地震波速度

第四章地震速度－岩性分析地震波的速度是地震勘探中最重要的一个参数，同时也是地震地层解释中最重要的一个参数。

从实质上讲，各种（大多数）地震技术的核心任务（主要目标），在诞生初期，几乎都是围绕着地层速度的勘测在进行。

从另一方面看，地震反射资料无非是地层界面之间波阻抗差的反映。

第一节地震波传播速度的影响因素一、岩石弹性常数的影响根据“均匀的完全弹性介质中弹性波的波动方程”可以知道，地震纵波与横波在介质中传播的速度与介质的弹性常数之间存在下述关系：V==（4－1）pV==（4－2）s式中λ、μ是拉梅系数；ρ是介质的密度；E是杨氏模量；δ是泊松比。

它们都是说明介质的弹性性质的参数。

E比ρ相对于密度增加了，增加的级次较高。

二、岩性的影响表一、表二、沉积岩的波速三、密度的影响除了波动方程导出的严格公式外，已经可以肯定，速度与密度的关系近似为线性关系，随着密度的增加，速度也会增加。

另外，国外对大量岩石样品做了物性研究后，提出了下列经验公式：4Va ρ= （4－3）140.31V ρ= （4－4） 但是，速度与密度的关系随地区的不同而有差异，在每个地区应该存在一定的关系。

四、与埋深的关系大量实际资料表明，在岩石性质和地质年代相同的条件下，地震波的速度随岩石埋藏深度的增加而增大，其原因主要是埋深控制地层压实程度的高低。

一般地，存在如下公式：0()CZ V Z V e = （4－5）五、与地质年代的关系在相同埋深条件下，地质年代增加时，塑性介质的蠕变，造成压实程度增高，进而速度降低。

六、与孔隙度和流体成分的关系 1、时间平均方程11f mV V V Φ-Φ=+ （4－6） 2、油、气、水等流体的速度很小，尤其是气。

5000/m V m s =，(1600/f V m s =盐水）， (1300/fV m s =油），(300~400/f V m s =气）。

七、温度压力的影响温度升高，速度减小；压力增大，速度减小。

§1.10 地震波的传播速度及其影响因素的分析一、速度与岩石本身的弹性常数有关ρμρμλ=+=S P V V 2 (6.1-11)σσ21)1(2--=S P V V 只与泊松比σ有关 有很多岩石的泊松比41=σ，这时3=S P V V说明：不要从公式表面看V 反比于21ρ，即ρ↗，V ↘。

实际上是ρ↗，V ↗，这是因为ρ↗，λ、μ也↗，且增大的速率比ρ快。

二、速度与岩性有关不同的岩石中波速不同，一般地，火成岩中的速度变化范围比沉积岩和变质岩中的小，火成岩中波速平均值比其它类型岩石中的速度高。

0 1 2 3 4 5 6 7 V(km/s) P37图6.1-37各类岩石速度分布规律P38 表6.1-2地震波在几种主要类型岩石中的速度变化范围P38 表6.1-3地震波在不同类型的沉积岩中的速度变化范围地表-地下 V=几百-几千m/s 三、速度与密度有关ρ↗，P V 和S V 都↗。

经验公式：4131.0p V =ρρ——完全充水饱和的体密度，单位用3/cm g 。

P V ——纵波的速度， 单位用m/s 。

沉积岩中ρ=2.3四、速度与构造历史和地质年代有关同样的深度，同样的岩性情况下，年龄↗，V ↗（原因是压力↗，V ↗）。

例如：挤压区V ↗，强褶皱区。

拉张区V ↘，隆起顶部。

五、速度与埋深有关岩性相同，地质年代相同的条件下，h ↗，V ↗(原因是h ↗,压力↗，V ↗)。

所以人们常用速度随深度连续增加去模拟实际介质，其中最简单的是线性介质。

六、速度与孔隙度有关 φ↗，V ↗。

1．时间平均方程（Wylie 公式）lm V V V φφ+-=)1(1 (6.1-105) φ——孔隙度 V ——岩石的速度m V ——岩石骨架的波速l V ——孔隙中流体的速度公式适用范围：①双相介质②流体压力=岩石压力比较适合于流体是水和盐水的情况 2．修正的时间平均方程lm V C V C V φφ+-=)1(1 (6.1-106) C ——常数公式适用范围：①双相介质②流体压力≠岩石压力岩石压力=流体压力的2倍时，C=0.85目前有许多介绍用地震资料提取孔隙度以及如何利用孔隙度的文献。

第四章地震波的速度
第1节地震波在岩层中的速度及与各种因素的关系
第2节几种速度的概念
第3节各种速度之间的关系
第4节平均速度的测定
第5节叠加速度谱的制作与解释
主讲教师：刘洋
第1节地震波在岩层中的速度及与
各种因素的关系
）速度比值（或泊松比）
112111212222−−=−⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛r r V V V V S P S P
对数－对数坐标0.25
0.31V ρ=）
、温度、压力
）随着温度的升高，速度降低
）随着压力的升高，速度增加
第2节几种速度的概念。

需总时间之比是平均速度。

第3节各种速度之间的关系
第4节平均速度的测定
第5节叠加速度谱的制作与解释
道集动校正速度：
3500m/s 动校正速度：
4400m/s 动校正速度：4150m/s
CMP。

地震波传播速度
一、层中的传播速度
1、与岩石弹性常数的关系：
表1.3.1
v p/v s与б泊松比的关系
①对于岩土介质来说,越坚硬致密б越小,越
松软б越大,液体的泊松比最大б=0.5；多
数岩石б从0.2到0.3。

当б从0—0.5。

②横波速度比纵波速度低,横波分辩薄层比纵
波深；岩层富含水或油气时,纵波速度影响
大,横波无影响,可利用v p /v s 来判断岩土介质的含水性。

③ 面波速度v r 对瑞利方程分析可知p s R V V V <<,v r 和v s 较接近。

б=0.25和λ=μ时，
p p
s V V 3=, v r =0.9194v s =0.5308v p 分析可知б增加,v r 与vs 愈接近。

2、 与岩性关系
沉积岩：1500——6000米/秒 花岗岩：4500——6500米/秒 玄武岩：4500——8000米/秒 变质岩：3500——6500米/秒
3、 与密度关系
加德纳公式：41
31.0V ⨯=ρ
4、 与构造历史、地质年代关系
6
1
3)(102R Z V ∙⨯= 5、与孔隙率和含水性关系
r f V V V φφ-+=11 r f V c V c V φφ-+=11
v f 为波在孔隙流体中的速度。

v r 为波在岩石其质的速度。

φ为岩石的孔隙率 c 为压差调节系数。

地震波在莫霍界面速度变化地震波是地震发生后在地球内部传播的一种波动现象。

在地震波传播的过程中，地震波的速度在莫霍界面处会发生变化。

本文将详细探讨地震波在莫霍界面速度变化的机理和特点。

莫霍界面是地球内部不同构造层之间的分界面，位于地壳与地幔之间。

当地震波传播至莫霍界面时，由于地壳与地幔中物质的差异，地震波的速度会发生显著变化。

首先，对于纵波来说，当地震波从地壳进入地幔时，由于地幔的密度和岩石的弹性模量较高，纵波的速度会增加。

这是因为地幔物质的弹性模量大，导致纵波传播的速度相对较快。

其次，对于横波来说，当地震波从地壳进入地幔时，横波的速度也会发生变化。

与纵波不同的是，横波在莫霍界面处发生了折射现象，使得横波的速度相对减小。

在地震波传播过程中，莫霍界面处的速度变化不仅与地壳和地幔的物理性质有关，还受到地震波的频率和入射角度等因素的影响。

此外，地震波在莫霍界面处速度变化的特点还体现在横纵波速度比的变化上。

通常情况下，地壳中横纵波速度比较小，而地幔中横纵波速度比较大。

因此，当地震波从地壳进入地幔时，横纵波速度比会发生较大的变化。

总的来说，地震波在莫霍界面的传播过程中会发生速度变化。

这种速度变化受到地壳和地幔物质性质的影响，同时也与地震波本身的特性有关。

通过深入研究地震波在莫霍界面速度变化的机理和特点，可以更好地理解地震波的传播过程，对地震学研究和地震灾害预防具有重要意义。

总之，地震波在莫霍界面速度变化是地震波传播过程中的重要现象。

我们希望通过本文的介绍，能够使读者对地震波在莫霍界面速度变化的机理和特点有更深入的了解。

这对于地震学研究和地震灾害预防具有重要的理论和实际意义。

地震反射系数计算公式地震勘探研究(一)1. 地震波速度概念: 地震波在地下岩层中传播的距离与传播时间的比值. 其单位(km/s or m/s).\( v = \frac{ \lambda} {t} \) or \(v = \lambda f \)地震波在空气中的传播速度大约为340m/s; 在近地表区域, 其速度大约是数百米/秒 ( 通常与岩层结构以及其他地质因素有关). 在地下25千米之深处, 纵波速度最大, 其速度可达到13.7km/s.并且, 体波的速度大于面波的速度.地震时纵波最先到达, 然后是横波, 最后是面波. 所以地震来临时, 人们先是感受到上下震动, 然后左右摇晃, 最后是翻天覆地的旋转.下面以纵波速度为例, 讨论影响地震波速度的主要因素.1.1 影响地震波速度的主要因素岩性: 岩石的岩性不同, 其速度也会有相应差异.密度: 随着密度增加, 纵波速度增加.孔隙度: 随着孔隙度增加, 纵波速度减小.空隙压力: 随着空隙压力增加, 纵波速度增加.围压、深度: 随着围压、深度的增加, 纵波速度增加.1.2 地震勘探中的多种地震速度层速度平均速度射线平均速度群速度相速度视速度均方根速度叠加速度动校正速度等效速度偏移速度由于测量方法不同, 岩石的波速会随着测量频率的增高而增高.声波测井和实验室超声波测量的岩石速度要大于地震波的速度.2. 地震子波 (seiic welet)下面以震源为例, 来看看地震子波是如何形成的.产生延续时间极短的尖脉冲, 在爆炸点附近的介质中以冲击波的形式传播. 当爆炸脉冲向外传播一定距离以后, 地层产生的弹性形变再向外传播. 由于介质对高频成分的吸收, 波形发生明显变化, 直到传播了更远的距离以后, 波形逐渐稳定, 形成一个具有两到三个相位的、有一定的延续时间的地震波, 称其为地震子波.地震子波是一段具有确定的起始时间、能量有限且有一定延续长度的号, 它是地震记录中的基本单元.通过傅里叶变换, 对地震子波进行频谱分析, 我们就可以了解地震子波的频率和相位特征.不同延续时间长度的地震子波, 从对应的频谱中可以看出, 子波越尖锐, 频带越宽, 地震勘探的分辨率越高.同时, 不同震源激发的地震子波, 它们的特征也不相同.震源: 能量相对强, 频带宽度较宽重锤震源: 能量相对弱,频带宽度较窄可控震源海上空气 (组合前) 海上空气 (组合后)3. 合成地震记录合成地震记录是用声波测井或垂直地震剖面资料经过人工合成转换成的地震记录 (地震道). 合成地震记录的制作是一个简化的一维正演的过程,合成地震记录是地震子波与反射系数褶积的结果, 计算公式为:\(\mathbf{S}(t) = \mathbf{R}(t) \times \mathbf{W}(t)\)其中, \(\mathbf{S}(t)\) 为合成地震记录, \( \mathbf{R}(t) \) 为反射系数序列, \(\mathbf{W}(t)\) 为地震子波.合成地震记录制作的一般流程是: 由声波和密度测井曲线计算得到反射系数, 将反射系数与提取的地震子波进行褶积得到初始合成地震记录. 根据较精确的速度场对初始合成地震记录进行校正, 再与井旁地震道匹配调整, 得到最终合成地震记录.但实际的地震记录, 会受到各种因素的影响: 近地表, 噪音, 吸收衰减, 干扰波等.4. 地震分辨率分辨率: 是指区分两个靠近物体的能力. 在地震勘探中的分辨率指的是能够区分地下空间构造 (或地层) 的最小准确测量值.度量分辨率强弱的两种表示:距离表示: 分辨的垂直距离或横向范围越小, 分辨率越强. 时间表示: 在地震时间剖面上, 相邻地层时间间隔/\(\mathrm{d} t\)越小, 分辨率越强.4.1 地震分辨率类型地震纵向分辨率 (垂直分辨率): 分辨薄层顶底反射的能力1. 假设地下有三套地层, A, B, C, 且B地层的波阻抗大于A和C地层. 由于B地层较厚, 子波2开始时, 子波1已经结束, 地震波基本没有干涉, 即厚层的时间厚度 > Dp (子波延续长度). B层的顶底是可以分辨的.2.如果地层B的时间厚度为0.9*Dp, 子波1没有完全结束前, 子波2就已经开始振动了, 有一些波的干涉. B层的顶底还是可以分辨.3.如果地层B的时间厚度为0.5*Dp, 子波1没有结束前子波2已经开始振动. 此时, 波的干涉严重, B的顶底就不能分辨.从以上分析可以得出: 子波延续长度越小, 纵向分辨率越高. 那么提高地震资料分辨的方法有: 1. 利用地震反褶积来压缩地震子波 2. 地震野外采集中, 激发延续时间短的地震子波由纵向分辨率的极限为 \( \frac{\lambda}{4}\), 且\(\lambda = VT=\frac Vf \), 可得: 提高主频可以提高纵向分辨率在提高地震主频的同时, 地震子波的频带宽度越宽, 地震纵向分辨率越高地震横向分辨率 (水平分辨率): 地震分辨小断块、小砂体何储层边界的能力.物理地震学认为, 地震波是一个波动, 在地面上一点可以收到来自地下许多点来的绕射波. 地面上收到的可以“分辨”的反射来自某一范围内绕射子波叠加的结果, 则水平方向的分辨率就是该范围的大小, 再小就无法分辨。

地震波速度资料的解释论文提要地震波速度是地震勘探中最重要的一个参数，是地震波运动学特征之一。

在资料处理和解释过程中，速度资料均十分重要。

例如在计算动校正时需要叠加速度，绘制构造图进行时深转换时需要平均速度。

近年来，速度资料在地震解释中应用得越来越广泛，概括起来有以下几方面：（１）进行时深转换、绘制深度剖面和构造图。

（２）根据速度资料识别波的性质，如多次波、绕射波和声波等。

（３）利用速度资料制作合成地震记录和理论地震模型，对地震记录作模拟解释。

（４）利用速度纵横向变化规律，研究地层沉积特征和相态展布。

（５）利用层速度资料，预测岩性分布和砂泥岩横向变化。

（６）利用速度资料计算反射系数图板，进行烃类检测，判别含气亮点。

（７）利用合成声波测井，进行砂体横向追踪和对比。

（８）利用速度资料预测地层异常压力。

由此可见，提取和分析速度资料是地震地质解释的一项重要的工作，熟悉各种有关的速度概念、速度资料的求取方法和影响速度的各种地质因素对于应用速度资料解决地质问题是很重要的。

正文一、理论研究和实际资料证实，地震波在岩层中的传播速度与岩层的性质、岩石的成分、密度、埋藏深度、地质时代、孔隙度、流体性质等因素有关，下面分别分析各种因素对速度的影响。

（一）影响速度的一般因素1.岩性由于各种岩石类型的成分不同，其传播地震波的速度是不同的（图５—１）；有时即使是同一种岩石类型，由于结构不同其波速也在一定围变化。

地震波传播速度主要取决于构成这些岩石矿物的弹性性质，一般来说，火成岩孔隙很少或没有孔隙，地震波速度比变质岩和沉积岩的都高，且变化围小；变质岩的波速变化围较大，沉积岩波速最低，变化围大，这主要与沉积岩成分和结构复杂，受孔隙度和流体性质的影响较大有关。

表（５—１）是几种类型岩石与介质的波传播速度和波阻抗资料。

2.密度通过大量岩石样品物性研究和数据分析整理，发现地震波速度与岩石体积密度之间（图５—１（ａ）、（ｂ）），存在着一种令人满意的近似关系。

地震如何利用地震波速度差异震级地震是一种地球表面上常见的自然现象，它不仅对人类社会造成了巨大的破坏，同时也给科学家们提供了宝贵的研究机会。

地震波速度差异是地震研究中一个重要的参数，可用于测量地震的震级，并对地震灾害进行预测与防范。

本文将介绍地震波速度差异对震级的影响，并探讨其在地震研究中的应用。

一、地震波速度差异对震级的影响地震波速度差异是指地震波在不同介质中传播速度的差异。

根据地震波传播的介质不同，可将地震波分为纵波（P波）、横波（S波）和面波（L波）等多种类型。

这些地震波在地球内部传播时，受到介质类型和密度的影响，导致传播速度差异。

地震波在不同地层中传播的速度差异可被用于计算和估计地震的震级，从而进行灾害预测和防范。

地震波速度差异对震级的影响是通过地震波传播路径的测量和分析来实现的。

研究人员通过地震观测仪器记录地震波的传播信息，在不同观测点上测量地震波的到时和波幅，进而计算出地震波的传播速度。

由于地震波在地下传播时的速度与介质类型和密度有关，因此可以通过分析地震波速度的差异来推断地下的介质结构，从而计算地震的震级。

二、地震波速度差异在地震研究中的应用1. 地震灾害预测与防范地震波速度差异的研究有助于预测地震灾害并制定相应的防范措施。

通过对地震波速度进行测量和分析，科学家们可以确定地球内部的介质结构，了解地震波传播的路径和速度。

基于此信息，可以预测地震波在地面产生的强度和影响范围，进而制定相应的地震防范策略。

2. 地质勘探与资源开发地震波速度差异的研究对地质勘探和资源开发也具有重要意义。

地下介质的差异会导致地震波的传播速度变化，通过测量地震波速度差异，可以研究区域内的地下结构，对潜在的矿产资源和地质构造进行评估和探测。

这对于石油、天然气等资源的勘探和开发起着至关重要的作用。

3. 地震学研究地震波速度差异的研究是地震学领域中的一个重要课题。

通过测量和分析地震波速度的差异，科学家们可以深入了解地球内部的结构和性质，揭示地震的发生机制和规律。

火星上的地震波传播速度地球科学家们一直对火星的地质和地震活动充满了好奇，尤其是关于火星地震波传播速度的研究。

本文将深入探讨这一有趣的话题，了解火星上的地震波传播速度以及它对我们了解这颗红色行星的内部结构有何重要意义。

1. 引言火星一直以来都是太阳系中引人注目的星球之一。

近年来，各种探测器的成功使我们能够更深入地研究这颗行星。

地震活动一直是地球科学家们关注的焦点，因为地震波可以提供有关行星内部结构和地质特征的重要信息。

而了解火星上的地震波传播速度将有助于我们更好地理解这颗神秘星球。

2. 火星地震波的类型在研究火星上的地震波传播速度之前，我们需要了解地震波的不同类型。

通常，地震波可以分为两种主要类型：P波（纵波）和S波（横波）。

P波是一种比较快速的地震波，可以穿过固体、液体和气体。

而S波则是横波，只能穿过固体，不能穿过液体和气体。

这两种波的传播速度取决于岩石或土壤的物理性质。

3. 通过火星探测任务，科学家们获得了大量有关火星内部结构和地震活动的数据。

这些数据揭示了火星上的地震波传播速度与地球上的一些相似之处，但也存在一些显著差异。

研究表明，火星上的P波传播速度约为4.0千米/秒，而S波传播速度约为2.5千米/秒。

与地球相比，这些数值较低，这可能是因为火星的内部结构与地球不同，导致了不同的波速。

这一信息为地质学家提供了独特的机会，可以深入了解火星的地壳和地幔的性质。

4. 火星内部结构的启示了解火星上的地震波传播速度对于揭示火星内部结构具有重要意义。

根据地震波的传播速度，科学家可以推断火星的地壳和地幔的性质。

这有助于回答一些关键性问题，例如火星是否有板块构造、火星内部是否存在熔岩湖以及地壳下是否存在水冰。

通过与地球地震波的对比，科学家们还可以更好地理解两颗行星的异同之处。

这有助于我们更全面地认识太阳系中的行星演化和形成过程。

5. 未来的研究和任务为了更深入地研究火星的地震波传播速度，科学家们需要进一步的探测任务和实验。

地震波传播速度变化预测提示可能灾情地震是一种自然灾害，给人们的生命财产安全带来了极大的威胁。

在地震发生之前，如果能够预测地震波传播速度的变化，就可以提前获得关于可能的灾情信息，为减少人员伤亡和财产损失采取相应的措施。

本文将探讨地震波传播速度变化预测对未来地震可能灾情的提示。

地震波是地震发生后产生的一种能量传播形式，他们可以在地球内部的不同介质中传播，包括固体、液体和气体。

地震波的传播速度受到地球内部介质的物理性质和结构的影响，因此，当地中发生变化时，地震波的传播速度也会相应发生变化。

首先，地震波传播速度的变化可以与地壳的变形有关。

当地震发生时，地壳产生应力积累，并在某个时刻超过了地壳岩石的极限强度，就会发生断裂，并释放出巨大能量。

地壳的断裂会导致地震波的传播速度变化。

例如，在地震前，地震断层可能会逐渐累积应力，地震波的传播速度可能会逐渐减小。

因此，通过对地震波传播速度的监测，可以获得关于地壳断裂的信息，从而预测地震可能造成的破坏程度。

其次，地震波传播速度的变化也可以反映出地下水体的状态。

地下水体的分布和含水层的饱和度会影响地震波的传播速度。

当地下水体存在较大的变化时，比如地下水位上升或下降，或者地下水的饱和度发生改变，地震波的传播速度也会相应发生变化。

通过对地震波传播速度的监测，可以获得关于地下水体状态的信息，从而预测地震可能引发的液化现象或地面沉降问题。

此外，地震波传播速度的变化还可以与地下岩石的应力状态有关。

当地震发生后，地下岩石会承受巨大的应力改变，从而导致地震波的传播速度变化。

例如，在地震后，地震波的传播速度可能会在一段时间内呈现出减慢的趋势，这是因为地下岩石的应力状态正在重新分布，这种变化可能会导致地下断层的再次活动。

通过对地震波传播速度的监测，可以获得关于地下岩石应力状态的信息，从而预测地震可能的余震或者次生地震。

综上所述，地震波传播速度的变化预测可以为地震可能的灾情提供重要的提示。