Методы и объекты сейсмических исследований. Введение в общую сейсмологию - Пузырев Н.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Одним из важных ограничений МПВ является малая его эффективность при изучении круто-наклонных границ раздела. Как уже указывалось выше, для модели с однородными слоями связь между предельным углом <р и критическим углом г12 подчиняется условию: <р < 90° - z12. Это означает, что в направлении падения сейсмический луч не выйдет на линию наблюдения, а в направлении восстания головная волна не может быть зарегистрирована в первых вступлениях. Для границ раздела с перепадом скоростей порядка 40 % и более рассматриваемые ограничения в углах наклона мс имеют решающего значения. Однако большинство границ в осадочной толще, кристаллической юре и верхней мантии имеют чаще всего перепады скоростей менее 10 %. В этих условиях значение разности 90°-г12 не будет превышать 15—20°. Отметим, что прослеживание головных волн в условиях слабой дифференциации разреза сталкивается со значительными трудностями из-за протяженности зон интерференции волн, а также с большой сложностью решения вопроса о принадлежности волн к типу головных либо рефрагированных.
Диапазон доступных углов наклона в МПВ можно существенно увеличить, если наряду с продольными удается зарегистрировать на горизонтальных приборах обменные головные волны типа PPS. Доказано, что они могут иметь достаточно высокую интенсивность при относительно слабой дифференциации разрезов [Экспериментальные исследования..., 1962]. Критические углы для обменных PPS (i?fs) и продольных волн (iff) связаны соотношением: sin iffs = ух sin і[гее, где У\ = vsJvpy Если, например, iff = 70°, то при Y1 = 0,5 i[2ps = 27°. Следовательно, предельный угол наклона <р увеличивается с 20° при использовании волн PPP до 63° для PPS, т. с. более чем в 3 раза.
Вторая, может быть даже более важная, причина ограниченного диапазона углов наклона границ — наложение градиентной составляющей, вызванной компрессионным эффектом. Учесть это івлсние очень трудно, а пренебрежение им однозначно приводит к выполаживанию построенных границ. Дополнительно укажем, что часто к крутонаклонным границам примыкают более пологие пласты, и головные либо субголовные волны в этих условиях связаны не с одной, а с несколькими границами. Например, в Прикаспийской депрессии при расположении источника в межкупольной юне вначале образуется субголовная волна на относительно пологозалегаюшей поверхности пермо-триаса, которая затем как бы соскальзывает на кровлю соляного ядра. Аналогичное явление имеет место в Западной Сибири в условиях выклинивания высокоскоростных палеозойских пластов вблизи выступов кристаллического фундамента. В подобных ситуациях, естественно, становится невозможным проследить крутонаклонную границу на достаточно большую глубину.
Метод преломленных волн, особенно в варианте первых вступлений, становится неэффективным при изучении границ небольшой протяженности (AS), когда не выполняется условие AS > 2#/cos/12.
Существенно ограничивает МПВ, как уже отмечалось выше, выпадение слоев, приводящее к потере информации для некоторых частей разреза. Эффект выпадения усугубляется, когда в слоисто-однородной среде нарушается условие vk>vk_v т. е. присутствуют слои с пониженными скоростями. В этом случае выпадение будет отмечаться при регистрации волн не только в первых, по и в последующих вступлениях. Наличие градиента скорости в слоях vk (z) не всегда приводит к заметному отображению слоя с пониженной скоростью на годографе.
Важнейшей проблемой в МПВ является отнесение наблюдаемых в эксперименте преломленных !(кім к типу головных (субголовных) либо рефрагированных. Особенно большую остроту такая проблема приобрела при изучении относительно слабо дифференцированной кристаллической коры. Здесь в последнее время получили распространение два полярных направления. Одно из них, ?радиционное, ориентируется на выделение в среде регулярных границ раздела с позиции прослеживания достаточно устойчивых головных волн. Второй подход основан на предположении, что в ^(недифференцированной среде могут распространяться только рефрагированные волны, и задача интерпретации состоит в нахождении пространственного распределения скоростей, например г) (см. рис. 8.13). По-видимому, оба подхода не оптимальны, и следовало бы ориентироваться ^ м изучение поля скоростей и появление в разрезе границ 1-го рода либо транзитивных поверхностей. Соним из эффективных кинематических способов разделения волн на головные (субголовные) и рефрагированные может служить построение семейства редуцированных годографов. Нетрудно ¦оказать, что если годограф состоит из двух пересекающихся ветвей, то независимо от формы каждой а» них — I1(I) и I12(D — абсцисса точки пересечения остается неизменной для редуцированных
Часть III. Методы структурной сейсмологии
годографов при различной величине и,. Действительно, в процессе редуцирования ордината t заменяется на г путем вычитания величины Uv г. При нахождении абсциссы точки пересечения путем приравнивания T1 и T2 член t/vr автоматически сокращается. В случае непрерывного годографа, характеризующего градиентную непрерывную среду, редуцированные годографы будут представлять собой систему непрерывных кривых с максимумом в точках, в которых ик = vr. По мере увеличения v, максимум смещается в сторону увеличения /.
