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第三章 第一节 第二节 第三节 第四节

地震波动力学

地震波的频谱分析 地震波的能量分析 影响地震波传播的地质因素 地震记录的分辨率

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地震波动力学 地震波动力学：研究地震波在运动状态 中的能量、波形、频谱等特征及其变化 规律的一门学科，它是地震资料地层、 岩性解释的基础。 实质：动力学特征与地层结构、岩石性 质、流体性质等有较好的内在联系。 目的：研究地层、岩性、沉积、圈闭甚 至直接检测油气。

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第一节 地震波的频谱分析 一、频谱的概念 1、频谱: 组成一个复杂振动的各个谐振 动分量的特性与其频率关系的总和称为 该振动的频谱，包括振幅谱和相位谱。 一个复杂的振动信号，可以看成是由许 多简谐分量叠加而成；这些简谐分量及 其各自的振幅、频率和初相，就叫做复 杂振动的频谱。

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2、频谱分析的数学工具 傅立叶变换(分析):满足一定条件的一个任意周期函数可以展成傅立叶级 数，即展成许多谐振动函数的和。 谐振动：具有一定的初始振幅、相位和 频率的振动。 单个的地震子波可以看作是一个谐振动 每一道上的地震记录(由无数个地震子 波组成)可以看成一个复杂振动。

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二、地震波频谱资料的获得 1、知道时间函数的具体形式 f(t),可以 直接用付氏变换公式计算频谱F(ω)

F ( )

f (t )e

j t

dt

1 f (t ) 2

F ( )e j t d

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二、地震波频谱资料的获得 2、知道信号的图形，但不知道具体的函 数关系。 1)模拟方法：把波形变成一个连续的电 信号，用频谱分析仪进行频谱分析。 2)数字磁带方法：把记录到的离散化的 地震信号(振幅值),利用离散付氏变 换或快速付氏变换(FFT),在数字计算 机上计算出地震信号的频谱。

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三、描述频谱的参数1、主频：频谱曲线极 大值所对应的频率 ( ω 0)称为频谱的 主频。 2、频宽(带宽):振 幅谱等于最大值的 0.707倍处的两个频 率值之间的宽度。 ω = ω2- ω1

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四、地震波频谱特征及其应用 1、各种地震波的频谱特征 与地震勘探有关的一些波的频谱特点 面波频率低(10-30Hz); 反射波主频(30-50Hz); 深层反射频率更低； 声波频率较高，大于100Hz; 工业交流电，50Hz左右窄带；

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2、影响频谱的因素 1)激发条件对地震波频谱有影响：药量 大，频谱向低频方向移动；岩石致密，频 谱向高频方向移动； 2)不同类型反射波频谱有差异：同一界 ； 面的反射纵波比反射横波频率较高；其原 因主要是横波的高频成分被吸收严重； 3)相同类型反射波随传播

距离增加频率 降低 。

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3、频谱资料在地震勘探中的应用 分析有效波和干扰波在频谱上的差 异指导设计地震仪、选择处理参数 和野外工作方法； 地震波的频谱资料中含有地层、岩 性及含油气性信息，可以用来指导 地震资料的地质解释。