地震折射信息的解释
地震波的反射投射和折射
§地震波的反射、透射和折射序：在§中讨论了无限均匀完全弹性介质中波的传播情况。
当地震波遇到岩层界面时，波的动力学特点会发生变化。
地震勘探利用界面上的反射、透射和折射波。
一、平面波的反射及透射同光线在非均匀介质中传播一样，地震波在遇到弹性分界面时，也要发生反射和透射。
首先讨论平面波的反射与透射。
（一）斯奈尔（snell）定律1.费马原理（最小时间原理）波从一点传播到另一点，以所需时间最小来取传播路径。
如图，波从匕点传到匕点。
速度均匀时，走路径①，直线，t最小,s也最小。
速度变化时，走路径②，曲线，t最小,S不最小。
注意:时间最小，不一定路程最小（取决于速度）。
例1:人要去火车站（见图）。
方法①从A步行到B,路程短，用时却多。
方法②从A步行到C,再坐车到B,路程长，用时却少。
C公汽站步行速度V：也>>£ 汽车速度V：例2：尽快地将信从A送到B①傻瓜路径②经验路径2.反射定律、透射定律、斯奈尔定律波遇到两种介质的分界面，就发生反射和透射（注：地震透射、物理折射）。
（1）反射定律：反射波位于法平面内，反射角二入射角。
注：法平面——入射线与界面法线构成的平面，也叫入射平面或射线平面。
入射角二反射角与下式等价:③最小时间路径，满足透射定律:sine? _ sin0（2） 透射定律透射线位于法平面内，入射角与透射角满足下列关系：sin a sina 7（3） 斯奈尔定律综合（1）和（2）式，有sin a _ sine/） _ sina 2 _ ------ = -------- = ------- —=r X 匕 V 2这就是斯奈尔定律，P 叫射线参数。
• • • •推广到水平层状介质有：sin er, _ sina 2 _ _ sin a n _V. V 2匕注：斯奈尔定律满足费马原理，上例2中把信曲A 送到B 路径③是最小时 间路径，它满足透射定律（用高等数学求极值可证明）。
地震勘探原理名词解释(2)
第一章地球物理方法(Exploration Methods): 利用各种仪器在地表观测地壳上的各种物理现象，从而推断、了解地下的地质构造特点，寻找可能的储油构造。
它是一种间接找油的方法。
特点：精度和成本均高于地质法，但低于钻探方法。
地震勘探：就是利用人工方法激发的地震波(弹性波)，研究地震波在地层中传播的规律，以查明地下的地质构造，从而来确定矿藏（包括油气、矿石、水、地热资源等）等的位置，以及获得工程地质信息。
第二章地震勘探:通过人工方法激发地震波,研究地震波在地层中传播的情况,以查明地下的地质构造,力寻找油气田或其他勘探目的服务的一种物探方法.地震波：在岩层中传播的弹性波。
反射定律:入射波与反射波分居法线两侧,反射角等于入射角,条件为:上下界面波阻抗存在差异,入射波与反射波类型相同.地震子波：震源产生的信号传播一段时间后，波形趋于稳定，我们称这时的地震波为地震子波。
爆炸时产生的尖脉冲，在爆炸点附近的介质中以冲击波的形式传播，当传播到一的距离后，波形逐渐稳定，我们称这时的地震波为地震子波。
几何地震学:地震波的运动学是研究地震波,波前的空间位置与传播时间的关系，他与几何光学相似,也是引用波前,射线等几何图形来描述波的运动过程和规律,因此又叫几何地震学. 波形曲线:选定一个时刻t1,我们用纵坐标表示各质点离开平衡位置的距离,就得到一条曲线,这条曲线就叫做波在t1时刻沿x方向的波形曲线.正常时差的定义：第一种定义:界面水平情况下,对界面上某点以炮检距x进行观测得到的反射波旅行时同以零炮检距(自激自收)进行观测得到的反射波旅行时之差,这纯粹是因为炮检距不为零引起的时差. 第二种定义:在水平界面情况下,各观测点相对于爆炸点纯粹是由于炮检距不同而引起的反射波旅行时间差.倾角时差：当界面倾斜时，炮检距相同，但相邻反射点传播时间不同而产生的角度差由激发点两侧对称位置观测到的来自同一界面的反射波的时差。
这一时差是由于界面存在倾角引起的。
地震折射波法反射波法
二、地震测线的布置 布置测线的原则： 测线为直线，尽量垂直地层或构造线走向； 测线均匀分布于全测区，最好与钻探线重合； 测线间距和疏密程度应根据地质任务、测区勘探程度 及探测对象等因素确定。 三、反射波法观测系统 1、简单连续观测系统 2、间隔连续观测系统 3、多次叠加观测系统
折射法：多用时距平面图表示。 反射法：多用综合平面图表示。形式简单，直观地表示 炮点和排列之间的关系。 1. 如图所示，O1、O2…O5是激发点，A、B、C、D表示互 换点，实线段O1A、AO2、O2B…等在水平直线上的投影正好 连续单次地覆盖了整条测线。
检波器又叫检震器，是把地震波到达引起地面微弱振动 转换成电讯号的换能装置。目前常用的检波器主要由线 圈、弹簧片和永久磁钢架及外壳组成。
检波器输出的信号电压和其振动时的位移初速度有关， 因此又叫速度检波器。
用晶体压电效应特性制成的晶体检波器，固有频率高的 特点，可以测量物体震动加速度，又叫加速度检波器。
如下图示：在O1、O2、O3…激发，在与M点为对称的S1、 S2、S3…接收R界面上同一点A的反射波。
A点：共反射点或共深度点。 M点：A的投影点，共中心点或共地面点。
S1、S2、S3…地震道：共反射点或共深度点）叠加道。 集合称CDP(共深度点)道集。
以炮检距X为横坐标，以反射波到达各叠加道的时间t为 纵坐标，可绘出对应A点的半支时距曲线。将炮点和接收点 互换，得到另半支时距曲线。
观测系统适用条件
单支时距曲线观测系统 适用于地质情况简单，折射界面规则且近水平情况。 特点：施工简单，效率高，界面起伏较大误差大，不适用。
相遇时距曲线观测系统 折射界面起伏明显，不规则。 特点：解释精度高，中间部分重复观测。
追逐时距曲线观测系统 对折射界面连续追踪，曲线形态和折射界面形态相关。 特点：时距曲线平行相似；界面上凸，则不平行
地震勘探原理名词解释
波的吸收：地震波在地下传播过程中会受到大地滤波作用，即吸收作用，并发生能量衰减频散现象：波速随频率或波长而变化，这种现象叫频散球面扩散：地震球面波在介质中传播时，其振幅随传播距离的增大成反比衰减现象称为球面扩散波阻抗：地层密度与波在该层传播速度的乘积规则干扰：有一定主频和一定视速度的干扰波视速度：不是沿着波的传播方向而是沿着别的方向来确定的波速为视速度动校正：在水平界面情况下，从观测到的反射波旅行时中减去正常时差，得到的相当于X/2处的t0时间，这一过程叫做正常时差校正或动校正。
均方根速度：把水平层状介质情况下的反射波视距曲线近似地看成双曲线，求出的速度就是这一水平层状介质的均方根速度振动图：记录介质中某点不同时刻振动情况的图件观测系统：地震波的激发点与接收点的相互位置关系转换波：当一入射波入射到反射界面时,会产生与其类型相同的反射波或透射波,也会产生与其类型不同的称为转换波.低速带：在地表附近一定深度的范围内，地震波的传播速度往往要比其下面地层的波速低得多，该深度范围的地层称为低速带费马原理：波在各种介质中的传播路径满足所用时间为最短的条件。
直达波：在均匀地层中，由震源直接传播到观测点的地震波称为直达波。
倾角时差：当界面倾斜时，炮检距相同，但相邻反射点传播时间不同而产生的角度差由激发点两侧对称位置观测到的来自同一界面的反射波的时差。
这一时差是由于界面存在倾角引起的。
纵测线：激发点和观测点在同一条直线上的测线平均速度：地震波垂直穿过该界面以上各层的总厚度和总时间之比。
波剖面：把某一时刻各点震动的位移画在同一个图上所形成的的图件水平叠加：将不同接收点收到的来自地下同一反射点的不同激发点的信号,经动校正后叠加起来,这种方法可以提高信噪比,改善地震记录的质量,特别是压制一种规则干扰波效果最好有效波：那些可用解决地质问题的波非纵测线：激发点和接收点不在一条直线上的测线水平分辨率：指沿水平方向能分辨多大的地质体,其值为根号下0.5λh.地震构造图：以等直线（等深度线或等时间线）以及一些符号（断层超覆，尖灭），表示某一地震反射层面在地下的起伏形状，从而就表明了其对应的地质界面的构造形态。
地震反射地层解释与岩石圈结构分析
地震反射地层解释与岩石圈结构分析地震反射地层解释是地震勘探中的一项重要技术，通过分析地震波在岩石圈中的传播和反射特性，可以推断出地下岩层的构造和性质。
岩石圈结构的分析则是基于地震反射地层解释的结果，进一步研究地壳、地幔和地核等地质结构的形成和演化。
一、地震反射地层解释原理及方法地震反射地层解释主要基于地震波在不同介质界面上的反射、折射以及散射等现象进行分析推断。
常见的地震反射地层解释方法包括层析成像、地震井旁记录、地震剖面解释等。
层析成像是一种以地震记录为输入数据，通过复杂的计算过程，获得地下岩石层分布、形态以及性质的方法。
该方法主要采用反演算法，通过反复迭代计算，得出最优的地下模型。
层析成像广泛应用于石油勘探领域，成为油气田勘探开发的重要手段。
地震井旁记录方法是在井筒周围放置地震接收器，记录地震波在井筒附近的传播情况。
通过分析井旁记录的地震数据，可以获取井周围地层的构造信息，辅助井位解释和油气储量评估。
地震剖面解释是指通过分析地震剖面数据，推断地下地层的性质和构造等信息。
地震剖面解释中常用的方法包括地震相的解释、快速扫描解释、振幅解释等。
这些方法对于地震记录中的反射强度、相位和频率等进行分析，从而揭示地层的性质和变化。
二、地震反射地层解释在岩石圈结构研究中的应用地震反射地层解释为研究岩石圈结构提供了可靠的数据和方法。
通过分析地震反射地层解释结果，可以揭示地球深部岩石圈结构的某些特性。
1. 岩石圈地壳结构研究地震反射地层解释可以提供地壳的分布、厚度、速度等信息，为地壳结构的研究提供依据。
通过分析地震剖面数据，可以揭示地壳分界面以及地下构造的变化情况，进而研究地壳的形成和演化过程。
2. 岩石圈地幔结构研究地震反射地层解释在研究岩石圈地幔结构方面也具有重要作用。
地震波在地幔中的传播和反射可以提供地幔的各向异性、速度横向变化等信息。
通过分析地震资料，可以研究地幔的物性参数、莫霍面以及地幔柱等岩石圈结构特征。
第1篇地震折射波法详解
在工程地震勘探中，地震折射波法是一种 简便经济的勘探方法，在精度要求不高的情况 下，它可为工程地质提供浅层地层起伏变化和 速度横向变化资料以及潜水面的变化资料等， 还可为反射波法勘探提供用于静校正的表层速 度和低速带起伏变化资料。有关折射波的形成 及正演时距曲线的特征等问题已在本篇的第一 和第二章中讨论过了，在此，仅就资料的采集 和处理解释问题进行论述。
（1.5.5）
5.2.2.3
t 相遇时距曲线的 法
0
t 该方法又称 差数时距曲线法
0
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6 地震透射波法
在工程地震勘探中，透射波法主要用于地 震测井（地面与井之间的透射）、地面与地面 之间凸起介质体的勘查和井与井之间地层介质 体的勘查。地质目的不同，所采用的方法手段 也不同。但从原理上讲，均是采用透射波理论， 利用波传播的初至时间，反演表征岩土介质的 岩性、物性等特性以及差异的速度场，为工程 地质以及地震工程等提供基础资料或直接解决 其问题。
2．透射CT成像技术（专题）
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7 瑞雷波法
瑞雷波法勘探实质上是根据瑞雷面波传播的 频散特性，利用人工震源激发产生多种频率成分 的瑞雷面波，寻找出波速随频率的变化关系，从 而最终确定出地表岩土的瑞雷波速度随场点坐标 的变化关系，以解决浅层工程地质和地基岩土的 地震工程等问题。
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6.1 地面与井的透射
井口附近激发，井中不同深度上接收透 射波或反之的地震工作称为地震测井。
6.1.1 透射波垂直时距曲线
成都线方程为
n
z1 z z1 t V1 V2
从两层介质很容易推广到 层介质，对应的透射波垂 直时距曲线方程为
地震波在分层介质中的反射、透射与...
第1章 绪论1.1 弹性波场论概述在普通物理的力学部分，我们曾经着重讨论过物体在外力作用下的机械运动规律。
在讨论时，由于物体变形影响很小，我们将其忽略，而将物体视为刚体或简化为质点，这是完全正确的。
然而，实际上任何物体在外力作用下不仅会产生机械运动，而且会产生变形。
由于变形物体内部将相互作用，产生内力、应力和应变。
当应力或应变达到一定极限时，物体就会破坏，这一点在研究材料和工程力学中尤其要考虑，地球介质也不例外，地壳运动或地震都会产生地质体的应力或应变。
在弹性力学中，主要讨论对物体作用时的变形效应，物体不再假定为刚体，而是弹性体、塑性体，应当视为可变形体，我们研究的视角也从外部整体过渡到内部局部。
长期的生产实际和科学实验均已表明，几乎所有的物体都具有弹性和塑性。
所谓的弹性是指物体的变形随外力的撤除而完全消失的这种属性。
所谓的塑性是指物体的变形在外力的撤除后仍部分残留的这种属性。
物体的弹性和塑性受诸多因素影响而发生改变，并在一定的条件下相互转化。
因此，确切地，应当说成物体处于弹性状态或塑性状态，而非简单地说物体是弹性体或塑性体。
在弹性力学中，只讨论物体处于弹性状态下的有关力学问题，这时物体可称为弹性体。
由上所述，弹性力学又称弹性理论，研究的对象是弹性体，其任务是研究弹性体在外界因素（包括外力，温度等）作用下的应力、应变和位移规律。
简单地说，弹性力学就是研究弹性体的应力、应变和位移规律的一门学科。
弹性力学是固体力学中很重要的一个分支。
而固体力学是从宏观观点研究固体在外力作用下的力学响应的科学，它主要研究固体由于受外力作用所引起的内力（应力）、变形（应变）以及与变形有直接关系的位移的分布规律及其随时间变化的规律。
可见，应力、应变和位移是空间和时间的函数。
与固体力学对应的还有流体力学等。
固体力学还包括材料力学，断裂力学等等。
弹性力学本身又分为弹性静力学（Elasticity Statics ）和弹性动力学（Elasticity Dynamics ）。
地震波各波传输解释
Pg ：近距离处，来自上地壳内震源的上行P波，或射线底部到达上地壳的P波；更远距离处，还指由在整个地壳内多重P波反射形成的群速度约为5.8 km / s的到达。
Pb (另称为P*)来自下地壳内震源的上行P波，或其底部到达下地壳的P波。
Pn底部到达最上层地幔的任意P波，或来自最上层地幔内震源的上行P波。
PnPn：Pn在自由表面处的反射波。
PgPg：Pg在自由表面处的反射波。
PmP：P波在莫霍面外侧的反射波（即反射波，原来的P11或者PM)。
PmPN:PmP的多重自由表面反射波；N为正整数。
例如PmP2表示PmPPmP。
PmS:P波在莫霍面外侧反射为S的波。
Lg:在较大区域距离(震中距较大)处观测到的、由在整个地壳内多重S波反射及SV到P和(或) P到SV 的转换波叠加而形成的波。
最大能量以大约3.5 km / s的群速度传播。
Rg短周期地壳瑞利波。
近震记录的特征Δ< 40km:通常记录到的地震波只有直达纵、横波，对应的震相为Pg、Sg；由于震中距很小，Pg波的周期很小，通常的周期约为0.05～0.2秒，Sg的周期为0.1～0.5秒；记录持续的时间较短，通常不到1min。
40km<Δ<70km:通常能记录到直达纵、横波和反射纵、横波，到达的顺序为Pg、PmP 、Sg、SmS；反射波的周期与直达波的周期相近。
70km<Δ<120km：通常当震中距70km时就会出现全反射现象，即入射角达到临界角，折射角大于90°。
从而导致70km至110km段内的反射波能量很强，记录图上PmP 、SmS的振幅远远大于Pg、Sg的振幅。
理论上当入射角等临界角时就将产生首波，所以该段内还有来自莫霍洛维奇界面的首波，只是由于其能量极弱且比直达波传播时间长，所以被淹没在直达波的续至区内，无法看到。
120km<Δ<500km：随着震中距的增大，首波将作为第一震相到达，这一距离通常大于120km。
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§5.4地震折射信息的解释
序：▲折射法主要用于工程勘探，例如：大坝、栈道、道路、大型建筑物、管道等的设计和施工
▲工程地震勘探的特点是勘查深度浅，一般在50—100m，个别如大型水利工程200—300m 。
勘探浅层以折射波法为主，也利用直达波和面波，一般深度在80—150m以上才使用反射波法。
▲工程地震勘探的主要任务是：确定古河床基岩的埋深和界面形状；确定潜水面位置；查明裂隙带或薄弱带；发现和圈定喀斯特溶洞；查明地震危险性大的地带。
▲工程地震勘探可直接在坑道中进行，用来圈定矿山塌陷危险的地点和预报塌陷，预测断裂带和坑道附近的溶洞，保证正常采矿。
▲在油气勘探中，折射波法主要是测定低速带的速度和厚度。
一、折射波的识别和对比
1．折射波的识别
(1)折射波的同相轴为直线。
(2)每个界面的折射波都有相应的初至区，在初至区内观测折射波，没有其它干扰，易于对比追踪，因此野外施工，要选择合理的观测系统，让折射波成为初至波。
(3)当界面埋得较深时，使折射波出现在初至区有困难，只能在续至波区内追踪折射波。
2．折射波的对比
目前仍是在波形记录上对比折射波，对比也有三个标志。
（1）强度标志——折射波在记录上较强，振幅随炮检距增大而有现律地减小；（2）波形标志——在相邻道上，折射波的波形相似；
（3）相位标志——折射波同相轴一般为直线，有时为曲线（界面弯曲或界面上速度有变化）。
(4)沿整条测线对比同一界面的折射波，各张记录之间的联系是：互换时间相
等，追逐时距曲线平行。
二、折射波综合时距曲线的绘制
用对比后的折射记录，可以绘制折射时距曲线，较长的相遇时距曲线是进行定量解释的基础。
要求出折射界面的深度h ，必须先求截距时间t i 及速度资料V ，这两个参数取决于时距曲线的质量，要求时距曲线有一定的长度。
P216图6.5—37表示了如何由短的时距曲线构置长的相遇综合时距曲线（§3.6介绍过） 三、折射界面的绘制 （一）差数时距曲线法 1.绘制相遇时距曲线
绘制出两支相遇时距曲线（P216图6.5—37）
2．基本公式 根据1
0cos 2V i
h t =
(6.2-42) （弯曲界面近似成立） 有01
0cos 2kt i
V t h ==
(6.5—17) 1
1
222
12112sin 12cos 2V V V V i V i V k -=-==
(6.5—18) t S 3
S 2S 1
T
T
S ’3
S ’2
△t 3
△t 2t 01
t 02
X
460
920
1380
（P216图6.5—37）
要求h ，需求出K,t 0。
3．求t 0值
t t t T t T t t t ∆-=--=-+=121210)( (6.5—19)
在G 1点上，从S 2曲线向上量取△t ，
从S 1曲线向下量取△t ，即得G 1点的t 0值， 其它各点照此办理，得t 0(x)曲线（P216图6.5—38b ）。
4．求k 值 ∵1
1
222
12112sin 12cos 2V V V V i V i V k -=-==
(6.5—18) 要求K ，归结为求V 1和V 2 ，用直达波求V 1，关键是求V 2 。
5．求V 2
引入差数时距曲线：t t t T t T t t x ∆+=-+=+-=12121)(θ (6.5—20)
在G 1点上，从S 2曲线向上量取△t ，
从S 1曲线向上量取△t ，即得G 1点的θ值， 其它各点照此办理，得θ(x)曲线（P216图6.5—38b ）。
t 0(x)和θ(x)是关于S 1曲线对称的两条曲线。
差数时距曲线的斜率为：
x
t x t x T x t x t x ∆∆-∆∆=∆∆+∆∆-∆∆=∆∆2
121θ (6.5—21) *=∆∆u
V x t 1
1
0 (6.2—49) *-=∆∆d
V x t 1
2 (6.2—49) 2111cos 2cos sin 2)sin()sin(11V V i V i V i V V x d
u φφφφθ==++-=+=∆∆∴
** (6.5—23) 当φ很小时，
2
2
V x =
∆∆θ θ
∆∆≈x
V 2
2 (6.5—25) 6．折射界面的绘制
对测线上任一点G 1，求得t 0与k ，再用（6.5—17）求出h 1，然后以G 1点为圆心，以h 1为半经作圆弧，
对其它观测点均照办，得许多圆弧，公切线即为界面。
（二）时间场法 1.绘制相遇时距曲线
绘制出两支相遇时距曲线（P216 图6.5-37）
2.绘制界面
（1）作S
1
时距曲线的时间场（P218图6.5—39b）
①以O
2，A
1
，A
2
，......为圆心，)
(
k
t
T
V-，)
(
1k
t
t
V-，)
(
2k
t
t
V-，......为半
径画圆，找公切线，即得到某一时刻t
k
的等时线。
t
2t
1
T
A
2 A
1
O
2
V(t
2-t
K
)
V(t
1-t
K
)
V(T
i
-t
K
)
t
K
时刻等时线
t
k
—△t时刻等时线
t
k
—2△t时刻等时线
②将t
k 时刻等时线上各点看成子波源，依次做t
k
—△t，t
k
—2△t ，……一系列
等时线，就得S
1
时距曲线的时间场。
△t为采样间隔。
（2）类似地作S 2时距曲线的时间场 （3）确定界面位置
对于界面任一点C ，有T t t BC O AC O =+21 （6.5—26） 在两时间场中，找出满足（6.5—26）的所有交点，连结交点即得界面R 。
（4）求V 2（P218图6.5—39c ）
因为沿界面R 观测的视速度等于V 2，所以，以折射界面上的距离为横标，到达时间为纵标，绘制滑行波时距曲线， t
R
V ∆∆=
2 （6.5—27） t
总结
第一章:1.比较复杂的公式不要求推导，要求思路清晰，基本概念清楚； 2.波遇上界面时，路经遵守斯乃尔定律
n
n V V V αααsin sin sin 22
11=
== 能量分配满足佐普瑞兹方程，当垂直入射时，
11221122V V V V R ρρρρ+-=
位移 1
122112V V V T ρρρ+=位移
3.褶积模型 t t b R t g *=)(
4.注意专业名词的学习
第二章：各种介质模型的反射波、折射波时距曲线，会写简单的时距曲线公式。
第三章：1.简单线性组合原理；
2.多次覆盖原理；
3.多次覆盖观测系统，会抽共反射点道集，会抽共接收点道集，会画 观测系统图。
第四章：1.各种处理方法的作用，思路清楚（题目就是主题思想）；
2.各种速度的求取及关系；
3.爆炸反射界面模型及成像原理；
4.动校正。
第五章：树立起构造解释、区域地震地层解释的大体框架。
1．构造解释的目的是寻找构造圈闭，找供井位；
区域地震地层学解释的目的是研究岩性，寻找岩性圈闭； 储层地震地层学解释的目的是提取储层参数。
2．对比原则；
3．在剖面上识别各种地质现象，如断层、底劈构造等；。