《地球物理地震部分練習(xí)題答案分解.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《地球物理地震部分練習(xí)題答案分解.doc（15頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

物探考試復(fù)習(xí)題： 緒言 1、何為地球物理勘探（簡(jiǎn)稱物探）？ 答：地球物理勘探就是通過(guò)專門的儀器觀測(cè)地球物理場(chǎng)的分布和變化特征，然后結(jié)合已知地質(zhì)資料進(jìn)行分析研究，推斷出地下巖土介質(zhì)的性質(zhì)和環(huán)境資源等狀況，從而達(dá)到解決問(wèn)題的目的。簡(jiǎn)單地說(shuō)，物探是通過(guò)觀測(cè)和研究各種地球物理場(chǎng)的變化來(lái)解決地質(zhì)問(wèn)題的一種勘查方法。 2、物探方法與地質(zhì)方法的主要區(qū)別？ 答：物探方法與地質(zhì)方法在工作原理上是截然不同的。 地質(zhì)方法是以巖石學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)等理論為基礎(chǔ)，對(duì)巖土露頭或巖芯等直接進(jìn)行觀察； 物探方法則是以各種地球物理場(chǎng)的理論為基礎(chǔ)，憑借儀器對(duì)地質(zhì)構(gòu)造或巖土介質(zhì)引起的地球物理異常進(jìn)行觀測(cè)，而不是直接觀測(cè)地質(zhì)構(gòu)造或巖土介質(zhì)本身，因此它是一種間接的手段。 探方法的主要特點(diǎn)是可以透過(guò)覆蓋地層尋找隱伏地質(zhì)構(gòu)造或了解巖土介質(zhì)的分布。因此它比鉆探等其它直接的地質(zhì)勘查手段具有快速、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)，已被各系統(tǒng)各部門廣泛采用，并成為一種不可缺少的重要手段。 3、何為物探方法的局限性和多解性？ 答：局限性： 物探的應(yīng)用總要受到一定的地質(zhì)及地球物理?xiàng)l件的限制，這主要是指： 1.探測(cè)對(duì)象與周圍巖石間必須具有明顯的，可以探測(cè)到的物理性質(zhì)上的差異，或物質(zhì)分布的不均勻； 2.探測(cè)對(duì)象要有一定的規(guī)模，且埋藏不太深，足以產(chǎn)生儀器可以發(fā)現(xiàn)和圈定的地球物理異常； 3.各種干擾因素產(chǎn)生的干擾場(chǎng)，相對(duì)于異常應(yīng)足夠微弱，或具有不同的特征，以便能夠予以分辨或消除。 若不具備上述條件，則很難通過(guò)觀測(cè)發(fā)現(xiàn)探測(cè)對(duì)象的存在。 多解性： 對(duì)同一個(gè)地球物理異常的解釋可以有互不相同甚至截然相反的結(jié)論，這叫做物探異常的多解性。造成多解性的原因很多，有數(shù)學(xué)解的不穩(wěn)定性、觀測(cè)誤差、干擾因素等。但最根本的原因還是地球深部的不可入性所帶來(lái)的觀測(cè)數(shù)據(jù)中“信息量”的不足，這些問(wèn)題目前還沒有找到切實(shí)有效的解決辦法。 綜上所述，由于各種自然的或人為的因素所限，物探取得的成果實(shí)質(zhì)上都是一定條件下的某種推論，推論和實(shí)際總是不可避免地存在著某些差異。 4、工程與環(huán)境物探的特點(diǎn)？ 答：工程及環(huán)境物探通常有以下特點(diǎn)： （1）大部分的對(duì)象是淺、小的物體，探查深度從幾十厘米到幾十米，要求探查的分辨率高、定量解釋精度高； （2）不僅要求搞清探查對(duì)象的分布規(guī)律，還往往要求查明單個(gè)對(duì)象（如溶洞）的空間位置； （3）與工程及環(huán)境地質(zhì)工作結(jié)合緊密，探查資料往往用于設(shè)計(jì)或施工，時(shí)間上銜接緊，這常使得探測(cè)結(jié)論能及時(shí)得到驗(yàn)證和反饋，對(duì)工作結(jié)論要求高； （4）探查對(duì)象復(fù)雜。淺小的物體規(guī)律復(fù)雜，近地表的地質(zhì)條件和物性也不均勻，沿水平方向和鉛垂方向的各向異性嚴(yán)重，甚至物性參數(shù)出現(xiàn)連續(xù)漸變的情況。給資料的定性定量解釋帶來(lái)許多困難。 地震勘探 一、地震波動(dòng)力學(xué) 1、何為地震波的動(dòng)力學(xué)特征和運(yùn)動(dòng)學(xué)特征？ 答：地震波傳播的動(dòng)態(tài)特征集中反映在兩個(gè)方面：一是波傳播的時(shí)間與空間的關(guān)系，稱為運(yùn)動(dòng)學(xué)特征；另一是波傳播中它的振幅、頻率、相位等的變化規(guī)律，稱為動(dòng)力學(xué)特征。前者是地震波對(duì)地下地質(zhì)體的構(gòu)造響應(yīng)，后者則更多地表現(xiàn)出地下地質(zhì)體的巖性特征，有時(shí)亦是地質(zhì)體結(jié)構(gòu)特征的響應(yīng)。 2、工程地震勘探所研究的介質(zhì)做了哪些假設(shè)？ 答：均勻連續(xù)假設(shè)：在同一地層中，由于地震波的波長(zhǎng)一般大于數(shù)百米至數(shù)公里，巖石的不均勻性對(duì)地震波的傳播不起作用。 各向同性假設(shè)：取向雜亂無(wú)章的晶體的線度遠(yuǎn)較地震波波長(zhǎng)小，在地震波波長(zhǎng)長(zhǎng)度內(nèi)，可將地球介質(zhì)看作為各向同性。 完全彈性假設(shè)：除震源除外，介質(zhì)所受的力一般都是很小的，而且延續(xù)時(shí)間很短，因此可將地球介質(zhì)當(dāng)作完全彈性體。 3、縱波和橫波各有什么特點(diǎn)？ 答：縱波的特點(diǎn)為：①在球腔壁上作用單位正壓力（縱波激發(fā)）時(shí)，彈性介質(zhì)中產(chǎn)生的縱波質(zhì)點(diǎn)位移規(guī)律是按指數(shù)衰減的正弦振動(dòng)，衰減快慢決定于x的大小。②振動(dòng)的強(qiáng)弱決定于系數(shù)，由于該系數(shù)中僅r為變量，說(shuō)明振動(dòng)的強(qiáng)度隨波傳播距離r的增大而反比地減小，在地震勘探中稱為波的球面擴(kuò)散。③縱波質(zhì)點(diǎn)位移的方向Sr同波傳播的方向r是一致的，地震勘探中把質(zhì)點(diǎn)位移的振動(dòng)方向稱為極化方向，由于縱波僅在波傳播的方向振動(dòng)，因此是線性極化波。 橫波的特點(diǎn)為：①在球腔壁上加上單位切應(yīng)力S0后，橫波的質(zhì)點(diǎn)位移是衰減的正弦振動(dòng)，衰減快慢決定于系數(shù)t。②橫波的振幅也隨波的傳播距離r增大而減小，亦具有球面擴(kuò)散。③橫波亦為線性極化波，因?yàn)槠滟|(zhì)點(diǎn)是在一維空間內(nèi)振動(dòng)。但由于在球坐標(biāo)內(nèi)a同r是互為正交的，故橫波的質(zhì)點(diǎn)位移振動(dòng)方向有別于縱波，它同波的傳播方面r垂直。在研究中，通常把橫波看作是由兩個(gè)方向的振動(dòng)所組成，一個(gè)是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)在垂直平面內(nèi)的橫波分量，稱為SV波，另一個(gè)是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)在水平平面內(nèi)的橫波分量，稱之為SH波。 4、振動(dòng)圖和波剖面的區(qū)別與聯(lián)系？ 答：振動(dòng)圖表示某個(gè)質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻相對(duì)于平衡位置的狀態(tài)?？杀葦M為錄像。波剖面表示很多質(zhì)點(diǎn)在同一時(shí)刻相對(duì)于平衡位置的狀態(tài)?？杀葦M為照相。振動(dòng)圖是個(gè)體在不同時(shí)間的行為，波剖面是整體在同一時(shí)間行為的定格。 波的振動(dòng)圖形 波剖面圖 5、傅立葉變換的物理意義？P20 答：任何一個(gè)非周期振動(dòng)由無(wú)限多個(gè)不同頻率、不同振幅的諧和振動(dòng)疊加而成。每一個(gè)頻率的諧和振動(dòng)的振幅和初相位由復(fù)變函數(shù)G (f)決定。G (f)可以寫成。 后者物理意義是：如果已知非周期振動(dòng)g (t)的形狀，那么可以求得頻譜G (f)，復(fù)變普G (f)的模A ( f)即為振幅譜。即：。復(fù)變譜G (f)的幅角就是相位譜，即。 6、在層狀介質(zhì)傳播過(guò)程中，地震波的能量損耗有哪些形式？用公式表述？ 答：地震波從激發(fā)、傳播到被接收，其振幅和波形都要發(fā)生變化，影響因素歸納起來(lái)主要有三類： 第一類是激發(fā)條件的影響，它包括激發(fā)方式、激發(fā)強(qiáng)度、震源與地面的耦合狀況等。不同的激發(fā)方式，如炸藥震源與錘擊震源、落重震源等相比，激發(fā)的振幅相對(duì)較大；相同的激發(fā)方式，則振幅的大小取決于激發(fā)強(qiáng)度，如同樣是錘擊震源，大錘激發(fā)和小錘激發(fā)振幅不同；由于地震勘探以介質(zhì)的彈性參數(shù)為物性基礎(chǔ)，因此震源與介質(zhì)的耦合性越好，激發(fā)的振幅越強(qiáng)。 第二類是地震波在傳播過(guò)程中受到的影響，主要包括： （1）地震波的能量與球面擴(kuò)散。 ，說(shuō)明波的振幅與波的傳播距離成反比。 （2）波的吸收衰減。在地震勘探中，地震波的振幅A隨傳播距離r 的增加按指數(shù)規(guī)律衰減，即。其中為初始振幅，為吸收系數(shù)，用單位波長(zhǎng)衰減的分貝數(shù)表示。,表明，吸收系數(shù)與地震波的頻率成正比，與地層速度V和品質(zhì)因子成反比。表明介質(zhì)的Q值越大，吸收系數(shù)越小，能量的損耗越小。 （3）反射和透射損失： 此外還有入射角大小以及波形轉(zhuǎn)換等造成的衰減。此外，地下巖層界面的形態(tài)和平滑程度等也會(huì)對(duì)波的能量有所影響。 第三類是接收條件的影響，包括接收儀器設(shè)備的頻率特性對(duì)波的改造以及檢波器與地面耦合狀況等。 7、介質(zhì)的吸收取決于哪些因素？由此可得出什么結(jié)論？ 答：在地震勘探中，地震波的振幅A隨傳播距離r 的增加按指數(shù)規(guī)律衰減，即。其中為初始振幅，為吸收系數(shù),。吸收系數(shù)與地震波的頻率成正比，與地層速度V 和品質(zhì)因子成反比。表明介質(zhì)的Q值越大，吸收系數(shù)越小，能量的損耗越小。Q值為一無(wú)量綱量，通常被定義為：在一個(gè)周期內(nèi)（或一個(gè)波長(zhǎng)距離內(nèi)），振動(dòng)所損耗的能量與總能量之比的倒數(shù)。 在淺層高分辨率地震勘探中，要求反射波的頻率較高，而地層的速度一般較低，盡管探測(cè)深度較淺，波的旅行路徑較短，但地層對(duì)高頻地震波具有嚴(yán)重吸收作用。地震波的頻率越高，地層的速度越低，地層的吸收作用就越顯著。而對(duì)于較低頻率成分的波，相應(yīng)吸收較少。 8、子波和大地濾波作用的定義？ 答：激發(fā)產(chǎn)生的尖脈沖信號(hào)在實(shí)際介質(zhì)中傳播時(shí)，由于介質(zhì)的吸收衰減作用，濾去了較高的頻率成分而保留較低的頻率成分，巖土介質(zhì)的這種作用稱為大地濾波作用。高頻成分的損失，改變了脈沖的頻譜成分，使頻譜變窄，因而使激發(fā)的短脈沖經(jīng)大地濾波作用后其延續(xù)時(shí)間加長(zhǎng)，分辨率降低。這種經(jīng)大地濾波作用后輸出的波b (t)稱為地震子波。 大地濾波作用對(duì)波形的改造圖 9、惠更斯原理、費(fèi)馬原理及視速度定理的內(nèi)容？ 答：惠更斯原理表明，在彈性介質(zhì)中，可以把已知時(shí)刻的同一波前面上的各點(diǎn)看作從該時(shí)刻產(chǎn)生子波的新點(diǎn)震源，在經(jīng)過(guò)時(shí)間后，這些子波的包絡(luò)面就是原波到時(shí)刻新的波前。應(yīng)用惠更斯原理可以說(shuō)明波的反射、折射和繞射現(xiàn)象。 惠更斯原理示意圖 費(fèi)馬原理表明，地震波沿射線傳播的旅行時(shí)和沿其它任何路徑傳播的旅行時(shí)相比為最小，亦波是沿旅行時(shí)間最小的路徑傳播(最小時(shí)間原理)的。在時(shí)間場(chǎng)內(nèi)，將時(shí)間相同的值連起來(lái)，組成等時(shí)面，等時(shí)面與射線成正交關(guān)系。 如圖所示A、B為兩個(gè)檢波器，間距為，地震波沿射線1到達(dá)A點(diǎn)的時(shí)間為，沿射線2到在B點(diǎn)的時(shí)間為定義為視速度。由圖可見，地震波沿射線傳播的真速度，因 所以 視速度示意圖 式中為地震波射線與其自身的地表投影的夾角(出射角=90-入射角)。式（1.1.62）表示了視速度與真速度之間的關(guān)系，稱為視速度定理，可以看出，視速度總是大于真速度。當(dāng)時(shí)，，即波沿觀測(cè)方向傳播，其視速度就是真速度；當(dāng)時(shí)，，即若沿波前面觀測(cè)波的傳播程度，此時(shí)波前面上各點(diǎn)的擾動(dòng)都同時(shí)到達(dá)，好像有一波動(dòng)以無(wú)窮大的速度傳播一樣；在均勻各向同性介質(zhì)中，由于V不變，的變化反映了地震波入射角的變化。在淺層地震反射勘探中，近炮點(diǎn)記錄道接收到的反射波視速度高，相鄰記錄道之間反射波的時(shí)差小，遠(yuǎn)炮點(diǎn)記錄道接收到的反射波視速度低，相鄰記錄道接收到的反射波時(shí)差大。 10、平面波法線入射情況下會(huì)出現(xiàn)什么情況？P26 答：當(dāng)?shù)卣鸩ù怪比肷涞浇缑嫔蠒r(shí)，，如圖所示。據(jù)斯奈爾定律，，求解Zoeppritz方程可得： ① 第一個(gè)方程表明在平面波垂直入射時(shí)，不存在轉(zhuǎn)換橫波，因?yàn)榇藭r(shí)轉(zhuǎn)換波的反射系數(shù)和透射系數(shù)均為零；第二個(gè)方程說(shuō)明，欲使反射波強(qiáng)度不為零的條件是： 或 ?、? 平面波垂直入射 這意味著波阻抗不相等的界面構(gòu)成地震反射界面。于是式②可以說(shuō)是地震反射波界面形成的必要條件。顯然滿足不等式②，可以是，亦可以是。當(dāng)時(shí)，為正，說(shuō)明反射波振幅和入射波振幅同相；反之，為負(fù)，表示它們反相。分析式①中第三個(gè)方程可以看出，透射系數(shù)永遠(yuǎn)為正，故透射波同入射波永遠(yuǎn)是同相的。 11、折射波是怎樣形成的，它有什么特點(diǎn)？ 答：當(dāng)下層介質(zhì)的速度V P2 大于上層介質(zhì)速度V P 1 時(shí)透射波超前運(yùn)動(dòng)，使其波前面與入射波、反射波的波前面脫離。但連續(xù)的彈性介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)應(yīng)是連續(xù)的。于是，必定有一種新的擾動(dòng)來(lái)填補(bǔ)這二個(gè)波前面的脫離，這個(gè)新擾動(dòng)的波前面必定是一端與透射波波前面相接，另一端與反射波波前面相切，這個(gè)新擾動(dòng)稱為首波，即折射波。 當(dāng)條件V P2< V P 1時(shí)，a角即使由0變到90，總可以滿足斯奈爾定律，在上覆介質(zhì)中形成反射，透射角a2不會(huì)超過(guò)90，因此不會(huì)產(chǎn)生透射波前超前入射波和反射波的情況，不可能形成沿界面滑行的首波，也就不會(huì)形成折射波。同樣，當(dāng)橫波速度滿足V S1< VS2，在界面上亦會(huì)形成折射橫波，其形成的物理機(jī)制同折射縱波一樣。 13、何為地震勘探的橫向和垂向分辨率？推導(dǎo)其公式。 答：地震勘探的橫向分辨率：橫向上可分辨地質(zhì)體的最小長(zhǎng)度的能力。 廣義繞射理論說(shuō)明，地面上某點(diǎn)o(自激自收點(diǎn))的能量都是地下界面上每一繞射點(diǎn)對(duì)它“貢獻(xiàn)”的結(jié)果，問(wèn)題是每一個(gè)點(diǎn)的“貢獻(xiàn)”都是等量的嗎?理論和實(shí)踐證明它們不是等量的并且有一個(gè)確定的范圍。分析認(rèn)為在地面o點(diǎn)觀測(cè)到的波的能量主要是由該范圍內(nèi)的繞射點(diǎn)形成的繞射波對(duì)該觀測(cè)點(diǎn)的“貢獻(xiàn)”。這個(gè)帶我們稱為菲涅爾帶。如圖所示。 從O點(diǎn)發(fā)出一球面波，波前到達(dá)界面上時(shí)形成繞射，考慮到所有繞射對(duì)O點(diǎn)的貢獻(xiàn)，要使得所有繞射疊加后產(chǎn)生相長(zhǎng)干涉，其繞射波時(shí)差必須在二分之一周期范圍內(nèi)，否則產(chǎn)生相消干涉。此時(shí)，繞射源發(fā)出的能量主要集中在界面上以半徑r為圓的圓周帶內(nèi)(即第一菲涅爾帶內(nèi))。 第一菲涅爾帶和橫向分辨率 對(duì)于淺層而言，地震波主頻較高，所以有： 經(jīng)簡(jiǎn)化得： 結(jié)論： 隨著頻率的增高，菲涅爾帶減少。 隨著地層埋深的增大，由于吸收衰減作用使得頻率降低，波長(zhǎng)增大，則菲涅爾的范圍增大。由此可見，當(dāng)?shù)刭|(zhì)體的橫向長(zhǎng)度小于菲涅爾帶(2r)時(shí)，地質(zhì)體的反射歸結(jié)成了一個(gè)點(diǎn)的繞射，此時(shí)地震勘探難以區(qū)分出反射是來(lái)自一個(gè)點(diǎn)還是來(lái)自于地質(zhì)體；只有地質(zhì)體的橫向長(zhǎng)度大于或等于菲涅爾帶時(shí)．才可以區(qū)分?？梢娞岣叩卣鹂碧降臋M向分辨率的關(guān)鍵在于提高反射波的頻率。 垂向分辨率即垂向上可分辨地質(zhì)體的最小厚度的能力 若來(lái)自層界面的反射子波的延續(xù)度滿足下式： 則來(lái)自地層頂、底板的兩個(gè)反射子波在記錄上彼此分開，反之則相互重疊，可見上式?jīng)Q定了兩個(gè)子波是否相互干涉的條件。 對(duì)于地震子波而言，我們定義不能分辨出地層頂?shù)装宸瓷涞牡貙訛楸印? 由于地震子波具有不同的頻譜、波長(zhǎng)和延續(xù)度等，因此薄層厚度的概念是相對(duì)的，可從不同的角度來(lái)定義薄層的厚度。 當(dāng)子波的延續(xù)度為n個(gè)周期時(shí)，有： 從時(shí)間分辨的觀點(diǎn)考慮，當(dāng)?shù)卣鹱硬ǖ难永m(xù)時(shí)間為1個(gè)周期(n＝1)時(shí)，可分辨的地層厚度為半個(gè)波長(zhǎng)，即是說(shuō)對(duì)于厚度大于或等于半個(gè)波長(zhǎng)的地層，頂、底面的反射子波彼此分開，可以分辨。 當(dāng)既考慮波形特征又考慮振幅變化時(shí)（如圖所示），由于頂、底界面反射系數(shù)的大小相等，而符號(hào)相反，所以當(dāng)頂?shù)酌嬷g的反射子波時(shí)間差半個(gè)周期時(shí)，則出現(xiàn)同相疊加，出現(xiàn)相對(duì)振幅極大，有： 楔狀地層頂?shù)捉缑娴姆瓷? 因此，一般以其作為分辨薄層的限度，當(dāng)?shù)貙雍穸刃∮谄鋾r(shí)，頂?shù)捉缑嫔系姆瓷渥硬ǒB加在一起，形如單一界面上的反射子波，振幅變化從相對(duì)極大隨地層厚度的減小而線性減小。我們稱四分之一波長(zhǎng)厚度時(shí)出現(xiàn)的振幅相對(duì)極大現(xiàn)象為薄層的調(diào)諧效應(yīng)，此時(shí)的地層厚度稱為調(diào)諧厚度。只有當(dāng)?shù)貙雍穸却笥谒鼤r(shí)，才可能由復(fù)合反射的振幅和波形特征分出地層頂?shù)捉缑娴姆瓷洹? 由上可知，地震勘探的縱向分辨率包含兩個(gè)含義：其一為正確地識(shí)別薄層頂?shù)捉缑娴姆瓷?；其二為確定薄層的存在以及薄層的厚度。 此外，提高地震子波的主頻，同時(shí)增大子波的頻帶寬度，可提高地震勘探的縱向分辨率。 14、何為地震道的褶積模型？(了解) 答：一個(gè)實(shí)際地震記錄道就是由無(wú)數(shù)多個(gè)反射子波（地震子波）組成的復(fù)合振動(dòng)。顯然，振動(dòng)的幅值大小與界面的反射系數(shù)成正比。一個(gè)反射記錄道是地層反射系數(shù)序列Rt和地震子波bt的褶積（卷積）結(jié)果。 這就是地震道褶積模型，利用該模型可制作正演理論地震記錄。其中a是地震子波，b是反射系數(shù)序列，c是褶積過(guò)程，d是一個(gè)道的理論地震記錄g(t)。 15、簡(jiǎn)述密度、孔隙度、地層埋深、地質(zhì)年代等與地震波速度的關(guān)系？ 答：影響地震波速度的因素： 巖土介質(zhì)的密度。一般情況下，巖石越致密，波速越高， 巖土介質(zhì)的孔隙度。同樣巖性的巖土介質(zhì)，當(dāng)孔隙度大時(shí)，其速度值相對(duì)變小。 地層埋深和地質(zhì)年代。一般情況下巖石埋藏得越深，反映它們的年代越老，承受上覆地層壓力的時(shí)間長(zhǎng)、強(qiáng)度大，這就是所謂的壓實(shí)作用。因此同樣巖性的巖石，埋藏深、時(shí)代老的要比埋藏淺、時(shí)代新的巖石速度更大。 16、地震波速度和彈性常數(shù)的關(guān)系？請(qǐng)定性表述。 答：， 式中, 為拉梅常數(shù)和剪切模量，為介質(zhì)的密度。 當(dāng)密度增大時(shí)孔隙度減小，彈性模量的增大量遠(yuǎn)大于密度的增大，因此，速度增大。實(shí)際巖土介質(zhì)是一個(gè)粘彈性介質(zhì)，速度的變化除與彈性常數(shù)有關(guān)外，還與介質(zhì)的粘滯系數(shù)和波的頻率有關(guān)。 17、低速層的存在會(huì)引起哪些問(wèn)題？P43 答：由于低速帶的存在，往往使地表覆蓋層和下部基巖之間形成一個(gè)明顯的速度界面，下部基巖波速大于其覆蓋層波速。 這對(duì)折射波勘探是有利的。但當(dāng)用地震反射波法探測(cè)下較深處的地層時(shí)，由于“低速帶”的存在，使反射波的走時(shí)產(chǎn)生“滯后”現(xiàn)象，這時(shí)往往需要對(duì)“低速帶”的影響進(jìn)行校正，才能對(duì)反射波作出正確的識(shí)別和處理。另外低速帶下界面易產(chǎn)生多次反射波而使地震記錄復(fù)雜化，也是一種不可忽視的干擾因素。 二、地震波運(yùn)動(dòng)學(xué) 1、什么叫直達(dá)波、反射波、折射波、透射波？ 答：直達(dá)波即是從震源點(diǎn)出發(fā)不經(jīng)反射或折射以速度v 直接傳播到各接收點(diǎn)的地震波。 地震波在傳播中遇到彈性不同的地質(zhì)體分界面時(shí)，有一部分能量從界面上回到原來(lái)的巖層中，并且遵循光學(xué)的反射定律，即入射線。反射線和法線在一平面內(nèi)，入射線和反射線分居法線兩側(cè)，入射角等于反射角，這種波稱反射波。 地震波在傳播中遇到下層的波速大于上層波速的彈性分界面，而且入射角達(dá)到臨界角(使透射角為90o)時(shí)，透過(guò)波將沿分界面滑行，又引起界面上部地層質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)并傳回地面，這種波稱為折射波。 地震波在傳播中遇到彈性不同的地質(zhì)體分界面時(shí)，有一部分能量透過(guò)界面繼續(xù)向前傳播，其方向遵循透射定律、即透射線和入射線與入射點(diǎn)處界面的垂線(法拉)在同一個(gè)面內(nèi)，透射線和入射線分居法線兩側(cè)，入射角的正弦與透射角的正弦之比等于對(duì)應(yīng)地層的波速之比，這種波稱為透射波。 2、折射波的存在條件？ 答：下覆介質(zhì)的速度大于上伏介質(zhì)的速度 入射角達(dá)到臨界角 3、反射波的存在條件？ 答：上下層介質(zhì)的波阻抗不相等。 4、斯奈爾定律的表述形式？它有什么意義？ 答：假設(shè)界面R將空間分為上、下兩部分和，上半空間縱橫波傳播速度為、下半空間為、。當(dāng)一平面縱波以角投射至界面，根據(jù)惠更斯原理，波前到達(dá)界面上的點(diǎn)可看成一新震源，并產(chǎn)生新擾動(dòng)向介質(zhì)四周傳播，從而形成反射和透射的縱波和橫波（SV波）。根據(jù)光學(xué)原理，不難證明在彈性分界面上入射波、反射波和透射波之間的關(guān)系為： 該式即為斯奈爾定律，又稱為反射和透射定律。它表征給定入射角后射線在地下介質(zhì)中的任何一種傳播狀態(tài)。 5、（震源深度為零情況下）直達(dá)波的時(shí)距曲線特點(diǎn)？ 答：其時(shí)距曲線方程為：，其中為波沿測(cè)線傳播的視速度，為傳播距離。當(dāng)接收點(diǎn)在原點(diǎn)（激發(fā)點(diǎn)）左側(cè)時(shí)，上式取負(fù)號(hào)。 由方程可見，該時(shí)距曲線為一條過(guò)原點(diǎn)O的直線，該直線斜率的倒數(shù)即為。即 當(dāng)忽略震源深度時(shí)，一般可近似認(rèn)為等于表層層速度。 6、（單一水平界面、單一傾斜界面、多層水平界面情況下）反射波的時(shí)距曲線特點(diǎn)？ 答：（1） 單一水平界面 在反射界面與地表平行的情況下，從激發(fā)點(diǎn)O傳播的波經(jīng)A點(diǎn)反射，到達(dá)地表接收點(diǎn)S，若反射界面R的深度為H，可得時(shí)距曲線：， 為自激自收的反射時(shí)間 沿側(cè)線變化的視速度： 在爆炸點(diǎn)附近，V趨于無(wú)窮大，而在無(wú)窮遠(yuǎn)處，視速度趨近于真速度。視速度變化的原因是由于反射波在各觀測(cè)點(diǎn)處的出射角不同。另外，還可以得出；反射界面埋藏越深，視速度越大，時(shí)距曲線越平緩。 對(duì)同一反射層而言，當(dāng)V 和t0為常數(shù)時(shí)，正常時(shí)差D t與炮檢距平方x2成正比。 （2）單一傾斜界面 如果反射界面R的傾角為 ，界面法線深度為H，地震測(cè)線方向與地層下傾方向一致，時(shí)距曲線為：。 反射波的時(shí)距曲線是雙曲線，但對(duì)稱軸不是時(shí)間軸。雙曲線的頂點(diǎn)偏向界面上傾方向，據(jù)此特點(diǎn)可判別反射界面傾斜方向。類似地，當(dāng)x＝0時(shí)，為自激自收條件下的反射時(shí)間。 （3）多層水平界面 多層水平界面，時(shí)距曲線方程為：，其中為均方根速度。在水平層狀介質(zhì)情況下，當(dāng)入射角ai較小時(shí)，亦即當(dāng)炮檢距較小時(shí)，水平多層介質(zhì)的反射波時(shí)距曲線形式上和均勻介質(zhì)的相似，但要用均方根速度Vs代替上覆地層的速度。把地層介質(zhì)假想成具有均方根速度的均勻介質(zhì)，當(dāng)x / h <0.5 時(shí)，這種假想引起的誤差很小，但隨炮檢距加大，則誤差增大。 7、（單一水平折射層、單一傾斜折射層、多個(gè)水平折射層情況下）折射波的時(shí)距曲線特點(diǎn)？ 答：（1）單一水平折射層 時(shí)距曲線為： .水平層的折射波時(shí)距曲線是一條斜率為的直線，將折射波時(shí)距曲線延長(zhǎng)到時(shí)間軸，其截距稱作交叉時(shí)（它不是自激自收時(shí)間）。 （2）單一傾斜折射層 傾斜折射層傾角為，在O1、O2分別激發(fā)而在O1O2間觀測(cè)，O1點(diǎn)界面法線深度為Zu，O2點(diǎn)界面法線深度為Zd。O1點(diǎn)激發(fā)、O1O2區(qū)間接收時(shí)所得的折射波時(shí)距曲線方程為： ，其中： O2點(diǎn)激發(fā)、O2 O1區(qū)間接收時(shí)所得的折射波時(shí)距曲線方程為： ，其中：， 兩條時(shí)距曲線都是直線，互相交叉，稱為相遇時(shí)距曲線。這兩支時(shí)距曲線斜率不同，下傾方向視速度小，時(shí)距曲線陡；上傾方向視速度大，時(shí)距曲線平緩，另外，由于上傾O1激發(fā)，在下傾O2接收與下傾O2激發(fā)、上傾O1處接收時(shí)波的旅行路徑一樣，滿足互換原理，旅行時(shí)間T相等，T稱作互換時(shí)間。 (3) 多個(gè)水平折射層 時(shí)距曲線方程為：，其中： 水平層狀介質(zhì)的折射波時(shí)距曲線是多條斜率不同、互相交叉的直線。 8、繞射波的時(shí)距曲線特點(diǎn)？ 答：繞射波的時(shí)距曲線方程為： 第一項(xiàng)t1是常數(shù)項(xiàng)，則繞射波時(shí)距曲線的形狀由第二項(xiàng)t2所確定，這是一個(gè)雙曲線方程，曲線的極小點(diǎn)在繞射點(diǎn)到地面的投影點(diǎn)位置上。 9、為什么折射波又叫首波？ 答：透射波超前運(yùn)動(dòng)，使其波前面與入射波、反射波的波前面脫離。但連續(xù)的彈性介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)應(yīng)是連續(xù)的。于是，必定有一種新的擾動(dòng)來(lái)填補(bǔ)這二個(gè)波前面的脫離，這個(gè)新擾動(dòng)的波前面必定是一端與透射波波前面相接，另一端與反射波波前面相切，這個(gè)新擾動(dòng)稱為首波（如圖）。在折射波盲區(qū)以外的區(qū)域，折射波先到達(dá)接收點(diǎn)。 10、在時(shí)距曲線上，直達(dá)波、反射波、折射波有什么關(guān)系？ 答：如圖所示：直達(dá)波、面波，在t軸上截距為零；直達(dá)波是反射波的漸近線，無(wú)限遠(yuǎn)處同反射波相切，切點(diǎn)處兩波具有相同的斜率；面波的斜率大于直達(dá)波；折射波的斜率較小。 11、什么叫折射波的相遇時(shí)距曲線和互換時(shí)？P46 答：相遇時(shí)距曲線：兩支時(shí)距曲線斜率不同，下傾方向接收視速度小，時(shí)距曲線陡；上傾方向接收視速度大，時(shí)距曲線平緩，另外，由于上傾O1激發(fā)，在下傾O2接收與下傾O2激發(fā)、上傾O1處接收時(shí)波的旅行路徑一樣，滿足互換原理，旅行時(shí)間T相等，T稱作互換時(shí)間. 12、怎樣從折射波的相遇時(shí)距曲線判斷界面的傾斜方向？P46 答：兩支時(shí)距曲線斜率不同，下傾方向接收視速度小，時(shí)距曲線陡；上傾方向接收視速度大，時(shí)距曲線平緩。 13、（從時(shí)距曲線上、地下的傳播路徑上、地面的出射點(diǎn)上）反射波和折射波有什么區(qū)別？ 答：（1）從時(shí)距曲線上：反射波是雙曲線；折射波是不經(jīng)過(guò)原點(diǎn)的直線； （2）從地下的傳播路徑上：折射波在層面上傳播，而折射波直接反射到達(dá)地表接收點(diǎn)。 （3）從地面的出射點(diǎn)上：折射波出射點(diǎn)比反射波出射點(diǎn)遠(yuǎn)。 14、從視速度定理的角度回答為什么直達(dá)波、折射波時(shí)距曲線是直線，而反射波是雙曲線？ 答：根據(jù)時(shí)距曲線方程： 直達(dá)波： 折射波： 反射波： 視速度定理，可以看出直達(dá)波和折射波為一次函數(shù)（V），反射波為二次函數(shù)（V2），因此，直達(dá)波、折射波時(shí)距曲線是直線，而反射波是雙曲線。 15、在多層水平層狀介質(zhì)中，怎樣根據(jù)直達(dá)波和折射波的時(shí)距曲線形態(tài)求地下各層的埋深和速度？ 答：以一層為例說(shuō)明： 直達(dá)波的時(shí)距曲線方程為： ① 折射波的時(shí)距曲線方程為： ② 據(jù)①式得知斜率的倒數(shù)與覆蓋層速度V1值有關(guān)；②式得斜率的倒數(shù)與下覆層波速V2有關(guān)。若令②式中x＝0，則可得時(shí)距曲線的截距時(shí)間t0。 ③ ③表示出界面深度h和截距時(shí)間t0之間的關(guān)系，、t、t0已知，可以求出V1,V2和h。 多層的依此類推。 16、怎樣根據(jù)單一水平層狀介質(zhì)的反射波時(shí)距曲線求地下巖層的速度和埋深？ 答：根據(jù)時(shí)距曲線方程：和（），已知t、t0，求出V和H。