水工物探(第一章)震.ppt

第一章 地震勘探的理论基础 第一节 弹性介质与地震波 第二节 地震波的描述 第三节 地震波的类型及其传播特点 第四节 地震勘探的地质基础 第一节 弹性介质与地震波 一、弹性介质 二、应力、应变与弹性参数 三、振动与地震波 一、弹性介质 二、应力、应变与弹性参数 1. 应力和应变 4.拉梅系数 三、振动与地震波 第二节 地震波的描述 一 振动图和波剖面图 二 时间场和等时面 三 视速度和视速度定律 二、时间场和等时面 三、视速度和视速度定理 第三节 地震波的类型及其传播特点 一、地震波的类型 二、地震波的频率与振幅 三、地震波的传播速度 四、地震波的传播原理 五、地震波的反射、透射与折射 六、地震波的绕射与散射 一、地震波的类型 3.面波 二、地震波的频率与振幅 2.地震波的频谱特征 有效波与干扰波的频谱特征 3.地震波的振幅及衰减规律 （2） 吸收衰减 地震波受波前扩散和吸收衰减的综合影响及其它 三、地震波的传播速度 纵波、横波及面波速度之间的相互关系 四、地震波的传播原理 五、地震波的反射、透射和折射 3.地震波在水平层状介质和连续变化介质中的传播 六、地震波的绕射(diffraction)和散射dispersion) 第四节 地震勘探的地质基础 一、影响地震波速度的因素及岩石 的波速特征 二、岩土介质对地震波的吸收 三、浅层地震地质条件 一、影响地震波速度的因素及岩石的波速特征 1. 影响地震波速度的主要因素 （3）压力和温度 2.地震波在沉积岩、变质岩和火成岩中传播的速度特性 二、岩土介质对地震波的吸收 三、浅地震的地震条件 （1）岩石的密度 （2）孔隙度 双相介质或双相介质模型； 地震波速度和孔隙之间的关系式， 称为时间平均方程： 岩石密度与波速的关系 孔隙度与波速的关系曲线 孔隙度与密度 的 关系曲线 各种年代地层速度随 深度变化的关系曲线 （4）埋藏深度和地质年代 （5）其它因素 包括地质构造运动，岩层的风化侵蚀等。 沉积岩： 地震波在沉积岩中的传播速度主要取决于岩石 的组份及其胶结作用，而压力和成岩地质年代也有一定的 影响。表1.4.1(P23）中列举了部分沉积岩和有关矿产波速 值的一般范围。 由于大部分的沉积岩具有明显的层状结构，当这些层 厚度小于地震波的波长时，沿地层层面方向传播的地震波 其速度将大于沿垂直地层层面方向传播的速度，这种现象 称为各向异性现象（anisotropism)。 如果所研究的对象不是地震波振幅随时间变化的振动图形，而是振幅随空间距离变化的波剖面图(以函数A(x)表示），这时同样可用傅氏分析对波剖面函数A(x)进行变换得到的结果称为波数谱，其方法称之为波数分析。 地震波是人工激发的振动在地层介质中的传播。从理论 上讲一个地震脉冲（子波）可以用雷克子波来近似表示。 雷克子波的表达式为： 它的时间与频谱曲线如下图所示。 Ricker 子波时间域和率域表示 一个实际地震子波的频谱 (a) 地震波的频谱；(b)地震波的视波长谱 对于同一种类型的地震波，其频谱还受 震源类型的影响； 来自地层浅部与深部的地震反射信号频 谱特征不同。 影响其地震波振幅和波形的因素主要包括三类， 第一类是激发条件的影响， 它包括激发方式、激发强度、震源与地面的偶合状况等。 第二类是地震波在传播过程中受到的影响， 包括波前扩散、地层吸收、反射、透射、入射角大小、以及产生波形转换等造成的衰减。 第三类是接收条件的影响， 包括检波器、放大器和记录仪的频率特性对波形的改造及检波器的组合效应、检波器与地面的偶合状况等。 此外，地下岩层界面的形态和平滑程度也会对地震波振幅有所影响。 地震波在传播过程中随着距离或深度的增加，高频成分会 被很快地损失掉，而且波的振幅按指数规律衰减。实际地 层对波的这种改造，通常称为大地低通滤波器效应。 （1）波前扩散 (wave-front spreading) 在均匀介质中，点振源的波前为球面，随着传播距离的增大，球面逐渐扩展，但总能量仍保持不变，而单位面积上的能量逐渐减小，振动的振幅也随之减小，这称为球面扩散（或波前扩散）。在均匀介质中，地震波的振幅与传播距离成反比