地震波运动学理论

oo第二章地波运动学理论一、名词释地震波运动学：研究在地震波传播过程中的地震波波前的空间位置与其传播时间的关系，即研究波的传播规律，以及这种时空关系与地下地质构造的关系。地波动力学：研究地震波在传播过程中波形、振幅、频率、相位等特征的及其变化规律，以及这些变化规律与地下的地层结构，岩石性质及流体性质之间存在的联系。地波：是一种在岩层中传播的，频率较(与天然地震的频率相)的波，弹性波在岩层中传播的一种通俗说法。地震波由一个震源激发。地子波：爆炸产生的是一个延续时间很短的尖脉冲，这一尖脉冲造成破坏圈、塑性带，最后使离震源较远的介质产生弹性形变成地震波地波向外传播一定距离后波形逐渐稳定成为一个具有个（值时毫的地震波称为地震子波。地震子波看作组成一道地震记录的基本元素。波前：动刚开始与静止时的分界面，即刚要开始振动的那一时刻。射线：用来描述波的传播路线的一种表示。在一定条件下，认为波及其能量是沿着一条“路径”从波源传到所观测的一点P这是一条假想的路径，也叫波线。射线总是与波阵面垂直，波动经过每一点都可以设想有这么一条波线。振图和波剖面：某点振动随时间的变化的曲线称为振动曲线，也称振动图。地震勘探中，沿测线画出的波形曲线，也称波剖面。折射波：当入射波大于临界角时，出现滑行波和全反射。分界面上的滑行波有另一种特性，即会影响第一界面，并激发新的波。在地震勘探中，由滑行波引起的波叫折射波，也叫做首波。入射波以临界角大于临界角入射高速介质所产生的波滑行波由透射定律可，如果，θ2sinθ，θ>θ。当还没到90

时，θ2到90

o此时透射波在第二种介质中沿界面滑行，产生的波为滑行波。同相轴和等相位面：同向轴是一组地震道上整齐排列的相位，表示一个新的地震波到达，由地震记录上系统的相位或振幅变化表示。地视速度当波的传播方向与观测方向不一(角θ时观测到的速度并不是波前真速度V而是视速度。即波沿测线方向传播速度。波抗指是介质地层的密度和波的速度的乘(Zi=ρiVii为层在声学中称为声阻抗，在地震学中称波阻抗。波的反射和透射与分界面两边介质的波阻抗有关。只有在≠Z2的件下，地震波才会发生反射，差别越大，反射也越强。纵波：质点振动方向与波的传播方向一致，传播速度最快。又称压缩波、膨胀波、波或波横波：质点振动方向与波的传播方向垂直，速度比纵波慢，也称剪切波、旋转波、波或波速度小于纵波约0.7倍横波为SV和SH两种形式。体波：波在无穷大均匀介质固体)中传播时有两种类型的波纵波和横波们介质的整个立体空间中传播，合称体波。共炮点反射道集：在同一点激发，不同接收点上接收的反射波记录，称为共炮点道集。在野外的数据采集原始记录中，常以这种记录形式。可分单边放炮和中间放炮。面波：波在自由表面或岩体分界面上传播的一种类型的波。纵测线和非纵测线激发点与接收点在同一条直线上，这样的测线称为纵测线。用纵测线进行观测得到的时距曲线称为纵时距曲线发点不在测线上非纵测线进行观测得到的时距曲线称为非纵时距曲线。/

19垂直地震剖面：把检波器放入井中，在地面激发，即地面距井口一定距离激发，称作地震测井观方法得出剖面是垂直地震剖简称VSP)的是地震波垂直时距曲线。平速度：就是用这组地层的总厚度去除以波在垂直层面的方向旅行的总时间。二、填空题物在外力作用下发生了形变,去掉外力以后,物体仍旧保持其受外力时的状,样的特性称为塑性.种物体称为_塑性体。弹和塑性是物质具有两种互相换__的性,自界大多数物质都时具这两种特性在外力作用下既产生_性形也产生塑_形变.弹和塑性物体在外力作用下主要表现为__性__变或_性_变.取决于物质本身的_理性质_作其上的外力__小，用力延续时间的__短__,变快慢及物体所处温度、压力等外界条地波遇到岩层分界面时主要产生两种波瑞利波、拉夫波三、选择题连续介质常见的地震波传播速度与深度Z系是（A）βZ)B)V=Vo(1+β+Z)βZD)V=(1+2βZ)Vo连续介质地震波射线(BA)直B)曲射线C)曲线费马原理认,地震波沿B)

D)抛线A)最路径传播B)最时间传播物理地震学认,地震波(

二次抛物线径传播

D)双线径传播A)一条射线B)沿线路径介质中传播

C)一种波动

D)面波的传播方向,单位长度内的波长数目叫(C)A)波B)周期波数四、简答题什是惠更斯原?前进的波前成上每一点都可以看作一个二次的(源，且后一时刻的波前面就是基于前一时刻的波前面所激发的所有二次波的包络面。什是费玛原理?由Snell定律可知，波在介质中由一点传播到另一点的可以沿许条不同路线传播。费马原理指出波在各种介质中的传播路线，满足所用时间为最短的条(旅行时为极小)。这条路径正是垂直于波前面的路径，即射线路径。什是反射定律、透射定律、斯奈尔定?反射定律①反线、入射线分居法线两侧；反射位于入射面内；③反角θ′/

tt等于入射角；④反射线、入射线和法线所构成的的平面为射平面，垂直与界面。透射定律：①透射线也位于入面内，②入角的正弦和透射角的正弦之比等于第一和第二两种介质的波速之比。综合反射定律和透射定律，扩展到多层水平层状介质的情况，可以得到斯奈定律：x什么是折射波的由于折射波的产生需要一定的条件地表某个区段观测不到折射波个段称为折射波的盲区。试叙述纵波和横波的传播特点。纵波：质点振动方向与波的传播方向一致，传播速度最快。横波：质点振动方向与波的传播方向垂直，速度比纵波慢。波前和射线两者之间的关系如何？均匀介质地震波的波前射线的特?射线的特征总是与波阵面垂直，即与波前垂直。在匀介质中（V一定）认为地震波以直线形式向外传播，射线垂直于波面。、根据波前面的形状，可以把地震波分为几大类？波阵面的形状决定波的类型，可分为球面、平面和柱面波等。平面波波前是平面(无曲率，象是一种在极远的震源产生的。这是地震波解析中一种常用的假设。球面波由点源产生的波，向四周传播，波面是球面．地震波的波前的形状取决于哪些因素？波面的形状取决于波源的形状和介质的性质均匀各向同性介质中同一个震源在距离的波为球面波，在远距离的地方可看成平面波。．从反射和折射波形成的机制，折射波形成的条件是什么？）当波从介质到介质，两种介质的阻不同时，在分界面上会产生透射和反射，且满足斯奈尔定律2当V2﹥时，透射角大于入射角。当入射角到临界θ时透射角达到90度这时波沿界面滑行，称滑行波。3滑行波是以下层的介质速度传。）由于两种介质是密接的，为了满足边界条件，滑行波的传播引起了上层介质的扰，在第一种介质中要激发出新的波动，即地震折射波。10在纵测线，一个水平分界面均匀介质情况下共炮点的直达波时距曲线有何特点？直达波时距曲线方程：

xv

是一直线。/

x1mint4h直达波反射波：当x→x1mint4h直达波反射波：当x→，V11在纵测线，一个水平分界面，均匀介质情况下共炮点的反射波时距曲线有何特点？反射波时距曲线t()V

是一条双曲线，最小值为x=0，t=12在纵测线个倾斜分界面匀介质情况下共炮点的反射波时距曲线有何特点？和水平界面条件下有和异同？反射波时距曲线是一条双曲线程的极小坐标为：cosV

xh据曲线的特点知该。都是双曲线，但极小点位置不同。13直达波的时距曲线一定是直线吗？不一定，只有在均匀各向同性介质中才为直线，当速度与其他因素有关时就不是直线。14纵测线一水平分界面均介质情况下共炮的反射波时距曲线和直达波时距曲线以及折射波时距曲线之间有怎样的关系？直达波时距曲线是反射波时距曲线的渐近线，xtV0折射波时距曲线与反射波时距曲线在M1点切，切点坐标：xhtg

2tVcos

直达波时距曲线与折射波时距曲线相交，相交处为超前时间。tc

xh0cv0xtVV

i

x

2v01cv10

t

2h01v()010

0

x(v)10vcos115在纵测线，一个水平分界面，均匀介质情况下共炮点的折射波时距曲线有何特点？水平界面折射波的时距曲线这一条标准的直线方程斜率k=1/V1直线的截距ti，是层质的速度；根据视速度的定义，折射波的视速度应为，为第二种介质中的传播速度，有时把这种速度称为“界面速度”，因为滑行波正是以这个速度沿界面滑行的。ti为射波时距曲线延长后与时间轴）的交点，称之为与时间轴的交叉时。16地震勘探野外工作中为什么不采用自激自收的观测方式？从实际生产考虑，不采用自激自收方式，要得M点正下方的反射反射，则需在M点边对称的点上进行激发O和接收）/

vv17在地震勘探中，经常把地下的介质做哪些简化？地震勘探中建立的多种地层介质结构模型均匀介质②状介质③续介质。认为反射界面以的介质是均匀的，即层内介质的物理性质不变，如地震波速度是一个常数V。反射界面是面以水平的是倾斜面为层剖面是层状结构每层内速度是均匀的，但层与层之间的速度不相同，介质性质的突变。界面可是水平（称水平层状介质）或是倾斜的。把实际介质理想化为层状介质，因为沉积岩地区一般为层性较好，岩层的成层性又由不同性决定，不同岩性则往往有不同的弹性性质，因此岩层的岩性分解面有时同岩层的弹性分界面一致。所谓续介质是认为在面R两介质与质2的度不相等，有突变。但界面的上覆地层即介质的波速是空间连续变化的函数。最常见的是速度只是深度的函数V(z)连续介质是层状介质的演变，当层状介质中的层数无限增加，每一层的厚度无限减小，这时层状介就过渡为连续介质。18层状介质情况下，引入平均速度的条件是什么？①假想的均匀介质的厚度应当和水平层状介质总厚度相等；②假想的均匀介质的t0与平层状介质t0相。19连续介质情况下共炮点反射波时距曲线方程有何特点？射线和等时面有何特点？在炮检距不大时，可以把多层介质的反射波时距曲线近似地看成双曲线。射线与等时面处处垂，具有正交关系。在β的件下，地震波的线轨迹是一个圆弧，在βz)的件下，地震波的等时线是一族圆，圆心在轴上。20浅层的反射波时距曲线和深层的反射波时距曲线弯曲程度有差异，为什么？反射界面埋藏越深，则视速度越大，即时距曲线越平缓。

11)dtdtx

21水平界面情况下，如何根据折射波的时距曲线求取浅层地层的埋深和速度？层水平界面上的折射波距曲线方程为

t

cosVk

km

，可以看到，利用折射波时距曲线，能够方便的得到各分界面的界面速度和交叉时等量，进而可以求取各折射界面的深度值。就是利用折射波法研究地下地层起伏的基本依据，也是用浅层折射