地震波运动学理论

第二章是地震波运动学理论一、名词解释1.地震波运动学：研究地震波传播过程中地震波阵面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。2.地震波动力学：研究地震波在传播过程中的波形、振幅、频率、相位等特征及其变化规律，以及这些变化规律与地下地层结构、岩石性质和流体性质的关系。3.地震波：它是一种在岩层中传播的波，具有较低的频率(类似于自然地震的频率)。弹性波产生于一个流行的说法传遍了岩层。地震波由震源激发。4.地震子波：爆炸产生持续时间很短的尖锐脉冲。尖锐的脉冲导致破坏圈和塑性区。最后，远离震源的介质发生弹性变形，形成地震波。地震波向外传播一定距离后，波形逐渐稳定，成为2-3相(极值)，持续时间为60-100毫秒的地震波，称为地震子波。地震子波被认为是地震记录的基本元素。5.波前：振动和静止之间的界面，即振动即将开始的时刻。6.射线：用来描述波传播路径的表示。在某些条件下，波及其能量被认为是从波源沿“路径”传输到观察点P的。这是一条假想的路径，也叫波浪线。光线总是垂直于波阵面，这样的波浪线可以想象在波浪通过的每一点。7.振动图和波形图：某一点随时间变化的振动曲线称为振动曲线，也称为振动图。在地震勘探中，沿测线绘制的波形曲线也称为波形图。8.折射波：当入射波大于临界角时，发生滑动波和全反射。界面上的滑动波有另一个特点，即它将影响第一界面并激发新的波。在地震勘探中，由滑动波引起的波被称为折射波，也称为第一波。入射波以临界角或临界角以上的角度入射到高速介质上。9.滑翔波：根据传播定律，如果V2V1，即sin2 sin1，2 1。当1未达到90o时，2达到90o。此时，透射波沿着第二介质中的界面滑动，并且产生的波是滑动波。10.同相轴和同相平面：同相轴是地震道上一组有序排列的相位，表示新地震波的到达，由地震记录上系统的相位或振幅变化来表示。11.地震视速度：当波的传播方向与观测方向(夹角)不一致时，观测到的速度不是波前的真实速度V，而是视速度Va，即波沿直线方向的传播速度。波阻抗：指介质(地层)密度与波速(Zi=iVi，I为地层)的乘积，在声学上称为声阻抗，在地震学上称为波阻抗。波的反射和透射与界面两侧介质的波阻抗有关。只有在Z1 Z2的条件下，地震波才会反射，差异越大，反射越强。13.纵波：粒子振动方向与波传播方向一致，传播速度最快。也称为压缩波、膨胀波、纵波或纵波。14.横波：质点振动方向垂直于波传播方向，其速度比纵波慢，也称为横波、旋转波、横波或横波，其速度约小于纵波的0.7倍。横波分为横波和横波。15.体波：当波在无限均匀介质(固体)中传播时，有两种波(纵波和横波)。它们在介质的整个固体空间中传播，统称为体波。16共炮点反射道集：在同一炮点激发的不同接收点接收的反射波记录称为共炮点道集。这种记录形式常用于野外数据采集的原始记录中。它18.纵向和非纵向线：激发点和接收点在同一条直线上。这种线叫做纵线。用纵线观测得到的时间-距离曲线称为纵向时间-距离曲线。激发点不在测线上，用非纵向测线观测得到的时距曲线称为非纵向时距曲线。19.垂直地震剖面：地震检波器放入井内，在地面激发，即在离井口一定距离的地方激发地面，称为地震测井。用这种观测方法得到的剖面为垂直地震剖面，并得到地震波的垂直时距曲线。平均速度：通过使用这组地层的总厚度，波沿垂直面方向传播所用的总时间。第二，填空物体在外力的作用下变形。如果外力被移除，物体在外力作用下仍会保持其形状。这种特性被称为可塑性。这种物体被称为塑料物体。弹性和塑性是物质相互转化的两种性质。自然界中的大多数物质同时具有这两种特性。在外力作用下，它不仅产生弹性变形，而且产生塑性变形。3弹性和塑性物体主要表现为外力作用下的弹性变形或塑性变形。这取决于材料本身的物理性质、外力的大小、作用力的持续时间、变化的速度以及外部条件，如温度、压力等。对象所在的位置。4地震波与岩石界面相遇时产生的两种主要波是_ _ _瑞利波和拉尔夫波三、选择题1.在连续介质中，地震波传播速度与深度z的一般关系是(a)a)V=Vo(1Z)B)V=Vo(1Z)C)V=VoZ D)V=(1 2Z)Vo2.连续介质地震波射线为(b)a)直线b)曲线c)双曲线d)抛物线3.根据费马原理，地震波沿着(b)传播a)最大路径传播b)最小时间传播c)二次抛物线路径传播d)双曲线路径传播4.物理地震学认为地震波是(c)a)射线通过射线b)沿着射线路径在介质中传播c)波d)表面波波传播方向上每单位长度的波长数称为(c)a)波长b)周期c)波数四、简短回答问题1.惠更斯原理是什么？前进波阵面上的每一点都可以看作是一个次生地震(波)源，后一时刻的波阵面是基于前一时刻波阵面激发的所有次生波的包络面。2.费马原理是什么？根据斯内尔定律，在介质中从一点传播到另一点的波可以沿着许多不同的路径传播。费马原理指出，波在各种介质中的传播路径满足所需时间最短(传播时间极小)的条件。这条路径正是垂直阿波罗前面的路径，也就是射线路径。3.反射、透射和斯内尔定律是什么？反射定律： 反射线和入射光线在法线的两侧分开；(2)反射线位于入射平面内；(3)反射角等于入射角；(4)反射线、入射光线和法线形成的平面是光线平面，垂直于界面。透射定律：透射光线也位于入射平面；入射角的正弦与透射角的正弦之比等于第一和第二介质的波速之比。结合反射定律和透射定律，并延伸到多层水平分层介质的情况，可以得到斯涅尔定律：折射波的盲区是什么？因为折射波的产生需要一定的条件，所以在表面的某一部分无法观察到折射波，这部分被称为折射波盲区。5.尝试描述纵波和横波的传播特性。纵波：粒子振动方向与波传播方向一致，传播速度最快。横波：质点振动方向与波传播方向垂直，速度较慢平面波波前是平面的(没有曲率)，图像是在一个非常远的震源上产生的。这是地震波分析中的一个常见假设。球面波-由点源产生的波，绕着球面传播。8.什么因素决定了地震波波前的形状？波面的形状取决于波源的形状和介质的性质。在均匀各向同性介质中，同一个震源在近处是球面波，在远处是平面波。9.从反射波和折射波的形成机理来看，折射波的形成条件是什么？1)当波从介质1传输到介质2时，当两种介质的阻抗不同时，在界面上会发生透射和反射，满足斯涅尔定律。2)当v2 v1时，透射角大于入射角。当入射角达到临界角C时，透射角达到90度，然后波沿界面滑动，这称为滑动波。3)滑动波是中速度V2在下层的传播。4)由于两种介质紧密相连，为了满足边界条件，滑动波的传播会引起上层介质的扰动，应在第一种介质中激发一种新的波，即地震折射波。10.在垂直线和水平界面均质介质的情况下，共炮点的直达波时距曲线有什么特征？直达波时距曲线方程：它是一条直线。11.在垂直测线、水平界面和均匀介质的情况下，共炮点的反射波时距曲线有什么特征？反射波的时距曲线是一条最小值为x=0和t=h0的双曲线12.在纵线、倾斜界面和均匀介质的情况下，共炮点的反射波时距曲线有什么特征？在水平界面和水平界面的条件下有什么相同点和不同点？反射波的时距曲线是双曲线。根据双曲线的特点，该方程的最小坐标为：两者都是双曲线，但最小点的位置不同。13.直达波的时距曲线必须是直线吗？不一定，它只是均匀各向同性介质中的一条直线，当速度与其他因素有关时，它不是一条直线。14.在垂直线、水平界面和均匀介质的情况下，反射波时距曲线与直达波时距曲线和折射波时距曲线之间有什么关系？直达波时距曲线是反射波时距曲线的渐近线。当x，反射波：直接波：相交时间为：折射波时距曲线在M1点与反射波时距曲线相切，切点坐标为：直达波时距曲线与折射波时距曲线相交，交点即为超前时间。15.在纵线、水平界面和均匀介质的情况下，共炮点的折射波时距曲线有什么特征？界面深度为：折射波在水平界面的时距曲线是一个标准的直线方程，斜率k=1/V1，直线的截距为ti，V1为下伏介质的速度；根据视速度的定义，折射波的视速度应为V1，即在第二介质中的传播速度。这个速度有时被称为“界面速度”，因为滑动波以这个速度沿着界面滑动。Ti是折射波时距曲线延伸后与时间轴的交点(x=0)，称为与时间轴的交点时间。16.为什么我们不在地震勘探的野外工作中使用自激和自收集观测呢？考虑到实际生产，激发(O)和接收(S)应在M点两侧的对称点进行，以便在M点正下方获得反射，而不需要自激发和自收集。17.在地震勘探中，地下介质的简化是什么？地震勘探中建立的各种地层介质结构模型均质介质层状介质连续介质。认为反射界面r上方的介质是均匀的，即层中介质的物理性质不变，例如地震波速度为常数V0。反射界面R是平面的，并且可以是水平的或倾斜的。认为地层剖面为层状结构，各层速度均匀，但层间速度不同，介质性质突变。界面R可以是水平的(称为水平层状介质)或倾斜的。实际介质被理想化为层状介质，因为沉积岩区域通常具有很好的分层性，并且岩层的分层性由不同的岩性决定，这些岩性通常具有不同的弹性性质。因此，岩层的岩性分解面有时与岩层的弹性界面一致。连续介质意味着介质1和介质2在界面R两侧的速度不相等并且具有突变。然而，界面R上覆地层(即介质1)的波速是连续空间变化的函数。最常见的是速度只是深度V(z)的函数。连续介质是分层介质的进化。当层状介质中层数无限增加，每层厚度无限减小时，层状介质将转变为连续介质。18.在层状介质中引入平均速度的条件是什么？(1)假想均匀介质的厚度应等于水平层状介质的总厚度；(2)假想均匀介质的t0等于水平层状介质的t0。19.在连续介质的情况下，共炮点反射波的时距曲线方程有什么特征？光线和等时曲面的特征是什么？当偏移不大时，多层介质反射波的时距曲线可近似视为双曲线。光线在任何地方都垂直于等时平面，并且具有正交关系。在V(z)=Vo(1 z)的条件下，地震波的射线轨迹为圆弧。在V(z)=Vo(1 z)的条件下，地震波的等时线是一族圆心在z轴上的圆。20.浅层反射波时距曲线和深层反射波时距曲线的弯曲程度不同。为什么？反射界面埋得越深，视速度越大，瞬时距离曲线越平滑。21.在水平界面条件下，如何根据折射波的时距曲线计算浅层的埋深和速度？可以看出，M层水平界面上折射波的时距曲线方程是利用折射波的时距曲线线，可以很容易地得到每个界面的界面速度和交叉时间当量，然后可以计算出每个折射界面的深度值。这是这是用折射波法研究地下岩层起伏的基本依据，也是用浅层折射法研究低降速带的基础。22.