地球应用物理.doc

地震勘探:利用地层和岩石的弹性差异来探测地下地质构造，寻找有用矿产资源的一种极其重要的地球物理勘探方法。地震波：震源激发的机械振动在岩层介质中传播所形成的一种机械波。三种方法：根据所接收和研究的波的特性不同，构成了不同的地震勘探方法反射波法、折射波法、透射波法 折射波: 应用条件苛刻，信息量少：仅在V2V1的界面产生地震波的基本类型 :按波在传播过程中质点振动方向区分为纵波：质点振动方向与传播方向一致，或P波（Primary初波；因其最快，故是初至波）横波：质点振动方向与传播方向垂直; 又称为剪切波、等体积波、旋转波或S波（Secondary次波）SV波垂直偏振横波，SH波水平偏振横波按波所能传播的空间范围体波：纵波和横波。面波：波动能量仅存在于弹性分界面（自由表面或分界面）附近的波（瑞利(雷)波(Rayleigh waves) ，既有P波成分，又有SV波成分，没有SH波成分，拉（乐）夫波（Love waves），SH波）按利用价值划分：有效波：习惯上把地震勘探方法主要应用的波称为有效波干扰波：是相对有效波而言的，一切妨碍有效波记录的各种波都称为干扰波（规则干扰波，随机干扰波）地震道：地震勘探中每个记录点称为一道同相轴：地震记录中各地震道振动曲线上波峰的规则排列，称为同相轴薄层：地震勘探中定义层厚Dhl/4的地层为薄层，相对概念或，双程旅行时（t=2Dh/vT/2）小于波的半个周期的层 从波的产生、传播到记录的过程中，主要有三类影响因素1. 激发条件的影响2.地震波传播过程中受到的影响波前扩散几何衰减吸收衰减物理衰减，热损耗界面反射、透射能量再分配地层的结构（特别是薄层结构）频率滤波特性、调谐效应 3. 接收因素的影响 时距曲线：测线上各观测点坐标与波至时间的关系称为时距曲线直达波 从震源出发，不经过反射和折射，直接传播到各检波点的地震波称为直达波纵测线：激发点与接收点在同一条直线上 用纵测线观测得到的时距曲线称为纵时距曲线非纵测线：激发点不在测线上 除非特别说明，一般都讨论纵时距曲线，简称时距曲线虚震源原理：波由O 入射到B 再反射回S 点所走过的路程就好象由点O*直接传播到S 点一样，在地震勘探中，把这种讨论地震波反射路径的简便作图方法称为虚震源原理O点激发，O点接收的时间，地震勘探中称为自激自收时间正常时差:具有不同炮检距的各观测点有不同的旅行时t，它们相对于自激自收时间t0的差Dt观测系统：测线上激发点和接收点的相对位置关系1.时距平面法：主要用于简单观测系统的表示2.普通平面法：将激发、接收点按比例绘在普通坐标平面图上。直观，但无法表示排列的移动特点，适于非纵或面积观测系统3.综合平面图法：沿测线标出若干炮点和第一个排列的检波点。将检波点投影到过炮点的45度线上，过任一个检波点做垂线，垂线相交的炮线条数，即该CDP点的叠加次数。激发点距与覆盖次数的关系设激发点移动道数为r，覆盖次数为n，仪器接收道数为N，S为与观测系统有关的常数，单边激发S1，双边激发S2；则有r=NS/2n ；n=NS/2r多次叠加（多次覆盖） 是反射波法地震勘探的基本方法，是对同一反射界面段或点进行多次观测、记录，通过处理（动校正+叠加）可以增强有用信号，压制多次波及随机干扰等的方法。按同一中心点（叫共中心点，CMP）布置，进行多次重复观测的反射点叫共反射点， CDP。对于一个CDP点在不同炮点、不同接收点多次重复观测数据的集合，叫CDP道集对应的时距关系，叫CDP时距曲线。水平叠加又称为共反射点叠加或共中心点叠加（处理）就是把不同激发点、不同接收点上接收到的来自于同一反射点的地震记录进行叠加，可以压制多次波和各种随机干扰波，从而大大提高信噪比和地震剖面质量，并且可以提取速度等参数。静校正设法消除地表因素影响的校正过程动校正 校正因炮检距不等而存在的正常时差的影响在煤系中，煤层是一个低速、低密度的夹层 地震地质条件较好的地区，可以解决的以下主要地质问题： (1) 解释小构造，特别是落差小于5m的断层； (2) 探查直径大于20m隐伏陷落柱； (3) 探查采空区、煤矸石和古溶洞； (4) 预测奥陶系灰岩岩溶裂隙发育带； (5) 解释煤层的分叉、合并、冲刷变薄带； (6) 预测瓦斯富集带。槽波：由于煤的密度和弹性波传播速度一般小于顶、底板的速度，所以在煤层内激发的弹性波大部分能量不能向煤层外部传播，总是在两个界面（煤层顶板和底板）之间反射和混响，从而形成一种特殊的弹性地震波。井下槽波勘探中记录到的地震波有： 直达P波和直达S波（体波）勒夫波（L）和瑞利波R（面波），统称为槽波 电阻率法是以地壳中岩石和矿石的电阻率差异为物质基础，通过观测与研究人工电场的分布规律达到解决地质找矿的目的电法勘探结论： .在地表由A、B供电时，大部分电流集中于AB附近。AB一定时，在地表观测电场只能反映一定深度的不均匀体； .欲增加勘探深度，必须加大供电电极距，使更多的电流流入深处。 .在AB连线之间，以中点的电流分布最深，电场最均匀，勘探深度最大。因此，以中点观测最佳，可以以最小的电极距达到最大的勘探深度。实际勘探深度：h=AB/2勘探体积：长AB、宽AB/2、高AB/2地电断面根据地下地质体电阻率的差异而划分界线的断面；高阻体: 具有向周围排斥电流的作用;低阻体: 具有向其内部吸引电流的作用视电阻率在电场有效作用范围内各种地质体电阻率的综合反映电测深法是根据岩石和矿石导电性的差异，在地面上不断改变供电电极和测量电极的位置，观测和研究所供直流电场在地下介质中的分布，了解测点电阻率沿深度的变化，达到测深、找矿和解决其他地质问题的目的当保持供电电极距AB不动时，电极系探测深度一定，移动电极系时就可以反应一定深度范围内的地下电阻率的变化情况，这种方法称之为电阻率剖面法。电阻率剖面法的应用前提：1.被勘探对象必须与围岩在水平方向上有明显电性差异；2.被勘探对象相对于埋深应具有一定规模；3.干扰水平相对较低，即被勘探对象引起的异常能从干扰背景中区分出来；4.沿测线方向地形起伏不大；电阻率剖面法的分类：联合剖面法；中间梯度法；对称四极剖面法；偶极剖面法；高阻反交，低阻正交高密度电阻率法是集电测深和剖面法于一体的一种多装置，多极距的组合方法，它具有一次布极即可进行的装置数据采集以及通过求取比值参数而能突出异常信息，信息多并且观察精度高，速度快，探测深度灵活等特点高密度电阻率的装置及工作原理：温纳四极装置：温纳四极（等间距的对称四极），温纳偶极，温纳微分联合三极装置：温纳三极装置（W-A），温纳三极装置（W-B）工作方法：电极距的确定：a=n*x（n为隔离系数，x为点距）每