Методы и объекты сейсмических исследований. Введение в общую сейсмологию - Пузырев Н.Н.
Скачать (прямая ссылка):
По мере увеличения расстояния источник—приемник вес заряда д, необходимый для получения сейсмограмм с достаточно высоким отношением сигнал—помеха, быстро возрастает, причем не по линейному закону. Многочисленные измерения показали, что зависимость д от /, как правило, имеет вид д = KP, где К — экспериментально определяемый коэффициент, зависящий от грунтовых условий и от условий прохождения волн через среду.
В инженерной и частично в рудной разведке МПВ применяется для изучения небольших глубин. Выбор условии *сзб\*ден\\ч р этом случае диктуется прежде всего необходимостью генерации волн достаточно высокой частоты для повышения рлі\Лел\\ение\їи .unuccu.
Вибрационные источники в настоящее время сравнительно редко применяются в пронзводсі'всн-ном варианте МПВ, так как существующее вибрационное оборудование, выпускаемое для МОВ, может быть использовано только для сравнительно небольших расстояний источник—приемник. Источники ударного типа применяются почти исключительно для изучения ВЧР, в первую очередь при инженерных исследованиях.
При работах на акваториях, исключая шельфовые зоны, используются преимущественно взрывные источники, которые стремятся размещать на достаточно большой глубине (см. гл. 4). Отметим, что при взрывах в воде для получения волн с заданной интенсивностью в сопоставимых условиях применяются заряды примерно в 5 раз меньшие, чем при взрывах в грунтах.
Для возбуждения поперечных волн „чистые" источники типа горизонтально направленной силы, в том числе вибрационные, применяются в настоящее время в МПВ только для малоглубинных исследований. Многочисленные опыты показывают, что поперечные волны, как указывалось в гл. 4, очень часто спонтанно возбуждаются при взрывах, особенно в случае больших зарядов.
О специфике регистрации преломленных волн. Уже отмечалось, что доминирующие частоты колебаний на сейсмограммах определяются длиной пути, проходимого волной (см. рис. 4.3). Отношение IlH может варьировать в достаточно широких пределах; для головных волн в случае горизонтальной границы оно определяется прежде всего абсциссой точки выхода волны в первые вступления. Практически величина UH чаще всего колеблется от 5 до 10. Подчеркнем, что уменьшение частот по мере возрастания глубины исследования и соответственно пути прохождения волны связано с двумя главными факторами: повышением мощности источника и избирательным поглощением в процессе распространения волны. Оба эти фактора действуют в одну сторону, т. е. снижают частоты колебаний.
При глубинных исследованиях МПВ обычно используются сейсмоприемники с частотой 5— 10 Гц. Для повышения эффективной чувствительности в подавляющем большинстве случаев применяют группирование приемников, причем число их в группе достигает нередко 20 и более. Группирование в МПВ не предназначено, как правило, для подавления каких-либо регулярных волн и нацелено на повышение эффективной чувствительности каналов. Поэтому протяженность группы рассчитана так, чтобы величина Ax/vK не превышала примерно 1/8 периода T для полезной волны с наименьшей кажущейся скоростью.
Регистрирующая аппаратура в МПВ отличается значительно большим многообразием, чем в МОВ, в части как канальности, так и конструктивных особенностей. В настоящее время используется практически всегда магнитная запись и в аналоговом, и в цифровом вариантах.
При детальных, работах в случае плотных систем расположения источников и приемников применяются многоканальные станции (24—48 каналов). Они обладают некоторыми особенностями по сравнению со стандартной аппаратурой МОВ, в том числе в отношении частотных характеристик усилителей и шага кодирования. Примеры многоканальных сейсмограмм приведены в параграфе 8.3.
Региональные исследования большой глубинности в последнее время чаще всего проводятся 6—12-канальными станциями, включаемыми и выключаемыми по радио. Такие портативные станции размещаются по профилю в виде изолированных установок и непрерывной цепочки. В первом случае при регистрации вертикальной компоненты получают многоканальную запись для относительно короткой установки сейсмографов. Если применяется 3-компонентная регистрация, то количество каналов соответственно уменьшается. Нередко применяется также одноканальная регист-
Глава 8. Метод преломленных волн
рация, например, при морских исследованиях с донными станциями, а также при инженерных исследованиях на малые глубины. В последнем случае нередко ограничиваются регистрацией только первых вступлений, причем вместо записи на ленту время прохождения волны выводится на дисплей осциллографа либо автоматически печатается на бумаге.
8.2. КИНЕМАТИКА ПРЕЛОМЛЕННЫХ ВОЛН
Кинематические способы интерпретации базируются на использовании годографов либо полей времен. Ниже рассматриваются прямые и частично обратные кинематические задачи для относительно простых, преимущественно двумерных, моделей сред. Отметим, что особенности динамических характеристик преломленных волн кратко освещены в гл. 3.
Слоисто-однородные модели. Введем следующие обозначения: Я — глубина по нормали до преломляющей границы в точке источника; hk — мощность к-го слоя; <р — истинный угол наклона границы (положительный в направлении падения); <рК — кажущийся угол наклона; Ц> — азимут профиля относительно направления падения. Основное внимание будет уделено монотипным волнам.
