地質地震學研究方法

㈠ 地震地層學的研究方法

地震地層學的研究方法有兩大趨向。首先，著重考慮沉積體的外形、側向接觸關系及其岩相環境等方面的對應關系，將地震剖面上的反射同相軸視為接近於理想的地質體的反映而較少考慮畸變。這種方法常用於區域地震資料的地層解釋，稱為區域地震地層解釋。
其次，利用物探的理論分析以及改變參數扯理和模擬方法，詳細地研究地震剖面中局部反射產生變化的地質原因。由於這種研究涉及具體岩性的解釋，常稱為岩性地震研究。又因此種研究常牽涉復雜的計算過程，往往只能限於局部地區的分析，也被稱為局部地震地層研究。

㈡ 天然地震與地震勘探處理方法

用
地震儀器
將
天然地震
發生時產生的
地震波
記錄下來之後，
地震學
家用這些資料就可以推斷災區地下地質結構和岩石性質。如今
地震勘探
工作者就是利用地震波來研究地下岩石性質並尋找
石油和天然氣
的。所不同的是，他們不是利用天然地震時產生的地震波，而是用人工製造的、可移動的、可控制振動能量大小的地震波。所以，用人工製造的地震波進行的地質探測叫地震勘探。地震勘探工作是一個系統工程，包括地震資料採集、地震資料處理、地震資料解釋。這里先介紹一下地震資料採集工作是怎樣進行的。地震資料採集是在野外進行的。
野外工作
分施工設計、試驗工作和生產三部分。在施工設計階段，首先對工區進行
踏勘
，然後進行設計。設計的主要內容是明確地質任務，
設計地震
測線
位置，設計人工激發地震波的激發方式、接收地震波的接收方式，確定使用的主要設備，完成採集任務的工期，以及制訂安全生產、環境保護的制度措施等等。試驗工作階段包括通過試驗選擇能完成地質任務的最佳激發方式、接收方式、合適的
觀測系統
及儀器因素等。最後，試驗內容是否全面系統，地質效果是否理想，能否轉入生產等需經專家驗收審定。生產工作包括測量、打井、
放炮
、接收和質量監控等工序。通過測量把每條地震測線位置、激發點位置、接收點位置等用明顯的
標志物
標示在地面上。施工人員根據施工作業書和地面上的標志物有條不紊地進行打井、放炮、接收，直至全部完成地震資料採集任務。質量監控貫穿在試驗階段和整個生產過程中，尤其對採集工作的各個環節要進行質量監督和控制，只有這樣才能保證野外採集和
後序
工作的質量。

㈢ 地震與地質構造之調查與研究有哪些

這方面首推中國地質學創建者之一、翁文灝最為傑出，1921年在《地質匯報》第3號上發表了《甘肅地震考》，他以近代科學的觀點和方法，分析和論述了地震現象，特別在第四部分中說：「……此蓋地殼構造，新經變動，基礎未固，易生搖撼也。由是理論，窮其究竟，大抵甲類地震，原於外力，即所謂動力起於地質構造之外（諸如：殼內火山噴發，岩漿上沖等）；而地質構造，特予以易受動力之弱點；乙類地震，則震動之因，在地質構造之中，原動力之力，即自地質變動之日，雖無外力，亦將自動……」。簡要分析，表明作者對構造地質起因，並提出地殼內外變動，決定地震的強弱和頻率以及性質、烈度震級等。文中還引述了1913年出版的上海黃司鐸編的，J.Tobar.H.Gauthier校補的，法文《中國地震表》（Catalogue das tremblenents de Terre Signales en Chine Dapres les sourees chinoises）集古今圖書之大成，值得參閱。
1922年他在出席了比利時布魯塞爾召開的13屆國際地質大會，並發表了《中國地質構造對產生地震的影響》，最早向國際上介紹中國地質構造格局及與中國歷代地震的影響，受到重視。論文發表在《第13屆國際地質大會論文集》（1922）。
1933年在《會志》上發表《地震對中國某些地質構造的影響》（《會志》2卷3-4），文中附有一張珍貴的中國地震分布圖，突出地反映出大地震與大斷裂的密切關系，並按其構造特點劃分若乾地震帶，列舉出各地震帶的歷史地震震中表，同時文中還對雲南洱海大地震研究成果做了介紹，翁文灝先生作為中國地震構造研究的創建者，是當之無愧的。
1938年常隆慶在《地質論評》第3卷3期上發表《四川疊溪地震調查記》中，論及了地震地質構造的特點。
著名地震學家李善邦等，也對荷澤地震做過調查與研究，較早地提出斷層錯動是發震的主因的科學論斷；1940年米尼爾、李亞衛在《地質論評》5卷第5期上發表《地震與地動》，文中高度評價德國魏格納的大陸漂移理論所倡導的活動論和大陸水平運動，同時也評述了美國泰勒和喬利以及奧地利著名學者休斯及其《地球的面貌》對地震構造理論的推動與影響；1947年王竹泉在《論評》12卷1-2期上發表《河北灤縣地震》等。

㈣ 地震災變事件地層——地質學的分支學科

Earthquake Catastrophic Event Stratigraphy——A Branch of Geology

喬秀夫宋天銳

地震是地球動力作用的表現，它是地球內部結構失去平衡突然釋放出巨大能量的災變事件。現代地震引起地表發生變化，地震誘發沙土液化、地面下沉對建築物基底的破壞、地裂縫對交通的破壞，地震引起陸內的泥石流、滑坡以及近海的海嘯造成的破壞等均直接影響到人們的生命、財產，因此被廣泛關注。地震學家正力圖解決難度很大的近期地震預報問題。

人類歷史時期有文字記載的地震可稱為歷史地震，研究歷史地震記錄，從統計學角度可以了解一個地區發生地震的周期。史前地震一般稱為古地震

古地震的時限、含義在地震學家中有不同的認識。本書採用史前地震，即賦存於全新世及其之前古老地層的地震記錄為古地震的觀點。。古地震記錄保存於地層中，地震地質學家與第四紀地質學家側重研究全新世時期地層中的地震記錄，目的是從更大的時間尺度研究發生地震的長周期，結合區域構造分析，提出地震活動較長周期的預報。對於全新世之前的地震記錄，地震地質學家一般很少涉及，因為與解決現代地震預報的目標距離太遙遠。

全新世及之前地層中的地震記錄應是地質學家研究的范疇。古地震記錄與現代地震記錄的不同之處在於古地震形成的地貌已不被保存。如地裂縫在現代發生地震後可以看到中間下陷的狹長的「V」形地表裂縫，但古地震在地層中常常觀察到一組相向的正斷層組成的地塹以及層內的坍塌角礫，且其中被沉積物充填滿。地層中地震引起的變形記錄有兩種情況，即已成岩的堅硬沉積物與尚未成岩、富含水的軟沉積物在地震發生時所受到的影響與變形是不同的。總的講，堅硬沉積物主要是脆性變形；而軟沉積物則是受到強地震水平剪切的振動影響，引起富含水軟沉積物的液化泄水與變形，形成一系列層內的軟沉積物變形構造。有一些軟沉積物變形構造已被識別解釋為地震成因，尚有一些軟沉積物變形未被識別，或者被作為其他成因解釋。區域性、有固定層位的軟沉積物的液化變形是鑒別地層中地震事件的重要依據。

地層中的地震事件記錄是地層學、沉積學、構造地質學（變形構造、新構造與大地構造）與地震學的交叉學科，地震災變事件地層是地質學中的一個分支學科。與其他分支學科相比較，研究狀況處於相對滯後的狀態，這是因為地質學受到均變論的長期影響，相當多的地質學家不注意也不很相信地層中有地震災變記錄的存在。實際上，古地震事件一定非常頻繁，因為人類歷史中已出現過多次大規模地震災難事件，那麼，幾十億年的歷史長河中應該有更多的地震災變事件發生。從構造角度，我國大陸殼系由眾多塊體組成，這些塊體在地史中曾有多次碰撞擠壓與分離，在擠壓環境與拉張環境下均相應發生地震。僅僅因為我們不認識古地震的標志而完全忽略了這些重要地質記錄。傳統的地層學研究中不包括地震災變記錄，沉積學家則將一些地震事件記錄作為其他正常沉積成因解釋，而構造地質學家則將眾多地層中地震成因變形（同沉積變形）解釋為後期構造變形。另一方面，野外地質調查中對地層中的一些奇特的地震記錄只描述了現象而未深入進行成因解釋。如在我國北方長期工作的野外地質學家對各種碳酸鹽岩中的泥、亮晶脈早已注意（20世紀60～70年代），並進行描述，但未深入研究；南方二疊紀的碳酸鹽岩岩牆也早有報導（20世紀70年代），但用正常沉積充填作用解釋。實際這些都應是地震事件記錄，相當多的地震記錄在野外調查時被遺漏。在我們過去的區域地質調查填圖的報告中，對構造變動、火山活動描述及討論很多，唯獨看不到與之相關聯的對地史中地震事件的報道，這是地層學、沉積學、構造地質學研究中的遺漏與失誤！

中國地質學家於20世紀80年代開始注意地層中的地震災變記錄，90年代有了很大進展，90年代之後有關地層中地震記錄的研究受到很大注意，出版了相當數量的論文及專著。我們對古地震或稱地史中地震事件的研究，與國外大體同步、同水平，並且有自己特色，這些特色是：

（1）理論基礎：引起軟沉積物液化泄水及變形有多種動力，但是區域性、有固定層位的軟沉積物變形是由地震誘發的。

（2）多學科的交叉研究，注意與現代地震現象與資料對比，重視模擬實驗結果，比較注意地震事件災害過程的研究，並用類似沉積學中的序列，即地震災變相序表示，以便於野外地質調查時能對所研究剖面災變事件有預見性。

（3）將地震記錄與區域斷裂構造和岩漿活動聯系研究是國內研究的重要特點。

（4）最近我們應用了對現代地震地質研究的方法，即找尋基底岩系與蓋層之間巨大滑脫剪切作用形成的假玄武玻璃岩（Pseudotachylyte），以確定蓋層中軟沉積物變形的地震成因與地震年代。假玄武玻璃被認為是確認地震變形與確定地震年代的活化石。

（5）注意到在地史不同時期地震誘發的軟沉積物變形是不同的，特徵也有很大區別。

（6）應用地層中地震記錄，解釋區域大地構造、解決一個構造帶中地層等時對比等問題是我國地質學家在古地震研究中重要特色。古地震記錄是呈現區域性分布，與某個斷裂相關，或與某些岩漿活動有關。因此可以建立起古地震帶，包括板塊邊緣俯沖帶附近及板內伸展構造強烈地區的古地震帶。這些地震帶的確立是對一個地區最深刻的地球動力學解釋。

古地震的研究不可能直接解決現代地震預報問題，但它是地史中地球動力學與地史學研究的重要內容，是揭示一個地區地史與構造發展中的漸變與突發的災變史；它可以從更長的地史時間尺度提供一個地區的地震活動性。如我們在中國北方建立的震旦紀古郯廬地震帶，中元古代的燕遼地震帶，至今仍是一個繼承性地震活動帶。

如何在野外調查古地震記錄，尚未寫入目前1:5萬或其他比例尺地質調查的地層或沉積岩規范中，這是一個需要探索與總結的科學問題，但是一些原則性建議可提供參考。

（1）對地層中的一些奇特軟沉積物變形構造與沉積現象應試圖用災變觀點審視，避免用正常沉積學原則勉強去解釋。

（2）進行對現象認真的客觀描述，為室內研究采樣、拍照。特別是這些記錄在地層中與正常沉積的關系。變形構造分析是研究地震誘發軟沉積物變形的基本方法，科學的排除法則是野外宏觀調查時應有的思路。

（3）災變記錄的地層時代，空間分布，是否呈帶狀區域分布，與哪些斷層相關聯，災變記錄地層附近有無同時期岩漿活動等。

（4）綜合性研究，指兩個方面：一是對所有災變記錄綜合研究，注意他們之間的相互關系與順序。例如對地震成因的液化脈，除研究脈本身外，尚需研究與之伴生的微斷層及各種軟沉積物變形構造。若僅限於脈的本身研究則不可能揭露事件的全過程與本質。二是指多學科的研究，即地層、沉積、構造、相關的斷裂及火成岩的綜合研究。地震災變事件的研究中，地層僅是一個載體，沉積學是研究的切入點，軟沉積物的液化泄水與變形構造分析是野外研究的本質問題，最後應研究地震記錄的區域構造背景。

本書的內容包括三個部分：

（1）中國地質調查局《中國大陸及邊緣關鍵地史階段地震事件研究》項目中部分研究成果。新撰寫了第1,2,4,10,14,18,22等七章。

（2）選擇了一些地震成因變形的宏觀記錄（執行中國地質調查局項目中拍攝的），供野外地質調查時參考。更多的地震成因變形記錄尚有待於野外調查時識別。

（3）精選了一部分作者等已發表的有關地層中地震記錄的文獻，我們認為這些文獻對於野外地質調查時識別與研究地層中地震災變記錄是有參考意義的，這些文獻也是研究項目立項的基礎。對納入本書的論文，根據近年來的研究，對其中一些論文均已做了修改與較大補充，與原文已有相當區別，有一些是在原文基礎上的再創作研究成果，但仍沿用原論文題目，目的是便於讀者引用，也可看到本書作者對有關問題的認識過程與新的解釋。這些文獻包括對不同地震時期、不同地層類型中地震記錄的識別、描述、地震記錄的成因機制與背景論述，應用地震記錄解釋區域構造與地層對比等。

本書未對古地震記錄的特徵做全面介紹與描述，只是一般性的評述了當前國內古地震研究的現狀，我們希望讀者能在本書有關內容中找到自己感興趣與需要的材料。本書內容不可能也沒有這種科學水平總結所有古地震事件的特徵，只能起到一個啟發與引導作用，更多古地震事件在地層中的特徵需要所有地質學家今後共同努力去識別、總結。

我們高興地看到，20世紀90年代以後，我國地質調查填圖中開始注意古地震記錄的研究，反映在1:5萬地質圖幅（吉林省、遼寧省、山東省、安徽省、江蘇等省有關1:5地質圖）對古地震均有詳細描述，並與地層和大構造結合討論，從而提高對客觀地質記錄的解釋，提高了圖幅的科學質量。中國地質調查局在有關的區域地質調查總結中（2003年），也將古地震調查作為區調進展之一。我們堅信，古地震的調查、研究必將成為提高不同比例尺基礎地質調查的科學內容。隨著地質調查中對古地震事件的識別將不斷豐富這一新的地質學分支學科內容；古地震將成為地球系統科學與地球過程中必須研究與關注的內容。

㈤ 什麼是地震勘探法

對地震和穿過地球的波的傳播特徵的科學研究。在野外還包括地震效果的研究，比如海嘯、各種不同的地震源，例如火山、構造運動、海洋的和大氣圈的以及人造地震（如爆炸引起的地震）等。

在早期的石油勘探中，勘探人員只能對可以從地表看到的地質構造進行鑽探，一般是背斜和地層上拱形成的凸起等。但人們很快就認識到這種做法效果不佳，因為許多構造被沉積岩層覆蓋，在其下面才是由地殼運動形成的圈閉。此外，若這些圈閉恰好位於海底，則人們也完全無法用肉眼看到。勘探人員研發出地震反射方法，而它的原理就是由爆炸或用一個重物向下撞擊地面而產生的非常簡單的地震波。

地震勘探法示意圖

這些震動從各個方向向地層深處傳送地震波。當這些波遇到一個地質層系時，就會被反射回地表（就像光射到鏡面發生反射一樣），而其他聲波則會繼續向下傳播直到更深處的岩層，如此反復多次發生。人們在距這種波發生的一定距離處安置極為靈敏的接收器（地質檢波器），就可以接收並記錄下一系列復雜的地震反射波。最先到達的是那些沿著地表運動的波，然後是被第一套地質層系反射的波，接著是第二套地質層系反射的波，以此類推。在這種方式中，可以記錄從發射器發出後經地質層系反射後到達接收器的時間。

通過對比改變發射器與接收器的位置，就可以描繪出一幅按時間和二維（2D）空間構成的基底地質層系圖像，然後，再計算出不同地質層系的波的傳播速度，這樣就可以得到一幅地層深部的岩石層系圖像，而這正是地質學家和鑽井工程師最為感興趣的。根據這些圖像，繪制出更加詳細的地層剖面圖。利用這種以時間和深度表示的一系列完整的二維圖像，繪制出地下岩層的地質圖並用於評價油氣圈閉。為了獲得更為精確和更加可靠的地下岩層圖像，人們應用三維地震技術，它比二維地震的投資更為昂貴，但卻更加精確有效。通常，人們可以從三維地震圖上直接識別出地質層系中的油氣層。為了獲得地層體積（三維空間）的圖像，需將接收器成排安置。不久將會出現的四維（4D）地震技術，可以使勘探工作進入四維空間——包含了時間的范疇。在油氣勘探開發的實踐中，三維地震技術採用規律的時間間隔，屢獲建樹。通過對比這些三維地震記錄，人們可以對一個油田的生產階段進行跟蹤評價。在海上勘探中，三維地震記錄是由輪船拖曳的一系列接收器（檢波器）完成的。海上地震勘探要比陸地上的容易，因為，那裡沒有會使發射器和地震波接收器發生位移的自然障礙物。

如果石油在地下像巨大的湖泊一樣存在，那麼開采就是一件十分簡單的事情。但是，實際情況卻要復雜得多。油氣隱藏在多孔的岩石內，就像水吸附在海綿中一樣，它們在岩石內呈分散狀，並可迅速流過較大的區域，致使它們難以被發現且難以開采。地震勘探已成為了解地下情況最強有力的技術手段。地震勘探最早於20世紀20年代投入使用，這項技術利用地下岩層反射到地表的聲波可以看清地下的特徵。用多個檢波器收集反射到地表的聲波，所記錄的數據有助於建立簡單的二維地質圖像。現在，綜合測量技術與強大的計算機結合起來，可以創立高精度的三維圖像，並且用來更詳細地揭示地下儲層的特徵。先進的成像軟體可以幫助地球物理學家控制地震數據的質量，並過濾掉由地下鹽岩和火山岩等層系構成的阻礙物引起的干擾。這些阻礙物影響根據反射聲波的方向和速度而對地下油層的精確確定。很不幸，地震成像還不很成熟，而且從未達到100%的可信度，在數據記錄階段可能出現錯誤。在山區或熱帶森林內（在這些地區的工作進度會減慢）就很難獲得地震數據。此外，具有緻密與松軟差異表層的陸地區域也會導致地震反射波發生改變，而且往往難以對折返時間進行校正。在深部剖面上，也可能獲得地震圖像，但它們並不能反映真實的地下情況（呈「偽像」），就像海市蜃樓一樣。

㈥ 　淺層地震法

12.1.1基本原理

淺層地震勘探（Shallow Seismic Prospecting）是地質災害勘查的重要手段，它具備分辨能力強，空間定位準確的技術特點。所有的地球物理勘探方法都是以研究岩石的某一種物性為基礎，地震勘探所依據的是岩石彈性。其勘探原理是：用炸葯或非炸葯震源人為的激發地震波；沿測線的不同位置用地震勘探儀器檢測、記錄地震波；分析、研究這些記錄，從而獲得勘探地區（段）地下地質信息。激發地震波，接收地震波，處理、分析地震波記錄是實施地震勘探的三個主要技術環節。激發、接收地震波稱為地震勘探數據採集，處理、分析地震波稱為地震勘探數據處理。

地震勘探可以看成是一個特殊的、以地層為傳輸訊道的通訊系統。震源激發的地震波是通訊系統的輸入信號，它在地層中傳播時發生波的折射、反射、吸收、干涉、疊加等物理過程，從而攜帶了地層的結構和岩性等信息，因此地震波可以看成是攜帶地層信息的載體。用數字地震勘探儀器接收地震波信號並轉換成二進制數值，存貯在磁記錄介質上，為用計算機處理地震數據提供了方便的信息源。地震勘探數據處理充分運用了現代數據通訊中信號處理方法、波動場的層析成像方法和計算機數值計算方法，從而提高信號的信噪比，可靠地提取蘊含在地震波中的地質信息，或進行層析成像處理，獲得地下被勘查的地質體的數字圖像。

由於將地震勘探的本質理解為以地質體為介質的通訊過程，地震波是通訊過程的信息載體，使得地震勘探數據採集和處理吸收了現代數字通訊技術的最新成果，實現了數字化，擁有更強的解決地質問題的能力。

地球物理勘探工作者習慣將200～300m以上探測深度的地震勘探稱為「淺層地震勘探」，它符合水文、工程地質勘查和地質災害的勘查深度。在地質災害勘查中應用淺層地震勘探可以解決下列地質問題：

（1）按照速度值的變化，對各種類型的鬆散沉積物較詳細地分層；

（2）查明覆蓋層下的基岩埋深和起伏形態；

（3）查明基岩風化殼厚度和變化形態；

（4）查明基岩斷層、破碎帶，確定斷層斷距、斷層性質，確定破碎帶寬度和埋深；

（5）查明隱伏岩溶發育帶，確定溶洞位置；

（6）查明隱伏溶洞和覆蓋層之間，由於水力聯系而形成的覆蓋層中的溶蝕地段和土洞；

（7）應用在鬆散覆蓋層中的詳細分層能力，查明基岩斷層在第四系地層中的形跡，從而判斷是否是活動斷裂；

（8）可以獲取地質體的彈性力學參數和抗壓能力。

12.1.1.1縱波、橫波、瑞雷（Ralyleigh）表面波

在地震勘探應力波動場范圍內，地質體可視為彈性介質，依據固體介質彈性波理論，地震勘探震源在地質體中激起三種類型的地震波：縱波、橫波、表面波。縱波和橫波是在彈性體內部傳播，又稱為體波。傳播縱波介質的質點振動方向與波傳播方向一致，它是由脹縮力性質的震源所激發，例如放置在爆炸孔中的炸葯包。橫波振動方向與傳播方向相互垂直，它是具有旋轉力特徵的激勵震源激發，如水平方向敲擊置於地面上的木板塊，對地面作用的剪切力，是常用的激發橫波震源。僅存在於介質與空氣接觸的自由界面下，一個波長范圍內的表面波被稱為瑞雷表面波，它沿介質表面傳播，質點振動軌跡呈橢圓狀。

利用縱波作為信息載體稱為縱波地震勘探，橫波地震勘探是利用橫波作為信息載體。應用瑞雷表面波進行勘探稱為表面波勘探法，是近年發展起來的地震勘探方法的一個分支，本書另闢章節論述。

對同一彈性參數的固體，縱波比橫波有較快的傳播速度，它們都是彈性參數的函數（具體計算公式詳見手冊附錄）。通過綜合測試縱、橫波速度，可以推斷被探測體的彈性模量和泊松比等力學參數。

地質體中的橫波速度不像縱波速度那樣受濕度影響大，橫波速度與地質體力學強度有很好的正相關關系，速度值愈大，強度愈高。

介質對橫波能量的吸收衰減比縱波小，因此在縱、橫波混合的直達波組中，橫波的振幅要大於縱波，但橫波的頻率比縱波低。在相同頻率的條件下，橫波速度較低，波長較短，因此它比縱波有較高的水平和垂直分辨力。

限於目前的技術水平，只能用機械震源激發橫波，激發能量相對較小，最大探測深度一般不超過100m，遠不如縱波所能達到的探測深度。

由於橫波地震勘探的分辨能力較強，可以判斷被探測地質體的力學強度，在地質災害勘查工作中應當加以重視，特別是橫波反射地震勘探，但是其技術方法和裝備要比縱波勘探復雜，常用的橫波「叩板」震源比較笨重並且勘探深度相對較小。

圖12-1地震波入射到速度界面上發生的物理現象

12.1.1.2地震波反射、折射

由不同的時代、不同的岩性組成的地層，可以近似地看成彈性層狀介質，分層的主要依據是地震波速度。相鄰兩種介質之間存在速度界面，地震波入射到速度界面上，部分能量被反射，剩餘的能量透過界面入射到下部介質中，即入射波在速度界面上發生波的反射和透射這一物理現象。如果地震波的入射速度v₁低於透入速度 v₂，就會出現入射角小於透射角的現象（稱之為遠離法線的透射），因而就會存在使透射角為90°的入射角。在這種極端的情況下，透射波就在透射介質一側，沿著速度界面以v₂速度傳播，此時的透射波稱為滑行波，入射角稱為臨界角（圖12-1）。滑行波沿著界面滑行的過程中，引起界面各個質點振動，它可以看作為二次震源，在入射介質（v_.）中激起波的傳播，這種由滑行波派生的在上覆介質中傳播的波被稱為折射波，速度界面被稱為折射面。

反射波攜帶有反射界面空間位置的信息，折射波除了攜帶有折射界面位置信息外，還有折射界面的速度信息。由於只有在臨界角入射時才能出現折射波，因此在離開震源某個距離以外才能接收到折射波。地面上接收不到折射波的地段稱盲區。只有下層介質的速度大於上層時，才會出現折射波。折射波是由滑行波派生出來的，因此它的能量較小，為了接收折射波需要較強的激發能量。這些都是開展折射波勘探時，必須考慮的地球物理條件。

用反射波作為信息載體的地震勘探稱為反射波地震勘探，它又可分為反射縱波地震勘探和反射橫波地震勘探。用折射波作為信息載體稱為折射波地震勘探，在目前的技術條件下，只利用折射縱波。

反射波地震勘探是地質災害勘查中最常用的方法，它的技術成熟，裝備輕便、精良，微機控制的數字化地震儀器、諧振頻率100Hz的高頻檢波器、不同級別能量的震源，能夠滿足地質調查要求的各種勘探深度。應用源於石油地震勘探的多次覆蓋技術，使用計算機處理、分析資料，能夠實現地質災害勘查工作提出的多種任務要求，是地質學家優先選擇的方法。

1970年以前，淺層反射地震勘探技術尚處於研究、開發階段，折射波地震勘探在地質災害勘查工作中得到使用，特別是該方法能夠測得界面速度值，很受使用者歡迎。但它要求被勘查地層的下層縱波速度大於上層，並且不適合多於二層以上介質的勘探。由於存在盲區，勘查場地太小就無法施工；由於要求能量較大的震源，因而只能使用炸葯。這些都限制了淺層折射波地震勘探的使用。

12.1.2觀測方法

地震勘探的信息載體——地震波是用人工震源激發的。地質災害勘查時常用的震源類型有炸葯震源和機械錘擊震源兩種。炸葯震源的優點是裝備簡便，能適應不同勘探深度的要求，激發出的地震波的頻帶較寬，主頻較高，有利於高解析度地震勘探，但是這種震源存在安全隱患，不符合環境保護的要求，不適於在城市、工礦區等人口密集的地方使用。

錘擊震源使用安全、便捷，可以激發縱波也可以激發橫波，目前是激發橫波的主要震源類型。但錘擊震源激發能量相對較弱，勘探深度一般不超過100m，激發出的地震波頻帶窄，主頻低，解析度低。目前國外開發出了用於淺層地震勘探的陸地氣槍震源和電火花震源，有廣闊的應用前景。

淺層地震勘探的觀測方法是：在地表安置地震檢波器，將地震波到達時引起的地表微弱振動轉換成微弱的電信號，經由電纜送至地震儀記錄。地震儀有多個信號通道，常用的24通道地震儀，與24個檢波器連接。我們將安置在地表並與電纜連接的檢波器稱之為排列，檢波器之間距離稱為道距，檢波器與激發點之間距離稱為偏移距，最接近炮點的距離稱為最小偏移距。

激發點位置，排列位置，激發點和排列沿測線移動方式就組成了地震勘探觀測系統。道距、組成排列的地震道數目、最小偏移距離、激發點和排列沿測線移動的距離等，統稱為觀測系統參數。

地震儀在工作時預置的采樣間隔，每道采樣點數目，地震放大器的前置濾波器截止頻率等，稱為觀測儀器的參數。

在地震勘探現場採集數據時，正確設置觀測系統和觀測儀器的參數是確保完成地質任務的技術關鍵，要慎之又慎，應當在開工前進行參數選擇試驗，特別是在缺少經驗的新勘探區。

採用多次覆蓋觀測系統採集反射波數據可使地下每個地震波反射點數次被不同偏移距激發的地震波勘查。同一反射點被重復勘查的次數稱為覆蓋次數。通過多次覆蓋數據處理可以提高反射信號的信噪比，有利於提取微弱的反射信號，從而提高了識別地下地質情況的能力。覆蓋次數愈多，效果愈好，但勘探成本要相應提高。人們常用6～12次覆蓋，3次覆蓋屬於「經濟型」的勘查。

折射波觀測的關鍵是要避開盲區，這就要了解勘探地區的物性，判斷是否具備折射波勘查的地球物理前提。採用固定激發點，移動檢波器排列的方式，連續追蹤折射波，在排列兩端輪流激發，才能組成完整的對比觀測系統，獲得與排列對應的完整的折射界面形態。測線較長時，激發點與排列距離太大，無法可靠接收折射波，此時應當移動激發點，但要確保它與上個激發點有一段重復接收段，保證折射界面的連接。可靠地追蹤、對比和連接折射波是觀測系統設計原則。

橫波反射的觀測系統與縱波基本相同，只是橫波反射採用橫波震源激發和用橫波檢波器接收。「叩板」是目前常用的震源，採用炸葯或壓縮氣體的震源處於研究、開發階段。

數字地震儀的通道數目是使用者關注點之一，24道儀器是必不可少的，如果能夠裝備有48道或96道儀器則更為理想。多道儀器可以降低成本，提高覆蓋次數。模數轉換器擁有的位數則是關注點之二，位數多，儀器的動態范圍大，接收的地震信號保真度高，地震波承載的信息丟失少，這就提高了數據處理和信息提取的效果和解決地質問題的能力。

12.1.3技術要求

提高地震勘探的解析度是技術要求的主導思想。所謂解析度，就是對被勘查地質體探查的精細程度，可分為垂直和水平兩種解析度。垂直解析度愈高，就愈能精細地劃分地層；水平解析度高，對地質體水平方向的定位精度就高，例如准確地確定斷層的水平位置。

理論研究和實踐均證明，縮短地震波振動延續周期，或者是擴展地震波的頻帶寬度，可以提高解析度。為了提高水平解析度，除了上述要求外，還要適當地縮小檢波器的道距。

由於大地介質對地震波傳播的作用相當於低通濾波器，高頻成分吸收衰減的程度較低頻部分強，兩者相差可達30～40dB。因此補償高頻成分的丟失，就可以擴展地震波頻帶寬度，從而提高分辨能力。提高激發和接收的信號頻率，防止在數據處理時損失信號的高頻成分，是技術要求的關鍵。

此外，應當嚴格遵守《淺層地震勘查技術規范》各項規定和技術要求。附錄中收錄了此規範文本。

12.1.3.1測線布設

根據地質任務的要求在勘探區布置地震測線時，測線的方位要盡可能地垂直於被勘探體的走向，避開地物障礙和地形劇烈起伏的地段。如果無法避免，允許測線有轉折或彎曲，但要符合《淺層地震勘查技術規范》要求。測線要通過勘探區內鑽孔，或者以鑽孔為中心另行布置十字測深短測線，以了解反射層位和地質層位關系。如果有地層出露，要進行出露地層的波速測量，這有助於資料的地質解釋。

12.1.3.2地震波激發

由於炸葯震源激發的地震波主頻率值與葯量成反比，為了提高主頻率，增加方法的解析度，應當用小炸葯量激發地震波。在鬆散的地層中激發的地震波頻率較低，應將炸葯放入注水的爆炸孔中激發地震波。炸葯包直徑與孔徑接近，緊密耦合，可提高激發能量。爆炸速度高的炸葯（例如T.N.T）特性阻抗與岩土體的特性阻抗接近，能夠達到阻抗匹配，能量損失小，有利於激發地震波。

勘查目的層較淺時，人工錘擊是最方便的震源。應用地震儀多次疊加的功能，在同一個激發點處，多次錘擊，使地震信號疊加，增強信號能量。在激發點上安放鐵質或玻璃鋼墊板，錘擊墊板，激發的信號重復性好，主頻率較高。

用三角架支撐，拉起重錘，自由落下撞擊地面，激發地震波，稱為機械錘擊震源，其能量較強，但是頻率低，裝置較笨重。

國內開發了一種稱為「震源彈」震源，形似獵槍子彈，放入配套的「震源槍」中，插入地面上預先挖好的孔中激發，激發能量和頻率均能滿足地質災害勘查要求，比炸葯安全，能夠在城市中使用。

12.1.3.3地震波接收

應當採用諧振頻率高的檢波器接收地震波。當前，100Hz的高頻檢波器是最佳選擇。採用渦流型檢波器就更為理想，動圈式的檢波器在諧振頻率以上靈敏度變化不大。渦流式檢波器靈敏度隨頻率提高而增加，更加有利於補償地震波高頻損失，提高分辨能力。

檢波器將振動信號轉換為電信號後，通過地震電纜送到地震儀信號輸入端，為提高解析度必須將地震信號通過低截濾波器，使得低頻成分得到衰減，壓制低頻求得其與高頻成分處於相同數量級，顯然也就是擴展了帶寬，提高了分辨能力。低截濾波器的頻率是可調的，正確選擇頻率是技術要求的重要內容。

盡量提高A/D轉換器的位數，使相對較弱的高頻成分獲得足夠位數的轉換值，有助提高解析度。目前，淺層地震儀A/D轉換器已從過去的12bit（二進制位）或18bit提高到24bit。

12.1.3.4淺層地震勘探的應用條件

在地質災害勘查中應用淺層地震勘探方法，要分析解決地質任務的有效性，注意淺層地震勘探的應用條件：

（1）被探查的地質目的物（層）與圍岩體有速度差異；

（2）如果是採用折射法，還要求被探查的地質目的物（層）的速度大於上覆地層速度值；

（3）被探查的地質目的物（層）在垂直方向上的尺度不小於地震波有效信號主波長λ的八分之一，即A/8(Widess分辨准則），否則目的物不能被地震勘探發現；

（4）工作地區如果存在有人文雜訊干擾（例如城市或工礦區），必須採用有效的抗干擾措施，否則會降低方法的信噪比，影響地質效果，甚至無法工作。

12.1.4數據處理方法

12.1.4.1折射波數據處理方法

將記錄在磁介質中的折射波數據送入計算機後，採用相位對比的方法識別折射波並拾取折射波到達各個觀測點上的時間值。為了達到較好的效果，可採用計算機自動識別和拾取與人工檢測相結合的方法。隨後，啟動折射波資料處理程序，最終輸出折射界面形態圖和界面速度值。

時間場法和哈萊斯（Hales）法是常用的處理解釋方法，用於折射波數據自動解釋。

12.1.4.2反射波數據處理方法

反射波數據處理方法涵蓋波動場理論、信號處理理論、計算數學等學科的豐富內容。

反射波數據處理的目的之一是提高信噪比，讓背景雜訊掩蓋的反射信號顯現出來。視覺能力研究表明，人眼視力動態范圍約60dB(1000倍），如果地震儀A/D轉換器低於10bit，它就低於視覺動態范圍，此時地震監視記錄中看不到反射波信息。目前地震儀 A/D轉換器已高達18～24bit，遠遠超過視覺動態范圍，採集的反射信號通過數據處理，可提取出豐富的地質信息。

反射波處理的第二個目的，是使反射波正確歸位，即採用動校正、波動方程偏移等各種方法，將反射信號回歸到產生它的界面上去。正確歸位後的反射波表徵了界面的位置和形態，是一種波動場成像的方法。

反射波數據處理，按地震處理作業流程的先後次序，可分為下列各項。

（1）預處理：

解編：將地震數據讀取到計算機，解編成處理程序認可的格式。

編輯：用刪除或拷貝的方法編輯不正常地震道的數據。

動平衡：將地震數據按其自身大小加權放大，實現各數據之間相對平衡。

（2）獲取處理參數：

富氏分析：求得有效反射信號的功率譜，為選擇帶通濾波器的中心頻率和頻帶寬度提供依據。

速度掃描：求得動校正的速度組，為動校正提供速度參數。

（3）提高信噪比處理：

數字濾波：地震信號通過帶通濾波器，增強反射信號，壓制雜訊干擾。

相干加強：相鄰地震道進行互相關運算，用相關系數作權值，調整地震道的數據。由於反射信號有較好的波形相似性，調整後獲得加強，隨機雜訊相關系數接近於零，受到了壓制。

圖12-2偏移歸位

水平疊加：將同一反射點上的數據進行動校正，消除時差，疊加在一起，起到加強信號壓制干擾作用。

（4）歸位處理：

動校正：將不同偏移距的地震信號都校正為自發自收的零偏移距，此時地震信號之間的時差是由反射點位置不同引起，反映了反射界面形態。

偏移：動校正後的歸位界面深度，是界面垂線與地面交點的距離。如果是傾斜界面，則不是它的真正深度，需要偏移處理，校正成與地面垂直的直線距離，參見圖12-2。

12.1.5成果表達形式

12.1.5.1折射波法

折射界面剖面圖和界面速度分布圖是折射波法勘探成果表達的最終形式。通常可以用計算機繪圖儀輸出最終處理結果。

12.1.5.2反射波法

在地質災害勘查時，反射波法勘探成果常用反射波剖面圖的形式表達。該圖能直觀、形象地反映被勘查地層的空間分布形態，斷層位置，斷層的性質（正斷層或逆斷層），基岩破碎帶位置和寬度等地質現象，溶洞以雙曲線形態的繞射波出現，雙曲線極小點位置是溶洞的頂點。

反射波剖面是歸位後的地震波場的分布圖，異常的波動現象代表著介質中地質情況變化，例如地層界面、斷層、溶洞等。

熟悉地震波動場正演特徵和積累成果地質解釋的經驗，是深化認識反射剖面圖的基礎。

12.1.6資料解釋原則

資料解釋的目的，是對地震勘探成果進行地質推斷和解釋，用地質理念和規律表述勘查成果。

資料解釋應當遵循兩條原則：

（1）用於地質解釋的波動場異常是真實的，而不是由採集誤差，環境雜訊干擾，地形起伏影響等非地質因素引起；

（2）波動場異常的地質解釋、推斷要有充分的依據，要從己知推到未知。例如，有已知鑽孔剖面，已知探區的區域地質規律等，使推斷成果符合地質規律。

要正確對比、追蹤有效地震波。在相位對比時，要注意相位之間的錯開、尖滅、分叉等地震波場異常現象。在地震波干涉帶上，要正確認識、追蹤、對比波組，防止混淆不同波組的相位。

要論證反射（折射）層位和地質層位對應關系，特別是勘探地區的標准反射層。標准反射層分布在整個勘探區，與勘查目的地質層位對應。例如，在滑坡地質災害勘查時，滑面就是典型的標准反射層，通常它也是標准折射層。

由於地震儀器的測時精度可以達到毫秒級，時間測定是精確的。應當注意取得准確的速度值，它有助於提高成果定量解釋精度。

數據處理提供了時深轉換的速度值。如果條件允許，可以進行簡易的速度測井。

12.1.7儀器設備

災害地質勘查常用的淺層地震勘探儀器設備參見表12-1。

表12-1常用的淺層地震勘探儀

續表

㈦ 人類現代對地震有什麼研究

進入現代以來，人類對地震的認識得以從科學的角度出發，從而開辟出了一片完全嶄新的研究天地。研究地震，最基本的是研究地震的發震時間、震中位置和地震強度。隨著地質勘探技術的進步，人類對地球構造的認識加深，形成了以地球內部構造結構為基礎，地球板塊運動為模型的地殼形變引起地震的理論。與之相關地，地殼形變運動發生時，地下水水位的升降變化，以及地下水的化學組成的突變也成了預測地震的重要參考指標。隨著有記錄的地震觀測數據的積累，人們發現地震的發生與地磁、地電的變化也存在著一些聯系，通過對地磁地電的觀測來預測地震也成為一個可以考慮的突破口。

地震活動性研究

早期的地震學主要研究地震發生後的各種現象，多局限於研究較大地震的地理分布和時間分布。20世紀60年代起，地震預報被提上日程，人們迫切需要知道強震發生前的諸種現象，強震前觀測到的大量中小地震，為人們尋求地震前兆提供了信息。目前關於前兆性地震分布圖像的研究已經比較深入，形成了地震活動空區和地震活動條帶兩個地震前兆模型。

在強震發生前的一定時期內，在未來的震源區附近，地震活動水平有下降趨勢，從而形成地震活動空區。通過尋找地震空區預測未來強震的地點、大小和時間，是利用前兆性地震活動圖像預報地震的一個有希望的方法。通過多次強震的對比分析，發現空區基本上都位於具有較強地震活動背景的地區。空區不僅有其平靜的一面，還有外圍地震活動增強的一面。通過對大量震例的分析，研究空區面積、長軸、空區持續時間等與未來地震強度的統計關系，在實際預報中可以發揮一定的效用。

地震活動條帶是指在區域地震活動不斷增強的背景下，地震震中由分散、凌亂狀態轉化為集中分布的過程中形成的，未來強震往往發生在這個條帶上。通過條帶內外地震強度、能量等的對比分析，可提高判定條帶的准確性。

地殼形變測量法

地震大部分是發生在地殼的中上部，而地震發生時一定會伴隨地殼形變的發生。因此，地殼形變與地震關系的研究，是地震預報中很重要的一項基礎研究。地殼形變測量是大地測量的一部分，它是研究地震過程的重要手段。地殼形變測量工作主要是在活動構造帶、多震地區和具有一定潛在地震危險的重點地區，以及大型水庫區等要害地區進行的。地殼形變的測量周期比大地測量周期短得多，並經常視需要進行加密觀測，還要特別注意大地震前後的及時測量。

地殼形變測量主要有垂直形變測量、水平形變測量、跨斷層測量和定點形變測量幾種。

垂直形變測量的目的，是測定地殼的升降運動，其主要方法是精密水準測量。在地殼形變監測區按一定計劃布點，在每個觀測點將水準標石（水準點）牢固地埋在地下或出露於地表的基岩上，從而組成垂直形變網。定期測量各條水準線上水準點之間的高差，經過適當處理就可以確定地殼是否發生了垂直形變。垂直形變監測網應布設在以活斷層為主的構造帶，大城市、大廠礦、大水庫和交通樞紐為主的重點保衛區，以及地震活動區和地殼形變異常區。

資料表明，大多數淺源地震震源區均以水平錯動為主，水平位移的幅度往往比垂直位移大。因此，研究水平形變也和垂直形變一樣具有重要意義。地殼的水平運動是通過測定地面上一些點的平面位置變化來描述的，為此需要布設水平形變觀測網。構成水平形網的基本圖形是三角形，所以也稱三角網。按照觀測元素的不同，可以分為測角網、測邊網和邊角同測網。測網的布設原則和復測周期與垂直形變網的要求相同。

自從地震的斷層成因說提出以來，斷層位移與地震的關系受到了地學工作者的特別關注。為了了解產生地震的斷層力學過程，捕捉地震前兆，地學工作者布置了各種跨斷層測量。跨斷層測量與獲得斷層兩測點之間的產狀、斷層運動方式、兩側岩體力學性質及測點距斷層面和距離有關。測值中還包含某些干擾因素的影響，應予以排除。

為了重點監測某個地區的地震發生情況，可以建立地殼形變台站來進行短水準和短基線觀測。前者是用精密水準測量方法測定地面的垂直運動；後者則是用精密測距方法測定地面之間的水平位移。它們一般布設在活動斷裂帶上以監視斷層活動。一般每時日觀測一次，長期連續觀測。

地下水觀測

對地下水的觀測和研究，主要是針對地下水的水位、水溫、流量及氣體—化學成分隨時間變化的動態規律進行總結，研究地下水的動態規律發生異常與地震的關系，是探索地震預報的重要課題之一。經過實踐檢驗，地下深井水網觀測效果良好，對監視區內發生的強震均能觀測到地下水異常，對一些地震作了一定程度的預報。在廣泛開展實際觀測的同時，科技工作者還對地下水前兆的物理機制進行了探討，進一步認識到地下水動態變化與地殼岩石受力變形之間的關系，並且由於封閉性較好的深井水位靈敏度高，能很明顯地反映地下含水岩體的微小變形，對地震的預測有很現實的意義。

由於水具有易流動性、不可壓縮性，氣具有易穿透性，因此水和氣對力的作用特別敏感。地下水在地殼中的分布深度達20～30千米，這正是大多數震源分布的范圍。因此，在地震孕育、岩體受力變形及破裂的過程中，含水圍岩的應力—應變變化將造成地下水物理性質和化學成分的明顯變化，並通過水的流動將變化信息傳遞到淺部來。因此，通過測定地下水（氣）物理性質、化學成分隨時間和空間的變化來預測地震成為地震預報的有效方法之一。

地磁地震關系的研究

國內外多次大震發生前，均在震中及其鄰區發現過大量與電磁波有關的異常現象。現在世界各國都組織開展系統的觀測和研究工作，已經或計劃進行的研究課題非常廣泛，有的已經取得了一定成果。例如，對震前電磁波異常進行了分類，指出存在兩種不同起因的電磁波異常：一類是在孕育過程中，由震源體產生的某種電磁輻射，稱之為輻射異常；另一類是由於震源體及其鄰區介質物理性質的變化，導致該區電磁波傳播特性的變化引起的電磁波異常，稱之為傳播異常。前者可能發生在孕育直到發震的整個過程中，壓電效應、動電效應、熱電效應等均能導致岩石在微破裂時產生電荷的積累與釋放，從而使震源區輻射出頻譜很寬的電磁波。

地震孕育過程中，經常伴有地下介質電阻率的變化及大地電流和自然電場的變化。觀測研究這些變化（主要是地殼上部介質電阻率的變化），提取地震前的電信息，並探討其與地震之間的關系，以進行地震預報，是地電觀測的主要任務。地震預報中的地電研究與應用主要為地殼淺層介質電阻率的變化和地殼深部介質的電性變化兩個方向。同其他地球物理手段一樣，用地電方法預報地震仍處於經驗性階段，離預報地震目標還相差很遠，有待於繼續努力探索。

地球重力場是地球的一種物理屬性，重力隨觀測點空間位置和地球介質密度狀況而變化，因此，觀測重力場的變化反過來可以研究地殼的變形、介質密度的變化或質量的遷移，從而探討與地震預報研究和現代地殼運動有關的地球動力學問題。重力場的時間變化主要反映地球的變形、地球內部質量運動，以及地球在空間運動中一些動力學要素的變化，它與現代地殼運動、地震預報研究和基礎天文學等密切相關。重力場的時間變化又可分為潮汐變化和非潮汐變化兩類。前者起因於外部天體（主要是太陽和月球）對地心和地球表面的引力作用；後者則主要是地球自身的變化，如地球自轉速度的變化、地極移動、地殼運動、地殼變形和深部物質變異等引起的。觀測地震前重力變化的較好的實例是1976年唐山地震。這次地震發生的前半年，重力場就出現了趨勢性的變化，震後異常恢復。

利用衛星監測地震

隨著空間衛星技術的發展，衛星在地震預報研究和應用上的作用也越來越大。我國在「九五」期間就開始了衛星預報地震的研究和應用，並取得了初步成果。我國有關專家認為，發展地震監測衛星十分必要。我國建成了相當數量的地基電磁監測台網，但我國幅員遼闊，地震多發區多，已建和籌建的電磁監測台還不能滿足預報需求。而在空間軌道運行的衛星對地電磁觀測覆蓋范圍大，不受地面自然條件限制，且空間電磁的場動態信息強於地面的信息。利用衛星實現空間電磁監測，將對地震預報起到積極的推動作用。此次汶川地震，如果我們事先有該地區連續的空間電磁監測圖像，就可能會做出預報。

發展我國的地震電磁衛星對地觀測技術，將空間手段與地基監測相結合，建立天地一體化的立體地震電磁監測系統，將明顯增加地震前兆的信息量，為地震預測預報提供重要的科學判據。我國航天發展「十一五」規劃中，明確提出了開展地震電磁監測衛星研究。汶川震後，國家國防科技工業局組織召開的航天技術應對當前地震災害的專題研討會上明確提出，要進一步加快包括地震電磁監測試驗衛星在內的關鍵技術的攻關研製，不斷增強航天技術服務國家防災救災事業的能力。

地震監測衛星的計劃是20世紀90年代初，在多年研究的基礎上，前蘇聯科學家提出的建立地震前兆全球監測衛星系統的設想。該系統的目標是對特定地區上空的電磁波、電離層等離子體特徵等進行長期監測，在震前2小時～48小時做出預報。俄羅斯先後於1999年、2001年、2006年發射了3顆衛星，用來探測與地震有關的電離層變化信息，探索地震預報信息和預報技術，研究與地震等自然災害有關的電離層、磁和等離子體變化等前兆。另外，美國、法國、烏克蘭、義大利和我國的台灣地區也進行了地震電磁監測衛星的相關研究或有這方面的研究計劃。

與傳統的地面地震監測站相比，利用衛星監測並且預報地震的方法無疑為人們提供了新的預報的依據。雖然利用地震電磁衛星預報地震目前還處於探索階段，但是這一方法已得到了許多科學家的認同。未來，隨著科技水平的提高和科學研究的深入，地震電磁衛星有望在地震預測中發揮重要的作用。

地震研究相關學科蓬勃發展

對地震的研究直接促進了地球物理學的蓬勃發展。地球物理學自20世紀初形成以後，進入60年代後發展迅速，包含許多分支學科，涉及海、陸、空三界，是天文、物理、化學、地質學之間的一門邊緣學科。地球物理學是以地球為研究對象的一門應用物理學，現已發展成為包含地震學、重力學、地電學、地磁學等多個學科及其形成的交叉學科的多分支學科。地震學與重力學、地電學、地磁學、地熱學、地質學、天文物理學等學科都有著密切的關系，各學科已經形成了相互促進的關系。

㈧ 地震地層分析流程

國內外地震地層學研究已經有很多研究成果，本書以川東南地區為例，以儲層識別及預測為出發點，以地震層序的對比劃分和地震相研究為核心內容，地震地層學研究的主要流程如下。

（1）地震反射界面標定及解釋

地震反射界面的標定解釋是地震地層解釋的基礎，要盡可能精細地解釋目標層段的層位。

（2）選擇主幹地震剖面進行地震層序分析

很明顯，同一種地質體在不同方向的地震測線上所表現出的地震現象是不同的，所以通常在全面開始地震地層解釋的時候，先選擇垂直於構造走向、資料信噪比高、偏移歸位較好的地震剖面進行初步分析，確定全區層序模式，然後再推廣到全區進行解釋。

（3）識別地震層序與體系域

層序與體系域的劃分是以反射波終止現象為依據的。反射波終止現象反映的是地層之間的不整合關系，這正是層序分析的基石。地震層序分析必須在兩個方向進行，否則會得出錯誤的結論。在一個方向的地震剖面上表現為上超現象，在另一個方向上則可能表現為整一現象。通常在兩個方向上都表現為上超的，才是最可靠的上超現象。

（4）地震相分析及平面展布組合規律分析

地震相分析是分析地震反射特徵與沉積相甚至儲集體之間關系的一種分析方法。與地震地層分析相似，地震相分析也必須從平面組合關繫上研究，地震相的組合關系更具有地質意義，但在研究工作中這往往被忽略。

（5）地震相與沉積相關系分析

通過地震反射結構、反射波組外部形態及其相互之間的關系，分析古地理環境、水流方向、海（湖）平面相對升降、水動力條件等，以沉積相分析的觀點來解釋地震相在平面上的分布特徵，這也是地震相解釋的核心。

（6）典型儲集體地震相特徵分析

很多的儲集體在地震剖面上都有一定的特徵，由於復雜儲層橫向變化劇烈，地震剖面上反射波組特徵變化較大，通常表現為特殊的外部形態結構（比如丘形、隆起、側積等）及內部地震屬性的變化（如強振幅、低頻率等）。

（7）利用地震層序和地震相研究成果對儲層進行綜合識別

在劃分的地震層序及體系域內對地震相特徵進行平面分析，綜合地質和地球物理資料對儲層進行綜合識別。

㈨ 地震勘探的勘探方法

包括反射法、折射法和地震測井（見鑽孔地球物理勘探）。三種方法在陸地和海洋均可應用。
研究很淺或很深的界面、尋找特殊的高速地層時，折射法比反射法有效。但應用折射法必須滿足下層波速大於上層波速的特定要求，故折射法的應用范圍受到限制。應用反射法只要求岩層波阻抗有所變化，易於得到滿足，因而地震勘探中廣泛採用的是反射法。 利用反射波的波形記錄的地震勘探方法。地震波在其傳播過程中遇到介質性質不同的岩層界面時，一部分能量被反射,一部分能量透過界面而繼續傳播。
在垂直入射情形下有反射波的強度受反射系數影響，在雜訊背景相當強的條件下，通常只有具有較大反射系數的反射界面才能被檢測識別。地下每個波阻抗變化的界面，如地層面、不整合面（見不整合）、斷層面（見斷層）等都可產生反射波。在地表面接收來自不同界面的反射波，可詳細查明地下岩層的分層結構及其幾何形態。
反射波的到達時間與反射面的深度有關，據此可查明地層埋藏深度及其起伏。隨著檢波點至震源距離（炮檢距）的增大，同一界面的反射波走時按雙曲線關系變化，據此可確定反射面以上介質的平均速度。反射波振幅與反射系數有關，據此可推算地下波阻抗的變化，進而對地層岩性作出預測。
反射法勘探採用的最大炮檢距一般不超過最深目的層的深度。除記錄到反射波信號之外，常可記錄到沿地表傳播的面波、淺層折射波以及各種雜亂振動波。這些與目的層無關的波對反射波信號形成干擾，稱為雜訊。使雜訊衰減的主要方法是採用組合檢波，即用多個檢波器的組合代替單個檢波器，有時還需用組合震源代替單個震源，此外還需在地震數據處理中採取進一步的措施。反射波在返回地面的過程中遇到界面再度反射，因而在地面可記錄到經過多次反射的地震波。如地層中具有較大反射系數的界面,可能產生較強振幅的多次反射波,形成干擾。
反射法觀測廣泛採用多次覆蓋技術。連續地相應改變震源與檢波點在排列中所在位置，在水平界面情形下，可使地震波總在同一反射點被反射返回地面，反射點在炮檢距中心點的正下方。具有共同中心反射點的相應各記錄道組成共中心點道集，它是地震數據處理時所採用的基本道集形式，稱為CDP道集。多次覆蓋技術具有很大的靈活性，除CDP道集之外,視數據處理或解釋之需要,還可採用具有共同檢波點的共檢波點道集、具有共同炮點的共炮點道集、具有相同炮檢距的共炮檢距道集等不同的道集形式。採用多次覆蓋技術的好處之一就是可以削弱這類多次波干擾，同時尚需採用特殊的地震數據處理方法使多次反射進一步削弱。
反射法可利用縱波反射和橫波反射。岩石孔隙含有不同流體成分，岩層的縱波速度便不相同，從而使縱波反射系數發生變化。當所含流體為氣體時，岩層的縱波速度顯著減小，含氣層頂面與底面的反射系數絕對值往往很大，形成局部的振幅異常，這是出現「亮點」的物理基礎。橫波速度與岩層孔隙所含流體無關，流體性質變化時，橫波振幅並不發生相應變化。但當岩石本身性質出現橫向變化時，則縱波與橫波反射振幅均出現相應變化。因而，聯合應用縱波與橫波，可對振幅變化的原因作出可靠判斷，進而作出可靠的地質解釋。
地層的特徵是否可被觀察到，取決於與地震波波長相比它們的大小。地震波波速一般隨深度增加而增大，高頻成分隨深度增加而迅速衰減，從而頻率變低，因此波長一般隨深度增加而增大。波長限制了地震分辨能力，深層特徵必須比淺層特徵大許多，才能產生類似的地震顯示。如各反射界面彼此十分靠近，則相鄰界面的反射往往合成一個波組，反射信號不易分辨，需採用特殊數據處理方法來提高解析度。 利用折射波（又稱明特羅普波或首波）的地震勘探方法。地層的地震波速度如大於上面覆蓋層的波速，則二者的界面可形成折射面。以臨界角入射的波沿界面滑行，沿該折射面滑行的波離開界面又回到原介質或地面，這種波稱為折射波。折射波的到達時間與折射面的深度有關，折射波的時距曲線（折射波到達時間與炮檢距的關系曲線）接近於直線，其斜率決定於折射層的波速。
震源附近某個范圍內接收不到折射波，稱為盲區。折射波的炮檢距往往是折射面深度的幾倍，折射面深度很大時，炮檢距可長達幾十公里。 書 名：地震勘探 作 者： 熊章強 等 著
叢 書 名：教育部高等學校地礦學科教學指導委員會地質工程專業規劃教材
出 版 社： 中南大學出版社
ISBN：9787548701057
出版時間：2010-09-01
版次：1
頁數：350
裝幀：平裝
開本：16開
紙張：膠版紙
正文語種：中文
定 價：￥42.00 《地震勘探》全書共分八章，第一、二章介紹地震勘探的物理基礎和地質基礎，第三章介紹地震波的時距關系，第四、五章介紹野外地震數據採集和抗干擾技術，第六、七章介紹地震資料的數據處理和地質解釋，第八章簡單介紹金屬礦地震勘探、垂直地震剖面、地震層析、面波勘探、微動監測和聲波探測等其他一些地震勘探方法與技術。
《地震勘探》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地震勘探領域，可作為高等院校應用地球物理專業的教材，也可供從事物探工作的工程技術人員參考。 緒論
第一節地震勘探方法簡介
一、反射波法
二、折射波法
三、透射波法
第二節地震勘探的發展
一、地震勘探發展簡史
二、我國地震勘探發展簡史
第一章地震勘探的理論基礎
第一節彈性理論概述
一、彈性介質與粘彈性介質
二、應力與應變
三、應力與應變的關系
四、波動方程
第二節地震波的基本類型
一、地震波動的形成
二、縱、橫波的形成及其特點
三、面波
第三節地震波場的基本知識
一、運動學的基本知識
二、動力學的基本知識
第四節地震波的傳播
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換和能量分配
五、地震波的衰減
六、地震波的頻譜
第五節地震勘探的解析度
一、縱向解析度
二、橫向解析度
三、影響解析度的主要因素
習題一
第二章地震勘探的地質基礎
第一節影響地震波傳播速度的地質因素
一、岩性
二、密度
三、孔隙度
四、孔隙充填物
五、風化程度
六、其他因素
第二節地震介質的劃分
一、各向同性介質與各向異性介質
二、均勻介質、層狀介質與連續介質
三、單相介質與雙相介質
第三節地震地質特徵
一、工程地震地質特徵
二、能源地震地質特徵
三、金屬礦地震地質特徵
第四節地震地質條件
一、表層地震地質條件
二、深部地震地質條件
習題二
第三章地震波的時距關系
第一節直達波及折射波時距曲線
一、直達波時距曲線
二、水平層狀介質中折射波時距曲線
三、隱伏層中的折射波
四、傾斜界面折射波時距曲線
五、彎曲界面折射波時距曲線
六、垂直構造的折射波時距曲線
第二節反射波時距曲線
一、水平界面的反射波時距曲線和正常時差
二、傾斜界面的反射波時距曲線
三、水平多層介質的反射波時距曲線
四、復雜情況下的反射波時距曲線
第三節連續介質中的地震波
一、連續介質中波的曲射線方程
二、連續介質中的「直達波」（回折波）
三、連續介質中的反射波和折射波
第四節特殊波時距曲線
一、全程多次反射波的時距曲線
二、繞射波時距曲線
第五節T—p域內各種波的運動學特點
習題三
第四章地震資料的野外採集
第一節地震勘探野外採集系統
一、幾個基本概念
二、地震勘探對儀器的要求
三、地震儀的主要組成部分
四、數字地震儀的工作原理
第二節地震測線的布置
一、測線布置的基本要求
二、測線布置形式
第三節地震勘探觀測系統
一、觀測系統的概念
二、觀測系統的圖示方法
三、二維反射波法觀測系統
四、三維反射波法觀測系統
五、折射波法觀測系統
第四節地震波的激發和接收
一、地震波的激發
二、地震波的接收
第五節地震波速度的測定
一、地震測井
二、聲波測井
三、PS測井
第六節海上地震勘探
一、海上地震特殊干擾波
二、海上震源
三、海上定位
四、海上地震數據採集方法
習題四
第五章抗干擾技術
第一節有效波和干擾波
一、震源干擾波
二、外界干擾波
第二節地震組合法
一、組合檢波基本原理
二、組合的濾波特性
三、組合對隨機干擾的統計效應
四、組合參數的選擇
第三節多次覆蓋法
一、共反射點疊加原理
二、多次覆蓋觀測系統
三、共反射點多次波的剩餘時差
四、共反射點多次疊加效應
五、影響共反射點疊加效果的因素
六、多次覆蓋技術疊加參數的選擇
第四節其他抗干擾技術
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
第五節抗干擾與解析度的關系
一、抗干擾與解析度
二、振幅解析度與時間解析度
習題五
第六章反射波地震數據處理
第一節預處理
一、解編和剪輯處理
二、切除
三、抽道選排
四、真振幅恢復
第二節數字濾波處理
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、預測反濾波
第四節速度分析處理
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、層速度的計算
第五節校正和疊加處理
一、靜校正
二、動校正
三、水平疊加
第六節偏移處理
一、偏移的基本概念
二、克希霍夫偏移
三、波動方程偏移
習題六
第七章地震資料解釋
第一節地震反射波資料的構造解釋
一、時間剖面與地質剖面的差別
二、時間剖面的對比
三、地震波場分析
四、地震反射層位的地質解釋
五、地震反射斷層的地質解釋
六、特殊地質現象解釋
七、深度剖面、構造圖、等厚圖的繪制
第二節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、地震相的地質解釋
第三節地震折射波資料的解釋
一、折射波記錄的對比
二、折射波時距曲線的繪制
三、折射界面的構制
四、￡o差數時距曲線法的自動化解釋
五、特殊問題
習題七
第八章其他地震勘探方法與技術
第一節金屬礦地震勘探
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徵
三、金屬礦地震勘探數值模擬研究
四、散射波成像原理及地震採集技術
五、硬岩環境下的地震數據採集技術
第二節垂直地震剖面（VSP）法
一、VSP基本原理
二、VSP資料的採集
三、VSP資料的處理和解釋
四、VSP資料的應用
第三節地震層析技術
一、層析技術概述
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、反演計算與圖像生成
五、地震層析技術在工程勘察中的應用
第四節瑞雷波勘探
一、瑞雷波的波場特徵
二、瑞雷波法勘探原理
三、瑞雷波傳播速度的計算
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用
第五節微動觀測
一、微動的概念
二、常時微動的性質
三、常時微動測量方法
四、常時微動的資料處理和解釋
五、常時微動在工程中的應用
第六節聲波探測
一、聲波探測概述
二、聲波探測原理及工作方法
三、聲波探測在工程地質中的應用
習題八
參考文獻

㈩ 主要研究內容、思路和方法

根據國內外相關研究成果，結合本次研究擬解決的主要地質問題，採取如下技術路 線：在充分利用前人研究成果、地球物理信息和試油資料及相鄰區塊油氣勘探開發成果的 基礎上，以12口鑽井的岩礦資料和測井資料，以及HZ9-2和HZ27-4兩個構造帶的三維數 據體為主要分析對象，運用儲層沉積學、層序地層學、測井地質學、地震地層學等多學科 交叉的綜合研究方法，對深層儲層沉積-層序特徵、岩石學特徵、成岩後生作用特徵、儲 集物性特徵和控制因素及其分布規律等進行深入系統的綜合研究。研究思路和技術路線如 下圖所示，主要包括如下幾個方面：

1）以測井和岩礦資料為基礎，精細分析12口鑽井剖面古近系的岩性相、沉積相、沉積演化序列和層序地層學特徵；

2）在各項岩礦資料綜合分析的基礎上，深入研究深層儲層的成岩作用方式、成岩演 化序列與孔隙類型、孔隙結構和物性特徵；

3）充分應用粘土X衍射、有機質RO反射率、包裹體測溫、微區電子探針和有機酸 流體分析資料，研究惠州凹陷古近系深層儲層的埋藏史、熱史、有機質和流體演化史，以 及對深層儲層成岩史、孔隙演化史和次生孔隙發育帶的控制；

4）在上述（2）和（3）研究成果的基礎上，探討惠州凹陷古近系深層儲層原始孔隙 的保存條件、保存程度和次生孔隙形成機理，物性特徵、控制因素和分布規律；

5）以HZ9-2和HZ27-4兩個構造為重點區塊，VSP測井資料及鑽井合成地震記錄為 井-震對比的主要方式進行三維地震層位標定，地震層序劃分和地震相分析，在地震剖面 上對儲集砂體進行追蹤對比；

6）在已有構造模型和地震剖面極性的基礎上，通過儲層精細標定及正演模型製作，分析地震屬性與深層儲層岩性信息的關系，充分運用地震屬性分析技術、地震相分析技 術、地震地層反演技術，對HZ9-2和HZ27-4構造有利儲集單元的縱橫向分布規律進行預 測，研究方法主要有如下幾點：

(1)依據地震層序模式與沉積、層序研究成果，建立HZ9-2和HZ27-4構造的一維儲層 地質模型；

(2)分析此兩構造的深層儲層地震響應特徵，研究地震屬性與沉積、層序和儲層岩性信 息的相關性，提出深層儲層的地震預測模式，在反演參數（GR、波阻抗）試驗的基礎 上，進行基於儲層地質模型測井約束的地震地層反演，在區塊范圍內進行大尺度的深層儲 層橫向預測；

(3)以地震地層反演結果為主要依據，參考地震屬性、地震相分析結果，根據沉積體系 模式與層序地層特徵，編制對HZ9-2和HZ27-4古近系深層儲層分布預測圖，描述儲層縱 橫向分布規律。

7）以上述5）和6）的綜合研究成果為依據，對HZ9-2和HZ27-4古近系深層儲層的 油氣勘探潛力進行綜合評價，在此基礎上，總結和歸納形成古近系深層儲層的成因特徵、控制因素、形成條件和分布規律，提出適合惠州凹陷古近系深層儲層定量預測和評價的研 究思路和技術方法（圖1-1）。

圖1-1 研究思路和技術路線工作流程圖