地震勘探基礎(chǔ)及淺層折射反射波法課件

第一章地震勘探的理論基礎(chǔ)?概述?彈性介質(zhì)與地震波的形成?地震波的描述、類型及其傳播特征?地震勘探的地質(zhì)基礎(chǔ)地震勘探的主要內(nèi)容、基本原理、方法分類及其特點(diǎn)；工程地震勘探的主要用途和特點(diǎn)；第一章地震勘探的理論基礎(chǔ)?概述?彈性介質(zhì)與地震波的形成?概述一、地震勘探的主要內(nèi)容即兩個(gè)特征：波的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征(v、s、t)波的動(dòng)力學(xué)特征(波的成因、

振幅、頻率和相位)研究人工激發(fā)的地震波在介質(zhì)中的傳播規(guī)律。概述一、地震勘探的主要內(nèi)容即兩個(gè)二、地震勘探的基本原理人工震源激發(fā)的地震波不同巖層具有不同的彈性特征（速度,密度）波通過(guò)這些巖層的分界面時(shí)產(chǎn)生透射、反射和折射現(xiàn)象以及縱波、橫波和面波之分將這些具有不同傳播速度、路徑、頻率和強(qiáng)度的波記錄并分析，就可以間接推斷出有關(guān)巖層的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和幾何位置等參數(shù)，從而達(dá)到解決地質(zhì)問(wèn)題的目的。二、地震勘探的基本原理人工震源激發(fā)的地震波不同巖層具有不同的?以波的類型分?以波的傳播特點(diǎn)分縱波法、橫波法、面波法折射波法反射波法透射波法下層介質(zhì)波速要大于上層介質(zhì)；可用于巖性分層和層速度估算。各層介質(zhì)間應(yīng)有明顯的波阻抗(ρV)差異；可用于巖層厚度和層速度估算。研究鉆孔間或坑道中的直達(dá)波；可準(zhǔn)確測(cè)定層速度；計(jì)算巖、土動(dòng)力學(xué)參數(shù)。不需上下層波阻抗差很大(10％

)；淺層分辨率高。三、地震勘探的方法分類及其特點(diǎn)?以波的類型分?以波的傳播特點(diǎn)分縱波法、橫波法、面波法折四、工程地震勘探的特點(diǎn)研究淺層地質(zhì)情況(h<200米)，具有激發(fā)能量小、勘查范圍窄、布設(shè)網(wǎng)度密、勘探精度高的特點(diǎn)。確定地質(zhì)構(gòu)造、基巖面深度；對(duì)第四系地層分層(確定層厚、層速)；確定地基的持力層；探測(cè)地層中的低速帶或軟弱夾層；追索淺水面、空洞及掩埋物等。1、工程地質(zhì)調(diào)查五、工程地震勘探的主要用途四、工程地震勘探的特點(diǎn)研究淺層地質(zhì)情況(h<200米)，具有測(cè)定場(chǎng)地卓越周期；場(chǎng)地地震響應(yīng)分析；地震小區(qū)劃。2、研究巖土狀態(tài)及性質(zhì)檢測(cè)道路、混凝土構(gòu)件和堤壩質(zhì)量。4、環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查測(cè)量縱、橫波速；評(píng)價(jià)地基加固效果；測(cè)定巖土密實(shí)度、孔隙度；判識(shí)飽和沙土層的液化程度。3、工程質(zhì)量檢測(cè)調(diào)查滑坡體的厚度、結(jié)構(gòu)；隱伏巖溶塌陷范圍；采空區(qū)及影響范圍。5、工程地震安全性評(píng)價(jià)測(cè)定場(chǎng)地卓越周期；場(chǎng)地地震響應(yīng)分析；地震小區(qū)劃。2、研究巖土§1彈性介質(zhì)與地震波大部分巖土介質(zhì)在外力作用下即可以顯示出彈性，也可能顯示出塑性；這取決于介質(zhì)的物理性質(zhì)、外力的大小及其作用時(shí)間的長(zhǎng)短。固體介質(zhì)在外力作用下，其形狀或大小發(fā)生的變化。固體介質(zhì)的形變隨外力的去除而消失這一性質(zhì)。?形變的定義?彈性的定義?彈性介質(zhì)具有彈性的介質(zhì)。?塑性和塑性介質(zhì)一、形變與彈性介質(zhì)§1彈性介質(zhì)與地震波大部分巖土介質(zhì)在外力作用下即可以顯示二、應(yīng)力、應(yīng)變與彈性參數(shù)體變模量(壓縮)

(Pa)介質(zhì)內(nèi)部產(chǎn)生的一種反抗形變的內(nèi)力作用在單位面積上的內(nèi)應(yīng)力（P=F/S）介質(zhì)受應(yīng)力的作用，其大小和形狀的相對(duì)改變量；線應(yīng)變△L/L體應(yīng)變△V/V切應(yīng)變△θ/L?內(nèi)應(yīng)力?應(yīng)力?應(yīng)變楊氏模量(拉伸)（Pa）應(yīng)力與縱向應(yīng)變之比；介質(zhì)越硬越大。?彈性參數(shù)流體靜壓力二、應(yīng)力、應(yīng)變與彈性參數(shù)體變模量(壓縮)(Pa)介質(zhì)內(nèi)部產(chǎn)?互換關(guān)系?切變模量(剪切)（Pa）剪切應(yīng)力與切變角之比；液體μ=0。?泊松比橫、縱向應(yīng)變之比；在0.05～0.45；越硬越小，液體為0.5。?拉梅系數(shù)（Pa）PXX～橫向拉應(yīng)力?互換關(guān)系?切變模量(剪切)（Pa）剪切應(yīng)力與?泊松比橫、縱三、振動(dòng)與地震波?地震子波在介質(zhì)中沿射線傳播→地震波。在應(yīng)力和慣性力的作用下，質(zhì)點(diǎn)圍繞原平衡位置發(fā)生的振動(dòng)。質(zhì)點(diǎn)以彈性振動(dòng)的形式在介質(zhì)中的傳播所形成的波動(dòng)。1、彈性振動(dòng)2、彈性波3、地震波的形成?激振～圍繞爆破點(diǎn)產(chǎn)生非線性形變帶；?向外延伸～壓強(qiáng)下降→形成彈性形變帶；?彈性振動(dòng)形成彈性波～初始地震子波；地震波三、振動(dòng)與地震波?地震子波在介質(zhì)中沿射線傳播→地震波。在應(yīng)力§2地震波的描述波前a；波尾b；波長(zhǎng)λ。λ=

T﹒V一、振動(dòng)圖和波剖面圖描述某點(diǎn)的振動(dòng)幅度隨時(shí)間的變化情況。振幅A；周期T；持續(xù)時(shí)間△t；初相位Ф。描述某時(shí)刻的振動(dòng)幅度隨震源距的變化情況。μｐ=A（ｘ）1、振動(dòng)圖2、波剖面圖波形特征

μｐ=A（ｔ）波形特征μpt0TAΔtΦ§2地震波的描述波前a；波尾b；波長(zhǎng)λ。λ=T﹒V二、時(shí)間場(chǎng)和等時(shí)面如：在均勻各向同性的彈性介質(zhì)中，由點(diǎn)震源產(chǎn)生的波動(dòng)的等時(shí)面是同心球面；該面與波射線正交。1、時(shí)間場(chǎng)描述波前的傳播時(shí)間與其空間位置關(guān)系的三維坐標(biāo)系；t

=T（x,y,z）球面波前2、等時(shí)面在時(shí)間場(chǎng)中t值相同的各點(diǎn)連接而成的空間面。如：點(diǎn)源地震波的傳播時(shí)間與其空間位置關(guān)系二、時(shí)間場(chǎng)和等時(shí)面如：在均勻各向同性的彈性介質(zhì)中，由點(diǎn)震源產(chǎn)三、視速度定理α=0°時(shí)：V﹡→∞；表示波前面同時(shí)到達(dá)地面各測(cè)點(diǎn)；1、真速度沿波射線觀測(cè)的速度；V=△S/△t；2、視速度沿地表面觀測(cè)的速度；V﹡=△X/△t；3、視速度定理描述了真、視速度的關(guān)系；設(shè)入射角為α(波前面與地面的夾角；或波射線與地面法線的夾角）當(dāng)α=90°時(shí)：射線與測(cè)線重合；V=V﹡一般情況下V﹡

＞

V；其差別反映了入射角的變化。α4、討論三、視速度定理α=0°時(shí)：V﹡→∞；表示波前面同時(shí)到達(dá)地面各§3地震波的類型及其傳播特征一、地震波的類型在自由界面?zhèn)鞑?，波速接近S波，低頻、向下衰減快、水平衰減慢。在覆蓋層下伏界面?zhèn)鞑ィ愃芐H波）傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向垂直傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向一致地震波體波(在介質(zhì)體內(nèi)傳播）面波(在介質(zhì)界面?zhèn)鞑ィw波面波縱波(P壓縮波)橫波(S剪切波)SV(垂直分量)SH(水平分量)瑞利波勒夫波§3地震波的類型及其傳播特征一、地震波的類型在自由界面?zhèn)鞫?、地震波的頻率和振幅發(fā)現(xiàn)地震波特征（振幅、初相位）的頻率差異，為野外工作方法的選擇、干擾波的壓制、資料的解釋提供依據(jù)。波的特性隨頻率變化的規(guī)律一個(gè)非周期波動(dòng)可以由許多不同振幅、不同頻率、不同初相的諧和振動(dòng)合成。1、頻譜的定義2、付氏理論3、頻譜分析的作用振幅譜～(A-ｆ)相位譜～(φ-ｆ)二、地震波的頻率和振幅發(fā)現(xiàn)地震波特征（振幅、初相位）的頻率差一般地震波的頻譜特征由地震勘探的各種資料統(tǒng)計(jì)得到一般地震波的頻譜特征由地震勘探的各種資料統(tǒng)計(jì)得到面波折射波反射波聲波某一淺層地震的干擾波調(diào)查剖面，經(jīng)頻譜分析后得到其頻譜特征；反射波主頻～75Hz折射波主頻～50Hz面波主頻～30--40Hz聲波頻譜＞80Hz不同地區(qū)、同一地區(qū)不同地層、不同儀器及工作方法；采集的地震波的頻譜會(huì)有所不同面波折射波反射波聲波某一淺層地震的干擾波調(diào)查剖面，反射波主頻4、地震波的振幅及其衰減規(guī)律4、地震波的振幅及其衰減規(guī)律三、地震波的傳播速度?σ對(duì)S波、R波影響不大；σ↑→VP↑→VP/VS↑(=1.4→∞)?由σ可以確定縱橫波速比，或反之。結(jié)論：?一般巖石σ=0.25∴VP=√3VS；VR=0.92VS=0.53VP三、地震波的傳播速度?σ對(duì)S波、R波影響不大；σ↑→VP↑→四、地震波的傳播原理t0時(shí)刻的波前面上的各點(diǎn)都可以看成是新的振動(dòng)源，并形成新的子波向外傳播，△t時(shí)間后這些子波的波前面所構(gòu)成的包絡(luò)面就是t+△t時(shí)刻的新的波前面。1、波前、波尾和振動(dòng)帶；消振點(diǎn)曲面起振點(diǎn)曲面2、惠更斯原理（波前原理）地震波總是沿用時(shí)最少的路徑到達(dá)目的地，即沿射線方向傳播；而射線總是垂直波前面的。3、費(fèi)馬原理（射線原理；最小時(shí)間原理）四、地震波的傳播原理t0時(shí)刻的波前面上的各點(diǎn)都可以看成是新的五、地震波的反射、透射和折射1、反射和透射過(guò)程?∴CD是反射波前面，CE是透射波前面。?平面波AB向界面R入射；?依據(jù)惠更斯原理，波前面A′B′

是新震源；?

△t時(shí)間后，B′的子波到達(dá)C點(diǎn)；A′的子波在V1中到達(dá)D點(diǎn)、在V2中到達(dá)E點(diǎn)；?α是入射角；β反射角；γ是透射角。五、地震波的反射、透射和折射1、反射和透射過(guò)程?∴CD是反2、斯奈爾定律（snell）射線參數(shù)證明：∵B′C=△tV1；A′D=△tV1；A′E=△tV2；α=∠B’A’C?當(dāng)V1＜V2→γ＞α；

當(dāng)V1＞V2→γ＜α；結(jié)論：?入射角=反射角→

α=β；γαγ=∠A’CE2、斯奈爾定律（snell）射線參數(shù)證明：∵B′C=△tV13、地震波在水平多層介質(zhì)中的傳播多層介質(zhì)斯奈爾定律R1R2R3α2

～R1界面的透射角α3

～R2界面的透射角αn

～Rn-1界面的透射角3、地震波在水平多層介質(zhì)中的傳播多層介質(zhì)斯奈爾定律R1R2R4、折射波的形成及其特征折射波盲區(qū)?由snell定律

V2>V1→γ>α，若α=i時(shí)γ=90°則無(wú)透射波，形成全反射。R1～臨界點(diǎn)；i～臨界角?沿界面滑行的波將在R界面形成一系列新的震源R1、R2、…Rn；R2S～新的波前面→折射波前面；R1S～折射波線→與全反射線重合；折射波視速度?折射波特征4、折射波的形成及其特征折射波盲區(qū)?由snell定律V2>六、地震波的繞射和散射1、繞射現(xiàn)象由于斷層或巖層尖滅點(diǎn)的存在，使反射界面突然中斷，地震波在斷點(diǎn)處的傳播現(xiàn)象。2、繞射波的特點(diǎn)?斷點(diǎn)R處是新震源，其上方繞射波信號(hào)最強(qiáng)，兩側(cè)漸弱；?繞射波振幅隨波前傳播距離的增加而衰減；即斷點(diǎn)將入射波的低頻成分繞射，高頻成分相對(duì)少些。?繞射波振幅與入射波的頻率成反比；3、散射地震波遇到起伏不平界面產(chǎn)生的波的漫射現(xiàn)象。無(wú)反射波六、地震波的繞射和散射1、繞射現(xiàn)象由于斷層或巖層尖滅點(diǎn)的存在§4地震勘探的地質(zhì)基礎(chǔ)影響地震勘探效果的因素一、影響地震波速度的因素及巖土的波速特征①巖土介質(zhì)的密度ρVP∝ρa(bǔ),n為統(tǒng)計(jì)參數(shù)②巖土介質(zhì)的孔隙度φ1、影響地震波速度的主要因素地質(zhì)基礎(chǔ)§4地震勘探的地質(zhì)基礎(chǔ)影響地震勘探效果的因素一、影響地震波同類巖土年代越久、埋深越大則孔隙度越小、密度越大；波速也越大。④埋深和地質(zhì)年代△T→巖石彈性性質(zhì)變化→△VP↑→φ↓(ρ↑)→V↑③壓力和溫度P、T⑤其它因素?地質(zhì)構(gòu)造（褶皺區(qū)）～由于對(duì)巖土的擠、壓作用；

往往使波速增大。?風(fēng)化侵蝕作用～使巖土的結(jié)構(gòu)疏松、孔隙度增加；

往往使波速減小。對(duì)巖土的壓實(shí)作用同類巖土年代越久、埋深越大則孔隙度越小、密度越大；波速也越大2、地震波在沉積巖、變質(zhì)巖和火成巖中傳播

的速度特性①沉積巖中②變質(zhì)巖中③火成巖中波速主要取決于其組分及膠結(jié)作用；波速呈各向異性；沿層理向大于垂層理向。在高壓、高溫的作用下，原巖變得致密并且形成結(jié)晶，因此其波速幾乎總是大于原沉積巖。波速總是大于沉積巖，其中顆粒較大的侵入巖高于相對(duì)松散的噴發(fā)巖。見(jiàn)教材P23～24頁(yè)表1.4.1、1.4.22、地震波在沉積巖、變質(zhì)巖和火成巖中傳播①沉積巖中②變質(zhì)巖中二、巖土介質(zhì)對(duì)地震波的吸收1、巖土介質(zhì)特征的一個(gè)重要參數(shù)?

α

的作用?部分巖土的α

值反映地震波在傳播過(guò)程中其能量的衰減速度；見(jiàn)教材P25表1.4.32、

α

與地震波的關(guān)系?

α

與f的關(guān)系由膠結(jié)摩擦理論由彈性理論即地震波在傳播過(guò)程中其高頻能量的衰減大于低頻。?

α

與P、S

波的關(guān)系實(shí)驗(yàn)表明吸收系數(shù)α因此可以通過(guò)觀測(cè)和分析地震波振幅和波形的衰減變化特征，來(lái)確定斷層或破碎帶的存在。二、巖土介質(zhì)對(duì)地震波的吸收1、巖土介質(zhì)特征的一個(gè)重要參數(shù)?三、淺層地質(zhì)條件對(duì)地震勘探的影響所以，水下激震可以使地震波的頻率豐富、能量增大、改善勘探效果。1、疏松覆蓋層?與下伏基巖形成速度界面有利于折射波法探測(cè)基巖面；2、潛水面和含水層?它較厚時(shí)對(duì)波中的高頻成分有較強(qiáng)的吸收作用；?它對(duì)反射波形成干擾；在其中橫波的衰減比縱波快；風(fēng)化帶(低速帶)?當(dāng)風(fēng)化帶包含地下水時(shí)，波速將明顯增加；但也給識(shí)別界面的真實(shí)性增加了難度(水面？基巖面？)故該層中難以激發(fā)出能量較強(qiáng)、頻率較高的有效波，從而影響分辨率。三、淺層地質(zhì)條件對(duì)地震勘探的影響所以，水下激震可以使地震波的煤層～灰?guī)r稀有金屬～火成巖脈表層土～基巖(灰、砂、泥灰?guī)r)3、地質(zhì)剖面

的均勻性分布范圍較大且?guī)r性穩(wěn)定、有明顯的地震波運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力學(xué)特征的層位；或某些與探測(cè)目標(biāo)伴生的規(guī)模較大的巖層，可以定為“地震標(biāo)志層”。斷層、溶洞、尖滅層、人工堆積物等都使地質(zhì)剖面縱向或橫向不均勻，從而影響地震波的走時(shí)、走向，增加了勘探、解釋的難度。4、地震界面和地質(zhì)界面的差異前者是不同波速或波阻抗介質(zhì)的分界面，后者是不同巖性或年代介質(zhì)的分界面；它們有時(shí)可能一致、有時(shí)可能不同，要結(jié)合多種資料才能識(shí)別。5、地震標(biāo)志層

的確定煤層～灰?guī)r3、地質(zhì)剖面分布范圍較大且?guī)r性穩(wěn)定、有明顯的地震波思考題2.怎樣構(gòu)成地震波的振動(dòng)圖和波剖面圖？1.彈性參數(shù)(E、K、μ、σ)與介質(zhì)的關(guān)系。4.描述真速度、視速度及其關(guān)系。5.描述頻譜和頻譜分析及其對(duì)地震勘探工作的意義。3.地震波的分類及其傳播特征。6.反射波和折射波的形成條件是什么？思考題2.怎樣構(gòu)成地震波的振動(dòng)圖和波剖面圖？1.彈性參數(shù)(E第二章淺層折射波和反射波法?地震勘探的儀器?地震波理論時(shí)距曲線?淺層反射波的資料處理?地震勘探的野外工作方法?地震資料的解釋?地震映像法簡(jiǎn)介震源、檢波器、記錄儀直達(dá)波、折射波、反射波觀測(cè)系統(tǒng)及參數(shù)設(shè)計(jì)預(yù)處理、頻分析…等等第二章淺層折射波和反射波法?地震勘探的儀器?地震波理§1地震勘探儀器一、震源能夠激發(fā)地震波的高頻脈沖§1地震勘探儀器一、震源能夠激發(fā)地震波的高頻脈沖二、檢波器（拾震器）將地震波引起的質(zhì)點(diǎn)微弱機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的換能裝置；地震波信號(hào)頻率高于固有頻率才能夠通過(guò)；但也不能一味選擇低頻檢波器，這會(huì)使低頻干擾信號(hào)混入；要根據(jù)具體情況選定。二、檢波器（拾震器）將地震波引起的質(zhì)點(diǎn)微弱機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信三、地震儀道數(shù)、采樣點(diǎn)數(shù)、采樣間隔(采樣率)、動(dòng)態(tài)范圍、放大(增益)類型(固定、浮點(diǎn))、A/D位數(shù)、通頻帶1、作用將電信號(hào)放大、顯示、記錄；2、技術(shù)要求?高放大能力～幾十萬(wàn)倍；?自動(dòng)增益控制～自動(dòng)調(diào)整放大倍數(shù)；?較寬的通頻帶～3-250HZ；?高保真度～輸入、輸出的信號(hào)不失真；?各記錄道具有良好的一致性。3、主要參數(shù)三、地震儀道數(shù)、采樣點(diǎn)數(shù)、采樣間隔(采樣率)、動(dòng)態(tài)范圍、1、VD1D2AD’1§2地震波理論時(shí)距曲線直達(dá)波時(shí)距曲線是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，其斜率的倒數(shù)就是地震波沿測(cè)線的傳播速度，即地表層速度。?震源A在地表附近；測(cè)點(diǎn)沿兩側(cè)排開(kāi)。?時(shí)距方程?時(shí)距曲線斜率為?t/?x=1/V的直線一、直達(dá)波?結(jié)論x0tVD1D2AD’1§2地震波理論時(shí)距曲線直達(dá)波時(shí)距曲線是二、折射波上傾方向時(shí)距方程1、時(shí)距方程下傾方向觀測(cè)時(shí)距方程證明見(jiàn)教材P35或參考書李世峰著

P122--123傾斜界面R二、折射波上傾方向時(shí)距方程1、時(shí)距方程下傾方向觀測(cè)時(shí)距方程證2、折射波觀測(cè)盲區(qū)證明∵⊿BFE∽⊿DCE∴CD/BF=DE/BE整理后證得下傾向盲區(qū)OC代入得2、折射波觀測(cè)盲區(qū)證明∵⊿BFE∽⊿DCE∴CD/BF=3、時(shí)距方程的討論?當(dāng)φ=0時(shí)

否則V*下＜V*上∴對(duì)比激發(fā)點(diǎn)兩側(cè)折射波初至線的斜率可以判斷界面的傾斜方向(大斜率側(cè)是下傾方向；同距走時(shí)t大)。?當(dāng)φ<15o時(shí)由折射波時(shí)距方程可得V*=V*下=V*上=V2估算V23、時(shí)距方程的討論?當(dāng)φ=0時(shí)否則V*下＜V*上∴對(duì)比激?由V1、V*下、V*上求界面傾角Ф、臨界角i和V2、h1

∵V*=∴有?由V1、V*下、V*上求界面傾角Ф、臨界角i和V2、4、折射界面形態(tài)與時(shí)距曲線的關(guān)系?當(dāng)折射面水平、多層；且：V1<V2<V3…<Vn時(shí)：?當(dāng)i+φ=90°時(shí)，盲區(qū)Xm無(wú)限大；?當(dāng)折射面是曲面時(shí)，時(shí)距曲線

也呈曲線，與界面凹凸相對(duì)。下傾向觀測(cè)上傾向觀測(cè)下傾方向觀測(cè)不到折射波4、折射界面形態(tài)與時(shí)距曲線的關(guān)系?當(dāng)折射面水平、多層；?當(dāng)三、幾種典型地層的折射波時(shí)距曲線?將產(chǎn)生三層解釋成二層的失誤。1、層狀介質(zhì)中的低速層∵在R?界面不能形成折射波；∴只能觀測(cè)到直達(dá)波和R?界面折射波。2、正常速度的薄層∵中間層較薄，使R?界面的折射波早于R?界面的折射波出現(xiàn)；∴記錄中將看不到中間層的折射波。兩層特征三、幾種典型地層的折射波時(shí)距曲線?將產(chǎn)生三層解釋成二層的失誤設(shè)得?結(jié)論X?X?段有V?/V?、V?/V?界面折射波和B點(diǎn)繞射波混合出現(xiàn)若V?>V?；則q段是折射波的空白帶?時(shí)距方程3、直立界面二層結(jié)構(gòu)且有直立界面存在時(shí)，折射波時(shí)距曲線與三層結(jié)構(gòu)相同；需注意﹗﹗0A段只能觀測(cè)到直達(dá)波AX?段V?/V?界面的折射波出現(xiàn)設(shè)得?結(jié)論X?X?段有V?/V?、V?/V?界面折射波和Bab段為斷層上盤折射波ce段為斷層下盤折射波bc段是折射波空白區(qū)，只有繞射波(雙曲線)；ab∥ce；?t與斷距?h有關(guān)?當(dāng)激發(fā)點(diǎn)在斷層下盤的上方時(shí)?當(dāng)激發(fā)點(diǎn)在斷層上盤的上方時(shí)4、斷層只在下盤有折射波出現(xiàn)(a段)其后是C點(diǎn)產(chǎn)生的繞射、透射波(C段)最下方是B點(diǎn)產(chǎn)生的繞射波(b段)ab段為斷層上盤折射波ce段為斷層下盤折射波bc段是折射波空如果潛射波能夠穿透變速層，就可以在其下伏的高速層界面產(chǎn)生折射波，并以彎曲路徑返回地面。產(chǎn)生潛射波由于地震波在每層波速遞增的水平層狀結(jié)構(gòu)中的入射角是遞增的，所以當(dāng)入射角達(dá)到90°后，地震波會(huì)按彎曲路徑返回地面，形成潛射波。5、速度連續(xù)變化介質(zhì)層如果潛射波能夠穿透變速層，就可以在其下伏的高速層界面產(chǎn)生折射?t～滯后時(shí)間V?～直達(dá)波斜率V?～折射波斜率V?～按V?<V?試算修改6、低速透鏡體(不連續(xù)低速層)折射波時(shí)距曲線出現(xiàn)不正常的滯后段(脫節(jié)帶)?透鏡體(低速層)中心厚度H估算?t～滯后時(shí)間V?～直達(dá)波斜率6、低速透四、反射波時(shí)距曲線對(duì)稱于t軸的雙曲線1、時(shí)距方程虛震源法R界面A點(diǎn)處的反射波相當(dāng)于激震點(diǎn)0的鏡像0*發(fā)出的波；反射波生成的條件～V?ρ?≠V?ρ?φ?當(dāng)ф=0時(shí)四、反射波時(shí)距曲線對(duì)稱于t軸的雙曲線1、時(shí)距方程虛震源法R?由等距觀測(cè)點(diǎn)走時(shí)差?td求ф?由極小值點(diǎn)Xm求反射界面的傾向相對(duì)于炮點(diǎn)0，極值點(diǎn)向上傾方向移動(dòng)，界面埋深越大、傾角越大、移動(dòng)越多。?由自激自收雙程走時(shí)t?(X=0)求界面法向深度h2、時(shí)距曲線特征的用途得?由等距觀測(cè)點(diǎn)走時(shí)差?td求ф?由極小值點(diǎn)Xm求反射界面?當(dāng)Ф=0時(shí)，反射波視速度V*公式說(shuō)明水平界面反射波時(shí)距方程求導(dǎo)可得在震源點(diǎn)附近，V*→∞；在遠(yuǎn)離震源點(diǎn)處，V*→V1；V*越大；反射波時(shí)距曲線越平緩（斜率越?。瓷浣缑嬖缴?。反射波漸近線是直達(dá)波時(shí)距曲線?當(dāng)Ф=0時(shí)，反射波視速度V*公式說(shuō)明水平界面反射波時(shí)

A點(diǎn)是R?界面最右端反射點(diǎn)；即測(cè)點(diǎn)S?右邊記錄不到R?界面的反射波。O*1是激震點(diǎn)O相對(duì)R1界面的鏡像；O*?是激震點(diǎn)O相對(duì)R?界面的鏡像；S?～S?是反射波空白帶；僅有繞射波、斷面波(傾斜斷面)出現(xiàn)。同理，S?左邊也記錄不到R?界面的反射波。3、階梯斷層的反射波時(shí)距曲線特征A點(diǎn)是R?界面最右端反射點(diǎn)；即測(cè)點(diǎn)S?右邊記錄不到R?界面等時(shí)差重復(fù)出現(xiàn)強(qiáng)波阻抗界面(空氣、潛水)?產(chǎn)生原因4、多次反射波?虛震源法求全程二次

反射波時(shí)距方程反射界面強(qiáng)反射界面二次反射過(guò)程等時(shí)差重復(fù)出現(xiàn)強(qiáng)波阻抗界面(空氣、潛水)?產(chǎn)生原因4、多次反思考題2.已知傾斜兩層介質(zhì)且Φ=300，震源點(diǎn)處界面的垂

直深度h1=20m，V1=1000m/s，V2=3000m/s。試?yán)L

出直達(dá)波、折射波和反射波時(shí)距曲線。1.寫出直達(dá)波、折射波、反射波的理論時(shí)距方程、

時(shí)距曲線及其特點(diǎn)；計(jì)算折射波觀測(cè)盲區(qū)。3.多次反射波的成因和特征是什么？思考題2.已知傾斜兩層介質(zhì)且Φ=300，震源點(diǎn)處界面的垂1tx0V2V1水平界面～V*=V2t0?三種波的成因、時(shí)距方程和特征：由斯奈爾定律得：觀測(cè)盲區(qū)：tx0V2V1水平界面～V*=V2t0?三種波的成因、時(shí)水平界面時(shí)反射波鏡像分析法水平界面時(shí)反射波鏡像分析法§3地震勘探的野外工作方法?檢波道數(shù)N：24、48、96…；?道間距?X：?X=1～10m；?接收距L：L=(N-1)?X；?偏移距X?：X?=n·?X

(n=1,2,3…)；?排列長(zhǎng)度X：X=X?+L；1、觀測(cè)系統(tǒng)的專業(yè)術(shù)語(yǔ)激震點(diǎn)拾震點(diǎn)工作量工作精度突出有效波、壓制干擾波一、觀測(cè)系統(tǒng)§3地震勘探的野外工作方法?檢波道數(shù)N：24、48、96①測(cè)線類型縱測(cè)線②縱測(cè)線觀測(cè)系統(tǒng)?單支時(shí)距曲線用于探測(cè)簡(jiǎn)單、平緩的界面，只能獲得激發(fā)點(diǎn)處的界面深度。每個(gè)炮點(diǎn)有兩支曲線可以互相校核。2、折射波法非縱測(cè)線(橫、側(cè)、弧)用于追蹤剖面間的構(gòu)造、巖土的各向異性和圈定異常體的范圍。①測(cè)線類型縱測(cè)線②縱測(cè)線觀測(cè)系統(tǒng)?單支時(shí)距曲線用于探測(cè)簡(jiǎn)單、例如：由單支時(shí)距曲線的斜率可得V1、V*下、V*上；進(jìn)而求得界面傾角Ф、臨界角i和V2、h1。

由V*公式可得t0例如：由單支時(shí)距曲線的斜率可得V1、V*下、V*上；由V?相遇時(shí)距曲線可以了解界面起伏情況，計(jì)算公共段的界面深度。例：t0法求折射界面（t0差數(shù)時(shí)距曲線法）詳見(jiàn)P49在剖面兩端激發(fā)；其間觀測(cè)設(shè)折射界面曲率半徑遠(yuǎn)大于其埋深?相遇時(shí)距曲線可以了解界面起伏情況，計(jì)算公共段的界面深度。例是相遇+追逐觀測(cè)系統(tǒng)的組合，能夠在工作條件或地下地質(zhì)情況較復(fù)雜時(shí)獲得較好的觀測(cè)和解決問(wèn)題的效果。如果界面水平則兩條時(shí)距曲線平行；若存在凸界面，則折射波穿透現(xiàn)象使時(shí)距曲線不平行。?多重相遇時(shí)距曲線炮點(diǎn)改變、接收地段不變?追逐時(shí)距曲線是相遇+追逐觀測(cè)系統(tǒng)的組合，能夠在工作條件或地下地質(zhì)情況較復(fù)炮點(diǎn)測(cè)點(diǎn)反映界面時(shí)距曲線Q?Q?～Q?R?～R?黑色Q?Q?～Q?Q?～Q?R?～R?R?～R?棕色棕色Q?Q?～Q?R?～R?黃色炮點(diǎn)和測(cè)點(diǎn)均在水平直線上，觀測(cè)值標(biāo)在對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn)的45?斜線上，其垂直投影線截取了界面地段。①圖示

方法表示觀測(cè)系統(tǒng)的布置及其與反射界面的關(guān)系?時(shí)距平面圖?綜合平面圖它們所揭示界面都小于1/2排列長(zhǎng)度3、反射波法曲線～觀測(cè)系統(tǒng)數(shù)值～觀測(cè)系統(tǒng)炮點(diǎn)測(cè)點(diǎn)反映界面時(shí)距曲線Q?Q?～Q?R?～R?黑色Q?Q?逐點(diǎn)激發(fā)、逐段接收、雙邊放炮、單次覆蓋。將接收點(diǎn)布置在臨界點(diǎn)附近，反射波能量較強(qiáng)，能避開(kāi)折射波、聲波、面波的干擾，尤其適合弱反射界面。?簡(jiǎn)單

連續(xù)?寬角范圍?二次覆蓋Q?點(diǎn)激發(fā)，Q?Q?間觀測(cè)，是對(duì)界面R?R?的一次覆蓋；Q?點(diǎn)激發(fā)，Q?Q?間觀測(cè)，是對(duì)界面R?R?的又一次覆蓋；稱為間隔排列二次覆蓋觀測(cè)。②觀測(cè)系統(tǒng)利用疊加技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后，具有增強(qiáng)反射波振幅的特點(diǎn)。逐點(diǎn)激發(fā)、逐段接收、雙邊放炮、單次覆蓋。將接收點(diǎn)布置在臨界點(diǎn)③多次覆蓋法是提高地震資料信噪比的接收手段?A點(diǎn)時(shí)距方程?垂直回聲時(shí)間?正常時(shí)

差校正A點(diǎn)垂直反射波并非真在此處發(fā)收⑴水平界面共反射點(diǎn)記錄的疊加t0③多次覆蓋法是提高地震資料信噪比的接收手段?A點(diǎn)時(shí)距方程?垂ⅱ、曲線間隔～前者是2倍炮間距X?=Q1S1；X?=Q2S?=2Q1S1=2X?；后者就是炮檢距X?=Q1S1；X?=Q1S??共反射點(diǎn)與共炮點(diǎn)時(shí)距方程的不同意義ⅰ、一個(gè)點(diǎn)(A)和一個(gè)

反射地段(ABC)；ⅲ、t?時(shí)～共中心點(diǎn)(A上方)和炮點(diǎn)(Q1點(diǎn)處)垂直回聲時(shí)BQ1S1S2S30XX1X2X3tAC相同的時(shí)距方程ⅱ、曲線間隔～前者是2倍炮間距X?=Q1S1；?共反射ν～炮間距?x～道間距N～接收道數(shù)n～覆蓋次數(shù)反射點(diǎn)\炮點(diǎn)Q?Q?Q?Q?Q?Q?Q?A211713951B2218141062C2319151173D2420161284E211713951F2218141062每炮可得N個(gè)反射點(diǎn)信息然后將排列前移ν距離本例：ν=2?x偏移距X?=?x?六次覆蓋24道觀測(cè)系統(tǒng)

共反射點(diǎn)道集的提取綜合平面圖ν=?x·S·N/2nS～單邊放炮取1雙邊(中間)放炮取2ν～炮間距反射點(diǎn)\炮點(diǎn)Q?Q?Q?Q?Q?Q?Q?A211?無(wú)論水平或傾斜界面，疊加后的波形變胖，即周期變大、頻率變低；這就是多次覆蓋的低通特性。對(duì)于傾斜界面尤為明顯。⑵疊加為何能壓制干擾波？由于各種波的正常時(shí)差?t是不同的，因此做動(dòng)校正時(shí)，只有同類波在動(dòng)校正后才不會(huì)有剩余時(shí)差，才能做到同相疊加，使波動(dòng)增強(qiáng)，從而壓制其它干擾波。如壓制多次反射波。⑶傾斜界面反射波疊加后的特點(diǎn)?只有共中心點(diǎn)，沒(méi)有共反射點(diǎn)；?反射點(diǎn)隨著界面傾角、炮檢距的增

加和界面埋深的減小，越來(lái)越分散。∴實(shí)際工作中炮檢距要盡可能小些。?無(wú)論水平或傾斜界面，疊加后的波形變胖，即周期變大、頻率變低4、三維觀測(cè)系統(tǒng)把檢波器由線性觀測(cè)布置變?yōu)槊娣e觀測(cè)布置，所記錄信息經(jīng)處理后即可獲得三維立體的地下界面形態(tài)。4、三維觀測(cè)系統(tǒng)把檢波器由線性觀測(cè)布置變?yōu)槊娣e觀測(cè)布置，所記思考題3.什么是多次覆蓋觀測(cè)系統(tǒng)？有什么優(yōu)越性。1.描述折射波法的應(yīng)用條件和常用觀測(cè)系統(tǒng)。4.描述傾斜界面時(shí)反射波疊加后的特點(diǎn)。2.描述反射波法的應(yīng)用條件和常用觀測(cè)系統(tǒng)。思考題3.什么是多次覆蓋觀測(cè)系統(tǒng)？有什么優(yōu)越性。1.描述折射一般有高通、低通、帶通、全通等設(shè)置，由壓制干擾的具體要求選擇。二、地震信息采集時(shí)的參數(shù)設(shè)計(jì)1、記錄器一般不少于10個(gè)；?t越小則精度越高；但會(huì)使記錄長(zhǎng)度變短、探測(cè)深度減小。?采樣率(采樣間隔)?濾波檔?增益(信號(hào)放大倍數(shù))fc(Tc)～地震波的最高頻率最小周期內(nèi)至少采2個(gè)樣自動(dòng)調(diào)整近炮點(diǎn)調(diào)小、遠(yuǎn)炮點(diǎn)調(diào)大以記錄不出現(xiàn)削頂失真為標(biāo)準(zhǔn)浮點(diǎn)固定一般有高通、低通、帶通、全通等設(shè)置，由壓制干擾的具體要求選擇Xmax=(0.7～1.5)HXmin

=X??最大和最小炮檢距?道間距△X應(yīng)盡量小些；但太小易受震源附近的聲波、面波干擾。取決于Xmax、Xmin

、N、?t、橫向分辨率；一般取2、檢波器目的層深度偏移距?X小則分辨率高；且多次覆蓋時(shí)高頻損失小、頻帶寬；但會(huì)使工效降低。Xmax=(0.7～1.5)HXmin=X??最大和??目的?方法突出有效波、壓制干擾波；獲得高質(zhì)量的地震記錄。正式開(kāi)工前布置試驗(yàn)觀測(cè)剖面。反射波最佳窗口折射波最佳窗口3、最佳接收窗口設(shè)計(jì)聲波地滾波基底反射波基底折射波?目的?方法突出有效波、壓制干擾波；獲得高質(zhì)量的地震記錄。正1、兩種參數(shù)采集的意義前述的理論時(shí)距方程都是以地面水平為前提的，但實(shí)際資料都是在地表存在疏松覆蓋層且起伏不平的情況下獲取的，這就必然使時(shí)距曲線發(fā)生畸變。在資料處理時(shí)所做的“靜校正”就是糾正這種畸變的措施，而它所依據(jù)的必要參數(shù)就是低速帶厚度和波速。2、參數(shù)采集的方法?小排列折射波法（X=100～500米）?相遇時(shí)距曲線觀測(cè)系統(tǒng)同理可得h?三、低速帶厚度和波速的采集V?、V?、t??均可由時(shí)距曲線獲得1、兩種參數(shù)采集的意義前述的理論時(shí)距方程都是以地面水平為前提12道記錄拼接圖四、原始地震記錄波形的認(rèn)識(shí)12道記錄拼接圖四、原始地震記錄波形的認(rèn)識(shí)地震勘探基礎(chǔ)及淺層折射反射波法課件水-空氣強(qiáng)反射面～造成等時(shí)出現(xiàn)的多次反射記錄這是經(jīng)數(shù)據(jù)處理后的反射波垂直回聲時(shí)水-空氣強(qiáng)反射面～造成等時(shí)出現(xiàn)的多次反射記錄這是經(jīng)數(shù)據(jù)處理后高頻特征高頻特征高頻特征高頻特征地震勘探基礎(chǔ)及淺層折射反射波法課件反射波直達(dá)波面波未經(jīng)處理的原始記錄反射波直達(dá)波面波未經(jīng)處理的原始記錄多張12道拼成的淺層地震波原始記錄直達(dá)波反射波聲波地滾波多張12道拼成的淺層地震波原始記錄直達(dá)波反射波聲波地滾波§4淺層反射波的資料處理重排后是“按道分時(shí)”排列。

地震勘探的三個(gè)環(huán)節(jié)信息采集信息處理資料解釋三者互相依存、缺一不可一、預(yù)處理1、數(shù)據(jù)重排地震數(shù)據(jù)采集時(shí)是“按時(shí)分道”排列；即～第1個(gè)采樣值：一道、二道、三道、……N道；第2個(gè)采樣值：一道、二道、三道、……N道；第3個(gè)采樣值：一道、二道、三道、……N道；???§4淺層反射波的資料處理重排后是“按道分時(shí)”排列。地震將強(qiáng)能量的初至波(直達(dá)波、淺層折射波)充零，減少其對(duì)后至波（反射波）的干擾和破壞。2、不正常炮、道處理借用相鄰炮、道上的數(shù)據(jù)；或內(nèi)差取值或充零。3、抽道集從共激發(fā)點(diǎn)的地震記錄中，將共反射點(diǎn)的記錄道逐一抽出，構(gòu)成新的共反射點(diǎn)道集（CDP道集），用于疊加和計(jì)算速度譜。4、增益恢復(fù)將經(jīng)過(guò)增益控制的記錄恢復(fù)到真值。5、初至切除將強(qiáng)能量的初至波(直達(dá)波、淺層折射波)充零，減少其對(duì)后至波（是抵消大地的低通濾波作用的手段；可以恢復(fù)記錄中的高頻成分、提高縱向分辨率。但會(huì)使信噪比降低。1、目的依據(jù)地震波的頻率特點(diǎn)，選取合適的濾波器；壓制干擾波、突出有效波、提高信噪比。2、方法利用付氏變換，求取振幅譜、相位譜。三、數(shù)字濾波與反濾波是利用數(shù)學(xué)運(yùn)算的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)離散數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的過(guò)程。它有別于模擬濾波(利用阻容元件對(duì)模擬信號(hào)的濾波)。其類型有：低通、高通、帶通、全通濾波。二、頻譜分析是抵消大地的低通濾波作用的手段；可以恢復(fù)記錄中的高頻成分、提1、靜校正?目的解決界面不平、地表不平、炮點(diǎn)深度、層厚度和層速度的橫向變化等原因引起的曲線畸變問(wèn)題。?靜校正的實(shí)質(zhì)將opo3走時(shí)tS轉(zhuǎn)換成o’1po’3走時(shí)t’S；其差值tS-t’S

=?t靜就是靜校正量。地形引起的誤差四、校正處理1、靜校正?目的解決界面不平、地表不平、炮點(diǎn)深度、層厚度和層當(dāng)測(cè)點(diǎn)高于基準(zhǔn)面時(shí)0i0’i(hi)取正；低于時(shí)取負(fù)（如測(cè)點(diǎn)02）。①地形校正炮點(diǎn)校正量?靜校正的內(nèi)容地形校正井深校正低速帶校正計(jì)算地形與基準(zhǔn)面的高差引起的走時(shí)差第j炮i道地形總校正量測(cè)點(diǎn)03校正量當(dāng)測(cè)點(diǎn)高于基準(zhǔn)面時(shí)0i0’i(hi)取正；低于時(shí)取負(fù)（如測(cè)點(diǎn)②井深校正將炮點(diǎn)從O處校正到O?處；負(fù)號(hào)表示使校正量增大；即波的走時(shí)增加。?τj～用井口檢波器?τj～用公式估算兩種求取方法②井深校正將炮點(diǎn)從O處校正到O?處；負(fù)號(hào)表示使校正量增大；即按校正量的大小、正負(fù)將整道記錄前后“搬家”。③低速帶校正基準(zhǔn)面以下的低速(V0)帶總使地震波走時(shí)延長(zhǎng)，應(yīng)將其從波的走時(shí)中減除；即～。⑤一次靜校正后的結(jié)果第j炮i道低速帶校正量(井深+地形+低速帶)校正量④總的靜校正量按校正量的大小、正負(fù)將整道記錄前后“搬家”。③低速帶校正基準(zhǔn)?將共炮點(diǎn)記錄曲線由雙曲線

型拉成直線型，以便直觀反

映反射界面的形態(tài)。①目的?將不同炮檢距的共反射點(diǎn)記

錄曲線由雙曲線型拉平，以

便實(shí)現(xiàn)同相疊加。2、動(dòng)校正?將共炮點(diǎn)記錄曲線由雙曲線①目的?將不同炮檢距的共反射點(diǎn)記V過(guò)大則?t小，校正不足，使同相軸上彎；反之使同相軸下彎。從而影響疊加效果或界面解釋的準(zhǔn)確性。③校正量的影響因素主要取決于V②校正量的計(jì)算多次反射波tt一次反射波tV過(guò)小，同相軸下彎V過(guò)大，同相軸上彎V合適，同相軸拉平V過(guò)大則?t小，校正不足，使同相軸上彎；反之使同相軸下彎。從實(shí)測(cè)共炮點(diǎn)原始記錄及其動(dòng)校正結(jié)果實(shí)測(cè)共炮點(diǎn)原始記錄及其動(dòng)校正結(jié)果每一個(gè)Vj都對(duì)應(yīng)一個(gè)?ti，用其進(jìn)行動(dòng)校正后都會(huì)使雙曲線型時(shí)距曲線的同相軸發(fā)生變化?？倳?huì)有一個(gè)Vj使同相軸呈水平，則該Vj就是所求的地層速度。五、速度信息的提取求取地層速度對(duì)場(chǎng)地評(píng)價(jià)、巖層分類、靜(動(dòng))校正等都具有重要意義。地震測(cè)井、聲速測(cè)井、直達(dá)波(折射波)斜率1、速度掃描法(動(dòng)校正方法)由正常時(shí)差計(jì)算公式i=1,2,…N(共反射點(diǎn)覆蓋次數(shù)或共炮點(diǎn)炮檢距)此數(shù)據(jù)應(yīng)在水平地層中獲取常用方法利用反射波資料的求法每一個(gè)Vj都對(duì)應(yīng)一個(gè)?ti，用其進(jìn)行動(dòng)校正后都會(huì)使雙曲線型時(shí)曲線示意圖平面等值線圖三維透視圖2、速度譜?速度掃描法中只是對(duì)Vj進(jìn)行的，速度譜法是對(duì)Vj、t?i同時(shí)進(jìn)行的；?速度譜的圖示方法t0i速度譜線E不同t?i的速度譜線組成速度譜?每一個(gè)t?i都對(duì)應(yīng)一條經(jīng)Vj“動(dòng)校正、疊加”后的能量曲線～速度譜線。它反映了某個(gè)共反射點(diǎn)由淺到深地層速度的縱向變化情況。曲線示意圖2、速度譜?速度掃描法中只是對(duì)Vj進(jìn)行的，速度譜法等值線圖形式的速度譜不同t0

(深度)的能量曲線不同深度的能量團(tuán)對(duì)應(yīng)的地層速度都在3500附近等值線圖形式的速度譜不同t0(深度)的能量曲線不同深度的能地層由淺到深，速度依次為小、大、次小、最大、中速度譜三維透視圖地層由淺到深，速度依次為小、大、次小、最大、中速度譜三維透視六、時(shí)深轉(zhuǎn)換地震原始記錄或經(jīng)處理得到的垂直回聲記錄，其縱坐標(biāo)仍然是以時(shí)間表示的→時(shí)間剖面；將其轉(zhuǎn)換成能直接反映界面深度的過(guò)程就是→時(shí)深轉(zhuǎn)換。一般表述為它只適合界面平緩的情況；否則要在水平疊加前先進(jìn)行偏移處理，然后再進(jìn)行時(shí)深轉(zhuǎn)換。六、時(shí)深轉(zhuǎn)換地震原始記錄或經(jīng)處理得到的垂直回聲記錄，其縱坐標(biāo)當(dāng)界面傾斜(凹陷、斷層等)時(shí)，時(shí)間剖面顯示的反射點(diǎn)是A’B’，相比真實(shí)的界面AB產(chǎn)生了偏移。七、偏移處理1、現(xiàn)象的產(chǎn)生偏移使得傾斜界面在自激自收時(shí)間剖面上的長(zhǎng)度、位置、傾角等方面均發(fā)生變化（向下傾方向偏移且傾角變緩）。2、偏移的影響將偏移的反射層歸位到真實(shí)的空間位置上就是偏移處理～A’B’向AB的歸位處理。S1A=S1A’；S2B=S2B’當(dāng)界面傾斜(凹陷、斷層等)時(shí)，時(shí)間剖面顯示的反射點(diǎn)是A’B’地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，反射界面傾角較大的情況下；射線偏移法；波動(dòng)方程偏移法3、偏移處理方法4、偏移處理適用范圍能夠提高橫向分辨率偏移處理效果示意圖地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，反射界面傾角較大的情況下；射線偏移法；波動(dòng)方程背斜剖面偏移處理前后的比較背斜剖面偏移處理前后的比較§5地震資料的解釋頻率、振幅資料（解釋巖性、巖相）地質(zhì)、鉆探、測(cè)井資料；水平疊加時(shí)間剖面；偏移剖面；深度剖面；用曲線、等值線剖面、等值線平面圖表示的平均速度或?qū)铀俣荣Y料；1、剖面資料2、速度資料3、其他資料一、主要地震資料§5地震資料的解釋頻率、振幅資料（解釋巖性、巖相）水平同相軸～較大振幅的正半周涂黑。1、地層、構(gòu)造的剖面分析。2、地層和巖性的劃分；場(chǎng)地穩(wěn)定性評(píng)價(jià)；圍巖分類；特殊地質(zhì)體(空洞、巖溶)的檢測(cè)；基巖完整性評(píng)價(jià)；路基質(zhì)量評(píng)價(jià)。3、速度、彈性參數(shù)、物性參數(shù)的分析。三、層位識(shí)別1、時(shí)間剖面各反射點(diǎn)在地面的排列；點(diǎn)距是1/2道間距。反射點(diǎn)垂直雙程走時(shí)t?。二、資料解釋的內(nèi)容為輔同相軸～較大振幅的正半周涂黑。1、地層、構(gòu)造的剖面分析。2、連續(xù)的界面能夠使反射波的上述特征保持在一定范圍和距離內(nèi)的連續(xù)性，如果出現(xiàn)斷裂、缺失則可能是地層構(gòu)造發(fā)生變化的反映。經(jīng)過(guò)處理的時(shí)間剖面上，反射波的能量一般高于干擾波，振幅峰值突出。來(lái)自同一界面的反射波，由于相鄰道間的“激發(fā)、接收條件、傳播路徑”相近，所以波形(頻率、峰值個(gè)數(shù)、衰減規(guī)律)也相似。?相位?能量?波形?連續(xù)性2、反射波的性質(zhì)來(lái)自同一界面的反射波，在相鄰反射點(diǎn)上的t?十分接近；極性相同、相位一致；可以連成一條線(同相軸)且具有一定的延展性、穩(wěn)定性；同一反射波各延續(xù)相位的同相軸彼此平行。連續(xù)的界面能夠使反射波的上述特征保持在一定范圍和距離內(nèi)的連續(xù)標(biāo)準(zhǔn)層反射波同相軸反射波錯(cuò)位標(biāo)準(zhǔn)反射波的反射特征反射波同相軸彎曲標(biāo)準(zhǔn)層反射波同相軸反射波錯(cuò)位標(biāo)準(zhǔn)反射波的反射特征反射波同相軸①地震剖面(時(shí)間剖面)與地質(zhì)剖面的對(duì)應(yīng)關(guān)系?地震剖面上的反射層位是由上下地層的波阻抗差異形成的；地質(zhì)剖面反映的是巖性和年代的界線；二者并不能完全等同。?地震剖面中除含有地質(zhì)信息外還含有與地質(zhì)現(xiàn)象無(wú)關(guān)的噪聲。因此：地震剖面與地質(zhì)剖面；反射界面與地質(zhì)界面；反射波形與地下構(gòu)造；反射層與地層之間密切相連，又有區(qū)別。3、反射層位的地質(zhì)屬性①地震剖面(時(shí)間剖面)與地質(zhì)剖面的對(duì)應(yīng)關(guān)系?地震剖面上的反射②反射層位的垂向分辨率隨地震波頻率的增大而增大二層特征多層特征②反射層位的垂向分辨率隨地震波頻率的增大而增大二層特征多層特信噪比與同相軸連續(xù)性的關(guān)系③反射波的橫向連續(xù)性隨記錄信噪比的提高而提高很好不好可疑信噪比與同相軸連續(xù)性的關(guān)系③反射波的橫向連續(xù)性隨記錄信噪比的?破碎帶1、斷層?中小斷層?基底大斷層破碎帶？四、幾種地質(zhì)現(xiàn)象在地震剖面上的特征同相軸錯(cuò)位，但兩側(cè)波組關(guān)系穩(wěn)定，斷距小、延伸短。同相軸突然增減或消失，波組間隔突然變化。同相軸產(chǎn)狀突變，反射凌亂或出現(xiàn)空白。?破碎帶1、斷層?中小斷層?基底大斷層破碎帶？四、幾種地質(zhì)?小斷層同相軸分叉、合并、扭曲、強(qiáng)相位轉(zhuǎn)換合并分叉?小斷層同相軸分叉、合并、扭曲、強(qiáng)相位轉(zhuǎn)換合并分叉2、不整合面出現(xiàn)多組視速度有明顯差異的反射波組，沿水平方向有逐漸合并、尖滅的趨勢(shì)。不整合面在時(shí)間剖面上的顯示2、不整合面出現(xiàn)多組視速度有明顯差異的反射波組，沿水平方向有3、向斜3、向斜4、背斜4、背斜波組、波系錯(cuò)斷波組、波系錯(cuò)斷不整合和尖滅現(xiàn)象不整合和尖滅現(xiàn)象空洞的反映空洞的反映§6地震映像法簡(jiǎn)介一、方法的特點(diǎn)

1、每一測(cè)點(diǎn)的波形記錄都采用相同的偏移距激發(fā)和接收；更利于反映出地質(zhì)體沿垂直方向和水平方向的變化情況。?是高密度地震勘探或地震多波勘探；?是基于反射波法中的最佳偏移距技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種

常用淺層地震勘探方法。折射波法反射波法§6地震映像法簡(jiǎn)介一、方法的特點(diǎn)1、每一測(cè)點(diǎn)的波形記錄都

3、數(shù)據(jù)采集速度較快，但抗干擾能力弱，勘探深度有限。

4、在探測(cè)目標(biāo)較單一或只需研究橫向地質(zhì)變化的情況下，效果較好；但探測(cè)目的層較多時(shí)，不易確定最佳偏移距。

5、∵每個(gè)記錄道都采用了相同的偏移距，如果地質(zhì)條件不變，則各種波的同相軸在地震記錄剖面上均為直線；∴時(shí)間的變化主要是地下地質(zhì)異常體的反映，這給資料解釋帶來(lái)極大的方便；也有利于數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)頻分析解釋。

2、可以利用多種波作為有效波來(lái)進(jìn)行探測(cè)；3、數(shù)據(jù)采集速度較快，但抗干擾能力弱，勘探深度有限。4、二、地震映像方法的應(yīng)用實(shí)例

?人工洞穴的探測(cè)

?巖石中溶洞的探測(cè)

?巖溶塌陷的探測(cè)

?基巖面起伏的探測(cè)

?大型混凝土構(gòu)件質(zhì)量的檢測(cè)

?水上探測(cè)

?斷層探測(cè)二、地震映像方法的應(yīng)用實(shí)例?人工洞穴的探測(cè)?巖石中溶洞的人工土洞上的地震映像圖人工土洞上的地震映像圖溶洞上的地震映像波形溶洞上的地震映像波形巖溶塌陷上的地震映像波形利用面波同相軸彎曲解釋巖溶塌陷上的地震映像波形利用面波同相軸彎曲解釋某辦公樓場(chǎng)地上的地震映像波形基巖面的起伏形態(tài)面波反射波某辦公樓場(chǎng)地上的地震映像波形基巖面的起伏形態(tài)面波反射波廢棄物堆積場(chǎng)上的地震映像波形廢棄物堆積場(chǎng)選址，探查基巖中有無(wú)破碎帶。波形顯示基巖面稍有起伏，但無(wú)破碎帶存在。25ms約30m見(jiàn)基巖廢棄物堆積場(chǎng)上的地震映像波形廢棄物堆積場(chǎng)選址，探查基巖中有無(wú)混凝土裂縫上的地震映像波形偏移距0.6m點(diǎn)距0.1m6～10道直達(dá)波延遲混凝土裂縫上的地震映像波形偏移距0.6m點(diǎn)距0.1m6～1地梁中存在局部異常體的地震映像波形地梁中存在局部異常體的地震映像波形福建平潭海峽大橋一測(cè)線地震映像波形水下地形福建平潭海峽大橋一測(cè)線地震映像波形水下地形斷層附近的地震映像振幅記錄斷層附近的地震映像振幅記錄三、地震映像資料的時(shí)頻分析方法在地震記錄中除有時(shí)間信息外，還含有各種地震波的頻譜信息。將它們同時(shí)利用，即時(shí)頻分析方法。1、地震映像數(shù)據(jù)頻率域解釋的基本原理地震映像法用相同的偏移距采集數(shù)據(jù)，如果巖性、介質(zhì)密度、構(gòu)造等地質(zhì)條件不變，地震波的頻譜特性不會(huì)改變?！嗟卣鸩ㄔ趥鞑ミ^(guò)程中，其頻譜成分的變化一定與地震波的吸收衰減、介質(zhì)的性質(zhì)和地層結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。三、地震映像資料的時(shí)頻分析方法在地震記錄中除有時(shí)間信息外，還?將地震記錄以一定的時(shí)窗和步長(zhǎng)進(jìn)行傅里葉變換，則該時(shí)窗內(nèi)的振幅譜的極值頻率可以近似看作該小段地層的主頻率值。2、時(shí)頻分析的方法和圖示?對(duì)一個(gè)地震道進(jìn)行連續(xù)分析就可得到該道記錄中的各種波的主頻信息，并得到對(duì)應(yīng)的地層由淺到深的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、厚度等變化規(guī)律。?把多個(gè)測(cè)點(diǎn)的時(shí)頻分析結(jié)果橫向連接起來(lái)，可繪制出剖面主頻等值線圖。?時(shí)窗長(zhǎng)度根據(jù)地震波的主頻確定，一般大于地震波的一個(gè)周期；步長(zhǎng)可選1/2時(shí)窗長(zhǎng)度。?將地震記錄以一定的時(shí)窗和步長(zhǎng)進(jìn)行傅里葉變換，則該時(shí)窗內(nèi)的振2、頻譜的一般解釋原則?薄層(地層厚度＜地震波長(zhǎng))主頻變高；厚層主頻降低；?介質(zhì)密度減小，地震波主頻降低；因此，在斷裂破碎帶、巖溶通道、土洞、塌陷區(qū)、混凝土構(gòu)件缺陷部位等均會(huì)出現(xiàn)主頻降低異常。3、時(shí)頻分析應(yīng)用實(shí)例2、頻譜的一般解釋原則?薄層(地層厚度＜地震波長(zhǎng))主頻變高；時(shí)間剖面只可以大致圈定巖溶塌陷的位置；巖溶塌陷調(diào)查的波形和頻譜主頻等值線圈定了低頻異常帶(35Hz以下)；反映了充填有松散物的溶洞。經(jīng)驗(yàn)證這些地方存在直徑為1米以上的土洞。時(shí)間剖面只可以大致圈定巖溶塌陷的位置；巖溶塌陷調(diào)查的波形和頻對(duì)比檢測(cè)合格構(gòu)件的時(shí)間剖面整齊、主頻在640HZ以上；判斷主頻500Hz以下是混凝土松散部位反映。?混凝土梁長(zhǎng)3.85m、寬0.3m、高1.1m，檢測(cè)在3.85×1.1m2的平面上進(jìn)行；?小錘震源；100HZ檢波器；偏移距0.6m、點(diǎn)距0.1m、采樣間隔50μ?；混凝土構(gòu)件存在質(zhì)量問(wèn)題的波形和頻譜波形雜亂；顯示構(gòu)件內(nèi)部不均勻?qū)Ρ葯z測(cè)合格構(gòu)件的時(shí)間剖面整齊、主頻在640HZ以上；判斷主表面不平整構(gòu)件上的波形和頻譜主頻＞500HZ，判斷構(gòu)件合格直達(dá)波受構(gòu)件表面不平影響，同相軸畸變，無(wú)法判別構(gòu)件質(zhì)量。表面不平整構(gòu)件上的波形和頻譜主頻＞500HZ，判斷構(gòu)件合格直思考題?地震映像法的施工方法及其特點(diǎn)。?認(rèn)識(shí)原始地震記錄波形：總結(jié)高、低頻背景；干擾信號(hào)；直達(dá)波、反射波、面波的特征（頻率、同相軸）。?

描述地震映像法剖面主頻等值線圖的解釋原則。思考題?地震映像法的施工方法及其特點(diǎn)。?認(rèn)識(shí)原始地震記錄第一章地震勘探的理論基礎(chǔ)?概述?彈性介質(zhì)與地震波的形成?地震波的描述、類型及其傳播特征?地震勘探的地質(zhì)基礎(chǔ)地震勘探的主要內(nèi)容、基本原理、方法分類及其特點(diǎn)；工程地震勘探的主要用途和特點(diǎn)；第一章地震勘探的理論基礎(chǔ)?概述?彈性介質(zhì)與地震波的形成?概述一、地震勘探的主要內(nèi)容即兩個(gè)特征：波的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征(v、s、t)波的動(dòng)力學(xué)特征(波的成因、

振幅、頻率和相位)研究人工激發(fā)的地震波在介質(zhì)中的傳播規(guī)律。概述一、地震勘探的主要內(nèi)容即兩個(gè)二、地震勘探的基本原理人工震源激發(fā)的地震波不同巖層具有不同的彈性特征（速度,密度）波通過(guò)這些巖層的分界面時(shí)產(chǎn)生透射、反射和折射現(xiàn)象以及縱波、橫波和面波之分將這些具有不同傳播速度、路徑、頻率和強(qiáng)度的波記錄并分析，就可以間接推斷出有關(guān)巖層的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和幾何位置等參數(shù)，從而達(dá)到解決地質(zhì)問(wèn)題的目的。二、地震勘探的基本原理人工震源激發(fā)的地震波不同巖層具有不同的?以波的類型分?以波的傳播特點(diǎn)分縱波法、橫波法、面波法折射波法反射波法透射波法下層介質(zhì)波速要大于上層介質(zhì)；可用于巖性分層和層速度估算。各層介質(zhì)間應(yīng)有明顯的波阻抗(ρV)差異；可用于巖層厚度和層速度估算。研究鉆孔間或坑道中的直達(dá)波；可準(zhǔn)確測(cè)定層速度；計(jì)算巖、土動(dòng)力學(xué)參數(shù)。不需上下層波阻抗差很大(10％

)；淺層分辨率高。三、地震勘探的方法分類及其特點(diǎn)?以波的類型分?以波的傳播特點(diǎn)分縱波法、橫波法、面波法折四、工程地震勘探的特點(diǎn)研究淺層地質(zhì)情況(h<200米)，具有激發(fā)能量小、勘查范圍窄、布設(shè)網(wǎng)度密、勘探精度高的特點(diǎn)。確定地質(zhì)構(gòu)造、基巖面深度；對(duì)第四系地層分層(確定層厚、層速)；確定地基的持力層；探測(cè)地層中的低速帶或軟弱夾層；追索淺水面、空洞及掩埋物等。1、工程地質(zhì)調(diào)查五、工程地震勘探的主要用途四、工程地震勘探的特點(diǎn)研究淺層地質(zhì)情況(h<200米)，具有測(cè)定場(chǎng)地卓越周期；場(chǎng)地地震響應(yīng)分析；地震小區(qū)劃。2、研究巖土狀態(tài)及性質(zhì)檢測(cè)道路、混凝土構(gòu)件和堤壩質(zhì)量。4、環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查測(cè)量縱、橫波速；評(píng)價(jià)地基加固效果；測(cè)定巖土密實(shí)度、孔隙度；判識(shí)飽和沙土層的液化程度。3、工程質(zhì)量檢測(cè)調(diào)查滑坡體的厚度、結(jié)構(gòu)；隱伏巖溶塌陷范圍；采空區(qū)及影響范圍。5、工程地震安全性評(píng)價(jià)測(cè)定場(chǎng)地卓越周期；場(chǎng)地地震響應(yīng)分析；地震小區(qū)劃。2、研究巖土§1彈性介質(zhì)與地震波大部分巖土介質(zhì)在外力作用下即可以顯示出彈性，也可能顯示出塑性；這取決于介質(zhì)的物理性質(zhì)、外力的大小及其作用時(shí)間的長(zhǎng)短。固體介質(zhì)在外力作用下，其形狀或大小發(fā)生的變化。固體介質(zhì)的形變隨外力的去除而消失這一性質(zhì)。?形變的定義?彈性的定義?彈性介質(zhì)具有彈性的介質(zhì)。?塑性和塑性介質(zhì)一、形變與彈性介質(zhì)§1彈性介質(zhì)與地震波大部分巖土介質(zhì)在外力作用下即可以顯示二、應(yīng)力、應(yīng)變與彈性參數(shù)體變模量(壓縮)

(Pa)介質(zhì)內(nèi)部產(chǎn)生的一種反抗形變的內(nèi)力作用在單位面積上的內(nèi)應(yīng)力（P=F/S）介質(zhì)受應(yīng)力的作用，其大小和形狀的相對(duì)改變量；線應(yīng)變△L/L體應(yīng)變△V/V切應(yīng)變△θ/L?內(nèi)應(yīng)力?應(yīng)力?應(yīng)變楊氏模量(拉伸)（Pa）應(yīng)力與縱向應(yīng)變之比；介質(zhì)越硬越大。?彈性參數(shù)流體靜壓力二、應(yīng)力、應(yīng)變與彈性參數(shù)體變模量(壓縮)(Pa)介質(zhì)內(nèi)部產(chǎn)?互換關(guān)系?切變模量(剪切)（Pa）剪切應(yīng)力與切變角之比；液體μ=0。?泊松比橫、縱向應(yīng)變之比；在0.05～0.45；越硬越小，液體為0.5。?拉梅系數(shù)（Pa）PXX～橫向拉應(yīng)力?互換關(guān)系?切變模量(剪切)（Pa）剪切應(yīng)力與?泊松比橫、縱三、振動(dòng)與地震波?地震子波在介質(zhì)中沿射線傳播→地震波。在應(yīng)力和慣性力的作用下，質(zhì)點(diǎn)圍繞原平衡位置發(fā)生的振動(dòng)。質(zhì)點(diǎn)以彈性振動(dòng)的形式在介質(zhì)中的傳播所形成的波動(dòng)。1、彈性振動(dòng)2、彈性波3、地震波的形成?激振～圍繞爆破點(diǎn)產(chǎn)生非線性形變帶；?向外延伸～壓強(qiáng)下降→形成彈性形變帶；?彈性振動(dòng)形成彈性波～初始地震子波；地震波三、振動(dòng)與地震波?地震子波在介質(zhì)中沿射線傳播→地震波。在應(yīng)力§2地震波的描述波前a；波尾b；波長(zhǎng)λ。λ=

T﹒V一、振動(dòng)圖和波剖面圖描述某點(diǎn)的振動(dòng)幅度隨時(shí)間的變化情況。振幅A；周期T；持續(xù)時(shí)間△t；初相位Ф。描述某時(shí)刻的振動(dòng)幅度隨震源距的變化情況。μｐ=A（ｘ）1、振動(dòng)圖2、波剖面圖波形特征

μｐ=A（ｔ）波形特征μpt0TAΔtΦ§2地震波的描述波前a；波尾b；波長(zhǎng)λ。λ=T﹒V二、時(shí)間場(chǎng)和等時(shí)面如：在均勻各向同性的彈性介質(zhì)中，由點(diǎn)震源產(chǎn)生的波動(dòng)的等時(shí)面是同心球面；該面與波射線正交。1、時(shí)間場(chǎng)描述波前的傳播時(shí)間與其空間位置關(guān)系的三維坐標(biāo)系；t

=T（x,y,z）球面波前2、等時(shí)面在時(shí)間場(chǎng)中t值相同的各點(diǎn)連接而成的空間面。如：點(diǎn)源地震波的傳播時(shí)間與其空間位置關(guān)系二、時(shí)間場(chǎng)和等時(shí)面如：在均勻各向同性的彈性介質(zhì)中，由點(diǎn)震源產(chǎn)三、視速度定理α=0°時(shí)：V﹡→∞；表示波前面同時(shí)到達(dá)地面各測(cè)點(diǎn)；1、真速度沿波射線觀測(cè)的速度；V=△S/△t；2、視速度沿地表面觀測(cè)的速度；V﹡=△X/△t；3、視速度定理描述了真、視速度的關(guān)系；設(shè)入射角為α(波前面與地面的夾角；或波射線與地面法線的夾角）當(dāng)α=90°時(shí)：射線與測(cè)線重合；V=V﹡一般情況下V﹡

＞

V；其差別反映了入射角的變化。α4、討論三、視速度定理α=0°時(shí)：V﹡→∞；表示波前面同時(shí)到達(dá)地面各§3地震波的類型及其傳播特征一、地震波的類型在自由界面?zhèn)鞑?，波速接近S波，低頻、向下衰減快、水平衰減慢。在覆蓋層下伏界面?zhèn)鞑ィ愃芐H波）傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向垂直傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向一致地震波體波(在介質(zhì)體內(nèi)傳播）面波(在介質(zhì)界面?zhèn)鞑ィw波面波縱波(P壓縮波)橫波(S剪切波)SV(垂直分量)SH(水平分量)瑞利波勒夫波§3地震波的類型及其傳播特征一、地震波的類型在自由界面?zhèn)鞫?、地震波的頻率和振幅發(fā)現(xiàn)地震波特征（振幅、初相位）的頻率差異，為野外工作方法的選擇、干擾波的壓制、資料的解釋提供依據(jù)。波的特性隨頻率變化的規(guī)律一個(gè)非周期波動(dòng)可以由許多不同振幅、不同頻率、不同初相的諧和振動(dòng)合成。1、頻譜的定義2、付氏理論3、頻譜分析的作用振幅譜～(A-ｆ)相位譜～(φ-ｆ)二、地震波的頻率和振幅發(fā)現(xiàn)地震波特征（振幅、初相位）的頻率差一般地震波的頻譜特征由地震勘探的各種資料統(tǒng)計(jì)得到一般地震波的頻譜特征由地震勘探的各種資料統(tǒng)計(jì)得到面波折射波反射波聲波某一淺層地震的干擾波調(diào)查剖面，經(jīng)頻譜分析后得到其頻譜特征；反射波主頻～75Hz折射波主頻～50Hz面波主頻～30--40Hz聲波頻譜＞80Hz不同地區(qū)、同一地區(qū)不同地層、不同儀器及工作方法；采集的地震波的頻譜會(huì)有所不同面波折射波反射波聲波某一淺層地震的干擾波調(diào)查剖面，反射波主頻4、地震波的振幅及其衰減規(guī)律4、地震波的振幅及其衰減規(guī)律三、地震波的傳播速度?σ對(duì)S波、R波影響不大；σ↑→VP↑→VP/VS↑(=1.4→∞)?由σ可以確定縱橫波速比，或反之。結(jié)論：?一般巖石σ=0.25∴VP=√3VS；VR=0.92VS=0.53VP三、地震波的傳播速度?σ對(duì)S波、R波影響不大；σ↑→VP↑→四、地震波的傳播原理t0時(shí)刻的波前面上的各點(diǎn)都可以看成是新的振動(dòng)源，并形成新的子波向外傳播，△t時(shí)間后這些子波的波前面所構(gòu)成的包絡(luò)面就是t+△t時(shí)刻的新的波前面。1、波前、波尾和振動(dòng)帶；消振點(diǎn)曲面起振點(diǎn)曲面2、惠更斯原理（波前原理）地震波總是沿用時(shí)最少的路徑到達(dá)目的地，即沿射線方向傳播；而射線總是垂直波前面的。3、費(fèi)馬原理（射線原理；最小時(shí)間原理）四、地震波的傳播原理t0時(shí)刻的波前面上的各點(diǎn)都可以看成是新的五、地震波的反射、透射和折射1、反射和透射過(guò)程?∴CD是反射波前面，CE是透射波前面。?平面波AB向界面R入射；?依據(jù)惠更斯原理，波前面A′B′

是新震源；?

△t時(shí)間后，B′的子波到達(dá)C點(diǎn)；A′的子波在V1中到達(dá)D點(diǎn)、在V2中到達(dá)E點(diǎn)；?α是入射角；β反射角；γ是透射角。五、地震波的反射、透射和折射1、反射和透射過(guò)程?∴CD是反2、斯奈爾定律（snell）射線參數(shù)證明：∵B′C=△tV1；A′D=△tV1；A′E=△tV2；α=∠B’A’C?當(dāng)V1＜V2→γ＞α；

當(dāng)V1＞V2→γ＜α；結(jié)論：?入射角=反射角→

α=β；γαγ=∠A’CE2、斯奈爾定律（snell）射線參數(shù)證明：∵B′C=△tV13、地震波在水平多層介質(zhì)中的傳播多層介質(zhì)斯奈爾定律R1R2R3α2

～R1界面的透射角α3

～R2界面的透射角αn

～Rn-1界面的透射角3、地震波在水平多層介質(zhì)中的傳播多層介質(zhì)斯奈爾定律R1R2R4、折射波的形成及其特征折射波盲區(qū)?由snell定律

V2>V1→γ>α，若α=i時(shí)γ=90°則無(wú)透射波，形成全反射。R1～臨界點(diǎn)；i～臨界角?沿界面滑行的波將在R界面形成一系列新的震源R1、R2、…Rn；R2S～新的波前面→折射波前面；R1S～折射波線→與全反射線重合；折射波視速度?折射波特征4、折射波的形成及其特征折射波盲區(qū)?由snell定律V2>六、地震波的繞射和散射1、繞射現(xiàn)象由于斷層或巖層尖滅點(diǎn)的存在，使反射界面突然中斷，地震波在斷點(diǎn)處的傳播現(xiàn)象。2、繞射波的特點(diǎn)?斷點(diǎn)R處是新震源，其上方繞射波信號(hào)最強(qiáng)，兩側(cè)漸弱；?繞射波振幅隨波前傳播距離的增加而衰減；即斷點(diǎn)將入射波的低頻成分繞射，高頻成分相對(duì)少些。?繞射波振幅與入射波的頻率成反比；3、散射地震波遇到起伏不平界面產(chǎn)生的波的漫射現(xiàn)象。無(wú)反射波六、地震波的繞射和散射1、繞射現(xiàn)象由于斷層或巖層尖滅點(diǎn)的存在§4地震勘探的地質(zhì)基礎(chǔ)影響地震勘探效果的因素一、影響地震波速度的因素及巖土的波速特征①巖土介質(zhì)的密度ρVP∝ρa(bǔ),n為統(tǒng)計(jì)參數(shù)②巖土介質(zhì)的孔隙度φ1、影響地震波速度的主要因素地質(zhì)基礎(chǔ)§4地震勘探的地質(zhì)基礎(chǔ)影響地震勘探效果的因素一、影響地震波同類巖土年代越久、埋深越大則孔隙度越小、密度越大；波速也越大。④埋深和地質(zhì)年代△T→巖石彈性性質(zhì)變化→△VP↑→φ↓(ρ↑)→V↑③壓力和溫度P、T⑤其它因素?地質(zhì)構(gòu)造（褶皺區(qū)）～由于對(duì)巖土的擠、壓作用；

往往使波速增大。?風(fēng)化侵蝕作用～使巖土的結(jié)構(gòu)疏松、孔隙度增加；

往往使波速減小。對(duì)巖土的壓實(shí)作用同類巖土年代越久、埋深越大則孔隙度越小、密度越大；波速也越大2、地震波在沉積巖、變質(zhì)巖和火成巖中傳播

的速度特性①沉積巖中②變質(zhì)巖中③火成巖中波速主要取決于其組分及膠結(jié)作用；波速呈各向異性；沿層理向大于垂層理向。在高壓、高溫的作用下，原巖變得致密并且形成結(jié)晶，因此其波速幾乎總是大于原沉積巖。波速總是大于沉積巖，其中顆粒較大的侵入巖高于相對(duì)松散的噴發(fā)巖。見(jiàn)教材P23～24頁(yè)表1.4.1、1.4.22、地震波在沉積巖、變質(zhì)巖和火成巖中傳播①沉積巖中②變質(zhì)巖中二、巖土介質(zhì)對(duì)地震波的吸收1、巖土介質(zhì)特征的一個(gè)重要參數(shù)?

α

的作用?部分巖土的α

值反映地震波在傳播過(guò)程中其能量的衰減速度；見(jiàn)教材P25表1.4.32、

α

與地震波的關(guān)系?

α

與f的關(guān)系由膠結(jié)摩擦理論由彈性理論即地震波在傳播過(guò)程中其高頻能量的衰減大于低頻。?

α

與P、S

波的關(guān)系實(shí)驗(yàn)表明吸收系數(shù)α因此可以通過(guò)觀測(cè)和分析地震波振幅和波形的衰減變化特征，來(lái)確定斷層或破碎帶的存在。二、巖土介質(zhì)對(duì)地震波的吸收1、巖土介質(zhì)特征的一個(gè)重要參數(shù)?三、淺層地質(zhì)條件對(duì)地震勘探的影響所以，水下激震可以使地震波的頻率豐富、能量增大、改善勘探效果。1、疏松覆蓋層?與下伏基巖形成速度界面有利于折射波法探測(cè)基巖面；2、潛水面和含水層?它較厚時(shí)對(duì)波中的高頻成分有較強(qiáng)的吸收作用；?它對(duì)反射波形成干擾；在其中橫波的衰減比縱波快；風(fēng)化帶(低速帶)?當(dāng)風(fēng)化帶包含地下水時(shí)，波速將明顯增加；但也給識(shí)別界面的真實(shí)性增加了難度(水面？基巖面？)故該層中難以激發(fā)出能量較強(qiáng)、頻率較高的有效波，從而影響分辨率。三、淺層地質(zhì)條件對(duì)地震勘探的影響所以，水下激震可以使地震波的煤層～灰?guī)r稀有金屬～火成巖脈表層土～基巖(灰、砂、泥灰?guī)r)3、地質(zhì)剖面

的均勻性分布范圍較大且?guī)r性穩(wěn)定、有明顯的地震波運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力學(xué)特征的層位；或某些與探測(cè)目標(biāo)伴生的規(guī)模較大的巖層，可以定為“地震標(biāo)志層”。斷層、溶洞、尖滅層、人工堆積物等都使地質(zhì)剖面縱向或橫向不均勻，從而影響地震波的走時(shí)、走向，增加了勘探、解釋的難度。4、地震界面和地質(zhì)界面的差異前者是不同波速或波阻抗介質(zhì)的分界面，后者是不同巖性或年代介質(zhì)的分界面；它們有時(shí)可能一致、有時(shí)可能不同，要結(jié)合多種資料才能識(shí)別。5、地震標(biāo)志層

的確定煤層～灰?guī)r3、地質(zhì)剖面分布范圍較大且?guī)r性穩(wěn)定、有明顯的地震波思考題2.怎樣構(gòu)成地震波的振動(dòng)圖和波剖面圖？1.彈性參數(shù)(E、K、μ、σ)與介質(zhì)的關(guān)系。4.描述真速度、視速度及其關(guān)系。5.描述頻譜和頻譜分析及其對(duì)地震勘探工作的意義。3.地震波的分類及其傳播特征。6.反射波和折射波的形成條件是什么？思考題2.怎樣構(gòu)成地震波的振動(dòng)圖和波剖面圖？1.彈性參數(shù)(E第二章淺層折射波和反射波法?地震勘探的儀器?地震波理論時(shí)距曲線?淺層反射波的資料處理?地震勘探的野外工作方法?地震資料的解釋?地震映像法簡(jiǎn)介震源、檢波器、記錄儀直達(dá)波、折射波、反射波觀測(cè)系統(tǒng)及參數(shù)設(shè)計(jì)預(yù)處理、頻分析…等等第二章淺層折射波和反射波法?地震勘探的儀器?地震波理§1地震勘探儀器一、震源能夠激發(fā)地震波的高頻脈沖§1地震勘探儀器一、震源能夠激發(fā)地震波的高頻脈沖二、檢波器（拾震器）將地震波引起的質(zhì)點(diǎn)微弱機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的換能裝置；地震波信號(hào)頻率高于固有頻率才能夠通過(guò)；但也不能一味選擇低頻檢波器，這會(huì)使低頻干擾信號(hào)混入；要根據(jù)具體情況選定。二、檢波器（拾震器）將地震波引起的質(zhì)點(diǎn)微弱機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信三、地震儀道數(shù)、采樣點(diǎn)數(shù)、采樣間隔(采樣率)、動(dòng)態(tài)范圍、放大(增益)類型(固定、浮點(diǎn))、A/D位數(shù)、通頻帶1、作用將電信號(hào)放大、顯示、記錄；2、技術(shù)要求?高放大能力～幾十萬(wàn)倍；?自動(dòng)增益控制～自動(dòng)調(diào)整放大倍數(shù)；?較寬的通頻帶～