《部分地震》PPT课件

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1、第二部分地震勘探7/26/20211第二部分地震勘探7/26/20212第二部分地震勘探7/26/20213地震勘探资料处理与解释中心第二部分地震勘探7/26/20214一、地震波场概述1、地震波是弹性波弹性介质受外力作用产生形变，介质中的质点将发生振动，从而形成弹性波。地震勘探时，在岩层中用炸药爆炸激发地震波产生如下情况：在炸药包附近，爆炸产生的强大压力大大超过岩石的极限强度，岩石遭受破坏形成一个破坏圈，炸成空洞如图1所示。第二部分地震勘探7/26/20215图1爆炸对岩石的影响示意图第二部分地震勘探7/26/20216随着离开震源距离的增大，压力减小，但仍

2、超过岩石的弹性限度。此时岩石虽不发生破碎，但发生塑性形变，形成一些辐射状或环状裂隙。在塑性带以外，离开震源距离增大，压力降低到弹性限度以内，又因炸药爆炸所产生的是一个延续时间很短的脉冲作用力，所以这一区域的岩石发生弹性形变。由上述可见，地震波实质上是一种在岩层中传播的弹性波。第二部分地震勘探7/26/202172、地震波的动力学特征振动在介质中的传播就是波。研究地震波的方法同研究其它波的方法一样，需要进一步研究地震波的波形振幅、频率、相位特性、偏振状态以及衰减规律等传播特点，这些特点统称为地震波的动力学特征。波前、波后和波面设想在某一时刻介质中震源开始振动。过

3、了一段时间，到了某一时刻，介质中某些点的振动就停止了；再过了一第二部分地震勘探如水波7/26/20218第二部分地震勘探7/26/20219一段时间，到了某一时刻，波已传播了一段距离。因此介质分成了几个区域，如图2所示。图2波前和波后示意图第二部分地震勘探7/26/202110在V0区域中，介质振动已处于停止，V1区域振动正在进行，而V2区域介质的振动还没有开始。因此，把V1与V2分界面S称做波在时刻t1的波前（或称波阵面），V0与V1分界面称做波的时刻t1的波后（或称波尾），将具有相同相位振动的面称为波面。按照波面的形状，可对波进行分类，如果波面都是球面，称

4、做球面波；如果都是柱面，就称柱面波；如果都是互相平行的平面，就称平面波。地震勘探中，炸药包只有第二部分地震勘探7/26/202111几米长，而地下界面很深，往往超过千米，因此，远离震源的波可以看成是平面波。振动曲线和波形曲线波在传播过程中，质点只是绕着平衡位置振动，对于介质中的任一固定点，振动位移u只是时间t的函数。一个质点在振动过程中位移随时间变化的曲线称为振动曲线。如指定一个点P1，它随时间的振动可以用一条振动曲线来反映，如图3（a）所示；换了另一个点P2，它第二部分地震勘探7/26/202112的振动曲线曲线很可能线很可能是另一个图形，如图3（b）所示。

5、这种反映一个质点在振动过程中位移u随时间t变化的图形，称为质点的振动图，如图3（b）所示。图3介质中不同点的振动曲线第二部分地震勘探7/26/202113将振动的最大位移（即极值的大小）A1，A2，A3称为视振幅。将两个相邻极大值或极小值之间的时间间隔称为视周期T*，它的倒数称为视频率。在地震勘探中，每个检波器所记录的是这个检波器所在质点的地面振动，它是一条振动曲线，习惯称为振动图。波的频谱分析前面所讨论的是波的运动学和动力学特征，但只局限于波动与时间、空间的关系，这是在时间域范围内进行讨第二部分地震勘探7/26/202114论的。下面在频率域范围内来研究波的

6、另一重要动力学特征—波的频谱，它是利用傅里叶变换对振动信号进行分解和处理得到的，这个过程称为频谱分析。关于频谱分析的原理及计算过程，在《信号与系统》中要详细介绍。一个复杂的振动信号，可以看成是由许多简谐分量叠加而成，许多简谐分量及其各自的振幅、频率和初相，就称为复杂振动的频谱。地震勘探中地震信号是一个复杂信号，对它进行频谱分析，它的频谱可表示为第二部分地震勘探7/26/202115研究地震波的频谱特征有着多方面的意义。如图4图4地震勘探有关波的频谱分布第二部分地震勘探7/26/202116图主要反映与地震勘探有关的波的频谱特点，分析频谱的差异对设计地震仪器、选

7、择处理参数和研究野外工作方法都有一定的指导意义。此外，地震波的频谱中还包含着地下地层的岩性、构造方面的信息。如果找出了它们之间的内在联系及变化规律，在一定条件下，就能直接利用频谱资料进行地震资料的地层岩性解释。与地震勘探有关的各种地震波按波在传播过程中质点振动方向来分，波可以分为纵波和横波。炸药爆炸以猛烈的膨胀作用为主，第二部分地震勘探7/26/202117因此主要造成岩石的膨胀和压缩，这种形变使质点的振动方向与波传播方向一致，即主要产生纵波，但实际地层不是均匀介质，而且实际爆炸作用不完全具有球形对称性，因此，还会造成质点振动方向与波传播方向垂直，即产生横波。

8、因此，目前地震勘探中主要利用纵波，但随