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1、七、连续介质中波的时间场和反射波的时距曲线1 讨论连续介质的思路V=V(z)叫连续介质,用微分的思想,将连续介质分成很多厚度为h的水平薄层,利用水平层状介质的有关结论,然后令h0,速度就变成了连续函数,层状介质便过渡为连续介质。 0 t z2 连续介质V=V(Z)中波的射线和等时线方程(1) 均匀介质中波的射线和等时线方程 O x 等 时 线 射线 z射线方程: (x,z的关系) 等时线方程: (x,z,t的关系)(2) 连续介质中波的射线方程 x dz (z) ds dx 射线 z (3) 连续介质中波的等时线方程3 线性介质中波的射线和等时线方程(1) 射线方程将代入,得射线在震源处与Z轴
2、的夹角。华北地区=1810m/s =0.00026/m特点:线性介质中波的射线是圆弧,圆心在Z=-直线上变动 O B x等 时 面 射线 z P57 图6.2-11(2)等时线方程:将代入,得 (6.2-36) (6.2-37) 特点:线性介质中波的等时线为圆,圆心在Z轴上变动。提问:波在线性介质中走什么样的路径?波从OB是走直线吗? 波在线性介质中的等时线是什么样的?与均匀介质中的情况比较。4 线性连续介质中的直达波和反射波 O G(x,t) B A x h R z P58 图6.2-12 为什么反射波上下路径对称?(1) 直达波(回折波)指波从震源发出没有碰上界面的作用,直接传播到地面的波
3、,因波线是圆弧,故线性介质中的直达波又叫回折波,每条射线都有一处穿透深度最大。 当时,形成回折波。 当时,形成反射波。最大穿透深度。 h界面的埋深。(2)回折波的时距曲线方程将观测线方程z=0代入等时线方程(6.2-37)中,得 P58 (3) 反射波的时距曲线将观测线方程z=h代入等时线方程(6.2-37)中,得到波从O用时与的关系:再将代入上式,得波从OPG的用时t与x的关系,即时距曲线:(4) 时距曲线的特点只在OA内才能收到反射波和回折波。在A点上方,回折波与反射波的时距曲线相切(二者同路径,或求导证明)连续介质中反射波的时距曲线不是双曲线,但炮检距x不大时可近似成双曲线。八、水平界面
4、转换波的时距曲线(略,自学,P58-59)转换波上、下路径不对称,利用较少。九、绕射波的时距曲线1狭义绕射波 地震波在传播过程中,遇到岩性突变点(断点、尖灭点、超覆点、退覆点、不整合面的起伏等),这些突变点可作为一个新的震源向四周发射地震子波。称为狭义绕射波。2 绕射波的时距曲线。 t 绕射波 反射波 0 d C xh V D R断块长度波长,用几何地震学断块长度波长,用物理地震学3 绕射波时距曲线的特点(1) 双曲线(2) 极小点在断点的正上方,可帮助判别断点的位置。 (3) 绕射波与反射波时距曲线的关系a. 绕射波时距曲线在反射波的上面。b. 二者在x=2d处相切。十、 多次反射波的时距曲
5、线1定义 一次波(有效波)指经过一个界面反射后便回到地面被接收的反射波。 多次波在一个界面上发生多次反射后回到地面被观测到的反射波。2 多次波的类型。 全程多次波只在地下某一个界面反射多次的波。例如:全程二次波,全程三次波部分多次波 地面经过地下两个或两个以上界面的反射的波。虚反射 R当震源在地面以下时,会有一次反射波发生在地表的多次波。3.全程多次波的时距曲线(1) 全程二次波的时距曲线 Oh R E h2 R P60 图6.2-15 可以证明倾角为的界面R上产生的全程二次波,可以看作倾角为=2的假想的界面上的一次反射波。则有:=2 (两个直角三角形有同一斜边) 代入上式,得 P61(2)
6、全程n次波的时距曲线可递推出对应的等效界面的倾角=n 法线深度则 P61当=0时,上式成为:注:据=n可定出多次波最多只能产生几次,这与能量守则相符。(3) 全程多次波时距曲线的特点双曲线倍数关系一次波 n次波当=0时, P189图 即倾角较小时,n次波的垂直反射时间近似为一次波的n倍,利用这一点可初步判断多次波的存在。4 产生多次波的条件: 地下不深处存在反射系数较大的界面例如:火成岩与沉积岩的分界面;基岩顶面;不整合面,煤层。 地表条件:潜水面浅,低速带厚度不大,地表平坦例如:海上多次波。 V=340m/s 海面 海水 V1600m/s 海底 多次波有利还是弊?5 多次波的危害 造成沉积加厚假象 造成构造被掩盖 Geophysics ,P1532-1536 造成断层被掩盖 造成假平点新墨西哥湾,12口干井,几千万美元,假平点。总结:1 地震勘探中主要利用反射波法,各种介质中的反射波时距曲线很重要。2 各种介质中的反射波的时距曲线有的是标准的双曲线,有的可近似为双曲线,最简单的是,应记住。