统改造前（新购置时）280J BOOMER 震源的单道剖面地层分层清晰但穿透能力较低，其勘探深度约40米（在珠江口磨刀门外）

　　图7 改造后350J  电火花（SPARKER） 震源的单道剖面频谱丰富，可分辨地层较多，穿透能力也较强，其勘探深度约70米（同在珠江口磨刀门外，但不同时间和海况））

　　图8改造后455J电火花（SPARKER）震源的单道剖面， 较350J的剖面，其深部的反射更清楚但浅部的分辨力要差些（在珠江口磨刀门外）