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1、第三章 地震勘探野外数据 采集技术与方法 第一节 有效波和干扰波 一、有效波和干扰波的概念 有效波：在地震仪接收到的所有振动中，能解决某一特定地质问题的波称为有效波或信号； 干扰波：一切妨碍分辨有效波的其他波称为干扰波,1,专业精制,（一）面波 又称地滚波，当震源较浅和表层具有明显的成层性时，在自由表面会产生瑞雷面波，特点是：频率低，（几十Hz）能量沿铅垂方向衰减快，沿水平方向衰减慢，延续时间长，具有频散特点，在地震记录上呈扫帚状。,二、规则干扰波,2,专业精制,（二）声波 在空气中传播的弹性波声波的特点是速度稳定，（330-340m/s），频率高，延续时间长，在地震记录上形成强而尖锐的波至。
2、,3,专业精制,4,专业精制,5,专业精制,反射波,面波,6,专业精制,7,专业精制,8,专业精制,（三）工业电干扰 当地震测线通过高压输电线时，地震检波器电缆会感应出50Hz的电压，形成在整个地震记录上或部分地震记录上50Hz 正弦干扰波。,9,专业精制,（四）虚反射 虚反射是指从震源首先向上到达地面发生反射，然后向下传播，遇到弹性分界面反射回到地面的波，它伴随在一次反射之后，又称伴随波。使一次波相位数目增多。,10,专业精制,（五）多次反射波 在地下存在强波阻抗界面时，会产生多次反射波。特点：全程简单多次反射波与一次反射波相似。可用t0识别标志区分多次反射波和一次反射波。,11,专业精制,
3、（一）微震 非震源激发的地面扰动统称为微震。风吹、草动、海浪、交通车辆等。 微震特点：频带宽，不能用频率滤波或视速度滤波压制，可用垂直叠加法压制,三 、不规则干扰波,12,专业精制,（二）低频、高频背景 在疏松地层中激发易形成低频背景，特点：低频不规则振动。 在坚硬的岩石中激发时，波传播到浅部不均匀体，产生散射和高频干扰背景。 ；,13,专业精制,一、 测线设计 （一）反射波法测线设计 1. 最好为直线； 2 .主测线应与岩层或构造走向相垂直,第二节 测线设计和观测系统,14,专业精制,测线设计原则,3. 尽可能与钻探线或其它物探测线相一 致。 4. 面积测量时应有联络测线，以检测不同测线上反
4、射波的闭合情况。,15,专业精制,（二）折射波法测线设计 1. 相遇观测法：双边(排列两端激发)的观测方法。 2. 相邻两道检波器间的距离道间距x一般为目的层深度的1/10。很深时不按此比例。工程地震中，常采用5-10m的道间距。,16,专业精制,3. 最大炮检距应选为目的层深度的7-10倍以上；为连续追踪折射界面，一般按6-12个检波点设置一个震源点来进行设计。 4. 测线很长时，单元测线的衔接处重复最大接收距离的1/41/3； 5. 既考虑地质任务，又考虑地表和地质条件，测线尽量在平坦地面布置，主测线应设在路线上；,17,专业精制,图3.2.1 长测线观测系统,18,专业精制,6. 滑坡和
5、边坡地质调查，通常以主滑动方向为中心，布置网格状测线，使测线方向与地层走向一致，见图3.2.2。 7. 重力坝址地质调查，以坝的轴线为中心，在坝体范围内布置网格状测线，一组与水坝平行，一组与河流流向平行。,19,专业精制,将激发点与接收排列的相互位置关系称为观测系统。 一般用综合平面图来表示观测系统。如图3.2-4,二 、 观测系统,20,专业精制,图3.2-2 调查滑坡,21,专业精制,图3.2-3 调查重力坝址,22,专业精制,二、观测系统,（一）反射波法观测系统 1. 单次覆盖简单连续观测系统； 图3.2-4(a)是双边激发单次覆盖观测系统，上边是综合平面图，下边是时距平面图；,23,专
6、业精制,3.2-4(b)是每激发一次，排列沿测线向前移动一个排列长度，称单边激发简单连续观测系统；,24,专业精制,图 3.2-4 观测系统图示,b 单边激发简单连续观测系统; c 中间激发简单连续观测系统；d 间隔激发 单次覆盖连续观测系统,25,专业精制,2单次覆盖间隔连续观测系统 激发点与接收排列的第一道间隔一段距离远离激发点接收，以避开声波和面波干扰，见3.2-4(d) 3. 延长时距曲线观测系统 在测线上遇到障碍物时采用的观测系统，见图3.2-5.,26,专业精制,27,专业精制,4.多次覆盖观测系统 （1）是采用有规律的移动激发点和接收点，对地下界面段多次重复采样的观测系统”，见图
7、3.2-6.,28,专业精制,（2）炮点距计算公式,式中s为常数，单边放炮时，s=1，双边放炮时，s=2；,29,专业精制,n是多次覆盖的次数，即对界面上的反射点重复接收的次数； N是仪器道数，或一条侧线上检波器的个数； 一般采用下倾方向激发的单边放炮观测系统；此时常数s=1,30,专业精制,(3)设相邻炮点距为d,则相邻的炮检距差为2d; (4)由炮点出发,与测线相差45度角的一组斜线叫做共炮点线;,31,专业精制,(5)由接收点开始,与共炮点线正交的另一组斜线叫做共接收点线; (6)通过共炮点线与共接收点线的交点且平行于测线的一组水平直线叫做共炮检距线.,32,专业精制,（7）来自不同炮点
8、激发的同一接收点的记录道的集合叫共反射点道集； （8）相邻炮点的,同一共中心点道的道号相差为N/n道； （9）依次放完6炮，A、B、C、D四个反射点都达到6次覆盖，以后每放一炮可增加四个（N/n个）共反射点道集。,多次覆盖观测系统,33,专业精制,返回,34,专业精制,折射波法观测系统,（一）折射波法观测系统 1. 相遇时距曲线观测系统 用于解释复杂地质构造的定量解释常用的折射波法观测系统。 在测线两端激发，在全测线上接收的观测系统。得到的时距曲线叫相遇时距曲线，见图3.2-7。,35,专业精制,2.追逐时距曲线观测系统 （1）属于单边激发，就是在同一接收地段的同侧不同激发点上激发；,36,专
9、业精制,图3.2.7 折射波的相遇时距曲线系统 （a）能解释的系统 ;(b) 不能解释的系统,37,专业精制,（2）主要用于了解折射界面是否产生穿透现象，或用来延长某些需要加长的时距曲线。,38,专业精制,（3）当没有穿透现象时，由不同激发点激发的两支时距曲线是平行的，折射波时距曲线的形态只和界面的形状和上下介质的速度有关，与激发点的位置无关；当有穿透现象时，两条时距曲线不在平行.,39,专业精制,第三节 地震波的激发,一、炸药震源 特性：1.激发的是脉冲波，频带宽，能量强，高频成分丰富。地震脉冲波的视周期与炸药量的关系是,40,专业精制,式中K是常数，炸药量大，激发产生 的视周期越大，频率越
10、低。 见图3.3-1和图3.3-2所示。 高分辨率地震勘探应采用小药量激发，一般为几十克到几百克；,41,专业精制,2. 遇到砂质土或腐质土，或随机干扰大时，药量要加大； 3. 地震波的能量还与炸药和周围介质的耦合情况有关，这表现在两个方面,一个是几何耦合,二是阻抗耦合。,42,专业精制,几何耦合为100%是最好的耦合，另一是阻抗耦合（指炸药密度炸药起爆速度）/岩石密度岩石纵波速度），比值为1时，激发的能量最大。为增加耦合性，常利用注满水的洞激发； 4. 激发通常在潜水面或低速带以下激发。,43,专业精制,二、非炸药震源 （一）锤击震源 1由大锤、金属垫板、锤击开关和连接电缆组成； 2在潮湿牢
11、固和坚硬的地层上激发效果好，获得的信号频率高，在干燥疏松的地层上效果差；,44,专业精制,3缺点：激发的信号受面波和声波干扰大； 4在土质地基上，锤击震源的深度在100m以内；见图3.3-3,45,专业精制,46,专业精制,47,专业精制,48,专业精制,49,专业精制,50,专业精制,图3.3-1 一只雷管激发产生的信号振幅谱,51,专业精制,图3.3-2 一只雷管加助爆剂激发产生的信号振幅谱,52,专业精制,图3.3-3 锤击震源的波谱,53,专业精制,(二)击板震源 1是用来激发横波（SH波）的震源； 2用做震源的木版长23m，宽35cm 左右，厚10cm，激发时，木版上要压重物； 3这种震源激发的频率在3070Hz之间。,54,专业精制,三 震源特性对分辨率的影响 1使用小能量激发，可使激发的信号频谱的主频高； 2.使用小能量的垂直叠加技术比单次大药量激发的主频高。见下图,55,专业精制,图3.3-4 小能量叠加功能示意图,56,专业精制,3.小能量激发可使质点产生的位移符合小形变和小位移； 4.选择合适的介质激发可提高信号主频；,57,专业精制,
