第2章几何地震学课件.ppt

* * 球面扩散(波前扩散)(Ball Surface Enlarge/expand) 在均匀介质中，波为球面波，随着传播距离的增大，球面逐渐扩展，但总能量保持不变，而单位面积上的能量减少，这就称为球面扩散(波前扩散)。 其能量(振幅)衰减规律是Amplitude Attenuation Rule ： 振幅与传播距离成反比。A=c.(1/ r) ,c=(E/4.π)1/2 Amplitude inverse to Propagation Distances. (1) 在均匀介质中：反射波的振幅与传播距离成反比，按1/ r规律衰减，r 越大，A越小； (2) 在层状介质中：波前扩散的速率比均匀介质中快。原因是：在层状介质中，深处的速度大于浅处，波的射线为折射线，球面比均匀介质大。 * * * * (2) 吸收衰减 Absorb attenuation 实际介质并非是完全弹性介质，故波在实际地层中传播时，能量的衰减要比在弹性介质中快，这种衰减称为介质对波的吸收衰减。介质吸收的这部分能量主要用于克服质点的内摩擦，变成热能损耗掉了。 * * 1》吸收衰减规律： 按指数规律衰减： Ar=A0.e-α.r=A0.e-α（f）. r A0:初始振幅； Ar：传播了r距离后的振幅； α(f)：吸收系数，它是频谱的函数。 * * 2》吸收衰减特点： (1）振幅衰减与波的传播距离成正比；r 越大，衰减越快， Reflect coefficient the larger, Energy Attenuation the quicker. （2） 吸收系数α越大，振幅衰减越快； Absorb Coefficient the Larger, Amplitude attenuation the quicker. （3）高频易被吸收，即吸收有选择特点； High Frequency Signals are easy Absorbed. （4）不同岩石的吸收是不同的，表层，松散地层吸收系数大，致密的碳酸盐岩、结晶岩 吸收系数小； Different Rock/Media are absorbed different. （5）横波的吸收系数大于纵波的吸收系数。 Transverse Wave s Absorb coefficient is Larger than Longitudinal it * * (3) 透射损失 Transmission Loss 如果波入射到某一界面之前，还先透过了几个中间界面，则在每个中间界面上有一部分能量变成反射波，这样就附加地丢失了一些能量，这种与透过中间界面有关的附加损失，叫透射损失。即，地震波在传播时，透过中间界面所发生的能量损耗，叫透射损失。双程透射系数----Td=T1.T1’ ，它总小于1。(0Td1), 例子：R1=0.05, R2=0.05 A21=0.04987 A21=A10.T1.R2.T1’ =A10.(1-R1).R2.(1+R1)=0.04987 R1=0.05，R2=0.5，A21=0.49 一般,透过中间界面的R越小，则透射损失就越小(即被反射回去的能量少，大部分能量都向下传播了。 * * * * (4) 波的散射 Wave Scattering /Scattered Wave 光学中散射：光射到不平等界面上时，光向四周反射，能量分散，使振幅变小； 在地层中，往往存在侵蚀面，凹凸不平，因而当地震波入射到这种面上时，也会产生这 种现象结果使能量降低。 * * (5) 反射系数 Reflect Coefficient 反射系数是影响地震波能量的主要因素，反射波能量的大小(强度)，与反射系数R的大小有很大关系，并且，反射波的极性与R的正负(极性有关)，下面我们就讨论一下反射系数是如何影响地震波的振幅，极性的？ * * 1》反射波强度Reflection Wave Strength/Intensity 反射波强度与反射系数R大小成正比。 反射系数R=A反 / A入，即，A反=R. A入 从上式可见：当入射波振幅一定时，反射系数R的大小直接影响着反射波振幅A反的大小，R越大，反射波就越强，R的大小，决定了反射波的强度。 * * 2》反射波的极性 Reflection Wave Polarization 由R＝A反/A入 =(ρ2V2 –ρ1V1) / (ρ2V2 +ρ1V1 ) = (Z2-Z1) / (Z2 +Z1) 可知，R可正可负 当ZnZn-1时，R为正极性，(R0) ，反射波与入射波的相位一致： 当ZnZn-1时，R为负极性，(R)0)，反射波