地震勘探

前言

　　地球是一個(gè)龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)。地球科學(xué)是六大基礎(chǔ)自然科學(xué)之一，它不僅承擔(dān)著揭示地球奧秘與規(guī)律的科學(xué)使命，同時(shí)也為人類如何適應(yīng)和利用地球提供科學(xué)的方法。隨著生產(chǎn)和科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，地球科學(xué)的研究?jī)?nèi)容和領(lǐng)域也在不斷地深入和擴(kuò)展，逐漸形成了日臻完善的綜合性學(xué)科體系?！　〉刭|(zhì)工程是為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)的先導(dǎo)性工程領(lǐng)域，地質(zhì)工程學(xué)科是地球科學(xué)的重要組成部分，其主要研究對(duì)象包括地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)資源的普查與勘探，和重大工程的地質(zhì)結(jié)構(gòu)與地質(zhì)背景，其學(xué)科涉及地質(zhì)學(xué)、地球物理學(xué)、地球化學(xué)、巖土工程學(xué)、遙感技術(shù)、測(cè)試技術(shù)、及信息與計(jì)算機(jī)技術(shù)等?！　≡?006-2010年教育部高等學(xué)校地礦學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)的成立大會(huì)上，委員們一致認(rèn)為，教材建設(shè)是本屆教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)的重要任務(wù)之一。地質(zhì)工程專業(yè)系列教材被列為教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)三大規(guī)劃教材（地質(zhì)、采礦和礦物加工）之一，涵蓋了資源勘查工程、應(yīng)用地球物理和巖土鉆掘工程三個(gè)專業(yè)方向。地質(zhì)工程專業(yè)系列教材編審委員會(huì)通過(guò)多次溝通和研討，在總結(jié)以往教學(xué)和教材編撰經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以推動(dòng)新世紀(jì)地質(zhì)工程專業(yè)教學(xué)改革和教材建設(shè)為宗旨，提出了地質(zhì)工程專業(yè)系列教材的指導(dǎo)思想和編寫原則：①教材的體系、知識(shí)層次和結(jié)構(gòu)要合理，要遵循教學(xué)規(guī)律，既要有利于組織教學(xué)又要有利于學(xué)生學(xué)習(xí)；②教材內(nèi)容要體現(xiàn)科學(xué)性、系統(tǒng)性、新穎性和實(shí)用性，并做到有機(jī)結(jié)合；③既要重視基礎(chǔ)，又要強(qiáng)調(diào)地質(zhì)工程專業(yè)的實(shí)踐性和針對(duì)性；④要反映地質(zhì)工程學(xué)科的新理論、新技術(shù)、新方法、新成果、新標(biāo)準(zhǔn)、新規(guī)范，以體現(xiàn)時(shí)代特性和創(chuàng)新精神?！　‘?dāng)前，地質(zhì)工程領(lǐng)域各個(gè)學(xué)科和各種技術(shù)都在不斷發(fā)展，地質(zhì)工程專業(yè)的教材需要不斷完善和更新。全國(guó)參與地質(zhì)工程專業(yè)教材編寫的老師們必定能夠共同努力，精益求精，寫出更好的地質(zhì)工程專業(yè)的系列新教材，以適應(yīng)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的需要。借地質(zhì)工程專業(yè)一批新教材陸續(xù)出版的機(jī)會(huì)，衷心祝愿我國(guó)地質(zhì)工程學(xué)科在新世紀(jì)得以更快發(fā)展。

內(nèi)容概要

全書共分八章，第一、二章介紹地震勘探的物理基礎(chǔ)和地質(zhì)基礎(chǔ)，第三章介紹地震波的時(shí)距關(guān)系，第四、五章介紹野外地震數(shù)據(jù)采集和抗干擾技術(shù)，第六、七章介紹地震資料的數(shù)據(jù)處理和地質(zhì)解釋，第八章簡(jiǎn)單介紹金屬礦地震勘探、垂直地震剖面、地震層析、面波勘探、微動(dòng)監(jiān)測(cè)和聲波探測(cè)等其他一些地震勘探方法與技術(shù)。    本書資料豐富，涉及面廣，涵蓋了從陸上到海上以及從能源、工程到金屬礦等各個(gè)地震勘探領(lǐng)域，可作為高等院校應(yīng)用地球物理專業(yè)的教材，也可供從事物探工作的工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

緒論  第一節(jié)  地震勘探方法簡(jiǎn)介    一、反射波法    二、折射波法    三、透射波法  第二節(jié)  地震勘探的發(fā)展    一、地震勘探發(fā)展簡(jiǎn)史    二、我國(guó)地震勘探發(fā)展簡(jiǎn)史第一章  地震勘探的理論基礎(chǔ)  第一節(jié)  彈性理論概述    一、彈性介質(zhì)與粘彈性介質(zhì)    二、應(yīng)力與應(yīng)變    三、應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系    四、波動(dòng)方程  第二節(jié)  地震波的基本類型    一、地震波動(dòng)的形成    二、縱、橫波的形成及其特點(diǎn)    三、面波  第三節(jié)  地震波場(chǎng)的基本知識(shí)    一、運(yùn)動(dòng)學(xué)的基本知識(shí)    二、動(dòng)力學(xué)的基本知識(shí)  第四節(jié)  地震波的傳播    一、地震波的反射和透射    二、折射波的形成    三、繞射波    四、在彈性分界面上波的轉(zhuǎn)換和能量分配    五、地震波的衰減    六、地震波的頻譜  第五節(jié)  地震勘探的分辨率    一、縱向分辨率    二、橫向分辨率    三、影響分辨率的主要因素  習(xí)題一第二章  地震勘探的地質(zhì)基礎(chǔ)  第一節(jié)  影響地震波傳播速度的地質(zhì)因素    一、巖性    二、密度    三、孔隙度    四、孔隙充填物    五、風(fēng)化程度    六、其他因素  第二節(jié)  地震介質(zhì)的劃分    一、各向同性介質(zhì)與各向異性介質(zhì)    二、均勻介質(zhì)、層狀介質(zhì)與連續(xù)介質(zhì)    三、單相介質(zhì)與雙相介質(zhì)  第三節(jié)  地震地質(zhì)特征    一、工程地震地質(zhì)特征    二、能源地震地質(zhì)特征    三、金屬礦地震地質(zhì)特征  第四節(jié)  地震地質(zhì)條件    一、表層地震地質(zhì)條件    二、深部地震地質(zhì)條件  習(xí)題二第三章  地震波的時(shí)距關(guān)系  第一節(jié)  直達(dá)波及折射波時(shí)距曲線    一、直達(dá)波時(shí)距曲線    二、水平層狀介質(zhì)中折射波時(shí)距曲線    三、隱伏層中的折射波    四、傾斜界面折射波時(shí)距曲線    五、彎曲界面折射波時(shí)距曲線    六、垂直構(gòu)造的折射波時(shí)距曲線  第二節(jié)  反射波時(shí)距曲線    一、水平界面的反射波時(shí)距曲線和正常時(shí)差    二、傾斜界面的反射波時(shí)距曲線    三、水平多層介質(zhì)的反射波時(shí)距曲線    四、復(fù)雜情況下的反射波時(shí)距曲線  第三節(jié)  連續(xù)介質(zhì)中的地震波    一、連續(xù)介質(zhì)中波的曲射線方程    二、連續(xù)介質(zhì)中的“直達(dá)波”（回折波）    三、連續(xù)介質(zhì)中的反射波和折射波  第四節(jié)  特殊波時(shí)距曲線    一、全程多次反射波的時(shí)距曲線    二、繞射波時(shí)距曲線  第五節(jié)  T—p域內(nèi)各種波的運(yùn)動(dòng)學(xué)特點(diǎn)  習(xí)題三第四章  地震資料的野外采集  第一節(jié)  地震勘探野外采集系統(tǒng)    一、幾個(gè)基本概念    二、地震勘探對(duì)儀器的要求    三、地震儀的主要組成部分    四、數(shù)字地震儀的工作原理  第二節(jié)  地震測(cè)線的布置    一、測(cè)線布置的基本要求    二、測(cè)線布置形式  第三節(jié)  地震勘探觀測(cè)系統(tǒng)    一、觀測(cè)系統(tǒng)的概念    二、觀測(cè)系統(tǒng)的圖示方法    三、二維反射波法觀測(cè)系統(tǒng)    四、三維反射波法觀測(cè)系統(tǒng)    五、折射波法觀測(cè)系統(tǒng)  第四節(jié)  地震波的激發(fā)和接收    一、地震波的激發(fā)    二、地震波的接收  第五節(jié)  地震波速度的測(cè)定    一、地震測(cè)井    二、聲波測(cè)井    三、PS測(cè)井  第六節(jié)  海上地震勘探    一、海上地震特殊干擾波    二、海上震源    三、海上定位    四、海上地震數(shù)據(jù)采集方法  習(xí)題四第五章  抗干擾技術(shù)  第一節(jié)  有效波和干擾波    一、震源干擾波    二、外界干擾波  第二節(jié)  地震組合法    一、組合檢波基本原理    二、組合的濾波特性    三、組合對(duì)隨機(jī)干擾的統(tǒng)計(jì)效應(yīng)    四、組合參數(shù)的選擇  第三節(jié)  多次覆蓋法    一、共反射點(diǎn)疊加原理    二、多次覆蓋觀測(cè)系統(tǒng)    三、共反射點(diǎn)多次波的剩余時(shí)差    四、共反射點(diǎn)多次疊加效應(yīng)    五、影響共反射點(diǎn)疊加效果的因素    六、多次覆蓋技術(shù)疊加參數(shù)的選擇  第四節(jié)  其他抗干擾技術(shù)    一、垂直疊加    二、頻率濾波    三、最佳窗口接收    四、最佳偏移距接收一地震映像技術(shù)  第五節(jié)  抗干擾與分辨率的關(guān)系    一、抗干擾與分辨率    二、振幅分辨率與時(shí)間分辨率  習(xí)題五第六章  反射波地震數(shù)據(jù)處理  第一節(jié)  預(yù)處理    一、解編和剪輯處理    二、切除    三、抽道選排    四、真振幅恢復(fù)  第二節(jié)  數(shù)字濾波處理    一、濾波器的基本概念    二、一維頻率濾波    三、二維視速度濾波  第三節(jié)  反濾波處理    一、反射波地震記錄的形成    二、反濾波的基本概念    三、地震子波的提取    四、最小平方反濾波    五、預(yù)測(cè)反濾波  第四節(jié)  速度分析處理    一、速度分析原理    二、速度譜    三、速度掃描    四、速度分析精度的影響因素    五、層速度的計(jì)算  第五節(jié)  校正和疊加處理    一、靜校正    二、動(dòng)校正    三、水平疊加  第六節(jié)  偏移處理    一、偏移的基本概念    二、克?；舴蚱?   三、波動(dòng)方程偏移  習(xí)題六第七章  地震資料解釋  第一節(jié)  地震反射波資料的構(gòu)造解釋    一、時(shí)間剖面與地質(zhì)剖面的差別    二、時(shí)間剖面的對(duì)比    三、地震波場(chǎng)分析    四、地震反射層位的地質(zhì)解釋    五、地震反射斷層的地質(zhì)解釋    六、特殊地質(zhì)現(xiàn)象解釋    七、深度剖面、構(gòu)造圖、等厚圖的繪制  第二節(jié)  地震反射信息的地震地層解釋    一、地震層序劃分    二、地震相分析    三、地震相的地質(zhì)解釋  第三節(jié)  地震折射波資料的解釋    一、折射波記錄的對(duì)比    二、折射波時(shí)距曲線的繪制    三、折射界面的構(gòu)制    四、￡o差數(shù)時(shí)距曲線法的自動(dòng)化解釋    五、特殊問題  習(xí)題七第八章  其他地震勘探方法與技術(shù)  第一節(jié)  金屬礦地震勘探    一、散射波地震勘探的基本原理    二、散射地震波的分類及基本特征    三、金屬礦地震勘探數(shù)值模擬研究    四、散射波成像原理及地震采集技術(shù)    五、硬巖環(huán)境下的地震數(shù)據(jù)采集技術(shù)  第二節(jié)  垂直地震剖面（VSP）法    一、VSP基本原理    二、VSP資料的采集    三、VSP資料的處理和解釋    四、VSP資料的應(yīng)用  第三節(jié)  地震層析技術(shù)    一、層析技術(shù)概述    二、層析成像的基本理論（拉冬變換）    三、地震波井間層析成像原理    四、反演計(jì)算與圖像生成    五、地震層析技術(shù)在工程勘察中的應(yīng)用  第四節(jié)  瑞雷波勘探    一、瑞雷波的波場(chǎng)特征    二、瑞雷波法勘探原理    三、瑞雷波傳播速度的計(jì)算    四、瑞雷波勘探的資料解釋    五、瑞雷波勘探在工程勘察中的應(yīng)用  第五節(jié)  微動(dòng)觀測(cè)    一、微動(dòng)的概念    二、常時(shí)微動(dòng)的性質(zhì)    三、常時(shí)微動(dòng)測(cè)量方法    四、常時(shí)微動(dòng)的資料處理和解釋    五、常時(shí)微動(dòng)在工程中的應(yīng)用  第六節(jié)  聲波探測(cè)    一、聲波探測(cè)概述    二、聲波探測(cè)原理及工作方法    三、聲波探測(cè)在工程地質(zhì)中的應(yīng)用  習(xí)題八參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　目前，折射波法在工程勘察中的應(yīng)用已十分普遍，它可用來(lái)測(cè)定覆蓋層的厚度、基巖的起伏情況、測(cè)定隱伏斷層、破碎帶的位置及產(chǎn)狀以及評(píng)價(jià)巖體質(zhì)量和工程地質(zhì)圍巖分類等，古老的折射波法至今仍是工程地震勘探中的重要方法?！　。?）反射波法　　由于折射波法須具備一定的物理前提，要求被探測(cè)地層的波速大于上覆地層波速，并且觀測(cè)折射波必須在盲區(qū)以外，激發(fā)點(diǎn)到接收點(diǎn)之間通常有較大的距離，因而在許多情況下它的應(yīng)用受到限制。為了補(bǔ)充折射波法的不足，長(zhǎng)期以來(lái)工程地震一直在發(fā)展淺層反射技術(shù)?！　∥覈?guó)從20世紀(jì)50年代后期至70年代后期，淺層反射方法一直處于試驗(yàn)研究階段，由于儀器設(shè)備性能及方法技術(shù)不能適應(yīng)淺層反射技術(shù)的要求，所以試驗(yàn)研究沒有取得多少進(jìn)展。 20世紀(jì)80年代初信號(hào)增強(qiáng)型工程地震儀為淺層反射試驗(yàn)與應(yīng)用提供了條件。它有較寬的工作頻率、較高的采樣率、能將單次激發(fā)較弱的反射信號(hào)進(jìn)行疊加增強(qiáng)，并有多組前置模擬濾波器和自動(dòng)增益控制器，數(shù)字記錄可在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行處理。80年代中期，地礦、鐵道、水電、核工業(yè)等有關(guān)部門都廣泛開展了淺層反射方法研究，其中包括多種淺層地震震源的方法試驗(yàn)及震源研制、數(shù)據(jù)采集方法研究、資料電算處理方法研究以及處理軟件的研制等。經(jīng)過(guò)地震工作者的不懈努力，淺層反射技術(shù)已取得了突出的成果，在我國(guó)許多重大工程項(xiàng)目中得到廣泛應(yīng)用。目前采用的工作方法有：淺層縱波反射法，淺層橫波反射法，反射一折射法聯(lián)合應(yīng)用等。觀測(cè)系統(tǒng)也比較靈活，有共深度點(diǎn)水平疊加、共炮點(diǎn)接收、最佳窗口技術(shù)及最佳偏移距技術(shù)等?！　∮捎诜瓷洳ǚú皇艿貙铀俣饶孓D(zhuǎn)的影響，受施工場(chǎng)地影響也較小，適應(yīng)性較強(qiáng)，獲得的地質(zhì)信息比較豐富，剖面圖像直觀而深受工程技術(shù)人員的歡迎。淺層反射波法在松散沉積地層中，對(duì)地層層序的劃分有很好的效果，對(duì)地基勘察和新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)跡象的調(diào)查都具有明顯的成效。在我國(guó)大型壩址勘測(cè)、核電站選址、城市建筑工程勘察、地震小區(qū)劃及場(chǎng)地穩(wěn)定性評(píng)價(jià)、工程病害地質(zhì)調(diào)查、人文地質(zhì)調(diào)查中都得到了廣泛應(yīng)用。　　……

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