Методы и объекты сейсмических исследований. Введение в общую сейсмологию - Пузырев Н.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Значительно меньшими возможностями обнаружения тонких, а также средней толщины слоев обладает МПВ. Во-первых, часто может наблюдаться полное выпадение слоя при регистрации волн только в первых вступлениях (см. гл. 8). Но если даже отсутствует полное выпадение, а ветвь годографа очень короткая, то излом годографа практически невозможно обнаружить, если протяженность ветви не превышает расстояния между соседними точками установки сейсмографов. Практически такая ситуация приближенно соответствует полному выпадению слоя, но несколько повышенной мощности. Сказанное относилось к разрезу с отсутствием инверсионных слоев. Обнаружение последних этим методом представляет собой весьма не простую и не стандартную задачу (см. гл. 8). Необходимым условием обнаружения инверсионного слоя методом преломленных волн является наличие положительного градиента скорости в среде над этим слоем. Чаще всего такая задача
218
Глава 12. Элементы геологических объектов
решается при изучении континентальной коры, см. гл. 13, где и будут приведены соответствующие примеры.
Выделение преломленных волн в последующих вступлениях удается осуществить относительно редко и обычно в условиях осадочного чехла, когда в первых вступлениях регистрируется волна от фундамента (кристаллического либо палеозойского). Если такие волны удается проследить, то выделение по ним слоев небольшой мощности весьма ограничено. При залегании тонкого слоя с повышенной мощностью на небольшой глубине присутствие его часто обнаруживается по очень быстрому затуханию субголовной волны. Качественно это можно объяснить тем, что излучение вторичных волн в этом случае происходит в двух направлениях, т. е. вверх и вниз от слоя. По характеру уменьшения амплитуд в зависимости от расстояния и некоторым частотным особенностям, связанным с наличием кратных волн в слое, при определенных условиях возможно решить обратную динамическую задачу и найти мощность тонкого слоя. Однако на практике реализация решения такой задачи весьма затруднена и чаще всего ограничиваются качественным суждением о наличии в среде тонкого слоя с повышенной скоростью. С повышением глубины залегания слоя указанные эффекты обнаружить на сейсмограммах всё труднее, так как волна перед выходом её в первое вступление успевает полностью затухнуть. Что касается количественных оценок минимальной мощности слоев, выделяемых по головным и субголовным волнам, то их довольно трудно дать в строгом виде, что следует из приведенного обсуждения проблемы.
Указывая на трудность регистрации преломленных волн в последующих вступлениях, в том числе по причине наложения отраженно-преломленных и закритических отраженных волн [Епи-натьева и др., 1990 ], нельзя, тем не менее, полностью отрицать возможность их выделения. Проблема эта впервые была затронута в одной из ранних работ И. С. Берзон [1954]. Если исходные записи в МПВ не подвергаются преобразованиям типа тех, которые используются в МОВ, то в среднем можно считать, что разрешенность в МПВ по мощностям в последующих вступлениях приблизительно в 2 раза меньше, чем в MOB при прочих равных условиях. Вместе с тем, следует отметить, что имеются значительные неиспользованные возможности в обработке сигналов в МПВ, в частности, в области, близкой к начальным точкам годографов головных волн.
Поскольку выделение преломленных волн в первых вступлениях в настоящее время превалирует, то вернемся вновь к задаче выпадения слоя. Рассмотрим простейший случай, когда перепады скоростей на кровле и подошве слоя равны друг другу. Тогда sin г12 и sin іп в (8.9) связаны соотношением sin in = sin ii2 I (2 - sin ііг). Если (8.9) записать в виде h < HQ, где H — глубина залегания слоя, h — его мощность, то Q будет зависеть только от sin /J12 = VxIv1. Эта зависимость изображена на рис. 12.3 параллельно с общим случаем Q(vjv2,vxlv^) для трехслойной среды с горизонтальными слоями. Можно видеть, что при перепаде VxIv2 = 0,5 выпадающий слой в 2,5 раза меньше глубины залегания Н, а при VxIv2= 0,8 — в 1,43 раза.
Вопросы вертикальной разрешенности для рефрагированных волн здесь не рассматриваются в связи с неразработанностью данной проблемы, даже с точки зрения её постановки.
Остановимся теперь кратко на некоторых вопросах горизонтальной разрешенности элементарных геологических объектов. В качестве простейшего примера укажем „полуслой", когда с одной стороны пласт локально не ограничен и с другой — резко прерывается, примыкая к какому-либо массивному телу либо к поверхности дизъюнктива. Главная особенность здесь состоит в том, что чаще всего границы раздела и соответствующие слои не удаётся проследить до поверхности контакта, в частности, по той причине,
Рис. 12.3. Графики коэффициента Q в формуле (8.9) для выпадающего слоя:
/ — общий случай произвольных значений VxIv2 и VxIvу 2 — частный случай с рапными перепалами скоростей на кроиле и подошве слоя.
v.lv, = 0,2
Часть IV. Объекты сейсмических исследований
что в этой области начинают проявляться нерегулярности в кинематике и динамике волн, вызванные неоднородностью среды в области примыкания. При этом величина области разрыва в сильной степени зависит от характера непрерывности, и именно по этой причине на сбросах малой амплитуды горизонтальные разрывы обычно весьма малы.
