地震波的動(dòng)力學(xué)(共6頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)第一章地震波的動(dòng)力學(xué)人工激發(fā)的地震波隨著時(shí)間增加向地下巖層中傳播，地震波傳播的動(dòng)態(tài)特征反映在兩方面： 地震波的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征指波傳播的時(shí)間與空間的關(guān)系。地震波場(chǎng)特征 地震波的動(dòng)力學(xué)特征指波傳播過(guò)程中振幅、頻率、相位的變化規(guī)律。地震勘探的基本任務(wù)是研究地震波場(chǎng)特征。以指導(dǎo)找油找礦和解決其它地質(zhì)問(wèn)題。本章重點(diǎn)：本章重點(diǎn)：1.地震波的反射、透射和折射2.地震波的射線、波前、波剖面、振動(dòng)曲線3.克?；舴蚬?.諾特方程5.斯奈耳定律6.褶積模型7.橫向分辨率8.縱向分辨率9.影響速度的因素1.1 地震地質(zhì)模型的理想化一、理想化的原因 地震勘探主要在沉積巖中進(jìn)行。與

2、火成巖和變質(zhì)巖相比，沉積巖具有沉積穩(wěn)定、橫向變化小，成層性好等特點(diǎn)。但各種構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等使地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，這就需要從實(shí)際介質(zhì)出發(fā)，在不同的條件下，建立不同的地震地質(zhì)模型，使問(wèn)題得到簡(jiǎn)化，這在自然科學(xué)中是常見(jiàn)的，例如：氣體理想氣體。二、理想的彈性介質(zhì)和粘彈性介質(zhì)1理想彈性介質(zhì)任何一種固體，受外力作用以后，內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)就會(huì)發(fā)生相互位置的變化，使固體精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)的大小和形狀發(fā)生變化。外力取消后，由于內(nèi)力的作用，使固體恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，即固體具有彈性。（1）理想彈性體外力取消后能完全復(fù)原的物體。（2）理想塑性體外力取消后，固體保持其受力時(shí)的形態(tài)。（3）瞬時(shí)作用力小變形假設(shè)一般

3、物體在外力作用下，有彈性的一面，又有塑性的一面。如果作用力很小，作用時(shí)間很短，在外力去掉后，一般物體都能復(fù)原，即在瞬時(shí)作用力小變形的條件下，大部分物體都能被近似成彈性體。（4）地震勘探滿足瞬時(shí)作用力小變形假設(shè)，地下巖層可近似成彈性體爆炸點(diǎn)附近是破碎帶，然后是塑性帶，大約幾百米以外是彈性帶，在彈性帶內(nèi)形成彈性波。這是因?yàn)檫h(yuǎn)離震源處巖石受的作用力非常?。ㄎ灰菩∮?1m） ，且作用時(shí)間短（小于 100ms） ，所以遠(yuǎn)離震源的巖石可以看作彈性體。 幾百米 彈 性 帶（5）地震子波彈性帶內(nèi)形成的彈性波，一般波形較穩(wěn)定，具有 2-3 個(gè)相位。延續(xù)時(shí)間 60100ms，叫地震子波，在傳播過(guò)程中，其振幅由于吸

4、收等原因而衰減，但波形變化不大。（6）把巖層看作彈性體的重要用途彈性力學(xué)，光學(xué)的基本理論可以直接引用到地震勘探中來(lái)。2粘彈性介質(zhì)（1）介質(zhì)的吸收作用波在傳播過(guò)程中一部分能量不可逆地轉(zhuǎn)化成熱能散掉。塑 性 帶破碎帶精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)由于波動(dòng)的能量 EA2，所以傳播過(guò)程中,波動(dòng)能量的吸收表現(xiàn)為振幅的衰減。（2）粘彈性體地震波隨傳播距離的增加振幅會(huì)下降，說(shuō)明巖層對(duì)波有吸收。吸收的機(jī)制目前不十分清楚，一般認(rèn)為巖石有彈性，又表現(xiàn)出象流體那樣的粘滯性，這種介質(zhì)叫粘彈性體。（3）粘彈性體更接近于實(shí)際介質(zhì)三、各向同性介質(zhì)和各向異性介質(zhì)1各向同性介質(zhì) 介質(zhì)的彈性性質(zhì)只與空間坐標(biāo)有關(guān)，與方

5、向 無(wú)關(guān)。V=V(x,y,z)=(x,y,z)=(x,y,z)2各向異性介質(zhì)介質(zhì)的彈性性質(zhì)與空間坐標(biāo)有關(guān)，還與方向 有關(guān)。V=V(x,y,z，)=(x,y,z，)=(x,y,z，)3忽略各向異性的條件 巖石中有礦物結(jié)晶體就有各向異性，但在波長(zhǎng)晶體的線度時(shí)，各向異性可略去不計(jì)。地震波長(zhǎng)（60-100m）晶體的線度。4研究現(xiàn)狀 地震勘探中一般研究的是各向同性介質(zhì)，各向異性介質(zhì)研究的很少，近幾年日受重視，如“十五”課題。5幾種沉積巖速度各向異性值表（據(jù)實(shí)用勘探技術(shù)P6） 巖石各向異性系數(shù) V/V說(shuō)明精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)砂巖、砂鹽灰?guī)r硬石膏片巖1.001.00-1.051.08-

6、1.301.15-1.201.20-1.501沉積巖中速度各向異性不大。2VV四、均勻介質(zhì)、層狀介質(zhì)和連續(xù)介質(zhì)1均勻介質(zhì) 波的傳播速度與空間坐標(biāo)無(wú)關(guān)，與方向無(wú)關(guān)，即 V(x，y，z)=C最簡(jiǎn)單，與實(shí)際情況相差較遠(yuǎn)，但可用均方根速度、平均速度把介質(zhì)簡(jiǎn)化成均勻介質(zhì)。0 V Z2非均勻介質(zhì) 波速是空間坐標(biāo)的函數(shù)，即 V=V(x，y，z)。這使問(wèn)題研究復(fù)雜化，要進(jìn)行簡(jiǎn)化，常見(jiàn)的模型有層狀介質(zhì)，連續(xù)介質(zhì)、線性介質(zhì)。（1） 層狀介質(zhì)波速在橫向上沒(méi)變化，只在縱向上變化且成層分布。 這種介質(zhì)比較符合沉積巖的情況，沉積巖的成層性決定了速度的成層性。 V V1 V1 V2 V2精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè) V3 V3 V4 V4Z（2） 連續(xù)介質(zhì)波速在橫向上沒(méi)變化，只隨縱坐標(biāo)變化，即 V=V（Z）或nZVV10)1 ( V nZVV10)1 ( Z（3） 線性介質(zhì)波速是深度的一次函數(shù)，即 V=V0（1+Z）華北地區(qū):V0=1810m/s,=0.00026/m0 V V=V0