• 当用相同的力作用于不同的岩石， 将可能产生不同的形变，这是因 为不同的岩石具有不同的弹性性 质，通常可用下述弹性模量（常 数）来描述岩石的弹性性质。
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• (1△L/L与应力P之比 • E＝P/(△L/L) • 不同的物体E是不同的,在线性弹性极限范围内,物 体的弹性形变满足虎克定律(应力∝应变) • (2) 泊松比(σ):弹性体内发生纵向伸长(或缩短)时, 伴随产生的横向相对收缩(或膨胀) △d/d与纵向相 对伸(缩) △L/L之比值,称泊松比. • σ=(△d/d)/( △L/L) 它是表示形变变化调整的一种 尺度.
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5、 地震波的基本类型— 体波和面波 (Seismic waves Basic Type —Body Waves and Surface Waves) • 体波：在介质体积内传播的波 • 分为：纵波（P））横波（S） • 在石油勘探中目前主要是纵波勘探 • 面波：沿介质的自由界面或界面传播的波 • 分为：瑞雷面（R）、乐夫波（L） • 在石油勘探中它是干扰波---要压制它 • 在工程勘探的面波勘探中----是有效波。19 2013-11-9
么性质或说看成是弹性介质还是塑性介质，是与一定的因素有关的， 即一个物体是弹性还是塑性介质，除与本身性质有关外，还与外力大 小、作用时间长短有关，如弹簧，一般我们都把它看成是弹性体，但 当我们的作用力非常大，并且作用时间很长时，它也变成塑性体（即 使除去外力后，弹簧也弹不起来了）
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结 论 1：地震勘探中将地下岩石看做 为弹性介质---地震勘探的理论基础
• 由于在地震勘探中作用力都是很小， 且作用时间也很短（一瞬间），故可 把地下介质看作以弹性为主，抽象后 为弹性介质。
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2、几种弹性模量（弹性常数） (Some Elasticity Mould/Constant)
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第一节 岩石的弹性 Passage 1 Rock Elasticity Property
• 本节主要内容： • 1．理想弹性介质与粘弹性介质 • Ideal Elasticity Media and Plastics Media • 2、几种弹性模量（弹性常数） • Some Elasticity Mould/Constant
纵波（P波）质点运动方式
横波（S波）质点运动方式
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2、面波( Surface waves)
瑞雷面波（R）Rayleigh Wave 乐夫波（L）Love Wave 沿着介质的自由表面，如地表面传播， 沿着界面传播，形成条件VS2>VS1 Along to Free Surface of Media Along to Interface Between Two propagation. Media. 传播时，质点的振动（位移）轨迹是一 个向震源逆进的椭圆，椭圆平面与波的 传播方向一致，且长轴垂直于地面。 Ellipse Plane in Consistence with wave propagation direction and Length Axis Vertical to Surface. 低速、低频，同一介质中面波的波速是 横波的0.92，纵波的0.5 。 Low Frequency ， Low Velocity Vr=(0.87+1.12σ)/(1+σ)=0.92VS, 能量(振幅)随深度迅速衰减,一般在离地 面几十米的深度范围内观测到。 Energy(Amplitude) are Attenuated Quick 2013-11-9 as Depth and Observed in Tens Meter. 岩石质点振动方向垂直波的传播方 向 而 振 动 面 平 行 界 面 .Particles Move(displacement) Vertical to Wave propagation Direction and plane to interfaces.
地震反射波法示意图
4 3 2 1 1 2 3 4
初至折射波
R 1 第一 反射波
图7.1—1 地 震反射波 法示意 图
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第二章 几何地震学
• 本章内容提要：Main Content: • 在这一章中我们将讨论地震勘探的一些基本 原理，这些原理是地震勘探的理论基础。 • 首先介绍岩石的弹性、地震波的基本概念 （类型、描述（振动图、波剖面、频谱、波 前、射线〕）； • 然后，分析地震波在岩石中的传播速度，最 后讨论地震波在分界面上、层状介质中的传 播规律以及地震波的频谱和振幅特点。
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第三节 地震波的产生和传播
1、地震波
• 一种在地层中传播的，频率较低(与天然 地震的频率相近)的波，是弹性波在岩层 中传播的一种通俗说法。 • 地震波由一个震源激发。 • 振动的传播亦即能量的传播。 • 波的特征：振动和传播，形象表示为波 动。
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• 在地震勘探中，由于传播路线长而接收 点小常把地震波看作为平面波。
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第二节 地震波的基本概念 Passage 2 Seismic Wave Basic Conception
• • • • • • • • 本节主要内容: Seismic Wave Basic Conception Include: 1、地震波的形成。 Seismic Waves Formation 2、地震波的基本类型 Seismic Waves Basic Type; 3、地震波的描述。 Seismic Waves Description
速度Velocity VP＝((2μ+λ)/ρ)1/2 μ:剪切模量(Shear Mould )； λ：拉梅常数；ρ：密度( Density) 可在任何介质中传播( in anyone media propagation( solid, liquid 2013-11-9 and gas)
波速：VS＝（μ/ρ）1/2 当泊松比σ＝0.25时，VP/VS＝1.73， 所以远离震源时总是纵波先到达检波 器 只在弹性固体中传播，即横波不通过 液体、气体，因为剪切模量＝0，only 20 in solid propagation
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结论2：不同岩石具有不同的弹性性质
(地震勘探能解决地质问题的地质基础)
• 1)由于不同埋藏深度,不同地质年代或不 同岩性的岩石往往具有不同的弹性模量. 这样在一个地质剖面中,就存在许多弹性 分界面(即地震界面)； • 2)大多数情况下地震界面与地层(地质)界 面是一致的。 • 这就是我们能够用地震勘探方法解决地 质问题的客观前提。
1、体波（纵波、横波)
纵波（P）Primary Wave 弹性介质发生体积形变所产生的波 • 动（体积变化）(media body change /by pressure force) 是一种胀缩力形成的波 质点的振动（位移）与波的传播方 向 一 致 （ 声 波 Sound/Acoustic Wave） Particles Move/Vibration in Consistence With Wave Propagation Direction. 横波（S）Secondary Wave 弹性介质发生切变时所产生的波动 （形状变化）(shape change/by shears force) 是旋转力作用形成的波 质点的振动（位移）与波传播的方向 垂直（绳波 rope wave） Particles Move(displacement) Vertical to Wave propagation Direction
绪
•
论
在绪论中主要讲这麽几个问题：
• 1、地球物理勘探？Geophysics Exploration/Prospect? • 2、物探方法简介。Geophysics Main Methods Induction. • 3、地震? What is Seismic? • 4、地震勘探？ What is Seismic Exploration? • 5、地震勘探的组成？（三部分） • Seismic Exploration is Made from Three Components. • 6、地震勘探的目的？（寻找石油和天然气） • What is Purpose of Exploration? • 7、目前找油的主要方法。 • Now Search for Oil Using Main Methods. • 8、地震勘探的发展概况。 1 • 2013-11-9 Seismic Exploration Development.
如果介质坚硬，，在同样作用力下，横向应变小，泊松 比就小，可小到0.05 。而对于软的未胶结的土或流体， 2013-11-9 泊松比可高达0.45 —0.5。一般岩石的泊松比为0.25左右8
• (3) 体积压缩模量 (K):在简单静水压力作用时的应 力与体应变之比,又称刚度或体积模量 .体应变是体 积的减小量△V与原来体积V之比. • K=P/(△V/V) • (4) 切变模量 ( 剪切模量 )μ:它是简单剪切力作用时 的切应力P 与剪应变tgθ之值,即有 • μ=P/tgθ=P/( △L/L) • (5) 拉梅常数 (λ):这是为了数学上的方便而引入的 一个特征值,并无简明的物理意义.
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（3）．弹性形变区 ( Elasticity Formation Range/rear)
• 随着离开震源距离的增大，炸药的能量将变得更 小。在这个区域，由于爆炸所产生压力作用变得 很小，作用时间很短，所以此区域的岩石已处在 弹性限度内，可以把岩石看成是完全弹性体，整 个区域称为弹性形变区。该区受力后，岩石质点 将发生弹性形变，即发生弹性振动，由于岩石部 分之间有弹性联系，所以这一部分岩石的质点 （形变）又引起它周围各部分岩石的振动（形 变〕。这样的弹性振动将由近及远的传播出去， 就形成了在地下岩层中传播的弹性波――地震波。