地震波的薄层效应

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1、中国地质大学（北京）应用地震学—§1.6备课教师：段云卿§1.6地震波的薄层效应序：在地震波传播过程中，影响波的动力学特征的因素，除了球面扩散、吸收、反射、折射、透射等外，地层的结构也有影响。当地层较薄时，会出现特殊问题。一、地震薄层1．地震勘探的垂向分辨率（分辨力）地震记录上沿垂向可分辨的两地层界面之间的最小厚度或最薄地层的厚度。可分辨勉强可分辨勉强可分辨不可分辨ΔτΔt地面ΔA稳定区ΔA由稳定到最大ΔA由最大到0泥ΔhV砂泥Δt——地震子波的延续时间。Δτ——薄层中的双程时间，。当薄层厚度时，可以分辨。当薄层厚度时，不可分辨。7中

2、国地质大学（北京）应用地震学—§1.6备课教师：段云卿为使分辨率↗，方法①使Δτ↗，横波勘探。方法②使Δt↘，反褶积处理。2．薄层的定义其顶和底的反射波分辨不清的地层叫薄层。或厚度的地层叫薄层。3．薄层的分类（1）韵律型薄层——薄层的波阻抗高于或低于其上下两层的波阻抗。（2）递变型薄层——薄层的波阻抗介于上下两层的波阻抗之间。二、薄层的干涉效应根据上面的分析，把厚度△h<的地层定义为薄层，其顶和底的反射一定会产生干涉叠加效应。1．薄层干涉效应的定义薄层顶的一次反射波同薄层内的各级多次波互相干涉叠加产生的效应叫薄层的干涉效应。2．计算薄

3、层干涉效应设P1垂直入射到薄层顶面（为清楚而画成倾斜）。薄层顶的一次反射用P11表示，其振幅为A11，我们收到的总振动应为设总振动的振幅为，经计算可得：放大倍数(6.1-85)其中(6.1-86)(6.1-87)7中国地质大学（北京）应用地震学—§1.6备课教师：段云卿(6.1-88)P11P1221P122221P12222221P10xP122P12222P1222222P12P1222P122222P123P12223P1222223Z3．(6.1-85)推导步骤说明设则…………用付氏变换，到频域计算，注意利用时延定理：若则7中

4、国地质大学（北京）应用地震学—§1.6备课教师：段云卿。化为等比级数求和问题，等比级数的公比。最后会得到（6.1-85）。3．薄层的振幅频率特性即（6.1-85）物理意义薄层复合振动的总振幅不只与地层本身弹性参数有关，还与波的频率有关，这叫薄层的振幅频率特性。（6.1-85）太繁索，采用作图用法得到的结果是：韵律型薄层相当于一个高通滤波器。P29图6.1-27(a)递变型薄层相当于一个低通滤波器。P29图6.1-27(b)3.02.0δ=2.5δ=1.81.0δ=1.0δ=0.500.20.40.60.81.0或（fτ）(a)韵律型薄

5、层相当于高通滤波器7中国地质大学（北京）应用地震学—§1.6备课教师：段云卿3.02.0δ=2.5δ=1.81.0δ=1.0δ=0.500.20.40.60.81.0或（fτ）(b)递变型薄层相当于低通滤波器P29图6.1-27薄层的频率特性曲线三、薄层的调谐效应1．调谐效应对韵律型薄层，在时出现波的相长干涉，振幅出现极大值，这种现象叫薄层的调谐效应，这个厚度叫谐调厚度。2．P30图6.1-29所示调谐曲线的解释（1）楔形砂岩薄层顶底反射系数符号相反在碎屑岩地区，地层主要由砂、泥岩组成，顶底反射系数符号相反。（2）ΔT曲线①说明纵坐标

6、——视时间厚度ΔT，顶底反射波的主波峰与主波谷之间的时差。横坐标——真时间厚度，或实际时间厚度。★CD段：当顶底反射波能分开时，视厚度=真厚度，曲线是450的直线。★B点：当真厚度，视厚度也，曲线上的B点。★AB段：对应着真厚度7中国地质大学（北京）应用地震学—§1.6备课教师：段云卿，顶底的反射波的叠加波形较稳定，主波峰与主波谷之间的时差稳定，无法分辨顶底的反射，视厚度较稳定但不能反映真厚度。★BC段：与之间有一个模糊区。②应用薄层厚度>调谐厚度，称为可分辨区，地层厚度。薄层厚度<调谐厚度，无法用△T曲线求地层厚度。主主波波峰1.6

7、峰240到到波波谷谷的之相0.8间120对的振时幅差子波DECFGAB02040（ms）12实际时间厚度P30图6.1-29Widess曲线（3）△A曲线①说明纵坐标——顶底反射波的主波峰与主波谷的振幅之和△A。7中国地质大学（北京）应用地震学—§1.6备课教师：段云卿横坐标——真时间厚度，或实际时间厚度。★FG段：当顶底反射分开时，△A恒定不变。★E点：当真厚度=调谐厚度时，△A最大，曲线上E点。★0E段：在调谐厚度以下，△A从0增加到最大。★EF段：△A从最大降到正常。②应用当薄层厚度<调谐厚度时，无法用△T曲线求地层厚度。正在研

8、究这时△A与真厚度的函数关系，利用△A曲线求出薄层厚度△h。（4）说明①P30图6.1-29的调谐曲线，子波的半周期是20ms，许多文献上用子波的主瓣宽度为单位来画调谐曲线。②用调谐作用求薄层的厚度处于理论阶段，利用实际