Методы и объекты сейсмических исследований. Введение в общую сейсмологию - Пузырев Н.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Модели слоисто-однородных и слоисто-непрерывных сред с несколькими границами раздела в данной книге по общей сейсмологии не рассматриваются. Необходимые сведения можно найти в специальных монографиях [Гамбурцев и др., 1952; Епинатьева, 1960; Seismic..., 1967; Павленкова, 1973; Авербух, 1975]. Попутно отметим, что прямые кинематические, а также и динамические задачи в МПВ для сложных моделей сред в настоящее время решаются численными методами на компьютерах.
8.3. СТРУКТУРА СЕЙСМОГРАММ
Будем рассматривать только многоканальные сейсмограммы, так как одноканальная аппаратура при заданной компоненте смещения используется относительно редко. Однако и в этом случае чаще всего имеют дело со сводными сейсмограммами в виде монтажей трасс, в том числе с применением редукции. При таком представлении обеспечивается синфазное прослеживание волн.
Как и в начальный период использования МПВ, в настоящее время по-прежнему большое значение придается регистрации волн в первых вступлениях. При этом анализируется не только собственно вступление, но и весь импульс первой волны и его изменение с расстоянием от источника. Кроме того, детально изучается прилегающий к первым вступлениям интервал порядка нескольких периодов. Наряду с областью первых вступлений изучается сейсмограмма в целом для обнаружения как преломленных волн в последующих вступлениях, так и отраженных, нередко обнаруживаемых на достаточно больших расстояниях от источника (обычно больше ЪН). Последние можно рассматривать как „побочный продукт", но при некоторых видах исследований, особенно в ГСЗ, отраженные волны по своей информативности вполне сопоставимы с преломленными.
В первую очередь остановимся на записях преломленных волн, регистрируемых вертикальными сейсмографами.
Наиболее простые волновые поля будут наблюдаться в случае непрерывной среды с монотонной функцией v(z). Практически вся информация заключена здесь в первой волне, имеющей достаточно устойчивую форму импульса. По аналогии со сферической Землей (см. рис. 7.4) нерегулярности колебаний в области первых вступлений будут отмечаться при наличии инверсионного слоя и быстрого увеличения градиента скорости в определенном интервале глубин. Наблюдаемые в этом случае динамические и кинематические аномалии качественно будут сходными с изображенными на рис. 7.4. В последующих вступлениях могут отмечаться кратные рефрагированные волны (аналог волн PP, PPP и других на рис. 5.2, 5.3). На практике волны такого типа встречаются редко. Это связано с тем, что в подавляющем большинстве сред непрерывность функций v(z) и v(x, z)
124 *
Глава 8. Метод преломленных волн
1740 м
Ч_L
-J4°
1100
її
1-P
480
0.4 с
0,1 с
т г
52.50 км
0,1 с
Рис. 8.7. Соотношение амплитуд первой и последующих волн:
а — высокоскоростная волна отмечается только в первых вступлениях [Некоторые вопросы..., I960]; б — высокоскоростная волна отмечается как в первых, так и в последующих вступлениях [Гамбурцев и др., 1952]; е — группа волн в последующих вступлениях, образующаяся от границ, расположенных над фундаментом [Некоторые вопросы..., 1960]. В первых вступлениях — волна от фундамента.
проявляется на 4юне разрывов, связанных со слоистостью. Ниже даются примеры сейсмических записей от взрывов для слоистых моделей сред. Наиболее типичные модели — с субгоризонтальными границами. На некотором удалении от источника, когда головная волна регистрируется в качестве первой, отмечают два главных типа соотношения фаз первых и последующих вступлений. В первом из них высокоскоростная волна значительно слабее низкоскоростной (рис. 8.7, а). Волна с меньшей скоростью, которая может быть и рефрагированной, и головной (одной или несколькими), прослеживается как в первых, так и в последующих вступлениях. Она настолько интенсивна, что на ее фоне преломленную высокоскоростную волну в последующих вступлениях обнаружить и проследить не удается. Такая ситуация типична при изучении фундамента и поверхности соляных куполов под терригенными наносами. Если высокоскоростная волна является целевой, то система наблюдений в этом случае формируется исходя из условия возможности прослеживания ее только в первых вступлениях.
125
Часть III. Методы структурной сейсмологии
Нередко низкоскоростная волна быстро затухает с расстоянием, например по причине небольшой мощности слоя. Тогда на ее слабом фоне нетрудно проследить высокоскоростную волну не только в первых, но и в последующих вступлениях (см. рис. 8.7, б).
Если верхняя толща над высокоскоростной средой является слоистой, то на достаточно больших удалениях от источника в последующих вступлениях можно наблюдать группы волн с близкими скоростями, характеризующие степень расслоенное™ верхней среды. Такая картина будет наблюдаться, например, если вторую интенсивную волну (см. рис. 8.7, а) зарегистрировать на больших расстояниях от пункта взрыва (см. рис. 8.7, в). Таким образом, в данном случае первой регистрируется волна от глубокозалегающей границы, а в последующих вступлениях — от верхних границ. Наблюдается и обратная последовательность. Так, например [Строение..., 1971 ], в качестве первой может регистрироваться головная волна от кристаллического фундамента, а в последующих вступлениях — от границы Конрада.
