Методы и объекты сейсмических исследований. Введение в общую сейсмологию - Пузырев Н.Н.
Скачать (прямая ссылка):
При прозвучивании межскважинного пространства на частотах килогерцевого диапазона методика измерений в принципе не отличается от сейсмического просвечивания (см. гл. 10), но может иметь некоторые особенности. Так, например, если расстояние между скважинами относительно ¦евелико, а скорости в массиве изменяются достаточно плавно, то вместо определения истинных скоростей ограничиваются измерением средних значений. Чаще всего в этом случае источник и Вриемник в двух скважинах передвигаются по стволу с одинаковым шагом, что дает возможность рассчитать интервальные скорости в заданной плоскости.
Рассмотренные выше способы акустического прозвучивания основаны на регистрации прямых волн Зондирование массива может быть осуществлено также на отраженных волнах, если для этого ммеются благоприятные предпосылки, прежде всего, - наличие достаточно выдержанных границ Sa с перепадом акустических жесткостей не менее 5-10 %. Частным случаем зондирования ?л отраженных волнах может быть регистрация в горной выработке отражении от стенок соседней выработки либо поверхности земли.
Методика зондирования на отраженных волнах килогерцевого диапазона пока не получила «нДГразвития, хотя это направление следует считать достаточно перспективным, учитывая современные достижения в выделении слабых сигналов на фоне помех (см. гл. 9).
Прозвучивание может быть осуществлено при помощи «^^.^???"™^ мнии электродинамических генераторов с широким диапазоном частот (100-20 000 Гц) и пъею
Часть III. Методы структурной сейсмологии
Рис. 11.7. Экспериментальные зависимости амплитуд волн от частоты при стационарном акустическом прозвучивании:
1 — джеспилиты; 2 — роговик; 3 — мартитовая руда.
электрических приемников [Байконуров, Мельников, 19701. При заданном положении приемника генератор излучает последовательно колебания • различной частоты и фиксированной амплитуды. В результате для каждого направления источник—приемник может быть построена частотная характеристика среды. Поскольку породы различного состава отличаются по величине поглощения и зависимости коэффициента поглощения от частоты, то по характеру частотных характеристик можно судить о литологическом 2 .з .Q4 составе, трещи новатости и других особенностях изучаемой
среды. По мере уменьшения связности породы частотная /• ^ц характеристика смещается влево (рис. 11.7) и одновременно
снижается амплитуда колебаний в резонансной части кривой. Так как частота может изменяться с любым сколь угодно малым шагом, то анализ фаз колебаний в этом способе дает возможность получать сведения о скоростях.
11.3. СЕЙСМОАКУСТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НА АКВАТОРИЯХ
Здесь речь пойдет об использовании MOB на частотах ориентировочно 100—10 000 Гц с целью изучения геологических образований, залегающих в непосредственной близости от дна водоемов, прежде всего морей и океанов. Таким образом, по объектам рассматриваемые исследования непосредственно примыкают к морской сейсморазведке MOB. Однако последняя ориентируется преимущественно на изучение глубинных частей разреза, тогда как сейсмоакустика как частный случай геоакустики захватывает глубины обычно не более 500 м от дна водоема. Вместе с тем, различие в диапазонах глубин не является главной причиной для выделения сейсмоа кустики в самостоятельную область исследований. Определяющими здесь необходимо считать следующие главные особенности.
1. Сейсмоакустика (геолокация) зародилась не как ветвь морской сейсморазведки, а как дальнейшее развитие метода гидроакустики и прежде всего эхолотирования морского дна в целях судовождения. Отметим, что зондирование морских глубин на частотах до 20 кГц было впервые предложено и реализовано французским физиком П. Ланжевеном в 1918 г. Им были созданы пьезоэлектрические излучатели в виде пакетов кварцевых пластин, которые одновременно служили приемниками давления [Красильников, 1960]. Физической предпосылкой применения ультразвука в гидроакустике является существенно меньшее поглощение высокочастотных колебаний в воде по сравнению с твердыми телами, особенно с горными породами.
2. В технике эксперимента сейсмоакустика, особенно при использовании килогерцевого диапазона частот, в сильной степени отличается от сейсморазведки МОВ, в первую очередь в части излучателей и приемников. Достаточно сказать, что в сейсмоакустике не применяются взрывные и пневматические источники.
3. Методика эксперимента представляет собой непрерывное сейсмоакустическое профилирование (НСП), осуществляемое в процессе движения судна с системой источник—приемник. Важнейшей особенностью методики является цикличность возбуждения и приема колебаний со строго выдержанным периодом посылок. Источник и приемник при НСП всегда пространственно совмещены, т. е. реализуется способ центрового (субцентрового) луча, и временной разрез автоматически получается в процессе движения судна.
Акустические наблюдения на акваториях, основанные на регистрации отраженных волн, разделяются на два неравновеликих направления. Первое из них представляет собой собственно эхолотирование поверхности дна водоема для детального изучения рельефа раздела вода—твердая оболочка и оценки отражательной способности этой границы. Второе направление, имеющее более тесную связь с сейсмологией, ориентируется на изучение структуры геологических объектов, залегающих ниже дна. Собственно сейсмоакустика имеет две модификации, различающиеся по диапазонам частот, глубине исследования, а также некоторыми особенностями методики эксперимента.
