海洋地球物理与海底构造学24资料讲解.ppt

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1、海洋地球物理与海底构造学24地震波通过海上人工震源装置连续发射，地震波入射到海底地层之后，遇到不同的地质界面就会产生反射波或转换波信号，反射波或转换波信号由检波器接收，经计算机处理后，获得反映地下地质构造和油气藏的各种资料。地震波的传播速度很快，每秒钟达2～5公里，最快可达8公里，几公里深的岩石界面，只要零点几秒，地震波就可反射到海面上来。地震勘探的施工程序，是把高精密度的数字地震仪安装在由专门导航定位设备和其它专用装备的舰只上，把地震检波器组阵组装在密封的聚氯乙烯套管中成等浮电缆，悬浮在海面下10

2、米左右，由船拖曳。辅助课件－海上地震勘探.mpg在距航尾约30～40米处，把激发地震波的非炸药震源沉放到海水下10米左右。船以9～11公里/小时的速度沿设计的测航线航行，震源间隔12～20秒之内激发一次，地震仪也以同样间隔时间把海底反射回来的地震波接受记录下来，以此进行海上地震勘探的连续观测。然后将地震记录用电子计算机进行处理，自动绘出地层剖面图和构造图。采用这种勘探方法，每日可完成100多公里的剖面测线长度。我们对海底构造的认识，多数源于对弹性波的研究。二、地震波的传播（1）海底构造与弹性波体波:

3、压缩波（纵波、P波）、剪切波（横波、S波）面波:包括瑞利面波（R波）和勒夫面波（L波）弹性介质:2.2地震探测1.概述（2）地震波的传播特点对于P波，波动方程为：对于S波，波动方程为：P波、S波速度为：纵、横波速度比：如果已知P波、S波速度，则：（3）地震波的传播速度地震波的速度是地震勘探中最重要的参数，也是地震波运动学特点之一。地震勘探研究地下地质构造形态的基本公式是：H是界面的深度，V是地震波传播速度，t是地震波从地面垂直向下到界面又返回地面的双程旅行时间。地震波传播中的影响因素理论研究和大量实

4、际资料证明，地震波在岩层中传播速度与岩石地质年代、岩性、埋藏深度、密度、孔隙度、压力、温度等因素有关。由于目前油气地震勘探主要利用体波，在谈到波速问题时，除非特别说明，一般都是指纵波速度。与岩石弹性常数的关系：由波动方程得到纵波速度泊松比的值变化不大，在大多数情况下约等于0.25。一般，随岩石密度增加，杨氏模量E以更高级次增加，所以当岩石密度增大时，地震波的速度不是减小，而是增大。近海一般沉积物纵波速度纵波速度受岩性变化、孔隙度、裂缝等影响不同岩石密度与速度关系曲线岩石P波速度与压力的关系曲线与

5、孔隙度的关系：一切固体岩石的结构基本有两部分组成。其一是岩石骨架，其二是孔隙。地震波在这种结构中的传播，实际上相当于在骨架和孔隙两种介质中传播。波在双向介质中传播速度与孔隙度成反比。1956年Wylie提出了一个简便计算速度和孔隙度关系的平均时间方程：Vm:岩石骨架速度，Vl:岩石孔隙介质速度，:岩石孔隙度与岩层埋藏深度的关系：在岩石性质和地质年代等相同的条件下，地震波的速度随岩石埋藏深度的增加而增大。因为，岩石埋藏越深，年代越久，承受上覆地层压力时间越长，强度越大。但当岩石的埋藏深度增加到一定数

6、值后，速度随深度的增加就不明显了，速度随深度增大的垂直梯度浅部大于深部。（4）地震波的能量吸收与振幅衰减波的能量E：频率为f、振幅为A的波，在体积为W、密度为的介质中传播时，其能量可表示为意义——波的能量E与振幅A的平方、频率f的平方以及介质的密度成正比。能量密度：包含在介质中，单位体积内的能量称为能量密度。意义——波的能量密度也正比于振幅A的平方。波的强度I：波前面上,单位时间t、单位面积S的能量（式中V为速度）意义——波的强度I正比于振幅A的平方。地震波的吸收：实际介质中，对地震波的

7、能量具有不同程度的吸收作用。品质因素Q：地震波的吸收可以用品质因素描述。Q定义：在一个周期（或一个波长距离）内，振动损耗能量E与总能量E之比的倒数意义——Q值越大，能量损耗越小，介质越接近完全弹性吸收系数：波在粘滞介质中传播时，它的振幅被吸收衰减，衰减的快慢有吸收系数确定式中为波长。波前扩散（球面扩散）：随传播距离的增大，波前球面扩展，但总能量不变，而使单位面积上的能量减少。三、地震波的描述（1）地震波传播的动态特征动力学——研究地震波传播中振幅、频率、相位的变化规律，了解地震波对地下地质体

8、岩性结构的响应。运动学——研究地震波传播的时间与空间的关系，了解地震波对地下地质体的构造响应。2.2地震探测1.概述（2）地震波振动特征和传播过程的描述当震源和传播介质一定时，振动位移u是时间和观测位置x的函数，u=f(t,x).若固定一个变量来研究u随另一个变量的变化关系，则分别为振动图和波剖面图。振动图：显示某一观测点振动位移随时间的变化规律。可反映地震波振动的振幅、振动周期、延续时间的特征。波剖面图：描述某一时刻不同观测点振动位移随距离变化规律。反映质点振动波长