成都理工大学：《工程与环境物探》第二章 地震波运动学

。2、地震波运动学 地震勘探的基本任务之一是确定地下的地 质构造,解决该任务主要是利用浪的运动学特 性,即研究地震波在传播过程中波前的空间位 置与其传播时间之间的几何关系,这种关系可 用时间场来描述如果已知各种浪的时间场,即 可得到这些浪的运动学特征的完整概念。本章 主要讨论地震浪运动学的正、反演问题。正演 问题是给定地下界面的产状要素和速度参数等, 求各种波(包括直达波、折射浪和反射波等) 的时间场,反演问题是根据实际获得的时间场 求取 都理工大学信息工程学院 0返回

成都理工大学信息工程学院 返回 2 、 地震波运动学 地震勘探的基本任务之一是确定地下的地 质构造，解决该任务主要是利用波的运动学特 性，即研究地震波在传播过程中波前的空间位 置与其传播时间之间的几何关系，这种关系可 用时间场来描述.如果已知各种波的时间场，即 可得到这些波的运动学特征的完整概念。本章 主要讨论地震波运动学的正、反演问题。正演 问题是给定地下界面的产状要素和速度参数等， 求各种波（包括直达波、折射波和反射波等） 的时间场，反演问题是根据实际获得的时间场 求取

地下界面的几何形态和运动学参数等。 2.1.1直达波时距曲线 直达波即是从震源点出发不经反射或折射 以地表速度直接传播到各接收点的地震浪。当 震源位于地表附近,并采用纵测线观测时,其 时距曲线方程为: 都理工大学信息工程学院 0返回

成都理工大学信息工程学院 返回 地下界面的几何形态和运动学参数等。 2.1.1 直达波时距曲线 直达波即是从震源点出发不经反射或折射 以地表速度直接传播到各接收点的地震波。当 震源位于地表附近，并采用纵测线观测时，其 时距曲线方程为：

≌么 t=±x/v (1.21) 其中为波沿测线传播的视速度,为传播距离。当接 收点在原点(激发点)左侧时,上式取负号。 由方程可见,该时距曲线为一条过原点O的直线, 该直线斜率的倒数即为即 △x/△t (1.2.2) 当忽略震源深度时,一般可近似认为等于表层层速 度。其时距曲线参见图121。 成都理工大学信息工程学院 返回

成都理工大学信息工程学院 返回 * t = x / v （1.2.1） 其中 * v 为波沿测线传播的视速度，x为传播距离。当接 收点在原点（激发点）左侧时，上式取负号。 由方程可见，该时距曲线为一条过原点 O 的直线， 该直线斜率的倒数即为 * v 。即 v = x / t * （1.2.2） 当忽略震源深度时，一般可近似认为 * v 等于表层层速 度 1 v 。其时距曲线参见图 1.2.1

≌么 显然,在一定观测范围内,直达波最先到达接收点 2.12折射波时距曲线 1.单一水平折射层 孓x (1.25) 水平层的折射波时距曲线是一条斜率为/2的直 线,将折射波时距曲线延长到时间轴,其截距称作交 叉时(它不是自激自收时间)。 成都理工大学信息工程学院 返回

成都理工大学信息工程学院 返回 显然，在一定观测范围内，直达波最先到达接收点。 2.1.2 折射波时距曲线 1．单一水平折射层 0 2 t V x t = + （1.2.5） 水平层的折射波时距曲线是一条斜率为 2 1/V 的 直 线，将折射波时距曲线延长到时间轴，其截距0 t 称作交 叉时（它不是自激自收时间）

交叉时与折射界面法向深度有关,对资料 解释有意义。时距曲线斜率的倒数等于界面 速度。 由图12.1可见,时距曲线的D点为折射浪 的始点,D点内无折射浪,为折射波的盲区, D点以外,折射波先于反射浪到达接收点,且 在一定范围外,也先于直达浪到达接收点。 都理工大学信息工程学院 0返回

成都理工大学信息工程学院 返回 交叉时与折射界面法向深度有关，对资料 解释有意义。时距曲线斜率的倒数等于界面 速度。 由图1.2.1可见，时距曲线的D点为折射波 的始点，D点内无折射波，为折射波的盲区， D点以外，折射波先于反射波到达接收点，且 在一定范围外，也先于直达波到达接收点

≌么 相遇时距曲线:两支时距曲线斜率不同,下倾 方向接收视速度小,时距曲线陡;上倾方向接收视 速度大,时距曲线平缓,另外,由于上倾O1激发, 在下倾O2接收与下倾O2激发、上倾O1处接收时波 的旅行路径一样,满足互换原理,旅行时间T相等, T称作互换时间 成都理工大学信息工程学院 返回

成都理工大学信息工程学院 返回 相遇时距曲线：两支时距曲线斜率不同，下倾 方向接收视速度小，时距曲线陡；上倾方向接收视 速度大，时距曲线平缓，另外，由于上倾 O1激发， 在下倾 O2 接收与下倾 O2 激发、上倾 O1处接收时波 的旅行路径一样，满足互换原理，旅行时间 T 相等， T 称作互换时间

≌么 22单界面反射波时距曲线 221单一水平界面 2H 1为自激自收的反射时间, (1.220) 4H V,|1+ (1.221) 成都理工大学信息工程学院 返回

成都理工大学信息工程学院 返回 2.2 单界面反射波时距曲线 2.2.1 单一水平界面 V H t 2 0 = 为自激自收的反射时间， 2 2 2 0 2 V x t = t + （1.2.20） 2 2 4 1 x H V d t d x Va = = + （1.2.21）

≌么 任一观测点P的反射波旅行时和同一反射界面的双 程垂直时间的差,定义为正常时差At x △t≈ 2Y-t (12.22) 成都理工大学信息工程学院 返回

成都理工大学信息工程学院 返回 任一观测点 P 的反射波旅行时t 和同一反射界面的双 程垂直时间0 t 的差，定义为正常时差t 0 2 2 2V t x t  （1.2.22）

在浅层高分辨率地震反射勘探中,为解决 近炮点处接收到的浅层反射浪正常时差小,不 易准确求取速度的问题,常采用扩展排列接收 求取地层速度。使用正常时差可判断地震记录 上的同相轴是正常的反射浪,还是强干扰背景 条件下接收到的相干干扰浪等噪声;共深度点 叠加前需要消除正常时差,正常时差也是速度 分析的基础。 都理工大学信息工程学院 0返回

成都理工大学信息工程学院 返回 在浅层高分辨率地震反射勘探中，为解决 近炮点处接收到的浅层反射波正常时差小，不 易准确求取速度的问题，常采用扩展排列接收， 求取地层速度。使用正常时差可判断地震记录 上的同相轴是正常的反射波，还是强干扰背景 条件下接收到的相干干扰波等噪声；共深度点 叠加前需要消除正常时差，正常时差也是速度 分析的基础

≌么 23水平层状介质反射波时距曲线 × (1.2.34) 其中 1/2 ∑tH2 ∑ (12.35) 称为均方根速度 成都理工大学信息工程学院 返回

成都理工大学信息工程学院 返回 2.3 水平层状介质反射波时距曲线 2 2 2 0 2 V x t = t + （1.2.34） 其中 1/ 2 1 2 1               =   = = i n i i i n i t t V V （1.2.35） 称为均方根速度